DE643167C - Anordnung zur Feststellung des Ganges von Uhren - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Anordnung zur Feststellung des Ganges von Uhren, bei welcher die Phasenwanderung zwischen einer zweckmäßig von einer Normaluhr erzeugten Normalfrequenz und einer von periodisch bewegten Teilen der zu prüfenden Uhr erzeugten Prüffrequenz sichtbar gemacht wird, indem mit Hilfe einer von der Normalfrequenz einerseits und der Frequenz der zu prüfenden Uhr andererseits gesteuerten Relaisanordnung einem Ausschlagmeßgerät, das in einem von einer konstanten Spannung gespeisten elektrischen Stromkreise angeordnet ist, Stromimpulse zugeführt werden, deren Dauer von der Phasenverschiebung beider Frequenzen gegeneinander abhängig ist. Das Prinzipschema einer solchen Anordnung ist zum besseren Verständnis des Nachfolgenden in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Mit ι und 2 sind zwei Kontakte bezeichnet. Diese Kontakte werden periodisch kurzzeitig geschlossen im Rhythmus der Frequenz der zu prüfenden Uhr bzw. der Frequenz der als Vergleich dienenden Normaluhr. In Wirklichkeit sind natürlich besondere Maßnahmen erforderlich, um in Abhängigkeit von der zu prüfenden bzw. der Normaluhr das den Instrumentenkreis steuernde Relais zu beeinflussen. Über die Kontakte 1, 2 sind zwei Spulen 3 und 4 eines Relais an eine Stromquelle 5 geschaltet. 6 ist der Relaisanker und 7 ein daran befestigter Kontakt. Über einen festen Gegenkontakt 8 kann bei der in der Zeichnung dargestellten Lage des Ankers 6 ein Meßinstrument 9 an die Stromquelle 5 geschaltet werden. Das Relais ist so ausgebildet, daß der Anker in der jeweils durch Erregung der. Spulen 3 oder 4 herbeigeführten Endlage stehenbleibt.

Die Benutzung der Vorrichtung spielt sich wie folgt ab. Wie bereits oben dargelegt, werden die Kontakte 1 und 2 im Rhythmus der Frequenzen kurzzeitig geschlossen, so daß jedesmal, wenn der Kontakt 1 geschlossen wird, der Relaisanker 6 in die gezeichnete Lage geworfen und das Meßinstrument 9 an die Spannungsquelle 5 geschaltet wird. Wenn der Kontakt 2 geschlossen wird, wird der Relaisanker 6 in die andere Endlage geführt und dadurch der Meßstromkreis geöffnet. Es ist ohne weiteres klar, daß bei gleichen Frequenzen und konstanter Phasenabweichung beider Frequenzen voneinander dem Meßinstrument 9 Stromstöße gleicher Länge zu-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Rudolf Tanim in Berlin-Siemenstadt.

fließen bzw. daß das Verhältnis von Stromdauer zu stromloser Zeit für den Meßinstrumentenkreis konstant bleibt. Das Meßinstrument zeigt bei hinreichender Dämpfung eirj gleichbleibenden Ausschlag. Sobald jedoch' die zu vergleichenden Frequenzen um eiri weniges gegeneinander abweichen, dann wird sich die Phasenverschiebung zwischen den Frequenzen langsam ändern. Infolgedessen ίο ändert sich auch die Länge der Stromimpulse bzw. das Zeitverhältnis von Impulsdauer zu Stromlosigkeit und dementsprechend der Ausschlag des Instrumentes. Die Prüfung der Uhr spielt sich demnach in der Weise ab, daß der Zeiger des Meßinstrumentes einige Minuten lang beobachtet wird, wobei man in der üblichen Weise zur Erleichterung der Ablesung einen von Hand einstellbaren Zeiger ihm gegenüberstellen kann. Behält während dieser Prüfungszeit der Zeiger seine Lage bei, dann geht die zu prüfende Uhr richtig, weicht der Zeiger ab, dann kann aus der Geschwindigkeit der Abweichung auf den Gang der Uhr geschlossen werden, und aus der Richtung as der Abweichung kann man erkennen, ob die Uhr vor- oder nachgeht. Gehört z. B. der Kontakt ι zu der Normaluhr, dann wird die Impulsdauer abnehmen und der Ausschlag des Instrumentes sich verringern, wenn die den Kontakt 2 steuernde Uhr schneller geht als die Normaluhr. Das Umgekehrte wird der Fall sein, wenn die zu prüfende Uhr zu langsam geht. Diese Verhältnisse kehren sich um, wenn von der Normaluhr der Kontakt 2 gesteuert wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf denjenigen Teil der oben beschriebenen Vorrichtung, der in schematischer Weise durch die Kontakte ι und 2 dargestellt ist. In Wirklichkeit kommt z. B. bei der Prüfung von Taschenuhren die Verwendung eines unmittelbar von der Uhr betätigten Kontaktes zur unmittelbaren Steuerung eines Relais nicht in Frage, weil ohne Störung der Ganggenauig-♦5 keit der Taschenuhr nur ein Kontakt angeordnet werden kann, über den praktisch Leistung nicht abgenommen wird. Man könnte demnach über einen unmittelbar von der Uhr gesteuerten Kontakt höchstens das Gitter einer Röhre steuern, und auch dabei muß man infolge des außerordentlich niedrigen Kontaktdruckes mit einem sehr unsauberen Kontaktschluß rechnen.

