DE1523772C - Vorrichtung zur Zeitmessung und Taktgabe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zeit- empfindlich gegen Stoß sind und eine exakte Zeitmessung und Taktgabe mit einem Antrieb und einem messung kaum möglich ist.

mit diesem zur Erhaltung des Winkeldrehmomentes Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine

der Antriebswelle derart zusammenwirkenden mecha- Vorrichtung zur Zeitmessung und Taktgabe zu

nischen Schwinger, daß letzterer einem größeren An- 5 schaffen, die gegenüber bekannten Zeitmeßgeräten

triebsmoment einen größeren Widerstand und einem erheblich verbessert ist und bei welcher sehr viel

kleineren Antriebsmoment einen kleineren Wider- kleinere Zeitänderungen zur Verfügung stehen, bei

stand entgegensetzt. dem der Anlauf absolut gesichert ist, die Kontinuität

Mechanische Taktgeber bestehen im wesentlichen des Betriebes garantiert wird und eine extrem große aus drei prinzipiell miteinander in Beziehung stehenden io Genauigkeit des Betriebes ebenfalls gesichert ist. Mechanismen. Der erste Mechanismus liefert den Dies wird bei einer. Vorrichtung der eingangs wiederholbaren Zyklus sehr präziser Zeitintervalle, erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der zweite Mechanismus diese Intervalle zwischen die Antriebswelle und einem in radialer zählt oder addiert. Der dritte Mechanismus ist die Richtung schwingenden mechanischen Schwinger ein Energiequelle selbst, welche die Antriebsleistung lie- 15 nichtlineares Antriebsmittel oder Koppelungsglied fert. Bei den meisten Zählwerken oder Uhren werden eingeschaltet ist, das den sich drehenden mechanischen für die Ausführung der zweiten und dritten Funktion Schwinger mit sich sinusförmig verändernder Winkel-Zahnradgetriebe benutzt, und diese Getriebe werden geschwindigkeit antreibt, so daß durch Auftreten normalerweise für beide Funktionen kombiniert und eines Mitschwingens des Schwingers bei der Resonanzzusammen benutzt. 20 frequenz des Schwingers entsprechender Antriebs-

Die Wechselwirkung zwischen einer richtig dimen- drehzahl Schwinger und Antrieb synchron miteinander

sionierten Feder und der Trägheit eines rotierenden verbunden sind und die Drehzahl des Antriebes durcfT

Körpers erzeugt eine einfache harmonische Bewegung -die radialen Schwingungen des mechanischen Schwin-

mit konstanter Periodendauer. Infolgedessen müssen gers geregelt wird.

normalerweise Uhrwerke auf das schwingende Zeit- 25 Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß meß-System nur während einer kurzen Zeit des das nichtlineare Antriebsmittel oder Koppelungsglied Zyklus einwirken, und dies erfolgt gerade in dem einen Koppler mit starker Hysterese enthält, der Zeitpunkt des Zyklus, in welchem ein einziger zwischen Schwinger und den Antrieb eingeschaltet ist Zahn freigegeben und der nächste Zahn in seine Zweckmäßig enthält das Antriebsmittel oder Koppe-Stellung für den nachfolgenden Zyklus gebracht 30 lungsglied ein Zahngetriebe, welches dazu dient, den wird. umlaufenden Schwinger mit dem Antrieb zu kuppeln.

Bei bekannten Uhrwerken muß das Zahnrad- Vorzugsweise weist das Zahngetriebe Zahnräder mit

getriebe auf diejenige Drehzahl beschleunigt werden, veränderlichem Teilkreisradius auf.

die durch die Unruh gegeben ist, einen kleinen Impuls Der Schwinger ist zweckmäßig eine Stimmgabel;

erteilen und dann bis auf einen vollständigen Still- 35 er kann aber auch die Form eines mit an den freien

stand verzögert werden; innerhalb eines kleinen Zeit- Enden angeordneten Massen aufweisen.

