DE2250270A1

DE2250270A1 - Pendelschalter

Info

Publication number: DE2250270A1
Application number: DE2250270A
Authority: DE
Inventors: Samuel Crowe Curran
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-14
Filing date: 1972-10-13
Publication date: 1973-04-19
Also published as: JPS524022B2; GB1370649A; US3783601A; JPS4850757A

Description

Pendelschalter

Die Priorität der britischen Patentanmeldung Hr. 47 756/71 14·10.1971 wird in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung von Schaltern·

Ein Pendel, kann wirksam in Schwingungen erhalten werden durch die Einwirkung einer anregenden Hilfskraft, die in Bezug auf die Bewegung des Pendels selbst angepaßt geregelt ist. Die Hilfskraft soll in der Richtung der Pendelbewegung wirken, und ihre Stärke soll derart eingestellt sein, daß sie die EnergieVerluste ausgleicht.

309816/0347

ORIGINAL INSPECTED

Nach der Erfindung ist ein Pendelschalter, bestehend aus einem, um eine Pendelachse an oder in der Nähe seines oberen Endes in einer senkrechten Ebene schwingendes Hauptpendel, gekennzeichnet durch ein zweites Pendel, dessen Pendelachse an oder nahe seinem unteren Ende an dem Hauptpendel befestigt ist — so daß es ebenfalls in einer senkrechten Ebene entsprechend der Ebene des Hauptpendels schwingen kann, und eine an dem zweiten Pendel angeordnete Kontaktspitze, die mit einem, in ihrem Bewegungsweg liegenden Paar von Polen -während der Pendelbewegung zusammenwirkt, so daß die Schwingung des Hauptpendels synchrone Schwingungen des zweiten Pendels verursacht, und zwar zwischen einem in Berührungbringen und außer Berührungbringen mit den Polen, so daß das zweite Pendel als bistabiles Schaltelement verwendbar ist.

Für diesen Schalter gibt es vielfache Anwendungsmöglichkeiten, und zwar vorzugsweise die Betätigung eines Zeitgebers oder einer Zeitmessung, jedoch auch beispielsweise in einem Beschleunigungsmesser oder Papley-Meßinstrument zum Messen oder Überwachen von Beschleunigungs- oder Bremskräften¹,,

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die nachstehenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Pendelschalters j Fig« 2 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 1, Fig. 3 eine Frontansicht eines Teiles des Pendelschalters,

30931 S/0347

der in einem verschlossenen Gefäß angeordnet ist, Fig. 4 eine Seitenansicht entsprechend der Figur 3, Figo 5 eine Frontansicht eines Pendelschalters mit elektro» • magnetischer Hilfskraft und mit einer Stoßwerk- oder Schaltmechanik.

Hach den Figuren 1 und 2 hat ein Hauptpendel 1 seine Pendelachse 2 an oder nahe seinem öfteren Ende und ist dort an einer gestellfesten Unterstützung 3 angeordnet, so daß dieses Hauptpendel um die erste Pendelachse 2 in einer ersten - senkrechten Ebene schwingen kann. Ein zweites PendeJL 4 hat eine zweite Pendelachse 5 an oder nahe seinem unteren Ende und eine Kontaktspitze 4a an oder nahe seinem oberen Ende. Dieses zweite Pendel ist mit der Achse 5 schwenkbar an dem Hauptpendel 1 an einer angemessenen Stelle entlang seiner Länge angebracht, so daß das zweite Pendel um die zweite Pendelachse 5 innerhalb der ersten oder einer parallel dazu verlaufenden senkrechten Ebene schwingen kann» Das zweite Pendel 4 (oder "das umgekehrte Pendel") ist in Vergleich zu der Länge des Hauptpendels 1 sehr kurz und in Bezug auf seine Länge verstellbar, um die Zeitabschnitte seiner Schwingungen im Verhältnis zu denen des Hauptpendels i verändern zu können. Ein Paar von Polen 6, die an der gestellfesten Unterstützung 3 oder an einer anderen Unterstützung 7 befestigt sind, sind symmetrisch zu der senkrechten Ruhestellung des Hauptpendels 1 und in dem Weg der Bewegung der Kontaktspitze 4a angeordnet, so daß diese Kontaktspitze 4a sich zwischen diesen Polen 6 bewegen kann und dabei mit den Polen in Berührung kommt

3 09816/0347

und die Berührung unterbricht· Die Pole 6 erstrecken sich vorzugsweise in einem rechten Winkel zu der Bewegungsebene des Hauptpendels 1.

