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Antriebsvorrichtung für mechanische Schwinger Die Erfindung bezieht
sich auf einen als tnechanisches Schwingungsgebilde, beispielsweise Pendel, ausgebildeten
Gangregler, vorzugsweise für elektrische Uhren, welcher periodisch elektrische Impulse
zu erzeugen vermag. Sie setzt sich die Aufgabe, die Energie der elektrischen Impulse
auf den Schwinger rückzukoppeln, ohne daß dabei dessen Schwingungsamplitude von
der Temperatur oder irgendwelchen elektrischen Eigenschaften der Anordnung abhängig
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine bekannte Stabilisierung eines
Hauptpendels durch ein - bei der bekannten Anordnung schwereres - Nebelpendel weitergebildet;
bei der bekannten Anordnung erfolgt der Antrieb des Hauptpendels direkt durch den
Berührungskontakt, was eine relativ primitive Lösung darstellt, insbesondere, da
die Genauigkeit der Impulssteuerung von der Koinzidenz der beiden Pendel abhängt,
so daß auch die Fehlerquellen beider Pendel die Genauigkeit der Impulssteuerung
beeinflussen und sich unter Umständen auch summieren können.
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Eine sehr hochwertige und genaue Arbeitsweise eines freier. Hauptpendels
und eines Nebenpendels ergibt dagegen die bekannte Shartt-Uhrenanlage. Bei dieser
dient ein Gewichtshebel, also ein Kraftspeicher konstanter Kraft, als Antriebsmittel
des freien Hauptpendels, wobei die Auslösung dieses Speichers und seiner Rückführung
in die Ruhelage mit zwei kontaktgesteuerten Magneten durch denselben Stromkreis
bewirkt wird, der die Synchronisierung des Nebenpendels steuert. Eine solche Anordnung
ist aber beispielsweise für kontaktlos transistorgesteuerte Hauptpendel, wie sie
in den letzten Jahren bekanntgeworden sind, ungeeignet, weil dann in den Auslöse-
und Rü ckführungskreis alle Schwankungen der Transistorschaltung eingehen.
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Bei einer Antriebsvorrichtung für mechanische Schwinger, insbesondere
die Gangregler, vorzugsweise Pendel elektrischer Uhren mit zwei mechanischen Schwingern,
z. B. Pendeln, verschiedener Schwingungsfrequenz, deren einer (Nebenpendel) periodisch
impulsartig durch Ein elektrisches Antriebsmittel, z. B. ein Elektromagnetsystem
seinen Antrieb erhält, wobei die Impulsperiode von dem anderen Schwinger (IIauptschwinger,
insbesondere Hauptpendel) abhängig ist, der seinerseits auf mechanischere Wege von
dem Nebenschwinger (Nebenpendel) periodisch einen Antriebsimpuls erhält, werden
die geschilderten 'Mängel behoben und die eingangs genannte Aufgabe gelöst erfindungsgemäß
durch die Anwendung dieser Antriebsvorrichtung bei kontaktlosen, insbesondere mit
Transistorschaltung arbeitenden, elektrischen Antriebsvorrichtungen mechanischer
Schwinger, und zwar derart, daß in an sich bekannter Weise der Hauptschwinger (Hauptpendel)
durch seine Relativbewegung zu einem Steuerelement, insbesondere einer Steuerspule,
vorzugsweise induktiv, einen Steuerimpuls erzeugt, im übrigen auch von aller anderen
mechanischen Arbeitsleistung, insbesondere der Zeigerwerkschaltung, befreit ist,
daß dieser Steuerimpuls in ebenfalls an sich bekannter Weise dem elektrischen Antriebssystem
des Nebenschwingers (Nebenpendel) in jeder Schwingungsperiode zuführbar ist, und
daß dem -Nebenschwinger (Nebenpendel) ein von diesem mechanisch getriebenes Schrittschaltwerk
zugeordnet ist, das einen zum Antrieb des Hauptschwingers (Hauptpendel) dienenden
Kraftspeicher mit von den Energieverhältnissen der elektrischen Steuer- und Antriebssysteme
der Schwinger unabhängiger Energie, vorzugsweise einen mechanischen Kraftspeicher
(Feder oder Gericht) auszulösen bzw. ihm neue Energie zuzuführen geeignet ist.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Gangregler-Anordnung
nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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In Fig. 1 bedeutet 11 ein als Gangregler dienendes Hauptpendel, welches
in eine Pendelfeder-Fassung eingehängt ist, welche mittels Tragfedern mit einem
ortsfesten Teil 13 verbunden sind. In einem Bügel 14 sind zwei Antriebsfedern
derart zusammengefaßt, daß eine Pendelfeder nach Art der bekannten Federhemmung
von Strasser entsteht. Das Pendel 11 steht über eine nicht gezeichnete Elektromagnet-Spulenanordnung
in an sich bekannter Weise mit einem Nebenpendel 21 in Verbindung, welches durch
vom Pendel 11 kontaktlos gesteuerte elektrische Impulse, z. B. einer Transistorschaltung,
angetrieben wird. Das Nebenpendel 21 vermag mit einer Frequenz zu schwingen, die
ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Hauptpendels 11 beträgt. Nach dem Ausführungsbeispiel
ist 11 ein Sekundenpendel, während 21 als Halbsekundenpendel ausgeführt ist. Ein
auf der Welle 18 angeordnetes Schaltrad 17 führt daher unter der Wirkung
einer
vom Nebenpendel 21 betätigten - mit diesem starr verbundenen - Schaltklinke 60 Sekundenschritte
aus. Ein auf derselben Welle 18 angeordneter Zeiger 19 führt daher Sekundensprünge
aus.
