DE102019008008B3 - Free gravity escapement for pendulum clocks, especially precision pendulum clocks - Google Patents
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Abstract
Die freie Schwerkrafthemmung für Pendeluhren mit einem Pendel 1, mit einem durch ein Räderwerk 50 angetriebenem Gangrad 40, weist zwei Gewichthebel 10, 11 mit Hebestiften 13, sowie einen Ruhebalken 30 mit zwei Ruhepaletten 31 auf. Das Gangrad 40 umfasst ein Heberad 41, das zeit- und wechselweise mit den Hebestiften 13 in Kontakt steht und ein Ruherad 43, in das zeit- und wechselweise die Ruhepaletten 31 eingreifen.Die Gewichthebel 10, 11 werden bei einem Aufschwung/Abschwung des Pendels 1 abschnittsweise gehoben/gesenkt. Beim Abschwung der Gewichthebel 10, 11 löst sich deren Kontakt zum Pendel 1 in dem Augenblick, wenn die Gewichthebel 10, 11 mit dem Ruhebalken 30 in Kontakt treten. Das Pendel 1 eilt dem abschwingenden Gewichthebel 10, 11 davon und schwingt frei. Der weiter fortschreitende Abschwung der Gewichthebel 10, 11 verlagert nun den Ruhebalken 30 mit seinen Ruhepaletten 31 und öffnet so das Ruherad 43. Durch die Drehbewegung des Gangrads 40 wird der abschwingende Gewichthebel 10, 11 nun vom Heberad 41 gehoben. Die Drehbewegung wird durch das Eingreifen einer Ruhepalette 31 in das Ruherad 43 mit dem Erreichen einer Ruhefläche 44 bis zum nächsten Öffnen gestoppt.Der Vorgang des Öffnens des Gangrads 40 erfolgt durch die Gewichthebel 10, 11 in einem Zeitraum, in dem das Pendel 1 frei schwingt. Eine Steigerung der Ganggenauigkeit von Pendeluhren, insbesondere Präzisionspendeluhren wird dadurch erreicht, dass die Energie zum Öffnen des Gangrads 40 nicht dem Pendel 1 entzogen wird.The free gravity inhibition for pendulum clocks with a pendulum 1, with a gear wheel 40 driven by a gear train 50, has two weight levers 10, 11 with lifting pins 13 and a resting bar 30 with two resting pallets 31. The gear wheel 40 comprises a lifting wheel 41, which is in contact with the lifting pins 13 at times and alternately, and a resting wheel 43, in which the resting pallets 31 intervene at times and alternately raised / lowered in sections. When the weight levers 10, 11 swerve, their contact with the pendulum 1 is released at the moment when the weight levers 10, 11 come into contact with the resting bar 30. The pendulum 1 hurries away from the swinging weight lever 10, 11 and swings freely. The continuing downswing of the weight levers 10, 11 now displaces the resting bar 30 with its resting pallets 31 and thus opens the resting wheel 43. The rotating movement of the gear wheel 40 now lifts the swinging weight lever 10, 11 from the lifting wheel 41. The rotary movement is stopped by the engagement of a resting pallet 31 in the resting wheel 43 with the reaching of a resting surface 44 until the next opening. The process of opening the gear wheel 40 is carried out by the weight levers 10, 11 during a period in which the pendulum 1 is swinging freely . An increase in the rate accuracy of pendulum clocks, in particular precision pendulum clocks, is achieved in that the energy for opening the gear wheel 40 is not withdrawn from the pendulum 1.
Description
Stand der TechnikState of the art
Freie Schwerkrafthemmungen für Pendeluhren, insbesondere Präzisionspendeluhren, sind bekannt. Freie Schwerkrafthemmungen zeichnen sich dadurch aus, dass die Pendelschwingung frei vom Antrieb des Räderwerks bzw. von der Drehung des Gangrads ist. Schwankungen des Drehmoments des Gangrads, die von den geometrischen Toleranzen der Bauteile des Räderwerks oder von Reibungseffekten der Lagerungen und Zahnräder herrühren, haben bei einer freien Schwerkrafthemmung nahezu keinen Einfluss auf die Pendelschwingung. Hierdurch unterscheidet sich diese Hemmungsart von den heute weit verbreiteten Pendelhemmungen wie z. B. der einfacheren Graham-Hemmung. Einen bedeutenden Entwicklungsschritt erreichte Sigmund Riefler mit einer freien Schwerkrafthemmung, die als Patent
Auf die notwendigen weiteren Vorrichtungen einer Präzisionspendeluhr zur Erreichung hervorragender Ganggenauigkeiten wird hier nicht näher eingegangen, da es für die Offenbarung dieser Erfindung nicht relevant ist. Diese Vorrichtungen sind z.B. ein temperaturkompensiertes Pendel, ein luftdichtes Uhrengehäuse zur Vermeidung von Luftdruckschwankungen, eine steife Befestigung der Uhr an einem schwingungsarmen Ort.The necessary further devices of a precision pendulum clock to achieve excellent accuracy are not discussed here, since it is not relevant to the disclosure of this invention. These devices are, for example, a temperature-compensated pendulum, an airtight watch case to avoid air pressure fluctuations, and a rigid attachment of the watch in a low-vibration location.
Bei der freien Schwerkrafthemmung schwingt das Pendel frei auf zwei Schneiden um eine Schwingachse oder hängend an Pendelfedern um eine Schwingachse. Um dieselbe Schwingachse schwingbar gelagert sind zwei Gewichthebel, in die je eine Palette montiert ist. Die Paletten greifen zeitweise in ein Gangrad ein, dessen Drehachse mit der Lotachse des Pendels schneidet und senkrecht auf der Schwingebene des Pendels steht. Das Gangrad wird von einem Räderwerk angetrieben, das von der Gewichtskraft eines Gewichts angetrieben wird.
Das Gangrad hat eine ganzzahlige Vielzahl von Ruheflächen und ebensoviele Hebeflächen, die symmetrisch um dessen Drehachse angeordnet sind. Es sind auch Gangräder bekannt, die aus einem Ruherad mit Ruheflächen und einem Heberad mit Hebeflächen bestehen. Diese Gangräder sind äquivalent zu einteiligen Gangrädern. Das Pendel ist mit einem Mitnehmer versehen, der durch die Pendelschwingung zeitweise die Gewichthebel hebt und senkt und damit deren Paletten verlagert.With the free gravity check, the pendulum swings freely on two cutting edges around an oscillation axis or hanging on pendulum springs around an oscillation axis. Two weight levers, in each of which a pallet is mounted, are mounted so that they can swing around the same swing axis. The pallets intermittently intervene in a gear wheel whose axis of rotation intersects the plumb axis of the pendulum and is perpendicular to the plane of the pendulum. The gear wheel is driven by a gear train that is driven by the weight of a weight.
