DE1920752A1 - Schwinger - Google Patents

Description

• Schwinger Die Erfindung betrifft einen Schwinger, insbesondere zur Synchronisierung (Gangregelung) von elektrischen Uhrwerken und dergl., mit einer an einer Stelle festgehaltenen, sich von der Pesthaltestelle aus nach entgegengesetzten Richtungen erstreckenden,~im Betrieb schwingenden, mit Zusatzmassen verbundenen und Dauermagnete tragenden Blattfeder.
• Derartige Schwinger sind z.B. aus der DAS 1 231 176 bekannt.
• Die bekannten Schwinger werden von einem angetriebenen Hemmrad her durch magnetische Koppelung in Schwingung versetzt, wobei die Frequenz der Schwingung über einen Schwinganker mit einer gegebenen Wechselstromfrequenz, z. B. der Netzfrequenz oder einem Vielfachen davon, synchronisiert wird. Die magnetische Ankerhemmung als solche, bei der das angetriebene Hetnmrad einen Blattfederschwinger durch magnetische Koppelung in Schwingullg versetzte, war schon aus der DB-PS 809 420 bekannt.
• ung Der Erfind/ liest die Aufgabe zugrunde, einen netzunabhängigen Schwinger zu schaffen, der zur Synchronisierung elektrischer Uhrwerke durch elektrische Impulse ohne magnetisches emmrad geeignet ist. Die diese Aufgabe lösende Erfindung besteht darin, daß bei einem Schwinger der eingangs genannten Gattung für die Blattfeder ein durch ihre eigene Schwingung gesteuerter, ihr Schwingen im wesentlichen mit ihrer Eigenfrequenz ermögLichendeN gleichstromgespeister, vorzugsweise in an sich bekannter Weise für Selbstanlauf ausgebildeter Magnetimpulsantrieb vorgesehen ist, -von dem ein elektrischer Synchronisierimpuls abgreifbar ist.
• Dabei bleibt auch der Vorteil erhalten, daß der erfindungsgemäß ausgebildete Schwinger keine Lager- und-Schmxrungsprobleme bietet; da Lagerzapfen und sie aufnehmende Lager fehlen, ist der Verschleiß solcher Teile vermieden; da nichtsjgeölt zu werden braucht, können auch keine Nachteile durch Alterung des Schmiermittels eintreten. Uberdies läßt sich ein erfindungsgemäß ausgebildeter Schwinger einfach und billig, nämlich überwiegend aus Stanzteilen herstellen.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bildet die Blattfeder einen rechteckigen Rahmen, von dessen einer inneren Schmalseite her ein zweites Rechteck in die Rahmeninnenfläche ragt, aus dem eine nach der genannten Schmalseite hin gerichtete mittlere Zunge ausgeschnitten ist, so daß fünf in der Rechtecklängsrichtung verlaufende Federarme gebildet sind.' Die mittlere Zunge dieser Blattfeder ist dabei zweckmäßig nahe ihrem freien Ende an einem gehäusefesten Lagerbock befestigt, und zwar vorzugsweise einstellbar. Die Gestaltung und Bemessung der Blattfeder einerseits und die Bemessung und Verteilung der Schwungmassen andererseits sind derart, daß sich die geometrische Schwingachse in einem Abstand von der Zungen befestigung etwa in der den kurzen Rechteckseiten parallelen Mittelachse des Blattfederrechtecks ausbildet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Abstand der geometrischen Schwingachse von der z.B. durch eine Deckplatte begrenzten Befestigungsstelle der mittleren Zunge der Blattfeder etwa halbso groß ist, wie der Abstand der Schwingachse vom anderen Ende der Zunge am Verbindungssteg, daß also die Schwingachse den schwingungsfähigen Bereich der Zunge etwa im Verhältnis 1:2 teilt, und wenn dieses Teilungsverhältnis auch für die der Zunge nach außen benachbarten Federarme und für die äußersten Arme gilt. Lageänderungen der geometrischen Schwingachse bei Amplituden-nderungen, wie sie bei bekannten Schwingern auftraten, werden durch diese Ausbildung kompensiert. Erst hierdurch wird eine vollständige dynamische Auswuchtung möglich, so daß sich sogar bei Frequenzen von nur 10 Hertz und darunter die Unabhängigkeit der Lage der geometrischen Schwingachse von der Amplitude weitgehend erreichen läßt.
