DE170397C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

die Priorität

Die Erfindung bezweckt, den Synchronismus des Ausschwingens von freien Pendeln in der Entfernung aufrecht zu erhalten, wozu entweder eine periodische Aufeinanderfolge elektrischer Kontakte einer Primäruhr oder ein gleichartiges Pendel benutzt wird, das unter der Einwirkung einer äußeren Kraft schwingt.

Das vorliegende System unterscheidet sich wesentlich von den dem gleichen Zwecke dienenden bekannten Systemen. Bei letzteren wird ein Strom von annähernd konstanter Stärke, der durch einen Widerstand geregelt wird, periodisch nach dem zu synchronisierenden Pendel (es können auch mehrere in Reihe geschaltete sein) gesendet und gibt dem Pendel bei jeder Schwingung einen ebenfalls konstanten Anstoß. Es ist dann aber nicht zu umgehen, daß das zu regulierende Pendel gedämpft werden muß, d. h. es muß, eine mechanische oder elektrische Einrichtung vorhanden sein, die seiner Bewegung eine Gegenwirkung entgegensetzt, die mit der Schwingungsweite (Schwingungsamplitude) wächst. Auf diese AVeise wird das Pendel stetig und gleichmäßig bedient, und die Genauigkeit des Wirkens ist um so größer, je stärker die Dämpfung ist.

Der bewegende Strom muß also größer als derjenige sein, der zum Aufrechterhalten der Bewegung aus Gründen der gewünschten Genauigkeit notwendig ist. Es muß also das System nicht nur die Energie zugeführt erhalten, die zur Aufrechterhaltung der Bewegung eines freien Pendels notwendig ist, sondern noch eine weitere, viel beträchtlichere, die von den Dämpfern aufgebraucht wird.

Bei dem vorliegenden neuen System dagegen kann man alle Dämpfereinrichtungen entbehren. Das Pendel ist vollständig frei; die Stärke des periodischen Stromes ist veränderlich und regelt sich selbsttätig, indem das Pendel entsprechend seiner Schwingungsweite genau die zur Dämpfung seiner Bewegung nötige Energie erzeugt, . welche auf diese Weise auf das irgend möglich geringste Maß zurückgeführt ist.

Fig. ι stellt die Anordnung ohne Dämpfer für ein Pendel dar.

Fig. 2 ist ein Schema mit mehreren Pendeln.

Fig. 3 und 4 sind Diagramme für die elektromotorischen Kräfte, die in dem System auftreten.

In Fig. 3 bezeichnet A eine Doppelschwingung, B die elektromotorische Kraft. In Fig. 4 gibt C die Dauer der Kontakte an.

Das Pendel α (Fig. i) trägt unten einen Magneten b, der in einer Spule c schwingt, die außerhalb jedes geschlossenen Stromkreises liegt, der einen Dämpfer bilden könnte. Das Pendel ist vollständig frei und wird mit großer Annäherung in den periodischen Zeitpunkten geregelt, wobei durch eine Primäruhr der Kontakt hervorgerufen wird, dessen Dauer geringer als eine Halbschwingung ist.

Die Spule c mit einem elektrischen Widerstände besitzt eine derartige Windungszahl, daß der mittlere Wert der elektromotorischen Kraft der Induktion ε, die bei der Bewegung des Magneten entwickelt wird und proportional der Schwingungsweite ist, während der Dauer des Kontaktes der elektromotorischen Kraft der benutzten Elektrizitätsquelle e gleich ist, wenn das Pendel die größte zulässige Schwingungsweite erreicht. Es ergibt sich daraus, daß der Impuls, der proportional dem Strom in der Spule c ist, sehr groß ist, wenn das Pendel in Ruhe ist, jedoch abnimmt, wenn die Schwingungsweite größer wird, und O wird, wenn die Schwingungsweite ihren Grenzwert erreicht.

Da es möglich ist, bei Ruhestellung einen Impuls zu erhalten, der mehr als zehnmal größer ist als der bei normalem Gange, so genügen geringe Unterschiede in der Schwingungsweite , um ein genaues Arbeiten der Pendel zu sichern, und zwar mit geringstem Energieaufwande. Wenn andererseits die Schwingungsdauer des Pendels etwas größer oder kleiner ist oder das Pendel gegenüber demjenigen, von dem die Stromsendungen ausgehen, zurückbleibt oder voreilt, so wird der Anstoß in bekannter Weise vor oder nach dem Durchgang des Pendels durch die Mittellage derart sein, daß der Synchronismus mit großer Genauigkeit aufrechterhalten oder wiederhergestellt wird.

