DE1448325C

DE1448325C - Speed regulator for a clockwork

Info

Publication number: DE1448325C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Steiger, Hermann, Genf (Schweiz)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gangregler für ein Uhrwerk, der ein aus einem einerseits fest eingespannten Hauptfederstab od. dgl. bestehendes Hauptschwingsystem und im Bereich dessen freien Endes ein mit diesem elastisch verbundenes, aus einem Hilfsfederstab cd. dgl. bestehendes Hilfsschwingsystem aufweist, wobei der Hilfsfederstab mit seinem etwa quer zum Hauptfederstab verlaufenden freien Ende mit den Zähnen eines angetriebenen Zahnrades des Uhrwerkes im Sinne der Gangregelung zusammenwirkt.The invention relates to a speed regulator for a clockwork, which is a fixed on the one hand clamped main spring rod or the like. Existing main oscillation system and in the area of its free The end is an elastically connected to this, from an auxiliary spring rod cd. Like. Existing auxiliary oscillating system having, the auxiliary spring rod with its extending approximately transversely to the main spring rod free end with the teeth of a driven gear of the clockwork in terms of rate control cooperates.

Bei einem bekannten Gangregler dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1 059 842) ist für Uhrwerke, die durch Gewichte angetrieben sind, unabhängig von dem Verhältnis der Frequenzen des Haupt- und Hilfsschwingsystems eine exakte Gangregelung erzielt worden, während gleichwertige Schwingungssysteme bei Federkraftuhren erhebliche Gangdifferenzen verursachten. Die Ganggenauigkeit bei mit Gewichten angetriebenen Uhren war dann besonders »o gut und weitgehend vom Antriebsdrehmoment unabhängig, wenn die Dämpfungswirkung des Hilfsschwingsystems ausreichend war, um den Überschuß an Antriebskraft aufzunehmen. Bei ausreichender Dämpfung der Stöße der Zähne des Hemmungs- as rades, wofür gegebenenfalls zusätzliche Dämpfungsmittel zwischen den beiden Schwingsystemen zur Anwendung kamen, war die Stabilität der Amplitude der Hauptfeder und damit eine exakte Gangregelung gesichert. Trotz gleichbleibender Eindringtiefe der Hilfsfeder zwischen die Zähne des Hemmungsrades, d. h. trotz konstanter Amplitude der Hauptfeder, konnte bei Uhren mit Federwerkaufzug eine Abweichung in der Gangregelung in Abhängigkeit vom Grad des Federwerkaufzugs festgestellt werden, wobei durch Verringerung der Reibung zwischen den beiden Federsystemen, die zur Erzielung einer besonders guten Dämpfung unter Vorspannung aneinander anliegen, eine wesentliche Verbesserung der Gangregelung erzielt werden konnte. Diese Maßnähme brachte jedoch noch keine vollständige Lösung des Problems, die Ganggenauigkeit eines Uhrwerks unabhängig von dem Aufzugsgrad der Antriebsfeder zu machen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gangregler zu schaffen, der unabhängig von dem Antriebsmoment eines beliebigen Antriebssystems eine exakte Gangregelung ermöglicht.In a known regulator of this type (German Auslegeschrift 1 059 842) is for clockworks, which are driven by weights, regardless of the ratio of the frequencies of the main and Auxiliary oscillation system an exact rate control has been achieved, while equivalent oscillation systems in spring-loaded watches have considerable rate differences caused. The accuracy of clocks driven by weights was then particularly »o good and largely independent of the drive torque if the damping effect of the auxiliary oscillating system was sufficient to absorb the excess driving force. With sufficient Damping the thrusts of the escapement teeth rades, for which additional damping means may be used between the two oscillating systems came, the stability of the amplitude of the main spring and thus an exact rate control was ensured. Despite the constant penetration depth of the auxiliary spring between the teeth of the escape wheel, d. H. Despite the constant amplitude of the main spring, there could be a deviation in clocks with a spring mechanism can be determined in the gear control depending on the degree of spring mechanism winding, whereby by reducing the friction between the two spring systems to achieve a particularly good damping under pretension against each other, a significant improvement in Gear control could be achieved. However, this measure did not yet provide a complete solution the problem, the accuracy of a watch movement regardless of the degree of winding of the mainspring close. The object of the invention is therefore to create a gear regulator that is independent of the drive torque of any drive system enables exact gear control.

