DE966290C

DE966290C - Kontaktlos gesteuertes Schwingungssystem

Info

Publication number: DE966290C
Application number: DED20693A
Authority: DE
Inventors: Ewald Zemla
Original assignee: DUROWE DEUTSCHE UHREN ROHWERKE
Current assignee: DUROWE DEUTSCHE UHREN ROHWERKE
Priority date: 1955-06-19
Filing date: 1955-06-19
Publication date: 1957-07-18

Description

Kontaktlos gesteuertes Schwingungssystem Die Erfindung bezieht sich auf ein kontaktlos gesteuertes Schwingungssystem, insbesondere eine Antriebsvorrichtung für Uhren Bei Uhren und Zeitmeßgeräten sind bereits kontaktlose schwingende Antriebsvorrichtungen bekannt, bei denen :ein ein Schwingungsorgan bildendes niederfrequent schwingendes mechanisches Pendel oder eine Unruh durch ihre Bewegung ein Magnetfeld periodisch ändert und in einer als Steuerelement dienenden Spule bei jeder Änderung einen elektrischen Impuls erzeugt; der über einen Verstärker, insbesondere auch einen Transistorverstärker, verstärkt und einer zum Antrieb des Pendels oder der Unruh dienenden, als Antriebselement bezeichneten Antriebsspule zugeführt wird. Derartige Schwingungssysteme haben notwendigerweise eine verhältnismäßig große Masse, die sich besonders bei tragbaren Kleinuhren ungünstig auswirkt. Außerdem ist bei äsesen Anordnungen das bewegte Steuerteil in jedem Fall als Metallteil, vorzugsweise als Permanentmagnet, ausgebildet, was zu störenden Beeinflussurigen empfindlicher Uhrteile, vor allem in Kleinuhren.' führen kann, insbesondere aber ist auch die gegenseitige induktive Beeinflussung der beiden Spulen von Steuer- und Antriebskreis sowie die Beeinflussung über das bewegte Metallteil, insbesondere des Permanentmagneten, für die Isochronismusbedingungen störend, vor allem, da der Permanentmagnet während der gesamten Schwingung seine' Lage zu beiden Spulen ändert.
Diese Nachteile werden bei kontaktlos gesteuerten Schwingungssystemen, insbesondere Antriebsvorrichtungen für Uhren, mit einem niederfrequent schwingenden mechanischen Schwingorgan, beispielsweise einer Unruh, durch dessen Bewegung in einem ersten Steuerelement ein elektrischer Steuerimpuls erzeugbar ist, der nach Verstärkung, insbesondere mit Transistorverstärker, einem das mechanische Schwingorgan antreibenden zweiten elektrischen Element zugeführt wird, gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß bei Verwendung eines Piezokristalls als Steuerelement dieses durch. ein am Schwingungsorgan angeord netes Mitnahmeelement periodisch, jedoch nur während: einfies kurzen Teils der Schwingungsperiode, bewegbar ist. Bei dieser Anordnung trägt also das Schwingorgan lediglich ein eine fast beliebig kleine Masse aufweisendes Mitnahmeelement, das die Masse des Schwingorgans nur unmerklich vergrößert. Außerdem hat diese Konstruktion den Vorteil, daß das Steuerelement von äußeren Magnetfeldern unabhängig ist, was bei Zeitmeßgeräten von großer Bedeutung sein kann. Da gegebenenfalls nur das Antriebssystem mit einem elektromagnetischen Kreis arbeitet, fällt in jedem Fall eine gegenseitige magnetische Beeinflussung fort; im übrigen kann selbstverständlich auch jede bekannte Art eines Antriebssystems statt eines elektromagnetischen benutzt werden. Da bei der Wahl des Antriebselementes auf Magnetfelder ebenfalls verzichtet werden kann, so äst dann die ganze Antriebsvorrichtung von äußeren magnetisehen Einflüssen unabhängig.
Diese Art der Verwendung von Piezokristallen unterscheidet sich insbesondere durch die kurzzeitige Bewegung des Piezokristalls innerhalb einer Periode von an sich bekannten hochfrequenten Schwingungserzeugern, die- unter Zuhilfenahme von Piezokristallen auf diese wirkende mechanische Schwingungen in elektrische umwandeln.
In. der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In der Figur bedeutet io eine Unruhwelle, die mit ihren Zapfen i1 und 12 in schematisch angedeuteten Lagern. 13 und 14 gelagert ist. Auf der Unruhwellie ist ein Schwingorgan 15 starr befestigt, das eine mittlere Scheibe 16 und zwei daran angeordnete Querstücke 17 aufweist. Bei i8 ist ein kreisförmiges Bogenstück erkennbar, das zur Verbesserung der Schwingung dient. Die Teile 16 und 17 sind aus Weicheisen und bilden einen Teil eines Magnetsystems, das ein Jochstück i9 von U-förmiger Gestalt aufweist. In dem in der Fig. i dargestellten Ruhezustand befinden sich die Querstücke 17 zwischen den Polen 2o des Joches i9. Bei 21 ist eine Magnetspule erkennbar, die auf dem Mittelstück des Joches i9 angeordnet ist. Auf die Anschlüsse dieser Magnetwicklung wird weiter unten näher eingegangen.
