DE2362379B2 - Resonanzschwinger fuer uhren - Google Patents
Resonanzschwinger fuer uhrenInfo
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- G04C3/08—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a mechanical oscillator other than a pendulum or balance, e.g. by a tuning fork, e.g. electrostatically
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Description
Die Erfindung betrifft einen Resonanzschwinger für Uhren, der aus zwei oszillierenden Vorrichtungen mit
unterschiedlichen Eigenfrequenzen besteht, wobei jede der beiden oszillierenden Vorrichtungen mindestens
einen Magneten aufweist, der sich zusammen mit dem schwingenden Organ der jeweiligen oszillierenden
Vorrichtung so bewegt, daß die Energien von der einen Vorrichtung zur anderen mittels der durch
die Magnete erzeugten Magnetfelder gegebenen Verbindung mit nichtlinearer Charakteristik übertragen
werden, so daß die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung, deren potentielle Energie die weniger
hohe ist, durch die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung synchronisiert wird, deren potentielle
Energie die höhere ist.
Derartige Resonanzschwinger beruhen darauf, daß die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung
einen deutlich höheren Gütefaktor besitzt als die andere Vorrichtung, was es ihr ermöglicht, diese letztere
Vorrichtung gleichzuschalten.
Es ist ein Resonanzschwinger dieser Art bekannt, der aus zwei oszillierenden Vorrichtungen besteht,
wobei »ede der beiden oszillierenden Vorrichtungen mindestens einen Magneten aufweist, der sich zusammen
mit dem schwingenden Organ der jeweiligen oszillierenden Vorrichtung bewegt (FR-PS 14 82 313).
Durch die Anordnung der Magneten wird nachteilig auf die Schwinger eine Kraft ausgeübt, die diese aus
der Gleichgewichtslage bewegt, so daß die Schwinger damit die Genauigkeit der Frequenzhaltung verlieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Resonanzschwinger der in Frage stehenden Art zu
schaffen und so auszubilden, daß bei magnetischer Übertragung der Energie die Schwinger unbehindert
ihre Gleichgewichtslage einnnehmen können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geiöst, daß die Magneten der beiden oszillierenden Vorrichtungen
s;ch in Schwingungsbahnen bewegen, die in keinem Augenblick übereinstimmen, und daß die
beiden oszillierenden Vorrichtungen gleichermaßen in ihrer Gleichgewichtstellung schwingen, ohne daß die
eine durch die andere behindert wird.
Im Rahmen der Anwendungen eines solchen Resonanzschwingers wird eine vorteilhafte Frequenzteilung
dadurch erreicht, daß die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung antreibend ist und die mit
niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung synchronisiert, deren Schwingungen im Hinblick auf die Zeitanzeige
berechnet sind.
Für eine Frequenzvervielfachung ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, daß die mit
niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung antreibend ist und das Inganghalten der mit hoher Frequenz
oszillierenden Vorrichtung sicherstellt, durch die sie ihrerseits durch einen Regeleffekt synchronisiert
wird, wobei die Schwingungen der mit niedriger Frequenz oszillierenden Vorrichtung im Hinblick auf
die Zeitanzeige berechnet sind.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Schwinger jederzeit die
Genauigkeit der Frequenzhaltung gewährleisten.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise drei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, die alle
drei für den einen oder anderen der beiden obenerwähnten Zwecke Anwendung finden können.
F i g. 1 und F i g. 2 sind Draufsichten von zwei Ausführungsformen eines Resonanzschwingers für
Uhren mit Stimmgabel und Unruh;
F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer dritten
Ausführungsform eines ebenfalls mit Stimmgabel und Unruh ausgerüsteten Resonanzschwingers für Uhren;
und
F i g. 4 bis 6 sind graphische Darstellungen der Schwingungen der beiden oszillierenden Vorrichtungen
für jeden der drei in F i g. 1 bis 3 dargestellten Resonanzschwinger.
Beim Beispiel von Fig. 1 ist die mit hoher Frequenz
oszillierende Vorrichtung eine Stimmgabel 1, deren beide Arme la je eine Welle 2 tragen, an deren
Ende ein Permanentmagnet 3 befestigt ist. Die Welle 2 am einen der Arme la befindet sich in der
Nähe ihres Endes, während die Welle 2 des anderen Armes sich in der Nähe ihres Fußes befindet. Die mit
niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung wird durch eine Unruh 4 dargestellt, die zwei einander diametral
entgegengesetzt angeordnete Permanentmagnete 5 trägt. Die Anordnung ist so, daß, wenn die
Unruh 4 ihre Gleichgewichtsposition einnimmt (Punkt Null), die vier Magnete 3 und 5 auf einem gleichen
Durchmesser der Unruh 4 liegen, der mit der Mittelachse der Stimmgabel 1 zusammenfällt. Somit bewegen
sich die an der Stimmgabel angebrachten Magnete 3 tangential zur Unruh; die Polung der Magnete
ist so, daß sie einander paarweise abstoßen.
Das Schaubild der Schwingungen der beiden oszillierenden Vorrichtungen zeigt F i g. 4.
Wenn Xx die Amplitude der Schwingungen der
Stimmgabel 1 ist und ω ihre Eigenfrequenz, so besteht bekanntlich die Beziehung AT1 (i) = X10 sin ω(.
Wenn X2 die Amplitude der Schwingungen der Unruh
4 ist und Ω ihre Eigenfrequenz, so erhält man X2(t) — X20 sin (Ωί —ψ), wobei ψ der Wert der
Phasendifferenz zwischen den beiden oszillierenden Vorrichtungen ist.
Aus F i g. 4 kann man ersehen, daß das Frequenzverhältnis ω/Ω den Wert 5 hat. Es könnte im Falle
der Ausführungsform nach Fig. 1 die Werte 3, 5, 7 usw. haben, d. h. eine ganze ungerade Zahl.
Beim Beispiel nach F i g. 2 ist die mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung eine Stimmgabel 6,
deren Arme 6 α an ihren Enden je einen Permanentmagneten 7 tragen. Die mit niedriger Frequenz oszillierende
Vorrichtung wird durch eine Unruh 8 dargestellt, die zwei einander diametral entgegengesetzt
angeordnete Permanentmagnete 9 trägt. Die Anordnung ist so, daß, wenn die Unruh 8 ihre Gleichgewichtsposition
(Punkt Null) einnimmt, die vier Magnete 7 und 9 auf einem gleichen Durchmesser der
Unruh 8 liegen, der senkrecht zur Mittelachse der Stimmgabel 6 liegt. Somit bewegen sich die an der
Stimmgabel angebrachten Magnete 7 radial zur Unruh. Die Polung der Magnete ist so, daß sie einander
paarweise abstoßen.
Das Schaubild in F i g. 5 entspricht dem nach F i g. 4, bezieht sich jedoch auf die Ausführungsform
nach Fig. 2.
Aus diesem Schaubiid kann man ersehen, daß das Frequenzverhältnis ω/Ω den Wert 6 hat. Es könnte
im Falle der Ausführungsform nach F i g. 2 die Werte 2, 4, 6 usw. haben, d. h. eine gerade ganze
Zahl.
Beim Beispiel nach Fig. 3 ist die mit hoher Frequenz
oszillierende Vorrichtung eine Stimmgabel 10, deren einer Arm 10 a an seinem Ende einen Permanentmagneten
11 trägt, während der andere Arm 10 b ein Gegengewicht 12 trägt, das genau so viel wiegt
wie der Magnet 11. Die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung wird durch eine einen Permanentmagneten
14 tragende Unruh 13 dargestellt. Die Anordnung ist so, daß, wenn die Unruh 13 ihre
Gleichgewichtsposition (Punkt Null) einnimmt, die beiden Magneten 11 und 14 einander gegenüberstehen.
Die Bewegungsrichtung des Magneten 11 der Stimmgabel 10 ist parallel zu der mit 15 bezeichneten
Achse der Unruh 13. Die Polung der beiden Magnete 11 und 14 ist so, daß sie einander abstoßen.
Das Schaubild F i g. (S entspricht F i g. 4 und 5, bezieht sich jedoch auf die Ausführungsform nach
Fig. 3. Man sieht, daß bei dieser Ausführungsform zwei Schwingungsarten der Unruh möglich sind, deren
eine durch die ausgezogene Kurve X„ und die andere durch die gestrichelte Kurve A'2 dargestellt wird,
wobei das Frequenzverhältnis ω/Ω für die erste 5 beträgt
und für die zweite 6. Im Falle der Ausführungsform nach Fi g. 3 kann dieses Verhältnis die Werte 2,
3, 4, 5, usw. haben, d. h. eine gerade oder ungerade ganze Zahl.
Es ist zu bemerken, daß bei allen dargestellten Beispielen die Wechselwirkung zwischen den Magneten
eine Abstoßung ist. Wenn diese Wechselwirkung eine Anziehung wäre, würde die Phasendifferenz einfach
das Vorzeichen wechseln.
Ebenfalls anzumerken ist noch, daß die drei relativen Positionen der Schwingungsrichtungen, so wie
sie beschrieben und dargestellt sind, Sonderfälle darstellen, daß es aber auch möglich ist, dazwischenliegende
Relativrichtungen zu benutzen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Resonanzschwinger für Uhren, der aus zwei oszillierenden Vorrichtungen mit unterschiedlichen
Eigenfrequenzen besteht, wobei jede der beiden oszillierenden Vorrichtungen mindestens
einen Magneten aufweist, der sich zusammen mit dem schwingenden Organ der jeweiligen oszillierenden
Vorrichtung so bewegt, daß die Energien von der eiuen Vorrichtung zu anderen mittels
der durch die Magnete erzeugten Magnetfelder gegebenen Verbindung mit nichtlinearer Charakteristik
übertragen werden, so daß die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung, deren potentielle
Energie die weniger hohe ist, durch die mit huher Frequenz oszillierende Vorrichtung
synchronisiert wird, deren potentielle Energie die höhere ist, dadurch gekennzeichnet,daß
die Magneten der beiden oszillierenden Vorrichtungen sich in Schwingungsbahnen bewegen, die
in keinem Augenblick übereinstimmen, und daß die beiden oszillierenden Vorrichtungen gleichermaßen
in ihrer Gleichgewichtstellung scnwingen, ohne daß die eine durch die andere behindert
wird.
2. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 für die Frequenzteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die
mit hoher Frequenz oszillierende Vorrichtung antreibend ist und die mit niedriger Frequenz oszillierende
Vorrichtung synchronisiert, deren Schwingungen im Hinblick auf die Zeitanzeige berechnet
sind.
3. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 für die Frequenzvervielfachung, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit niedriger Frequenz oszillierende Vorrichtung antreibend ist und das Inganghalten der
mit hoher Frequenz oszillierenden Vorrichtung sicherstellt, durch die sie ihrerseits durch einen Regeleffekt
synchronisiert wird, wobei die Schwingungen der mit niedriger Frequenz oszillierenden
Vorrichtung im Hinblick auf die Zeitanzeige berechnet sind.
4. Resonanzschwinger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit hoher Frequenz
oszillierende Vorrichtung mindestens eine schwingende Klinge aufweist, während die mit niedriger
Frequenz oszillierende Vorrichtung aus einer Unruh besteht.
5. Resonanzschwinger nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit hoher Fre- 5»
quenz oszillierende Vorrichtung aus einer Stimmgabel besteht.
6. Resonanzschwinger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung bei der sich
der an der schwingenden Klinge befestigte Magnet tangential zur Unruh bewegt.
7. Resonanzschwinger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung bei der sich
der an der schwingenden Klinge befestigte Magnet radial zur Unruh bewegt.
8. Resonanzschwinger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Anordnung bei der sich
der an der schwingenden Klinge befestigte Magnet parallel zur Achse der Unruh bewegt.
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| CH1810272A CH594201B5 (de) | 1972-12-13 | 1972-12-13 | |
| CH1810272 | 1972-12-13 |
Publications (3)
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| DE2362379B2 true DE2362379B2 (de) | 1976-05-20 |
| DE2362379C3 DE2362379C3 (de) | 1976-12-30 |
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Also Published As
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| GB1442414A (en) | 1976-07-14 |
| FR2210787B1 (de) | 1977-08-19 |
| JPS4998280A (de) | 1974-09-17 |
| US3877215A (en) | 1975-04-15 |
| CH1810272A4 (de) | 1977-02-28 |
| FR2210787A1 (de) | 1974-07-12 |
| DE2362379A1 (de) | 1974-07-11 |
| CH594201B5 (de) | 1977-12-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |