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Kontaktlos gesteuertes Schwingsystem Die Erfindung bezieht sich auf ein kontaktlos gesteuertes Schwingsystem, insbesondere für Uhren, mit einem niederfrequentschwingenden, mechanischen Schwingorgan, das mit Hilfe eines Mitnahmeelementes einen piezoelektrischen Kristall periodisch, jedoch nur während eines Teils der Schwingperiode verbiegt, und das in einem ersten Steuerelement einen elektrischen Steuerimpuls erzeugt, der nach Verstärkung einem das mechanische Schwingorgan antreibenden zweiten elektrischen Element zugeführt wird, nach Patentanspruch des Hauptpatentes Nr.336769. Bei der bekannten Konstruktion nach diesem Patent ist mit der Welle des Schwingorgans ein Nocken fest verbunden,
der einen mit dem piezoelektrischen Kristall starr verbundenen Bieger je Halbschwingung ein kurzes Stück mitnimmt. Dabei wird bei jeder Mitnahme der piezoelektrische Kristall abgebogen und erzeugt einen Steuerimpuls. Diese Art der Formveränderung des piezoelektrischen Kristalles ist insofern nachteilig, als durch die körperliche Verbindung zwischen Nocken und Bieger diese Teile abgenützt werden und so nach einer bestimmten Zeitdauer ersetzt werden müssen. Ausserdem ergibt sich beim Auftreffen des Nockens auf den Bieger ein gewisser Schlag, der das freie, ungehinderte Schwingen des Schwingorgans behindert.
Ferner ist es bei magnetisch angetriebenen Pendeluhren und Unruhuhren bekannt, über das Schwingorgan ein magnetisierbares Sternrad je Schwingung um eine Teilung zu drehen, das in seiner jeweiligen Lage durch einen permanenten Magneten ohne Berührung mit demselben fixiert ist. Das magnetisierbare Sternrad nimmt bei seiner Drehung einen ebenfalls magneti- sierbaren Hebel ohne Berührung kurzzeitig mit, der dann einen Kontakt betätigt und so den Stromkreis einer Antriebsspule kurzzeitig schliesst.
Diese bekannte Einrichtung hat ebenfalls den Nachteil, dass das Schwingorgan mechanisch ein bewegliches Teil mitnehmen muss und hierdurch die Schwingung eine ruckartige Hemmung erleidet, die für das gleichmässige Schwingen nachteilig ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Steuerung durch das Schwingorgan in der Weise zu bewirken, dass eine. körperliche Berührung zwischen dem Schwingorgan und dem zu beeinflussenden, im wesentlichen stationären Teil nicht mehr stattfindet, und diese Aufgabe wird bei kontaktlos gesteuerten Schwingsystemen der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass eine ohne mechanische Verbindung, mit Kraftfeldern arbeitende übertragungskupp- lung zwischen dem Schwingorgan und dem periodisch betätigten Steuerorgan angeordnet ist, und diese Kraftfeldkupplung zwischen dem Mitnahmeelement und dem von ihm periodisch verbogenen piezoelektrischen Kristall derartig ausgebildet ist,
dass bei der Annäherung des Schwingorgans mit seinem Mitnahmeelement an den ruhenden piezoelektrischen Kristall dem Schwingorgan zunächst eine Beschleunigung erteilt wird, welche einen Ausgleich für die bei der endgültigen Verbiegung des piezoelektrischen Kristalles auftretende Bremsung darstellt. Dieses Kraftfeld kann an sich beliebiger Art sein, doch ist üblicherweise ein verhältnismässig kräftiges Feld notwendig, um die Mitnahme zu erzielen. Beispielsweise könnte ein elektrisches Feld benützt werden, und es könnte zu diesem Zweck der eine Teil eines Kondensators mit dem Schwingorgan und der andere Teil eines Kondensators mit dem piezoelektrischen Kristall verbunden sein.
