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Vorrichtung zur selbsttätigen Veränderung der Dämpfung von Unruhen in Abhängigkeit von der- Luge der Unruhwelle Im allgemeinen ist der Gang einer Uhr mit schwingendem Gangregler von dessen Amplitude abhängig; ist diese ihrerseits von der Lage der Schwiegerachse im Raum abhängig, ist es auch der Gang. Tatsächlich besteht diese Abhängigkeit ; sie äussert sich darin, dass durch unterschiedliche Reibungsverluste bei senkrechter und bei waagrechter Lage der Schwiegerachse die Amplitudenabnahme oder Dämpfung ebenfalls unterschiedlich ist.
Die Ei- findung hat sich die Aufgabe gestellt, Vorrichtungen zu schaffen, die einen Ausgleich der Reibungsunterschiede, also eine lagenunabhängige Dämpfung ermöglichen. An der Dämpfung wirken auch die innere Reibung der Spirale und die hydrodynamischen 01und Luftreibungsverluste mit. Diese sind aber wesentlich lagenunabhängig und werden im weiteren nicht berücksichtigt.
Grundsätzliche Untersuchungen über den Reibungsverlust v", = D. ao. Aao einer Unruh mit dem Direktionsmoment D bei der Amplitude ao während einer Vollschwingung haben ergeben, dass man zur Erreichung des erstrebten Zieles die Amplitudenabnahme Aao je Vollschwingung der freischwingenden Unruh lageunabhängig machen muss.
Die Lageabhängigkeit von Aao liegt vor allem in der unterschiedlichen Lagerreibung bei waagrechter und bei senkrechter Orientierung der Unruhwelle im Raum.
Für die Lagerreibung erhält man theoretisch bei waagrechter Lagerung
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wo G das Unruhgewicht, d der Zapfendurchmesser und tgSw der Reibungskoeffizient zwischen Zapfen und Lochstein ist. Für die Lagerreibung bei senkrechter Lagerung erhält man theoretisch
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wenn d' der Durchmesser der planen Stirnfläche ist. Die senkrechte Lagerreibung wird bekanntlich kleiner, wenn man eine Kuppe als Stirnfläche wählt. Günstiger wäre eine zylindrische Hohlfläche als Stirnfläche. Doch besteht bei diesen kleinen Flächen wegen des hohen Druckes die Gefahr des raschen Abriebes mit seinen bekannten nachteiligen Folgen.
Es ist eine Einrichtung zur Regulierung von Taschenuhren bekannt, bei welcher ein verstellbarer Deckstein bestimmter Ausbildung vorgesehen ist, durch dessen Verstellung die Reibungsverhältnisse bei horizontal liegender Uhr eingestellt werden können. Die einmal vorgenommene Einstellung bleibt hier bestehen, auch wenn die Uhr in eine andere Lage gebracht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur selbsttätigen Veränderung der Dämpfung von Unruhen in Abhängigkeit von der Lage der Unruhwelle zu schaffen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Schwerkrafteinwirkung in ihrer Wirkung auf die. Unruh veränderbare Dämpfungselemente vorgesehen sind.
Um nun die Lagerreibung in beiden Lagen, ebenso aber auch in den Zwischenlagen mindestens annähernd konstant zu halten, gibt es nach den Erkenntnissen dieser Erfindung mehrere Möglichkeiten 1. Die bei senkrechter Lage der Unruhwelle wesentlich die Lagerdrücke aufnehmenden Lagerteile erhalten einen nach Massgabe des Dämp- fungsunterschiedes höheren Reibungskoeffizienten.
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z. Bei nichtwaagrechter Lage der Unruhwelle werden nach Massgabe des Neigungswinkels zusätz- liche Lagerdrücke auf die Unruhwelle zur Einwirkung gebracht, oder, es werden im Sinne eines Dämpfungsausgleiches lagerentlastende Kräfte angesetzt.