Es ist möglich, eine beliebige Anzahl von Pendeln zu regeln, indem man sie parallel schaltet, wie es Fig. 2 angibt. Es geht daraus hervor, daß, wenn man, ohne die Elektrizitätsquelle e oder den Kontakt d zu gebrauchen, eins der zu derselben Periode geregelten Pendel zum Ausschwingen bringt, der Induktionsstrom, den das Pendel in seiner Spule erzeugt, die Spulen der anderen Pendel durchläuft, die dann ausschwingen. Während des gleichmäßigen Laufes entsteht zwischen den Leitungen f und g eine resultierende, und wechselnde Potentialdifferenz, die die Pendel alle gegenseitig aufeinander einwirken läßt und sie zwingt, synchron zu schwingen. Die Schwingungsperiode des Systems ist eine mittlere, und jedes der Pendel ist durch seine Regelung, seine Masse usw. dabei von Einfluß.

Diese Parallelschaltung ist anwendbar bei Pendeln von mechanischen oder elektrischen Uhren, die auf diese Weise synchronisiert werden und dann, wenn man ihren mittleren Lauf betrachtet, mit einer großen Genauigkeit laufen.

Wenn man bei der Schaltung nach Fig. 2 den periodischen Kontakt d und die Elektrizitätsquelle e in Wirkung treten läßt, so werden die Pendel periodisch, wie wenn sie einzeln wären, dem Einflüsse der elektromotorischen Kraft der Elektrizitätsquelle unterworfen und setzen sich in Gang. Fig. 4 gibt graphisch eine Darstellung des Wertes der elektromotorischen Kraft, die dann zwischen den Leitungen/" und g herrscht.

Der in den Spulen resultierende Strom (abgesehen von sehr schwachen Zirkulationsströmen zwischen den Spulen, durch die der Synchronismus aufrecht erhalten wird) und infolgedessen der Impuls sind in jedem Augenblicke den Werten Ε—ε proportional, und die an die Pendel übermittelte Gesamtenergie ist proportional der schraffierten Fläche der Kurve. Man sieht daraus, wie die Impulse der Schwingungsweite der Pendel entsprechen. Die letzte Kurve zeigt, daß, wenn die Schwingungsweite zu groß würde, das Pendel Energie an die Elektrizitätsquelle abgeben würde, was nicht eintreten kann.

Es ist übrigens nicht notwendig, bei jeder Ausschwingung des empfangenden Pendels einen Kontakt herbeizuführen, sondern es genügt, daß die Zeit zwischen den einzelnen Kontakten irgend einer Mehrzahl doppelter Ausschwingungen dieses Pendels entspricht. Die Schwingungsweite regelt sich dann selbsttätig derart, daß der Anstoß zwei-, drei-, viermal so stark wird.

Die auf diese Weise synchronisierten Pendel können mittels irgend einer bekannten Hemmung, Ankerhemmung, Klinkenhemmung usw., ein Zeigerwerk mitnehmen, und wenn man diese Hemmung derart regelt, daß sie auf einen Bruchteil der Maximalschwingung des Pendels wirkt, so wird der Lauf sehr genau, trotz merklicher Differenzen im Werte der Reibung, der elektromotorischen Kraft j der Elektrizitätsquelle, des Leitungswiderstandes usw.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Regelung des Ganges von Nebenuhren mittels elektromagnetisch beeinflußter Pendel, deren Elektromagnete

   in einer Leitung parallel geschaltet sind und periodisch durch ein Pendel oder eine Primäruhr Stromstöße erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule und der am Pendel befindliche Magnet eines jeden Empfängerpendels derart bemessen und angeordnet werden, daß die bei normaler Schwingungsweite infolge der magnetischen Einwirkung in der Spule erzeugte elektromotorische Gegenkraft möglichst gleich der elektromotorischen Kraft des den Elektromagneten des Sekundärpendels erregenden primären Stromstoßes ist, zum Zweck, eine selbsttätige Regelung des letzteren herbeizuführen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.