Mit 22 ist eine Spiralfeder bezeichnet, die mit ihrem einen Ende an der Unruhwelle und mit ihrem anderen Ende an einem verstellbaren Rücker 23 befestigt ist. Auf der Unruhwelle ist ferner ein Nocken 24 vorgesehen, der beim Hinundherschwenken der Unruhwelle mit einem Bieger 25 zusammenarbeitet, der an einem Piezokristall 26 befestigt ist. Dieser Piezokristall hat eine plattenförmige Gestalt und ist mit seinem in Fig. i linken Ende. auf einem elektrisch leitenden Träger 27 befestigt An seinem in der Zeichnung linken Ende ist an dem Piezokristall ferner eine Kontaktfahne 28 angeordnet.
Mit 29 ist ein Verstärker bezeichnet, der zwei Transistoren 30 und 31 und zwei Widerstände 32 und 33 aufweist. Mit 34 ist eine Batterie bezeichnet, und es führen zwei Leitungen 35 und 36 von der vorerwähnten Magnetwicklung 21 zum Verstärker 29 und zur Batterieklemme 37, die außerdem durch eine Leitung 38 mit dem Widerstand 32 verbunden ist. Von der Kontaktfahne 28 führt eine Leitung 39 zum Transistor 31, und der Träger 27 ist zusammen mit einem Pol der Batterie und zwei zum Widerstand 33 und zum Transistor 31 führenden Leitungen mit Masse verbunden.
Auf der Unruhwelle 10 ist ferner ein weiterer Nocken 4o angebracht, der mit einem auf einer Ankerwelle 41 befestigten Anker 42 zusammenwirkt. Die Lagerung der Ankerwelle ist bei 43 und 44 schematisch angedeutet.
Die Wirkungsweise der Antriebseinrichtung gemäß der Figur ist nun wie folgt: Wird die Unruhwelle durch äußere Mittel entgegen der Wirkung der Spiralfeder 22 in Schwingung versetzt, so nimmt der Nocken 24 bei der Schwingung in einer Richtung den Bieger 25 mit und biegt däbei den Piezokrsta1126 um einen vorbestimmten. Winkel, so daß in diesem ein elektrischer Impuls entsteht, der dem Verstärker 29 zugeleitet und dort verstärkt wird. Der verstärkte Impuls wird der Magnetspul.e 2i zugeführt, die das Joch i9 magnetisiert, so daß der Eisenteil 16, 17 des Schwingorgans in seine Mittellage zurückgezogen wird. Da dieser Impuls verhältnismäßig kurzzeitig ist, wird durch ihn ein Schwingen des Schwingorgans in der entgegengesetzten Richtung nicht mehr behindert. Beim Zurückschwingen erfolgt dann durch den Nocken 24 eine neue Abbiegung des Piezokristalls 26 und damit ein neuer elektrischer Impuls, der in ähnlicher Weise wie vorbeschrieben auf das Schwingorgan einwirkt.
Mit Hilfe des Nockens 4o kann irgendein beliebiger Teil angetrieben werden, und im vorliegenden. Beispiel ist ein schwingender Anker 42 eingezeichnet, der beispielsweise einen Teil einer Uhr bilden kann.
Die vorbeschriebene Antriebseinrichtung kann beispielsweise eine von dem angetriebenen Gerät völlig getrennte Baueinheit bilden, und es können mit einer solchen Antriebseinrichtung ein oder mehrere Geräte beliebiger Art angetrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, die Antriebseinrichtung in das Gerät selbst einzubauen, was bei ortsbeweglichen Uhren häufig zweckmäßig sein dürfte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kontaktlos gesteuertes Schwingungssystem, insbesondere eine Antriebsvorrichtung für Uhren., mit einem niederfrequent schwingenden mechanischen Schwingorgan, beispielsweise einer Unruh:, durch dessen Bewegung in einem ersten Steuerelement ein elektrischer Steuerimpuls erzeugbar ist, der nach Verstärkung, insbesondere mit Transistorverstärker, einem das mechanische Schwingorgan antreibenden zweiten elektrischen Element zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Piezokristalls als Steuerimpulsgenerator dieser durch ein am Schwingorgan angeordnetes Mitnahmeelement periodisch, jedoch nur während eines kurzen Teiles der Schwingungsperiode, bewegbar ist.
2. Kontaktlos gesteuertes Schwingungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnahmeelement als Nocken ausgebildet ist.
3. Kontaktlos gesteuertes Schwingungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Piezokristal1 plattenförmig ausgebildet ist und daß die Platte an einem Ende starr befestigt ist und an ihrem anderen Ende ein mit dem Mitnahmeelement zusammenwirkendes Gegenelement trägt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1 092 411, 1 090 564; schweizerische Patentschriften Nr. 213 932, 298 559 USA.-Patentschriften Nr. 2 26o 847, 2 235 317; britische Patentschrift Nr. 6oi 712; Horological Journal, 1954, Novemberheft, S.723.