Diese Aufgabe wird bei einem Gangregler der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis der Arbeitsschwingungsfrequenzen der weitgehend in ihren Schwingungen unabhängigen Schwingsysteme eine ganze Zahl ist. . Hierdurch wird unabhängig von der Größe der Amplitude ein zyklischer Ablauf der Schwingungen des vibrierenden Systems ermöglicht, und damit werden gleiche Bedingungen bei jeder Energieübertragung vom Hemmungsrad auf das.schwingende System geschaffen, was eine große Genauigkeit der Regelung durch den Gangregler sichert.This object is achieved according to the invention in a gear regulator of the type explained at the beginning, that the ratio of the working vibration frequencies is largely in their vibrations independent oscillating systems is an integer. . This makes the amplitude independent of the size a cyclical sequence of the oscillations of the vibrating system is made possible, and thus become created the same conditions for every energy transfer from the escape wheel to the oscillating system, which ensures a high accuracy of the regulation by the regulator.

Diese große Genauigkeit in der Regelung des Cangos eines Uhrwerkes kann noch durch die relative Stellung der beiden schwingenden Systeme zueinander und in bezug auf das Hemmungsrad, d. h. die relative Lage des Hilfsfederstabes in bezug auf das Hemmungsrad, wobei die Ausbildung des vorderen Endes des Hilfsfederstabes ebenfalls eine Rolle spielt, beeinflußt werden. Da diese Werte bei jeder Uhr anders ausfallen, müssen sie erst durch Versuche für den speziellen Anwendungsfall ermittelt werden.This great precision in the regulation of the cango of a clockwork can still be achieved by the relative Position of the two oscillating systems in relation to one another and in relation to the escape wheel, d. H. the relative Position of the auxiliary spring bar in relation to the escape wheel, with the formation of the front The end of the auxiliary spring rod also plays a role. Because these values If they turn out differently for each watch, they must first be tested for the specific application be determined.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigtThe invention is shown in the drawing, for example. It shows

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Gangreglers, 1 shows a first embodiment of a gear regulator,

Fig.2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Gangreglers.2 shows a schematic representation of a second embodiment of a gear regulator.

Der dargestellte mechanische Gangregler für ein Uhrwerk umfaßt einen durch ein Federgehäuse 1 gebildeten Motor, wobei dieses Federgehäuse mit Hilfe einer einerseits an dem Federgehäuse 1 und andererseits an einem auf dem Gestell festgemachten Spund 3 fixierten Feder 2 in Umdrehung versetzt wird. Dieses Federgehäuse 1 trägt auf seiner Peripherie eine Zahnung 4, welche in ein mit einem Zahnrad 6 fest verbundenes Ritzel 5 eingreift, wobei dieses Zahnrad mit einer auf dem Gestell gelagerten Welle 7 fest verbunden ist.The illustrated mechanical governor for a clockwork comprises one formed by a spring housing 1 Motor, this spring housing with the aid of one on the one hand to the spring housing 1 and on the other hand is set in rotation on a bung 3 fixed on the frame. This The spring housing 1 has teeth 4 on its periphery, which are fixedly connected to a gear 6 Pinion 5 engages, this gear wheel firmly connected to a shaft 7 mounted on the frame is.

Selbstverständlich kann der Motor durch jede andere zur Zeit bekannte Vorrichtung gebildet sein, wie z. B. einen Elektromotor.Of course, the motor can be formed by any other currently known device, such as z. B. an electric motor.

Der mechanische Gangregler umfaßt außerdem eine Reguliervorrichtung, die eine vibrierende Vorrichtung zum Regulieren der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zahnrades 6 einschließt. Diese vibrierende Vorrichtung besteht aus zwei unter sich mechanisch verbundenen schwingenden Systemen, und zwar einem schwingenden Hauptsystem 8 mit niedriger Frequenz und einem schwingenden Hilfssystem 9 mit höherer oder gleicher Frequenz.The mechanical governor also includes a regulator which is a vibrating device for regulating the rotational speed of the gear 6 includes. This vibrant The device consists of two mechanically connected oscillating systems, namely one vibrating main system 8 with lower frequency and a vibrating auxiliary system 9 with higher or the same frequency.

