DE9406011U1 - Pendelantrieb für elektronisch gesteuerte Pendeluhr - Google Patents

Description

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14. April 1994 MN/eg

Anmelder: Auber Peter, D-78126 Königsfeld

Bezeichnung: Pendelantrieb für elektronisch gesteuerte Pendeluhren

■> Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Schwerkraftpendel einer elektronisch gesteuerten Pendeluhr, bestehend aus wenigstens einem Permanentmagneten, einer Steuerspule, einer Antriebsspule, einer Steuerelektronik und einem kürzeren in einer zur Schwingebene parallelen Ebene mit gleicher Frequenz schwingenden Pendelstab, mit dem das längere Schwerkraftpendel gekoppelt ist.

Es ist eine Antriebsvorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt (DE-PS 19 63 259), welche im Gehäuse des Uhrwerkes einer Pendeluhr mit Schwerkraftpendel angeordnet ist. Das Schwerkraftpendel ist auf der Rückseite am Uhrwerk mittels einer Pendelfeder schwenkbar gelagert, welche im oberen Bereich des Uhrwerkes angeordnet ist. Etwa koaxial zur von der Pendelfeder definierten Pendelachse des Schwerkraftpendels ist im Uhrwerk eine Pendelwelle mit einem Pendelstab schwenkbar

gelagert, welcher in einer zur Pendelebene parallelen Ebene schwingt.

Der Pendelstab ist an seinem unteren Ende mit einer rechtwinklig zum Schwerkraftpendel hin abgebogenen Haltegabel versehen, deren Gabelschenkel beiderseits am Schwerkraftpendel anliegen, so daß das Schwerkraftpendel und der Pendelstab synchron pendeln. Der Pendelstab ist dabei wesentlich kürzer ausgeführt als das Schwerkraftpendel und findet im Uhrwerksgehäuse Platz, währen das Schwerkraftpendel nach unten aus dem Uhrwerksgehäuse herausragt.

Zum Antrieb des Pendelstabes zusammen mit dem Schwerkraftpendel ist der Pendelstab im Bereich seiner Haltegabel auf seiner dem Schwerkraftpendel gegenüberliegenden Seite mit einem Permanentmagneten versehen. Dem Permanentmagneten gegenüberliegend weist das Uhrwerksgehäuse eine Steuerspule und eine Antriebsspule auf, welche mittels einer Steuerelektronik angesteuert sind. Der Permanentmagnet des Pendelstabes schwingt bei jeder Pendelbewegung an der im Uhrwerksgehäuse feststehenden Steuerspule vorbei und erzeugt einen Steuerimpuls, durch welchen über die Steuerelektronik in der Antriebsspule ein Antriebsimpuls erzeugt wird. Durch diesen Antriebsimpuls wird der Pendelstab und damit über die Haltegabel des Pendelstabes

mit dem Schwerkraftpendel in der jeweiligen Durchschwingrichtung beschleunigt.

Mit der bekannten im Uhrwerksgehäuse angeordneten Antriebsvorrichtung können nur Impulse begrenzter Größe auf den Pendelstab und damit auf das Schwerkraftpendel übertragen werden. Das bedeutet, daß nur Schwerkraftpendel mit geringer Masse bzw. geringer Länge mit dieser Antriebsvorrichtung antreibbar sind, da bei schwereren bzw. größeren Schwerkraftpendeln die Lagerreibungskräfte der Schwerkraftpendel-Lagerung so groß sind, daß die bekannte Antriebsvorrichtung kein genügend großes Antriebsmoment bzw. Antriebsimpuls auf das Schwerkraftpendel ausüben kann und nicht in der Lage ist, die Lagerreibungskräfte zu überwinden und damit das Schwerkraftpendel zum' Schwingen anzuregen und in Gang zu halten.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der Schwerkraftpendel beliebiger Länge und hohem Eigengewicht antreibbar sind, wobei ein niedriger Energieverbrauch der Antriebsvorrichtung gewährleistet sein soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile des Anspruches 1 und des Anspruches 2 gelöst.

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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ansprüche 1 und 2 wird erreicht, daß aufgrund der wesentlich besseren Hebelverhältnisse die Antriebsvorrichtung in der Lage ist, auch ein langes, schweres Schwerkraftpendel in Gang zu halten, wobei gleichzeitig ein äußerst geringer Stromverbrauch erreichbar ist. Insbesondere durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird zusätzlich erreicht, daß diese Antriebsvorrichtung, sofern sie im Bereich des Pendeltellers eines Schwerkraftpendels angeordnet ist, beispielsweise in einer Standuhr, nicht sichtbar ist.