Intervalls muß das gesamte Zahnradgetriebe auf das Die wesentlichen Vorteile des Erfindungsgegen-

Maximum seiner Geschwindigkeit oder Drehzahl be- Standes bestehen darin, daß die neue Einrichtung

schleunigt werden und dann zwangsläufig stillgesetzt keinen Schlag ausläßt, sich aber auch nicht fest-

werden. Diese Beschleunigung und Verzögerung muß 40 klemmen kann, vielmehr zuverlässig, kontinuierlich

in einer ungewöhnlich kurzen Zeit durchgeführt wer- und absolut gleichförmig läuft, wobei für den Betrieb

den, und die Beschleunigungen selbst müssen ver- nur eine geringe Antriebskraft erforderlich ist.

hältnismäßig groß sein. Für normale Uhrwerke mit Weiterhin sind empfindliche und leicht zerstörbare""

einem Zeitintervall von beispielsweise einer fünftel Bauteile und Elemente vermieden. Infolgedessen ist

Sekunde ist das Hemmrad im allgemeinen kräftig 45 jeder komplizierte Aufbau in diesem Sinne wirksam

genug und erfordert keine übermäßig starke Haupt- und bewußt vermieden. ^

feder oder besonders große Leistungszufuhr. Anderer- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der seits begrenzt die Länge eines einzigen Zeitintervalls folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung (Vs Sekunde) die Genauigkeit, mit der die Zeit ge- näher erläutert. In der Zeichnung ist messen werden kann. Wenn kleinere Zeitänderungen 5° F i g. 1 eine schematische Darstellung zweier Maszu messen sind, ergeben sich schwierige Probleme sen, die den Enden einer Stimmgabel entsprechen, wegen der vorhandenen Trägheit. Deshalb müssen F i g. 2 eine graphische Darstellung des Zusammenhärtere Federn und kleinere Massen für die Unruh hangs zwischen der Winkelgeschwindigkeit der beverwendet werden, wodurch beträchtlich kleinere nutzten Masse und der Größe des Radius, auf dem Schwingungsweiten und damit ein geringerer Sicher- 55 sich die Masse bewegt,

heitsfaktor erhalten wird. Demzufolge sind die F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Stimmüblichen mechanischen Uhrwerke normaler Bauart gabel, die eine Massenkonzentration an den Enden der durch die Trägheit ihrer Systeme stark begrenzt. Zinken hat,

Es ist bereits bekannt, einen mechanischen Schwin- F i g. 4 eine graphische Darstellung, aus der die ger wie beispielsweise eine Stimmgabel oder eine 60 Änderungen der radialen Bewegungen der Masse in Feder als Gangordner zu verwenden. Bei diesen be- Abhängigkeit von der Zeit dargestellt sind, kannten Anordnungen findet keine fortlaufende Be- F i g. 5 eine Darstellung der gleichen Änderung wie schleunigung bzw. Stillsetzung des Antriebes statt. in F i g. 4, jedoch bezogen auf den Drehwinkel, Der mechanische Schwinger gibt dabei bei negativen F i g. 6 eine schematische Darstellung des Zahn-Drehzahlschwankungen Energie ab bzw. setzt posi- 65 rades auf der Ausgangsseite und des zugehörigen tiven Drehzahlschwankungen einen größeren Wider- Ritzels für eine bevorzugte Ausführungsform des stand entgegen. Der wesentliche Nachteil dieser be- Erfindungsgegenstandes, kannten Anordnungen liegt jedoch darin, daß sie F i g. 7 eine graphische Darstellung der Änderung

