DE561269C - Pendel fuer Zeitmessungszwecke - Google Patents

Pendel fuer Zeitmessungszwecke

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DE561269C
DE561269C DESCH95582D DESC095582D DE561269C DE 561269 C DE561269 C DE 561269C DE SCH95582 D DESCH95582 D DE SCH95582D DE SC095582 D DESC095582 D DE SC095582D DE 561269 C DE561269 C DE 561269C
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pendulum
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gravity
weight
suspension
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DESCH95582D
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MAX SCHULER DR ING
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/02Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum
    • G04C3/027Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum using electromagnetic coupling between electric power source and pendulum
    • G04C3/0273Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a pendulum using electromagnetic coupling between electric power source and pendulum the pendulum controlling contacts, thereby electromagnetically driving the gear-train or several gear-trains
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/02Oscillators acting by gravity, e.g. pendulum swinging in a plane

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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Measurement Of Distances Traversed On The Ground (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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Description

  • Pendel für Zeitmessungszwecke Bei den heutigen Vorrichtungen für Zeitmessung mit Pendel, beispielsweise Pendeluhren, werden Pendel verwendet, welche an einem Pendelstab unten ein schweres Gewicht besitzen, während das Pendel oben an einer dünnen Blattfeder oder auf einer scharfen Schneide so aufgehängt ist, daß es schwingen kann. Die Schwingungszeit des Pendels hängt ab von dem Abstand des Aufhängepunktes von dem Schwerpunkt des Pendels. Man nennt diesen Abstand Pendellänge. Wenn sich die Pendellänge ändert, so ändert sich bei solchen Pendeln auch die Schwingungszeit des Pendels und damit auch der Gang der Uhr. So entsteht z. B. durch ein Strecken <ler dünnen bei den Schwingungen dauernd hin und her gebogenen Aufhängefeder des Pendels ein Gangfehler der Uhr, und zwar auch dann, wenn man die bekannten Pendel mit Gegengewichten verwendet, bei denen durch Verschiebung einer Masse nach oben oder unten die Schwingungsdauer vergrößert werden kann.
  • Die Erfindung besteht nun darin, die durch eine Änderung des Abstandes des Aufhängepunktes von dem Schwerpunkt veranlaßten Fehler in einfacher und zuverlässiger Weise dadurch auszuschalten, daß man ein Pendel verwendet, bei dem der Abstand vom Aufhängepunkt zum Schwerpunkt des Pendels gleichgemacht wird dem Trägheitsradius des Pendelkörpers um seinen Schwerpunkt. Der Trägheitsradius des Pendelkörpers wird berechnet nach der Formel Hierbei bezeichnet O den Trägheitsradius des Pendels, m die Masse des ganzen Pendelkörpers, O das Trägheitsmoment des Pendels um eine Achse, die parallel zur Schwingungsachse durch den Schwerpunkt des Pendelkörpers gelegt ist.
  • Die Schwingungszeit eines solchen Pendels ist ein Minimum und ändert sich deshalb in erster Näherung nicht, wenn sich der Abstand des Aufhängepunktes von dem Pendelschwerpunkt, d. h. die Pendellänge, ändert. Durch eine Störung der Pendellänge, z. B. infolge einer Streckung der obenerwähnten Aufhängefeder des Pendels, entsteht also bei diesem neuen Pendel in erster Näherung nur ein verschwindend kleiner Fehler des Uhrganges. Die Erfindung ist auf der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
  • Die Fig.-r bis 4 zeigen als Einzelheit zur allgemeinen Erläuterung der Erfindung in schematischer Darstellung vier verschiedene Ausführungsbeispiele des Pendels.
