DE1953454B2 - Vorrichtung zum umwandeln der oszillierenden bewegung eines resonators in eine drehbewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwandeln der oszillierenden Bewegung eines Resonators in eine Drehbewegung, mit einem mit einer Spur aus ferromagnetischem Material versehenen Schaltrad. welches am Umfang Kränze von in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Nocken aufweist, wobei sich zwischen den benachbarten Nocken der beiden Kränze ein Luftspalt befindet und jeder Nockenkranz auf einer besonderen Scheibe des Schaltrades gebildet ist. i'nd mit wenigstens einem mit dem Resonator in Richtung der Achse des Schaltrades schwingenden magnetischen Element, das mit der Spur aus ferromagnetischem Material zusammenwirkt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (deutsches Gebrauchsmuster 1 935 486) besteht das Schaltrad mit den beiden Kränzen von Nocken aus zwei getrennten Scheiben mit Kronenverzahnunaen. wobei die Scheiben miteinander so verbunden sind, daß die Nocken der beiden Kronen in relativ geringern gegenseitigem Abs'and axial gegeneinander gerichtet sind. Dieser Ausführung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es praktisch ausgeschlossen erscheint, den Zwischenraum zwischen den axial gegeneinander gerichteten Nocken aus dem Vollen herauszuarbeiten, weshalb man bei dieser Vorrichtung jeden der Noekenkränze z. B. durch spanabhebende Bearbeitung einer separaten Scheibe herstellt und dann die Scheiben zum Schaltrand vereinigt.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen überschwingen die magnetischen Elemente die Nocken des Schaltrades nicht, sondern bewegen sich zwischen den Nockenkränzen. Bei Schlägen und dadurch verursachten übermäßigen Amplituden des Resonators besteht hierbei die Gefahr, daß die magnetischen Elemente gegen die Noekenkränze anstoßen und daß dadurch eine Beschädigung oder zumindest eine frühzeitige Abnutzung auftritt. Da die beiden Nokkenkränze in einem das freie Schwingen der magnetischen Elemente zwischen sich gestattenden gegenseitigen Abstand angeordnet sein müssen, ergibt sich ein axial breites und somit schweres Schaltrad mit hohem Trägheitsmoment, was den Selbstanlauf erschwert.

Es sind zwar auch ähnliche Vorrichtungen zur Umwandlung einer oszillierenden Bewegung in eine Drehbewegung bekannt, bei welchen ein oder mehrere magnetische Kiemente über die Stirnseiten eines flachen Schaltrades radial beweglich sind (schweize-

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rische Auslegeschrift 8850/64). In diesem Falle können zwar die magnetischen Elemente bei übermäßiger Amplitude frei schwingen ohne gegen Nockenspuren anzustoßen, aber wenn die Nockenspuren mit Luftspalten zwischen benachbarten Nocken der Nokkenkränze versehen sein sollen, was zur Erzielung klarer Anfangsbedingungen für einen Selbstanlauf in bestimmter Richtung wesentlich ist, wird die Herstellung sehr umständlich, indem einzelne Magnete auf die Scheibe aufzusetzen sind. "

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Ausführung mit an besonderen Scheiben des Schaltrades geformten Nockenkränzen eine Vorrichtung zum Umwandeln einer oszillierenden Bewegung eines Resonators in eine Drehbewegung zu schaffen! die gegen übermäßige Amplituden unempfindlich i?.t. deren Schaltrad leicht herstellbar ist. geringes Trägheitsmoment aufweist und günstige Anfangsbedingungen zum Selbstanlauf in einer "b .'stimmten Riehtun·! aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß tkiojrch gelöst, daß die Nocken auf den L'mfangsfläciv.-n der das Schaltrad bildenden Scheiben radial abstehend angeordnet sind, daß die Nockenkränze eine größere axiale Breite aufweisen als die übrigen Teile der Scheiben, derart, daß die Kränze mit ihren Nokken axial ineinandergreifen, und daß das magnetische Element die Nocken mit geringem radialem Abstand von deren Umfang überschwingt und seine Nullage sich über dem am Luftspalt zwischen den benachbarten Nocken der beiden Kränze anliegenden linde eines Nockens befindet. Da die Nocken radial abstehen und vom magnetischen Element Überschwüngen werden, kann auch bei übermäßigen Amplituden keine Berührung eintreten, weil das magnetische Element über das Schaltrad hinaufschwingen kann. Da die Nockenkränze größere axiale Breite aufweisen als die übrigen Teile der Scheiben, brauchen nur die Nocken die erforderliche axiale Breite aufzuweisen, während die sie tragenden Scheiben dünn und leicht und somit das Sehaliruu insgesamt mit geringem Trägheitsmoment ausgeführt werden kann. Die Nockenkränze greifen axial ineinander, ohne daß die Bearbeitung bzw. Formung der Nocken besonders schwierig wäre, weil die Bearbeitung jeder der noch nicht vereinigten Scheiben von beiden Seiten in axialer und auch in radialer Richtung erfolgen kam. Da die Necken axial über die Mittelsymmetrieebene des Schaltrades bzw. die Fuge zwischen den beiden Scheiben hinausragen und das magneti- 5-> sehe Element sich in seiner Nullage über dem am Luftspalt zwischen den benachbarten Nocken der beiden Kränze anliegenden Ende eines Nockens befindet, ist eine eindeutige gegenseitige Stellung von magnetischem Element und Schaltrad im Ruhezustand und damit eine klare Anfangsbedingung für einen eindeutig gerichteten Anlauf erzieibar. Bei spanabhebender Formgebung der Nockenkränze kann die Bearbeitung durch Fräser erfolgen, die radial oder axial eindringen, wobei die axial breiteren Kränze der Schalträder zur Bearbeitung genügende Steifigkeit aufweisen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden werden eine Ausführungsform der Erfindung und einige Abwandlungen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in der letzteren zeigt