Durch die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 3 und 14 wird vorteilhaft eine Justierbarkeit des Pendelstabes erreicht. Wird die Antriebsvorrichtung beispielsweise leicht asymmetrisch zur Amplitudensymmetrieebene des Schwerkraftpendels an der Rückwand des Uhrengehäuses bzw. am asymmetrisch zur Längsmittelachse des Schwerkraftpendel am Schwerkraftpendel angeordnet, so ist diese Asymmetrie durch eine entsprechende Winkeleinstellung des Kupplungsstabes zum Antriebsstab über die Friktionskupplung ausgleichbar. Desgleichen gilt auch für den Fall, daß die Pendeluhr nicht exakt senkrecht aufgestellt oder aufgehängt ist und somit ihr Schwerkraftpendel asymmetrisch zur Antriebseinheit schwingt. Auch diese Asymmetrie ist durch eine entsprechende Winkeleinstellung des Kupplungsstabes zum Antriebsstab über die Friktionskupplung ausgleichbar, so

daß der Pendelstab bzw. der Antriebsstab des Pendelstabes stets symmetrisch zur Antriebsspule pendeln einstellbar ist und somit stets im Nulldurchgäng des Schwerkraftpendels und des Antriebsstabes einen Antriebsimpuls von der Antriebsspule erhält.

Desweiteren ist durch diese Friktionskupplung auch ein Uberschwingen des Schwerkraftpendels ermöglicht, d.h. daß die Amplitude des Schwerkraftpendels im Kupplungsbereich des Kupplungsstabes größer sein kann als die Pendelamplitude des Pendelstabes, wobei durch die Friktionskupplung bei geeigneter Einstellung der Reibkräfte der Antriebsimpuls vom Antriebsstab auf den Kupplungsstab und somit auf das Schwerkraftpendel sicher übertragbar ist.

Die weiteren Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 4 bis 12 beinhalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Kupplungseinrichtung aus Anspruch 1. Diese Kupplungseinrichtungen ermöglichen insbesondere einen Ausgleich der unterschiedlichen Schwingungsradien des Pendelstabes einerseits und des Schwerkraftpendels andererseits in deren entsprechendem Kupplungsbereich.

Die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 14 bis 23 betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Kupplungseinrichtung aus Anspruch 2. Auch diese Kupplungseinrichtungen ermöglichen den Ausgleich der

unterschiedlichen Schwingungsradien des Pendelstabes einerseits und des Schwerkraftpendels anderer-seits.

Die Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 13 und 24 ermöglichen eine einfache und sichere Montage der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtungen sowohl an der Rückwand des Uhrengehäuses als auch am Schwerkraftpendel, wobei auch die benötigte Energiequelle im z.B. in Form einer Batterie im Antriebsgehäuse der Antriebsvorrichtung unterbringbar ist.

Anhand der Zeichnung wird im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Eine Pendeluhr mit Schwerkraftpendel und Antriebsvorrichtung im Teilschnitt;

Fig. 2 Einen Teilschnitt II-II der Pendeluhr aus Fig. 1;

Fig. 3 Eine Pendeluhr mit einer weiteren Anordnung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung im Teilschnitt;

Fig. 4 Eine Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung mit geöffnetem Antriebsgehäuse;

Fig. 5 Einen Teilschnitt V-V durch die Friktionskupplung aus Fig. 4;

Fig. 6 Eine zweite Ausführungsform einer Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung in Frontansicht;

Fig. 7 Eine dritte Ausführungsform einer Antriebseinheit der Antriebsvorrichtung in Frontansicht;

Fig. 8 Eine Ansicht VIII aus Fig. 7;

Fig. 9 Eine Antriebsvorrichtung mit einer magnetischen Kupplungseinrichtung aus Fig. 7;

Fig. 10 Eine Antriebsvorrichtung mit einer weiteren magnetischen Kupplungseinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine Pendeluhr 1 im Schnitt mit einem Schwerkraftpendel 2, welches mittels einer Antriebsvorrichtung 3.pendelnd angetrieben ist. Das Schwerkraftpendel 2 ist im oberen Bereich der Pendeluhr, in welchem auch ein Uhrwerk 4 (gestrichelt dargestellt) angeordnet ist, mittels einer Pendelfeder 5, welche eine Pendelachse 6 definiert, schwenkbar gelagert. Die Antriebsvorrichtung 3 weist eine Antriebseinheit 20 aus, welche etwa im unteren Viertel des Schwerkraftpendels 2 angeordnet und an der Innenseite 7 der Rückwand 8 der Pendeluhr 1 mit seinem Antriebsgehäuse 9 befestigt ist. Die Antriebseinheit 20 der Antriebsvorrichtung 3 weist einen Pendelstab 10 auf, welcher nach unten aus dem

Antriebsgehäuse 9 herausragt und im oberen Bereich des Antriebsgehäuses 9 um eine Stabachse 11 schwenkbar gelagert ist. Die Stabachse 11 verläuft koaxial zur Pendelachse 6 des Schwerkraftpendels 2, so daß der Pendelstab 10 im Betrieb in einer zur Schwingebene des Schwerkraftpendels 2 parallelen Ebene schwingt.

