DE2214915B2 - Schwingungsmotor in einem am schwinger befestigten und mit fluessigkeit gefuellten gehaeuse - Google Patents

Description

einem scheibenförmigen Lagerstein 20 verbunden ist. Das Klinkenrad 1 und die Magnetscheibe 6 sind ringförmig, mit einem zentralen Loch 19 bzw. 19' ausgeführt. In beiden Fällen erleichtert das Loch das Einbringen des der Verbindung der Teile 1, 6 und 20 dienenden Klebstoffes. Im Falle des Klinkenrades 1 dient das Loch darüber hinaus bei der Herstellung dazu, die Zahnteilung vornehmen zu können; im Falle der Magnetscheibe 6 dient das Loch außerdem der Gewichtsreduktion. Die Magnetscheibe 6 ist in bekannter Weise mit Magnetpolen versehen und ist mit einer zweiten Magnetscheibe 7 außerhalb des Gehäuses magnetisch gekuppelt, die gemeinsam mit einem ersten Rad 8 (Fig. 3) des Räderwerks auf einer Achse 11 sitzt, die in einem ortsfesten Teil der Uhr, z. B. an einer Plattine oder Brücke praktisch koaxial zur Magnetscheibe 7 gelagert ist.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Teile des Schwingungsmotors in einem Gehäuse 10 angeordnet bzw. befestigt. Die Begrenzungsklötze 17 und 18 sind am Boden des Gehäuses 10 befestigt. Die Gehäusezarge ist aus zwei L-förmigen Teilen 10' und 10" gebildet. Die Blattfedern der beiden Klinken 4 und 5 sind zwischen den aneinanderstoßenden Flächen der beiden Zargenteile festgehalten. Mit der Zarge ist ferner ein nur in F i g. 2 dargestellter Deckel 22 dicht verbunden, so daß ein dicht geschlossener, flüssigkeitsgefüllter Raum entsteht, in welchem sich die Teile 1 bis 6 und 17 bis 20 sowie ein zweiter, mit dem Boden des Gehäuses 10 verbundener scheibenförmiger Lagerstein 21 (F i g. 2) befinden. Die Flüssigkeit soll nichtkorrosiv und ungiftig sein und niedrige Viskosität aufweisen.

Das Gehäuse 10 ist, wie Fig. 3 zeigt, z.B. am einen Arm 15 einer Stimmgabel 9 so befestigt, daß die Schwingungsrichtung des mit dem Stimmgabelarm verbundenen Gehäuses 10 mindestens annähernd parallel zu den Federn der beiden Fortschaltklinken liegt. Die Stimmgabel ist in bekannter, nicht näher erläuterter Weise mit einer Spule und über dieselbe mit einem Verstärker bzw. Oszillator zur Anregung der Stimmgabelschwingung gekoppelt. Die vom Arm 15 der Stimmgabel 9 ausgeführte Hin- und Herbewegung wird auf das Gehäuse 10 sowie die Teile 4, 5,17 und 18 (F i g. 1) übertragen. Hingegen wird das Schaltrad 1, mit der daran befestigten Magnetscheibe 6 sowie dem ebenfalls koaxial dazu angeordneten Lagerstein 20 (F i g. 2), durch seine Massenträgheit dieser Hin- und Herbewegung verspätet folgen, womit wechselweise eine Relativbewegung zwischen einer Klinke und dem jeweils eingreifenden Zahn des Schaltrades auftritt, wodurch der betreffende Zahn die Klinke verläßt und diese in den nächsten Zahn einhakt. Durch diese Hin- und Herbewegung wird das durch die Klinken 4 und 5 gehaltene Schaltrad 1 je um einen Zahn um seine Achse 19 gedreht. (Vgl. die schweizerische Auslegeschrift 16 873/69).

Um diese Bewegungen möglichst reibungsarm ausführen zu können, wird für den Rotor eine hydrodynamische Lagerung vorgesehen, welche, wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, aus dem Lagerstein 20 mit seiner Lagerfläche 13, dem Lagerstein 21 mit seiner Lagerfläche 14 sowie dem zwischen den beiden Flächen 13 und 14 zirkulierenden Öl, gebildet ist. Dank des zwischen den Lagerflächen 13 und 14 befindlichen Ölfilms erfolgt sowohl die Drehung als auch die radiale Relativverschiebung des Rotors im Gehäuse äußerst reibungsann.

ίο Es ist leicht zu verstehen, daß der Rotor, bestehend aus den Teilen 1, 6 und 20 praktisch in der gezeigten axialen Lage verbleiben wird, auch wenn das Gehäuse 10 auf den Kopf gestellt wird, oder wenn axiale Stöße von oben nach unten wirken, weil die axiale Anziehungskraft zwischen den beiden magnetischen Kupplungsteilen ein Vielfaches des Gewichtes des Rotors ausmacht. Der Deckel 22 des Gehäuses 10 ist mit einer Prägung versehen, deren Innenfläche 12 bei sehr großen Schlägen als axialer Anschlag wirkt. Das zwischen der Fläche 12 und dem Klinkenradi befindliche Öl dämpft Schläge und verhindert Reibung und Abnützung.

