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Schwungmasse am rotierenden Anker eines polarisierten Nebenuhrwerkes
Bei elektrischen Nebenuhren machte sich häufig das Schaltgeräusch störend bemerkbar.
Man hat bereits Einrichtungen geschaffen, um dieses Geräusch zu beseitigen oder
zu mildern, meist durch eine Verlangsamung der Schaltbewegung, aber die hierzu verwendeten
Mittel, wie Rädervorgelege mit Windflügel, Luft- oder Flüssigkeitsbremsen usw. zehren
einen Teil der Schaltkraft, was in Anbetracht der ohnehin geringen Schaltkraft von
Nebenuhrwerken immerhin als ein Nachteil bezeichnet werden kann. Nach dem älteren
deutschen Patent 751566 wird eine Schwungmasse verwendet, die lose auf der
Ankerachse sitzt, nach Vorschlag des Patents ohne jede einzustellen-de Kupplung,
und die Mitnahme der Schwungmasse erfolgt, wie aus der Beschreibung hervorgeht,
unter Schlupf. Auch bekannte Anordnungen mit Schwungmassen, die auf die Ankerachse
aufgesetzt und durch eine Reibungskupplung mit der Achse verbunden werden, erfüllen
wohl den gewünschten Zweck, aber die Reibungskupplung erfordert eine sehr peinliche
Einstellung der zulässigen Friktion, welche nicht überschritten werden darf, um
zu verhindern, daß die Kupplung zwischen Schwungmasse
und Ankerachse
zu innig wird, denn dann wirkt sich die Schwungmasse ungünstig aus.
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Sorgfältige Beobachtungen des Schaltvorganges bei Nebenuhrwerken mit
rotierendem Anker und großem Schaltweg haben ergeben, daß der Anker, wenn er seinen
aufgabegemäßen Schaltweg durchlaufen hat, infolge der ihm durch den Schaltvorgang
innewohnenden Trägheit seine Drehung weiter fortsetzen will. Hierbei trifft er jedoch
auf ein stark abstoßendes magnetisches Kraftfeld, welches sich dieser Weiterbewegung
entgegenstellt und den nur eine Kleinigkeit in dieses Kraftfeld eingedrungenen Anker
so stark, zurückschnellt, daß man bei der Beobachtung den Eindruck hat, als ob der
Anker gegen eine Feder prellt, die ihn wieder zurückwirft. Hierbei wird der Anker
mitunter zwei Drittel seines soeben durchlaufenen Schaltweges zurückgedreht, bevor
er, unter Einfluß der noch unter Strom stehenden Elektromagnetspulen seine Vorwärtsbewegung
erneut aufnimmt. Diesmal setzt aber die Schaltbewegung mit weniger Kraft ein, weil
der Anker die Bewegung nicht von seinem ursprünglichen Ausgangspunkt beginnt, wo
ihm die größte Antriebskraft erteilt wird. Der Rückprall, wenn nach Erreichung der
Endlage der Anker wieder in das abstoßende Kraftfeld eintritt, ist dann weniger
stark als beim ersten Mal. Bei Nebenuhrwerken, die mit dem sogenannten Fanghebel
ausgerüstet sind, wird das störende Geräusch hauptsächlich durch den Anprall gegen
diesen Fanghebel verursacht, wenn der Anker nach Beendigung seines Schaltweges in
das abstoßende Kraftfeld eingedrungen ist und von diesem zurückgeschleudert wird.
Das Geräusch ist um so, stärker, je schwerer der Anker ist, also je mehr Trägheit
ihm innewohnt. Daher ist auch die Anbringung einer durch Friktion. mit dem Anker
gekuppelten Schwungmasse keine vollkommene Lösung des Problems, weil bei einer zu
stark eingestellten Friktion die Kupplung zu fest ist und dann die Trägheiten der
Schwungmasse und des Ankers sich addieren. Da Nebenuhrwerke mit dieser Einrichtung
ohne Fanghebel arbeiten, kann zwar nicht das starke Geräusch entstehen, wie bei
Werken mit Fanghebel, aber durch die mehrmalige Umkehrung des Ankerdrehsinnes werden
zufolge der Zahnluft im Übersetzungsgetriebe doch Geräusche erzeugt, die zwar nicht
erheblich sind, aber sich in ruhigen Räumen doch bemerkbar machen. Auch die ruhige
Einstellung des Minutenzeigers wird beeinträchtigt, weil dieser durch die hin- und
herpendelnde Bewegung des Ankers selbst in pendelnde Bewegung gebracht wird, bevor
er sich in seine Ruhelage einstellt.