The gear wheel has an integer number of resting surfaces and just as many lifting surfaces, which are arranged symmetrically about its axis of rotation. Gear wheels are also known which consist of a resting wheel with resting surfaces and a lifting wheel with lifting surfaces. These gear wheels are equivalent to one-piece gear wheels. The pendulum is provided with a driver which temporarily lifts and lowers the weight levers due to the pendulum oscillation and thus shifts their pallets.
Im Folgenden wird der Schwingungszyklus näher erklärt: Ausgehend von einer Schwingung, die in dem Moment beginnt, in dem das Pendel sich an der Position seiner Lotachse befindet, bewegt es sich mit seiner maximalen Geschwindigkeit nach links im Uhrzeigersinn. Unter links im Sinne dieser Schrift wird das Ortsfeld verstanden, das links zur Lotachse des Pendels liegt, wenn sich die Hemmung zwischen dem Betrachter und der Lotachse befindet - rechts entsprechend. Auf dem Weg des Aufschwungs zum linken Totpunkt nimmt der Mitnehmer den bereits vom Gangrad gehobenen linken Gewichthebel mit, dessen Palette auf der Hebefläche und an der Ruhefläche des Gangrades ruht. Durch die weitere Pendelschwingung hebt die Palette des linken Gewichthebels nun vom Gangrad ab, wodurch das Gangrad öffnet und seine Drehbewegung einsetzt. Das Pendel nimmt den linken Gewichthebel bis zum Erreichen des linken Totpunkts mit, an dem sich die Bewegung des Pendels umkehrt und der Abschwung einsetzt. Durch die zwischenzeitlich erfolgte Drehung des Gangrads wurde die Palette des rechten Gewichthebels von einer Hebefläche angehoben bis eine Ruhefläche erreicht wurde und das Gangrad zur Ruhe kommt. Die beim Aufschwung des Pendels verbrauchte Energie zum Heben des Gewichthebels wird dem Pendel beim Abschwung wieder zugeführt. Da sich jedoch zwischenzeitlich die Lage des Gangrads durch seine Drehbewegung verändert hat, schwingt der linke Gewichthebel beim Abschwung des Pendels einen kleinen Abschnitt weiter nach unten, bis seine Palette auf eine Hebefläche trifft. Der Weg, bei dem zwischen dem Mitnehmer und dem Gewichthebel ein Kontakt besteht, wird als Kontaktweg bezeichnet. Somit ist der Kontaktweg des Gewichthebels während des Abschwungs des Pendels um einen kleinen Abschnitt länger als der Kontaktweg beim Aufschwung. Folglich wird dem Pendel durch die Gewichtskraft des Gewichthebels in diesem Abschnitt des Abschwungs ein wenig mehr Energie zugeführt, als bei Aufschwung verbraucht wird. Dieser sehr kleine Energieunterschied ist ausreichend, den Energieverbrauch des Pendels (insbesondere durch seine Luftreibung) zu kompensieren und einen dauerhaften Betrieb der Uhr zu gewährleisten. Der besondere Vorteil dieser freien Schwerkrafthemmung liegt darin, dass die Energiezufuhr nur von der konstanten Gewichtskraft der Gewichthebel abhängig ist und dadurch die Periodendauer des Pendels konstant ist. Beim Aufschwung des Pendels zur rechten Seite erfolgt das Abheben der Palette des rechten Gewichthebels von der Ruhefläche des Gangrads in selber Weise wie auf der linken Seite. Nach dem Öffnen des Gangrads durch die Schwingbewegung des rechten Gewichthebels beginnt die Drehung des Gangrads, wodurch der linke Gewichthebel nun über seine Palette vom Heberad soweit gehoben wird, bis eine Ruhefläche auf die Palette trifft und das Gangrad stoppt. Das Heben des linken Gewichthebels durch das Gangrad erfolgt, ohne dass das Pendel an dieser Bewegung beteiligt, also hiervon frei ist, denn der linke Gewichthebel steht nicht im Kontakt mit dem nach rechts schwingenden Pendel bzw. seinem Mitnehmer. Wie bereits für die linke Seite beschrieben, ist auch auf der rechten Seite der Kontaktweg des Pendels mit dem Gewichthebel beim Abschwung ein wenig länger als der Kontaktweg beim Aufschwung, so dass auch hier ein wenig mehr Energie zugeführt als entzogen wird. Die Bewegung des rechten Gewichthebels beim Abschwung wird auch hier durch das Aufsetzten seiner Palette auf eine Hebefläche des Gangrads gestoppt. Mit dem Passieren der Lotachse des Pendels schließt sich der Schwingungszyklus.The oscillation cycle is explained in more detail below: Based on an oscillation that begins at the moment when the pendulum is at the position of its plumb axis, it moves at its maximum speed to the left in a clockwise direction. In the context of this document, left is understood to mean the local field that lies to the left of the vertical axis of the pendulum when the inhibition is between the viewer and the vertical axis - correspondingly to the right. On the way of the upswing to the left dead center, the driver takes with him the left weight lever, which has already been lifted from the gear wheel and whose pallet rests on the lifting surface and on the resting surface of the gear wheel. As a result of the further pendulum oscillation, the pallet of the left weight lever now lifts off the gear wheel, whereby the gear wheel opens and begins to rotate. The pendulum takes the left weight lever with it until it reaches the left dead center, at which the movement of the pendulum is reversed and the downswing begins. By rotating the gear wheel in the meantime, the pallet of the right weight lever was raised from a lifting surface until a resting surface was reached and the gear wheel came to rest. The energy used to lift the weight lever during the upswing of the pendulum is returned to the pendulum during the downswing. However, since the position of the gear wheel has changed in the meantime due to its rotary movement, the left weight lever swings a small section further down when the pendulum swings until its pallet hits a lifting surface. The path in which there is contact between the driver and the weight lever is called the contact path. Thus, the contact path of the weight lever during the downswing of the pendulum is a small portion longer than the contact path during the upswing. As a result, a little more energy is supplied to the pendulum by the weight of the weight lever in this section of the downswing than is consumed during the upswing. This very small difference in energy is sufficient to compensate for the energy consumption of the pendulum (in particular due to its air friction) and to ensure that the clock operates continuously. The particular advantage of this free gravity check is that the energy supply only depends on the constant weight of the weight levers, which means that the period of the pendulum is constant. When the pendulum swings to the right, the pallet of the right weight lever is lifted off the resting surface of the gear wheel in the same way as on the left. After the gear wheel is opened by the swinging movement of the right weight lever, the gear wheel begins to rotate, causing the left weight lever to now over his pallet is lifted by the lifting wheel until a resting surface hits the pallet and the gear wheel stops. The left weight lever is lifted by the gear wheel without the pendulum taking part in this movement, i.e. being free of this, because the left weight lever is not in contact with the pendulum swinging to the right or its carrier. As already described for the left side, the contact path of the pendulum with the weight lever during the downswing is a little longer than the contact path during the upswing, so that a little more energy is supplied than withdrawn. The movement of the right weight lever during the downswing is also stopped here by placing its pallet on a lifting surface of the gear wheel. When the pendulum passes the plumb line, the cycle closes.