I /Z

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der Winkelgeschwindigkeit des Ritzels bei Drehung liehe Antrieb führen somit Drehbewegungen aus, die

des Ausgangszahnrades mit konstanter Winkelge- sich durch eine Sinuswelle darstellen lassen. Diese

schwindigkeit, Sinuswelle verdeutlicht dann auch eine Änderung in

F i g. 8, 9 und 10 jeweils eine graphische Darstellung der Winkelgeschwindigkeit des Ausgangs vom Ander periodisch wechselnden Winkelgeschwindigkeiten 5 trieb. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des des Ritzels der Schwingung der Stimmgabel, sowie der Erfindungsgegenstandes kommen acht vollständige Winkelgeschwindigkeit von Ritzel plus Stimmgabel Wellenzüge auf jede Drehung von 360° eines Antriebsbei verschiedenen Winkelgeschwindigkeiten des An- Zahnrads und zwei vollständige Wellenzüge auf je triebszahnrades, 360° Drehung eines Ausgangsritzels. Daraus ergibt

F i g. 11 eine schematische Darstellung einer bevor- to sich, daß der Antrieb des Ausgangszahnrades mit

zugten Ausführungsform der vibrierenden oder konstanter Winkelgeschwindigkeit eine veränderliche

schwingenden Masse, Winkelgeschwindigkeit des Ausgangsritzels herbei-

F i g. 12 eine graphische Darstellung der charak- führt.

teristischen Merkmale eines Taktgebers nach der Die in den F i g. 6, 11 und 12 der Zeichnung darge-

Erfindung. 15 stellte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes

Die Vorrichtung zur Zeitmessung und Taktgabe besteht im wesentlichen aus einer drehbar gelagerten nach der Erfindung benutzt eine in radialer Richtung Antriebswelle A, einer von dieser Welle A getragenen Schwingfähige Masse als Hilfsmittel zur Änderung Masse B, die "während der Drehbewegung radiale der Winkelgeschwindigkeit einer sich drehenden Schwingungen ausführen kann, und schließlich noch Welle. Verbunden mit der sich drehenden Welle ist 20 aus einem Antriebsmittel C für die nichtlineare Drehein nichtlineares Antriebsmittel, welches von einem bewegung der Wellet. Da die Masse .8 und die Anim wesentlichen sinusförmigen Ausgang Gebrauch triebsvorrichtung C einander- konstruktiv so angepaßt macht, um die sich drehende und schwingende Masse sind, daß B nach einer vorbestimmten Sinuswellenform" anzutreiben. Infolgedessen tritt bei einer vorgegebenen schwingt, wird eine exakt geregelte· Drehzahl des Drehzahl, die durch die einfache periodische Bewegung as Antriebseingangs erreicht. Bei der dargestellten Ausder vibrierenden oder schwingenden Masse gegeben führungsform hat die Masse B die Gestalt einer Stimmist, ein Mitschwingen zwischen der rotierenden Masse gabel od. dgl., während die nichtlineare Antriebsvor- und dem Antriebsmittel auf, so daß die beiden Teile richtung C die Form eines Ausgangszahnrades eines synchron miteinander verbunden sind und die Dreh- Getriebes für periodisch wechselnde Winkelgeschwinzahl des Antriebs durch die radialen Schwingungen 30 digkeit hat.

der rotierenden Masse geregelt wird. Praktisch besteht F i g. 1 zeigt eine Stimmgabel, welche die in

also ein Austausch zwischen potentieller Energie in Schwingung zu versetzende Masse B darstellt. In der

kinetische Energie und zurück in potentielle Energie Zeichnung sind die Massen selbst nur in einer ausge-

und damit ein Mittel zur Regelung der Winkel- wählten Stellung gezeichnet; in Wirklichkeit schwin-

geschwindigkeitsänderung im Ausgang des Antriebs. 35 gen sie aber zwischen den Stellungen, die durch die

Gemäß der Erfindung ist der Antrieb sinusförmig, und Winkelgeschwindigkeitsvektoren ω₁ und ω₂ dargestellt

sobald dessen Frequenz gleich der Eigenfrequenz der sind. Die Massen vibrieren oder oszillieren also zwi-

schwingenden Masse ist, sind diese beiden Teile sehen den Vektorlinien ω₁ und ω₂, wobei der größte

synchron miteinander gekoppelt. Neigt der Antrieb Radius und ω₂ der kleinste Radius ist. Die Winkel-

dazu, dem schwingenden Teil (zeitlich) vorzueilen, 40 geschwindigkeit für eine Vorrichtung dieser Art ist

dann erfolgt eine Zunahme der Energieumwandlung. also durch die Länge der Linie ω, (O₁ und ω₂ gegeben.