Die hydrodynamische Lagerung hat den Vorteil, daß dem Rotor in jeder den Flächen 13 und 14 parallelen Bewegungsrichtung der kleinstmögliche Lagerwiderstand entgegengesetzt wird. Erst durch diese hydrodynamische Lagerung des Rotors ist es möglich, eine wesentliche Verbesserung im Hinbück auf den Wirkungsgrad zu erreichen.

In F i g. 4 ist eine leicht abgeänderte Form der Lagersteine 20 und 21 gezeigt, welche durch die abgerundeten äußeren Kanten dem Öl den Eintritt zwischen beide Flächen 13 und 14 erleichtert.
F i g. 5 zeigt eine weitere, zweiteilige Ausführungsform des Lagersteines 21, wobei, wie dies in F i g. 6 ersichtlich ist, auch diese Variante eine Verbesserung des Öleintrittes zwischen den Flächen 13 und 14 zum Ziele hat. An Stelle der hier dargestellten zwei Segmente könnten auch deren vier vorgesehen sein.

Dasselbe Ziel verfolgen auch die in den F i g. 7 bis 9 gezeigten möglichen Ausführungsformen. Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform hat zwei als konvexe Linsen mit einem ungefähren Kurvenradius von 2,5 cm ausgebildete Lagersteine 20 und 21. Bei der in F i g. 8 in Ansicht und in F i g. 9 im Schnitt gezeigten Variante weist der Lagerstein 21 an seiner Lagerfläche keilförmige Kerben auf, welche maximal bis zum halben Radius des Lagersteines 21 hineinragen und nicht mehr als ein Viertel der gesamten Fläche beanspruchen dürfen. Zwei solche Kerben können dabei ungefähr auf dem gleichen Durchmesser wie die Eingriff stellen der Klinken 4 und 5 liegen. Es können auch mehr als zwei Kerben vorgesehen werden.

In der Ausführung nach F i g. 1 und 2 könnte eventuell auch der Lagerstein 20 mit einer zentralen Bohrung versehen sein, um die Flüssigkeitszufuhr und -zirkulation zwischen die bzw. den Lagerflächen zu begünstigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Umsetzung vornehmen, wurde ein Klinkenrad in Patentansprüche: einer zum Schwingelement definierten Lage montiert. Eine Fprtschaltklinke war so auf dem Schwingelement

1. Schwingungsmotor in einem am Schwinger fixiert, daß sie durch die Hin- und Herbewegung auf befestigten und mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse, 5 das Klinkenrad wirkte, so daß die Hin- und Hermit einem Paar von an diesem befestigten Be- bewegung in eine Rotationsbewegung umgesetzt grenzungsklötzen, mit einem Rotor, der ein zwi- wurde. Obgleich seither viele Verbesserungen an dieschen den Begrenzungsklötzen angeordnetes ser ursprünglichen Ausführung vorgenommen wur-Klinkenrad aufweist, dessen Durchmesser kleiner den, weist doch selbst die neueste gewisse Nachteile, ist als die freie Distanz zwischen den Begren- io wie Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Stoßen zungsklötzen, sowie einem am Gehäuse montier- und Schwierigkeiten beim Einhalten der vorgeschrieten Paar von Klinken, die mit dem Klinkeprad an benen mechanischen Toleranzen, auf. diametral liegenden Punkten so zusammenwirken. Die "obenenvälrnten Schwierigkeiten sind durch

daß die durch das Gehäuse übertragene Hin- und den ScHwingurigsiho'tor gemäß der eingangs genann-Herbewegung in eine gleichgerichtete Rotations- 15 ten schweizerischen Auslegeschrift überwunden worbewegung des Rotors und eines demselben zu- den. Es handelt sich dabei um einen Schwjngungsgeordneten magnetischen Kupplungsmittels um- motor in einem am Schwinger befestigten Und mit gewandelt wird, so daß ein außerhalb des jGrehäp- Flüssigkeit gefüllten Gehäuse mit einem Paar von an ses auf einer Drehachse angeordnetes Kupplurigs- diesem befestigten Begrenzungsklötzen, mit einem glied die Rotationsbewegung mitmäcrit, d'a - 20 Rotor, der ein zwischen den Begrenzungsklötzen andurch gekennzeichnet, daß der Rotor geordnetes Klinkenrad aufweist, dessen Durchmesser in axialer Richtung zwischen einen oberen und kleiner ist als die freie Distanz zwischen den Begrenunteren Anschlag spielarm eingepaßt ist und die zungsklötzen, sowie einem am Gehäuse montierten aneinanderliegenden Flächen des Rotors bzw. des Paar von Klinken, die "mit dem Klinkenrad an diaunteren Anschlags so profiliert sind, daß bei Dre- 25 metral liegenden Punkten so zusammenwirken, daß hung des Rotors ein Flüssigkeitskreislauf auftritt die durch das Gehäuse übertragene Hin- und Her- und eine hydrodynamische Lagerung bewirkt. bewegung in eine gleichgerichtete Rotationsbewegung