Auch, wenn die freie Schwerkrafthemmung den großen Vorteil besitzt durch Gewichthebel dem Pendel Energie zuzuführen und nicht durch das Antriebsmoment des Gangrads, und damit die Unregelmäßigkeiten im Antrieb des Gangrads weitestgehend vom Pendel isoliert sind, wie es bei anderen Hemmungen wie z. B. der Graham-Hemmung der Fall ist, so besteht weiter der Nachteil, dass die Öffnung des Gangrads durch die Bewegung der Paletten entlang der Ruheflächen durch das Pendel bzw. den Mitnehmer des Pendels ausgelöst wird. Die hierfür notwendigen Kräfte variieren, wenn auch minimal, mit dem Antriebsmoment des Gangrads, denn nur durch die Überwindung der Haltekräfte zwischen Palette und Ruhefläche ist die Öffnung möglich. Damit wird dem Pendel in dem kurzen Moment während der Öffnung des Gangrads Energie entzogen, wenn auch nur minimal.Even if the free gravity inhibition has the great advantage of supplying energy to the pendulum through weight levers and not through the drive torque of the gear wheel, and thus the irregularities in the drive of the gear wheel are largely isolated from the pendulum, as is the case with other escapements such. B. the Graham escapement is the case, there is also the disadvantage that the opening of the gear wheel is triggered by the movement of the pallets along the resting surfaces by the pendulum or the driver of the pendulum. The forces required for this vary, albeit minimally, with the drive torque of the gear wheel, because the opening is only possible by overcoming the holding forces between the pallet and the resting surface. In this way, energy is withdrawn from the pendulum in the brief moment during the opening of the gear wheel, even if only minimally.
Da die Periodendauer (Ganggenauigkeit) direkt von der Energiezufuhr des Pendels abhängig ist, kann auch diese Ausführung der freien Schwerkrafthemmung nicht als gänzlich frei angesehen werden.Since the period duration (accuracy) is directly dependent on the energy supply of the pendulum, this version of the free gravity check cannot be viewed as completely free.
Um sich die hohe Empfindlich des beschriebenen Systems vor Augen zuführen, soll hier kurz die erreichte herausragende Präzision bei Gangabweichungen von z. B. 0,010 Sekunden pro Tag beleuchtet werden: In einem Tag schwingt das Pendel 86.400 mal (60 s x 60 min x 24 h) und legt am unteren Ende des Pendels bei einer Pendelschwingung z. B. 40 mm zurück, also insgesamt rund 3.456 m. Eine Gangabweichung von z. B. 0,010 Sekunden täglich, bedeutet bezogen auf den zurückgelegten Weg einen Wegfehler von 0,4 mm, dies entspricht einem Wegfehler von 0,000012 %. Insoweit wird vorstellbar, wie sich kleinste Schwankungen des Antriebmoments des Gangrads beim Öffnen auf die Ganggenauigkeit einer Präzisionspendeluhr auswirken können. Anderseits wird ersichtlich, welch herausragende Präzisionsuhren bereits vor rund 120 Jahren entwickelt und eingesetzt wurden.In order to visualize the high sensitivity of the system described, the outstanding precision achieved with rate deviations of z. B. 0.010 seconds per day are illuminated: In one day, the pendulum swings 86,400 times (60
Eine Weiterentwicklung bei Hemmungen wird in
Nachteilig bei dieser Weiterentwicklung sind jedoch der hohe mechanische Aufwand und die angewendeten Wirkprinzipien, die zu einer erhöhten Empfindlichkeit gegen Verschleiß und einem erhöhten Wartungsaufwand im jahrelangen Betrieb führen. Gegenüber dem erstgenannten Stand der Technik erhöht sich die Anzahl der Bauteile der Hemmung signifikant. Zwei Schalträder mit zwei Schaltradlagerungen, zwei Stützhebel mit zwei Schaltradwellen mit zwei Freischnitten, zwei Stützhebellagerungen und vier Stützhebelanschlägen, zwei Hemmungsnocken, zwei Rückholnocken, zwei Wippennocken, eine Wippe mit zwei Wippenfedern, zwei Hebestiften und einer Wippenlagerung und zwei Gewichthebel mit zwei Anschlägen und mit den Gewichthebellagerungen sind bei dieser komplizierten Vorrichtung notwendig.
Die Hebung der Gewichthebel erfolgt über die Hebestifte in der Wippe, die von den Wippennocken zeitweise bewegt werden. Die Stützhebel werden zweitweise von den Rückholnocken bewegt. Zwischen sämtlichen Nocken und den jeweiligen Bewegungspartnern tritt eine ständige Gleitreibung auf, die allerhöchste Anforderungen an eine dauerhaft wirksame Schmierung stellt. Die Alterung der Schmiermittel stellt im jahrelangen Dauerbetrieb eine chronische Schwachstelle des Verschleißes und des Ausfalls dar, der nur mit einer regelmäßigen Wartung begegnet werden kann.
Insoweit offenbart dieser Stand der Technik ein kluges Wirkprinzip für die Auslösung der Hemmung einzig durch das Anheben der Gewichthebel durch das Pendel, jedoch mit dem Kompromiss, einen deutlich höheren Aufwand bei Mechanik und Wartung in Kauf zu nehmen zu müssen.Disadvantages of this further development, however, are the high mechanical complexity and the applied operating principles, which lead to increased sensitivity to wear and tear and increased maintenance costs over many years of operation. Compared to the first mentioned prior art, the number of components of the escapement increases significantly. Two ratchet wheels with two ratchet wheel bearings, two support levers with two ratchet wheel shafts with two cutouts, two support lever bearings and four support lever stops, two inhibition cams, two return cams, two rocker cams, one rocker with two rocker springs, two lifting pins and one rocker bearing and two weight levers with two stops and with the Weight lever bearings are necessary in this complicated device.
The weight levers are lifted using the lifting pins in the rocker, which are temporarily moved by the rocker cams. The support levers are moved twice by the return cams. There is constant sliding friction between all cams and the respective movement partners, which places the highest demands on permanently effective lubrication. The aging of the lubricant is a result of years of continuous operation chronic weak point of wear and tear, which can only be countered with regular maintenance.
In this respect, this prior art reveals a clever operating principle for triggering the inhibition solely by lifting the weight lever with the pendulum, but with the compromise of having to accept a significantly higher effort in terms of mechanics and maintenance.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Öffnung des Gangrads durch die Paletten vom Pendel vollständig zu isolieren und damit Schwankungen des Antriebsmoments des Gangrads gänzlich vom Pendel zu isolieren. Hierdurch wird eine vollständig freie Schwerkrafthemmung realisiert. Ferner liegt die Aufgabe zugrunde die erreichbare Ganggenauigkeit einer Pendeluhr weiter zu verbessern.The invention is based on the object of completely isolating the opening of the gear wheel through the pallets from the pendulum and thus completely isolating fluctuations in the drive torque of the gear wheel from the pendulum. This realizes a completely free gravity inhibition. Furthermore, the task is to further improve the achievable accuracy of a pendulum clock.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche definiert.The solution to the problem is defined by the features of the claims.
Gemäß der Erfindung umfaßt die freie Schwerkrafthemmung zwei Gewichthebel mit je einem Hebestift und einem Ruhebalken mit zwei Ruhepaletten. Die Gewichthebel stehen zeit- und wechselweise mit dem Pendel bzw. Mitnehmer des Pendels in Kontakt, und auch zeit- und wechselweise mit dem Ruhebalken. Die Hebestifte werden zeit- und wechselweise vom Heberad des Gangrads gehoben, wodurch die Gewichthebel gehoben werden. Die Ruhepaletten greifen zeit- und wechselweise in ein Ruherad des Gangrads ein.According to the invention, the free gravity inhibition comprises two weight levers, each with a lifting pin and a resting bar with two resting pallets. The weight levers are temporarily and alternately in contact with the pendulum or driver of the pendulum, and also alternately with the rest bar. The lifting pins are temporarily and alternately lifted from the lifting wheel of the gear wheel, whereby the weight levers are lifted. The resting pallets intervene temporarily and alternately in a resting wheel of the gear wheel.
Die Achse des Gangrads schneidet die Lotachse des Pendels und steht senkrecht auf der Schwingebene des Pendels. Das Gangrad weist ein Ruherad mit Ruheflächen und ein Heberad mit Hebeflächen auf. Das Pendel schwingt um eine Schwingachse, um die auch die Gewichthebel und der Ruhebalken schwingen. Die Gewichthebel mit den Hebestiften sind spiegelsymmetrisch zur Lotachse des Pendels gelagert. Die Ruhepaletten sind spiegelsymmetrisch zur Lotachse des Ruhebalkens in diesem fixiert.The axis of the gear wheel intersects the plumb axis of the pendulum and is perpendicular to the plane of oscillation of the pendulum. The gear wheel has a resting wheel with resting surfaces and a lifting wheel with lifting surfaces. The pendulum swings around a swing axis, around which the weight levers and the resting beam also swing. The weight levers with the lifting pins are mounted mirror-symmetrically to the vertical axis of the pendulum. The resting pallets are fixed in mirror symmetry to the vertical axis of the resting beam.
Der auf dem Heberad ruhende Gewichthebel wird vom aufschwingenden Pendel bis zum Totpunkt mitgenommen. Am Totpunkt kehrt sich die Bewegung um und der Abschwung des Pendels mit Gewichthebel setzt ein. Während des Abschwungs führt der Gewichthebel dem Pendel solange Energie zu, bis der Gewichthebel auf den Ruhebalken trifft. Die Trägheit des Ruhebalkens führt zu einem kurzen Abbremsen des abschwingenden Gewichthebels. Hierdurch löst sich der Kontakt zum Pendel, das seine Schwingbewegung frei fortsetzt und so dem Gewichthebel davoneilt. Durch die Gewichtskraft des Gewichthebels wird dessen Abschwung weiter fortgesetzt, wodurch die Verlagerung des Ruhebalkens weiter fortschreitet und schließlich eine Ruhepalette das Gangrad öffnet. Das Gangrad dreht so lange, bis es durch das Auftreffen auf die andere Ruhepalette gestoppt wird. Durch die Drehung des Gangrads wird derjenige Gewichthebel von einer Hebefläche gehoben, der zuvor im Abschwung befindlich war. Das Öffnen des Gangrads erfolgt also durch die Bewegung eines Gewichthebels, während das Pendel bereits von diesem völlig frei ist. Das Pendel ist somit vom Vorgang des Öffnens des Gangrads gänzlich isoliert. Die Energiezufuhr des Pendels erfolgt hierbei in einem Abschnitt durch die Gewichthebel, in denen die Gewichthebel keine zusätzliche Energie zum Öffnen des Gangrads entzogen wird und dadurch eine unveränderliche Energiemengen übertragen wird. Schwankungen im Drehmoment des Gangrads führen lediglich zu Veränderungen der Bewegungen des Ruhebalkens und der Gewichthebel, während das Pendel (hiervon isoliert) frei schwingt.The weight lever resting on the lifting wheel is carried along by the swinging pendulum to dead center. At the dead center the movement is reversed and the downswing of the pendulum with the weight lever begins. During the downswing, the weight lever supplies the pendulum with energy until the weight lever hits the rest beam. The inertia of the resting beam causes the weight lever to slow down briefly. This releases contact with the pendulum, which continues its swinging motion freely and thus hurries away from the weight lever. Due to the weight of the weight lever, its downswing is continued, whereby the displacement of the rest bar continues and finally a rest pallet opens the gear wheel. The gear wheel rotates until it is stopped by hitting the other resting pallet. The rotation of the gear wheel lifts that weight lever from a lifting surface that was previously in the downswing. The gear wheel is opened by moving a weight lever while the pendulum is already completely free of it. The pendulum is thus completely isolated from the process of opening the gear wheel. The energy supply of the pendulum takes place in a section through the weight levers, in which the weight levers no additional energy for opening the gear wheel is withdrawn and thereby an unchangeable amount of energy is transmitted. Fluctuations in the torque of the gear wheel only lead to changes in the movements of the rest beam and the weight levers, while the pendulum (isolated therefrom) swings freely.
Im Folgenden wird der Schwingungszyklus näher erklärt: Ausgehend von einer Schwingung, die in dem Moment beginnt, in dem das Pendel sich an der Position seiner Lotachse befindet, bewegt es sich mit seiner maximalen Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn nach links. Das Pendel wird hierbei über den Mitnehmer nur solange vom rechten Gewichthebel getrieben, bis dieser auf den Ruhebalken trifft und verlangsamt wird. Hierdurch löst sich der Kontakt des Mitnehmers des Pendels vom rechten Gewichthebel. Der rechte Gewichthebel setzt seinen Abschwung weiter fort und verlagert den Ruhebalken und damit auch die linke Ruhepalette, die in das Ruherad eingreift. Auf dem Weg des Aufschwungs zum linken Totpunkt nimmt der Mitnehmer des Pendels den bereits vom Gangrad gehobenen linken Gewichthebel mit, dessen Hebestift auf dem Heberad ruht. Durch die weitere Pendelschwingung hebt der Hebestift des linken Gewichthebels nun vom Heberad ab. Kurze Zeit danach wird das Gangrad durch die Verlagerung der linken Ruhepalette infolge des Abschwungs des rechten Gewichthebels geöffnet und beginnt seine Drehung. Der linke Gewichthebel wird bis zum Erreichen des linken Totpunkts gehoben. Die sich parallel vollziehende Drehung des Gangrads bewirkt, dass das Heberad den rechten Gewichthebel hebt. Der Abschluss der Drehbewegung des Gangrads wird durch ein Eingreifen der rechten Ruhepalette des Ruhebalkens in das Ruherad mit dem Erreichen einer Ruhefläche eingeleitet. Während des Abschwungs des linken Gewichthebels wird dem Pendel solange Energie zugefügt, bis der linke Gewichthebel in Kontakt mit dem Ruhebalken tritt und verlangsamt wird und dadurch den Kontakt zum Mitnehmer des Pendels verliert. Das Pendel nimmt beim rechten Aufschwung nun den auf dem Heberad ruhenden rechten Gewichthebel auf, bis der rechte Totpunkt erreicht wird. Im letzten Abschnitt des Abschwungs des linken Gewichthebels erfolgt die Verlagerung des Ruhebalkens nach rechts und die Öffnung des Ruherads, ohne dass das Pendel mit dem linken Gewichthebel in Kontakt steht. Während des Abschwungs vom rechten Totpunkt wird auch hier dem Pendel vom rechten Gewichthebel so lange Energie zugeführt, bis dieser auf den Ruhebalken trifft und verlangsamt wird, wodurch der Kontakt von Mitnehmer des Pendels und rechtem Gewichthebel aufgehoben wird. Nun schließt sich der Schwingungszyklus.The oscillation cycle is explained in more detail below: Based on an oscillation that begins at the moment when the pendulum is at the position of its plumb axis, it moves clockwise to the left at its maximum speed. The pendulum is only driven by the right weight lever via the driver until it hits the rest bar and is slowed down. This releases the contact between the pendulum driver and the right weight lever. The right weight lever continues its downswing and shifts the rest bar and thus also the left rest pallet, which engages in the rest wheel. On the way of the upswing to the left dead center, the driver of the pendulum takes the left weight lever, which has already been lifted from the gear wheel and whose lifting pin rests on the lifting wheel. Due to the further pendulum oscillation, the lifting pin of the left weight lever now lifts off the lifting wheel. Shortly thereafter, the gear wheel is opened by the shifting of the left resting pallet as a result of the downswing of the right weight lever and begins to rotate. The left weight lever is raised until the left dead center is reached. The parallel rotation of the gear wheel causes the lift wheel to lift the right weight lever. The completion of the rotary movement of the gear wheel is initiated by the right resting pallet of the resting bar engaging the resting wheel upon reaching a resting surface. During the downswing of the left weight lever, energy is added to the pendulum until the left weight lever comes into contact with the rest beam and is slowed down, thereby losing contact with the pendulum driver. During the right upward swing, the pendulum takes the right one resting on the lifting wheel Weight lever up until the right dead center is reached. In the last section of the downswing of the left weight lever, the rest bar is shifted to the right and the rest wheel is opened without the pendulum being in contact with the left weight lever. During the downswing from the right dead center, the pendulum is supplied with energy from the right weight lever until it hits the rest bar and is slowed down, whereby the contact between the driver of the pendulum and the right weight lever is canceled. Now the cycle of oscillation closes.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass ein Kontakt von Pendel bzw. Mitnehmer des Pendels mit den Gewichthebeln und ein Kontakt der Gewichthebel mit dem Ruhebalken über Stellschrauben erfolgt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die mechanischen Toleranzen dieser Bauteile und dem Gangrad durch feinste Justierungen der Stellschrauben ausgleichbar sind. Hierdurch können mögliche Unterschiede der Abschnitte, in denen dem Pendel Energie zugeführt wird, vollständig ausgeglichen werden, sodass die Energiezufuhr beim rechten Abschwung identisch zu dem des linken Abschwungs ist und damit die Periodendauern beider Schwingungsbögen identisch sind.It has proven to be particularly advantageous that contact between the pendulum or the driver of the pendulum with the weight levers and contact between the weight levers and the rest bar takes place via adjusting screws. In this way it can be ensured that the mechanical tolerances of these components and the gear wheel can be compensated for by the finest adjustments of the adjusting screws. In this way, possible differences in the sections in which energy is supplied to the pendulum can be completely compensated, so that the energy supply in the right downswing is identical to that in the left downswing and the periods of both oscillation arcs are therefore identical.
Als besonders vorteilhaft für die Verbesserung der Ganggenauigkeit hat sich erwiesen, dass die Energiezufuhr des abschwingenden Gewichthebels auf das Pendel in einem Winkelbereich von +0,4° bis -0,4°, bezogen auf die Lotachse (0°), endet, da in diesem Bereich die Geschwindigkeit des Pendels am höchsten ist. Hierdurch wirken sich mögliche kleinste Unterschiede der zwischen dem linken und rechten Endpunkt praktisch nicht mehr aus.It has proven to be particularly advantageous for improving the accuracy that the energy supply of the swinging weight lever to the pendulum ends in an angular range of + 0.4 ° to -0.4 °, based on the plumb axis (0 °), since in in this area the speed of the pendulum is highest. As a result, the smallest possible differences between the left and right end point practically no longer have any effect.
Besonders vorteilhaft für die Sicherstellung einer konstanten Energiezufuhr des Pendels ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen freien Schwerkrafthemmung derart, dass beim Aufschwung die Hebung des Gewichthebels durch das Pendel zeitlich vor der Öffnung des Gangrads liegt. Damit wird sichergestellt, dass sich das Gangrad in Ruhe befindet und damit die Stellung des Gewichthebels stets konstant ist. Particularly advantageous for ensuring a constant supply of energy to the pendulum is an embodiment of the free gravity retardation according to the invention such that when the pendulum rises, the lifting of the weight lever by the pendulum occurs before the opening of the gear wheel. This ensures that the gear wheel is at rest and that the position of the weight lever is always constant.
Die Verwendung von Biegefedern für die schwingbare Lagerung des Pendels stellen den Stand der Technik dar. Gleichsam hat sich als besonders vorteilhaft die schwingbare Lagerung der Gewichthebel und des Ruhebalkens durch die Verwendung gleichartiger Biegefedern erwiesen. Eine geometrisch gleichartige Ausgestaltung aller Biegefedern ermöglicht eine Anordnung, durch die sämtliche Schwingachsen der Biegefedern auf derselben räumlichen Achse liegen. Hierdurch wird erreicht, dass an den Kontaktstellen zwischen Pendel bzw. Mitnehmer des Pendels und den Gewichthebel keine Gleitreibungen entstehen, die einen undefinierten Energieverbrauch bewirken würden. Dasselbe gilt für die Kontaktstellen zwischen den Gewichthebeln und dem Ruhebalken. Biegefeldern haben den Vorteil, dass ihre Biegeeigenschaften über Jahrzehnte konstant sind und damit keine schwankenden Einflüsse auf die Hemmung entstehen können.The use of spiral springs for the swingable mounting of the pendulum represent the state of the art. At the same time, the swingable mounting of the weight levers and the rest beam through the use of similar flexible springs has proven to be particularly advantageous. A geometrically similar configuration of all spiral springs enables an arrangement through which all oscillation axes of the spiral springs lie on the same spatial axis. This ensures that no sliding friction occurs at the contact points between the pendulum or driver of the pendulum and the weight lever, which would cause undefined energy consumption. The same applies to the contact points between the weight levers and the resting beam. Bending fields have the advantage that their bending properties are constant over decades and therefore no fluctuating influences can arise on the escapement.