Neigt dagegen der Antrieb dazu, der schwingenden Aus dem Diagramm ersieht man, daß zur Erhaltung

Masse nachzueilen, dann verringert sich die Umwand- des Winkeldrehmoments bei zunehmendem Radius

lung von Energie. die Winkelgeschwindigkeit abnimmt und bei abneh--

Bevor nun eine Ausführungsform des Erfindungs- 45 mendem Radius zunimmt. Die Formel

gegenstandes näher beschrieben wird, sollen die _ ₂

physikalischen Zusammenhänge im einzelnen näher Lt - 1ω - Mr _Λ O₁ --MK ₂ ω₂

erläutert werden: Das wesentlichste Merkmal der gibt die Bedingung für die Erhaltung der Größe des

Erfindung besteht darin, daß die neue Vorrichtung Winkeldrehmoments. Die Werte für die verschiedenen ^;

während der Zeitmessung kontinuierlich läuft und 50 Größen in dieser speziellen Formel sind folgende:

weder angelassen noch angehalten wird. Sie läuft viel- _{L = Drehmoment} des Systems,

mehr synchron mit einem Element, dessen Winkel- ₍ _ j^ j_n senden

geschwindigkeit sich sinusförmig ändert. Anstatt also _/.₌₌ Trägheitsmoment'des Systems,

mit einer Verlustenergie zu arbeiten, erfolgt beim _{ω =} winkelgeschwindigkeit des Systems,

Erfindungsgegenstand lediglich eine Umwandlung der 55 _{M = Masse der} schwingenden Elemente,

Energie im Interesse der Einhaltung des Winkeldreh- _{f = Radius> gemessen vom} Mittelpukt der Masse

momentes. Dies wird durch die Schwingung der Masse _zum Mittelpunkt der Drehbewegung,
in radialer Richtung ermöglicht, die synchron mit den

Änderungen der Drehzahl des Antriebs vor sich geht. F i g. 2 zeigt eine graphische Darstellung des Zu-

AIs Folge hiervon suchen sowohl die schwingenden 60 sammenhangs zwischen der Winkelgeschwindigkeit

Massen als auch der variable Antrieb von sich aus in der Masse und der Größe des Radius, auf dem sich

Resonanz und Phase zu bleiben. Diese Phasen- die Masse bewegt, aus der man ersieht, daß sich das

beziehung der Schwingungen beider Bauteile, der . Winkeldrehmoment mit dem Quadrat des Radius und

vibrierenden oder schwingenden Masse und des ver- linear mit der Masse und der Drehzahl ändert. Bleibt

änderlichen Antriebs, schafft einen Zustand des 65 also die Masse konstant und das Winkeldrehmoment,

»Intritthaltens«, der den Ablauf der Vorgänge hin- dann ändert sich die Winkelgeschwindigkeit umge-

sichtlich der Geschwindigkeiten mit höchster Genauig- kehrt mit dem Quadrat des Radius,

keit steuert. Die schwingende Masse und der veränder- Wie F i g. 3 zeigt, wird die Stimmgabel vor. der

Welle A getragen, die in Lagern gehalten ist. Der Radius bis zum Mittelpunkt der Masse ist mit einem kleinen r bezeichnet. Aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß sich die Größe des Radius r sinusförmig ändert. Die Abszisse ist in diesem besonderen Falle die Zeit /, und die Ordinate ist der Radius r.