Die Aufladung der beiden Kondensatorteile könnte von einer Batterie bzw. einem Akkumulator erfolgen. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass beim Vorbeischwingen des Mitnahmeelementes am piezoelek- trischen Kristall dieser durch das elektrische Feld ein kurzes Stück mitgenommen und so in seiner Form verändert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
In der Figur bedeutet 10 eine Unruhwelle, die mit ihren Zapfen 11 und 12 in schematisch angedeuteten Lagern 13 und 14 gelagert ist. Auf der Unruhwelle ist ein Schwingorgan 15 starr befestigt, das eine mittlere Scheibe 16 und zwei daran angeordnete Querstücke 17 aufweist. Bei 18 ist ein kreisförmiges Bogenstück erkennbar, das zur Verbesserung der Schwingung dient. Die Teile 16 und 17 sind aus Weicheisen und bilden den beweglichen Anker eines Magnetsystems, das ein Jochstück 19 von U-förmiger Gestalt aufweist. In dem in der Zeichnung dargestellten Ruhezustand befinden sich die Querstücke 17 zwischen den Polen 20 des Joches 19. Bei 21 ist eine Magnetspule erkennbar, die auf dem Mittelstück des Joches 19 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 andern Ende an einem verstellbaren Rücker 23 befestigt ist. Auf der Unruhwelle ist ferner ein aus Weicheisen bestehendes Mitnahmeelement 50 vorgesehen, das beim Hin- und Herschwingen der Unruhwelle mit einem permanenten Magneten 51 zusammenwirkt, der an einem piezoelektrischen Kristall 26 befestigt ist. Dieser piezoelektrische Kristall hat eine plattenförmige Form und ist mit seinem in der Zeichnung linken Ende auf einem elektrisch leitenden Träger 27 befestigt.
An seinem in der Zeichnung linken Ende ist an dem piezoelektrischen Kristall 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 oder ein Akkumulator bezeichnet, und es führen zwei Leitungen 35 und 36 von der vorerwähnten Magnetspule 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 mit einem Pol der Batterie und zwei zum Widerstand 33 und zum Transistor 31 führenden Leitungen mit Masse verbunden.
Auf der Unruhwelle 10 ist ein Nocken 40 angebracht, der mit einem auf einer Ankerwelle 41 befestigten Anker 42 zusammenwirkt. Die Lagerung der Ankerwelle ist bei 43 und 44 schematisch angedeutet. Mit 52 und 53 sind zwei Ankerschlagstifte bezeichnet, die in einem festen Teil 54 einseitig befestigt sind und die den Ausschlag des Ankers begrenzen.
Die Wirkungsweise des Schwingsystems gemäss der Zeichnung ist nun wie folgt: Wird die Unruhwelle 10 durch äussere Mittel entgegen der Wirkung der Spiralfeder 22 in Schwingung versetzt, so nimmt das Mitnahmeelement 50 bei der Schwingung in einer Richtung den permanenten Magnet 51 und damit den piezoelektrischen Kristall 26 ein Stückchen mit, so dass sich der letztere um einen vorbestimmten Winkel verbiegt. Hierdurch entsteht ein elektrischer Impuls, der dem Verstärker 29 zugeleitet und dort verstärkt wird. Der verstärkte Impuls wird der Magnetspule 21 zugeführt, die das Joch 19 magnetisiert, so dass der Anker 16, 17 des Schwingorgans in seine Mittellage zurückgezogen wird.
Da dieser Impuls verhältnismässig kurzzeitig ist, wird durch ihn ein Schwingen des Schwingorgans in entgegengesetzter Richtung nicht mehr behindert. Beim Zurückschwingen bewirkt das Mitnahmeelement 50 eine neue Biegung des piezoelektrischen Kristalles 26, welcher einen elektrischen Impuls erzeugt, der in ähnlicher Weise wie vorbeschrieben auf das Schwingorgan einwirkt.
Mit Hilfe des Mitnahmeelementes 40 kann irgendein beliebiger Teil angetrieben werden, und im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein schwingender Anker 42 eingezeichnet, der beispielsweise einen Teil einer Uhr bilden kann.
Das vorbeschriebene Schwingsystem kann beispielsweise eine von dem angetriebenen Gerät völlig getrennte Baueinheit bilden, und es können mit einem solchen Schwingsystem ein oder mehrere Geräte beliebiger Art angetrieben werden. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, das Schwingsystem in das Gerät selbst einzubauen, was bei ortsbeweglichen Uhren meist zweckmässig ist.