Steigrad für Metronome
Die Erfindung betrifft ein Steigrad, das mit einem Anker einer Getriebevorrichtung an Metronomen zusammenwirkt, mit einem Radkörper, an dessen Umfang in gleichem Umfangsabstand radial gerichtete Zähne angebracht sind.
Die bekannten Metronome haben ein Getriebe, das über einen Energiespeicher angetrieben wird und eine Hemmung mit einem Anker angreift, der mit einem Steigrad zusammenwirkt. Die Steuerung der Ankerbewegung geschieht bei den mechanischen Metronomen über ein Pendel, das mit einer einstellbaren Schwingzahl schwingt und entsprechend die Hemmung steuert. Bei jeder Schwingung erfolgt bei entsprechender Schwenkung des Ankers ein schrittweises Weiterschalten des Steigrades. Hierbei entsteht ein Schlag, der bei den mechanischen Metronomen den Taktschlag bedeutet und im übrigen dem Ticken bei den üblichen mechanischen Uhren entspricht. Dieser Schlag muss bei Metronomen eine gewisse Lautstärke erreichen, und zu diesem Zweck ist meist das Gehäuse als Resonanzkörper ausgebildet.
Das Steigrad selbst ist bei den bekannten Metronomen aus Metall, meist Messing, hergestellt, wobei die zylindrischen Zähne spanabhebend bearbeitet sind, ein Vorgang der teuer und umständlich ist. Ausserdem nützen sich diese Zähne verhältnismässig rasch ab. Bei diesen Zähnen tritt ferner beim Vorbeigleiten des Ankers eine verhältnismässig grosse Reibung auf, so dass ein solches Metronom deswegen mit sehr niedriger Schlagzahl nicht laufen kann, weil dann die kinetische Energie der bewegten Teile nicht mehr ausreicht, um die auftretende Reibung zu überwinden. Ausserdem haben diese Zähne wegen ihrer zylindrischen Form keine sehr grosse Stabilität.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steigrad mit Zähnen zu schaffen, die eine geringere Reibung haben und damit eine geringere Schlagzahl gestatten und die eine grössere Stabilität aufweisen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung bei dem eingangs erwähnten Steigrad dadurch gelöst, dass die Zähne des aus Acetalharz bestehenden Steigrades an der mit dem Anker zusammenwirkenden Laufrichtungsseite als Halbzylinder und an der der Laufrichtung entgegengesetzten Seite ungefähr als Quader ausgebildet sind.
Durch die hierdurch erreichte geringere Reibung ist es nun möglich, das Steigrad mit einer geringeren Schlagzahl pro Minute laufen zu lassen. Während bisher 40 Schläge pro Minute ein absolutes Minimum darstellten, ist es nun möglich, die Schlagzahl bis auf 20 Schläge pro Minute herabzusetzen. Ausserdem ergibt sich der Vorteil, dass infolge der nunmehr ohne weiteres erreichbaren grösseren Rundlaufgenauigkeit ein gleichmässigerer Schlag auftritt. Die Zähne selbst sind durch die neuartige Form wesentlich stabiler und nutzen sich infolge der geringeren Reibung auch weniger ab. Ferner wurde überraschend festgestellt, dass die Schlagstärke, d. h. das Schlaggeräusch, beim Einfallen eines Zahnes in den Anker gegenüber vergleichbaren bekannten Konstruktionen erhöht wurde, was wohl mit der grösseren Stabilität zusammenhängt.
Zur weiteren Verbesserung der Stabilität der Zähne ist es vorteilhaft, wenn der Rechteckquerschnitt des Quaders radial dem Zahnfuss zu zunimmt und vorzugsweise der Zahnfuss am Halbzylinder verstärkt ist.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Getriebevorrichtung eines Metronoms,
Fig. 2 eine Teiluntersicht gemäss Fig. 1, wobei jedoch lediglich die eigentlichen Getriebeteile ohne Anker und die Glockenräder, das Federhaus und das zugehörige Federhausrad im Schnitt gezeigt sind,
Fig. 2a eine Teilansicht gemäss Pfeil A der Fig. 2,
Fig. 2b eine Teilansicht gemäss Pfeil B der Fig. 2,
Fig. 2c einen Schnitt nach der Linie 2c-2c der Fig. 2b in kleinerem Massstab.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist ein in einem nicht dargestellten Metronomgehäuse befestigtes Gestell mit 10 bezeichnet, das einen Boden 12, Wangen 14 und eine Brücke 16 aufweist. In der Brücke ist eine Ankerwelle 18 mit ihrem einen Ende gelagert, die ein Pendel 20 trägt. Das andere Ende der einen Anker 22 tragenden Ankerwelle ist in einem Ansatz 24 des Gestells 10 gelagert. In Fig. 1 ist ferner noch ein Arm 26 erkennbar, der eine Glocke 28 trägt, die mit einem Klöppel 30 zusammenwirkt. Der Klöppel ist bei 32 am Gestell 10 schwenkbar gelagert und wird über Glockenräder betätigt, auf die weiter unten näher eingegangen wird.