In der F i g. 5 wird ein Vergleich gemacht zwischen dem Radius r und Winkelgeschwindigkeit ω. Zur Erläuterung ist hier angenommen, daß es sich um zwei Wellenzüge bei einer Drehung der Welle um 360° handelt (siehe F i g. 3). Infolgedessen sind hier zwei Wellenzüge auf einer Entfernung von 360° gezeichnet. Aus F i g. 5 ist jedoch zu ersehen, daß sich die Winkelgeschwindigkeit etwas phasenverschoben zur Änderung des Radius ändert. Für die Zwecke der Erfindung ist diese mangelnde Übereinstimmung in der Phase ohne Folgen und kann außer Betracht bleiben. Für den Fall, daß Vollkommenheit gewünscht wird und die Wellenform des Antriebs C genau gleich der Wellenform der oszillierenden Masse sein soll, kann die Gestalt des Ausgangsritzels (wie dies später noch näher beschrieben werden soll) verfeinert werden, so daß sie der Wellenform der Masse vollständig angepaßt wird. Aus F i g. 5 sieht man jedoch auch, daß bei einer Drehung der Welle um 360° die Winkelgeschwindigkeit sich zweimal von einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert mehr oder weniger nach . einer Sinuskurve ändert.

Das Ausgangszahnrad 34 gemäß F i g. 6 wird so angetrieben, daß es mit im wesentlichen konstanter Winkelgeschwindigkeit umläuft. Das Zahnrad 35 dreht sich demgegenüber infolge der Änderung des Teilkreisradius mit einer veränderlichen Winkelgeschwindigkeit. Wie man sieht, ist der Teilkreisradius längs der Hauptachse des elliptischen Zahnrads 35 größer als der Teilkreisradius längs der Nebenachse. Demzufolge muß sich der Teilkreisradius des Ausgangszahnrads 34 ebenfalls von einem entsprechenden Maximum bis zu einem entsprechenden Minimum ändern. Man erreicht dies durch Verwendung einer Wellenform, wodurch sich der Teilkreisradius des Zahneingriffs sinusförmig ändert.

Aus F i g. 7 ersieht man, daß so viele Perioden je Umdrehung des Ausgangszahnrades 34 vorhanden sind, als Wellenzüge auf ihm existieren. Es ist für jeden Fachmann klar, daß die elliptische Darstellung des Ritzels nur beispielhaft und zur Erläuterung gewählt ist und daß man auch andere äquivalente Antriebe verwenden kann, je nachdem wie es die besonderen Umstände erfordern. ·

Bei der F i g. 7 ist zu beachten, daß die Auswirkung der Zeit nicht berücksichtigt ist. Die Abszisse entspricht nämlich genau einem Umfang des Antriebszahnrades, während die Ordinate die Änderungen der Winkelgeschwindigkeit bezüglich der Stellung des Antriebszahnrades wiedergibt.

In der F i g. 8 ist im Gegensatz hierzu die Auswirkung der Zeit mitberücksichtigt. Die Abszissen stellen die Zeit für einen Arbeitszyklus des Ritzels 35 ohne aufgesetzte Stimmgabel dar, während die Ordinaten als Parameter die jeweilige Winkelgeschwindigkeit angeben. In dieser Figur sind zehn verschiedene Winkelgeschwindigkeiten des Antriebszahnrads 34 zur Darstellung gebracht, wobei das Ausgangszahnrad mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird.

F i g. 9 zeigt die Lebensdauer für eine Schwingung der rotierenden Stimmgabe! in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit. Wie man sieht, bleibt hier die Stimmgabelfrequenz innerhalb eines bestimmten Bereiches, unabhängig von der Winkelgeschwindigkeit der Stimmgabel, gleich. Infolgedessen sind innerhalb einer maximalen Winkelgeschwindigkeit sowie einer minimalen Winkelgeschwindigkeit sämtliche zehn Wellenzüge für zehn verschiedene Winkelgeschwindigkeiten der Antriebswelle gleich. Dies wird durch das Verhältnis der schwingenden Masse zu der Federkonstanten der Stimmgabel erreicht. Das bedeutet, daß bei einer vorgegebenen Federkonstanten eine bestimmte vorgegebene Masse eine ganz bestimmte Eigenfrequenz aufweist.