Die Antriebseinheit 20 erzeugt einen Antriebsimpuls, welcher vom Pendelstab 10 über einen Kupplungsstift 12, welcher in entsprechender Höhe am Schwerkraftpendel 2 befestigt ist, auf das Schwerkraftpendel 2 übertragen wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der Pendelstab 10 zur Aufnahme des Kupplungsstiftes 12 in seinem unteren Endbereich 13 einen langlochartigen Kupplungsschlitz 14 auf, dessen Breite etwa dem Durchmesser des Kupplungsstiftes 12 entspricht.

Da der Pendelstab 10 mit seiner Stabachse 11 im unteren Viertel des Schwerkraftpendels 2 an der Rückwand 8 der Pendeluhr 1 angeordnet ist und wesentlich kürzer ausgebildet ist als das Schwerkraftpendel 2, schwingt der Pendelstab 10 bei seiner Pendelbewegung im Kupplungsbereich des Kupplungsstiftes 12 mit seinem Pendelstab 10 um die Stabachse 11 etwa auf der Kreisbahn 15, während der Kupplungsstift 12 am Schwerkraftpendel 2 auf der Kreisbahn 16 schwingt. Somit weist die Kreisbahn

15 einen Schwenkradius R₂ des Pendelstabes 10 auf, der wesentlich kleiner ist als der Pendelradius R₁ des Schwerkraftpendels 2. Zum Ausgleich dieser unterschiedlichen Schwingungsradien R₁ und R₂ des Schwerkraftpendels 2 einerseits und des Pendelstabes andererseits, welche beim Pendelvorgang eine Vertikale Verschiebung des Pendelstabes 10 zum Kupplungsstift 12 bei steigende Amplitude zur Folge haben, ist der Kupplungsstift 12 im Kupplungsschlitz 14 des Pendelstabes 10 in Längsrichtung des KupplungsSchlitzes 14 verschiebbar.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Pendeluhr 1/1 ist eine Antriebseinheit 20/1, welche baugleich ist mit der Antriebseinheit 20 aus Fig. 1, am Schwerkraftpendel 2/1 auf der Rückseite 17 der Pendelscheibe 18 des Schwerkraftpendels 2/1 mit ihrem Antriebsgehäuse 9/1 befestigt. Die Antriebseinheit 20/1 weist ebenfalls einen Pendelstab 10/1 auf, welcher aus dem Antriebsgehäuse 9/1 der Antriebseinheit 20/1 nach unten herausragt. Die Antriebseinheit 20/1 stützt sich beim Pendeln mit ihrem Pendelstab 10/1 an einem Stützglied 19 ab, das in Form eines Kupplungsstiftes 12/1 an der Innenseite 7/1 der Rückwand 8/1 der Pendeluhr 1/1 befestigt ist. Der Kupplungsstift 12/1 ragt, wie oben zu Fig. 2 geschrieben, in einen entsprechenden Kupplungsschlitz (in Fig. 3 nicht dargestellt) des Pendelstabes 10/1 und ist in diesem in

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dessen Längsrichtung verschiebbar, so daß auch hier die
unterschiedlichen Schwingungsradien einerseits des
Pendelstabes 10/1 und andererseits des Schwerkraftpendels 2/1 ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel notwendig, da der Pendelstab 10/1
stets entgegengesetzt zum Schwerkraftpendel 2/1 schwingt, so daß eine Verschiebung des Kupplungsstiftes 12/1 im
Kupplungsschlitz stets größer ist als beim
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und dementsprechend der Kupplungsschlitz 12/1 eine größere Länge aufweist als der Kupplungsschlitz 12.

Fig. 4 zeigt eine Antriebseinheit 20/2, wie sie bei der
Antriebsvorrichtung 3 und 3/1 Verwendung findet. Die
Antriebseinheit 20/2 weist ein Antriebsgehäuse 21 auf, in welchem eine Steuerelektronik 22, eine Batterie 23 zur
Energieversorgung sowie eine Steuerspule 24 und eine
Antriebsspule 25 angeordnet sind. Mittig im oberen
Bereich des Antriebsgehäuses 21 ist ein Pendelstab 10/2
schwenkbar gelagert. Im Bereich der Steuerspule 27 bzw.
der Antriebsspule 25 weist der Pendelstab 10/2 einen
Permanentmagneten 2 6 auf, welcher beim Vorbeischwingen an der Steuerspule 24 einen Steuerimpuls an die
Steuerelektronik 22 abgibt. Durch die Steuerelektronik 22 wird in der Antriebsspule 25 ein magnetischer
Antriebsimpuls erzeugt, welcher den Permanentmagneten 2 6,

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und somit den Pendelstab 10/2 in der jeweiligen Pendelrichtung beschleunigt.