2. Schwingungsmotor gemäß Anspruch 1, da- des Rotors und eines demselben zugeordneten inagnedurch gekennzeichnet, daß der untere Anschlag tischen Kupplungsmittels umgewandelt wird, so daß als Stein mit einer Lagerfläche für einen am Rotor 30 ,ein außerhalb des Gehäuses auf einer Drehachse anbefindlichen zweiten Stein ausgebildet ist. geördiietes Kupplungsglied die Rotationsbewegung

3. Schwingungsmotor gemäß Anspruch 2, da- fniirnacht. Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, den durch gekennzeichnet, daß die beiden Steine je bekannten Schwingungsmotor bezüglich der Lagerung eine ebene Lagerfläche mit abgerundeten äußeren des Klinkenrades dahingehend zu verbessern, daß die Kanten aufweisen. - 35 Reibungsverluste verringert "werden, d.h. ein hoher

4. Schwingungsmotor gemäß Anspruch 2, da- ^: Wirkungsgrad erzielt wird. Die Lösung dieser Aufdurch gekennzeichnet, daß der als unterer An- gäbe besteht darin, daß der Rotor in axialer Richtung schlag ausgebildete Lagerstein in seiner Lager- zwischen einen oberen und unteren Anschlag spielfläche keilförmige Ausnehmungen aufweist, die arm eingepaßt ist und die aneinander liegenden Fläsich höchstens bis zum halben Steinradius gegen 40 chen des Rotors bzw. des unteren Anschlags so prodas Zentrum hin und höchstens über je ein filiert sind, daß bei Drehung des Rotors ein Flüssig-Viertel des Steinumfangs erstrecken. keitskreislauf auftritt und eine hydrodynamische

5. Schwingungsmotor gemäß Anspruch 2, da-- Lagerung bewirkt.

durch gekennzeichnet, daß der untere Lagerstein Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin-

zwei oder mehrere geneigte Lagerflächen auf- 45 dungsgegenstandes soll nun anhand der Zeichnung weist, die so ausgebildet sind, daß der Qleintri'tt. : erklärt werden. Dabei zeigt

zwischen diesen und den zusammenwirkenden F i g. 1 eine Aufsicht der erwähnten Ausführungs-

Flächen am Rotor erleichtert wird. form,

6. Schwingungsmotor gemäß Anspruch 2, da- Fig. 2 einen Schnitt durch das Gehäuse,

durch gekennzeichnet, daß eine oder beide Lager-. 50 F' i g. 3 die schematische Anordnung des Gehäuses

flächen der Steine die Form einer konvexen Linse z. B. in einer Armbanduhr,

aufweisen. F i g. 4 bis 9 Ansichten und Schnitte verschiedener

7. Schwingungsmotor gemäß Anspruch 6, da- Lagerausführungen.

durch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Schwingungs-

der Lagerflächen etwa 2,5 cm beträgt. 55 Piotqr weist einen Rotor auf, von welchem in F i g. 1

"^? ■'■' idür der oberste Teil, nämlich ein Klinkenrad 1, ge

zeigt ist. Das Klinkenrad 1 weist am Umfang eine

sehr feine Verzahnung auf, die auf der Zeichnung

nicht dargestellt ist. Das Klinkenrad 1 ist zwischen 60 den Anschlagflächen 2 und 3 von als Begrenzungsklötze wirkenden Steinen 17 bzw. 18 frei drehbar

In der schweizerischen Auslegeschrift 16 873/69 und quer zu seiner Achse innerhalb gewisser Grenzen wurde ein neuartiger Mechanismus beschrieben, wel- beweglich angeordnet. An diametral gegenüberliegencher, an einen Arm einer Stimmgabel montiert, den Stellen greifen Fortschaltklinken 4 und 5 in die dessen Schwingungsbewegung in eine Rotations- 65 Verzahnung des Klinkenrades 1 ein, die in später erbewegung umsetzt und besonders in Zeitmeßgeräten läuterter Weise wirken.

wie Armband- und Wanduhren Verwendung findet. Wie F i g. 2 zeigt, ist das Klinkenrad 1 mit einer

In früher beschriebenen Mechanismen, welche diese Magnetscheibe 6 fest verbunden, die ihrerseits mit