In den beiden Wangen 14 ist eine Federhauswelle 40 gelagert, die ein Federhaus 42 trägt, in dem eine nicht dargestellte Spiralfeder angeordnet ist. Das eine Ende der Spiralfeder ist mit dem Federhaus 42 fest verbunden, und das andere Ende ist an einem Federhausrad 44 befestigt, das auf der Federhauswelle 40 frei drehbar ist.
In den beiden Wangen 14 ist ferner eine Steigradwelle 50 mit ihren Zapfen 52 und 54 gelagert. Einstückig mit der Steigradwelle 50 ist ein Zähne 57 aufweisendes Steigrad 56, wobei beide Teile aus Acetalharz hergestellt sind. Die Steigradwelle hat gemäss Fig. 2 einen oberen und einen unteren Wellenteil. Der untere Wellenteil weist ein Kegelstück 58 und ein Ritzel 60 auf, das mit dem Federhausrad 44 kämmt. Das obere Wellenteil hat ebenfalls ein Kegelstück 62, das dem gemäss Fig. 2 oberen Ende zu nur leicht konisch ist, und hat ferner ein Gewindestück 64.
Auf dem Kegelstück 62 sind vier aus Acetalharz hergesetllte Glockenräder 70, 72, 74, 76 aufgesteckt, die jeweils einen ringförmigen, einstückigen Nabenansatz 78, 80, 82 und 84 haben. Die Nabenansätze 78, 80 82 liegen jeweils gegen das nächste Glockenrad an, während der Nabenansatz 84 des Glockenrades 76 gegen einen Nabenansatz 86 des Steigrades anliegt. Die Glockenräder können im Presssitz auf der Steigradwelle 50 aufgesetzt sein und werden in ihrer Lage noch dadurch gehalten, dass auf das Gewindestück 64 unter Zwischenschaltung einer Unterlegscheibe 88 eine Mutter 90 aufgeschraubt ist, so dass die Glockenräder gegen das Steigrad angepresst sind.
Dei drei Nabenansätze 78, 80 und 82 haben jeweils einen einstückigen Zapfen 92, 94 und 96, die in entsprechende Löcher der Nabe des nächstliegenden Glokkenrades eingreifen.
In den Fig. 2a und 2b ist die Form der Steigradzähne 57 im einzelnen dargestellt. Es ergibt sich hieraus, dass die Steigradzähne zwar ein einheitliches Ganzes sind, dass sie jedoch jeweils aus einem Halbzylinder 98 und aus einem Quader 100 bestehen, die durch strichpunktierte Linien in den beiden Figuren gegeneinander abgegrenzt sind. Wie aus den Figuren ferner deutlich hervorgeht, nimmt der Querschnitt des Quaders dem Zahnfuss zu ständig zu, so dass die rückwärtige Fläche 102 des Steigradzahnes gegenüber der Radialrichtung geneigt ist. Auch der Halbzylinder des Steigradzahnes 57 ist im Zahnfuss bei 66 verstärkt. Beides dient zur Verbesserung der Stabilität der Zähne.
Die Fig. 2a und 2c zeigen ferner, wie bei 59 das Steigrad 56 von den Zähnen 57 ab schräg anlaufend verstärkt ist, so dass sich eine grössere Stabilität und Rundlaufgenauigkeit gegenüber den bekannten, aus Metall gefertigten Steigrädern ergibt.
Steering wheel for metronomes
The invention relates to a climbing wheel which cooperates with an armature of a gear device on metronomes, with a wheel body on the circumference of which radially directed teeth are attached at the same circumferential distance.
The known metronomes have a gear that is driven by an energy store and engages an escapement with an armature that interacts with a steering wheel. In the mechanical metronomes, the armature movement is controlled by a pendulum that swings with an adjustable number of oscillations and controls the escapement accordingly. With each oscillation, when the armature is swiveled accordingly, the climbing gear is incremented. This creates a beat, which in the case of mechanical metronomes means the beat and otherwise corresponds to the ticking of normal mechanical clocks. In the case of metronomes, this impact must reach a certain volume, and for this purpose the housing is usually designed as a resonance body.