Der Pendelstab 10/2 ist zweiteilig ausgeführt und weist einen oberen Antriebsstab 27 und einen unteren Kupplungsstab 28 auf, wobei der Antriebsstab 27 unterhalb des Permanentmagneten 2 6 nach unten aus dem Antriebsgehäuse 21 herausragt. Der Kupplungsstab 28 ist am Antriebsstab 27 um eine parallel zur Stabachse 11/2 des Pendelstabes 10/2 verlaufende Schwenkachse 29 schwenkbar gelagert. Zur Übertragung des Antriebsmomentes bzw. des Antriebsimpulses vom Antriebsstab 27, an welchem der Permanentmagnet 2 6 angeordnet ist, auf den Kupplungsstab 28 ist eine im Bereich der Schwenkachse 29 angeordnete Friktionskupplung 30 vorgesehen.

In Fig. 4 ist desweiteren der maximale Winkelausschlag des Pendelstabes 10/2 gestrichelt dargestellt. Ein solcher maximaler Winkelausschlag, durch welchen in Verbindung mit der Länge des Pendelstabes 10/2 auch dessen maximal mögliche Schwingungsamplitude bestimmt ist, kann z.B. durch die Ausgestaltung des Antriebsgehäuses 21 vorgegeben sein.

Fig. 5 zeigt die Friktionskupplung 30 aus Fig. 4 im Längsschnitt. Der Antriebsstab 27 weist eine Durchgangsbohrung 31 auf, in welcher der Kupplungsstab 28 mit einem Nabenansatz 32 drehbar gelagert ist. Im Bereich

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der Durchgangsbohrung 31 liegt der Kupplungsstab 28 auf der Außenseite 33 des Antriebsstabes 37 flanschartig auf. Der Kupplungsstab 28 ist mit einem Durchgangsgewinde 34 versehen, in welche eine Befestigungsschraube 35, welche koaxial zur Durchgangsbohrung 31 verläuft, eingeschraubt ist. Die Befestigungsschraube 35 ist von der der Außenseite 33 gegenüberliegenden Seite 36 des Antriebsstabes 27 in das Durchgangsgewinde 34 des Kupplungsstabes 28 eingeschraubt. Die Befestigungsschraube 35 stützt sich mit ihrem Schraubenkopf 37 über eine Druckfeder 38 und einer Unterlagscheibe 39 im Bereich der Durchgangsbohrung 31 an der Rückseite 36 des Antriebsstabes 27 ab und zieht den Kupplungsstab 28 mit seinem Flanschauge 40 gegen die Außenseite 33 des Antriebsstabes 27, so daß zwischen dem Flanschauge 40 und der Außenseite 33 eine reibschlüssige Verbindung besteht. Zur Sicherung der Befestigungsschraube 35, welche den Kupplungsstab 28 durchragt, ist eine Sicherungsmutter 41 vorgesehen.

Durch die Friktionskupplung 30 eine Justierbarkeit des Pendelstabes erreicht. Wird die Antriebseinheit 20/2 beispielsweise leicht asymmetrisch zur Amplitudensymmetrieebene des Schwerkraftpendels an der Rückwand des Uhrengehäuses bzw. asymmetrisch zur Längsmittelachse des Schwerkraftpendels am Schwerkraftpendel angeordnet, so ist diese Asymmetrie

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durch eine entsprechende Winkeleinstellung des Kupplungsstabes 28 zum Antriebsstab 27, wie dies in Fig. 4 beispielhaft gestrichelt dargestellt ist, über die Friktionskupplung 30 ausgleichbar. Desgleichen gilt auch für den Fall, daß die Pendeluhr nicht exakt senkrecht aufgestellt oder aufgehängt ist und somit der Pendelausschlag bezüglich der vertikalen Achse der Pendeluhr in der einen Richtung größer ist als in der anderen. Durch den Ausgleich der Asymmetrie wird erreicht, daß die durch den Antriebsimpuls bewirkten Beschleunigungskräfte in beide Pendelrichtungen jeweils beim Nulldurchgang des Schwerkraftpendels und des Antriebspendels 10/2 erfolgen und somit gleich groß sind und einen maximalen Wert annehmen.