F i g. 10 stellt die Kombination der F i g. 9 mit der F i g. 8 dar, wobei die Kurven.der F i g. 8 in durchgezogenen Linien und die Kurven der F i g. 9 gestrichelt darüber gezeichnet sind. Bei dieser Darstellung sind die Kurven für die Winkelgeschwindigkeitsänderung des Ritzels 35 sowie der Stimmgabelfrequenz bei drei verschiedenen Größen der Winkelgeschwindigkeit des Ausgangszahnrads 34 gezeichnet, und man sieht ohne weiteres, daß es eine Winkel^ geschwindigkeit ω₀ gibt, bei der die. Wellenform nach F i g. 8 mit der Wellenform nach F i g. 9 übereinstimmt. Die Punkte 1 und 3 bezeichnen jeweils die maximale Winkelgeschwindigkeit, währenddie Punkte 2 und 4 jeweils die minimale Winkelgeschwindigkeit kennzeichnen (vgl. die F i g. 8 und 9 miteinander). Die Punkte 3 und 4 kennzeichnen die jeweiligen Extremwerte der Winkelgeschwindigkeit für die rotierende Masse der Stimmgabel, während die Punkte 1 und 2 jeweils diejenigen des rotierenden Zahnrads kennzeichnen. Aus dem oberen Teil der F i g. 10 kann man ersehen, daß der Wellenzug für das Zahnrad kürzer ist als der Wellenzug für die Stimmgabel, während der untere Teil deutlich erkennen läßt, daß der Wellenzug für das Zahnrad erheblich länger ist als der Wellenzug für die Stimmgabel. Infolgedessen sind die Wellenzüge in jedem Fall außer Phase und erzeugen Kräfte, die bestrebt sind, sie wieder in Phase zubringen. Die mechanische Energie für diese Korrektur kommt entweder aus der vibrierenden Masse B der Stimmgabel oder aus dem nichtlinearen Antrieb_C oder Zahnradgetriebe.

Im oberen Teil der F i g. 10 sind die Verhältnisse wiedergegeben, bei. denen der Antrieb C versucht, schneller zu laufen als die schwingende Masse B. Dem setzt der Schwinger eine höhere Energieaufnahme, entgegen. Wie man aus dem unteren Teil der F i g. 10 erkennt, kennzeichnet die untere Kurve, daß der Antrieb C bestrebt ist, mit kleinerer Drehzahl zu laufen als die schwingende Masse B. Dies ist derjenige Betriebszustand, der sich einstellt, wenn der Antrieb zu schwach ist oder bis zu dem Punkt gelangt ist, in welchem beispielsweise die Zugfeder abgelaufen ist. In diesem speziellen Falle wird kinetische Energie aus der schwingenden Masse B auf den Antrieb C übertragen, bis die Schwingungen der Masse B abnehmen und so schwach werden, daß sie nicht mehr ausreichen, um die beiden Elemente im Synchronismus zu halten. Die sich stets in gewissen Grenzen bewegenden Schwankungen des Antriebs werden durch diese gegenseitige Wechselwirkung jedoch ausgeglichen.