Das schwingende Hauptsystem 8 besteht aus einem Draht 10, dessen eines äußeres Ende starr in einer auf dem Gestell fixierten Einspannvorrichtung 11 gehalten ist.The vibrating main system 8 consists of a wire 10, one outer end of which is rigidly in a Clamping device 11 fixed on the frame is held.

Das schwingende Hilfssystem 9 wird durch einen Draht 12 gebildet, dessen Schwingungsfrequenz mindestens gleich der Schwingungsfrequenz des Drahtes 10 des schwingenden Hauptsystems 8 ist, wenn sich die Vorrichtung in Betrieb befindet. Ein äußeres Ende 13 des Drahtes 12 weist eine Form auf, welche einerseits für eine Zusammenarbeit mit den Zähnen des Zahnrades 6 hinsichtlich der Festlegung der Umdrehungsgeschwindigkeit dieses Zahnrades und andererseits zum Unterhalt der Schwingungen der vibrierenden Vorrichtung angepaßt ist.The oscillating auxiliary system 9 is formed by a wire 12, the oscillation frequency of which is at least equal to the oscillation frequency of the wire 10 of the oscillating main system 8 when the device is in operation. An outer end 13 of the wire 12 has a shape which is adapted on the one hand for cooperation with the teeth of the gear 6 with regard to the determination of the speed of rotation of this gear and on the other hand to maintain the vibrations of the vibrating device.

In der ersten in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist die mechanische Verbindung zwischen den zwei schwingenden Systemen 8 und 9 durch ein Kupplungsstück 14 aus schmiegsamem und elastischem Material, z. B. Kautschuk, verwirklicht, welches entlang seiner Symmetrieachse durch den Draht 10 und längs einer mit dieser Symmetrieachse einen Winkel a bildenden Richtung von dem Draht 12 durchquert wird. Die beiden schwingenden Systeme sind in dieser Weise mechanisch und elastisch miteinander gekuppelt. In the first in FIG. 1 is the mechanical connection between the two oscillating systems 8 and 9 by a coupling piece 14 made of pliable and elastic material, for. B. rubber, realized, which is traversed along an axis of symmetry with this an angle a forming direction of the wire 12 along its axis of symmetry through the wire 10 and. The two oscillating systems are mechanically and elastically coupled to one another in this way.

Die Arbeitsweise des beschriebenen mechanischen Gangreglers für ein Uhrwerk ist die folgende:The function of the described mechanical rate regulator for a clockwork is as follows:

Die beiden schwingenden Systeme 8, 9 schwingen mit den Frequenzen /,, /.,. Die Schwingungen des schwingenden Hauptsystems 8 vollziehen sich in einer Ebene/j, welche den Draht 10 einschließt und parallel zum Draht 12 und vorzugsweise senkrecht zur Achse 7 des Rades 6 steht, in dem durch den Pfeil.ν angezeigten Sinne, wodurcli das Eingreifen des freien Endes 13 des Drahtes 12 in die Zähnung des als Hemmungsrad dienenden Zahnrades 6 und der Rück-The two oscillating systems 8, 9 oscillate with the frequencies / ,, /.,. The vibrations of the The oscillating main system 8 take place in a plane / j which includes the wire 10 and is parallel to the wire 12 and preferably perpendicular to the axis 7 of the wheel 6, in which by the Pfeil.ν indicated senses, where the intervention of the free End 13 of the wire 12 in the teeth of the gear 6 serving as an escapement wheel and the back

zug dieses freien äußeren Endes aus demselben bewirkt wird. Die Frequenz dieser Schwingungen,/, ist relativ gering, aber höher als 10 Hertz. Die Schwingungen des schwingenden Hilfssystems 9 vollziehen sich in der Ebene ρ oder in einer zu dieser parallelen Ebene, aber in der durch den Pfeil / angezeigten Richtung oder in einer Richtung, welche mit der Richtung der Schwingungen des schwingenden Hauptsystems einen Winkel bildet.train this free outer end is effected from the same. The frequency of these oscillations, /, is relatively low, but higher than 10 Hertz. The oscillations of the oscillating auxiliary system 9 take place in the plane ρ or in a plane parallel to this, but in the direction indicated by the arrow / or in a direction which forms an angle with the direction of the oscillations of the oscillating main system.