Desweiteren ermöglicht die Friktionskupplung 30 bei geeigneter Einstellung der Befestigungsschraube bzw. Vorspannung der Druckfeder 38, daß das Schwerkraftpendel im Kupplungsbereich zwischen Pendelstab und Schwerkraftpendel eine größere Pendelamplitude aufweisen kann als der Pendelstab 10/2, da in diesem Fall über die Friktionskupplung 30 der Kupplungsstab 28 in Pendelrichtung des Schwerkraftpendels gegenüber dem Antriebsstab 27 entgegen der Reibungskräfte der Friktionskupplung 30 ausschwenken kann. Die Einstellung des Anpreßdruckes der Druckfeder 38 über die Befestigungsschraube 35 ist dabei so zu wählen, daß der

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Antriebsimpuls der Antriebsvorrichtung noch sicher vom Antriebsstab 27 auf den Kupplungsstab 28 übertragbar ist. Bei einer größeren Schwingungsamplitude des Schwerkraftpendels gegenüber dem Pendelstab 10/2 bzw. dem Antriebsstab 27, dessen Schwingungsamplitude durch das Antriebsgehäuse,· wie oben beschrieben, begrenzt sein kann, wird auch gleichzeitig bei jedem Anschlag des Antriebsstabes am Antriebsgehäuse ein Tick-Geräusch erzeugt, das dem Ticken einer großen Standuhr gleichkommt und stets in der Taktfrequenz der Schwingungsfrequenz des Schwerkraftpendels auftritt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Antriebseinheit 20/3. Bei dieser Antriebseinheit 20/3, die im wesentlichen gleich ausgeführt ist wie die Antriebseinheit 20/2 aus Fig. 4, ist ein Kupplungsstab 42 vorgesehen, welcher über eine Friktionskupplung 30/1 am entsprechenden Antriebsstab 27/1 schwenkbar gelagert ist und an seinem unteren Ende eine Haltegabel 43 aufweist. Die Haltegabel 43 weist zwei Gabelschenkel 44, 45 auf, deren Abstand etwa dem Durchmesser beispielsweise des Kupplungsstiftes 12 (gestrichelt dargestellt) entspricht. Um eine größere Schwingungsamplitude im Kupplungsbereich des Schwerkraftpendels gegenüber dem Antriebsstab 42 zu ermöglichen, kann der Abstand der Kupplungsschenkel 44', 45', wie dies in Fig. 6 gestrichelt dargestellt ist, auch wesentlich größer sein als der Durchmesser des

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Kupplungsstiftes 12, so daß das Schwerkraftpendel mit seinem Kupplungsstift 12 bei Erreichen der maximalen Schwingungsamplitude der Haltegabel 43 noch bis zum jeweils äußeren Gabelschenkel 44 bzw. 45 weiterschwingen kann. Zur Vermeidung von Störungen und zum einfädeln des Kupplungsstiftes 12 zwischen die beiden Gabelschenkel 44, 45 verlaufen diese im unteren endeberiche der Haltegabel 43 divergierend zueinander.

Fig. 7 zeigt eine weitere Antriebseinheit 20/4, welche einen Kupplungsstab 4 6 aufweist, der an seinem unteren Ende 47 mit zwei Permanentmagneten 48, 49 versehen ist.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, sind die Permanentmagneten 48, 49 im Abstand zueinander angeordnet, so daß zwischen ihnen berührungsfrei ein Kupplungsmagnet 50 (gestrichelt dargestellt), welcher entsprechend an einem Schwerkraftpendel befestigt ist, einbringbar ist und durch die zwischen den Permanentmagneten 48, 49 und dem Kupplungsmagnet 50 wirkenden Magnetkräfte der Antriebsimpuls vom Kupplungsstab 4 6 auf das Schwerkraftpendel übertragbar ist.

Fig. 9 zeigt eine Antriebsvorrichtung 3/2, welche eine derartige magnetische Kupplungseinrichtung 51 aufweist. Die Kupplungseinrichtung 51 ist dabei durch die Permanentmagnete 48/1, 49/1, welche fest mit dem

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Kupplungsstab 4 6 verbunden sind und dem Kupplungsmagneten 50/1, welcher mittels einer entsprechenden Halterung 52 beispielsweise an der Pendelscheibe 2^f des Schwerkraftpendels 2/2 befestigt ist. Dadurch, daß der Kupplungsmagnet 50 von unten zwischen die beiden Permanentmagnete 48 und 4 9 eintaucht, ist ein Ausgleich der unterschiedlichen Schwingungsradien des Pendelantriebes 3/2 einerseits und des Schwerkraftpendels 2/2 andererseits gegeben,;, da sich der Kupplungsmagnet 50 zur jeweiligen maximalen Amplitude hin, wie dies in Fig. 2 für eine mechanische Kupplungseinrichtung dargestellt ist, leicht aus dem Kupplungsspalt 53 der Permanentmagneten 48/1, 49/1 heraus bewegen kann. Desgleichen gilt für eventuell auftretende unterschiedliche Schwingungsamplituden im Kupplungsbereich. Auch hier ist es möglich, daß sich der Kupplungsmagnet 50 in Schwingungsrichtung relativ zu den Permanentmagneten 48/1 und 49/1 aus dem Kupplungsspalt heraus bewegt und im Kupplungsbereich eine größere Schwingungsamplitude aufweist als der Kupplungsstab 46. Bei größeren Amplituden sowohl des Kupplungsstabes 46 als auch des Schwerkraftpendels kann es notwendig sein die Permanentmagnete 48/1, 49/1 und/oder den Kupplungsmagneten 50/1 in entsprechender Richtung größer auszubilden, so daß die Permanentmagnete 48/1, 49/1 bis zum Umkehrpunkt des Schwerkraftpendels 2/2 zumindest