Die Amplitude der Winkelgeschwindigkeitsänderung des Ritzels 35 zufolge der Drehbewegung durch den Antrieb C und die der Schwingbewegung der Masse B sind zu dem Zeitpunkt genau gleich groß, in welchem

i OZD ί Ι

keiner von beiden bestrebt ist, den anderen anzutreiben. Unter allen anderen Bedingungen verursacht die Differenz der Amplituden ein Drehmoment in der Antriebswelle A und bewirkt damit sofort eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades 35. Ein Verkuppeln der Masse B mit dem Antrieb C über eine Kupplungswelle A mit starker Hysteresis wirkt wie eine Absorptionsvorrichtung für die Energie und verhindert eine unerwünschte Übertragung von Enerarbeitet und nicht bei jeder Unterteilung eines zeitlichen Zyklus angelassen und angehalten werden muß, so daß auch die Überwindung der Reibung kein Faktor ist, der bei der Frage mitspielt, ob die Vorrichtung angelassen wird oder nicht. Die Reibung der Bewegung ist ja bekanntlich beträchtlich kleiner als die statische Reibung oder die Reibung bei dem Anlaßvorgang, und infolgedessen sind die Auswirkungen der Reibung nicht so beträchtlich wie in einem System, welches

gie auf das Schwingen der Stimmgabel. Zu diesem 10 ständig angelassen und angehalten werden muß.

Zweck kann die Antriebswelle A beispielsweise aus einem Elastomer hergestellt sein.

F i g. 11 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Masse B, die in Wirklichkeit der Stimmgabel nach F i g. 3 weit überlegen ist. Die Masse oder die Massen B des Körpers nach F i g. 11 wirken aber auf identisch gleiche Weise wie eine übliche Stimmgabel, wie sie oben zur Erläuterung dargestellt und beschrieben worden ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist von besonderer Bedeutung für die Steuerung von Zündern in Geschossen; in diesem Falle muß die Konstruktion natürlich der zu lösenden Aufgabe angepaßt werden. Bei einem Zeitzünder für ein Geschoß nimmt man im allgemeinen an, daß das System vor dem Abschuß aufgezogen ist und das Nachlassen von Rückstoßkräften die Vorrichtung zwangläufig zum Anlaufen bringt.-Der Drall des Geschosses beeinflußt die Güte

Ein wesentlicher Vorteil, den die Vorrichtung nach 20 der Taktgabe nicht, weil die taktgebende Funktion in

der Erfindung bietet, besteht in der Möglichkeit, den nichtlinearen Antrieb C entwerfen zu können, ohne die Trägheitskräfte besonders berücksichtigen zu müssen. Bei der praktischen Ausführung besteht der Antrieb C aus einem Zahnradantrieb mit einem Ausgangszahnrad 34, welches sich mit praktisch konstanter und gleichförmiger Drehzahl dreht. Es kann dabei tatsächlich erwünscht sein, das Trägheitsmoment des Ausgangszahnrads mit Hilfe eines Schwungrades zu Relation gesetzt ist zu der schwingenden Masse B und dem nichtlinearen Antrieb C; sind beide Einrichtungen in einem Medium angeordnet, mit dem sie beide rotieren, dann erfolgt keine Auswirkung auf die zeit- oder taktgebende Funktion der Vorrichtung.

Aus der obigen Beschreibung und aus der Zeichnung sollte ein klares Verständnis der Erfindung möglich sein. Das Prinzip der Erfindung kann auf verschiedene Weise praktisch verwirklicht werden. Eine dieser

erhöhen, um den Vorgang zwangläufiger zu gestalten. 3° praktischen Ausführungsformen ist in der Zeichnung So kann beispielsweise ein zusammengesetztes Differen- dargestellt. Gegenüber den bisherigen mechanischen

tialgetriebe zur Anwendung gelangen, bei dem die gesamte Untersetzung auf der Seite des Kraftantriebs, einer Feder, in einer einzigen Stufe durchgeführt werden kann.