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Die Aufgabe, Vorkehrungen zur Beseitigung bzw. erheblichen Verminderung
des Schaltgeräusches bei elektrischen Nebenuhren zu treffen, muß nach Erkennung
der in Abs. 2 geschilderten Ursachen in der Weise gelöst werden, daß der erwähnte
Rückprall des Ankers ohne Geräuschbildung so stark verlangsamt und begrenzt wird,
daß der Anker nach Beendigung seines Schaltweges nahezu ruhig stehenhleibt. Man
erzielt die Lösung dieser Aufgabe in einer sehr brauchbaren Form einer Abänderung
der an sich bekannten kraftschlüssigen Kupplung des Ankers mit der Schwungmasse,
indem eifindungsgemäß ein an sich bekanntes einseitig wirkendes Klemnigesperre zur
Kupplung des Ankers mit der Schwungmasse bei einem sich ständig in gleicher Richtung
weiterdrehenden Nebenuhrwerk verwendet wird, vorzugsweise ein Federklemmgesperre
in Form einer nur an der Schwungmasse befestigten, um die Ankerwelle dagegen lose
gewundenen Schraubenfeder.
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Einseitig wirkende Federklemmgesperre sind selbstverständlich bekannt,
auch in der Uhrentechnik, allerdings für andiere Zwecke, als hier angewendet, nämlich
insbesondere für Kupplung von Hemmungen mit Laufwerken. Auch ist nach der britischen
Patentschrift 635 572 eine kraftschlüssige Kupplung zwischen einer Schwungmasse
und einem hin- und hergehenden Anker, befestigt in Form einer um die Welle des Ankers
gewundenen Feder, aber in diesem Falle ist die Feder einerseits mit dem Anker. andererseits
finit dem Rückholgewicht fest verbunden, sie wirkt also auch nur als elastische
Kupplung, nicht als Klemmgesperre.
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Bei dem Federklemmgesperr der Erfindung wird jedoch bewirkt, daß die
in der Drehrichtung des rotierenden Ankers rotierende Schwungmasse bei Einleitung
der Drehbewegung des Ankers sicher mitgenommen wird, aber mit Sicherheit eine zu
starre Kupplung des Ankers mit der Schwungmasse in dem Moment verhindert, wo der
Anker durch das abstoßende Kraftfeld zurückgestoßen wird. Denn dann dreht sich die
Schwungmasse unbehindert weiter und kann so durch die Friktion des Lagers der Schwungmasse
auf der Achse, verbunden mit der Friktion, welche das Federklemmgesperr auf der
Achse hat, die rückläufige Bewegung des Ankers sanft und wirkungsvoll abbremsen.
Diese Lösung der Erfindungsaufgabe hat den Vorzug, daß die verwendeten Betriebsteile
keine besonders feinfühlige Einstellung erfordern, um die erwünschte Wirkung zu
erzielen. Dies muß sich vor allen Dingen dann auswirken, wenn das Werk nach einer
erforderlichen Reinigung von jemand zusammengebaut wird, der nicht genauestens mit
der Wirkungsweise und der notwendigen feinfühligen Einstellung zur Erzielung der
beabsichtigten Wirkung vertraut ist.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform schematisch dargestellt.
Hieraus ist ersichtlich, daß der Anker a mit der Achse U fest verbunden ist. Die
Schwungmasse c ist auf der Achse h drehbar gelagert und in Verbindung mit dem einseitig
wirkenden Federklemmgesperr d. Bei Einleitung der Drehbewegung in der Pfeilrichtung
nimmt die Achse über das Federklemmgesperr die Schwungmasse mit, und bei Beendigung
der Drehbewegung dreht sich die Schwungmasse in dem ihr mitgeteilten Drehsinn weiter
und bewirkt durch Friktion in ihrem Lager eine sanfte und wirkungsvolle Abbremsung
des Ankerrückpralles, so daß eine gute pendelfreie Einstellung der Zeiger erzielt
und
das sonst bei Werken mit Fanghebel lästige Marke Schaltgeräusch vermiedeci wird.