BE1018980A3

BE1018980A3 - SLINGER.

Info

Publication number: BE1018980A3
Application number: BE2009/0665A
Authority: BE
Inventors: Patrick Jan L Truyens; Werner Antoine C Truyens
Original assignee: Werpax Bv Met Beperkte Aansprakelijkheid
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-12-06

Abstract

Slinger roteerbaar opgehengen in een ophangpunt (4), die in beweging periodisch heen en weer beweegt tussen twee uiterste slingerposities (A,B) aan weerszijden van een rustpositie, waarbij de slinger (1) middelen bevat om de slingerbeweging te onderhouden (5), en middelen om de frequentie van de slingerbeweging te corrigeren ten opzichte van ee referentiefrequentie en door middelen (8) die de afwijking van de frequentie van de slinger ten opzichte van de referentiefrequentie meet of bepaalt en middelen om, in functie van de voornoemde afwijking, een bijkomende krachtimpuls op de slinger (1) uit te oefenen die minstens een component bezit gericht volgens de bewegingsrichting van de slinger (1).Pendulum rotatably suspended in a suspension point (4), which in motion periodically moves back and forth between two extreme pendulum positions (A, B) on either side of a rest position, the pendulum (1) comprising means to maintain the pendulum motion (5), and means for correcting the frequency of the pendulum movement with respect to the reference frequency and by means (8) which measures or determines the deviation of the frequency of the pendulum from the reference frequency and means, in function of said deviation, to exert an additional force impulse on the pendulum (1) which has at least one component directed according to the direction of movement of the pendulum (1).

Description

Slinger.Pendulum.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een slinger.The present invention relates to a pendulum.

Meer speciaal, heeft de uitvinding betrekking op een slinger die roteerbaar is opgehangen in een ophangpunt, waarbij de slinger wordt gekenmerkt door een rustpositie die de slinger in rust zou innemen, waarbij de slinger in beweging periodisch heen en weer beweegt tussen twee uiterste slingerposities aan weerszijden gesitueerd van de voornoemde rustpositie en de slinger voorzien is van middelen om de slingerbeweging te onderhouden.More specifically, the invention relates to a pendulum rotatably suspended in a suspension point, the pendulum being characterized by a rest position that the pendulum would assume at rest, the pendulum moving periodically back and forth between two extreme pendulum positions on either side situated from the aforementioned resting position and the pendulum is provided with means for maintaining the pendulum movement.

Tijdens de slingerbeweging wordt potentiële energie omgezet naar kinetische energie en vice versa. Zonder verliezen zou de slingerbeweging eeuwig in stand worden gehouden door voornoemde energieconversie.During the pendulum movement, potential energy is converted to kinetic energy and vice versa. Without losses, the pendulum movement would be perpetuated by the aforementioned energy conversion.

Een eerste type van slinger is de pendelslinger. De meest eenvoudige uitvoering van een pendelslinger bestaat uit een massa die aan een koord of staaf wordt opgehangen en die vrij roteerbaar een slingerbeweging maakt rond de verticale rustpositie van de slinger.The first type of pendulum is the pendulum pendulum. The simplest embodiment of a pendulum pendulum consists of a mass which is suspended from a cord or rod and which rotates freely rotatably around the vertical rest position of the pendulum.

In rust bevindt de slinger zich in een stabiele evenwichtstoestand waarbij de massa zich in het centrale, laagst gelegen punt van het slingertraject bevindt, waarbij het zwaartepunt van de voornoemde massa zich verticaal onder het ophangpunt bevindt.At rest, the pendulum is in a stable equilibrium state, the mass being at the central, lowest point of the pendulum path, the center of gravity of the aforementioned mass being vertically below the suspension point.

Bij een verstoring van de massa uit de rustpositie, bijvoorbeeld door de massa zijdelings omhoog te trekken en vervolgens los te laten, voert de slinger een harmonische beweging uit rond voornoemde rustpositie. Het zijdelings omhoog trekken van de massa tegen het zwaartekrachtveld van de aarde in, voorziet de massa van potentiële energie.In the event of a disruption of the mass from the rest position, for example by pulling the mass sideways up and then releasing it, the pendulum performs a harmonic movement around the aforementioned rest position. Pulling the mass sideways up against the gravitational field of the earth provides the mass with potential energy.

Het is bekend dat de frequentie van de harmonische beweging van.een pendelslinger bepaald wordt door de lengte van de slinger en de valversnelling.It is known that the frequency of the harmonic movement of a pendulum pendulum is determined by the length of the pendulum and the fall acceleration.

De frequentie van de slingerbeweging wordt uitgedrukt door onderstaande formule:The frequency of the pendulum movement is expressed by the following formula:

waarin g de valversnelling en 1 de lengte van de slinger voorstelt.where g represents the fall acceleration and 1 the length of the pendulum.

