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Vorrichtung zur Regelung der Schwingungsfrequenz der Unruhen von Uhrwerken
und anderen Apparaten Man kennt bereits Vorrichtungen zur Regelung der Schwingungsfrequenz
der Unruhen von Uhrwerken, die dazu dienen, die Schwingungsfrequenz der Unruhe auf
einen bestimmten Wert einzuregeln. Diese Regelung wird im allgemeinen durch Einstellung
der Länge der Spirale bewirkt, die fabrikationsmäßig systematisch zu lang ausgeführt
wird, und besteht im Vergleich der zu regelnden Unruhe mit einer geeichten Unruhe.
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Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zum Vergleich des Ganges zweier
Uhrwerksgetriebe unter Umformung der Phasendifferenz zwischen der einzuregelnden
Unruhe und der Eichunruhe in elektrische Impulse, wobei die Zeitdauer der Impulse
proportional der Phasendifferenz ist. Dieses Verfahren besteht darin, daß der Strommittelwert
konstant ist, solange die Schwingungen beider Unruhen den gleichen Wert besitzen,
jedoch verstärkt oder schwächt sich dieser Wert, sobald die Schwingungsfrequenzen
unterschiedlich «-erden.
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Dieses bekannte Verfahren fwhrt zu sehr komplizierten Vorrichtungen,
in denen man von zwei Elektronenrelais oder gittergesteuerten Gasentladungsrohren
Gebrauch macht, die von den in den Mikrophonen erzeugten und ausreichend verstärkten
Strömen erregt werden.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt hauptsächlich, eine Vorrichtung
zur Anwendung des beschriebenen
Verfahrens zur Regelung der Schwingungsfrequenz
einer Unruhe unter Vermeidung der genannten Mißstände zu schaffen.
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Sie besitzt zu diesem Zweck eine Vorrichtung zur Regelung der Schwingungsfrequenzen
von Unruhen, bei der man die Phasendifferenz, die zwischen der zu regelnden und
der Eichunruhe besteht, in elektrische Impulse umwandelt. Die durch eine der Unruhen
hervorgerufenen elektrischen Impulse lösen einen elektrischen Strom aus, während
die von der anderen Unruhe erzeugten elektrischen Impulse diesen Strom unterbrechen,
wobei der mittlere Wert der so erzeugten Ströme von dem Zeitunterschied zwischen
zwei Impulsen abhängig ist, derart, daß bei gleichem Wert der Schwingungen der Unruhen
der Mittelwert des 'Stromes konstant bleibt, während er sich erhöht oder erniedrigt,
wenn die Schwingungsfrequenzen verschieden sind.
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Die Vorrichtung ist durch ein Relais gekennzeichnet. das mit elektrischen
Kontakten in Reihe geschaltet ist, die von jeder Unruhe beeinflußt werden, sowie
durch eine Meßvorrichtung für den elektrischen Strom.
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Nach einer Ausführungsform ist das Relais eine Neonlampe, die derart
geschaltet ist, daß bei Unterbrechung des Kontaktes der Eichunruhe die Lampe ihre
Zündspannung U -1- u erhält, während bei Einschaltung der Kontakte der zu regelnden
und Eichunruhe die Lampe ihre Normalspannung U besitzt. Wenn der Kontakt der zu
regelnden Unruhe jedoch unterbrochen ist, wird die Lampe nicht mehr gespeist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind beispielsweise
in den Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigt Abb. i eine schematische Ausführungsform der Vorrichtung,
Abb. 2 und 3 in Draufsicht, Schnitt- und Seitenansicht die Vorrichtung des elektrischen
Kontaktes der Spiralfeder, Abb. .f ein Diagramm der Stromimpulse der Vorrichtung
nach !Abb. i, Abb. 5 und 6 in Draufsicht, Schnitt- und Seitenansicht die Regelvorrichtung
für die Länge der Spirale.
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Abb. i stellt eine Vorrichtung zum Regeln der Schwingungsfrequenz
einer Unruhe dar, bei der man die Änderung eines Strommittelwertes prüft, der zwischen
dem von der einen Unruhe erzeugten Stromimpuls und dem von der anderen Unruhe erzeugten
Stromimpuls hervorgerufen wird.
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Zu diesem Zweck beeinflußt die zu prüfende Unruhe einen elektrischen
Kontakt R, der sich für einen sehr kurzen Augenblick öffnet, wenn die Unruhe durch
ihre Nullage hindurchgeht. In gleicher Weise beeinflußt die Vergleichsunruhe einen
elektrischen Kontakt E, der sich für einen sehr kurzen Augenblick öffnet, wenn diese
Unruhe durch ihre Nullage hindurchgeht.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Eine Neonlampe 15, die
mit einem Schutzwiderstand r, ausgestattet ist und deren Zündspannung
U + u und deren Betriebsspannung U beträgt, ist in Reihe mit einem
=Mikroamperemeter 16 und dem Kontakt R der einzuregulierenden Unruhe an die Klemmen
einer elektrischen Gleichspannung von der Spannung U angeschlossen, die ihrerseits
in Reihe mit einer Gleichstromduelle von der Spannung u geschaltet ist.
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Die Spannungsquelle u liegt im Nebenschluß zu dem Kontakt E der Eichunruhe.
Ein Widerstand r2 ist in Serie geschaltet, um einen Kurzschlußstromkreis von der
Spannung zs auszuschalten.