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teilweise im Eingriff bleiben, so daß die Magnetkräfte zwischen den Permanentmagneten 48/1, 49/1 und- dem Kupplungsmagneten 50/1 wirksam bleiben und der Kupplungsstab 4 6 nicht vorzeitig zurückschwingt und somit die Antriebsvorrichtung außer Kraft gesetzt würde.

Es versteht sich, daß die beiden Permanentmagnete 48/1, 49/1 anstatt am Kupplungsstab 4 6 auch am der Pendelscheibe 2' des Schwerkraftpendels 2/3 angeordnet sein können. Bei dieser Anordnung der Permanentmagnete 48/1, 49/1 ist entsprechend der Kupplungsmagnet 50/1 am Kupplungsstab 4 6 befestigt. Im Unterschied zu der in Fig. 9 dargestellten Anordnung taucht der Kupplungsmagnet 50/1 in diesem Fall von oben nach unten zwischen die beiden Permanentmagneten 48/1, 49/1 ein, so daß zur Halterung der Permanentmagnete 48/1, 4 9/1 eine unter geschlossene und oben offene Haltevorrichtung vorzusehen ist (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Fig. 10 zeigt eine weitere Kupplungsmöglichkeit zwischen dem Pendelstab 10/3 und dem Schwerkraftpendel 2/3. Auf der Rückseite der Pendelscheibe 54 des Schwerkraftpendels 2/3 sind im Kupplungsbereich jeweils Permanentmagnete und 56 im Abstand voneinander angeordnet. Der Abstand der Permanentmagnete 55, 56 ist so gewählt, daß zwischen diese ein Koppelmagnet 57 einbringbar ist, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. der Koppelmagnet 57 weist

seinerseits zu beiden Permanentmagneten 55 und 56 einen Abstand aufweist und ist am Pendelstab 10/3 befestigt. Die Permanentmagnete 55, 56 und der Kopplungsmagnet 57 sind bezüglich ihrer Polanordnung so ausgerichtet, daß die Permanentmagnete 55 und 56 jeweils für sich den Kopplungsmagneten 57 abstoßen, wobei in Fig. 10 die entsprechende magnetische Polung durch N für den magnetischen Nordpol und S für den magnetischen Südpol entsprechend dargestellt ist. So wird durch die sich abstoßenden Magnetkräfte eine magnetische Kupplung zwischen Pendelstab 10/3 und Schwerkraftpendel 2/3 erreicht. D.h. pendelt der Koppelmagnet 57 in Richtung auf den Permanentmagneten 56 zu, so verstärken sich die abstoßenden Kräfte zwischen dem Koppelmagnet 57 und dem Permanentmagneten 56 währen sich die abstoßenden Kräfte zwischen dem Koppelmagnet 57 und dem Permanentmagneten verringern. Dies führt zu einer Auslenkung des Schwerkraftpendel 2/3 in Richtung des Permanentmagneten 56. Desgleichen gilt umgekehrt bei einer Auslenkung des Pendelstabes 10/3 in die entgegengesetzte Richtung. Insbesondere für größere Schwingungsamplituden ist den unterschiedlichen Schwingungsradien im Kopplungsbereich des Pendelstabes einerseits und des Schwerkraftpendels andererseits durch eine entsprechende Höhe der Permanentmagnete 55, 56 in Längsrichtung des Schwerkraftpendels 2/3 und/oder des Koppelmagneten 57 in

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Längsrichtung des Pendelstabes, wie schon zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 beschrieben,-Rechnung zu tragen.

Es versteht sich, daß die Kupplungseinrichtung aus Fig. 9 bzw. Fig. 10 ebenfalls für eine Vorrichtungsanordnung gemäß Fig. 3 verwendbar ist.

