DE1940892U - Zeitmessinstrument. - Google Patents

Description

Firma SMITHS INDUSTRIES LIMITED, Cricklewood Works, London, N.W.2, England

für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. I4 038/65 vom 2. April 1965 beansprucht.

Z eitmeßinstrument

Zeitmeßinstrumente oder -geräte, bei denen eine oder mehrere Wicklungen von einer Unruhe gehalten werden, die auf einer YiLIe oder Spindel zur Ausführung von Rotationsschwingungen um die Achse der Welle oder Spindel befestigt und die durch eine Feder einem Rückdrehmoment /restoring torque/ ausgesetzt ist, das im wesentlichen proportional der Winkelverschiebung aus einer Bezugswinkelstellung ist, sind bekannt. Die Wicklung oder Wicklungen sind so angeordnet, daß sie über einen Bereich υοά Winkelstellungen der

Unruhe hinweg, der ihre Bezugs-Winkelstellung einschließt, die Zone eines magnetischen Flusses passiert. Die EMK /e.m.f/, die der Wicklung bzw» in einer der Wicklungen beim Passieren der Zone des magnetischen Flusses induziert wird, wird einem Strom· kreis übermittelt, der einen oder mehrere Transistoren aufweist. In Ansprecherwiderung auf die übermittelte EMK ruft die Schaltungsanordnung durch die Wicklung oder Wicklungen einen Strom hervor, der in Zusammenarbeit mit dem Fluß eine Kraft in einem sol chen Sinn erzeugt, daß die Hin- und Herbewegung der Unruhe aufrechterhalten bleibt, wobei die zur Erhaltung der Hin- und Herbewegung der Unruhe erforderliche Energie durch eine Gleichstromspannungsquelle geliefert wird, die mit der Schaltungsanordnung verbunden ist. Die Unruhe kann herkömmliche Zeitanzeigemittel über einen Mechanismus antreiben, der eine gleichgerichtete Eotationsbewegung von der Rotationsschwingung der Unruhe her ableitet. Auf derartige Zeitmeßinstrumente wird als "von der beschriebenen Art" Bezug genommen»

Neuerungsgemäß ist ein Zeitmeßinstrument von der beschriebenen Art vorgesehen, worin die Wicklung oder Wicklungen durch die Unruhe so gehalten sind, daß sie sich in einer rechtwinklig zur Achse der Welle liegenden Ebene befinden, und die Unruhe ist so eingerichtet, daß ein Teil derselben der Zone des Magnetflusses im Bereich der Winkelstellungen ausgesetzt ist, in der mindestens ein Teil der Wicklung oder Wicklungen der Zone ausgesetzt sind, und in Winkelstellungen, die an besagten Bereich angrenzen.

Vorzugsweise umfaßt die Unruhe ein Glied oder Bauteil, das ein bogenförmiges Teilstück aufweist, welches zentrisch zur Achse der Welle angebracht ist, wobei die beiden Enden des Teilstücks durch Speichen mit der Welle verbunden sind, wobei die Wicklung oder Wicklungen zwischen den beiden Speichen angeordnet sind und wobei sich besagter Bereich in einer Entfernung von der Achse der Welle befindet, die kleiner als der Radius des bogenförmigen Teilstücks ist, derart, daß, wenn das bogen·*· förmige Teilstück sich um die Achse der Welle dreht, es nicht in besagten Bereich eindringt.

Vorzugsweise wird das Glied oder Bauteil mit einer Nabe versehen, die auf der Welle befestigt ist, wobei die Speichen mit der labe verbunden sind.

Vorzugsweise sind die labe, die Speichen und das bogenförmige Teilstück so ausgebildet, daß sie ein Ganzes bzw. eine bauliche Einheit bilden.

Das Glied und die Welle können dazu dienen, eine Wicklung, die von der Unruhe getragen oder gehalten wird, mit dem Stromkreis zu verbinden.

Vorzugsweise werden zwei Platten oder Scheiben, die in Ebenen welche rechtwinklig zur Achse der Welle lj£gen, an gegenüberliegenden Seiten der labe und der Wicklung bzw. der Wicklungen miteinander verbunden, und diese lokalisieren dadurch die Wicklung

"bzw. die Wicklungen.