Diese Kräfte können Berührungs- oder Fernkräfte sein.
Zur Folge eines möglichen Lösungsweges für die Erfindung werden bei Lageranordnungen mit einem durchlochten Teil und einem Deckplättchen die Deckplättchen aus einem Kunststoff, wie Nylon, Perlon , hartem Teflon (eingetragene Marken), mit Molybdänsulfid gemischtem Teflon , Faser, Stahlbronze Perlon hergestellt. Bei der Auswahl dieser Stoffe ist aber darauf zu achten, dass sie zugleich ölbeständig und ölhaltend sein müssen.
Ein anderer Lösungsweg für die Erfindung ist gekennzeichnet durch unter der Wirkung der Schwerkraft zwischen einer vollwirksamen Stellung bei senkrechter Lage der Unruhwelle und einer unwirksamen Stellung bei waagrechter Lage der Unruhwelle sich selbst einstellendem Lagerdruck nach Massgabe des Dämpfungsunterschiedes im Sinne eines Ausgleiches verändernde Gewichte. Diese Gewichte können am Umfang der Unruhwelle angreifen, aber auch bei Lagern mit Deckplättchen an diesen, indem sie einen axialen Lagerdruck ausüben.
Anstatt einen zusätzlichen Lagerdruck durch angesetzte Berührungskräfte, die von Verlängerungsgewichten ausgehen, zu schaffen, können Verlagerunsgewichte auch mit Magneten bestückt werden, _die durch abstossende Magnetkraft den Gewichtsdruck als zusätzlichen Lagerdruck auf die Unruhwelle übertragen, vorzugsweise in axialer Richtung.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Anordnung Fig. 1 in Seitenansicht als erstes Ausführungsbeispiel eine Unruhanordnung mit Gewichtshebeln zur Hervorrufung eines zusätzlichen Reibungsverlustes bei nichtwaagrechter Lage der Unruhwelle ; Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach der Linie II-II durch Fig. 1 ;
Fig. 3 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel in Seitenansicht eine Unruhanordnung mit einer Ge- wichtshebelvorrichtung zur Erzeugung eines zusätzlichen axialen Lagerdruckes bei nichtwaagrechter Lage der Unruhwelle ; Fig. 4 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel in Seitenansicht eine Unruhanordnung mit lediglich zwei Gewichtshebeln zur Erzeugung einer zusätzlichen Reibung bei nichtwaagrechter Unruhwelle, nach beiden Richtungen der Unruhwelle wirksam;
Fig. 5 zeigt als viertes Ausführungsbeispiel die Seitenansicht einer Unruhanordnung, bei der in nichtwaagrechter Lage der Unruhwelle ein zusätzlicher axialer Lagerdruck im Wege magnetischer Abstos- sung auf die Unruhwelle übertragen wird ; Fig. 6 zeigt in gleicher Darstellungsweise wie Fig. 5 eine Vereinfachung des vierten Ausführungs- beispieles ; Fig. 7 zeigt eine Einzelheit am Ausführungsbeispiel nach der Fig. 6.
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Mit 10 ist die Unruhwelle, mit 11 der Unruhreif, mit 12 die Spirale, mit 13 das auf der Zeichnung oben liegende Lager (Oberlager) bezeichnet, mit 14 das Unterlager. 13a ist der Lochstein, 13b das Deckplättchen des Oberlagers, 14a der Lochstein und 14b das Deckplättchen des Unterlagers.
Beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und 2) sind etwa in gleicher Ebene senkrecht zur Unruhwelle 10 zwei Gewichtshebelpaare angeordnet, nämlich das Gewichtshebelpaar 15/l6, mit Gewichtsarmen 15a/16a und Reibungsdruckarmen 15b/16b und das Gewichtshebelpaar 17/18, deren Reibungs- druckarme 17b/18b nach entgegengesetzter Richtung zur Richtung derArme 15b/16b weisen, zumZwecke, stets gleiche Verhältnisse unabhängig davon zu haben, ob das Lager 13 oben oder unten liegt, d. h.
eine mit der Unruhanordnung ausgestattete Uhr mit dem Zifferblatt nach oben oder nach unten liegt.
