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Gangregler Die Erfindung bezieht sich auf einen unruhartigen Gangregler
für zeithaltende Geräte.
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Bei tragbaren Uhren, wie beispielsweise Taschen-oder Armbanduhren,
ist es bekannt, eine schwingende Unruh als Gangregler zu verwenden, die einen Schwingkörper
mit einer Schwingscheibe aufweist, die auf einer Unruhwelle befestigt ist. Die letztere
ist bei den üblichen Uhrenkonstruktionen in Axial- und Radiallagern gelagert. Ferner
ist am Schwingkörper noch eine Spiralfeder angebracht, die zur Rückführung des Schwingkörpers
dient. Um nun die Reibung in den Lagern herabzusetzen, ist es bekannt, den Schwingkörper
lediglich in Radiallagem zu lagern und ihn mit Hilfe einer Magnetvorrichtung oder
einer Schraubenfedervorrichtung in axialer Richtung schwebend zu halten. Diese beiden
Arten der schwebenden Halterung von Schwingkörpern benötigen verhältnismäßig viel
Platz und sind allein schon aus diesem Grunde für tragbare Uhren, bei denen es auf
Kleinheit ankommt, nicht brauchbar. Die Aufhängung mit Hilfe einer Schraubenfeder
verlangt außerdem eine senkrechte Lage der Unruhwelle im Raum und ist auch aus diesem
Grunde für tragbare Uhren nicht verwendbar.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen unruhartigen Gangregler
zu schaffen, bei dem an den Lagerstellen weder eine radiale noch eine axiale Lagerreibung
auftritt, und diese Aufgabe ist bei unruhartigen Gangreglern für zeithaltende Geräte,
insbesondere bei Unruhen für Uhren einschließlich elektrischen Uhren, mit einem
Schwingkörper mindestens einer Spiralfeder, die einerseits am Schwingkörper und
andererseits an einem stationären Teil befestigt ist, und ferner einer den Schwingkörper
schwebend haltenden Lagervorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Spiralfeder den Schwingkörper sowohl in axialer als auch in radialer Richtung hält
und/oder führt. Um diese Aufgabe erfüllen zu können, muß die Spiralfeder nicht nur
zur Erzeugung der Rückstellkraft ausreichen, sondern sie muß so kräftig sein, daß
der Schwingkörper im #vesentlichen lediglich um seine Mittelachse schwingt und in
Achsrichtung im wesentlichen unbeweglich ist.
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Ein derartiger Schwingkörper berührt irgendwelche Teile des zeithaltenden
Gerätes, abgesehen von der Verbindung über die Spiralfeder, überhaupt nicht, so
daß mangels jeglicher Lagerstellen weder eine radiale noch eine axiale Reibung auftritt.
Hierdurch ist eine von jeglicher Reibung unabhängige Gangreglung vorhanden, was
einen bedeutenden Vorteil gegenüber den bekannten Gangreglern bedeutet, die in Stein
oder Spitzen gelagert sind. Bei diesen übt gerade die Reibung einen sehr ungünstigen
Einfluß auf die Gangreglung aus, insbesondere weil die Reibung über längere Zeiträume
nicht gleichmäßig bleibt und jede Veränderung derselben die Gangreglung ungünstig
beeinflußt.
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Zwar ist der erfindungsgemäße Gangregler für alle Arten von Uhren,
d. h. mechanischen oder elektrischen zeithaltenden Geräten, brauchbar, doch
ist er in besonderem Maße für solche elektrischen Uhren geeignet, die eine verhältnismäßig
große Zahl von Schwingungen pro Zeiteinheit durchführen, weil bei diesen raschen
Schwingungen die Reibung in den Lagern besonders ungünstig wirkt. Ferner gibt es
eine bestimmte Art von elektrischen Uhrenantrieben, bei denen der Gangregler eine
verhältnismäßig kleine Schwingung durchführt, und bei diesem kann ohne jeden Nachteil
die Spiralfeder so kräftig gemacht werden, daß eine günstige Halterung und Führung
des Schwingkörpers erzielt wird.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aufhängung des Schwingkörpers
besteht darin, daß der Schwingkörper bei Auftreten eines Stoßes in beliebiger Weise
ausweichen kann, so daß Stoßsicherungen nicht mehr benötigt werden.
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Die Konstruktion kann beispielsweise so getroffen sein, daß eine einzige
Spiralfeder vorzugsweise ungefähr in der Mittelebene des Schwingkörpers angeordnet
ist, wobei dann beiderseits der Spiralfeder Massen- und/oder Antriebselemente angebracht
sein können, oder es kann auch je eine Spiralfeder zu beiden
Seiten
des Zentrums des Schwingkörpers vorgesehen sein. Selbstverständlich können auch
mehr als zwei Spiralfedern verwendet werden.