• Daß der Schwinger für eine so niedrige Schwingfrequenz ausgelegt werden kann, ermöglicht seine Verwendung anstelle der herkömmlichen Unruhe.
• Die Schwungmassen werden in sich geschlossen, rahmenförmig ausgebildet und fern der Schwingachse mit der Blattfeder verbunden. Sie lassen sich als Schwungmassenringe, deren Ebene senkrecht zur Blattfederebene steht, aber auch als den Blattfederrechteckrahmen umgebende Rechteckrahmen ausbilden.
• Eine weitere Ausbildung der Erfindung liegt schließlich darin, daß in der Nähe der Lage, die die Dauermagnete beim größten Ausschlag der sie tragenden Schwungmassenringe oder -rahmen einnehmen, eine einstellbarej magnetisch wirkende Bremse angeornet ist, die vorzugsweise aus einer als Wirbelstrombremse wirkenden Einstellschraube aus einem Nichteisenmetall, z.B. Messing besteht. Sie kann umgekehrt auch in Gestalt eines an einer Einstellschraube angebrachten Dauermagneten verwirklicht sein, der auf die aus einem Nichteisenmetall bestehende rahmenförmige Schwungmasse einwirkt.
• mittels der Feineinstellung dieser Schrauben läßt sich die Schwingfrequenz in den hier in Betracht kommenden Bereichen einfach regeln.
• Sonstige Weiterbildungsmöglichkeiten und Einzelheiten von Ausfiihrungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Anspriichen und der Zeichnung.
• Fig. 1 zeigt in auseinandergezeichnetem Zustande die IIauptteile eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schwinger&, dessen Schwungmassen als Ringe ausgebildet sind. Antriebs- und Halteteile sind weggelassen.
• Fig. 2 zeigt eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit rahmenförmig ausgebildeten Schwungmassen und Fig. 3 eine zugehörige Draufsicht.
• Fig. 4 zeigt ein Schaltschema.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 1 ist die rahmenförmige Schwungmasse 1 aus zwei Schwungmassenringen 14 und 15 zusammengesetzt. Die beiden Schwungmassenringe werden miteinander durch die Pfeilerbolzen 16, 17 verbunden. An dem Pfeilerbolzen 16 sind Dauenriagnete 5 in beliebiger geeigneter Weise so angebracht, daß sie zwischen sich einen Spalt frei lassen, so daß sie über eine in Fig. 1 nicht dargestellte, in diesen Spalt eingreifende Flachspule hinwegschwingen können. An dem Pfeilerbolzen 17 sind entsprechende Gegengewi-chte 7 angebracht. Das so gebildete Aggregat ist mit der Blattfeder 2 verbunden, die aus einem rechteckigen Federblatt ausgeschnitten ist. Sie bildet einen rechteckigen Raten, der aus den langen äußeren Federarmen 18, 18' und aus den sie verbindenden kürzeren Stegen 19, 19' besteht. Von der inneren Schmalseite dieses Rahmens, nämlich von dem Steg 19 her ragt ein zweiter Rechteckrahmen in die von dem ersten Rahmen umgrenzte Innenfläche hinein, der von den vom Steg 19 ausgehenden Federarmen 20, 20' und deren Verbindungssteg 21 gebildet ist. In die Innenfläche