The steering wheel itself is made of metal, usually brass, in the known metronomes, the cylindrical teeth being machined, a process that is expensive and cumbersome. In addition, these teeth wear out relatively quickly. With these teeth there is also a relatively high friction when the armature slides past, so that such a metronome cannot run with a very low beat rate because the kinetic energy of the moving parts is then no longer sufficient to overcome the friction that occurs. In addition, because of their cylindrical shape, these teeth are not very stable.
The invention is therefore based on the object of creating a steering wheel with teeth which have less friction and thus allow a lower number of strokes and which have greater stability.
This object is achieved according to the invention in the aforementioned climbing wheel in that the teeth of the acetal resin climbing wheel are designed as half-cylinders on the side interacting with the armature and approximately as cuboid on the side opposite the direction of rotation.
Due to the lower friction achieved in this way, it is now possible to let the climbing wheel run with a lower number of strokes per minute. While 40 beats per minute was previously an absolute minimum, it is now possible to reduce the number of beats to 20 beats per minute. In addition, there is the advantage that a more even run occurs as a result of the greater concentricity that can now be achieved without further ado. The teeth themselves are much more stable due to the new shape and wear less due to the lower friction. It was also surprisingly found that the impact strength, i. H. the impact noise when a tooth falls into the armature was increased compared to comparable known designs, which is probably related to the greater stability.
To further improve the stability of the teeth, it is advantageous if the rectangular cross-section of the cuboid increases radially towards the tooth root and the tooth root is preferably reinforced on the half cylinder.
In the drawing show:
1 shows a schematic side view of a transmission device of a metronome,
Fig. 2 shows a partial bottom view according to Fig. 1, but only the actual gear parts without armature and the bell wheels, the barrel and the associated barrel wheel are shown in section,
2a shows a partial view according to arrow A of FIG. 2,
FIG. 2b shows a partial view according to arrow B of FIG. 2,
FIG. 2c shows a section along line 2c-2c of FIG. 2b on a smaller scale.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, a frame fastened in a metronome housing (not shown) is designated by 10, which frame has a base 12, cheeks 14 and a bridge 16. An armature shaft 18, which carries a pendulum 20, is mounted at one end in the bridge. The other end of the armature shaft carrying an armature 22 is mounted in a shoulder 24 of the frame 10. In FIG. 1, an arm 26 can also be seen which carries a bell 28 which cooperates with a clapper 30. The clapper is pivotably mounted at 32 on the frame 10 and is operated via bell gears, which will be discussed in more detail below.
In the two cheeks 14 a barrel shaft 40 is mounted, which carries a barrel 42 in which a spiral spring, not shown, is arranged. One end of the spiral spring is firmly connected to the barrel 42, and the other end is attached to a barrel wheel 44 which is freely rotatable on the barrel shaft 40.
In the two cheeks 14, a steering wheel shaft 50 is also mounted with its pins 52 and 54. One piece with the climbing gear shaft 50 is a climbing gear 56 having teeth 57, both parts being made of acetal resin. According to FIG. 2, the steering wheel shaft has an upper and a lower shaft part. The lower shaft part has a conical piece 58 and a pinion 60 which meshes with the barrel wheel 44. The upper shaft part also has a conical piece 62, which is only slightly conical towards the upper end according to FIG. 2, and also has a threaded piece 64.
Four bell gears 70, 72, 74, 76 made of acetal resin are placed on the conical piece 62, each of which has an annular, one-piece hub extension 78, 80, 82 and 84. The hub extensions 78, 80, 82 each rest against the next bell wheel, while the hub extension 84 of the bell wheel 76 rests against a hub extension 86 of the pitch wheel. The bell gears can be placed in a press fit on the helical gear shaft 50 and are still held in their position by screwing a nut 90 onto the threaded piece 64 with the interposition of a washer 88 so that the bell gears are pressed against the helical gear.
The three hub lugs 78, 80 and 82 each have a one-piece pin 92, 94 and 96 which engage in corresponding holes in the hub of the nearest bell wheel.
In FIGS. 2a and 2b, the shape of the helical gear teeth 57 is shown in detail. It follows from this that the helical gear teeth are indeed a uniform whole, but that they each consist of a half cylinder 98 and a cuboid 100, which are delimited from one another by dot-dash lines in the two figures. As can also be clearly seen from the figures, the cross-section of the cuboid increases too constantly at the tooth root, so that the rear surface 102 of the helical gear tooth is inclined with respect to the radial direction. The half-cylinder of the helical gear tooth 57 is also reinforced in the tooth root at 66. Both serve to improve the stability of the teeth.
2a and 2c also show how at 59 the climbing wheel 56 is reinforced starting at an angle from the teeth 57, so that greater stability and true running accuracy results compared to the known climbing wheels made of metal.