Vorzugsweise ist mindestens eine der Platten oder Scheiten mit einer Nabe versehen, die die Welle umgibt, jedoch abständlich davon angebracht ist, und an der das innere Ende einer Unruhfeder befestigt ist, wobei die Platte bzw. dcheibe und die Unruhfeder dazu dienen, eine Wicklung, die von der Unruhe getragen wird, mit dem Stromkreis zu verbinden«

Bei einer vorzugsweisen Bauart umfaßt das Zeitmeßinstrument eine mit Abzweigungen bzw. Anschlüssen versehene Wicklung, während die Platten oder Scheiben und das Glied jeweils zur Verbindung der Enden und der Abzweigungen (Anschlüssen) des Stromkreises dienen.

Ein neuerungsgemäßes Zeitmeßinstrument wird nun anhand der die Neuerung beispielsweise wiedergebenden Zeichnung erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der Unruhe des Zeitmeßinstrumentes, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, Pig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht entlang der

Linie III-III in Fig. 1, während Pig. 4 das Stromkreisschaltbild des Zeitmeßinstrumentes darstellt.

Wie sich aus Fig. 1 "bis 3 ergibt, ist die Welle 1 einer Unruhe um ihre eigene Achse 2 drehbar und etwa in der Mitte zu zwei Teilstücken 3 und 4 von größerem Durchmesser ausgebildet, wobei das Teilstück 4 einen größeren Durchmesser als das Teilstück 3 hat. Ein flaches metallisches Unruheglied 5 bildet eine Zwischenlage, die auf das Teilstück 3 pa£\ß und sich gegen die Kante zwischen den Teilstücken 3 und 4 in. einer rechtwinklig zur Achse der Welle 1 liegenden Ebene abstützt- Zwei ähnliche Metallplatten 6 und 7 sind an gegenüberliegenden Seiten des Unruhe-Gliedes 5 durch Isolationsmaterial 17 befestigt. Die Platten 6 und 7 sind auch mit einer flachen mit Abzweigungen versehenen Wicklung 8, die die gleiche Dicke wie das Unruhe-Glied 5 hat und in der gleichen Ebene wie diese liegt, verbunden und lokalisieren sie. In ihrer Bestimmungsstellung ist die Wicklung 8 symmetrisch um eine Linie 31 angeordnet. Zwei integrierende Speichen 9 und 10 gehen von dem Glied 5 aus und bilden ein Ganzes mit den Enden eines bogenförmigen Teilstücks 11, das auf einem Bogen um die

Achse angebracht ist» Die Wicklung 8 liegt zwischen den Speichen 9 und 10 und hat zwei annähernd radiale Arme 12 und 13, die jeweils den Speichen 9 und 10 benachbart sind. Die beiden Teile der Wicklung 8 sind mit Drähten verschiedener Stärke umwickelt und ein Ende des Drahtes an jedem Teil ist an eine Lötklemme 24 gelötet, die aus den Unruhe-Gliedern herausragt. Die Enden der Wicklung 8 (das andere Ende der beiden Teile) sind an Lötklemmen 22 und 23 angelötet, die jeweils aus den Platten 6 und 7 herausragen. Die Platten 6 und 7 sind an ihren inneren Enden jeweils