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Mit der Welle 18 ist außerdem eine - in Fig. 2 in Frontansicht gesondert
dargestellte - Scheibe 16 starr verbunden, welche eine kurvenartige Ausfräsung von
zahnradartiger Gestalt aufweist, in die ein Stift 15 eingreift. Der Stift 15 ist
mit dem Pfeil 14 starr verbunden. Bei jedem Schaltschritt »s« wird der Stift 15
und damit auch der Teil 14 durch die Bewegung der Scheibe 16 von der linken in die
rechte Extremlage .gebracht, und umgekehrt. Hierdurch werden die zwischen den Teilen
14 und 12 angeordneten Antriebsfedern in den Augenblicken, in denen sich das Hauptpendel
11 in seinen Umkehrpunkten befindet, nach der der jeweiligen Pendellage entgegengesetzten
Extremlage vorgespannt, wodurch das Pendel 11 jedesmal angetrieben wird.
Die die Amplitude des Hauptpendels 11 bestimmenden Antriebsimpulse sind hierbei
durch die geometrischen Abmessungen der Ausfräsung der Scheibe 16 definiert und
unabhängig von den elektrischen Kopplungsgrößen zwischen den beiden Pendeln. Die
Amplitude des Nebenpendels 21 muß allerdings so groß sein, daß die Schaltung des
Schaltrades 17 auch bei Schwankungen. der Temperatur und der elektrischen Spannung
der Spannungsquelle, insbesondere Batterie, noch zuverlässig vor sich geht.
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Einige weitere Ausführungsformen des die Vorspannung der Antriebsfedern
des Hauptpendels bestimmenden Mechanismus, welche an die Stelle der Teile 15 und
16 treten können, sind in den Fig. 3 bis 5 dargestellt. Fig. 3 zeigt beispielsweise
ein Zahnrad 22, «-elches bei Drehung um den Schaltschritt »s« zwei Stifte 23 abwechselnd
nach rechts und links bewegt und dabei den mit dem Teil 14 starr verbundenen Stab
24 abwechselnd von der einen in die andere Extremlage bringt.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist auf der Welle 18 eine Scheibe
25 angeordnet, die - infolge entsprechender Ausbildung des vom Nebenpendel 21 betätigten
Schrittschaltwerks - bei jedem Schaltschritt eine halbe Umdrehung ausführt. Hierbei
bewegt ein am Rande der Scheibe 25 befindlicher Stift 26 eine Gabel 27, die
wiederum mit dem Teil 14 fest verbunden ist, abwechselnd von einer Extremlage in
die andere, und umgekehrt. Fig. 4a zeigt die Stellung des Vorspannmechanismus in
der rechten Extremlage des Hauptpendels nach vollzogener Schaltung. Die Energie
der gespannten Antriebsfeder teilt sich also dem Hauptpendel mit, während dieses
nach links schwingt. Fig.4b zeigt die entsprechende Stelle für die linke Extremlage
des Hauptpendels 11 nach vollzogener Schaltung.
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In Fig.5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem der
Antrieb des Hauptpendels nicht durch Federkraft, sondern mittels eines Gewichtes
bewirkt wird. Das Hauptpendel ist mit 28 bezeichnet. 29 bedeutet einen einarmigen
Hebel, auf dem ein Gewicht 30 angeordnet ist. In dem Augenblick, in dem sich das
Hauptpendel 28 in seiner rechten Extremlage befindet, wird der Gewichtshebel
29 dadurch ausgelöst, daß beim Anheben des Hebels 29 durch das Pendel 28
der Hebel 32 mit seiner Nase nach rechts schwingt. Beim Arschlagen des Hebels
29 an den Stift 31 hört der Antrieb auf, worauf das Hauptpendel 29 auf Grund der
Trägheit in seine linke Umkehrlage weiter schwingt; gleichzeitig wird der Gewichtshebel
29 durch einen vom Nebenpendel betriebenen Schaltmechanismus, insbesondere nach
einem der Ausführungsbeispiele gemäß der Fig. 2 bis 4, wieder angehoben, was in
Fig. 5 nicht im einzelnen dargestellt ist.
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Hierbei rastet der Gewichtshebel 29 wieder über der Nase des
Hebels 32 ein, welcher seinerseits ebenfalls durch den erwähnten Schaltmechanismus
hin-und hergesteuert wird, Das vom Nebenpendel betätigte mechanische Schrittschaltwerk
arbeitet in überraschender Weise mit weniger Energie und sicherer als ein elektrisches
Relaisschaltwerk.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise
können zwischen dem Schrittschaltwerk, dem Steuermechanismus und/oder dem Zeigerwerk
geeignete Übersetzungsgetriebe vorgesehen sein; Hauptschwingungsgebilde und/oder
Nebenschwingungsgebilde können als Isreispendel, Unruhen oder andersartige Schwingungsgebilde
ausgebildet sein, beispielsweise als zwei Unruhen oder als ein Pendel, das mit einer
Unruhe gekoppelt ist. Gegebenenfalls kann mindestens eines der beiden Schwingungsgebilde
ein sich nur in einer Richtung bewegender Drehteil bestimmter Drehzahl sein. Auf
jeden Fall ist es zweckmäßig, die Schwingungsmasse als Magneten, vorzugsweise Dauermagneten,
auszubilden, durch die die elektromotorische Kopplung zwischen den beiden Schwingungsgebilden
bewirkt wird.