Die Gewichtshebel 15, 16, 17, 18 sind um raumfeste Achsen 19, 20, 21, 22 schwingbar gelagert. Anschlagstifte 23, 24, 25, 26 verhindern, dass die Gewichtshebel sich in störender Weise allzu weit von der Unruhwelle abheben. Die druckausübenden Arme der Gewichtshebel (15b/16b) sind mit besonderen Druckbacken 15b', 16b' versehen, beispielsweise aus Rubin, Teflon . Sie können übrigens auch auf eine besondere auf die Unruhwelle aufgesetzte Scheibe einwirken.
Man erkennt, dass durch die Gewichtshebelan- ordnung bei waagrechter Lage der Unruhwelle 10 im Raum ein zusätzliches Reibungsmoment nicht ausgeübt wird, hingegen nach Massgabe der Abweichung aus der Waagrechten dieses Reibungsmoment entsteht und seinen Höchstwert bei senkrechter Lage der Unruhwelle 10 erreicht.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. -3) wird anders als beim ersten Ausführungsbeispiel nicht ein zusätzliches Reibungsmoment durch unmittelbar an der Unruhwelle angreifende Bremsbacken angelegt, viehmehr wird durch ein Gewichtshebelpaar 50/51 der axiale Lagerdruck an den Deckplättchen 13a und 14a erhöht. Die Deckplättchen sind zu diesem Zweck axial beweglich in ihrer Fassung 52 bzw. 53 eingelagert. Das unten liegende Deckplättchen (auf der Zeichnung 14a) darf, schon um die Ölhaltung zwischen Deckplättchen und Lochstein nicht zu gefährden, nur in beschränktem Masse axial abgehoben werden.
Daher sind Anschläge 54 und 55 vorgesehen, die das Auswandern der Gewichtshebel in entsprechendem Masse begrenzen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist eine vereinfachte Gewichtshebelanordnung im Vergleich zu jener nach den Fig. 1 und 2 getroffen. Es ist hier
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ein einziges Gewichtshebelpaar 100/101, schwingbar gelagert um die Achsen 102/103, vorgesehen.
Jeder Gewichtshebel hat symmetrisch zu seinem Gewichtsarm 100a/101a zwei nach oben und nach unten weisende Druckarme 100b/100c/l0lb/l0lc, so dass von dem Gleichgewichtshebelpaar l00/101, gleichgültig ob die mit einer solchen Gangregleranordnung ausgestattete Uhr mit Zifferblatt nach oben oder Zifferblatt nach unten liegt, der Dämpfungsaus- gleich zustande kommt.
Es versteht sich, dass bei dem Ausführugsbeispiel nach Fig. 1 und 2 bzw. Fig. 3 bzw. Fig. 4 die Gewichtshebel so angelegt sind, dass in allen Lagen der Dämpfungsausgleich zustande kommt.
Beim vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 5) wird ein zusätzlicher Lagerdruck in axialer Richtung ausgeübt, und zwar sind zu diesem Zwecke auf der Un- ruhwelle 10 oberhalb und unterhalb des Unruhreifes 11 Magnetscheiben 150 und 151 fest, unter Zwischenschaltung nichtferromagnetischer Ringteile 152, 153, zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses, angeordnet. Diese Magnetringe, die beispielsweise aus keramischem Magnetwerkstoff bestehen können, sind axial magnetisiert.