mit Hocken 14 und 15 versehen, die die Welle 1 umgeben, diese jedoch nicht berühren,, Die Nocken 14 und 15 sind mit Teilstücken von kleinerem Durchmesser versehen, an denen Unruhfedern 18 und 19 jeweils durch Metallringe 20 und 21 befestigt sind. Eine weitere Unruhfeder 26, die über der Unruhfeder 19 (Pig. 2) angebracht ist, ist mit der Welle 1 durch einen Metallring 27 verbunden. Ein Zahnrad 38 ist auf der Welle 1 unter der Unruhfeder 18 befestigt und treibt über einen Anzeigemechanismus und eine Zahnradfolge (nicht eingezeichnet) herkömmliche Uhrzeiger, die die Zeit anzeigen» Permanentmagnete (in gestrichelten Linien bei 25 gezeichnet) liegen über und unter der Ebene des Unruhe-Gliedes 5 und erzeugen einen Bereich hohen Magnetflusses, der vollständig innerhalb einer Entfernung liegt, die kleiner als der Innenradius des Teilstückes 11 ist.(In Pig. 1 befindet sich die Wicklung 8 in ihrer Bezugs-Winkelstellung im Bezug auf den Bereich des Magnetflusses). Die äußeren Enden der Unruhfedern 18, 19 und 26 sind an Metallringen 28, 29 und 30 befestigt, die jeweils von festen Teilen des Zeitmeßinstrumentes gehalten werden. (Die Metallringe 28, 29 und 30 werden in Pig. 1, 2 und 3 in verschiedenen Stellungen gezeigt.)

Das Teilstück 11 trägt Ausgleichsgewichte 32, die in der gezeigten Ansicht auf einer Linie 33 rechtwinklig zur Linie

31 angebracht sind, wobei die erforderliche Größe der Gewichte

32 experimentell bestimmt werden muß, nachdem die Unruhe als Ganzes konstruiert wurde. Das Teilstück 11 trägt ebenfalls ein

annäherndes Gegengewicht 34 und genauere Gegengewichte 35. Die Größe des Gewichts 34 ist konstant, während sein erforderlicher Anbringungsort experimentell bestimmt werden muß und entweder auf oder in der Nähe der Linie 31 liegt= Die erforderliche Größe der Gewichte 35 nruß experimentell ermittelt werden. Das Unruhe-Glied 5 ist entlang einer Linie, die parallel zur Linie 31 in der Bezugsstellung des Unruhe-Gliedes 5 verläuft, zu einem Zweck getrennt, der noch näher erläutert wird.

Wie aus Fig. 4, in der das Glied 5 und die Platten 6 und durch dicke Linien dargestellt sind, ersichtlich ist, dienen die beiden Teile der Wicklung 8, durch die Nummern 8a und 8b_ angegeben, jeweils als Antriebs- und Äuslöse-Wicklungen. Die Abzweigungen der Wicklung 8 ist durch das Unruhe-Glied 5* die Welle 1 und die Unruhfeder 26 mit dem Sender e ines Transistors verbunden. Das Ende der Antriebswicklung 8a ist durch die Platte 7 und die Unruhfeder 19 mit dem Pluspol der Batterie 42 verbunden. Der Minuspol der Batterie 42 steht mit dem Kollektor des Transistors 40 in Verbindung, der ebenfalls mit seiner Basis durch einen Kondensator 41 verbunden ist. Das Ende der Auslösewicklung 8b ist durch die Platte 6 und die Unruhfeder mit einem Ende des Widerstandes 43 verbunden, dessen anderes Ende mit der Basis des Transistors 40 Verbindung hat.

Beim Betrieb schwingt die Unruhe hin und her und deshalb gehen die Antriebs- und Auslösewicklungen 8a und 8b durch den Bereich des Magnetflusses. Bei jedem Durchgang der Wicklung 8a

und 8b durch den Bereich wird eine EMK der Spule 8Jo induziert, die auf die Basis- und Sendeelektroden des Transistors 40 gegeben werden und zu einem Stromstoß führen, der durch die Wicklung 8a strömt. Der Strom beeinflußt den Magnetfluß so, daß eine Kraft auf die Wicklung 8a erzeugt wird, die die Oszillation der Unruhe aufrecht erhält. Einzelheiten des Magnetsystems, der Höhe der Spannung und der Stromstöße sind in unserer Patentanmeldung Nr. 41 136/63 angegeben und werden hier nicht näher beschrieben. Der Regelwiderstand 43 kann eingestellt werden, um die Stärke des Stromimpulses zu verändern» Die Unruhefedern 18 und 19 haben eine relativ geringe Steifigkeit, so daß sie einen geringen Einfluß auf die Bewegung'der Unruhe haben und in erster Linie dazu dienen, die Einzelteile des elektrischen Stromkreises mit der Wicklung 8 zu verbinden. Die Unruhfeder 26 hat zwei Funktionen, sie dient zur Bewegungsregulierung der Unruhe und als Verbindung der Abzweigung der Wicklung 8 mit der Basis des Transistors 40«

Wenn die Unruhe sich hin- und herbewegt, so sind die einzigen Teile derselben, die in den Bereich des Magnetflusses eindringen, die Speichen 9 und 10 und sie tun dies über den Bereich der Winkelstellung, in denen ein Teil der Wicklung 8 im Bereich des Magnetflusses ist und in einem Bereich, der an diesen angrenzt. Der Hauptvorteil dieser Anordnung ist, daß, wenn die Speichen 9 und 10 in den Bereich des Magnetflusses eintreten

und diesen verlassen, der Fluß eine Kraft auf sie ausübt und daß diese Kraft von ausreichender Größe ist, um einen Einfluß auf die Dauer der Schwingungen zu haben„ Weil die Speichen 9 und 10 dann in das Magnetfeld eintreten und es verlassen, wenn die Wicklung 8 in das Magnetfeld eintritt und es verläßt, ist die auf die Speichen ausgeübte Kraft von geringem Einfluß. (Es ist bekannt, daß Impulse auf eine oszillierende Unruhe auf oder in der Nähe der Schwingungsmitte, einen geringen Einfluß auf das Zeitmessen des Zeitmeßinstrumentes haben, das die Unruhe beinhaltet.) Die Unterteilung des Gliedes 5 bewahrt den Durchgang oder das Passieren vor großen Wirbelströmen / eddy currents/.

Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Schutzanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Neuerungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Schutzansprüche

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Zeitmeßinstrument, bestehend aus einer Wicklung, die von einer Unruhe getragen oder gehalten wird, die auf einer Welle zur Sotationsschwingung um die Achse der Welle befestigt ist^, aus mindestens einem festen Magnet, der einen Magnetflußbereich erzeugt, den die Y/icklung passiert, wenn sie hin- und herschwingt, und aus einem elektrischen Stromkreis, der einen Stromstoß an die Wicklung abgibt, wenn sie den Bereich passiert, wobei der Strom und der Fluß zusammen eine Kraft auf die Wicklung zur Einwirkung bringt, die die Oszillation der Unruhe aufrechterhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Unruhe ein bogenförmiges Teilstück (11) aufweist, das mittig auf der Achse (2) der Welle (1) gelagert ist, wobei die beiden Enden des bogenförmigen Teilstückes (11) mit der Welle (1) durch Speichen (9 und 10) in Verbindung stehen, und daß die Wicklung (8) sich zwischen den Speichen (9 und 10) erstreckt und daß der Magnetfeldbereich sich in einer Entfernung von der Achse (2) der Welle (1) befindet, der kleiner als der Radius des bogenförmigen Teilstücks (11) ist«

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2. Zeitmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unruhe eine Nabe (5) hat, die ;;uf der Welle (1) befestigt ist und an den Speichen (9 und 10) angebracht sind.

3» Zeitmeßinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (5), die Speichen (9 und 10) und das bogenförmige Teilstück (11) eine Einheit bilden*

4. Zeitmeßinstrurnent nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unruhe (5, 9, 10, 11) und die Welle (1) dazu dienen, die Y/icklung (8) mit dem elektrischen Stromkreis zu verbinden.

5· Zeitmeßinstrument nach einem der Ansprüche 2 bis 4_S dadurch gekennzeichnet,, daß zwei Platten (6 und 7) in. rechtwinklig zur Achse (2) der Welle (1) liegenden Ebenen angeordnet sind und daß sie an gegenüberliegenden Seiten der Nabe (5) und der Wicklung (8) angebracht sind und dadurch die Lage der Wicklung (8) bestimmen.

6, Zeitmeßinstrurnent nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (6 und 7) mit Nocken (14 und 15) versehen sind, die die Welle (1) umgeben und an denen das innere Ende von Unruhfedern (18 und 19) befestigt ist.