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Kraftausgleichsvorrichtung für Antriebe Die Erfindung betrifft eine
Kraftausgleichsvorrichtung für Antriebe mit einer elastischen, bedingt abfallenden
Kraftspeicherung, insbesondere für einen zeitgebundenen Ablauf, um ein, annähernd
gleichbleibendes Abtriebsmoment zu erzielen, damit eine möglichst gleichförmige
Ablaufbewegung erhalten werde.
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Soweit schon brauchbare Ausgleichsvorrichtungen für die Antriebskraft'
erläutert worden sind, beruhten sie auf einer vom Federmoment abhängigen Reibbremsung,
oder man regulierte bei Zeitnießgeräten über eine parallele Getriebesteuerung die
Rückstellkraft der Unruhfeder, womit sich die Schwingungsweite der Unruh der jeweiligen
Antriebskraft anpaßte.
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Der Nachteil der Reibbremsung liegt bekanntlich in der nicht immer
genügenden Gleichförmigkeit des erzeugten Reibmomentes und hauptsächlich bei kleinen
Präzisionsmeßgeräten in dem- beachtlichen Leistungsverlust und der zusätzlich'schwankenden
Wärmequelle. Die Ausgleichung an der Unruhfeder kann dagegen nicht in Zeitmeßgeräten
mit Pendelhemmung oder bei allgemeinen feinmechanischen Apparaten, wie beispielsweise
Filmkameras und Meßschreiber zum- Aufzeichnen der Tagestemperatur, des Luftdruckes
u. dgl. eingesetzt werden. Zudem ist ihr Aufbau auch verhältnismäßig kompliziert.
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Praktisch wurde früher auf einer breiten Basis die Federkraft nach
dem System ausgeglichen, das heute va,- allem bei Seechronometeräntrieben noch üblich
ist, wobei man das Antriebsfedergehäuse über ein dünnes Stahlband oder eine feine
Kette mit einer Schnecke koppelte, die durch ihre im Durchmesser größer werdende
Abwälzfläche als stufenlos begrenztes Untersetzungsgetriebe wirkte und durch den
sich dabei verändernden Hebelarm ebenfalls' ein- annähernd gleichbleibendes Antriebsmonletit
abgab. Ihr wesentlicher Nachteil ist besonders darin zu sehen, daß sie aus dem großen
Raumbedarf sich nicht für kleine Zeitineßgeräte, wie z. B. Taschen- oder Armbandchronometer,
eignet.
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Für ortsfeste Zeitmeßgeräte ist bereits auch mit den ersten mechanisch
verbesserten Hemmungseinrichtungen eine Ausführung bekanntgeworden, in der durch
das Federwerk fortlaufend ein Gewicht gehoben wird, welches den Antrieb auf das
kraftschlüssige Getriebe überträgt. Außer der stationären Anordnung und dem hierzu
zusätzlichen Schaltmechanismus wird beim erneuten Anheben des Gewichtes der Antrieb
immer unterbrochen, woraus sich einmal ein kontinuierlich negativer Fehler ergibt.
Mit der nachlassenden Federkraft wird ferner die Hubzeit verlängert, welche einen
zunehmend toten Gang und damit zusätzlich eine ansteigend negative Abweichung mit
sich bringt.
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Damit nun vor allem für Zeitmeßgeräte mit Pendelhemmung und Federantrieb;
kleine tragbare Chronometer sowie allgemein feinmechanische Apparate eine entsprechend
einfache und ebenfalls verlustlose Kraftausgleichung anwendbar ist, wird in der
dargestellten Erfindung das weitgehendst konstante Abtriebsmoment durch einen sich
zwangläufig regulierenden Kraftarm - erzielt,- der parallel mit dem Kraftspeicherablauf
das kraftschlüssig aktive Ende des Kraftspeichers unter Eingliederung einer gekoppelten
Führung radial verlagert, so daß der Kraftarm immer in einem proportionalen Verhältnis
zum Kraftspeicherablauf steht, woraus sich das Abtriebsmoment unabhängig von -der
jeweils gespeicherten Energie gestaltet.
