Frequenznormal für zeithaltende Geräte
Die Erfindung betrifft ein Frequenznormal für zeithaltende Geräte, mit mindestens einem Schwinger, der zwei im Gegentakt zueinander schwingende Arme aufweist, die durch ein an ihnen befestigtes Kopplungsglied überbrückt sind.
Bei solchen Frequenznormalen reicht es nicht aus, dass sie überhaupt genau schwingen, sondern sie müssen auch bei einer bestimmten Frequenz genau schwingen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, am fertigen Schwingungssystem einen Frequenzabgleich durchzuführen. Dies ist bei mechanischen und insbesondere solchen Systemen notwendig, bei denen die Antriebsenergie aus einem elektnischen System kommt, das selbst eine bestimmte Eigenfrequenz hat.
Es ist bereits bekannt, zum Zweck der Ausschaltung des Temperatureinflusses auf die Frequenz an einer Stimmgabel eine zweite, kleinere Stimmgabel zu befestigen, wobei das Ende jeder Zinke der zweiten Stimm- gabel fest mit je einer Zinke der ersten Stimmgabel verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, durch Abschleifen der Zinken einen Abgleich (Trimmung) auf eine bestimmte Sollfrequenz vorzunehmen, was ein ziemlich umständliches Verfahren ist. Weiter ist ein Frequenznormal bekannt, dessen grundsätzlicher Aufbau dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel der Er- findung entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass bei diesem bekannten Frequenznormal nicht die Möglichkeit eines nachträglichen Frequenzabgleichs vorge sehen ist.
Es ist aber recht schwierig, ein solches FK quenznormal serienmässig mit solcher Exaktheit herzustellen, dass alle Glieder einer Serie genau dieselbe Frequenz haben.
Zweck der Erfindung ist nun die Schaffung eines Frequenznormals, das in einfacher Weise, das heisst ohne mechanische Bearbeitung, wie Schleifen, nachträglich auf eine bestimmte Sollfrequenz abgestimmt werden kann.
Dies wird bei dem Frequenznormal erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Kopplungsglied als bleibend verbiegbares Element ausgebildet ist, so dass die Kopplung zwischen den Armen des Schwingers durch Biegen des Kopplungsgliedes geändert werden kann.
Zweckmässig ist, wenn das Kopplungsglied als verstellbare Zusatzfeder ausgebildet ist. Man kann dann durch Verstellen nur einer Zusatzfeder oder weniger Zusatzfedertypen die Frequenz abgleichen. Günstig ist, wenn die Zusatzfeder in ihrer Lage relativ zur Hauptfeder veränderbar, beispielsweise biegbar, ist. Dies stellt eine besonders rationelle Form des Frequenzabgleiches dar.
Wenn die Zusatzfeder temperaturempfindlich ist, kann man das gesamte Schwingungssystem auch temperaturkompensieren.
Ist die Zusatzfeder eine Blattfeder, so benötigt sie wenig Platz, hat gute Schwingungseigenschaften, lässt sich billig herstellen, montieren und verbiegen.
Das Anbringen und Verbiegen der Zusatzfeder stört die Symmetrie des Frequenznormals nicht, wenn vorzugsweise die Federkonstante der Hauptleder gross gegenüber der Federkonstante der Zusatzfeder, vorzugsweise ein Vielfaches derselben, ist.
Förderlich ist, wenn die Zusatzfeder vorzugsweisc lediglich an sich bewegenden Punkten des Federmassesystems angeordnet ist. Dadurch werden zum einen die Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche des Systems nicht verlagert, und man benötigt ausserdem, ohne die Symmetrie des Systems zu stören, nur eine einzige Fez der im Gegensatz zu derjenigen Lösung, bei der die Zusatzfeder zwischen jede der beiden Massen und der Basis geschaltet ist.
Den Frequenzabgleich kann man noch wesentlich vereinfachen, wenn mindestens eine Grobabgleich- und mindestens eine Feinabgleich-Feder vorgesehen ist. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schwingsystems,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Schwingsystem nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht in Richtung des Pfeiles A des Schwingsystems nach Fig. 1 und 2,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1,
Fig. 5 die Seitenansicht und Draufsicht einer Zusatzfeder.
Das Schwingsystem nach den Fig. 1 bis 4 hat eine auf einem Boden 410 in nicht näher dargestellter Weise befestigte Basis 411, an deren vorderer und hinterer Stirnseite 412 bzw. 414 je ein Schwinger 416 bzw. 417 mittels Schrauben 418 befestigt ist. Die sich in ihrer Form gleichenden Schwinger 416, 417 weisen je ein Fussstück 420 bzw. 421 auf, an dem einstückig mit diesem je zwei U-förmige Teilschwinger 422, 423 bzw.