Mit den erfindungsgemäßen Ausgestaltungen wird eine Antriebsvorrichtung geschaffen, mit welcher Schwerkraftpendel größer Länge und mit einem hohen Eigengewicht pendelnd antreibbar sind, wobei die Antriebsvorrichtung durch ihren günstigen Kraftangriff im Bereich der unteren Hälfte des Schwerkraftpendels durch die damit erreichten günstigen Hebelverhältnisse vom Pendelstab zum Schwerkraftpendel nur einen geringen Energieverbrauch aufweist. Durch die entsprechenden Ausgestaltungen der Kupplungseinrichtungen zwischen dem Pendelstab und dem Schwerkraftpendel sind dabei annähernd beliebig große Schwingungsamplituden des Schwerkraftpendels erreichbar, ohne daß der Pendelstab und das Schwerkraftpendel mit ihren jeweiligen Kupplungselementen außer Eingriff geraten.

Claims (1)

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Anmelder: Auber Peter, D-78126 Königsfeld

Bezeichnung: Pendelantrieb für elektronisch gesteuerte Pendeluhren

Schutzansprüche

1. Antriebsvorrichtung für ein Schwerkraftpendel einer elektronisch gesteuerten Pendeluhr, bestehend aus wenigstens einem Permanentmagneten, einer Steuerspule, einer Antriebsspule, einer Steuerelektronik und einem kürzeren in einer zur Schwingebene parallelen Ebene mit gleiche Frequenz schwingenden Pendelstab, mit dem das längere Schwerkraftpendel gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der Pendelstab (10, 10/2, 10/3) im Bereich der unteren Hälfte des Schwerkraftpendels (2, 2/2, 2/3) an der Innenseite (7) des Uhrengehäuses ortsfest angeordnet ist und

daß dessen Pendelstab (10, 10/2, 10/3) über eine mechanische oder magnetische, die unterschiedlichen Schwingungsradien (R₁, R₂) und Schwingungsamplituden des Pendelstabes (10, 10/2, 10/3) einerseits und des Schwerkraftpendels (2, 2/3, 2/3) andererseits ausgleichende Kupplungseinrichtung (51) den

Antriebsimpuls auf das Schwerkraftpendel (2, 2/3, 2/3) überträgt.

2. Antriebsvorrichtung für ein Schwerkraftpendel einer elektronisch gesteuerten Pendeluhr, bestehend aus wenigstens einem Permanentmagneten, einer Steuerspule, einer Antriebsspule, einer Steuerelektronik und einem kürzeren in einer zur Schwingebene parallelen Ebene mit gleiche Frequenz schwingenden Pendelstab, mit dem das Schwerkraftpendel gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebsvorrichtung (3/1) mit dem Pendelstab (10/1) im Bereich der unteren Hälfte des Schwerkraftpendels (2/1) am Schwerkraftpendel (2/1) befestigt ist und

daß der Pendelstab (10/1) durch eine mechanische oder magnetische, die unterschiedlichen Schwingungsradien und Schwingungsamplituden des Pendelstabes (10/1) einerseits und des Schwerkraftpendels (2/1) andererseits ausgleichende Kupplungseinrichtung (51) mit einem am Uhrengehäuse befestigten Stützglied (19) in Verbindung steht.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelstab (10, 10/2, 10/3) aus einem oberen Antriebsstab (27, 27/1) gebildet

ist, an welchem ein unterer Kupplungsstab (28, 42, 46) um eine parallel zur Pendelachse (6) verlaufende Schwenkachse (29) verschwenkbar gelagert ist, und daß zur Übertragung des Antriebsimpulses vom Antriebsstab (27, 27/1) auf den Kupplungsstab (28, 42, 46) eine Friktionskupplung (30, 30/1) vorgesehen ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, der Pendelstab (10, 10/2) bzw. der Kupplungsstab (28) in seinem unteren Endbereich einen langlochartigen Kupplungsschlitz (14) aufweist, in welchen ein im Kupplungsschlitz (14) in dessen Längsrichtung verschiebbarer Kupplungsstift (12) eingreift, welcher am Schwerkraftpendel (2) befestigt ist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Kupplungsschlitzes (14) dem Durchmesser des Kupplungsstiftes (12) angepaßt ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des KupplungsSchlitzes (14) größer ist als der Durchmesser des Kupplungsstiftes (12) .

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, der Pendelstab (10/2) bzw. der

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Kupplungsstab (42) in seinem unteren Endbereich eine Kupplungsgabel (43) aufweist, in welche ein Kupplungsstift (12) eingreift, der am Schwerkraftpendel befestigt ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgabel (43) zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Gabelschenkel (44, 45) aufweist, deren Abstand dem Durchmesser des Kupplungsstiftes (12) angepaßt ist.

9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgabel (43) zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Gabelschenkel (44', 45¹) aufweist, deren Abstand größer ist als der Durchmesser des Kupplungsstiftes (12) .