Wenn das Hauptpendel in Bewegung gesetzt wird, bewirkt seine Schwingung eine Schwingung des zweiten Pendels 4-j wenn die zweite Schwenkachse 5 dos zweiten Pendels 4- in jeder Richtung der Schwingung sich unterhalb einem der Pole 6 hindurchbewegt, dann wird das zweite Pendel über seinen oberen Totpunkt hinaus verschwenkt und fällt selbsttätig gegen den anderen Pol zurück, wo es zunächst in Ruhelage verbleibt· Dementsprechend liegt fast während der gesamten Zeit der Schwingung des Hauptpendels die Kontaktspitze des zweiten Pendels gegen den einen oder anderen Pol an und die Schwingung des zweiten· Pendels zwischen diesen Polen wird durch die Schwingungen des Hauptpendels verursacht·

Die Bewegungen beider Pendel sind synchron, und das zweite Pendel kann unmittelbar als bistabiler Schalter verwendet werden, dessen Bewegungen zeitlich geregelt sind oder auch als Betätigungsvorrichtung für ein nachgeordnetes Schaltsystem·

Wenn das zweite Pendel 4- und die Pole 5 elektrisch leitend sind, steht eine Ein- 'und Aus schaltanordnung zur Verfügung.

Um die Zuverlässigkeit des Schaltvorganges zu verbessern, können die wesentlichen Betätigungsteile des Schalters in einem

- 5 -309816/0347

gasgefüllten oder luftleer gemachten verschlossenen Gefäß 8 untergebracht werden. Dieses Gefäß ist entweder an dem Hauptpendel befestigt oder an einem seitlichen Arm 9 des Hauptpendel_s(Fig. 4). In diesem Fall wirken die Pole 6 auf ihrer festen Unterstützung 7 lediglich als mechanische Bewegungsbegrenzung, und es sind zwei elektrisch leitende Kontakte 6a auf der Innenseite des verschlossenen Gefäßes 8 angeordnet, so daß die Ein- und Ausschaltwirkung des Pendelschalters innerhalb dieses geschlossenen Gefäßes stattfindet.

Die selbsttätigen Schwingungen des zweiten Pendels können auch verwendet werden, um andere Vorrichtungen wie beispielsweise Fluidicschalter oder leitende Blattfederschalter (Read Zwitsches)· zu betätigen, um eine programierte Strömung zu erzeugen oder einen elektrischen Schaltkreis^ in einer durch die Schwingungsfolgen der Bewegung des Hauptpendels festgelegten Folge anzuregen. Bei Ausbildung als Blattfederschalter trägt das zweite Pendel einen kleinen Permanentmagneten nahe seinem oberen oder freien Ende.

Der vorgeschriebene Schalter kann in einem Schaltkreis verwendet werden, um Impulse von elektrischem Strom zu erzeugen, die in geeigneter Weise zeitlich geregelt sind, um die Schwingungen des Hauptpendels durch elektromagnetische Impulse aufrecht zu erhalten.

Nach einem Ausführungsbeispiel entsprechend der Figur 5 ist auf

306816/0347

einer hohlen Form 11 oder einem Rohrstück eine Spule 10 aufgewickelt, die an dem Hauptpendel 1 befestigt ist und ein Permanentmagnet 12 von zylinderischer Form mit einem mittleren Pol 13 ist er stellfest derart gelagert, daß die Spule 10 sich in dem Feld des Magneten 12 hin und her bewegen kann, während das Hauptpendel schwingt. Wenn dabei die Spule 10 mit einem Strom in der richtigen Richtung durchflossen wird, der über die Pole 6 und das zweite Pendel 4 erzeugt und zugeführt wird, dann wird ein magnetisches Feld in der Spule 10 erzeugt, das mit dem magnetischen Feld des Permanentmagneten 12 derart zusammenwirkt, daß eine anregende Hilfskraft erzeugt wird, die die Schwingungen des Hauptpendels aufrecht erhält. Selbstverständlich können auch die Anbringungsorte des Magneten und der Spule (gestellfest und an dem Hauptpendel) gegeneinander ausgetauscht werden. Der Stromfluß in dem elektrischen Schaltkreis, der die Hilfskraft erzeugt, kann in verhältnismäßig weiten Grenzen verändert werden, und es hat sich in der Praxis gezeigt, daß ein derartiges System gleichmäßig und zuverlässig arbeitet. Der elektrische Strom kann von einer elektrischen Zelle oder Zellen 14 zur Verfügung gestellt werden oder durch irgendeine andere geeignete Quelle für Gleichstrom. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 wirkt die Hilfskraft in beiden Richtungen d.h., sowohl bei der Hin- als auch bei der Herbewegung, jedoch kann diese Anordnung vereinfacht werden, so daß die Hilfskraft lediglich in einer der beiden Bewegungsrichtungen wirksam ist.

Durch Verändern der Länge des zweiten Pendels oder seiner Stel-

309816/0347

lung zwischen den Polen 6 (Figur.1) kann die Zeitfolge der Hilfskraft sehr fein eingestellt und geregelt werden.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann verwendet werden, um die verschiedenartigsten Einrichtungen anzutreiben. Es kann zum Beispiel ein durch Schwerkraft betätigter Klinkenarm 15 oder eine andere Anordnung vorgesehen sein, beispielsweise schwenkbar an dem Pendel angeordnet und zum drehenden Antrieb eines Rades 16 verwendet. Eine solche Schaltklinke ist verwendbar, um ein gezahntes Rad anzutreiben; dadurch kann die gleiche Funktion erzeugt werden wie durch ein Stoßwerk oder ein. Schaltmechanismus (ähnlich der Hemmung bei Uhren), der mit den Zeigern einer Uhr verbunden ist. Es ist auch möglich, das Rad, das sich in der Zeiteinheit mit einer festen Drehzahl dreht, mit anderen Rädern oder Zeigern zu kuppeln mit Hilfe von durch Schwerkraft betätigten Klinkenarmen, ähnlich dem der dieses Rad mit dem Pendel verkuppelt, so daß eine Anzahl von zeitmessenden oder zeitanzeigenden Vorrichtungen zur Verfügung stehen, die mit einem hohen Grad von Genauigkeit und Wirksamkeit arbeiten.