424, 425 angeordnet sind. Die Teilschwinger 423 und 425 wie auch die Teilschwinger 422 und 424 sind durch je ein Verbindungsstück 428 und 429 miteinander zu je einem Teilschwingsystem schwingungsmässig starr verbunden. Diese Verbindungsstücke sind mittels Schrauben 430 an den äusseren freien Endstücken der betreffenden Teilschwinger so befestigt, dass diese freien Endstücke 434 praktisch starr mit den ebenen Stirnflächen 435 der Verbindungsstücke verbunden sind.
Durch die hierdurch gegebene Randbedingung für die Schwingung jedes der Teilschwingsysteme schwingt der Schwerpunkt des betreffenden Teilschwingsystems geradlinig, wenn der äussere Arm 438 des betreffenden Teilschwingers etwa gleich lang wie der innere Arm 439 ist. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Massen der Verbindungsstücke einschliesslich den auf diesen angeordneten Teilen wesentlich grösser als die Massen der Teilschwinger, einschliesslich etwaiger auf den eigentlichen federnden Teilen des Teilschwingers angeordneten Zusatzmassen sind, schwingen die Verbindungsstücke praktisch geradlinig.
An dem Verbindungsstück 429 ist mittels der L-förmigen Spulenhalter 440 und 441, die an dem Verbindungsstück 429 angeschraubt sind, die Erregerspule 442 befestigt. Auf der von dem Verbindungsstück 429 abgewandten Seite der Spule 442 ist ein Ausgleichsgewicht 444 festgeklebt, dessen Masse so bestimmt ist, dass der Schwerpunkt dieses aus den Teilen 422, 424, 429, 440, 441, 442 und 444 bestehenden Teilschwingsystems in die durch die Symmetrielinien E-E der beiden Schwinger 416 und 417 aufgerissenen Mittelebenen fällt. Das Verbindungsstück 429 ist hierbei in einer solchen Lage an den Aussenarm 438 der beiden Teilschwinger 422 und 421 befestigt, dass der vorerwähnte Schwerpunkt dieses Teilschwingsystems geradlinig schwingt.
An dem Verbindungsstück 428 ist mittels der L-förmigen Träger 452 und 453 über zylindrische Kunststoffzwischenstücke 472 und 473 ein Permanentmagnet 454 befestigt, der teilweise in die Spule 442 hineinragt und mit dieser Spule so zusammenwirkt, dass die Verbindungsstücke 428 und 429 zu gegenläufigen Schwingungen gleichen Energieinhalts anregbar sind. Die Spule 442 wird hierbei durch einen üblichen und daher nicht näher dargestellten Steuer- und Erregerstromkreis im Takt der Eigenschwingungen des dargestellten Schwingsystems sich selbststeuernd so erregt, dass eine Schwingung vorbestimmter Amplitude aufrechterhalten wird.
An den Trägern 452 und 453 sind Ausgleichsgewichte 460 und 461 befestigt, durch die der Schwerpunkt des aus den Teilen 423, 425, 428, 452, 453, 454, 472 und 473 bestehenden Teilschwingsystems ebenfalls in die Mittelebene des dargestellten Schwingsystems gelegt wird. Auch hier ist das Verbindungsstück 428 so an den Teilschwingern 423 und 425 befestigt, dass dieser erwähnte Schwerpunkt eine geradlinige Bewegung ausführt. In diesem Ausführungsbeispiel liegen die Schwerpunkte der beiden Teilschwingsysteme also in derselben Ebene und schwingen auf einer gemeinsamen Geraden. Hierdurch wird eine optimale Ganggenauigkeit des betreffenden Schwingsystems erreicht.
Auf der zur Basis 411 hin gelegenen Hälfte der beiden inneren Arme 439 sind auf ihrer der Spule 442 abgekehrten Fläche die Schenkelenden 463 einer etwa U-förmigen Zusatzfeder 464 durch Punktschweissungen 462 befestigt. Der Ort der Befestigung ist so gewählt, dass dort auf keinen Fall ein Schwingungsknoten vorhanden ist. Durch die U-förmige Ausbildung der Zusatzfeder 464 können die beiden inneren Arme 439 gegenläufig schwingen.
Um einen Feinabgleich der Schwingungsfrequenz mit der Zusatzfeder 464 zu erreichen, wird diese aus der Ebene der inneren Arme 439 herausgebogen, wie dies in Fig. 1 rechts gezeigt ist. Das Biegen der Feder erfolgt vorzugsweise an der dünnsten Stelle 465 der Zusatzfeder 464. Je nachdem, wie weit sie bleibend verformt wird, ändert sich auch ihre Federkonstante und damit die Federkonstante des gesamten Systems und dessen Frequenz.
Diese Zusatzfeder 464 kann mehrfach und in verschiedener Gestalt vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn eine Zusatzfeder den Frequenzgrobabgleich und eine zweite Zusatzfeder den Frequenzfeinabgleich übernimmt.