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Infolge der freien Aufhängung des Schwingkörpers und der beliebigen
Ausweichmöglichkeit desselben ist es zweckmäßig, wenn die Zuführung und/oder
Ab-
nahme von Energie zum Schwingkörper so erfolgt, daß dieser hierdurch in
seiner Lage nicht verändert, insbesondere nicht gekippt wird. Dies kann beispielsweise
dadurch geschehen, daß die resultierende Zuführung und/oder Abnahme der Energie
ungefähr in einer durch den Schwerpunkt des Schwingkörpers gehenden Schwingungsebene
erfolgt.
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Soweit es sich um Gangregler für elektrische Uhren handelt, können
eine oder mehrere Spiralfedem zur Stromzuführung zum Schwingkörper benutzt werden.
Beispielsweise kann eine Spiralfeder aus zwei elektrisch isolierten Teilen bestehen,
so daß eine einzige Spiralfeder als doppelte elektrische Leitung verwendet werden
kann.
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Infolge der freien Aufhängung ist es nicht mehr erforderlich, daß
der Schwingkörper die übliche Konstruktion mit einer auf einer Welle angebrachten
Massenscheibe aufweist, vielmehr kann die Welle völlig in Wegfall kommen und der
Schwingkörper im wesentlichen auf ein kurzes Stück konzentriert sein. Bei einer
derartigen Konstruktion ist die Höhe des Gangreglers im Vergleich zu den bekannten
Gangreglem wesentlich geringer, was sich für die Bauhöhe von Kleinuhren günstig
auswirkt.
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Um einen Ausschlag des Schwingkörpers, besonders auch beim Auftreten
von Stößen, zu begrenzen, ist es zweckmäßig, wenn an stationären Teilen der Uhr
Anschläge angebracht sind, die mit entsprechenden Teilen des Schwingkörpers zusammenwirken
und dessen radiale und/oder axiale Bewegung begrenzen. Es sei jedoch ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß bei normalem Gang der Schwingkörper diese Anschläge nicht
berührt. Beispielsweise können bei einer solchen Konstruktion am Schwingkörper zwei
axiale Ansätze in Form von Zapfen vorgesehen sein, die zur radialen und/oder axialen
Ausschlagsbegrenzung in Anschlagbuchsen eingreifen.
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Bei elektrisch angetriebenen Uhren kann es dabei zweckmäßig sein,
mindestens einen Anschlag, oder gegebenenfalls auch einen Ansatz, mindestens an
der möglichen Berührungsfläche elektrisch zu isolieren.
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Die Spiralfeder, wie sie bei der erfindungsgemäßen Konstruktion verwendet
wird, kann in üblicher Weise als ein getrenntes Stück hergestellt sein, das dann
mit einem Ende am Schwingkörper und mit dem anderen Ende an einem stationären Teil
befestigt ist. Es ist lediglich erforderlich, wie bereits erwähnt, daß die Spiralfeder
eine solche Festigkeit aufweist, daß sie den Schwingkörper in der gewünschten Lage
trägt und führt. Da nun derartige für die erfindungsgemäße Konstruktion benötigte
Spiralfedern aus einem verhältnismäßig starken Material bestehen, ist es möglich,
eine solche Spiralfeder als Teilstück eines stationären Körpers auszubilden, mit
demdann die Spiralfeder einstückig ist. Zweckmäßig wird hierzu ein Teil des Zeitmessers
verwendet, der sowieso vorhanden sein muß, und es kann zu diesem Zweck beispielsweise
eine Platine oder eine Brücke benutzt werden, aus der die Spiralfeder herausgestanzt
oder sonstwie herausgearbeitet ist. Bei dieser Konstruktion ist dann das äußere
Ende der Spiralfeder stoffschlüssig mit dem betreffenden Teil verbunden, und lediglich
das innere Ende der Spiralfeder muß am Schwingkörper befestigt werden.
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Eine derartige mit einem Trägerteil einstückige Spiralfeder kann in
der Ebene dieses Trägerteiles angeordnet sein, doch kann es in bestinunten Stellen
auch zweckmäßig sein, die Spiralfeder im Abstand von dieser Ebene in Art einer Kröpfung
vorzusehen.