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Die Vorrichtung arbeitet in folgenderWeise: Bei jeder Schwingung der
Eichunruhe ruft der Kontakt E, der einen kurzen Augenblick geöffnet ist, die Reihenschaltung
der Spannungen U + u hervor, so daß die Neonlampe aufleuchtet. In dem Stromkreis
entsteht ein Strom, der trotz Schließung des Kontaktes E bestehenbleibt.Der Strom
wird jedoch bei jeder Schwingung des einzuregulierenden Systems infolge Öffnung
des Kontaktes R unterbrochen.
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Man sieht also, daß der Stromkreis von Stromimpulsen durchflossen
wird, deren Dauer gleich ist der Zeit, die verstreicht zwischen der Öffnung des
Kontaktes E und der Öffnung des Kontaktes R (Abb. 2). ,Das Mikroamperemeter, dessen
Zeigersystem stark gedämpft ist, zeigt also die mittlere Stromstärke an.
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Wenn die Zeitdauer der Impulse sich ändert, ändert sich der mittlere
vom lfikroamperemeter 16 angezeigte Strom I", gleicherweise, wobei der Zeigerausschlag
am Instrument zugleich den Richtungssinn des Winkelunterschiedes zwischen den beiden
Systemen anzeigt. Als elektrische Kontakte E, R dienen die Berührungen, die sich
zwischen der Spirale 17 und den elektrisch isolierten Rü@kerfingern 18 ergeben,
welche die Feder eingabeln (die Rückerfinger sind identisch mit jenen Stiften, mit
denen jedes Spiralfederunruhesystem eines Uhrwerksgetriebes ausgestattet ist).
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Obgleich die Öffnungsdauer der Kontakte sehr kurz ist, ist der Widerstand
r= so berechnet, daß sich der Spannungsabfall nach der Formel r2 - I = u
ergibt,
und zwar derart, daß selbst während der Öffnung des Kontaktes E die einmal entzündete
Neonlampe von der Betriebsspannung U gespeist wird.
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Um die Regulierung zu erleichtern, ist das System Achse-Unruhe-Spirale
zwischen zwei Zapfenlagern Cl, C2 angeordnet, von denen das eine verstellbar ist.
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Das freie LEnde der Spirale wird zwischen zwei Rädchen Ml, M2 festgeklemmt.
Das Rädchen :'1'I2 ist drehbar um eine Achse O, jedoch ständig in Berührung mit
M, unter der Wirkung der Feder F. Die letzte Windung der Spirale legt sich zwischen
die Stifte G" G, die der übrigen Vorrichtung gegenüber elektrisch isoliert sind
und den Kontakt. R der Abb. i bilden.
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Man gibt dem System mit der Hand einen Anstoß, so daß es frei zu schwingen
beginnt. Nun beobachtet man den Sinn der Abweichung des Zeigers des Mikroamperemeters
und dreht im passenden
Sinne den Knopf B, der auf der Achse des
Rädchens Jl, befestigt ist, bis man einen Stillstand des Zeigers erreicht, und zwar
unabhängig von der Stellung derselben auf dem Skalenbrett. Die Schwingungsfrequenz
des zu regelnden Systems entspricht nun derjenigen des Eichsystems.
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Durch eine hier nicht dargestellte Abgleichstange markiert man nun
auf der Spirale eine Kerbe, die die Stelle anzeigt, wo die Spirale im Uhrwerk befestigt
«erden muß. '.Mittels der gleichen Abgleichstange schneidet man den nicht benötigten
Teil der Spirale a1>.
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Obgleich itn Laufe der Einregulierung die Amplitude der Sch,#vitrgungen
der zu regelnden Unruhe veränderlich ist, wird der Isochronismus der genannten Schwingungen
durch die Tatsache sichergestellt, daß die aus einem geeigneten Metall hergestellten
Stifte G, und G., einen geringen Durchmesser gegenäl>er ihrer relativ großen Länge
besitzen, so claß sie hei der Abstützung oder der Berührung mit der Spirale eine
leichte Ausbiegung im radialen Sinne aushalten können.
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Diese Ausbiegung schafft in Verbindung mit der elastischen Deformation
der Spirale eine Kompensation, die praktisch in sehr weiten Grenzen die Schwingungsperiode
des Systems Unruhe-Spirale von ihrer Amplitude unabhängig macht.
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Wenn man auch im allgemeinen zum Eichen ein Uhrwerksgetriebe benutzen
wird, für welches man die Regelung der Unruhefedern bewirkt und bei welchem man
die Rü'ckerstifte elektrisch isoliert hat (Abb. 6), so kann man zu diesem Zweck
auch jedes Uhrengetriebe benutzen, das mit einem die obengenannten Bedingungen erfüllenden
Kontakt versehen ist.
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Die oben beschriebene Vorrichtung gestattet eine sehr schnelle und
genaue Durchfiihrung eines Verfahrens mit äußerst einfachen Mitteln.
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Außerdem kann die Stromstärke, die den Stromkreis durchfließt, bei
passender Wahl der Art der Lampe oder des Neonlichtes auf einen äußerst geringen
Wert (in der Größenordnung von o,i mA) gesenkt werden, so daß keine .\1>nutzung
der Kontakte E und R eintreten kann. Dadurch ergibt sich eine Verwendungsmöglichkeit
des Verfahrens fü,r die empfindlichsten Spiralen.