Es sind ferner zwei schwebend gelagerte Magnetringe 154 und 155 koaxial zur Unruhwelle 10 angeordnet, mit entsprechender Lochweite, so dass die Unruhwelle nicht streifen kann. Diese Magnetringe, die ebenfalls axial magnetisiert sind und den festen Magnetringen 150 bzw. 151 gleichnamige Pole zum Zwecke der Ab- stossung zukehren, sind in nichtferromagnetischen Ringen 156/157 gefasst und mittels Blattfedern 158/ 159, die bei 160/161 ortsfest eingespannt sind, gehaltert. Raumfeste Doppelanschläge 162/163 begrenzen die Auswanderungsbewegung der Magnetringe 154/155 nach beiden Seiten.
Das Gesamtgewicht des Magnetringes 155 und des Ringes 157, in welchem er gefasst ist und die Rückzugskraft der Blattfeder 159 sowie die magnetische Abstossungs- kraft zwischen den Ringen -151 und 155 sind so bemessen, dass bei senkrechter Lage der Unruhwelle 10 die Rückzugfeder 159 so weit durchgebogen wird, dass der Ring 157 auf dem unteren Teil seines Anschlages 163 noch zur Auflage kommt und auf den unruhfesten Magnetring 151 eine solche Abstos- sungskraft ausübt, dass der insbesondere im Unterlager 14 erhöhte Lagerdruck den angestrebten Dämp- fungsausgleich schafft.
Der schwebend gelagerte Magnetring 154/156 ist in der gezeichneten Lage unwirksam; sein Gewicht, in diesem Falle unterstützt von der Abstossungs- kraft zwischen den Magnetscheiben 150 und 154 hält ihn am unteren Teil seines Begrenzungsanschlages 162.
Bei umgekehrter Lage des Unruhsystems, d. h. Lager 14 oben, Lager 13 unten, würde die Magnetanordnung 154/150 die Erhöhung des Lagerdruckes übernehmen, sinngemäss vorstehend beschrieben.
Eine Vereinfachung der in Verbindung mit Fig. 5 beschriebenen Ausführunsform zeigt die Fig. 6. Dort ist auf dem auf der Zeichnung unteren Teil des Un- ruhwellenschaftes 10 ein Paar unruhfester Magnetringe 200/201 vorgesehen, beide axial magnetisiert und (vgl. Fig. 7) dem zwischenliegenden Luftspalt ungleichnamige Pole zukehrend. In diesem Luftspalt kann sich der schwebende Magnetring 203 bewegen.
Er ist ebenfalls axial magnetisiert und weist auf beiden Stirnseiten den diesen gegenüberliegenden Stirnseiten der unruhfesten Magnetringe jeweils gleichnamige Pole zu. Bei waagrechter Lage der Unruhwelle 10 und entspannter Blattfeder 204 ist das System mithin ausgeglichen. Im übrigen ist seine Wirkung die sinngemäss gleiche, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5.
Wenn auch die magnetisch abstossenden Kräfte nach einer Potenzfunktion mit dem reziproken Abstand der Magnetscheiben anwachsen, kann gleichwohl in allen übrigen Neigungslagen der Unruhwelle zur Waagrechten ein Dämpfungsausgleich erreicht werden.
Es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, dass die Rückzugskraft der Haltefeder 158 bzw. 161 bzw. 204 nicht linear entsprechend ihrem Auslenkwinkel zunimmt, sondern ebenfalls in einer Potenzfunktion. Dies wird dadurch erreicht, dass die massgebende Einspannungsfläche (161a in Fig. 5) bzw. -flächen (205ä und 205b in Fig. 6) in einer entsprechenden Kurvenform verlängert werden.
Während bei den in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen der Dämpfungsausgleich durch erhöhten Lagerdruck geschaffen wird, wäre sinngemäss das Erfindungsziel auch durch eine magnetische Lagerentlastung erreichbar ; sie müsste, wie in den vorbeschriebenen Beispielen, eine allseitig wirkende sein, derart, dass gleiche Reibungsverluste unabhängig von der Neigung der Unruhwelle zur Waagrechten eintreten.