Gewisse sehr genaue Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Gang des mechanischen Gangreglers in der Zeit beständig ist; diese Bedingungen können wie folgt zusammengefaßt werden:Certain very precise conditions must be met in order for the mechanical gear regulator to work is constant in time; these conditions can be summarized as follows:

1. Beim Arbeiten der regulierenden Vorrichtung muß das Verhältnis zwischen den Frequenzen/., und Z₁ der schwingenden Systeme 9 und 8 eine ganze Zahl betragen. Praktisch ist dieses Verhältnis vorzugsweise innerhalb 1 und 5, kann aber in gewissen Fällen höher, z. B. 10, sein. _ig Diese Bedingung muß eingehalten werden, damit die Art der Schwingung der vibrierenden Vorrichtung in der Zeit zyklisch ist. Dies ist in der Tat notwendig, damit bei jedem Durchgang eines Zahnes des Zahnrades 6 in unmittelbarer Nähe ₃, des äußeren Endes 13 des Drahtes 12 die relativen Stellungen dieses Zahnes und dieses äußeren Endes 13 genau identisch sind. In dieser Weise ist es möglich, bei jeder Energieübertragung vom Zahnrad 6 auf die vibrierende Vorrichtung genau die gleichen Bedingungen wieder zu schaffen, was einen Gang des Regulators mit großer Genauigkeit garantiert.1. When the regulating device is working, the ratio between the frequencies /., And Z _{1 of} the oscillating systems 9 and 8 must be an integer. In practice this ratio is preferably within 1 and 5, but in certain cases it can be higher, e.g. B. 10, be. _ig This condition must be met so that the type of oscillation of the vibrating device is cyclical in time. This is in fact necessary so that with each passage of a tooth of the gear 6 in the immediate vicinity ₃ , the outer end 13 of the wire 12, the relative positions of this tooth and this outer end 13 are exactly identical. In this way, it is possible to create exactly the same conditions again with each transfer of energy from the gearwheel 6 to the vibrating device, which guarantees that the regulator runs with great accuracy.

2. Die Erfahrungen haben bewiesen, daß die relative Stellung der beiden schwingenden Systeme 8,9 wichtig ist, damit sich der Unterhalt der Schwingungen der vibrierenden Vorrichtung unter guten Bedingungen vollzieht. Diese Stellung kann leicht einerseits durch die zwischen der Einspannvorrichtung 11 und der Kupplung 14 gelegene Länge / und anderereits durch den durch die Drähte 10 und 12 gebildeten Winkel α bestimmt werden.2. Experience has shown that the relative position of the two vibrating systems 8, 9 is important so that the vibrations of the vibrating device can be maintained under good conditions. This position can easily be determined on the one hand by the length located between the clamping device 11 and the coupling 14 and on the other hand by the angle α formed by the wires 10 and 12.

Diese beiden Größen hängen besonders von der Form des äußeren Endes 13 des Drahtes 12 ab, weleher mit dem Zahnrad 6 zusammenarbeitet, sowie vom Winkel b, der zwischen einem durch das äußere Ende 13 des Drahtes 12 hindurchgehenden Radius des Zahnrades 6 und diesem Draht 12 selbst eingeschlossen ist. Diese Größen b und α hängen außerdem ebenfalls von den Frequenzen Z₁ und /₂ sowie vom Kupplungskoeffizienten ab, der zwischen den beiden schwingenden Systemen 8, 9 besteht. Immerhin konnte bis jetzt eine allgemeine Theorie, welche es gestattet, im voraus genau die Arbeitsweise einer regulierenden Vorrichtung mit gegebenen Ausmaßen vorauszusehen, noch nicht mit befriedigender Sicherheit aufgestellt werden. Dennoch sind die derzeitigen Kenntnisse weitgehend ausreichend, um durch praktische Versuche die Festlegung der oben angegebenen Größen für jede Art von regulierender Vorrichtung zu gestatten und folglich ihre Serienfabrikation zu erlauben.These two sizes depend in particular on the shape of the outer end 13 of the wire 12, which cooperates with the gear 6, as well as on the angle b between a radius of the gear 6 passing through the outer end 13 of the wire 12 and this wire 12 itself is included. These variables b and α also depend on the frequencies Z ₁ and / ₂ and on the coupling coefficient that exists between the two oscillating systems 8, 9. However, up to now a general theory which permits one to foresee exactly in advance the mode of operation of a regulating device of given dimensions has not yet been able to be established with a satisfactory degree of certainty. Nevertheless, the current knowledge is largely sufficient to permit, through practical tests, the establishment of the sizes indicated above for each type of regulating device and consequently to permit their mass production.

