DE602627C

DE602627C - Electrically driven pendulum for timing purposes

Info

Publication number: DE602627C
Application number: DESCH97610D
Authority: DE
Original assignee: MAX SCHULER DR ING
Current assignee: MAX SCHULER DR ING
Priority date: 1930-10-15
Filing date: 1931-10-09
Publication date: 1934-09-13
Also published as: FR724303A; GB375653A; CH158879A; DE561269C

Description

Elektrisch angetriebenes Pendel für Zeitmessungszwecke Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetisch angetriebene Pendel für Zeitmessungszwecke, beispielsweise Pendeluhren, und bezweckt, den Antriebsfehler des Pendels möglichst zu verringern und dadurch die Genauigkeit der Uhr zu steigern. Es ist anzustreben, daß der elektromagnetische Antriebsstoß möglichst genau in der Gleichgewichtslage des Pendels erfolgt und der Antrieb möglichst klein ist.Electrically powered pendulum for timing purposes. The invention refers to electromagnetically powered pendulums for timekeeping purposes, for example Pendulum clocks, and aims to reduce the drive error of the pendulum as much as possible and thereby increasing the accuracy of the watch. It is desirable that the electromagnetic Drive shock takes place as precisely as possible in the equilibrium position of the pendulum and the Drive is as small as possible.

Bei bekannten Ausführungen schwingt ein an dem Pendel sitzender Magnet längs einer rund oder scheibenförmig gewickelten Spule vorbei, oder umgekehrt, eine an dem Pendel sitzende scheibenförmig rund gewickelte Spule an einem Magneten. Da in beiden Fällen der Antrieb nicht in einer bestimmten Pendelstellung zur Spule, sondern auf dem ganzen Bereich der Pendelschwingung erfolgen kann, so hängt der Antriebspunkt bei den bekannten Ausführungen ausschließlich von dem Schaltpunkt des Kontaktes ab, den das Pendel betätigt. Da sich aber jeder Kontakt etwas abnutzt, so verschiebt sich dieser Schaltpunkt im Laufe der Zeit, und der Antrieb findet daher nicht mehr sauber in der Gleichgewichtslage statt Demgegenüber besteht zur möglichsten Verringerung des Antriebsfehlers des Pendels die Erfindung darin, daß ein in an sich bekannter Weise mit dem Pendel mitschwingender permanenter Magnet in der Gleichgewichtslage des Pendels über die mittleren Windungen einer achtförmig gewickelten stromdurchflossenen Spule hindurchschlägt, so daß das Verhältnis der in der Mittelstellung auf das Pendel übertragenen Kraft zu den anderen Lagen des Pendels besonders groß ist, oder umgekehrt, im Wendepunkt der Pendelschwingung der Magnet in solcher Lage zu der Spule steht, daß eine möglichst geringe Kraftwirkung zwischen Spule und Magnet besteht. Voraussetzung ist dabei nur, daß der Stromfluß im richtigen Sinne geschaltet ist, in dem Augenblick, wo der Magnet über den Draht schlägt. Infolgedessen wirkt der Antrieb fast unabhängig vom Schaltpunkt des Stromes nur in der Gleichgewichtslage, und man kann daher durch Justierung zwischen Magnet und Draht erreichen, daß der Antrieb sowohl beim Hin- wie beim Rückschwingen erfolgt, so wird bei einem Justierungsfehler des Drahtes der Antrieb bei der einen Schwingrichtung zu früh, bei der anderen um dasselbe Zeitmaß zu spät erfolgen. Dadurch wird die Schwingungszeit des einen - Bogens etwas verkürzt, des anderen Bogens um dasselbe Maß verlängert, so daß im Mittel ein fehlerloser Gang entsteht.In known designs, a magnet attached to the pendulum swings along a round or disc-shaped wound coil, or vice versa, a on the pendulum seated, disc-shaped, round coil on a magnet. There in both cases the drive is not in a certain pendulum position to the coil, but can take place over the entire range of the pendulum oscillation, it depends Drive point in the known designs exclusively from the switching point of the contact operated by the pendulum. But since every contact wears out a bit, so this switching point shifts in the course of time and the drive finds therefore no longer cleanly in the equilibrium position instead of the opposite possible reduction of the drive error of the pendulum the invention is that a permanent magnet that oscillates with the pendulum in a manner known per se in the equilibrium position of the pendulum over the middle turns of a figure-of-eight wound current-carrying coil punches through, so that the ratio of in the middle position on the pendulum transmitted force to the other positions of the The pendulum is particularly large, or vice versa, at the turning point of the pendulum oscillation Magnet is in such a position to the coil that the least possible force effect exists between the coil and the magnet. The only requirement is that the current flow is switched in the right sense at the moment when the magnet crosses the wire beats. As a result, the drive works almost independently of the switching point of the current only in the equilibrium position, and one can therefore adjust between magnet and wire achieve that the drive takes place both when swinging backwards and forwards, in the event of an adjustment error in the wire, the drive will be in one direction of oscillation too early, with the other for the same Timing done too late. Through this the oscillation time of one arc is shortened somewhat, the other arc by the same amount lengthened, so that on average a faultless gait arises.