  • In Fig. i ist der Pendelstab mit einem zweiten Gewicht oberhalb des Aufhängepunktes A versehen; in Fig. s ist der Pendelstab als Zylinder ausgebildet; in Fig.3. ist das zweite Gewicht unterhalb des Aufhängepunktes A und in Fig. 4 etwa im Aufhängepunkt angeordnet.
  • Fig. 5 ist ein senkrechter Querschnitt durch eine Ausführung mit der Pendelanordnung gemäß Fig. i.
  • Fig. 6 ist eine Seitenansicht auf die Lagerung nebst Antrieb des Pendels nach Fig. 5. Fig.7 ist eine Seitenansicht auf eine andere bauliche Ausbildung mit der Pendelanordnung gemäß Fig. 3.
  • Fig.8 zeigt in Stirnansicht zu Fig. 7 eine Einzelheit.
  • Bei der in Fig. i schematisch v eranschaulichtenAusführungsform der Erfindung ist auf den Pendelstab p ein zweites Gewicht w' oberhalb des Aufhängepunktes A an solcher Stelle angebracht, daß der Trägheitsradius des Pendelkörpers um seinen Schwerpunkt S gleich dem Abstand des Schwerpunktes S vom Aufhängepunkt A ist. Die Schwingungszeit dieses Uhrpendels ist gleich wobei g die Erdschwere ist.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. a ist der Pendelstab p als Zylinder ohne besondere Gewichte ausgeführt, und dieser Zylinder ist im Abstand O von seinem Schwerpunkte S in A aufgehängt. Dabei berechnet sich p aus den Massen des zvlindrischen Stabes der Fig. a Wenn es schwierig sein sollte, den Pendelstab bei einer Uhr über die Pendelaufhängung hinaus durchzuführen, wie dies bei den Pendeln nach Fig. i und z erforderlich ist, so ist es auch möglich, das obere Pendelgewicht w' größer als das untere Gewicht w zu wählen und gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 das obere Pendelgewicht w' unterhalb des Aufhängepunktes A anzubringen. Man kann dann die normale Federaufhängung des Pendels, wie sie jetzt im Uhrenbau gebraucht wird, auch bei dem neuen Pendel verwenden. Der Grundgedanke der Erfindung besteht eben darin, daß der Abstand des Aufhängepunktes A von dem Schwerpunkt S des Pendels gleich dem Trägheitsradius des Pendelkörpers um den Schwerpunkt gemacht wird. Die Ausführung des Pendels im einzelnen kann nach den Forderungen der betreffenden Uhr gewählt werden. So ist beispielsweise bei der Ausführungsform nach Fig.4 das zweite Gewicht w' in dem Aufhängepunkt A an der Pendelstange p angebracht. Auch hier ist das zweite Gewicht w' so bemessen und angeordnet, daß der Abstand des Schwerpunktes S von dem Aufhängepunkt A gleich ist dem Trägheitsradius @o des Pendelkörpers um den Schwerpunkt S.
  • Fig. 5 und 6 stellen eine beispielsweise bauliche Ausführung eines Pendels nach der Anordnung von Fig. i für eine elektrisch angetriebene Uhr bekannter oder geeigneter Art dar.
  • Die Pendelstange p, die vorteilhaft aus Invarstahl hergestellt wird, trägt an ihren beiden Enden die Gewichte w und w', welche mit der Pendelstange am besten in einem Stück hergestellt werden. Das untere Gewicht w ist größer als das obere Gewicht w'. Dadurch kommt der Schwerpunkt S unterhalb der Mitte der Pendelstange p zu liegen. Trägt man von S den nach der eingangs beschriebenen Weise berechneten Trägheitsradius Q nach oben ab, so erhält man den Aufhängepunkt A, der unterhalb des oberen Gewichtes w' liegt. Das Gewicht w' ist beiderseits mit je einer Schneide a1 und a= versehen, deren Unterkanten den Abstand vom Schwerpunkt S besitzen, also im Aufhängepunkte A liegen. Damit sind die Verhältnisse der Pendelform gemäß der Erfindung erfüllt. Die beiden Schneiden d, a= liegen auf zwei Lagern (Steinen) a3 und a4 auf, die in der Tragplatte b des Pendels eingelassen sind. Die Tragplatte b ist zwischen den Lagern a3, a4 mit einer Durchbrechung b1 versehen, durch welche der Pendelstab p hindurchtreten kann, so daß das Pendel um die Schneiden a1, a2 schwingen kann. Der Antrieb erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Weise elektromagnetisch, z. B. dadurch, daß ein permanenter Hufeisenrnagnet c, der mittels der Schraube cl in einem Schlitz c2 des Ansatzes c3 oben an dem Gewicht w' befestigt ist, beim Schwingen des' Pendels in der Gleichgewichtslage desselben über die mittleren Windungen d1 einer $-förmig gewickelten Spule d schlägt, die an einem auf der Tragplatte b befestigten Ständer b2 befestigt ist und von einem Strom durchflossen wird, dessen Richtung bei jedesmaligem Durchgang des Magneten umgekehrt wird. Das Pendel wird für genaue Messungen am besten in bekannter Weise in ein gasdicht geschlossenes Gehäuse eingesetzt, das im vorliegenden Fall aus dem Unterteil h und der Haube l= besteht. Das Gehäuse ist mit Wasserstoff oder Helium mit geeignetem Druck gefüllt. Dadurch wird jede Oxydation des Pendels vermieden. Gleichzeitig gewähren diese Gase eine gute Wärmeleitung, so daß Fehler durch Temperaturschichtung, die bei vollkommenem Vakuum in dem Gehäuse sehr groß werden können, nicht zu befürchten sind.
  • Die Ausführung nach Fig.7 benutzt die Pendelausbildung nach Fig.3. Das obere Gewicht w' ist in diesem Falle größer als das untere Gewicht w; dadurch fällt der Schwerpunkt S oberhalb der Mitte der Pendelstange p. Trägt man jetzt den Trägheitsradius Q von dem Schwerpunkt S nach oben ab, so ergibt sich der Aufhängepunkt A wie in Fig. 3 oberhalb des oberen Gewichtes -zu'.
  • Das Pendel kann infolgedessen in der an sich bekannten Weise mittels einer Blattfeder v an einer Konsole v' aufgehängt werden, wie dies bisher bei Uhrpendeln meistens üblich ist.
  • Der Antrieb des Pendels erfolgt in der allgemein bekannten Weise mechanisch durch ein normales Uhrwert, mit Ankerhemmung. Die Welle e des Ankers liegt in der gleichen horizontalen Linie mit der Schwingachse A der Blattfeder v. Die Ankerwelle e ist bei e1 nach unten kurbelartig gekröpft und umfaßt mit dem freien gegabelten Ende e= den Pendelstab, so daß die Ankerwelle von dem schwingenden Pendel hin und her gedreht wird.
  • Ankerhemmungen und Zeigerwerk der Uhr können in irgendeiner normalen bekannten Weise ausgeführt werden, wie dies in Fig. 8 schematisch dargestellt ist. In dieser bezeichnet e5 den Anker, der auf der Ankerwelle e befestigt ist. e4 und e5 bezeichnen die Klauen des Ankers, die infolge der Hinundherschwingung, welche der Welle e durch das Pendel p erteilt wird, wechselweise in die Zahnlücken des Hemmrades es eingreifen. Die Ausbildung und Wirkungsweise dieser Ankerhemmung ist so allgemein bekannt und üblich, daß eine besondere Beschreibung nicht erforderlich ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Pendel für Zeitmessungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Aufhängepunktes des Pendels vom Schwerpunkt des Pendels gleich ist dem Trägheitsradius des Pendelkörpers, bezogen auf eine Achse, die parallel zur Schwingungsachse durch den Schwerpunkt des Pendelkörpers gelegt ist.
DESCH95582D 1930-10-15 1931-10-09 Pendel fuer Zeitmessungszwecke Expired DE561269C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US158879XA 1930-10-15 1930-10-15

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ID=21774190

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DESCH97610D Expired DE602627C (de) 1930-10-15 1931-10-09 Elektrisch angetriebenes Pendel fuer Zeitmessungszwecke
DESCH95582D Expired DE561269C (de) 1930-10-15 1931-10-09 Pendel fuer Zeitmessungszwecke

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DESCH97610D Expired DE602627C (de) 1930-10-15 1931-10-09 Elektrisch angetriebenes Pendel fuer Zeitmessungszwecke

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GB (1) GB375653A (de)

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CH158879A (de) 1932-12-15
DE602627C (de) 1934-09-13
FR724303A (fr) 1932-04-25
GB375653A (en) 1932-06-30

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