Eine im Augenblick besonders bevorzugte Form der Erfindung besteht in einem Bausatz, der die verschiedenen Teile einer Uhr enthält, die durch den oben beschriebenen Schalter betätigt werden. Die Einzelteile dieses Bausatzes sind verpackt und können wiederholt zusammengebaut und auseinandergenommen werden, und zwar für Lehrzwecke oder für die Anwendung von Bewegungs-Therapie.

— R ·—

309816/0347

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ebenfalls verwendet werden als eine äußerst einfache Uhr mit hoher Ganggenauigkeit, bei der dem Betrachter sämtliche bewegliche Teile sichtbar sind und die einen langdauernden gleichmäßigen Gang bei hoher Wirksamkeit hat, wenn sie durch eine preiswerte elektrische Batterie angetrieben wird. Die Hilfskraft kann lediglich in einer Richtung oder auch in beiden Bewegungsrichtungen wirksam sein.

309816/0347

Claims

Patentansprüche

1.)'Pendelschalter bestehend aus einem um eine Pendelachse an oder in der Nähe seines oberen Endes in einer senkrechten Ebene schwingendes Hauptpendel, gekennzeichnet durch ein zweites Pendel (4),dessen Pendelachse (5) an oder nahe seinem unteren Ende an dem Hauptpendel (1) befestigt ist - so daß es ebenfalls in einer paralellen senkrechten Ebene schwingen kann - und eine an dem zweiten Pendel angeordnete Kontäktspitze(4a) die mit einem in ihrem Bewegungs-Weg liegenden Paar von Polen (7) während der Pendelbewegung zusammenwirkt, so daß die Schwingung des Hauptpendels (1) synchrone Schwingungen des zweiten Pendels (4) verursacht,und zwar zwischen dem in- und außer Berührungbringen mit den Polen (7), so daß das zweite Pendel als bistabiles Schaltelement verwendbar ist.

2.) Pendelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pendel (4) im Bezug auf den Ablauf seiner Betätigung verstellbar ist, um die Zeitfolge seiner Schwingungen gegenüber den Schwingungen des Hauptpendels (1) zu verändern.

309816/0347

3.) Pendelschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pendel (4) und die Pole (7) elektrisch leitend ausgebildet sind.

4.) Pendelschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (7) symmetrisch gegenüber der senkrechten Lage des zweiten Pendels (4) angeordnet sind, wenn das Hauptpendel (1) sich in seiner senkrechten Ruhestellung befindet.

5.) Pendelschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (7) gestellfest angeordnet sind.

6.) Pendelschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pendel (4) und die Pole (7) in einem verschlossenen Gefäß (8) angeordnet sind, das an dem Hauptpendel (1) befestigt ist.

7.) Pendelschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verschlossene Gefäß (8) luftleer ist.

8.) Pendelschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verschlossene Gefäß (8) mit einem Gas gefüllt ist.

9.) Pendelschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den zweiten Pendel (4) ein

309816/0347

kleiner Magnet befestigt ist, um einen Blattfeder-Schalter zu betätigen.

10.) Pendelschalter nach Anspruch 3 bis 9, gekennzeichnet durch eine, elektromagnetische Impulse erzeugende Vorrichtung, die mittels des zweiten Pendels (4) in Wirkverbindung mit einer Quelle für elektrische Energie (14) steht, wodurch elektrische Strom-Impulse der elektromagnetische Impulse erzeugenden Vorrichtung mitgeteilt werden, die eine anregende Hilfskraft auf das Haupt-Pendel (1) ausüben, um dessen Schwingungen aufrecht zu erhalten.

11.) Pendelschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Impulse erzeugende Vorrichtung aus einem Permanentmagneten (12) und einer Spule (10) besteht, von denen der eine Teil auf dem Haupt-Pendel (1) befestigt und der andere Teil gestellfest ist,

12.) Uhr, gekennzeichnet durch einen Pendelschalter nach Anspruch 10 oder 11 und eine Stoßwerk- oder Schaltmechanik, die durch die Schwingungen des Hauptpendels(1) betätigt wird.

13.) Uhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwerk- oder Schaltmechanik aus einer Schaltklinke (15)

309816/0347

und einem gezahnten Schaltrad (16) besteht.

14.) Uhr nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie für Lehrzwecke oder für Bewegungs-Therapie zusammensetzbar und auseinandernehmbar ist.

309816/0347

Leersei te