F i g. 1 eine scbematische Darstellung des Ausführungsbeispiels,

Fi g. 2 die Abwicklung der Nockenspuren der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung und

F i g. 3 bis 6 einige Abwandlungen von Nockenspuren.

Das in F i g. 1 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel umfaßt einen U-förmigen Permanentmagneten I. der auf eine nicht näher dargestellte Weise auf dem einen Zinken einer ebenfalls nicht gezeigten Stimmgabel befestigt ist.

Der Permanentmagnet 1 besitzt zwei Pole 2. 3, die einem Schaltrad 4 diametral gegenüberliegen. Dieses Schaltrad umfaßt eine Tragscheibe 5, die an einer in nicht dargestellten Lagern gelagerten Welle 6 befestigt ist. Zwei Scheiben 7.8 2us ferromagnetischem Material sind an der Tragscheibe 5 befestigt. Jede der Scheiben 7. 8 besitzt einen Kranz 9. auf dem eine Spur von Nocken der in .· ig. 2 gezeigten Form angeordnet ist. Durch Einschnitte 10 von trape/oider Form sind die T-förmigen Nocken 11 gebildet. Die quer. d. h. in axialer Richtung verlaufenden Arme dieser Nocken sind von flacher, dreieckiger Form, während die in Umfangsrichtung verlaufenden Stege die aufeinanderfolgender, Nocken derselben Spur miteinander verbinden. Die Kränze 9 der Scheiben 7. 8 und die entsprechenden, auf ihnen befindlichen Spuren greifen axial ineinander, indem die Nocken in Umfangsrichtung in der aus h i g. 2 ersichtlichen Weise gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise erhält man ein S\ stern von Nocken, die durch Einschnitte 10 voneinander getrennt sind. Die Herstellung eines solchen Schaltrades ist verhältnismäßig einfach, weil die Scheiben 7. 8 einzeln gefräst und dann auf die Tragscheibe 5 montiert werden können.

Die Welle 6 weist eine Schnecke 12 auf. die mit einem Zahnrad 13 des Zeigerwerkes im Eingriff steht. Wenn der Permanentmagnet 1 oszilliert, werden seine Pole 2. 3 axial verschoben, und zwar mit einer Amplitude, die etwas kleiner ist als die halbe axiale Breite des Schaltrades 4.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Pole 2, 3 die gleiche Polarität, z. B. S. und alle Nokken 11 der beiden Kränze 9 sind entgegengesetzt polarisiert, z. B. N. Deshalb zieht jeder Pol 2. 3 des magnetischen Elementes 1 einen der Nocken 11 an und jeder Nocken 11 wird von dem ihm gegenüberstehenden Pol 2 bzw. 3 durch Anziehung gehalten, solange der betreffende Pol den Nocken nicht in axialer Richtung verläßt. Diese Nocken werden gemäß F i g. 2 angezogen und nach unten gestoßen, wenn der Pol 2 bzw. 3 des Elementes 1 in axialer Richtung längs einer der unteren schrägen Kanten des Nokkens schwingt. Auf diesem Wege befindet sich jeder Pol nahe der oberen geraden Kante jedes Nockens. wenn er den Nocken an seinem inneren Ende verläßt, worauf der Pol zwangläufig zum unteren Teil des nächsten Nockens der anderen Spur gelangt. Daher wird nun dieser nächste Nocken angezogen und gemäß Fig. 2 nach unten verschoben, worauf der Pol diesen Nocken längs seinem oberen inneren Ende oder vorspringenden Teil verläßt und über den Luftspalt zum unteren Teil des nächsten Nockens der anderen Spur gelangt. Auf diese Weise wird durch die oszillierenden Pole des Elementes 1 das Schaltrad zsvanglüufig in einer bestimmten Richtung bewegt, und zwar in der Abwicklung gemäß F i g. 2 nach un-

ten. Die Relativbewegung jedes Poles längs den Nokken des Schaltrades ist in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Man ersieht daraus, daß es praktisch eine sinusförmige Linie ist, d. h. daß das Schaltrad mit praktisch konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Drehbewegung des Schaltrades wird über die Welle 6, die Schnecke 12 und das Schneckenrad 13 auf das Zeigerwerk der Uhr übertragen.