Een ander type slinger is de torsieslinger waarbij een massa met behulp van een torsieveer in een ophangpunt wordt bevestigd. Zulke slinger is roteerbaar rond de as van de torsieveer opgehangen in het öphangpunt.Another type of pendulum is the torsion pendulum in which a mass is fixed in a suspension point by means of a torsion spring. Such a pendulum is rotatably suspended around the axis of the torsion spring at the suspension point.

De slingerbeweging van zulke slinger kan tot stand worden gebracht door de massa te verdraaien en vervolgens de massa los te laten. Het verdraaien van de massa tegen de veerkracht in zorgt in dit geval voor de introductie van potentiële energie in de slinger.The pendulum movement of such pendulum can be achieved by turning the mass and then releasing the mass. Turning the mass against the spring force in this case causes the introduction of potential energy into the pendulum.

Een torsieslinger voert eveneens een harmonische beweging uit rond zijn rustpositie waarbij de frequentie wordt uitgedrukt door onderstaande formule:A torsion pendulum also performs a harmonic movement around its rest position where the frequency is expressed by the formula below:

waarin D de torsieconstante en I het traagheidsmoment van de slinger voorstelt. De torsieconstante D is omgekeerd evenredig met de lengte 1 van de slinger die bepaald wordt door de lengte van de veer..wherein D represents the torque constant and I the moment of inertia of the pendulum. The torque constant D is inversely proportional to the length 1 of the pendulum which is determined by the length of the spring.

De formule voor de pendelslinger toont aan dat, in de veronderstelling dat de valversnelling een constante waarde aanneemt, de frequentie van de harmonische beweging enkel bepaald wordt door de lengte van de slinger.The formula for the pendulum pendulum shows that, assuming that the fall acceleration assumes a constant value, the frequency of the harmonic movement is only determined by the length of the pendulum.

De formule voor de torsieslinger toont aan dat, vermits voor een bepaalde veer en massa de veerstij fheid en het traagheidsmoment constant zijn, de frequentie van de harmonische beweging enkel bepaald wordt door de lengte van de veer.The formula for the torsion pendulum shows that since for a certain spring and mass the spring stiffness and the moment of inertia are constant, the frequency of the harmonic movement is only determined by the length of the spring.

Het feit dat de frequentie van zulke slingers enkel afhangt van de lengte van de slinger maakt van de slinger een interessant instrument. Zo kan de slinger worden aangewend om de tijd bij te houden. Dit wordt bijvoorbeeld geïllustreerd in een klok waar zulke slinger instaat voor de regeling ervan.The fact that the frequency of such pendants depends only on the length of the pendulum makes the pendulum an interesting tool. This way the pendulum can be used to keep track of time. This is illustrated, for example, in a clock where such a pendulum is responsible for its control.

Wrijving in het ophangpunt van de slinger en de luchtweerstand die de slinger ondervindt bij -het heen en weer slingeren, maakt dat de slingerbeweging uitdempt en de slinger na verloop van tijd in zijn rustpositie terugkeert.Friction in the pendulum suspension point and the air resistance experienced by the pendulum when swinging back and forth causes the pendulum movement to damp out and the pendulum to return to its rest position over time.

Om het uitdempen van de slingerbeweging te compenseren, is * het noodzakelijk om de slinger af en toe een zetje te geven opdat de slinger in beweging zou blijven. Traditioneel wordt de slinger dan ook uitgerust met middelen om de slingerbeweging te onderhouden.To compensate for the damping of the pendulum movement, it is * necessary to give the pendulum a little push every now and then so that the pendulum continues to move. Traditionally, the pendulum is therefore equipped with means for maintaining the pendulum movement.

Voornoemde ingreep moet erg zorgvuldig worden uitgevoerd door de hiertoe voorziene middelen, zoniet wijzigt de slingerfrequentie van de slinger. De praktijk toont aan dat het in stand houden van de slingerbeweging gepaard gaat met een perturbatie van de slingerfrequentie.The aforementioned procedure must be carried out with great care by the means provided for this, otherwise the pendulum swing frequency will change. Practice shows that maintaining the pendulum movement is accompanied by a perturbation of the pendulum frequency.

De gekende slingers vertonen dus het probleem dat de frequentie van de slinger in bepaalde omstandigheden varieert wat uiteraard ongewenst is in die toepassingen die een constante slingerfrequentie veronderstellen, zoals het geval is bijvoorbeeld bij klokken die uiteraard een juiste tijdsaanduiding moeten geven.The known pendulum thus has the problem that the frequency of the pendulum varies under certain circumstances, which is of course undesirable in those applications that assume a constant oscillation frequency, as is the case, for example, with clocks which must of course give a correct time indication.

Een ander geval waarin de slingerfrequentie varieert, is het geval wanneer de slinger onderhevig is aan temperatuursschommelingen. De slingerfrequentie varieert immers in functie van de temperatuur vermits de lengte van de slinger wijzigt door het uitzetten of inkrimpen van de slinger.Another case where the pendulum frequency varies is the case when the pendulum is subject to temperature fluctuations. After all, the pendulum frequency varies depending on the temperature, since the length of the pendulum changes due to the expansion or contraction of the pendulum.