dieses zweiten Rahmens ragt vom Steg 21 her zurück auf den Steg 19 gerichtet eine mittlere Zunge 22 hinein, so daß fünf in der Rechtecklangsrichtung verlaufende Federarme 18, 18', 20, 20', 22 gebildet sind. Die Zunge 22 ist nahe ihren freien Ende an einem in Fig. 1 nicht dargestellten gehäusefesten I.agerbock 10 mittels durch die Löcher 8' hindurchgehender, in Fig. 1 nicht gezeichneter Befestigungsschrauben festgelegt; der Festlegungsbereich ist durch eine auf das Zungenende aufgelegte, in Fig. 1 nicht dargestellte Deckplatte scharf begrenzt. Die Befestigungsschrauben gehen durch die Deckplatte ebenfalls hindurch. Die Befestigung der Zunge kann einstellbar sein, .B. dadurch, daß die Löcher 8' als Langlöcher ausgebildet sind und verschiedene freie Längen der Zunge bei ihrer Befestigung eingestellt werden können. Auch lassen sich verschieden lange Deckplatten zu Einstellzwecken aufklemmen.
• Das vorher erwähnte, u.a. die Schwungmassenringe 14,15 erhaltende Aggregat ist mit der Blattfeder 2 an deren einem Ende verbunden, s.B. durch Befestigung des Pfeilerbolzens 17 an dem Steg 19'. Diese Befestigung kann in beliebiger geeigneter Weise vorgenommen erden.
• Gestaltung und Bemessung der Blattfeder 2 und Bemessung und Verteilung der Schwungmassen sind so gewählt, daß sich die geometrische Schwingachse x-x in einem Abstand a von der Befestigung der Zunge 22 ausbildet, und zwar etwa in herde urzen Schenkeln des Blattfederrahmens 19, 19' parallelen Mittelachse. Wenn der Abstand der Achse x-x von der Befestigungsstelle der Zunge 22 gleich a ist und ihr Abstand vom andern Ende der Zunge am Verbindungssteg 21 gleich b, so ist das Verhältnis a zu b zweckmäßig gleich 1:2. Ist der Abstand der Achse x-x vom Ansatz der Federarme 20, 201 an dem in Fig. 1 linken Federrahmenschenkel 19 gleich c, so ist wiederum zweckmäßig b zu c gleich 1:2, und ist schließlich der Abstand der Achse x-x vom in Fig. 1 rechten Ende der Blattfeder beim Rahmenschenkel 19' gleich d, so verhält sich auch c zu d wie 1:2.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 2 und 3 bildet die rahmenförmige Schwungmasse 1 einen Rechteckrahmen, der aus Einzelrahmen 23 und 24 besteht, die mit ihren Flächen einander zugewendet sind und zwischen denen die Blattfeder 2 eingenietet ist. Die Dauermagnete 5 sind hier unter Zwischenschaltung von Schwunggewichten 4 an dem Rahmen 1 befestigt, der auf der entgegengesetzten Seite wieder die Gegengewichte 7 trägt. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist hier der Lagerbock 10 für die Blattfeder 2 eingezeichnet, auf welchem das Ende der Zunge 22 mittels der Schrauben 8 unter Zwischenlegung einer Deckplatte 9 befestigt ist. Eine kernlose Spule 11 ragt in den zwischen den Dauermagneten 5, die sich entgegengesetzte Pole zuwenden, gebildeten Spalt hinein.
• Der Impulsantrieb des Schwingers mit Selbstanlauf, wie er an sich bekannt ist, kann gemäß Fig. 4 geschaltet sein. IIierbei enthält die kernlose Flachspule 11 eine Steuerwicklung 27 und eine Arbeitswlcklung 28, die gemäß dem Schema der Fig. 4 über einen Transistor 29 an eine an die -Klemmen 33 und 34 zu legende Gleichstromquelle, z.B. eine Nonozelle, zu schalten sind. 30 ist ein Kondensator, 31 ein Elektrolytkondensator und 32 ein Widerstand; die bekannte Schaltung dieser Elemente ergibt sich aus Fig. 4.