Fig.3 veranschaulicht eine abgewandelte Form der Nockenspuren. In diesem Falle sind die Nocken Il durch Einschnitte 14 vollkommen voneinander getrennt. Durch diese Trennung der Nocken ist es möglich, noch genauer bestimmte Anlaufbedingungen und einen noch wirksameren Drehantrieb des Schaltrades zu erhalten.

F i g. 4 zeigt eine andere Abwandlung der Nockenspuren IS. Die Nocken besitzen einen äußeren axia len Teil und einen inneren geneigten Teil. Jeder dieser Nocken wird von dem Pol 2 bzw. 3 angezogen, bis der Pol den Nocken in einer bestimmten Richtung durch einen zwischen dem inneren Ende eines Nockens und dem geneigten Teil des benachbarten Nockens befindlichen Luftspalt 15 verläßt. Auf diese Weise wird ein bestimmter Anlauf sowie Antrieb des Schaltrades in einer bestimmten Richtung erhalten.

Die in Fig.5 dargestellte Variante unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 4 dadurch, daß die inneren Enden der Nocken 17 eine dreieckige Form aufweisen und gegenüber den äußeren axialen Teilen in Umfangsnchtung versetzt sind. Die Wirkungsweise ist praktisch dieselbe, wie bei der Variante nach Fig. 4.

F i g. 6 zeigt eine andere Ausführungsform mit sich axial erstreckenden Nocken 18, die zugespitzte innere Enden oder vorspringende Teile aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umwandeln der oszillierenden Bewegung eines Resonators in eine Drehbewegung, mit einem mit einer Spur aus ferromagnetischem Material versehenen Schaltrad, welches am Umfang Kränze von in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Nocken aufweist, wobei sich zwischen den benachbarten Nocken der beiden Kränze ein Luftspalt befindet und jeder Nockenkranz auf einer besonderen Scheibe des Schaltrades gebildet ist, und mit wenigstens einem mit dem Resonator in Richtung der Achse des Schaltrades schwingenden magnetischen Element, das mit der Spur aus ferromagnetischem Material zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken auf den Umfangsflächen tier das SchaVad (4) bildenden Scheiben (7. 81 radial abstehend angeordnet sind, daß die Noekenkränze (9) eine größere axiale Breite aufweiten als die übrigen Teile der Scheiben, derart, daß die Kränze mit ihren Nocken axial ineinandergreifen, und daß das magnetische Element (1) die Nocken mit geringem radialem Abstand von deren Umfang überschwingt und seine Nullage sich über dem am Luftspalt zwischen den benachbarten Nocken der beiden Kränze anliegenden Ende eines Nockens befindet (Fig. 1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an Mch bekannter Weise wenigstens die in ürehrichturg nacheilenden Kanten der vorspringenden Teile der N- cken gegen die Richtung der Achse des Schaltrades in einer vorbestimmten Umfangsrichtung geneigt sind.

3. ^vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (15) einen äußeren, axial verlaufenden Teil und einen inneren, schräg verlaufenden Teil umfassen (Fig. 4).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (17) einen äußeren, axial verlaufenden Teil und einen inneren, dreieckförmigen Teil umfassen (Fig. 5).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Teil in UmfcJigsrichtuna aegen den dreieckförmigen Teil versetzt ist

(F iV?)·

6. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennze^::hnet, daß die Nocken (11) T-förmig ausgebildet sind, wobei der quer verlaufende Teil des T die Form eines flachen Dreieckes aufweist, dessen eine Seite in axialer Richtung geradlinig verläuft, während die beiden anderen Seiten schräg verlaufen (F i g. 2 und 3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (11) jeweils eines Kranzes durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Stege der T ohne dazwischenliegende Luftspalte miteinander verbunden sind (F i g. 2).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Elemenv (1) als U-förmiger Permanentmagnet ausgebildet ist und zwei dem Schaltrad (7', 8) an diametralen Stellen gegenüberliegende Pole aufweist (Fig. 1).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß alle Nocken des Schaltrades an der dem magnetischen Element gegenüberliegenden Oberfläche mit gleicher Polarität permanent magnetisiert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die dem SchaUrad (7, 8) gegenüberliegenden zwei Pole (2, 3) des magnetischen Elementes (1) die gleiche Polarität aufweisen (Fig. 1).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Element einerseits und die Nocken andererseits entgegengesetzte Polarität aufweisen und dadurch Anziehungskräfte zwischen sich hervorrufen.