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Gangregelung für Zeitmesser mit schwingendem Gangregler Im Hauptpatent
ist eine Gangregelung für Zeitmesser mit schwingendem Gangregler erläutert, bei
welcher ein ortsfester, an ein Wechselstromnetz angeschlossener Regelmagnet vorgesehen
ist. Als solcher dient zweckmäßig der mit zusätzlichen Polen ausgerüstete Ständer
des Arbeitsspeicheraufzugsmotors. Bei dieser Gangregelung wird die Stellung des
Laufwerkes über seinen Gangregler, z. B. die Unruhe, abhängig von der Wechselstromfrequenz
ebensolange geregelt, als die tatsächliche Frequenz von einer bestimmten, durch
die Eigenschwingungszahl der Unruhe gegebenen Sollfrequenz abweicht. Der Zweck des
Gegenstandes der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Dauer der Regeleinwirkung
auf die Unruhe zu verkürzen und eine Gangregelung des Laufwerkes nur dann vorzunehmen,
wenn sich die Frequenz des Wechselstromnetzes ändert. Solange sie konstant bleibt,
soll unabhängig von der jeweiligen Größe der Frequenz ein die Laufwerksgeschwindigkeit
ändernder Regelvorgang nicht eintreten.
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Das geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Regelmagnet auf dem
Gangregler zugeordnete, vorteilhaft mit ihm über eine Reibungskupplung verbundene
Mittel derart einwirkt, daß sich die Eigenschwingungszahl des Gangreglers abhängig
von der Frequenz des Wechselstromnetzes ändert. Die :lnderung der Eigenschwingungszahl
kann auf zwei Wegen erreicht werden: Die vom Gangregler beeinfflußten Mittel sind
als träge Massen auszubilden, durch deren Lageänderung eine iinderung des Trägheitsmomentes
des Gangreglers hervorgerufen wird, oder die Größe der die Rückschwingung des Gangreglers
veranlassenden Rückstellkraft wird geändert, was beispielsweise durch Änderung des
frei schwingenden Teiles der Unruhefeder oder ihrer Federspannung geschehen kann.
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In den Figuren sind unter Weglassung aller den Erfindungsgedanken
nicht unmittelbar berührenden Einzelheiten mehrere ihn erläuternde und die beiden
vorerwähnten Lösungsformen berücksichtigende Ausführungsbeispiele dargestellt, und
zwar zeigen die> Fig. 1 und -2 in Vorder- und Seitenansicht eine Gangregeleinrichtung,
bei welcher durch :Änderung des Trägheitsmomentes des Gangreglers dessen Eigenschwingungszahl
geändert
wird, während in .den Fig. 3 und q., und zwar -ebenfalls
in Seiten- und Vorderansicht, eine Ausführunsform dargestellt istbei welcher die
Hinderung k' der Eigenschwingungszahl des Gangreglers durch Vergrößerung oder Verkleinerung
der Rückstellkraft erfolgt. Die Fig. 5 und 6 geben eine Abänderung der Anordnung
nach den f# ig. 3 und .4 wieder.
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In Fig. i ist i der den Arbeitsspeicher des Zeitmessers, z. B. das
Federgehäuse einer Uhr, aufziehende Motor, der beispielsweise als Ferrarismotor
ausgebildet ist. Er trägt einen Polansatz 2, in dessen Bereich die Unruhe 3 schwingt.
Die Unruhe erhält in bekannter Weise ihre Antriebsleistung über Ankergabel und Stift
q. an der Scheibe 5 und regelt, wie üblich, den Ablauf -des vom Federgehäuse angetriebenen,
nicht dargestellten Uhrlaufwerkes. Auf der Welle 6 der von der Unruhefeder 2o angetriebenen
Unruhe 3 ist ein als geschlitzte Buchse ausgebildeter Einstellkörper 7 beweglich
angeordnet, dessen elastische Eigenspannung die zu seiner Mitnahme durch die Unruhewelle
notwendige Reibung hervorruft. Die Reibung ist jedoch genügend klein, um eine Verstellung
des E.instellkörpers relativ zu der Unruhewelle 6 und damit der Unruhe zuzulassen.