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Bisher war es bei spiralförmig aufgewickelten Bandfedern bzw. Drehspannfedern.
mit einem umkleidenden Federgehäuse üblich, das -Ende des sich abwindenden Federteiles
direkt oder, über eine Rutschkupplung an der inneren Mantelfläche des Federgehäuses
zu befestigen, -womit man auf dem übertragenden kraftschlüssigen Gehäusezahnkranz
ein mit dem Kraftspeicher- bzw. Federablauf zurückgehendes Antriebsmoment bekam.
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Um diese Mangelerscheinung zu vermeiden, wird das äußere Ende der
antreibenden Drehspannfeder mit einer kleinen Achse oder Welle verbunden, die, parallel
zur Drehspannfederwelle liegend; sich in den Gehäusestirnflächen in, einem radialen
Schlitz relativ frei verschieben kann. Falls es sich hierbei um ein offenes Federgehäuse
handelt, läßt sich die Achse auch zwischen zwei schwenkbaren Armen anbringen, deren
Drehpunkt sich am Rande des- Federgehäuses befindet.
Dazu wird außerhalb
der Gehäusestnrnflächen an der Drehspannfederwelle eine kinetische Führung angegliedert,
welche die aus den Stirnflächen herausragenden Enden der Achse oder Welle zusammen
mit dem Drehspannfederende in zwangläufiger Abhängigkeit von der Umdrehung des Federgehäuses
radial verlagert. Am einfachsten läßt sich diese Führung dadurch herstellen, indem
man beiderseitig auf den Federwellenenden je eine Scheibe mit einer nach der Innenseite
spiralförmig ausgearbeiteten, spiegelsymmetrischen Nut anfügt, die sich in. der
Umlaufrichtung des Federgehäuses erweitert. Dabei werden die Scheiben drehfest mit
der Drehspannfederwelle verbunden, damit sie während des Umlaufes des Federgehäuses
in der Ruhestellung verweilen. Nimmt man hierbei die kleine Achse zwischen den zeitlichen
Schwenkarmen auf, so genügt bereits. eine Spiralscheibe, da die Achse schon parallel
zur Federwelle gehalten wird.
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Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung mit einem geschlossenen Federgehäuse, an dem beiderseits je eine Spiralscheibe
angeordnet ist, dar.
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Fig. 1 zeigt im Quer- und Seitenschnitt eine Ausführung, wie sie sich
zweckmäßig für Großuhren eignet. Die Abstimmung des am Gehäusezahnkranz wirkenden
Kraftmomentes kann hier im eingebauten Zustand des Federgehäuses erfolgen.
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Mittels der Kontermutter 1 und des aufgeschraubten Sperrades
2 wird die Spiralscheibe 14 auf die konische Buchse 3 gedzückt, welche über die
zentrale Zwischenbuchse 11 die gegenseitige Spiralscheibe 7 auf den
konischen Ansatz der Federwelle 9 schiebt, wodurch sich die Spiralscheiben drehfest
auf der Federwelle arretieren.
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Zum Abstimmen des Kraftmomentes löst man die Kontermutter 1 und das
Sperrad 2 und dreht darauf je nach gewünschter Veränderung des Momentes an dem Vierkant
der Federwelle 9 in der erforderlichen Richtung, wobei die Spiralscheiben
7 und 14 zusammen festgehalten werden müssen, damit sie sich nicht
zueinander verstellen können. Anschließend wird das Sperrad und die Kontermutter
wieder angezogen-Das innere Ende der Drehspannfeder 12 ist in dem Stift 10 eingehängt,
der, in die Federwelle 9 eingepreßt, die Zwischenbuchse 11 in einem etwas
größeren Ausbruch überragt. Zur Aufnahme des Rückdrehmomentes der Federwelle dient
die Sperrratsche 16 und die Sperrfeder 15.