Claims (13)

Patentansprüche

1. Schwinger, insbesondere zur Synchronisierung ( Gangregelung) von elektrischen U@@werken und dgl., mit einer an einer Stelle festgehaltenen, sich von der Festhaltestelle aus nach entgegengesetzten Richtungen erstreckenden, im Betrieb schwingenden, mit Zusatzmassen verbundenen und Steuermagnete tragenden Blattfeder, dadurch gekennzeichnet, daß für die Blattfeder (2) ein durch ihre eigene Schwingung gesteuerter,ihr Schwingen im wesentlichen mit ihrer Eigenfrequenz ermöglichender, gleichstromgespeister, vorzugsweise in an sich bekannter Weise für Selbstanlauf ausgebildeter Magnetimpulsantrieb vorgesehen ist, von dem ein elektrischer Synchronisierimpuls abgreifbar ist.

2. Schwinger nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (2) aus einem rechteckigen Federblatt,mehrere, vorzugsweise fünf (18, 18', 20, 20', 22) in Längsrichtung des Rechtecks verlaufende Arme bildend ausgeschnitten ist.

3. Schwinger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dÄß die Blattfeder (2) einen rechteckigen Rahmen (18, 18', 19, 19') bildet, von dessen einer inneren Schmalseite her (19) ein zweites Rechteck (20 20',21) in die Rahmeninnenfläche ragt, aus dem eine nach der genannten Schmalseite hin gerichtete mittlere Zunge (22) ausgeschnitten ist, so daß fünf in der Rechtecklängsrichtung verlaufende Federarme (18, 18', 20, 2@@, 22) gebildet sind.

4. Schwinger nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (22) nahe ihrem freien Ende an einem gehausefesten Lagerbock (10) vorzugsweise einstellbar festgelegt ist

5. Schwinger nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Blattfeder (2) in sich geschlossene, rahmen-förmige Schwungmassen (i4, 15 bzw. 23, 24) schwingachsfern verbunden sind.

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6. Schwinger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schwungmassenringe (14, ir) in senkrecht zur Ebene der Blattfeder (2) liegenden Ebenen längs der langen Rechteckrahmenkanten der Blattfeder angeordnet, durch Pfeilerbolzen (16, 17) miteinander und ferner mit dem einen (19@ ) der kurzen-Federrahmenschenkel der Blattfeder (2) verbunden sind, die mindestens ein Paar Dauermagnete (5) tragen, zwischen denen ein Spalt gebildet ist.

7. Schwinger nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen einen aus zwei mit den flachen Seiten einander zugelfendeten Einzelrahmen (23, 24) gebildeten flachen Rechteckrahmen darstellenden Schwungmassenträger, der das Blattfederrechteck umgibt, wobei die Blattfeder (2) zwischen den Einzeirahmen (23, 24) eingenietet 1st, derart, daß der Flachrahmen mit dem einen Ende des Blattfeder- Rechteckrahmens verbunden ist, während er am anderen Ende einen Spalt zwischen sich freilassende Dauermagnete (5) trägt.

8. Schwinger nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmassen symmetrisch zur Schwingachse verteilt sind und die Masse der Dauermagnetkörper an dem einen Schwingerende (5 mit 4) durch Zusatzmassen (7) am anderen Schwingerende ausgeglicilen ist.

9. Schwinger nach Anspruch 1 bis 4 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine solche Gestaltung und Bemessung der Blattfedeh2nd eine solche Bemessung und Verteilung der daß sich die geometrische Schwingachse (x-x) in einem Abstand(a) der Befestigung der Zunge (22), etwa in der den kurzen Schenkeln des Blattfederrahmens parallelen Mittelachse ausbildet.

10. Schwinger nach Anspruch 1 bis 6 oder nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine in der Nähe der größten Ausschlagslage der Dauermagnete angeordnete, einstellbare, magnetisch wirkende Bremse.

11. Schwinger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse eine als Wirbelstrom-bremse wirkende Einstellschraube ist.

12. Schwinger nach Anspruch 1 bis 6 oder einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die aus Nichteisenmetall bestehende rahmenförmige Schwungmasse einrirkende Wirbelstrombremse in Gestalt eines an einer Einstellschraube angebrachten Dauermagneten vorgesehen ist.

13. Schwinger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand a der geometrischen SUhingachse (x-x) von der z.B. durch eine Deckplatte (9) begrenzten Befestigungsstelle der mittleren Zunge (22) der Blattfeder (2) etwa halb so groß ist, wie der Abstand der Schwingachse (x-x)vom anderen Ende der Zunge (22) am Verbindungssteg (21), daß also die Schwingachse (x-x) den schwingungsfähigen Bereich der Zunge (22) etwa im Verhältnis 1:2 teilt, und daß dieses Teilungsverhältnis auch für die der Zunge (22) nach außen benachbarten Federarme (20, 20'; b:cj und für die äußersten Arme (18, 18'; c:d) gilt.