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Die Verstellung des Einstellkörpers 7 wird durch den an ihm befestigten
staubförmigen Dauermagneten 8 erzwungen, der im Bereich des Poles 2 an dem als Regelmagnet
dienenden Ständer des Aufzugsmotors i schwingt. Um die Unruhe auszubalancieren,
trägt der Einstellkörper 7 noch ein zusätzliches und ebenfalls staubförmiges Ausgleichsgewicht
9, das aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht und eine geringere radiale Abmessung
als der Stabmagnet 8 aufweist, so daß auch bei einer Hin- oder Herschwingung der
Unruhe, die. größer als 18o° ist, das Ausgleichsgewicht 8 leine unerwünschte Luftreibung
beim Vor-2D am Pol 2 hervorruft. Um die Verstellung des Einstellkörpers 7 relativ
zur Unruhe nach beiden Seiten zu begrenzen, trägt der Kranz der Unruhe 3 zwei Anschlagstifte
1o, f i, die mit dem Stahmagneten 8 zusammeiiNvirken können.
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Zwecks Veränderung der Eigenschwingungszahl der Unruhe sind mit dem
Einstellkörper 7 über zwei Blattfedern 12, 13 zwei würfelförmige Gewichte 1q., 15
befestigt, deren Entf;rnung von der Unruheachse bei einer Verstellung des Einstellkörpers
relativ zur Unruhe geändert wird. Zu diesem Zweck stützen sich die Federn 12, 13,
welche an ihrem einen Ende in Schlitze 16, 17 des Einstellkörpers befestigt sind,
auf einen Formkörper 18 ab, der über seine Buchse 19 starr mit der Unruhewelle 6
gekuppelt ist. Bei einer Verstellung des Einstellkörpers 7 bewegt sich dieser daher
auch relativ zum Formkörper 18, so daß je nach den wirksamen Radien des Formkörpers,
auf dem sich die Blattfedern 12, 13 abstützen, die radiale Entfernung der .das Trägheitsmoment
der Uniuhe ändernden Gewichte 14, 15 größer oder kleiner wird.
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Betriebserprobungen haben eine Verbesserung der Gangregelung dann
ergehen, wenn, wie es in Fig. i mit gestrichelten Linien angedeutet ist, sowohl
.der Pol 2 an dem wechselstromgespeisten Regelelektromagneten als auch der damit
zusammenarbeitende Pol des Stabmagneten8 abgeschrägt sind. Eine weitere Verbesserung
der Gangregelung wird dann erreicht, wenn der Pol 2 etwas nach links oder nach rechts
gegenüber der Darstellung nach Fig. i versetzt angeordnet wird, so daß die Zeitdauer,
welche die Unruhe bei ihrer Bewegung aus der linken Totpunktlage his in die Stellung,
in der die Pole 2 und 8 die geringste Entfernung besitzen, eine andere ist als die
Dauer der entsprechenden Unruhebewegung von der rechten Totpunktlage her. Diese
Versetzung des Pols 2 hat zur Folge, daß nur beider Hin- oder nur bei der Rückschwingung
der. Unruhe ein Regelvorgang stattfindet, da infolge der gewählten Größe der Versetzung
bei der Rück- bzw. Hinschwingung der magnetische Wechselfluß aus dem Pol 2 gerade
durch Null verläuft, wenn Magnet 8 am Pol z vorbeischwingt.
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Die Wirkungsweise der vorbeschriebenen Anordnung ist folgende: Angenommen,
die Frequenz des den Aufzugsmotor i speisenden Wechselstromnetzes, mit dessen Größe
bisher die Eigenschwingungszahl der Unruhe in Übereinstimmung war, ändert sich,
und zwar dahin, daß sie kleiner wird. Um die Übereinstimmung herzustellen, wird
durch die nachfolgend erläuterten Vorgänge auch die Eigenschwingungszahl der Unruhe
verkleinert.
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Das geschieht dadurch, daß infolge der durch die Frequenzverringerung
bedingten Verzögerung der Strom- und Magnetflußwechsel durch den Pol 2 der Stabmagnet
8 am Einstellkörper 7 etwas entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zur Unruhe 3 verstellt
wird. Der Einstellkörper führt daher auch eine Re--lativbewegun.g zum Formkörper
18 aus, was, wie aus Fig. i zu erkennen ist; ein Auseinan.derspreizen -der sich
auf den Formkörper abstützenden Blattfedern 12, 13 und damit eine Vergrößerung der
radialen Entfernung der als träge Masse wirkenden würfelförmigen Gewichte 14., 15
zur Folge hat. Das Trägheitsmoment der Unruhe wird daher vergrößert, ihre Eigenschwingungszahl
verkleinert, bis sie sich der geänderten Frequenz angepaßt
hat,
wodurch der Regelvorgang sein 1?nde gefunden hat. Solange die Frequenzä nderung
nicht stattfindet, tritt eine sich auf den Ablauf des Lehrlaufwerkes auswirkende
Beeinflussung der Unruhe nicht auf.
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Das in den Fig. 3 und q. dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von der Anordnung nach den Fig. i und 2 baulich nur wenig, funktionell dahin,
daß die Bewegung des Einstellkörpers ; relativ zur Unruhe 3, die auch hier wieder
durch den Stabmagneten S erzwungen wird, eine Änderung des frei schwingenden Teiles
der Unruhefeder 2o zur Folge -hat. Das geschieht über die beiden am Einstellkörper
7 befestigten Stifte -2i, -22, die durch ihre Lageänderung einmal den frei schwingenden
Teil der Unruhe fester, dann aber auch deren Spannung ändern, so daß in diesem Ausführungsbeispiel
die Änderung der Eigenschwingungszahl der Unruhe in Anpassung an die I.etzwechselstromfrequenz
bei gleichem Trägheitsmoment der L-nruhe durch Änderung der durch die Unruhefeder
gegebenen Rückstellkraft erfolgt.
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Bei der Anordnung nach den Fig. 5 und 6 ist die Ausführungsform nach
den Fig.3 und 4. dahin abgeändert, daß der Pol des an das Wechselstromnetz angeschlossenen
Aufzugsmotors i (Fig. i) nicht auf einen Einzelmagneten, sondern auf ein Polrad
23 einwirkt, das drehbar auf einer an der Unruhe 3 befestigten Achse -2d. ist. Mit
dem Polrad 23 starr gekuppelt ist ein Zahnrad 25, das in ein Gegenrad 26 eingreift.
Dieses Gegenrad ist drehbar auf der Unruhewelle 6 angeordnet und steht unter dem
Einfluß einer Friktionsfeder 27, die eine Bewegung des Zahnrades 26 relativ zur
Unruhewelle 6 zuläßt.
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Die Relativbewegung des Zahnrades 26 wird wiederum über die beiden
Stifte 21, 22 der Unruhefeder 2o übermittelt, wodurch die Eigenschwingungszahl
der Gesamtunruhe sich ändert.
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Das Vorsehen eines Polrades an Stelle eines Einzelmagneten, wie es
bei den Anordnungen nach den Fig. i bis .4 der Fall ist, hat den Vorteil, daß für
die Änderung der Eigenschwingungszahl der Unruhe eine größere Verstellbewegung zur
Verfügung steht, da der Pol 2 an dem vom Wechselstromnetz gespeisten Regelmagneten
mit dem nächsten Polzahn des Polrades zusammenarbeiten kann, wenn infolge einer
zu großen Änderung der Wechselstromfrequenz der ursprünglich wirksame Zahn des Polrades
eine zu große Verstellbewegung erfahren hat. Bei der Anordnung nach den F ig. 5
und 6 können daher die in den Fig. i und 2 dargestellten Anschlagstifte io, i i
wegfallen.
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Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele können in verschiedener
Hin-Sicht abgeändert werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird. So kann
die erläuterte Gangregelung nicht nur bei unruhebetriebenen Zeitmessern, sondern
auch solchen mit Pendelbetrieb Verwendung finden. Soll die Änderung der Eigenschwingungszahl
eines Pendels durch Änderung der Rückstellkraft erfolgen, so müßte die auf das Pendel
einwirkende Erdbeschleunigung durch eine Zusatzkraft vergrößert oder verkleinert
werden.