In dem Hauptpatent wird zur Vermeidung dieser Schwierigkeit in bekannter Weise die Frequenz der zu prüfenden Uhr und unter Umständen auch die Frequenz der Normaluhr auf elektrischem Wege abgenommen mit Hilfe der periodisch bewegten Teile der Uhr, z. B. der Unruhe, des Ankers, des Steigrades o. dgl. Vorzugsweise ist dabei gedacht an Ausführungsformen, die einen Eingriff in die Uhr unnötig machen, d. h. also an Abnahme der Ganggeräusche auf elektroakustischem ^(ege bzw. an Aufnahme der Schwingungen, t"welche infolge der periodisch sich bewegenden Teile die ganze Uhr ausführen. Es hat sich nun gezeigt, daß dabei ähnliche Schwierigkeiten auftreten wie bei Verwendung eines unmittelbar von der Uhr gesteuerten Kontaktes, d. h. also, daß man z. B. bei der elektroakustischen Geräuschaufnahme keine präzis ausgeprägten und regelmäßig wiederkehrenden einzelnen Spannungsspitzen erhält, die man ohne weiteres nach entsprechender Verstärkung zur Betätigung eines Relais heranziehen könnte. Das für das Ohr scharf markiert klingende Ticken der Uhr erzeugt, wie sich aus der Darstellung einer oszillographischen Aufnahme in der Fig. 2 ergibt, eine ganze Gruppe von Spannungsspitzen, die untereinander sehr verschieden hoch sind und deren Rhythmus und Höhe innerhalb der verschiedenen Perioden stark schwankt. Insofern bereitet die zeitlich präzise Steuerung eines Relais recht erhebliche Schwierigkeiten, ganz abgesehen davon, daß eine gewisse Geräuschstärke auch während derjenigen Zeit, wo mit dem Ohr Geräusche nicht festzustellen sind, während der ganzen Zeitdauer bleibt, so daß man infolgedessen die Empfindlichkeit der den Schall aufnehmenden und das Relais steuernden Anordnung nicht beliebig hoch bemessen kann. Da die obenerwähnte Gruppe von Spannungsspitzen außerdem einen verhältnismäßig großen Teil der Perioden einnimmt, besteht die weitere Schwierigkeit, daß sich die beiden Frequenzen gegenseitig stören, und zwar dann, wenn nahezu Phasengleichheit besteht. In diesem Fall kann es vorkommen, daß die erste Spannungsspitze der etwas voreilenden Uhr das Relais erregt und den Anker umlegt, daß unmittelbar danach die erste Spannungsspitze der etwas nacheilenden Frequenz das Relais in die andere Lage legt und dann aber noch eine weitere Spannungsspitze der voreilenden Frequenz wieder unerwünscht die Anfangslage herbeiführt und so das Meßergebnis fälscht.

Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu beheben, sollen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um Anfang und Ende der Impulse innerhalb der Perioden eindeutig festzulegen. Ein wesentliches Mittel dafür besteht gemäß der Erfindung darin, daß die von den Impulsen gesteuerte Relaisanordnung unmittelbar nach ihrer Erregung für eine im gleichen Sinne erfolgende Erregung gesperrt wird, und zwar für eine Zeitdauer, die kleiner sein muß als eine volle Periode. Dadurch iao wird vor allem einmal verhindert, daß, wie kurz zuvor ausgeführt wurde, der Relaisanker

in unerwünschter Weise durch zu lange fortdauernde Beeinflussung des Relais wieder umgelegt wird.

Falls eine besondere Verstärkeranordnung zur ^Kopplung der die Frequenzen erzeugenden Uhren und der Relaisanordnung benutzt wird, so wird gemäß der Erfindung der Verstärker bewußt so ausgebildet, daß die Verstärkung möglichst weit von der Linearität

ίο abweicht. Erfolgt diese Abweichung in dem Sinne, daß der Verstärkungsgrad mit steigender Steuerspannung stark zunimmt, dann werden im wesentlichen nur die höheren Spannungsspitzen verstärkt und die niedrigeren Spannungsspitzen praktisch ganz unwirksam gemacht. Ist dagegen der Verstärker so bemessen, daß er in der Nähe eines Maximalwertes arbeitet, dann werden die höheren Spannungsspitzen nur etwa bis zu derselben

so Größe verstärkt wie die niedrigeren Spitzen, so daß auch dann ein gleichmäßigeres Arbeiten die Folge ist.

Wie aus der in der Fig. 1 dargelegten Wirkungsweise der Anordnung nach der Hauptanmeldung ersichtlich ist, kommt es darauf an, daß die Impulsdauer möglichst genau der Phasenabweichung zwischen beiden Frequenzen entspricht. Dazu ist aber erforderlich, daß möglichst scharf präzisierte Punkte der Periode zur Bildung der Impulse herangezogen werden. Im allgemeinen genügen die oben angeführten Maßnahmen den zu stellenden Bedingungen. Es gibt jedoch Uhren, bei denen mit diesen Maßnahmen allein hinreichend genaue Prüfungsergebnisse nur schwer zu erzielen sind, weil die Geräuschschwelle dieser Uhren, d. h. also der durch ihre ständigen Geräusche verursachte Mindestwert der Wechselspannung, von vornherein ungünstig hoch liegt und außerdem noch die durch die Schläge des Ankers bzw. Steigrades verursachten Spitzen besonders unregelmäßig sind oder auch vor dem eigentlichen Schlag ein sogenannter »Vorschlag« erfolgt. In diesen Fällen kann man zweckmäßig an Stelle der oben beschriebenen Maßnahmen die Spannungsspitzen über die ganze Periode integrieren, indem man sie gleichrichtet bzw. eine Hälfte abschneidet und so einen Wellenstrom gewinnt, der auf die Relaisanordnung zum Einwirken gebracht wird. Dieser Wellenstrom weist nun zunächst noch alle Unregelmäßigkeiten auf, die sich aus den Abweichungen zwischen den einzelnen Perioden ergeben.

Es hätte somit in vielen Fällen keinen Zweck, ihn unmittelbar zur Steuerung des Meßstromkreises heranzuziehen. Man kann jedoch die innerhalb einer Periode auftretenden Unregelmäßigkeiten weitgehend unterdrücken, wenn man den Wellenstrom zunächst auf ein schwingungsfähiges Gebilde zur Einwirkung bringt, dessen Eigenfrequenz der Normalfrequenz entspricht, dessen Resonanzkurve aber hinreichend breit ist, um die möglichen Abweichungen der Vergleichsfrequenz von der Normalfrequenz noch mit zu umfassen. Ein solches Schwingungsgebilde kann entweder elektrischer oder mechanischer Natur sein. Bei einem elektrischen Schwingungsgebilde wird man mit Rücksicht auf die ver- hältnismäßig niedrige Periodenzahl mit einer sehr erheblichen Dämpfung zu rechnen haben, die durch besondere Maßnahmen, z. B. Rückkopplung, zweckmäßig vermindert wird. Die von dem elektrischen Schwingungsgebilde abgenommene Wechselspannung, die gewissermaßen über eine Mehrzahl von Perioden gemittelt ist, kann dann auf ein Relais zur Einwirkung gebracht werden, das den Meßinstrumentenkreis steuert. Dabei wird man zweckmäßig als wirksamen Punkt der Spannungskurve einen möglichst in der Nähe der Nullinie liegenden wählen, weil dann Intensitätsänderungen nur einen geringen Einfluß auf die Verschiebung des Ansprechpunktes haben.

Bei Verwendung von mechanischen Schwingungsgebilden kann man den Meßinstrumentenkreis durch ein Relais steuern, das unmittelbar über einen von dem mechanischen Schwinggebilde betätigten Kontakt geschaltet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt. Mit 10 und 11 sind zwei Spulen, z. B. zwei Telephonspulen, bezeichnet, die in Abhängigkeit von den von der zu prüfenden Uhr und einer Normaluhr erzeugten Ganggeräuschen erregt werden. 12 und 13 sind zwei Verstärker mit Gleichrichter und elektrischem Schwingungskreis, wobei die Schwingungskreise auf die Normalfrequenz abgestimmt und entdämpft sind. Die von den Schwingungskreisen erregten Ausgangs spulen 14 und 15 wirken auf zwei Spulen 16 und 17 ein, die in den Gitterkreis zweier Ionenrelais 18 und 19 angeordnet sind. 20 ist die gemeinsame Gittervorspannbatterie und 21 , und 22 sind zwei Kondensatoren, die bei Einsetzen des Anodenstromes der jeweils züge- no hörigen Röhre über Transformatoren 23 und 24 und Gleichrichter 25 und 26 so aufgeladen werden, daß der weitere Teil der von den Spulen 16 ausgehenden Spannungskurve die Ionensteuerer nicht mehr zum Ansprechen bringen kann. Die Kondensatoren 21 und 22 entladen sich im Verlaufe einer Periode über die Gleichrichter 25, 26 und die Sekundärspulen der Transformatoren 23 und 24. Sollte der Widerstand der Gleichrichter in Sperrrichtung zu groß sein, dann kann man noch besondere Entladewiderstände für die Kon-

densatoren vorsehen. 27 ist die gemeinsame Anodenbatterie der beiden Ionenröhren, 9 das Meßinstrument, das im Anodenstromkreis des einen Ionenrohres liegt, und 29 ein Kondensator, mit dessen Hilfe die Ionenrohre sich gegenseitig löschen. 30 ist ein Maximalrelais, das anspricht, falls etwa zufällig beide Ionensteuerer gleichzeitig gezündet haben sollten.

Die Wirkungsweise dürfte ohne weiteres klar sein. Wird zunächst z. B. das Ionenrohr 18 gezündet, dann wird sein Gitter für annähernd Periodendauer gesperrt. Gleichzeitig fließt über das Meßinstrument 9 ein Strom, dessen Stärke bei konstanter Spannung der Stromquelle zy eine konstante Größe hat. Sobald nun das Ionenrohr 19 gezündet wird, bringt es das Ionenrohr 18 zum Erlöschen durch den Entladestoß des Kondensators 29. Infolgedessen wird das Instrument 9 stromlos, bis wiederum die Ionenröhre 18 gezündet wird. Auf diese Weise kann also aus der Veränderung des Ausschlages des Meßinstrumentes 9 der Gang der zu prüfenden Uhr abgelesen werden.

An Stelle der Ionensteuerer können unter Umständen auch mechanische Relais benutzt werden, da ja eine lonenstetierröhre letzten Endes nicht anders arbeitet als ein selbsthaltendes mechanisches Relais, wobei der Anodenkreis der Haltewicklung des Relais entspricht und der Gitterkreis die Funktion der Erregerwicklung des Relais übernimmt. Man kann demnach z. B. zwei Relais mit Erreger- und Haltewicklung verwenden, wobei die Haltewicklung des einen Relais von dem anderen gesteuert wird und umgekehrt. Man kann aber ebensogut ein Relais mit zwei Erregerwicklungen und labiler Mittellage, jedoch stabilen Endlagen des Ankers verwenden, so daß besondere Haltewicklungen entbehrlich sind. Die Sperrung dieser Relaiswicklungen während eines wesentlichen Teiles der an das Ansprechen sich anschließenden Zeit von Periodendauer kann man an sich am Relais selbst durchführen. Zweckmäßig ist es jedoch, den vorgeschalteten Verstärker an einer geeigneten Stelle zu sperren, weil man dazu lediglich einer niedrigen Hilfsspannung ohne Leistungsentnahme bedarf. Diese Hilfsspannung kann z. B. dem Gitter eines der Verstärkerrohre aufgedrückt werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Feststellung des Ganges von Uhren, wobei gemäß Patent 632 285 die Phasenwanderung zwischen einer zweckmäßig von einer Normaluhr erzeugten Normalfrequenz und der von periodisch bewegten Teilen der zu prüfenden Uhr (ζ. B. auf elektroakustischem Wege) erzeugten Prüffrequenz sichtbar gemacht wird, indem mit Hilfe einer von der Normal frequenz einerseits und der Frequenz der zu prüfenden Uhr andererseits gesteuerten Relaisanordnung einem Meßinstrument aus einer Spannungsquelle zweckmäßig konstanter Spannung Stromimpulse zugeführt werden, die an einer bestimmten Stelle der Perioden der einen Frequenz einsetzen und an einer bestimmten Stelle der Perioden der anderen Frequenz enden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um unmittelbar mit oder nach Wirksam werden eines Impulses bzw. Beendigung eines Impulses die den Impuls einleitende oder beendende Relaisanordnung für eine Zeit zu sperren, die kleiner als eine volle Periode ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei als Relais Ionensteuerer dienen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter der Ionensteuerer vorübergehend gesperrt wird mit Hilfe eines vor das Gitter geschalteten Kondensators (21, 22), der mit Hilfe des Einsatzes des Anodenstromes zweckmäßig über einen Transformator (23, 24) und einen Gleichrichter (25, 26) aufgeladen wird.
3. 3. Anordnung zur Feststellung des Ganges von Uhren, wobei gemäß Patent 632 285 die Phasenwanderung zwischen einer zweckmäßig von einer Normaluhr erzeugten Normalfrequenz und der von periodisch bewegten Teilen der zu prüfenden Uhr (ζ. Β. auf elektroakustischem Wege) erzeugten Prüffrequenz sichtbar gemacht wird, indem mit Hilfe einer von der Normal frequenz einerseits und der Frequenz der zu prüfenden Uhr andererseits gesteuerten Relaisanordnung einem Meßinstrument aus einer Spannungsquelle zweckmäßig konstanter Spannung Stromimpulse zugeführt werden, die an einer bestimmten Stelle der Perioden der einen Frequenz einsetzen und an einer bestimmten Stelle der Perioden der anderen Frequenz enden, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Normaluhr bzw. der zu no prüfenden Uhr abgenommenen Spannungsstöße über nichtlineare Verstärkeranordnungen dem Relais zugeführt werden.
4. 4. Anordnung zur Feststellung des Ganges von Uhren, wobei gemäß Patent 285 die Phasenwanderung zwischen einer zweckmäßig von einer Normaluhr erzeugten Normalfrequenz und der von periodisch bewegten Teilen der zu prüfen- tao den Uhr (ζ. Β. auf elektroakustischem Wege) erzeugten Prüffreqoienz sichtbar

   gemacht wird, indem mit Hilfe einer von der Normalfrequenz einerseits und der Frequenz der zu prüfenden Uhr andererseits gesteuerten Relaisanordnung einem Meßinstrument aus einer Spannungsquelle zweckmäßig konstanter Spannung Stromimpulse zugeführt werden, die an einer bestimmten Stelle der Perioden der einen Frequenz einsetzen und an einer bestimmten Stelle der Perioden der anderen Frequenz enden, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Abnahme der Frequenzen von der zu prüfenden Uhr bzw. auch von der Normaluhr sich ergebenden höherfrequenten Schwingungen gleichgerichtet und aus ihnen durch Integration ein Wellenstrom von Normalfreqiuenz bzw. Prüffrequenz gebildet wird und dieser Wellenstrom zur Beeinflussung der die Stromimpulse erzeugenden Relais dient, indem er auf ein mechanisches ader elektrisches Schwingungegebilde zur Einwirkung gebracht wird, dessen Eigenresonanz der Normalfrequenz entspricht und das seinerseits zur Bildung der Stromimpulse herangezogen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen