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Magnetische Einrichtung zum Begrenzen des Ankerausschlages in Uhren
Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Begrenzungseinrichtung für den Anker
eines Zeitmessers. Diese Vorrichtung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich
für elektrische Uhrwerke mit Antriebsunruh bestimmt, in welchen sich die Umwandlung
der Hin- und Herbewegung der Unruh in eine stets gleichgerichtete Drehung mit Hilfe
einer Sperrvorrichtung vollzieht. Diese Sperrvorrichtung kann z. B. aus einer auf
der Unruhwelle festsitzenden Scheibe, einem Anker und einem Sperrad bestehen, wobei
diese drei Teile nach bekannten Grundsätzen gebaut sind, die die Steuerung des Sperrades
durch den Anker so ermöglichen, daß es sich immer im gleichen Sinne dreht.
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Weil das Sperrad durch den Anker angetrieben wird, so gibt es keine
Anzugswirkung des Rades, die den Anker an den Begrenzungsstiften festhält. Der Anker
ist daher frei, was häufige unerwünschte Einwirkungen des Sicherheitsstiftes und
der kleinen Hebelscheibe, d. h. der Verriegelungsorgane des Ankers, und damit eine
Verschlechterung der Regulierung des Uhrwerkes nach sich zieht.
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Es gibt bereits zahlreiche Vorrichtungen zum Festhalten des Ankers
an den Begrenzungsstiften. Die meisten dieser Vorrichtungen sind mechanischer Art
und haben Federn, Sperren od. dgl., welche den Anker in jeder der beiden Endstellungen
seines Weges festzuhalten gestatten. Diese Vorrichtungen sind im allgemeinen schwer
zu verwirklichen. Sie erfordern Paßarbeit durch den die Uhr zusammenbauenden Arbeiter
und müssen sehr oft auch geschmiert werden.
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Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Festhalten des Ankers
an den Begrenzungsstiften, die vorzugsweise in Ankeruhren Anwendung findet, wird
die Hemmung so geändert, daß die Anzugwirkung des Rades auf den Anker aufgehoben
wird, während der Anker durch magnetische Mittel, insbesondere durch magnetische
Stifte, an den Begrenzungsanschlägen festgehalten wird. Die Vorrichtung gemäß der
Erfindung übernimmt diesen Gedanken, enthält aber eine wesentliche Verbesserung.
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In einem Uhrwerk mit Antriebsunruh und mit nicht polarisiertem Motor
ist es wichtig, daß die beweglichen, mit der Unruh fest verbundenen Anker und die
festen Anker oder Polstücke des Stators nicht der Sitz einer permanenten Magnetisierung
sind, so schwach diese auch sein möge. Eine solche Magnetisierung erzeugt Fehler
im Isochronismus, die die zu bauenden Zeitmesser unbrauchbar machen würden. Die
oben beschriebene, bekannte Anwendung der magnetischen Haltevorrichtung für den
Anker führt gerade wegen ihres allzu einfachen Aufbaus zu einer Magnetisierung der
Motorbleche durch die magnetische Streuung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt, praktisch jede von der magnetischen
Begrenzungseinrichtung des Ankers herrührende magnetische Streuung dadurch zu vermeiden,
daß der mit dem Anker verbundene Weicheisenteil jeden der beiden entgegengesetzt
polarisierten Begrenzungsstifte rings umfaßt, und zwar mit entgegengesetztem Spiel,
das der zulässigen Ankerbewegung entspricht. Dadurch wird vermieden, daß ein Streufeld
störend wirksam wird, wie es bei der bekannten Einrichtung von den beiden permanent
magnetischen Begrenzungsstiften her auftreten muß. Die Kraftlinien werden sich bei
der Einrichtung nach der Erfindung durch den Weicheisenkörper schließen. Dies kann
noch dadurch verbessert werden, daß beide Begrenzungsstifte auf einen gemeinsamen
Permanentmagneten aufgesetzt und die Umfassungskanten des Weicheisenteiles möglichst
nahe an die Stifte herangerückt werden.
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Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Davon ist Fig. 1 eine Draufsicht und Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie
II-II der Fig. 1. DieVorrichtung hat einen stabförmigen Permanentmagneten 1, welcher,
verglichen mit seinem Querschnitt, verhältnismäßig lang ist. Der Werkstoff des Magneten
1 ist eine Legierung mit hoher Remanenz und großer Koerzitivkraft, etwa ein Werkstoff,
wie er unter den Warenzeichen »Ticonal« und »Alnico« bekannt ist. Der Magnet ist
in seiner Längsrichtung magnetisiert, so daß sich z. B. in den Fig. 1 und 2 der
Südpol links und der Nordpol rechts befindet. Der Permanentmagnet 1 wird auf nicht
dargestellte Weise
unter der Werkplatte 2 in einer Ausnehmung 3
derselben -festgehalten. Zwei zylindrische Stifte 4 und 5 aus einer Legierung mit
sehr großer magnetischer Permeabilität sind in die Werkplatte 2 eingetrieben und
stützen sich gegen die Enden des Magneten 1 ab. Die Stifte 4 und 5 stehen senkrecht
zum Magneten 1, bilden also seine Polschuhe.
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Um das magnetische Feld zwischen den Stiften 4 und 5 so vollständig
wie nur möglich zu schließen, ist auf der Ankerwelle 7 ein magnetischer Rückschluß
befestigt. Dieser Rückschluß wird gebildet durch eine Blechplatte 6 aus einem Werkstoff
-sehr großer magnetischer Permeabilität und geringer Remanenz. Der Querschnitt des
Rückschlusses 6 wird so gewählt, daß er auf keinen Fall durch den Fluß des Permanentmagneten
1 gesättigt wird. Aus der Platte 6 sind zwei Löcher 8 und 9 ausgeschnitten.
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Der in der Werkplatte 2 und in der Brücke 11 drehbar gelagerte Anker
10 ist im vorliegenden Beispiel von der Art, wo die Gabel seitlich von den Ankerklauen
liegt. Es versteht sich aber, daß er von jeder andern Art sein könnte, z. B. von
derjenigen, bei der seine Gabel angenähert in der Richtung der die Ankerradachse
mit der Ankerwelle verbindenden Geraden liegt.
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Die Befestigung der Platte 6 auf der Ankerwelle 7 und die Anordnung
der Stifte 4 und 5 in der Werkplatte 2 sind so gewählt, daß die Begrenzung des durch
den Hebungswinkel bestimmten Weges dieses Ankers 10 sich geometrisch durch den Anschlag
der Wände der Löcher 8 und 9 der Platte 6 gegen die Stifte 4 und 5 vollzieht. Auf
diese Weise ist der magnetische Kreis in jeder Endstellung des Ankers 10 praktisch
ohne Luftspalt geschlossen, und der magnetische Widerstand ist damit sehr gering
gegenüber dem Widerstand des Streupfades vom Magneten 1 zu den Motorblechen, was
gegenüber den bekannten magnetischen Begrenzungseinrichtungen einen wesentlichen
Fortschritt darstellt.
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Der Umstand, daß während der Bewegung des Ankers 10 in bezug auf die
Stifte 4 und 5 diese letzteren dauernd im Innern der Löcher 8 und 9 des magnetischen
Nebenschlusses 6 bleiben, bildet einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
welche während der ganzen Bewegung des Ankers mit sehr geringen magnetischen Widerständen
im magnetischen Kreis arbeitet. Da die Anziehung des Rückschlusses 6 durch die Stifte4
und 5 verhältnismäßig stark sein könnte, wenn der Rückschluß 6 an den Stiften kleben
bleibt, so ist in der Höhe des Rückschlusses 6 an den Stiften ein dünner Ring 12
aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff befestigt, wodurch ein kleiner Luftspalt gebildet
wird, der das Festkleben des Nebenschlusses 6 an den Stiften verhindert. Dieser
Ring 12 kann aus gewöhnlichem Firnis bestehen oder eine Hülle aus plastischem Werkstoff
oder eine metallische nichtmagnetische Hülse mit dünnen Wänden bilden.
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Die Löcher 8 und 9 des Rückschlusses 6 werden zweckmäßig länglich
sein, etwa wie in gestrichelter Linie 13 auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellt
ist. Diese besser angepaßte längliche Form der Löcher des Rückschlusses 6 gestattet
noch besser, den magnetischen Kreis des Magneten 1 zu schließen, welches auch immer
die Stellung des Ankers 10 sei.
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Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise zum Gebrauch
in Uhrwerken mit Antriebsunruh bestimmt ist, so versteht sich, daß sie ebensogut
in mechanischen Uhrwerken mit Ankerhemmung Verwendung finden kann.