Die F i g. 2 zeigt schematisch eine durch einen einzigen Draht gebildete vibrierende Vorrichtung, wobei dieser Draht gleichzeitig die schwingenden Systeme 8,9 sowie die mechanische Verbindung zwischen diesen beiden schwingenden Systemen bildet.The F i g. 2 shows schematically one through a single Wire formed vibrating device, this wire at the same time the vibrating systems 8,9 as well as forms the mechanical connection between these two oscillating systems.

Diese zweite Ausfiihrungsform umfaßt eine mechanische Verbindung zwischen den beiden schwingenden Systemen 8, 9. welche durch einen geradlinigen Teil 17 gebildet ist, der mit den Drähten der schwingenden Systeme 8, 9 die relativen Winkel c, d bildet.This second embodiment comprises a mechanical connection between the two oscillating systems 8, 9, which is formed by a straight part 17 which forms the relative angles c, d with the wires of the oscillating systems 8, 9.

Die beschriebenen und dargestellten vibrierenden Vorrichtungen sind durch schwingende Systeme gebildet, welche drahtförmige vibrierende Organe umfassen, aber ebenso können diese vibrierenden Organe auch durch dünne Blättchen gebildet sein.The vibrating devices described and illustrated are formed by vibrating systems, which include wire-shaped vibrating organs, but also these vibrating organs also be formed by thin leaflets.

Weiterhin können die schwingenden Systeme schwingende Organe von voneinander verschiedener Natur umfassen, z. B. von verschiedenem Ausmaß oder verschiedenem Durchmesser, oder sie können auch aus verschiedenen Materialien bestehen.Furthermore, the vibrating systems can vibrate organs of different from each other Include nature, e.g. B. of different dimensions or different diameter, or they can also consist of different materials.

Zwei Arten einer mechanischen Verbindung sind beschrieben und dargestellt worden, aber es ist klar, daß andere Ausführungen möglich sind.Two types of mechanical connection have been described and illustrated, but it is clear that other designs are possible.

Insbesondere ist es möglich, diese mechanische Verbindung durch Zusammenlöten oder -schweißen der vibrierenden Organe der zwei schwingenden Systeme zu verwirklichen. Als allgemeine Regel gilt, daß zur Erreichung guter Bedingungen für das Arbeiten der vibrierenden Vorrichtung eine solche mechanische Verbindung verwirklicht werden muß, daß die schwingenden Systeme 8 und 9 praktisch voneinander unabhängig sind.In particular, it is possible to establish this mechanical connection by soldering or welding together of the vibrating organs of the two vibrating systems. As a general rule, that to achieve good conditions for the operation of the vibrating device such mechanical connection must be realized that the vibrating systems 8 and 9 practical are independent of each other.

Es ist zu bemerken, daß die mechanischen Verbindungen zwischen den beiden schwingenden Systemen immer einen gewissen Dämpfungsfaktor der Schwingungen der schwingenden Systeme einführen.It should be noted that the mechanical connections between the two oscillating systems always introduce a certain damping factor for the vibrations of the vibrating systems.

Claims

Patent claims:

1. Gear regulator for a clockwork, which has a main spring rod or the like, which is firmly clamped on the one hand, and in the area of its free end an auxiliary oscillating system that is elastically connected to this and consists of an auxiliary spring rod or the like, the auxiliary spring rod with its approximately The free end running transversely to the main spring rod interacts with the teeth of a driven gear of the clockwork in the sense of rate control, characterized in that the ratio of the working _{vibration frequency (/ ,, / 2} ) of the vibration systems (8, 9), which are largely independent of their vibrations, is an integer is.

2. Gear regulator according to claim 1, characterized in that the main spring rod (10) in the area its free end carries a piece of rubber (14), which in turn supports the main spring rod (10) independent auxiliary spring rod (12) carries.

3. Gear regulator according to claim 1, characterized in that the after the gear (6) protruding auxiliary spring rod (9 ') in a known one-piece connection with the main spring rod (8') over one of its free end at an acute angle (angle c) The bent-back rectilinear part (17), to which it connects the main spring rod (8 ') in a crossing manner, adjoins the part (17) approximately at right angles (angle d) .

1 sheet of drawings