Eine weitere Verringerung des Antriebsfehlers des Pendels wird in Verbindung mit dieser Ausbildung des Antriebes dadurch erzielt, daß ein das Pendel in an sich bekannter Weise gasdicht einschließendes Gehäuse mit Wasserstoff oder Helium gefüllt ist. Während die durch diese Füllung gegenüber der Luftverdünnung erzielbare geringere Gasreibung bei den bisherigen Antrieben kaum einen nennenswerten, dieses Mittel rechtfertigenden Vorteil bringen dürfte, ergibt es gerade in Zusammenwirkung mit der feinen Ausbildung des elektromagnetischen Antriebes gemäß der Erfindung noch eine praktisch auswertbare Verminderung des Antriebsfehlers. Denn die Größe des Antriebes und damit der Antriebsfehler werden durch die Reibung des Pendels bedingt. Diese- zerfällt in die mechanische Reibung des Werkes und in die Luftreibung des Pendels. Nur durch die gleichzeitige Verminderung beider Reibungen, der mechanischen durch den geschilderten, neuen elektromagnetischen Antrieb und der Luftreibung durch die geschilderte Gasfüllung, kann man ein fast reibungsfreies Pendel erhalten.A further reduction in the drive error of the pendulum is shown in Connection with this training of the drive achieved in that a pendulum in a conventional manner enclosing a gas-tight housing with hydrogen or Helium is filled. While the through this filling versus the air dilution achievable lower gas friction with the previous drives hardly any noteworthy, this means is likely to bring justifiable advantage, it results precisely in cooperation with the fine design of the electromagnetic drive according to the invention another practically evaluable reduction in drive errors. Because the size of the drive and thus the drive error are caused by the friction of the pendulum conditional. This breaks down into the mechanical friction of the work and the air friction of the pendulum. Only through the simultaneous reduction of both frictions, the mechanical through the described, new electromagnetic drive and air friction the described gas filling, you can get an almost frictionless pendulum.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.The subject of the invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment illustrated.

Abb. r stellt in einem senkrechten Querschnitt das Pendel nebst Antrieb im Gehäuse dar.Fig. R shows the pendulum and drive in a vertical cross-section in the housing.

Abb. z ist eine Seitenansicht auf die Lagerung nebst Antrieb des Pendels.Fig. Z is a side view of the bearing and drive of the pendulum.

Abb. 3 zeigt in einem Schema die elektrische Schaltung für den Pendelantrieb nebst der angeschlossenen elektrischen Uhr.Fig. 3 shows a schematic of the electrical circuit for the pendulum drive together with the connected electrical clock.

Die Pendelstange p ist im vorliegenden, als Beispiel gezeichneten Falle an beiden Enden mit Gewichten w und w' versehen. Das obere Gewicht w' ist beiderseits mit j e einer Schneide a1 und a2 versehen. Die beiden Schneiden 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.In the case shown as an example, the pendulum rod p is provided with weights w and w ' at both ends. The upper weight w 'is provided with a cutting edge a1 and a2 on both sides. The two cutting edges rest on two bearings (stones) a3 and a4, which are embedded in the support plate b of the pendulum. The support plate b is provided with an opening b1 between the bearings a3, a4, through which the pendulum rod p can pass so that the pendulum can swing around the cutting edges a1, a2.

Ein permanenter Hufeisenmagnet c ist in geeigneter Weise, z. B. mittels Schraube cl in einem Schlitz c2 des Ansatzes c3, oben an dem Gewichtw' befestigt. BeixnrSchwingen des Pendels schlägt der Magnet c in der Gleichgewichtslage des Pendels über 'einen oder mehrere stromdurchflossene Drähte, nämlich die mittleren Windungen dl einer achtförmig gewickelten Spule d, die an einem auf der Tragplatte b befestigten Ständer b2 befestigt ist. Das untere Gewicht w des Pendels besitzt eine Spitze t, welche, wenn das Pendel bei der Schwingung durch die Gleichgewichtslage geht, eine dünne Feder f 1 durchbiegt, bis sie an dem abgebogenen Ende dieser Feder vorbeigegangen ist. Bei der Rückschwingung des Pendels wird dann die dünne Feder f 1 durch die Spitze t in der entgegengesetzten Richtung abgebogen. Die Feder f 1 ist als Kontakt, welcher gemäß dem Schaltschema der Abb. 3 durch die Leitung f4 mit dem einen Ende der Spule d verbunden ist, ausgebildet, und beiderseits der Blattfeder f 1 sind die festen Kontakte f2 und f3 angeordnet, die durch die Leitungen f ' und f l mit einer Stromquelle, beispielsweise dem Akkumulator f, verbunden sind. Mit u ist eine elektrische Uhr mit polarisiertem Magnet bezeichnet, die eine beliebige und bekannte Ausbildung besitzen kann und infolgedessen nicht näher beschrieben zu werden braucht. Wie ebenfalls bekannt ist, wird bei jedem Polwechsel durch den Magnetanker der Uhr ein Zahnrad weitergeschaltet und so der damit verbundene Zeiger der Uhr weitergedreht. Ein Pol der Ankerwicklung dieser Uhr ist mit dem anderen Ende der Spule d durch Leitung f a verbunden und der andere Pol der Ankerwicklung der Uhr durch Leitung" f 9 mit dem Akkumulator f'.A permanent horseshoe magnet c is conveniently, e.g. B. by means of screw cl in a slot c2 of the approach c3, attached to the top of the weight w '. When the pendulum oscillates, the magnet c strikes in the equilibrium position of the pendulum over one or more wires through which current flows, namely the middle turns dl of an eight-shaped wound coil d which is attached to a stand b2 attached to the support plate b. The lower weight w of the pendulum has a tip t which, when the pendulum goes through the equilibrium position during oscillation, bends a thin spring f 1 until it has passed the bent end of this spring. When the pendulum oscillates back, the thin spring f 1 is bent in the opposite direction by the tip t. The spring f 1 is designed as a contact which, according to the circuit diagram of Fig. 3, is connected to one end of the coil d by the line f4, and on both sides of the leaf spring f 1 the fixed contacts f2 and f3 are arranged, which are connected by the Lines f 'and fl are connected to a power source, for example the accumulator f. With u an electric clock with a polarized magnet is referred to, which can have any known training and therefore does not need to be described in detail. As is also known, each time the pole changes, the clock's magnet armature advances a gear and thus the clock's pointer connected to it continues to rotate. One pole of the armature winding of this watch is connected to the other end of the coil d by line fa and the other pole of the armature winding of the watch is connected to the accumulator f 'by line "f 9.

Schwingt das Pendel p hin und her, so wird durch die beschriebene Abbiegung des federnden Kontaktes f1 einmal der Strom über den Kontakt f 3 und das andere Mal über den Kontakt f2 geschlossen und entsprechend die Richtung des durch die Spule d geleiteten Stromes umgekehrt. Je nach der Stromrichtung in der Spule d erfährt daher das Pendel, wenn sein Magnet c in der Gleichgewichtslage des Pendels über die mittlere Windung dl der Spule d schlägt, durch den Magnet c einen Antrieb entweder nach rechts oder nach links. Auf diese Weise wird dem Pendel bei j edesmaligem Durchgang durch die Gleichgewichtslage ein neuer Antriebsimpuls erteilt, so daß der Antrieb des- Pendels nur beim Überschlagen der mittleren Windung dl durch den Magneten .c erfolgen kann. Auch wenn die Kontaktfeder f' den Strom etwas früher oder später schließen sollte (z. B. durch Abnutzen der Kontakte), kann trotzdem der Antrieb des Pendels nur in der Mittellage erfolgen. Es wird von dem Kontakt nur verlangt, daß der Stromschluß vor dem- Überschlagen des Magneten über die mittleren Drähte der achtförmigen Spule und die Stromöffnung nach dem Überschlagen erfolgt. Die Spule muß so groß ausgeführt werden, daß im Umkehrpunkt des Pendels der Magnet etwa in der Mitte je einer Spule steht, weil hier die Rückwirkung zwischen Spule und Magnet am geringsten ist. Statt der gezeichneten Kontaktvorrichtung kann auch eine andere in der Uhrentechnik bekannte verwendet werden, die obige Bedingung erfüllt.If the pendulum p oscillates back and forth, the described Bending of the resilient contact f1 once the current through the contact f 3 and that other times via the contact f2 closed and accordingly the direction of the through the coil d of conducted current reversed. Depending on the direction of the current in the coil The pendulum experiences d when its magnet c is in the equilibrium position of the pendulum Beats over the middle turn dl of the coil d, a drive by the magnet c either to the right or to the left. In this way, the pendulum becomes every time Passing through the equilibrium position issued a new drive pulse, so that the drive of the pendulum only when the middle turn dl crosses over by the Magnets .c can be done. Even if the contact spring f 'the current a little earlier or should close later (e.g. due to wear and tear on the contacts), you can anyway the pendulum can only be driven in the central position. It is from the contact only requires that the current is short-circuited before the magnet flips over the middle Wires of the figure-eight-shaped coil and the current opening after the flashover he follows. The coil must be made so large that the magnet is at the reversal point of the pendulum is roughly in the middle of each coil, because this is the reaction between the coil and magnet is lowest. Instead of the contact device shown can also another known in watchmaking can be used which satisfies the above condition.

Das Pendel ist an sich bekannter Weise in ein gasdicht geschlossenes Gehäuse eingesetzt, das im vorliegenden Fall aus dem Unterteil l' und der Haube l2 besteht. Das Gehäuse ist mit Wasserstoff oder Helium mit geeignetem Druck gefüllt. Dadurch wird eine sehr geringe Pendelreibung durch das geringe spezifische Gewicht dieser Gase, also eine weitere in Verbindung mit der besonderen Ausbildung der vorliegenden Antriebsvorrichtung praktisch bedeutsame Verringerung des Antriebsfehlers erzielt. Nebenbei wird jede Oxydation des Pendels vermieden;, und es gewähren diese Gase eine gute Wärmeleitung, so daß Fehler durch Temperaturschichtung, die bei vollkommenem Vakuum indem Gehäuse sehr groß werden können, nicht zu befürchten sind.The pendulum is in a manner known per se in a gas-tight closed manner Housing used, which in the present case consists of the lower part l 'and the hood l2 exists. The housing is filled with hydrogen or helium at a suitable pressure. This results in a very low pendulum friction due to the low specific weight of these gases, so another in connection with the special design of the present Drive device achieved practically significant reduction in drive error. Besides, any oxidation of the pendulum is avoided, and these gases allow it good heat conduction, so that errors due to temperature stratification, which occur with perfect Vacuum by housing can become very large are not to be feared.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Electromagnetically driven pendulum on which a permanent magnet is attached in a known manner so as to oscillate, characterized in that that this magnet is in the equilibrium position of the pendulum over the middle turns a figure-eight wound with current flowing through it beats away, while im The reversal point of the pendulum oscillation the magnet is in such a position to the coil, that there is as little force as possible between the coil and the magnet. -2. Pendulum according to claim z, characterized in that the pendulum is known per se Way gastight enclosing housing is filled with hydrogen or helium.