Insbesondere bei der alternativen Verwendung einer Schneidenlagerung für das Pendel, wie im Stand der Technik gezeigt, hat sich für die erfindungsgemäßen Gewichthebel und den Ruhebalken die Lagerung mittels Gelenken erwiesen, da die Schwenkachsen der Gelenke mit der Raumachse ihrer Lagerstifte übereinstimmen und so einfache zueinander ausgerichtet werden können, sodass sämtliche Schwingachsen auf derselben räumlichen Achse liegen.Particularly with the alternative use of a knife-edge bearing for the pendulum, as shown in the prior art, the bearing by means of joints has proven for the weight levers according to the invention and the rest beam, since the pivot axes of the joints coincide with the spatial axis of their bearing pins and are thus easily aligned with one another so that all oscillation axes lie on the same spatial axis.
Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Lagerung der Gewichthebel und des Ruhebalkens gemeinsam mit der Lagerung des Pendels in einem gemeinsamen Klemmkopf auszuführen, da hierdurch in besonders einfacher Weise eine Ausrichtung ihrer Schwingachsen auf einer gemeinsamen räumlichen Achse erreicht werden kann.Furthermore, it has proven to be advantageous to carry out the mounting of the weight levers and the rest beam together with the mounting of the pendulum in a common clamping head, since this allows their oscillating axes to be aligned on a common spatial axis in a particularly simple manner.
FigurenlisteFigure list
Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Figuren zeigen:
-
1 Freie Schwerkrafthemmung mit Pendel und Gangrad in Seitenansicht -
2 Freie Schwerkrafthemmung mit Pendel und Gangrad in Vorderansicht -
3a Freie Schwerkrafthemmung mit Pendel und Gangrad in Seitenansicht von rechts -
3b Freie Schwerkrafthemmung mit Pendel und Gangrad in Seitenansicht von links -
4a vereinfachte räumliche Ansicht auf Ruhebalken von rechts -
4b vereinfachte räumliche Ansicht auf Ruhebalken von links -
5a vereinfachte räumliche Ansicht auf linken Gewichthebel von rechts -
5b vereinfachte räumliche Ansicht auf linken Gewichthebel von links -
6a vereinfachte räumliche Ansicht auf rechte Gewichthebel von links -
6b vereinfachte räumliche Ansicht auf rechten Gewichthebel von rechts Figurengruppe 7 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition auf der Lotachse bei 0°- Figurengruppe 8 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition bei 0,3°
Figurengruppe 9 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition bei 0,4°Figurengruppe 10 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition 0,7°am Totpunkt bei Figurengruppe 11 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition auf der Lotachse bei 0°- Figurengruppe 12 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition bei -0,3°
Figurengruppe 13 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition bei -0,4°Figurengruppe 14 Freie Schwerkrafthemmung mit Details bei einer Pendelposition am Totpunkt bei -0,7°-
15 Diagrammblatt -
16 Ruhebalken mit Lagerung
-
1 Free gravity escapement with pendulum and gear wheel in side view -
2 Free gravity escapement with pendulum and gear wheel in front view -
3a Free gravity escapement with pendulum and gear wheel in side view from the right -
3b Free gravity escapement with pendulum and gear wheel in side view from the left -
4a Simplified spatial view of the rest bar from the right -
4b Simplified spatial view of the rest bar from the left -
5a Simplified three-dimensional view of the left weight lever from the right -
5b simplified spatial view of the left weight lever from the left -
6a simplified spatial view of the right weight lever from the left -
6b Simplified three-dimensional view of the right weight lever from the right -
Figure group 7 Free gravity escapement with details in a pendulum position on the plumb line at 0 ° - Figure group 8 Free gravity escapement with details in a pendulum position at 0.3 °
-
Figure group 9 Free gravity escapement with details in a pendulum position at 0.4 ° -
Figure group 10 Free gravity escapement with details in a pendulum position at the dead center at 0.7 ° -
Figure group 11 Free gravity escapement with details in a pendulum position on the plumb line at 0 ° - Figure group 12 Free gravity escapement with details in a pendulum position at -0.3 °
-
Figure group 13 Free gravity escapement with details in a pendulum position at -0.4 ° -
Figure group 14 Free gravity inhibition with details in a pendulum position at dead center at -0.7 ° -
15th Chart sheet -
16 Rest beam with storage
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention
Die Offenbarung der erfindungsgemäßen Ausführung der freie Schwerkrafthemmung erfolgt im Folgenden durch Figuren, die durch gezieltes Ausblenden einzelner Bauteile und in verschiedenen Perspektiven schrittweise verdeutlicht wird. Erst durch das Studium mehrerer Figuren und Figurengruppen erschließen sich die Funktionen der freien Schwerkrafthemmung, die schließlich einen Schwingungszyklus beschreiben.The disclosure of the embodiment according to the invention of the free gravity inhibition takes place in the following through figures, which are illustrated step by step by deliberately hiding individual components and in different perspectives. Only by studying several figures and groups of figures can the functions of the free gravity restraint, which ultimately describe a cycle of oscillation, be understood.
Figur 1Figure 1
Zum Erhalt einer besseren Übersichtlichkeit wird in dieser und nachfolgenden Figuren auf die Darstellung weiterer funktional notwendiger Bauteile verzichtet, die für die Offenbarung der Erfindung keinen Beitrag leisten und aus dem Stand der Technik bereits vorbekannt sind. Diese Bauteile sind z. B. das Gehäuse zum Aufnehmen und Halten der Pendeluhr, ein komplettes Räderwerk zum Antrieb des Gangrads, mit dem Räderwerk verbundene Zeiger (Minutenzeiger, Stundenzeiger) nebst Zifferblatt zum Anzeigen der Uhrzeit und weitere Teile des Uhrwerks.In order to obtain a better clarity, further functionally necessary components are not shown in this and subsequent figures, which make no contribution to the disclosure of the invention and are already known from the prior art. These components are z. B. the case for holding and holding the pendulum clock, a complete gear train to drive the gear wheel, pointers connected to the gear train (minute hand, hour hand) along with a dial to display the time and other parts of the clockwork.
Das Räderwerk
Das Pendel
Am unteren Ende der Ruhebalkenfeder
Am unteren Ende jeweils zweier Gewichthebelfedern
Die Schwingbewegung des Pendels
Dadurch, dass die Pendelfedern
Figur 2Figure 2
Am unteren Ende der Pendelstange
Im oberen Bereich befindet sich der ortsfeste Klemmkopf
Figur 3aFigure 3a
Mit dem Pendelkopf
Figur 3bFigure 3b
Hervorzuheben ist, dass die Ausführung des linken Gewichthebels
Figur 4aFigure 4a
Figur 4bFigure 4b
Figur 5aFigure 5a
In
Figur 5bFigure 5b
Figur 6aFigure 6a
Figur 6bFigure 6b
Sichtbar wird jedoch hierdurch, dass die Ausführung der beiden Gewichthebel
Figurengruppen 7 bis 14
Die nachfolgenden Figurengruppen 7 bis 14 stellen in gleichartig wiederkehrenden Darstellungen den Schwingungszyklus des Pendels an definierten Positionen dar. In einer Figurengruppe wird eine Sammlung von Figuren zusammengefasst, deren Anfangsnummern dieselbe sind. Durch die starke Vergrößerung einzelner Bildbereiche einzelner Figuren wird die Funktion der Hemmung im Zusammenspiel mit Pendel und Gangrad verdeutlicht, wodurch die Bewegungsabläufe der erfindungsgemäßen freien Schwerkrafthemmung in geeigneter Weise offenbart werden. In den Figurengruppen 7 bis 14 sind allen Figurennummern mit der Endung a (7.2a, 7.3a, 8.2a, usw.) je zwei weitere Figuren mit den Figurennummern mit den Endungen b und c zugeordnet, die einen Detailausschnitt der korrespondierenden Figur mit der Figurennummer mit Endung a darstellen; sie stellen gewissermaßen einen Zoom dar.The following groups of figures 7 to 14 show the oscillation cycle of the pendulum at defined positions in similarly recurring representations. In a group of figures, a collection of figures is combined with the same starting numbers. The strong enlargement of individual image areas of individual figures makes the function of the inhibition in interaction with pendulum and gear wheel clear, whereby the movement sequences of the free gravity inhibition according to the invention are disclosed in a suitable manner. In the
Bei einer Position des Pendels auf der Lotachse
Bei einer Position des Pendels bei 0,3° ist die Figurengruppe 8 dargestellt.When the pendulum is in a position of 0.3 °, the group of figures 8 is shown.
Bei einer Position des Pendels bei 0,4° ist die Figurengruppe 9 dargestellt.When the pendulum is in a position at 0.4 °, the group of figures 9 is shown.
Bei einer Skalenmarkierung am Totpunkt des Pendels bei 0,7° ist die Figurengruppe 10 dargestellt, wie auch bei -0,7° in der Figurengruppe 14.With a scale marking at the dead center of the pendulum at 0.7 °, the group of figures 10 is shown, as is the case of -0.7 ° in the group of figures 14.
Bei einer Position des Pendels bei -0,3° ist die Figurengruppe 12 dargestellt.When the pendulum is in a position of -0.3 °, the group of figures 12 is shown.
Bei einer Position des Pendels bei -0,4° ist die Figurengruppe 13 dargestellt.When the pendulum is in a position of -0.4 °, the group of figures 13 is shown.
Figuren 7, 8.1, 9.1, 10.1, 11.1, 12.1, 13.1, 14.1Figures 7, 8.1, 9.1, 10.1, 11.1, 12.1, 13.1, 14.1
In den
Figuren 7.2a, 8.2a, 9.2a, 10.2a, 11.2a, 12.2a, 13.2a, 14.2aFigures 7.2a, 8.2a, 9.2a, 10.2a, 11.2a, 12.2a, 13.2a, 14.2a
Eine vereinfachte Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Blick auf das Ruherad
Figuren 7.3a, 8.3a, 9.3a, 10.3a, 11.3a, 12.3a, 13.3a, 14.3aFigures 7.3a, 8.3a, 9.3a, 10.3a, 11.3a, 12.3a, 13.3a, 14.3a
Eine vereinfachte Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Blick auf den Mitnehmer
Figuren 7.4a, 8.4a, 9.4a, 10.4a, 11.4a, 12.4a, 13.4a, 14.4aFigures 7.4a, 8.4a, 9.4a, 10.4a, 11.4a, 12.4a, 13.4a, 14.4a
Eine vereinfachte Ansicht von unten der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Blick auf die Gewichthebel
Figuren 7.5a, 8.5a, 9.5a, 10.5a, 11.5a, 12.5a, 13.5a, 14.5 aFigures 7.5a, 8.5a, 9.5a, 10.5a, 11.5a, 12.5a, 13.5a, 14.5 a
Eine vereinfachte Ansicht von hinten der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Blick auf die Hebestifte
Figuren 7 bis 7.5cFigures 7 to 7.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 7 sind bei einer Pendelposition auf der Lotachse
In
Figuren 8 bis 8.5cFigures 8 to 8.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 8 sind bei einer Pendelposition bei 0,3° dargestellt. Das Pendel ist im Aufschwung
In
Figuren 9 bis 9.5cFigures 9 to 9.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 9 sind bei einer Pendelposition bei 0,4° dargestellt. Das Pendel ist im Aufschwung
In
Figuren 10 bis 10.5cFigures 10 to 10.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 10 sind bei einer Pendelposition am linken Totpunkt bei einer Skalenmarkierung bei 0,7° dargestellt.All figures of
In
Figuren 11 bis 11.5cFigures 11 to 11.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 11 sind bei einer Pendelposition auf der Lotachse
In
Figuren 12.1 bis 12.5cFigures 12.1 to 12.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 12 sind bei einer Pendelposition bei -0,3° dargestellt. Das Pendel ist im Aufschwung
In
Figuren 13 bis 13.5cFigures 13 to 13.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 13 sind bei einer Pendelposition bei -0,4° dargestellt. Das Pendel ist im Aufschwung
In
Figuren 14 bis 14.5cFigures 14 to 14.5c
Alle Figuren der Figurengruppe 14 sind bei einer Pendelposition am rechten Totpunkt bei einer Skalenmarkierung bei -0,7° dargestellt.All figures of
In
Mit dem Abschwung des Pendels vom rechten Totpunkt nach links schließt sich mit dem Erreichen der Lotachse (Figurengruppe 7) der Schwingungszyklus und beginnt von Neuem.With the swing of the pendulum from the right dead center to the left, the oscillation cycle closes with the reaching of the plumb line (group of figures 7) and begins again.
Figur 15Figure 15
Im oberen Diagramm wird der sinusförmige Schwingungsverlauf der Pendelschwingung über einen Zeitraum von 2 Sekunden dargestellt. Bei einer Pendelposition von 0° steht das Pendel auf der Lotachse. Da jede volle Sekunde die Lotachse geschnitten wird, handelt es sich beim Diagrammblatt
Eine weiteres, unter dem oberen Diagramm liegendes Diagramm, zeigt den Kurvenverlauf des linken Gewichthebels. Wenn das Pendel um 0,4° nach links geschwungen ist, trifft es auf den linken Gewichthebel und nimmt ihn mit derselben Geschwindigkeit wie das Pendel selbst mit. Bis zum Erreichen des linken Totpunkts bei 0,7° bzw. nach 0,5 Sekunden wird dem Pendel vom Gewichthebel Energie entzogen. Erst beim Abschwung von 0,7° bis zum Erreichen der Lotachse bei 0° führt der linke Gewichthebel dem Pendel Energie zu. Die Zufuhr von Energie im Winkelbereich von 0,7° bis 0,4° kompensiert den Energiebedarf, der beim Heben des linken Gewichthebels von 0,4° bis zum Totpunkt verbraucht wurde. Erst die Energiezufuhr beim Abschwung von 0,4° bis 0° stellt einen Energieüberschuss dar und dient dem Antrieb des Pendels. Mit dem Erreichen der Lotachse tritt der linke Gewichthebel mit dem Ruhebalken in Kontakt, wodurch dieser verlangsamt wird und sich vom Mitnehmer des Pendels ablöst. Das Pendel eilt so dem langsameren linken Mitnehmer davon. Dieser erfindungsgemäße Effekt führt zur vollständigen Isolierung des Pendels vom Vorgang des Öffnens des Gangrads. Der Abschwung des linken Gewichthebels läuft bis etwa -0,3° fort, bis die Öffnung des Gangrads stattfindet, dann wird der linke Gewichthebel vom Heberad erneut auf einen Winkelwert von 0,4° gehoben.Another diagram below the diagram above shows the curve of the left weight lever. When the pendulum swings 0.4 ° to the left, it hits the left weight lever and takes it along at the same speed as the pendulum itself. Energy is withdrawn from the pendulum by the weight lever until it reaches the left dead center at 0.7 ° or after 0.5 seconds. The left weight lever only supplies energy to the pendulum when it swings down by 0.7 ° until it reaches the plumb line at 0 °. The supply of energy in the angular range from 0.7 ° to 0.4 ° compensates for the energy requirement that was consumed when lifting the left weight lever from 0.4 ° to dead center. Only the supply of energy during the downswing from 0.4 ° to 0 ° represents an energy surplus and serves to drive the pendulum. When the plumb line is reached, the left weight lever comes into contact with the resting beam, which slows it down and detaches itself from the pendulum driver. The pendulum hurries away from the slower left driver. This effect according to the invention leads to the complete isolation of the pendulum from the process of opening the gear wheel. The downswing of the left weight lever continues to about -0.3 ° until the gear wheel opens, then the left weight lever is raised again by the lifting wheel to an angle of 0.4 °.
Ein weiteres darunter liegendes Diagramm zeigt den Kurvenverlauf des rechten Gewichthebels, der um genau 1 Sekunde verschoben zum Kurvenverlauf des linken Gewichthebels ist und bedingt durch die symmetrischen, aber umgekehrten Bewegungsabläufe, um die Abszisse gespiegelt ist.Another diagram below shows the curve of the right weight lever, which is shifted by exactly 1 second to the curve of the left weight lever and is mirrored around the abscissa due to the symmetrical but reversed movement sequences.
Ein unteres Diagramm zeigt die Schwingungen des Ruhebalkens, der sich, getrieben durch die Gewichthebel beim Durchgang des Pendels durch die Lotachse bis etwa 0,3° bzw. -0,3° verlagert und so über die Ruhepaletten das Gangrad öffnet. Die Drehung des Gangrads wird beim nächsten Kontakt einer Ruhefläche des Ruherads mit einer Ruhepalette des Ruhebalkens beendet, wodurch der Ruhebalken erneut seine Stellung bei 0° einnimmt. A lower diagram shows the vibrations of the rest beam, which, driven by the weight lever, shifts to about 0.3 ° or -0.3 ° when the pendulum passes through the plumb line and thus opens the gear wheel via the rest pallets. The rotation of the gear wheel is stopped the next time a resting surface of the resting wheel comes into contact with a resting pallet of the resting bar, as a result of which the resting bar again assumes its position at 0 °.
Figur 16Figure 16
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1 -1 -
- PendelPendulum
- 2 -2 -
- PendelstangePendulum rod
- 3 -3 -
- PendelgewichtPendulum weight
- 4 -4 -
- PendelbolzenPendulum bolt
- 5 -5 -
- PendelkopfPendulum head
- 6 -6 -
- MitnehmerCarrier
- 7 -7 -
- PendelfederPendulum spring
- 8 -8th -
- KlemmschraubeClamping screw
- 9 -9 -
- KlotzChunk
- 10 -10 -
- linker Gewichthebelleft weight lever
- 11 -11 -
- rechter Gewichthebelright weight lever
- 13 -13 -
- HebestiftLifting pin
- 14 -14 -
- GewichthebelfederWeight lever spring
- 16 -16 -
- StellschraubeAdjusting screw
- 17 -17 -
- Brückebridge
- 18 -18 -
- Armpoor
- 19 -19 -
- StellschraubeAdjusting screw
- 20 -20 -
- KlemmkopfClamping head
- 22 -22 -
- ZapfenCones
- 30 -30 -
- RuhebalkenRest bar
- 31 -31 -
- RuhepaletteCalm palette
- 34 -34 -
- RuhebalkenfederRest beam spring
- 40 -40 -
- GangradGear wheel
- 41 -41 -
- HeberadLifting wheel
- 42 -42 -
- HebeflächeLifting platform
- 43 -43 -
- RuheradResting bike
- 44 -44 -
- RuheflächeResting area
- 45 -45 -
- Wellewave
- 46 -46 -
- Ritzelpinion
- 50 -50 -
- RäderwerkGear train
- 51 -51 -
- Zahnradgear
- 52 -52 -
- ZahnradwelleGear shaft
- 60 -60 -
- Skalascale
- 70 -70 -
- SchwingachseSwing axis
- 71 -71 -
- LotachsePlumb line
- 72 -72 -
- Skalenmarkierung am TotpunktScale mark at dead center
- 80 -80 -
- AbschwungDownturn
- 81 -81 -
- AufschwungBoom
- 82 -82 -
- DrehbewegungRotary motion
- 90 -90 -
- KontaktContact
- 91 -91 -
- offene Kontaktstelleopen contact point
- 100 -100 -
- Hemmunginhibition
- 110 -110 -
- LagerhalterWarehouse keeper
- 111 -111 -
- LagerstiftBearing pin
- 112 -112 -
- LagerschwingeSwing arm
- 113 -113 -
- Gelenkjoint
- 200 -200 -
- DiagrammblattChart sheet
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019008008.4A DE102019008008B3 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Free gravity escapement for pendulum clocks, especially precision pendulum clocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019008008.4A DE102019008008B3 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Free gravity escapement for pendulum clocks, especially precision pendulum clocks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102019008008B3 true DE102019008008B3 (en) | 2021-02-25 |
Family
ID=74495213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102019008008.4A Active DE102019008008B3 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Free gravity escapement for pendulum clocks, especially precision pendulum clocks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102019008008B3 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021002591A1 (en) | 2021-01-01 | 2022-07-07 | Heiner Kudrus | Free gravity escapement for pendulum clocks, especially precision pendulum clocks |
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2019
- 2019-11-18 DE DE102019008008.4A patent/DE102019008008B3/en active Active
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| DE102021002591B4 (en) * | 2021-01-01 | 2025-05-28 | Heiner Kudrus | Free gravity escapement for pendulum clocks, especially precision pendulum clocks |
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