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Mit dem aktiven äußeren Ende umschließt die Drehspannfeder 12 eine
kleine parallel liegende Achse 4, deren beide Enden an dem Federgehäuse
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und dem Gehäusedeckel 13 innerhalb eines radialen Schlitzes etwas hervorstehen
und dabei in die Nut der SpiTalscheiben 7 und 14 eingreifen. Um ein Gleiten der
kleinen Achse in den Gehäuseschlitzen und Spiralscheibennuten zu vermeiden, sind
die Achsenden beiderseitig mit zwei lose laufenden Flanschbuchsen 5 und 6 versehen.
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Im völlig gespannten Zustand liegt die kleine Achse 4 in dem inneren
Ende der Spiralnuten und des radialen Gehäuseschlitzes, wie es ebenfalls die Figur
darstellt. Läuft nun das Federgehäuse in der Pfeilrichtung ab, so wird die kleine
Achse 4 in den ruhenden Scheiben 7 und 14 spiralförmig kreisend nach
außen geführt, wobei sich die kleinen Flanschbuchsen 6 infolge der radialen Federkraftkomponente
an der äußeren Nutenwand abwälzen. Zudem rollen gleichzeitig die inneren beiden
kleinen Flanschbuchsen 5 auf der kraftschlüssigen Schlitzfläche des Federgehäuses
8 und des Gehäusedeckels 13 ab.
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Wird anschließend die Drehspannfeder 12 an dem Vierkant der
Federwelle 9 durch ein Drehen in der Pfeilrichtung erneut gespannt, dann. schieben
die spiralförmigen Nuten der gekoppelten mitdrehenden Scheiben 7 und 14 die kleine
Achse 4 rückläufig in die abgebildete Ausgangsstellung.
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Fig. 2 zeigt im Querschnitt und Seitenansicht, in der die linke Spiralscheibe
25 abgenommen ist, die Ausführung, welche sich vorteilhaft für Kleinuhren, wie Armbandchronometer
u. dgl. verwenden läßt.
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Entsprechend der üblichen Art drückt die Sperrfeder 17 die Sperratsche
18 gegen das, am Federgehäuse sitzende, große axiale Spannrad, welches hierbei in
der Spiralscheibe 24 vereint dargestellt ist. Die Drehspannfeder 22 umschlingt
mit ihrem äußeren aktiven Ende die kleine Buchse 19, die mit den seitlich parallelen
Anfräsungen in den radialen Führungsschlitzen des Federgehäuses 23 und des Gehäusedeckels
25 gleitet. Innerhalb dieser Buchse ist eine dünne Welle 20 lose gelagert.
Ihre freien Enden tangieren in den Nuten der Spiralscheiben 24 und 26.
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Für eine Regulierung des am Gehäusezahnkranz auftretenden Kraftmomentes
sind die Spiralscheiben an der Federwelle 21 beiderseits auf einem Vierkant aufgenommen.
Nachdem man die Spiralscheiben abgenommen hat, werden sie jeweils gemeinsam immer
um einen rechten Winkel gegenüber der Federwelle gedreht, bis das erforderliche
Moment eingestellt ist. Zur Arretierung preßt man sie anschließend wieder beiderseitig
auf den Vierkant der Federwelle.
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In der Figur befindet sich die Drehspannfeder 22
ebenfalls in
einem total gespannten Zustand. Bis auf die kleine Buchse 19, die in den radialen
Schlitzen des Federgehäuses 23 und Gehäusedeckels 25 eine Gleitbewegung ausführt,
erfolgt der Drehspannfederablauf in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführung.
Statt der äußeren Flanschbuchsen wälzt sich dabei die dünne Welle 20 in den
Nuten der Spiralscheiben 24 und 26 ab. Die erneuernde Spannkraft wird
der Drehspannfeder 22 über den Zahnkranz an der Spiralscheibe 24 zugeleitet.