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Als Material für Spiralfedern gemäß der Erfindung kann irgendein bekanntes
federndes Material, insbesondere ein Metall mit temperaturkompensierenden Eigenschaften,
verwendet werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
es zeigt F i g. 1 eine schematische schaubildliche Ansicht einer Antriebseinrichtung
für elektrische Uhren unter Verwendung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gangreglers, F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Gangregler nach F i
g. 1 in größerem Maßstab als diese, F i g. 3 einen Teilschnitt gemäß
dem strichpunktierten Kreis A der F i g. 2 in ' größerem Maßstab
als diese, F i g. 4 einen Teilschnitt nach Linie 4-4 der F i g. 2,
F i g. 5 einen Teilschnitt nach Linie 5-5 der F i g. 4 in größerem
Maßstab als diese, F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Gangreglers, F i g. 7 einen Schnitt nach Linie
7-7 der F i g. 6,
F i g. 8 einen Schnitt nach Linie
8-8 der F i g. 6,
F i g. 9 einen Längsschnitt nach Linie
9-9 der F i g. 10 durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 der F i g. 9,
F i
g. 11 einen Längsschnitt nach Linie 11-11 der F i g. 12 durch
eine vierte Ausführungsforin des erfindungsgemäßen Gangreglers, F i g. 12
einen Schnitt nach Linie 12-12 der Fig. 11. -
In Fig. 1 ist eine Antriebsanordnung
einer elektrischen Uhr unter Verwendung eines erfindungs-"emäßen Gangreglers schematisch
dargestellt. In die ser Figur ist ein Schwingkörper als Ganzes mit 15 bezeichnet,
der eine Schwingkörperwelle 16 und eine Schwingscheibe 17 aufweist,
die auf der vorgenannten Welle befestigt ist. Die Schwingscheibe 17 trägt
eine elektrische Spule, 20, und gegenüber dieser Spule ist ein Gewichtsausgleich
21 verstellbar angeordnet. Die Spule 20 wirkt mit zwei Magneten 24 zusammen, die
an einem Magnethalter 25 befestigt sind.
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Die Schwingkörperwelle 16 ist über eine erste Spiralfe,der
27 und eine zweite Spiralfeder 28 mit je
einer Platine
29 bzw. 30 verbunden. Ferner ist noch ein lediglich schematisch als
Kästchen dargestelltes Antriebsaggregat 32 vorgesehen, das über elektrische
Leitungen 33 und 34 mit dem Gangregler verbunden ist. Auf die Einzelheiten
der vorerwähnten Konstruktion wird weiter unten näher eingegangen.
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Die Schwingscheibe 17 weist ferner einen Schlitzansatz
35 auf, in dessen Schlitz 36 ein Antriebsstift 37
eingreift,
der auf dem Antriebsarm 38 eines Schwinghebels 38, 39 befestigt ist.
Dieser Schwinghebel ist auf einer Antriebswelle 40 befestigt, die in stationären
Lagern drehbar gelagert ist. Der Klinkenarni 39 des Schwinghebels trägt eine
Klinke 42, die eine Klinkenfeder 43 mit einem Klinkenrad 44 im Eingriff zu halten
versucht. Das Klinkenrad, das auf einer drehbaren Klinkenwelle 47 befestigt ist,
arbeitet ferner mit einer Sperrklinke 46 zusammen, die ebenfalls mit einer Klinkenfeder
48 im Eingriff gehalten wird.
Ein derartiger Uhrenantrieb ist an
sich bekannt, und es sei deswegen nur ganz kurz auf die Wirkungsweise der Anordnung
nach F i g. 1 eingegangen.
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über das Antriebsaggregat 32 erhält die Spule 20 periodische
Stromimpulse, die im Zusammenwirken mit den Magneten 24 die Schwingung des Schwingkörpers
aufrechterhalten, wobei die Spiralfeder in bekannter Weise die Rückführung des Schwingkörpers
in die Ruhelage bewirkt. Bei der Schwingung der Schwingscheibe erfolgt über den
Schlitzansatz 35 und den Antriebsstift 37 eine Schwenkung des Schwinghebels
38, 39, der bei jeder Vollschwingung mit Hilfe seiner Klinke 42 das Klinkenrad
44 um einen Zahn weiter dreht. Von diesem Klinkenrad bzw. der Klinkenwelle 47 aus
erfolgt dann der Antrieb der weiteren Teile des Zeitmessers.
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An Hand der F i g. 2 bis 5 soll nun der erfindungsgemäße
Gangregler in seinen Einzelheiten beschrieben werden, wobei jedoch für die Teile
die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet werden und insoweit
die Figuren keiner Beschreibung mehr bedürfen.
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Die Schwingkörperwelle 16 weist an ihren beiden Enden
je einen Ansatzzapfen 50 bzw. 51 auf, die in je
eine
Anschlagbuchse 53 bzw. 54 der Platinen 29 bzw. 30 eingreifen.
Wie besonders deutlich aus F i g. 3 hervorgeht, hat der Ansatzzapfen
50 von den Flächen der Anschlagbuchse 53 einen solchen Abstand, daß
der Ansatzzapfen die Anschlagbuchse im normalen Betrieb überhaupt nicht berührt.
Falls jedoch ein Ausschlag der Schwingkörperwelle insbesondere an einem Stoß auftritt,
so wird die Radialbewegung des Ansatzzapfens durch die Innenfläche 55 der
Anschlagbuchse und die Axialbewegung durch die innere Stirnfläche 56 der
Anschlagbuchse begrenzt, die mit einer Anschlagschulter 58 der Schwingkörperwelle
in diesem Fall zusammenwirkt.
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Die Verhältnisse beim Ansatzzapfen 51 und bei der Anschlagbuchse
54 sind gleich wie die im Zusammenhang mit der F i g. 3 beschriebenen.
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Aus F i g. 2 ist ferner die Befestigung der Spiralfedern
27 und 28 erkennbar. Die Spiralfeder 27 ist mit ihrem inneren
Ende an einer Rolle 60 befestigt, und zwischen dieser Rolle und der Schwingkörperwelle
ist ein Isolierring 61 vorgesehen. Die Rolle 60
ist ferner durch eine
Verbindungsleitung 63 mit der Spule 20 verbunden. Das äußere Ende der Spiralfeder
27 ist in einem Bolzen 65 befestigt, der mit einer Isolierbuchse
66 in der Platine 29 befestigt ist. An dem Bolzen 65 ist die
bereits erwähnte elektrische Leitung 33 angeschlossen, so daß nun Strom über
den Bolzen 65, die leitende Spiralfeder 27, die Rolle 60,
die
Verbindungsleitung 63 der Spule 20 zufließen kann, die ihrerseits mit ihrem
einen Ende bei 68 an den ebenfalls elektrisch leitenden Schwingkörper,
d. h. an Masse angeschlossen ist. Die Spiralfeder 28
ist in ähnlicher
Weise jedoch ohne Isolierung einerseits mit der Platine 30 über einen Bolzen
70 und eine Rolle 71 mit der Schwingkörperweile 16 verbunden,
die ebenfalls elektrisch leitend ist. Somit ist eine elek-
trisch leitende
Verbindung der Spule 20 mit den Leitungen 33 und 34 hergestellt.
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F i g. 4 und 5 zeigen weitere Einzelheiten des Klinkenradahtriebs.
Der Schlitz 36 des Schlitzansatzes 35 weist eine in der Mitte des
Schlitzes befindliche Antriebskante 41 auf, die entlang dem ganzen Innenumfang des
SAlitzes angebracht ist. Diese Antriebskante kann beispielsweise dadurch gebildet
sein, daß sich von der Kante aus der Schlitz nach beiden Seiten zu erweitert, wobei
die Erweiterung in beliebiger Weise erfolgen kann. Dabei muß die Antriebskante41
nicht etwa scharfkantig sein, sondern kann flächenhaft ausgebildet sein. Der Zweck
einer solchen Ausbildung des Schlitzes 36 besteht darin, die beliebige Schwenkbarkeit
des Schwingkörpers durch die Antriebsteile nicht zu behindern, und es ist ohne weiteres
einleuchtend, daß die Kraftübertragung bei der geschilderten Konstruktion auch dann
einwandfrei vor sich geht, wenn der Schwingkörper durch eine beliebige Auslenkung
eine Schräglage einnimmt.
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Wie bereits in der Einleitung erwähnt, ist es zweckmäßig, wenn die
Energiezufuhr und Energieabnahme so erfolgt, daß hierdurch der Schwingkörper keine
Auslenkung erfährt, und um dies zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn die Energiezufuhr
oder -abnahme in einer Ebene erfolgt, die quer zur Schwingungsachse ist und ungefähr
durch den Schwerpunkt des Schwingkörpers geht, der in den F i g. 2 bis 4
mit S bezeichnet ist. Da die Energiezufuhr und -abnahme bei diesem Ausführungsbeispiel
im wesentlichen über die Schwingscheibe 17 erfolgt, ist diese Schwingscheibe
in der vorgenannten Ebene angeordnet.
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In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 bis 8 sind
alle mit dem ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1
bis 5 übereinstimmenden
Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel
trägt hier die Schwingkörperwelle 80 eine erste Schwingscheibe
81 und eine zweite Schwingscheibe 82, die beide im gleichen Abstand
vom Schwerpunkt S des Schwingkörpers auf der Schwingkörperwelle befestigt
sind. In diesem Fall sind je zwei permanente Magnete 83 bzw. 84 auf
den Schwingscheiben befestigt, während die Spule 20 in einem an der Platine
29 befestigten Spulenträger 85 angeordnet ist.
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Ungefähr in der durch den Schwerpunkt S gehenden Mittelebene
ist eine Spiralfeder 87 angeordnet, die in ähnlicher Weise, wie oben beschrieben,
mit ihrem einen Ende über eine Rolle 89 an der Schwingkörperwelle
80 und mit ihrem anderen Ende an der Platine 29 über einen Bolzen
88 befestigt ist.
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In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 und 10
sind
ebenfalls gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In diesem Ausführungsbeispiel
ist aus einer Platine 90 eine Spiralfeder 91, beispielsweise durch
Stanzen, Fräsen oder Ätzen, herausgearbeitet, deren äußeres Ende über einen Lappen
92 mit dem eigentlichen Platinenkörper 93 stoffschlüssig verbunden
ist. Dieser Lappen 92 ist aus der Ebene des Platinenkörpers 93 so
herausgebogen, daß die Spiralfeder 91 in Art einer Kröpfung mit Abstand parallel
zum Platinenkörper 93 angeordnet ist, wie dies deutlich aus F i
g. 9 hervorgeht. Die öffnung 94 der Platine 90 ist durch eine Brücke
95 überbrückt, die bei 96 und 97 mit dem Platinenkörper
93 durch Niete fest verbunden ist. In der Brücke ist ähnlich wie bei den
übrigen Ausführungsbeispielen eine Anschlagbuchse 53 eingesetzt, in die der
Zapfen 50 bzw. 51 einer Schwingkörperwelle 98 hineinragt. Auf
der anderen Seite der Schwingkörperwelle 98 ist eine weitere Platine vorgesehen,
die in ähnlicher Weise wie die Platine 90 ausgebildet sein kann. Im vorliegenden
Fall wird angenommen, daß diese zweite Platine der Platine 90 genau entspricht,
doch sei ausdrücklich betont, daß es lediglich darauf ankommt, daß aus beiden Platinen
je eine Spiralfeder herausgearbeitet ist. Der
Einfachheit
halber sind im vorliegenden Beispiel beide Platinen mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die in den Platinen vorgesehenen weiteren Aussparungen sind für weitere
Teile des Antriebswerkes vorgesehen. Da diese ohne Bedeutung für die Erfindung sind,
werden sie nicht näher erläutert. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß in der
Aussparung 99 eine Energiequelle vorgesehen sein kann. Ferner sind in den
Löchern 100 Pfeiler 101 vorgesehen, die die beiden Platinen
90 im richtigen Abstand halten.
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In der Mittelebene des Schwingkörpers ist eine Schwingscheibe
17 angeordnet, die mit der Schwingscheibe 81 bzw. 82 identisch
sein kann. Diese Schwingscheibe und die mit ihr zusammenwirkenden Teile sind daher
in diesem Ausführungsbeispiel nicht näher beschrieben.
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In dem vierten Ausführungsbeispiel nach F ig. 11
und 12 entsprechen
die beiden Platinen dem ersten Ausführungsbeispiel, doch sind hier noch Abstandspfeiler
110 eingezeichnet, die die Platinen in dem gewünschten Abstand halten.
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Die Schwingkörperwelle und die beiden im Abstand vom Schwerpunkt
S angeordneten Schwingscheiben können dabei dem Ausführungsbeispiel nach
F i g. 6 bis 8 entsprechen.
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Zentral zwischen den beiden Schwingscheiben ist hier eine Spiralfeder
112 angebracht, die jedoch in diesem Fall aus einem Trägerstück 114 herausgearbeitet
ist und bei 115 stoffschlüssig mit dem Trägerkörper verbunden ist.
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Das Trägerstück ist durch dieselben Pfeiler 110 gehalten, die
auch zur Einhaltung des richtigen Ab-
standes der Platinen dienen. Im Trägerkörper
116 ist ferner noch eine Aussparung vorgesehen, in der eine Spule 120 befestigt
ist, so daß sich ein besonderer Träger für diese stationäre Spule erübrigt.
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Zum Unterschied zu der Ausführungsform nach F i g. 8 sind hier
die beiden Schwingscheiben verhältnismäßig nah beieinander und sind von dem zentralen
Ringstück 122 der Spiralfeder 112 durch je eine Abstandscheibe 124 bzw.
125 getrennt.