In F i g. 12 sind die tatsächlich erzielten Ergebnisse ■ gezeigt, wobei auf der Abszisse die Zeit in Minuten und auf der Ordinate die Winkelgeschwindigkeit aufgetragen, ist Aus der Kurve in F i g. 12 ist ersichtlich, daß die Winkelgeschwindigkeit- oder Drehzahl konstant bleibt, solange das Zahnradgetriebe mit einer genügend großen Energiemenge versorgt wird. Diese Bedingung wurde bei einem praktischen Versuch, der 8 Minuten dauerte, beibehalten; während dieser Zeit ergab sich keine meßbare Veränderung.

Ein Vorteil der Erfindung besteht unter anderem darin, daß der tatsächliche Zeitfaktor für die Vibration oder Schwingung so klein gewählt werden kann, wie dies gerade erwünscht ist. So ist es z. B. durchaus möglich, hunderte von Arbeitszyklen je Sekunde oder auch tausende von Arbeitszyklen je Sekunde vorzusehen. Dabei ist es lediglich erforderlich, daß ein geeigneter nichtlinearer Antrieb C oder ein Zahnradgetriebe passend entworfen wird. Im übrigen ist die Gesamtgenauigkeit der Vorrichtung nur begrenzt durch den Genauigkeitsgrad der schwingenden Masse i? bzw. der Stimmgabel, die im allgemeinen als außergewöhnlich genaue Zeitgebervorrichtung angesehen wird.

Es versteht sich von selbst, daß bei einer Energieumwandlung weniger Leistung für den Antrieb erforderlich ist als bei einem System, bei dem beim Anlassen und Anhalten Energie verbraucht wird. Infolgedessen können die Abmessungen des Antriebs verkleinert werden, was natürlich für Vorrichtungen dieser Art ein erheblicher Vorteil ist.

Ein weiterer erheblicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß er kontinuierlich Geräten, die nur eine Zeitstaffelung von einer Zehntelsekunde ermöglichen, erreicht man mit dem Erfindungsgegenstand, der ja auch ein mechanischer Zeitgeber ist, Intervalle von einhundertstel und eintausendstel Sekunde. Diese äußerst feineUnterteilung der Taktgabe erfordert natürlich auch eine sehr viel feiner unterteilte Ableseskala. Durch die Erfindung wird daher ein äußerst genauer Taktgeber geschaffen, bei dem eine vibrierende oder oszillierende Masse als steuernde Zeitkonstante verwendet wird und der durch die Beibehaltung des Winkelmomentes in Resonanzschwingung mit der nichtlinearen Antriebsvorrichtung bleibt, welche die Energiequelle für kontinuierlichen Betrieb liefert. ' '

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Zeitmessung und Taktgabe mit einem Antrieb und einem mit diesem zur Er- _y, haltung des Winkeldrehmomentes der Antriebswelle derart zusammenwirkenden mechanischen Schwinger, daß letzterer einem größeren Antriebsmoment einen größeren Widerstand und einem kleineren Antriebsmoment einen kleineren Widerstand entgegensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Antriebswelle und einem in radialer Richtung schwingenden mechanischen Schwinger ein nichtlineares Antriebsmittel oder Koppelungsglied eingeschaltet ist, das den sich drehenden mechanischen Schwinger mit sich sinusförmig verändernder Winkelgeschwindigkeit antreibt, so daß durch Auftreten eines Mitschwingens des Schwingers bei der Resonanzfrequenz des Schwingers entsprechender Antriebsdrehzahl Schwinger und Antrieb synchron miteinander verbunden sind und die Drehzahl des Antriebes durch die radialen Schwingungen . des mechanischen Schwingers geregelt wird.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Antriebsmittel oder Koppelungsglied einen Koppler mit starker Hysterese enthält, der zwischen Schwinger und den Antrieb eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel oder Koppelungsglied ein Zahngetriebe enthält, welches dazu dient, den umlaufenden Schwinger mit dem Antrieb zu kuppeln.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahngetriebe Zahnräder mit veränderlichem Teilkreisradius aufweist. h

'5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger eine Stimmgabel ist. .' ·

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger die Form eines S mit an den freien Enden angebrachten Massen aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen