DE819463C

DE819463C - Anordnung und Verfahren zur elektrischen Aufnahme der periodischen Bewegung von Uhrenteilen

Info

Publication number: DE819463C
Application number: DET714A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Berndt
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1950-04-14
Filing date: 1950-04-14
Publication date: 1951-10-31

Description

Anordnung und Verfahren zur elektrischen Aufnahme der periodischen Bewegung von Uhrenteilen

Für die Untersuchung und schnelle Regelung von

Uhren sind elektrische Geräte bekannt, die es er-

lauben, die Schlagfrequenz der Uhr mit einer Nor-

inalfi-e(lucii7 oder mit einer anderen Uhr von hin-

reichender Ganggenauigkeit zu vergleichen.

Allen Geräten dieser Art ist das Problem gemein-

sam, die periodische Bewegung von Teilen des Uhr-

werkes einer erleichterten Beobachtung oder einer

Aufzeichnung zuzuführen. Bei den bekannten An-

ordnungen erfolgte die Abnahme im allgemeinen

raumakustisch über ein lJikrophon und einen Ver-

stärker oder durch direkte Übertragung des Körper-

schalles vom Gehäuse der Uhr auf ein Mikrophon

mit nachfolgender Verstärkung. Bei einer bekannten

Anordnung wurde das Metallgehäuse der Uhr als

die eine Belegung eines Kondensatormikrophons

benutzt und durch ein Stück dünnes Kondensator-

papier von einer ungefähr gleich großen festen Metallplatte getrennt. Durch die kleinen Bewegungen des Uhrengehäuses beim Schlag treten Kapazitäts- und somit Spannungsschwankungen auf, die entsprechend verstärkt auf einen Kopfhörer übertragen wurden. Alle diese Geräte benutzten von der Uhr ausgehende Schallschwingungen für die Kontrolle des Ganges. Dieses abgenommene Geräusch besteht jedoch aus einer Fülle von verschiedenen Klängen, die von den einzelnen bei jedem Gangschritt bewegten Uhrenteilen ausgehen und mit verschieden schnell abklingenden Schwingungen einander überlagern. Daher lassen die akustisch abgenommenen Schwingungsbilder den Uhrenschlag nicht mit der gewünschten -Deutlichkeit erkennen. Da nicht alle Schwingungen bis zum Eintreten des folgenden Schlages völlig abgeklungen sind, zeigen. die Schwingungsbilder aufeinanderfolgender Perioden keinen identischen Verlauf. Auch ist der akustisch abgenommene Klang bei den einzelnen Uhren sehr verschieden; selbst Uhren des gleichen Baumusters weisen große Unterschiede auf. Es ist auch eine Einrichtung bekannt, welche mit direkter optischer Beobachtung der Uhrunruh und Vergleich mit einer Normalfrequenz durch eine stroboskopische Methode arbeitet. Diese Einrichtung benötigt jedoch eine mit der Normalfrequenz synchron umlaufendeSpiegelvorrichtung und ermöglicht nicht die Feststellung des über einen gewissen Zeitabschnitt integrierten Gangfehlers wie die registrierenden Geräte oder auch die akustischen Vergleichsgeräte zwischen zwei Koinzidenzen.

Die Anordnung nach der Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Anordnungen zur elektrischen Aufnahme der periodischen Bewegung von Uhrenteilen dadurch, daß ein mit dem Aufnahrhegerät verbundener Leiter oder eine Leitungsschleife als beweglicher und in geeigneter Lage feststellbarer elektrischer Fühler derartig ausgebildet ist, daß er in die Nähe eines periodisch bewegten Werkteils der Uhr gebracht werden kann und daß im Aufnahmegerät Mittel zur elektrischen Auswertung der Änderungen des Blind- und/oder Wirkwiderstandes des genannten Fühlers, vorzugsweise in Verbindung mit einem Hochfrequenzschwingungskreis, vorgesehen sind. Durch die gekennzeichnete Art der elektrischen Abnahme von einem bewegten Werkteil fallen die vorher erwähnten Störungen durch überlagerte Schwingungen anderer Werk- und Gehäuseteile weg, und es ergeben sich eindeutige und einheitliche Kurvenformen für alle Uhren. Der erwähnte elektrische Fühler kann einpolig ausgebildet sein, wobei dann die Metallmasse des in seiner Nähe befindlichen bewegten Werkteils den elektrischen Gegenpol bildet. In diesem Fall wäre die Uhr selbst mit dem Nullpol des Aufnahmegeräts zu verbinden. Zu bevorzugen ist aber die zweipolige Ausbildung des elektrischen Fühlers, wobei durch das schwingende Uhrenteil die Kapazität zwischen den beiden Leitern verändert wird und demgemäß im Aufnahmegerät Mittel zur elektrischen Auswertung der Kapazitätsänderung zwischen den beiden Leiterpolen vorgesehen sind. .Bei dieser zweipoligen Ausführung ist es besonders zweckmäßig, den elektrischen Fühler als konzentrische Leitung mit einem leitenden Mantel und einem Innenleiter auszubilden, wobei die Kapazitätsänderung zwischen Innenleiter und Mantel ausgewertet wird.

Bei dem Verfahren zur elektrischen Aufnahme der periodischen Bewegung schwingender Uhrenteile gemäß der Erfindung wird der elektri:;che Fühler in die Nähe eines Werkteils gebracht, welches eine mit der Schlagperiode (Tick-Tack) der Uhr übereinstimmende Periode der Widerstandsänderung ergibt. Ein solches Werkteil ist beispiel.3-weise der Anker, ferner das Steigrad, dessen Zähne eine solche periodische Änderung ergeben. Auch die Spiralfeder der Uhrunruh ist dafür geeignet, da sie im Takte des Uhrenschlages entsprechend der periodischen Spannung und Entspannung eine radiale

Bewegung ausführt. Besonders gilt dies für ihre

äußere Windung.

In den Abb. i bis 3 sind verschiedene Ausfüh-

rungsbeispiele für die konstruktive Ausbildung des

Abnahmegeräts mit dem elektrischen Fühler in

einer Anordnung nach der Erfindung dargestellt.

Abb. ¢ zeigt als Beispiel das grundsätzliche Schalt-

bild einer Anordnung nach der Erfindung, bei

welcher die Bewegung der Uhrwerkteile eine Hoch-

frequenzschwingung moduliert und die verstärkte

Hochfrequenzenergie direkt zur Erzeugung einer

sichtbaren Registrierspur auf einem Zeichenträger

ausgenutzt wird.

In Abb. i ist mit i eine feste Grundplatte be-

zeichnet, auf welcher der Halter 2 init den Klemm-

federn 3 und 4 für die zu prüfende Uhr befestigt ist.

Der zweipolige elektrische Fühler kann mit seinem

Ende in die Nähe der schwingenden Teile der ge-

öffneten Uhr gebracht werden. Der Fühler wird

mechanisch in seiner Lage fixiert durch die Reibung

zwischen den aufeinanderliegenden Gängen einer

den Außenmantel bildenden Schraubenfeder, so daß

der Fühler leicht einstellbar ist und doch in der ihm

gegebenen Lage verbleibt. In dem Gehäuse 6 kann

die erste Röhrenstufe der Verstärkereinrichtung

untergebracht sein bzw. die Oszillatorröhre eines in

seiner Frequenz modulierten Generators. Bei 7 ist

der Kabelanschluß zu den weiteren Stufen des Ver-

stärkers bzw. der Registriereinrichtung vorgesehen.

Abb. 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, die

nur hinsichtlich der mechanischen Ausführung des

Fühlers 8 von Abb. i abweicht. Die freie Einstell-

barkeit des Fühlers wird hier durch zwei selbst-

hemmende Gelenke 9 und io bewirkt. Sonst ent-

spricht diese Ausführungsform derjenigen der

Abb. i; daher sind einander entsprechende Teile mit

den gleichen Bezugsziffern versehen.

Abb.3 zeigt eine Ausführungsform der Anord-

nung nach der Erfindung, welche eine äußerst feine

Einstellung der Spitze des elektrischen Fühlers

gegenüber dem Uhrwerk ermöglicht. Die Grund-

platte i i trägt den Halter 12 mit den Klemmfedern

13 und 14 für die zu prüfende Uhr, während der

elektrische Fühler von der Brücke 16 getragen wird.

Die Grundplatte des Halters 12 ist als verschieb-

barer Schlitten ausgebildet, der durch den Schrau-

bentrieb 18 senkrecht zur Zeichenebene fein ver-

stellt werden kann. Außerdem ist der obere Teil finit

den Klemmfedern 13 und 14 drehbar uni die Mittel-

achse, so daß alle Punkte des Uhrwerkes unter den

Fühler 15 gebracht werden können. Dieser ist nun

durch den Schraubentrieb i9 in der Höhe fein ver-

stellbar, so daß seine Spitze in das Werk ein-

tauchen kann. Bei 17 ist der Kabelanschluß zu den

weiteren Stufen des Geräts angedeutet. Die Gummi-

füße 2o sollen eine Cbertragulig von Erschütterun-

gen auf das Gerät verhindern.

Die elektrische Auswertung der Widerstands-

änderung des Fühlers kann nach an sich bekannten

Methoden erfolgen. Beispielsweise kann ein Röhren -

oszillator vorgesehen sein, dessen Schwingungs-

frequenz durch die Resonanzfrequenz eines zuge

hörigen Schwingungskreises h2stimrit ist. \\'enn die

Kapazität dieses Schwingungskreises die Fühlerkapazität enthält, wird die Frequenz entsprechend der Kapazitätsänderung moduliert. Die so erhaltene Frequenzmodulation verläuft im Takte #.les Uhrschlages, wenn der Fühler entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung in die Nähe des Steigrades oder der Unruh bzw. deren Feder gebracht ist. Die Umwandlung in Amplitudenmodulation erfolgt in einfachster Weise durch Abstimmen de: mittleren Frequenz auf die Flanke der Resonanzkurve eines nachfolgenden Schwingungskreises. Die dabei bestehenbleibende Frequenzmodulation stört für den vorliegenden Fall nicht. Die amplitudenmodulierten Schwingungen können dann auf eine zum Registrieren auf einem Zeichenträger hinreichende Hochfrequenzenergie verstärkt werden. Dabei kann diese Hochfrequenzenergie entsprechend einem weiteren Gedanken der Erfindung am Zeichenträger in Wärme umgesetzt werden und durch Wärmewirkung eine sichtbare Spur hinterlassen. Dies kann durch Einbrennen einer sichtbaren Spur in Papier oder ähnliches Material oder auch durch mittels Wärme gelöste Farbstoffe oder veränderte Farben geschehen. Der Zeichenträger wird dazu in Gestalt eines Films oder Streifens zwischen zwei ihm in gegenüberliegenden Punkten seiner Oberflächen benachbarten Elektroden gehalten oder geführt, an welche die verstärkte Hochfrequenzspannung angeschlossen ist.

Alb. 4 zeigt das grundsätzliche Schaltbild einer auf diese Weise arbeitenden Anordnung. Bei 21 ist der elektrische Fühler angedeutet, dessen Kapazität mitbestimmend für die Resonanzfrequenz des Schwingungskreises, bestehend aus der Spule 22 und dem Kondensator 23, ist. Die durch Rückkopphing in Selbsterregung schwingende Röhre 24 erzeugt daher eine durch die Kapazitätsänderungen des Fühlers 21 frequenzmodulierte Hochfrequenzspannung an dem Ausgangswiderstand 25, von wo sie über den Kopplungskondensator 26 und die Kabelverbindung 27 auf den Eingang der Trennr< ihre 28 gegeben wird, welche gleichzeitig als Verstärker wirkt. Im Anodenkreise dieser Röhre liegt der Schwingungskreis mit dem Kondensator 29 und der Spule 3o, der so abgestimmt wird, daß die mittlere Frequenz des zugeführten Bandes auf der Flanke seiner Resonanzkurve liegt. Dadurch wird bekanntlich die frequenzmodulierte Schwingung zusätzlich amplitudenmoduliert. Die nun auch in ihrer Amplitude entsprechend dem L?hrenschlag veränderliche Schwingung gelangt nun auf den Eingang der Leistungsverstärkerröhre 31 und von ihrer Ausgangsimpedanz 32 auf die zum Registrieren dienenden Schreibelektroden 33 und 34 zwischen denen der Zeichenträger geführt wird. Besteht der Zeichenträger aus Papier, so kann durch punktweise Verbrennung die Schrift sichtbar gemacht werden. Auch kann auf den Schriftträger ein Blatt mit gebundenem Farbstoff aufgelegt werden, wobei der Farbstoff durch die infolge dielektrischer Verluste erzeugte Wärme frei wird und an den entsprechenden Stellen sichtbare Spuren auf dem Schriftträger bildet. Dies kann z. 13. durch eine Bindung des Farbstoffes durch Paraffin, welches bei leichter Erwärmung flüssig wird,erreicht werden, z.B.Schreibmaschinen-Kohlepapier.
Die Erfindung ermöglicht auch den unmittelbaren Vergleich einer zu prüfenden Uhr mit einer gut gehenden Uhr. In diesem Falle sind an dein Gerät zwei in ihrer Stellung unabhängig voneinander einstellbare elektrische Fühler vorzusehen, von denen einer mit der zu prüfenden, der andere mit der Normaluhr in der Weise der Erfindung zusammenarbeitet. In einer Schaltung nach Abb.4 kann dies beispielsweise so geschehen, daß die elektrischen Fühler einander parallel geschaltet werden und die Summe ihrer Kapazitätsänderungen frequenzmodulierend am Oszillator 24 wirksam ,wird. Auf dem Schriftträger wird dann die Superposition beider Gangschwingungen geschrieben. Es können aber auch füt besondere Zwecke die Kapazitätsänderungen jedes einzelnen Fühlers getrennt ausgewertet werden und beispielsweise zur getrennten Registrierung beider Gangschwitrgungen verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur elektrischen Aufnahme der periodischen Bewegung von Uhrenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Aufnahmegerät (6) verbundener Leiter oder eine Leitungsschleife als beweglicher und in geeigneter Lage feststellbarer elektrischer Fühler (5) derartig ausgebildet ist, daß er in die Nähe eines periodisch bewegten Werkteils der Uhr gebracht werden kann, und daß im Aufnahmegerät Mittel zur elektrischen Auswertung der Änderungen des Blind- und/oder Wirkwiderstandes des genannten Fühlers, vorzugsweise in Verbindung mit einem Hochfrequenzschwingungskreis, vorgesehen sind.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Fühler (5) zweipolig ausgebildet ist und im Aufnahmeg^@rät Mittel zur elektrischen Auswertung der Kapazitätsänderung zwischen den beiden Leiterpolen vorgesehen sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Fühler (5) als konzentrische Leitung mit einem leitenden Mantel und einem Innenleiter ausgebildet ist. .4. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (5) als mechanisches Halte- und Einstellorgan eine Schraubenfeder enthält, deren Gänge mit derartiger Reibung dicht aufeinanderliegen, daß der in eine bestimmte gewollte Lage gebrachte Fühler infolge der Reibung diese Lage beibehält. 5. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (8) als Gelenkarm mit Gelenken von derartiger Reibung ausgebildet ist, daß er eine bestimmte gewollte Lage beibehält. 6. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festhalten der zti prüfenden Uhr eine vorzugsweise mit Klemmfedern versehene, drehbar auf, einem Schlitten befestigte Platte vorgesehen ist, daß ferner der Schlitten in einer senkrecht zur Drehachse der Platte liegenden Ebene verschiebbar angeordnet und die Spitze des Fühlers längs einer parallel zu der Drehachse der Platte liegenden Geraden beweglich ist. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daB Mittel zur Frequenzmodulation eines Röhrenoszillators durch die Widerstandsänderung des Fühlers vorgesehen sind. B. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Umwandlung der Frequenzmodulation in Amplitudenmodulation und Verstärkung auf eine zum Registrieren auf einem Zeichenträger hinreichende Hochfrequenzenergie vorgesehen sind. g. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in ihrer Stellung unabhängig voneinander einstellbare elektrische Fühler vorgesehen sind. io. Anordnung nach Anspruch g, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmegerät die beiden Fühler miteinander verbunden und Mittel zur elektrischen Auswertung der Summe beider Widerstandsänderungen vorgesehen sind. i i. Anordnung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmegerät Mittel zur getrennten Auswertung der Widerstandsänderung jedes einzelnen Fühlers vorgesehen sind. 12. Anordnung nach den Ansprüchen i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeichenträger in Gestalt eines Films oder Streifens zwischen zwei ihm in gegenüberliegenden Punkten seiner Oberflächen benachbarten Elektroden liegt oder geführt ist, an welche die verstärkte Hoch- fre.quenzspannung angeschlos#en ist. 13. Verfahren zur elektrischen :Aufnahme der periodischen Bewegung von Uhrenteilen unter Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Fühler in die Nähe eines Werkteils gebracht wird, welches eine mit der Schlagperiode (Tick-Tack) der Uhr überein- stimmende Periode der Widerstandsänderung ergibt. 1.4. Verfahren nach Anspruch 13. dadurch ge- kennzeichnet, daß ein elektrischer Fühler in die Nähe der Zähne des Steigrades gebracht wird. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch ge- kennzeichnet, daß ein elektrischer Fühler in die Nähe der Spiralfeder der Unruh, insbesondere in die Nähe der äußeren Windung dieser Feder, gebracht wird. 16. Verfahren zur elektrischen Registrierung der periodischen Bewegung von Uhrenteilen nach den Ansprüchen 13 bis i; unter Verwen- dung einer Anordnung nach den Ansprüchen i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den zu markierenden Stellen eines Schriftträgers elek- trische Hochfrequenzenergie in M'ärme um- gesetzt wird und einF sichtbare Spur hinterläßt.