10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelschenkel (44, 45) wenigstens im unteren Endbereich des Kupplungsstabes (42) divergierend verlaufen.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Pendelstabes bzw. des Kupplungsstabes (4 6) Permanentmagnete (48, 49) angeordnet sind, welche zusammen mit einem am Schwerkraftpendel befestigten und zwischen die

Permanentmagnete (48, 49) berührungsfrei eintauchenden Kupplungsmagneten (50) die Kupplungseinrichtung (51) bilden, wobei die beiden Permanentmagnete (48, 49) und der Kupplungsmagnet (50) so ausgerichtet sind, daß sie sich gegenseitig magnetisch anziehen.

12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Pendelstabes (10/3) bzw. des KupplungsStabes ein Koppelmagnet (57) angeordnet ist, welcher im Zusammenwirken mit zwei am Schwerkraftpendel (2/3) befestigten Permanentmagneten (55, 56) die Kupplungseinrichtung bildet, und daß die Permanentmagnete (55, 56) so angeordnet sind, daß der Koppelmagnet (57) in Bezug auf die Pendelbewegung des Schwerkraftpendels (2/3) mit Abstand zwischen die Permanentmagnete (55, 56) bringbar ist, wobei der Kupplungsmagnet (57) und die Permanentmagnete (55, 56) bezüglich ihrer magnetischen Polung so ausgerichtet sind, daß sie sich gegenseitig abstoßen.

13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (20) in einem separaten Antriebsgehäuse (21) untergebracht ist, welches an der Innenseite (7) des Uhrengehäuses befestigt ist.

14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelstab (10, 10/1, 10/2, 10/3) aus einem oberen Antriebsstab (27, 27/1) gebildet ist, an welchem ein unterer Kupplungsstab (28, 42, 46) um eine parallel zur Pendelachse (6) verlaufende Schwenkachse (29) verschwenkbar gelagert ist, und daß zur Übertragung des Antriebsimpulses vom Antriebsstab (27, 27/1) auf den Kupplungsstab (28, 42, 46) eine Friktioriskupplung (30, 30/1) vorgesehen ist.

15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, der Pendelstab (10, 10/2) bzw. der Kupplungsstab (28) in seinem unteren Endbereich einen langlochartigen Kupplungsschlitz (14) aufweist, in welchen ein im Kupplungsschlitz (14) in dessen Längsrichtung verschiebbarer Kupplungsstift (12) eingreift, welcher am Uhrengehäuse befestigt ist.

16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Kupplungsschlitzes (14) dem Durchmesser des Kupplungsstiftes (12) angepaßt ist.

17. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des KupplungsSchlitzes (14) größer ist als der Durchmesser des Kupplungsstiftes (12).

18. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, der Pendelstab (10/1, 10/-2) bzw. der Kupplungsstab (42) in seinem unteren Endbereich eine Kupplungsgabel (43) aufweist, in welche ein Kupplungsstift (12/1) eingreift, der am Uhrengehäuse befestigt ist.

19. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgabel (43) zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Gabelschenkel (44, 45) aufweist, deren Abstand dem Durchmesser des Kupplungsstiftes (12/1) angepaßt ist.

20. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgabel (43) zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende Gabelschenkel (44', 45") aufweist, deren Abstand größer ist als der Durchmesser des Kupplungsstiftes (12/1) .

21. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelschenkel (44, 45) wenigstens im unteren Endbereich des Kupplungsstabes (42) divergierend verlaufen.

22. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Pendelstabes bzw. des Kupplungsstabes (4 6) Permanentmagnete (48,

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49) angeordnet sind, welche zusammen mit einem am Uhrengehäuse befestigten und zwischen die-Permanentmagnete (48, 49) berührungsfrei eintauchenden Kupplungsmagneten (50) die Kupplungseinrichtung (51) bilden, wobei die beiden Permanentmagnete (48, 49) und der Kupplungsmagnet (50) so ausgerichtet sind, daß sie sich gegenseitig magnetisch anziehen.

23. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Pendelstabes (10/3) bzw. des Kupplungsstabes ein Koppelmagnet (57) angeordnet ist, welcher im Zusammenwirken mit zwei am Uhrengehäuse befestigten Permanentmagneten (55, 56) die Kupplungseinrichtung bildet, und daß die Permanentmagnete (55, 56) so angeordnet sind, daß der Koppelmagnet (57) in Bezug auf die Pendelbewegung des Schwerkraftpendels (2/3) mit Abstand zwischen die Permanentmagnete (55, 56) bringbar ist, wobei der Kupplungsmagnet (57) und die Permanentmagnete (55, 56) bezüglich ihrer magnetischen Polung so ausgerichtet sind, daß sie sich gegenseitig abstoßen.

24. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinehit (20) in einem separaten

Antriebsgehäuse (21) angeordnet ist, das am Uhrengehäuse befestigt ist.