Zo vertoont een klok op basis van een slinger het nadeel dat de klok niet steeds de exacte tijd weergeeft doordat de slingerfrequentie kan variëren. Afhankelijk van het type klok kan de aangegeven tijd met enkele minuten per week. afwijken van de exacte tijd.For example, a clock based on a pendulum has the disadvantage that the clock does not always display the exact time because the pendulum frequency can vary. Depending on the type of clock, the indicated time can be up to a few minutes per week. deviate from the exact time.

Voorgaande maakt dat de klok op regelmatige basis gekalibreerd moet worden ten opzichte van een moederklok, die de exacte tijd weergeeft. In het geval van een pendelslinger wordt de kalibratie meestal uitgevoerd door het omhoog of omlaag bewegen van de massa van de slinger waardoor de lengte en bijgevolg de frequentie van de slinger varieert.The foregoing requires that the clock be calibrated on a regular basis relative to a mother clock, which displays the exact time. In the case of a pendulum pendulum, the calibration is usually carried out by moving the mass of the pendulum up or down, whereby the length and consequently the frequency of the pendulum varies.

Een klok vergt met andere woorden onderhoud. Bovendien moet de slinger stilstaan om het onderhoud te kunnen uitvoeren.In other words, a clock requires maintenance. In addition, the pendulum must be stationary for maintenance to be performed.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden, doordat zij voorziet in een slinger roteerbaar opgehangen in een ophangpunt, waarbij de slinger gekenmerkt wordt door een rustpositie die de slinger in rust zou innemen, waarbij de slinger in beweging periodisch heen en weer beweegt tussen twee uiterste slingerposities aan weerszijden gesitueerd van de voornoemde rustpositie en de slinger voorzien is van middelen om de slingerbeweging te onderhouden, waarbij de slinger voorzien is van middelen om de frequentie van de slingerbeweging te corrigeren ten opzichte van een referentiefrequentie, waarbij deze middelen worden gevormd door een moederklok die de voornoemde referentiefrequentie bepaalt; door middelen die de afwijking van de frequentie van de slinger ten opzichte van de referentiefrequentie meet of bepaalt en middelen om, in functie van de voornoemde afwijking, een bijkomende krachtimpuls op de slinger uit te oefenen die minstens een component bezit gericht volgens de bewegingsrichting van de slinger.The present invention has for its object to provide a solution to the aforementioned and / or other disadvantages in that it provides a pendulum rotatably suspended in a suspension point, wherein the pendulum is characterized by a rest position that the pendulum would assume at rest, the pendulum moving periodically back and forth between two extreme pendulum positions situated on either side of the aforementioned resting position and the pendulum is provided with means for maintaining the pendulum movement, the pendulum being provided with means for correcting the frequency of the pendulum movement with respect to a reference frequency, said means being formed by a master clock defining said reference frequency; by means which measure or determine the deviation of the frequency of the pendulum from the reference frequency and means to exert, on the basis of the aforementioned deviation, an additional force pulse on the pendulum which has at least one component directed in the direction of movement of the pendulum pendulum.

Een voordeel van een slinger volgens de uitvinding is dat zulke slinger geen kalibratie behoeft en de beweging van de slinger perfect synchroniseert met de referentiefrequentie.An advantage of a pendulum according to the invention is that such a pendulum does not require calibration and the movement of the pendulum perfectly synchronizes with the reference frequency.

Correcties van de slingerfrequentie kunnen in situ, met andere woorden tijdens de slingerbeweging, worden doorgevoerd. Hierdoor hoeft de slinger niet worden stopgezet en opnieuw worden opgestart waardoor tijd kan worden bespaard.Corrections of the oscillation frequency can be made in situ, in other words during the oscillation movement. This means that the pendulum does not have to be stopped and restarted, which saves time.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de voornoemde krachtimpuls op de slinger uitgevoerd tijdens elke terugkerende beweging van de slinger vanuit minstens één uiterste slingerpositie naar de rustpositie van de slinger.According to a preferred embodiment, the aforementioned force pulse is performed on the pendulum during each repetitive movement of the pendulum from at least one extreme pendulum position to the resting position of the pendulum.

Een voordeel van zulke voorkeurdragende uitvoeringsvorm is dat de frequentie van de slinger op een gecontroleerde manier gevarieerd kan worden. Het is duidelijk dat op deze manier de slinger kan werken bij frequenties die verschillend zijn van de frequentie van de vrij slingerende slinger.An advantage of such a preferred embodiment is that the frequency of the pendulum can be varied in a controlled manner. It is clear that in this way the pendulum can work at frequencies that are different from the frequency of the free-swinging pendulum.

Onder vrij slingerende slinger wordt de slinger verstaan waarop geen bijkomende krachtimpuls of correctie wordt uitgevoerd. Voorafgaandelijk aangehaalde formules geven de frequentie van de vrij slingerende slinger weer.Free-swinging pendulum means the pendulum on which no additional force impulse or correction is made. Formulas quoted beforehand represent the frequency of the free-swinging pendulum.

Een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt doordat de voornoemde middelen voor het uitoefenen van een krachtimpuls op de slinger worden gevormd door minstens één veer die in het bewegingstraject van de slinger is opgesteld in combinatie met een excitatiebron die de slinger tot aan de voornoemde veer lanceert.Another preferred embodiment is characterized in that the aforementioned means for applying a force pulse to the pendulum are formed by at least one spring arranged in the path of movement of the pendulum in combination with an excitation source which launches the pendulum up to the aforementioned spring.

Zulke uitvoeringsvorm biedt de mogelijkheid om de slinger, enerzijds, te laten slingeren op de vrije slingerfrequentie en, anderzijds, om de slingerfrequentie te wijzigen ten opzichte van de voornoemde vrije slingerfrequentie.Such an embodiment offers the possibility of causing the pendulum to swing, on the one hand, at the free oscillation frequency and, on the other hand, to change the oscillation frequency with respect to the aforementioned free oscillation frequency.

Inderdaad, in het geval de slinger de veer niet raakt, beweegt de slinger heen en weer op de vrije slingerfrequentie. De toegevoerde energie van de excitatiebron maakt dat de slinger de veer zal raken waardoor de frequentie van de slinger wijzigt ten opzichte van de vrije slingerfrequentie.Indeed, in the event that the pendulum does not touch the spring, the pendulum moves back and forth at the free pendulum frequency. The energy supplied from the excitation source causes the pendulum to hit the spring, thereby changing the frequency of the pendulum relative to the free oscillation frequency.

Nog een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt doordat de excitatiebron aanstuurbaar is.Yet another preferred embodiment is characterized in that the excitation source is controllable.

Een voordeel hierbij is dat de slinger kan werken bij meerdere slingerfrequenties overeenstemmend met meerdere referentiefrequenties van de moederklok.An advantage here is that the pendulum can work at several oscillation frequencies corresponding to several reference frequencies of the master clock.

Hoe meer energie de excitatiebron in de slinger introduceert,, hoe meer de slinger de veer indrukt. Voor een lineaire veer neemt de krachtimpuls op de slinger rechtevenredig toe met de indrukking van de veer. Hoe verder de veer wordt ingedrukt, hoe hoger de slingertrequentie wordt.The more energy the excitation source introduces into the pendulum, the more the pendulum presses the spring. For a linear spring, the force pulse on the pendulum increases proportionally with the impression of the spring. The further the spring is pressed, the higher the swing frequency becomes.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de slinger aangewend voor het aandrijven van een klok.According to a preferred embodiment, the pendulum is used to drive a clock.

Een voordeel van een klok uitgerust met een slinger volgens de uitvinding is dat zulke klok op elk ogenblik het exacte uur weergeeft.An advantage of a clock equipped with a pendulum according to the invention is that such a clock displays the exact hour at any time.

Een ander voordeel is dat zulke klok vrij van mechanische kalibratie is en geen onderhoud behoeft.Another advantage is that such a clock is free of mechanical calibration and requires no maintenance.

Nog een voordeel is dat een uurwijziging automatisch kan worden doorgevoerd zonder dat hiervoor een extra handeling moet worden uitgevoerd.Another advantage is that an hour change can be carried out automatically without having to perform an additional operation.

Nog een ander voordeel is dat de precisie van zulke klok de precisie van een elektronische klok evenaart.Another advantage is that the precision of such a clock equals the precision of an electronic clock.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een slinger volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een slinger volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een variant volgens figuur 1 weergeeft; figuur 3 schematisch een slinger volgens de uitvinding toont in de vorm van een torsieslinger.With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a pendulum according to the invention is described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically shows a pendulum according to the invention; invention; figure 2 represents a variant according to figure 1; Figure 3 schematically shows a pendulum according to the invention in the form of a torsion pendulum.

Figuur 1 toont een slinger 1 uitgevoerd als pendelslinger waarbij een massa 2 door middel van een staaf 3 in een ophangpunt 4 wordt bevestigd.Figure 1 shows a pendulum 1 designed as a pendulum pendulum in which a mass 2 is fixed by means of a rod 3 in a suspension point 4.

De slinger 1 is getoond in zijn rustpositie waarbij de massa 2 verticaal naar beneden hangt en zich in een centraal punt bevindt.The pendulum 1 is shown in its rest position with the mass 2 hanging down vertically and being in a central point.

De slinger 1 slingert periodisch doorheen het centraal punt waarbij de frequentie van de slingerbeweging wordt gegeven volgens onderstaande formule:The pendulum 1 periodically swings through the central point at which the frequency of the pendulum movement is given according to the following formula:

waarin 1 de lengte van de staaf 3 voorstelt.wherein 1 represents the length of the rod 3.

De slinger 1 slingert op voornoemde frequentie tussen twee uiterste slingerposities A, B waarbij de slinger 1 een maximale hoekverdraaiing Θ maakt. Voornoemde twee uiterste slingerposities A, B zijn, in figuur 1, aangeduid in stippellijn.The pendulum 1 swings at the aforementioned frequency between two extreme pendulum positions A, B, whereby the pendulum 1 makes a maximum angular rotation Θ. The aforementioned two extreme pendulum positions A, B are indicated in dotted line in Figure 1.

Onderaan de slinger 1, ter hoogte van het centraal punt, zijn middelen 5 voorzien om de slingerbeweging te onderhouden.At the bottom of the pendulum 1, at the height of the central point, means 5 are provided for maintaining the pendulum movement.

De slinger 1 is onderaan eveneens voorzien van een excitatiebron 6.The pendulum 1 is also provided with an excitation source 6 at the bottom.

De slinger 1 is voorzien van een moederklok 7 en middelen 8 die de frequentie van de slingerbeweging opmeten en de opgemeten slingerf re.quentie vergelijkt met een referentiefrequentie dewelke door de moederklok 7 wordt bepaald.The pendulum 1 is provided with a master clock 7 and means 8 which measure the frequency of the pendulum movement and compare the measured pendulum frequency with a reference frequency determined by the master clock 7.

Verder is de slinger 1 voorzien van een veer 9 die zich op een zekere afstand van het ophangpunt 4 bevindt en die zich in het bewegingstraject van de slinger 1 bevindt. In dit geval betreft het een lineaire veer waarbij de kracht rechtevenredig is met de indrukking van de veer.Furthermore, the pendulum 1 is provided with a spring 9 which is situated at a certain distance from the suspension point 4 and which is located in the path of movement of the pendulum 1. In this case it is a linear spring in which the force is directly proportional to the compression of the spring.

De werking van de slinger 1 is zeer eenvoudig en als volgt.The operation of the pendulum 1 is very simple and as follows.

De slingerbeweging wordt op gang gebracht door de massa 2 uit het centrale punt te bewegen en de massa 2 vervolgens los te laten. De slinger 1 beweegt vervolgens periodisch heen en weer tussen twee uiterste slingerposities A, B. De slingerfrequentie is hierbij gelijk aan de vrije slingerfrequentie.The pendulum movement is started by moving the mass 2 out of the central point and then releasing the mass 2. The pendulum 1 then periodically moves back and forth between two extreme pendulum positions A, B. The pendulum frequency here is equal to the free pendulum frequency.

Allerhande Verliesmechanismen maken dat de slingerbeweging zal uitdempen. Om het uitdempen van de slingerbeweging tegen te gaan, zijn, in dit geval, onderaan de slinger middelen 5. voorzien die de slingerbeweging onderhouden. Voornoemde middelen onderhouden de slingerbeweging doordat zij de slinger 1 af en toe een zetje geven.All kinds of loss mechanisms ensure that the pendulum movement will damp out. In order to prevent the pendulum movement from damping out, means are provided at the bottom of the pendulum for maintaining the pendulum movement. The aforementioned means maintain the pendulum movement in that they give the pendulum 1 occasional push.

De frequentie waarmee de slinger 1 tussen de twee uiterste slingerposities A, B beweegt, zal na verloop van tijd onvermijdelijk wijzigen, dit bijvoorbeeld ten gevolge van temperatuurschommelingen, de niet perfecte actie van de middelen 5 aangewend voor het onderhouden van de slingerbeweging, luchtdruk, tocht en dergelijke.The frequency with which the pendulum 1 moves between the two extreme pendulum positions A, B will inevitably change over time, for example due to temperature fluctuations, the inadequate action of the means 5 used to maintain the pendulum movement, air pressure, draft and such.

Het is uiteraard vervelend dat de slingertrequentie na verloop van tijd varieert, des te meer gezien de mate waarmee de frequentie varieert, niet gekend is.It is of course annoying that the wobble frequency varies over time, the more so given the extent to which the frequency varies, is unknown.

Een slinger 1 volgens de uitvinding lost voornoemd probleem op doordat middelen voorzien zijn die de frequentie van de slingerbeweging corrigeren.A pendulum 1 according to the invention solves the above-mentioned problem in that means are provided which correct the frequency of the pendulum movement.

De moederklok 7 bepaalt de referentiefrequentie waarbij de slinger 1 behoort te slingeren. Deze referentiefrequentie is bij voorkeur hoger dan de frequentie van de vrije slingerfrequentie.The mother clock 7 determines the reference frequency at which the pendulum 1 should swing. This reference frequency is preferably higher than the frequency of the free wobble frequency.

Doordat de slinger 1 is uitgerust met middelen 8 voor het opmeten van de ogenblikkelijke slingerfrequentie, is men in staat om de afwijking van de slingerfrequentie te bepalen ten opzichte van de referentiefrequentie.Because the pendulum 1 is equipped with means 8 for measuring the instantaneous oscillation frequency, it is possible to determine the deviation of the oscillation frequency with respect to the reference frequency.

In het geval een afwijking wordt vastgesteld, voegt de excitatiebron 6 een hoeveelheid energie toe aan de slingerbeweging. Als gevolg hiervan wijzigen de uiterste slingerposities A, B en wel zodat de slinger 1 contact maakt met de veer 9.In case a deviation is detected, the excitation source 6 adds an amount of energy to the pendulum movement. As a result, the extreme pendulum positions A, B change so that the pendulum 1 makes contact with the spring 9.

Doordat de slinger 1 contact maakt met de veer 9, zal deze laatste een krachtimpuls op de slinger 1 uitvoeren. Hierdoor wijzigt de frequentie van de slingerbeweging.Because the pendulum 1 makes contact with the spring 9, the latter will execute a force pulse on the pendulum 1. This changes the frequency of the pendulum movement.

Vervolgens wordt de slingerfrequentie opnieuw opgemeten en vergeleken met de gewenste referentiefrequentie. Indien hierbij een afwijking wordt vastgesteld, voegt de excitatiebron 6 bij een volgende doorgang van de slinger 1 doorheen het onderste punt opnieuw een hoeveelheid energie aan de slinger 1 toe waardoor de veer 9 opnieuw een krachtimpuls uitvoert op de slinger 1.The oscillation frequency is then measured again and compared with the desired reference frequency. If a deviation is detected, the excitation source 6 adds a further amount of energy to the pendulum 1 at the next passage of the pendulum 1 through the lower point, as a result of which the spring 9 again carries out a force pulse on the pendulum 1.

Het opmeten van de slingertrequentie en het in functie van de vastgestelde afwijking toevoegen van energie wordt uitgevoerd totdat de slingerfrequentie gelijk wordt aan of nagenoeg gelijk wordt aan de referentiefrequentie.The measurement of the oscillation frequency and the addition of energy as a function of the determined deviation is carried out until the oscillation frequency becomes equal to or substantially equal to the reference frequency.

Een slinger 1 volgens de uitvinding kan werken op een frequentie die aanzienlijk verschilt van de vrije slingerfrequentie. Het volstaat hiertoe om de referentiefrequentie hoger in te stellen dan de vrije slingerfrequentie.A pendulum 1 according to the invention can operate at a frequency that differs considerably from the free oscillation frequency. For this purpose, it is sufficient to set the reference frequency higher than the free oscillation frequency.

Inderdaad, de slingerfrequentie kan worden verhoogd door de excitatiebron 6 voldoende energie aan de slinger 1 te laten toevoegen. Als gevolg hiervan drukt de slinger 1 de veer 9 verder in, waardoor de krachtimpuls van de veer 9 in grootte toeneemt. Hierdoor accelereert de slinger 1 sneller van de veer 9 naar het centrale punt toe waardoor de slingerfrequentie overeenstemmend toeneemt.Indeed, the oscillation frequency can be increased by having the excitation source 6 add sufficient energy to the pendulum 1. As a result, the pendulum 1 further compresses the spring 9, whereby the force pulse of the spring 9 increases in magnitude. As a result, the pendulum 1 accelerates faster from the spring 9 towards the central point, whereby the oscillation frequency increases correspondingly.

De maximale frequentie waarmee een slinger 1 volgens de uitvinding kan werken, wordt in hoofdzaak bepaald door de veerstijfheid, de slag van de veer 9 en door de hoeveelheid energie die de excitatiebron 6 aan de slinger 1 kan toevoegen.The maximum frequency with which a pendulum 1 according to the invention can operate is mainly determined by the spring stiffness, the stroke of the spring 9 and the amount of energy that the excitation source 6 can add to the pendulum 1.

Het is duidelijk dat, in het geval de slinger 1 werkt bij een frequentie die aanzienlijk hoger ligt dan de vrije slingerfrequentie, de slinger 1 tijdens elke periode van de slingerbeweging contact maakt met de veer 9.It is clear that, in the case that the pendulum 1 operates at a frequency which is considerably higher than the free oscillation frequency, the pendulum 1 contacts the spring 9 during each period of the pendulum movement.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm is de excitatiebron 6 aanstuurbaar, waardoor de hoeveelheid energie die de bron 6 aan de slinger 1 toevoegt regelbaar is.According to a preferred embodiment, the excitation source 6 is controllable, so that the amount of energy that the source 6 adds to the pendulum 1 is controllable.

Een voordeel hierbij is dat de slinger 1, afhankelijk van de hoeveelheid toegevoerde energie, de veer 9 meer of minder zal indrukken tijdens de slingerbeweging waardoor de slinger 1 kan werken in een bepaalde intervalfrequentie. De laagste intervalfrequentie is gelijk aan de vrije slingerfrequentie en de hoogst mogelijke frequentie wordt bepaald door de stijfheid en de maximaal mogelijke indrukking van de veer 9.An advantage here is that the pendulum 1, depending on the amount of energy supplied, will depress the spring 9 more or less during the pendulum movement, as a result of which the pendulum 1 can operate at a certain interval frequency. The lowest interval frequency is equal to the free swing frequency and the highest possible frequency is determined by the stiffness and the maximum possible compression of the spring 9.

Figuur 2 toont een variante uitvoeringsvorm van een slinger 10 volgens de uitvinding waarbij de middelen voor het uitoefenen van een krachtimpuls de vorm aannemen van twee magneten 11 die aan weerszijden van de slinger 10 zijn gepositioneerd.Figure 2 shows a variant embodiment of a pendulum 10 according to the invention, wherein the means for exerting a force pulse take the form of two magnets 11 which are positioned on either side of the pendulum 10.

Een voordeel van magneten 11 ten opzichte van veren is dat magneten geen contact maken met de slinger waardoor de slinger geruislozer kan werken en dit bovendien zonder wrijvingsverliezen.An advantage of magnets 11 over springs is that magnets do not make contact with the pendulum, as a result of which the pendulum can operate more silently and, moreover, without friction losses.

In het geval elektromagneten worden aangewend voor het uitoefenen van een bijkomende krachtimpuls op de slinger kan de stijfheidskarakteristiek van de magneten 11 worden aangepast.In the case that electromagnets are used to exert an additional force pulse on the pendulum, the stiffness characteristic of the magnets 11 can be adjusted.

De middelen voor het onderhouden van de slingerbeweging en de excitatiebron voegen beide energie aan de slingerbeweging toe. Desondanks hebben beide een verschillende functie. Inderdaad, de eerste compenseert de verliezen, terwijl de excitatiebron energie toevoegt met als doel de slinger contact te laten maken met de veer of om de slinger in het invloedsgebied van de elektromagneten te brengen.The means for maintaining the pendulum motion and the excitation source both add energy to the pendulum motion. Nevertheless, both have a different function. Indeed, the former compensates for the losses, while the excitation source adds energy for the purpose of causing the pendulum to make contact with the spring or to bring the pendulum into the area of influence of the electromagnets.

Logischerwijze kan de excitatiebron eveneens worden aangewend om de slingerbeweging te onderhouden en dus om de verliezen te compenseren. Dit is bijvoorbeeld het geval in de uitvoeringsvorm, zoals getoond in figuur 2, waar geen separate middelen voor het onderhouden van de slingerbeweging zijn voorzien, maar waar de excitatiebron 12 instaat om de verliezen te compenseren.Logically, the excitation source can also be used to maintain the pendulum movement and thus to compensate for the losses. This is, for example, the case in the embodiment as shown in Figure 2, where no separate means for maintaining the pendulum movement are provided, but where the excitation source 12 is responsible for compensating for the losses.

In dit geval wordt een elektromagneet aangewend als excitatiebron 12 waarbij de elektromagneet wordt aangestuurd middels een PWM-sturing 13 (pulse width modulation).In this case, an electromagnet is used as an excitation source 12, the electromagnet being driven by means of a PWM control 13 (pulse width modulation).

Figuur 3 toont een torsieslinger 14 waarbij een massa 15 met behulp van een torsieveer 16 in een ophangpunt 17 is bevestigd. De slinger 14 wordt getoond in zijn rustpositie waarrond de slinger 14 periodisch beweegt.Figure 3 shows a torsion pendulum 14 in which a mass 15 is fixed in a suspension point 17 by means of a torsion spring 16. The pendulum 14 is shown in its rest position around which the pendulum 14 moves periodically.

Bij zulke slinger roteert de massa 15 rond de verticale as van de torsieveer 16 tussen twee uiterste posities C, D dewelke zijn aangeduid middels een stippellijn. De slinger 14 ondervindt hierbij een totale hoekverdraaiing Θ.With such a pendulum the mass 15 rotates about the vertical axis of the torsion spring 16 between two extreme positions C, which are indicated by a dotted line. The pendulum 14 then experiences a total angular rotation Θ.

De slinger 14 maakt een periodische beweging met frequentie gelijk aan:The pendulum 14 makes a periodic movement with frequency equal to:

De werking van zulke torsieslinger is analoog aan de werking van de pendelslinger.The operation of such a torsion pendulum is analogous to the operation of the pendulum pendulum.

De slingerf requentie kan ook hier op een gecontroleerde manier gewijzigd worden doordat een excitatiebron 18 energie toevoegt aan de slingerbeweging, waardoor de slinger 14 op een gecontroleerde manier tegen de veer 19 roteert.Here too, the pendulum movement can be changed in a controlled manner by an excitation source 18 adding energy to the pendulum movement, whereby the pendulum 14 rotates against the spring 19 in a controlled manner.

Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm worden de moederklok, de middelen voor het meten of bepalen van de afwijking en de excitatiebron in één enkele unit geïntegreerd.According to a preferred embodiment, the master clock, the means for measuring or determining the deviation and the excitation source are integrated into a single unit.

De voordelen gekoppeld aan een slinger volgens de uitvinding maken zulke slinger uitermate geschikt voor het aandrijven van of het regelen van een klok. Zulke klok behoeft immers geen mechanische kalibratie en/of onderhoud.The advantages coupled to a pendulum according to the invention make such a pendulum extremely suitable for driving or controlling a clock. Such a clock does not require any mechanical calibration and / or maintenance.

Door de krachtimpuls op de slinger van zin te wijzigen, wordt het mogelijk om de slinger te laten werken bij een frequentie die lager is dan de vrije slingerfrequentie. Dit kan bijvoorbeeld verwezenlijkt worden door de polen van de magneten 11, zoals getoond in figuur 2, om te draaien.By changing the force pulse on the pendulum of sense, it becomes possible to make the pendulum work at a frequency that is lower than the free pendulum frequency. This can be achieved, for example, by reversing the poles of the magnets 11, as shown in Figure 2.

In het geval één of meerdere drukveren 9 worden aangewend voor het uitoefenen van een krachtimpuls op de slinger, zoals getoond in figuur 1, kan de slingerfrequentie uitsluitend toenemen. Vandaar dat de vrije slingerfrequentie voldoende laag wordt gekozen ten opzichte van de gewenste referentiefrequentie.In case one or more compression springs 9 are used to exert a force pulse on the pendulum, as shown in figure 1, the pendulum frequency can only increase. That is why the free wobble frequency is chosen sufficiently low with respect to the desired reference frequency.

Indien de slinger wordt aangewend voor het aansturen of regelen van een klok, kan bij voorkeur de referentiefrequentie veranderlijk ingesteld worden. De referentiefrequentie wordt hierbij berekent in functie van de afwijking tussen de tijd aangegeven door de klok en de tijd aangegeven door de moederklok.If the pendulum is used for controlling or controlling a clock, the reference frequency can preferably be set to change. The reference frequency is calculated in function of the deviation between the time indicated by the clock and the time indicated by the master clock.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een slinger volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiments described by way of example and shown in the figures, but a pendulum according to the invention can be realized in all shapes and sizes without departing from the scope of the invention.

Claims

A pendulum rotatably suspended in a suspension point (4), the pendulum (1) being characterized by a rest position that the pendulum (1) would assume at rest, the pendulum (1) moving periodically to and fro between two extremes pendulum positions (A, B) situated on either side of the aforementioned resting position and the pendulum (1) is provided with means for maintaining the pendulum movement, characterized in that the pendulum (1) is provided with means for controlling the frequency of the pendulum movement correcting with respect to a reference frequency, said means being formed by a master clock (7) which determines the aforementioned reference frequency; by means (8) which measures or determines the deviation of the frequency of the pendulum from the reference frequency and means for exerting an additional force pulse on the pendulum (1) which has at least one component as a function of the aforementioned deviation directed according to the direction of movement of the pendulum (1).

Pendulum according to claim 1, characterized in that the aforementioned additional force pulse is carried out on the pendulum (1) during each recurring movement of the pendulum (1) from at least one extreme pendulum position (A, B) to the resting position of the pendulum (1) ).

Pendulum according to one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned means for applying a force pulse to the pendulum are formed by at least one spring (9) arranged in the path of movement of the pendulum (1) in combination with a excitation source (6) which launches the pendulum (1) up to the aforementioned spring (9).

Pendulum according to claims 1 or 2, characterized in that the aforementioned means for applying a force pulse to the pendulum are formed by at least one magnet (11) arranged in the movement range of the pendulum (10) in combination with a excitation source (12) which launches the pendulum (10) up to the aforementioned magnet (11).

Pendulum according to claim 3 or 4, characterized in that the above-mentioned excitation source (6) is also used to maintain the pendulum movement.

Pendulum according to one of claims 3 to 5, characterized in that the excitation source (6) is controllable.

Pendulum according to one of claims 3 to 6, characterized in that the excitation source (12) is of the electromagnetic type.

Pendulum according to claim 7, characterized in that the excitation source (12) is controlled by means of a PWM control (13).

Pendulum according to one of claims 3 to 8, characterized in that the master clock (7), the means (8) for measuring or determining the deviation and the excitation source (6) are integrated in a single unit.

Pendulum according to one of the preceding claims, characterized in that the pendulum is used to drive a clock.

11. Pendulum according to claim 10, characterized in that the pendulum is designed such that the frequency with which the free pendulum moves back and forth is lower than the reference frequency of the master clock.

Pendulum according to claim 10 or 11, characterized in that the reference frequency is adjustable and is calculated as a function of the deviation between the time indicated by the clock and the time indicated by the master clock.