DE6800573U - Antrieb fuer ein pendel - Google Patents

Description

DipUng. K. Umbrecht

Dipl.· hg. E. Umbrecht 66 Saarbrücken, den 20.8.1969

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Günter Heintz, Straßburg (Prankreich), Rue de chaudron 1

"Antrieb für ein Pendel"

Die Neuerung bezieht sich auf einen Antrieb für ein Pendel, der eine ganz allgemeine Anwendung finden kann, jedoch insbesondere zur Anwendung bei dem Drehpendel einer Jahresuhr geeignet ist.

Seit langem sind bei Ja.hresuhren Drehpendel bekannt, die mittels eines Ankers den Lauf eines unter dem Druck einer aufgezogenen Spiralfeder stehenden Steigrades hemmen und dadurch angetrieben werden, daß jeweils beim Abheben des Ankers von einem Zahn des Steigrades durch eine schräge Endfläche des Zahns und/oder des Ankers dem Anker ein Impuls mitgeteilt wird. Solche Jahresuhren müssen möglichst erschütterungsfrei und so waagerecht aufgestellt werden, daß hierfür die Uhr gewöhnlich mit einem Lot und ihre Grundplatte mit Einstellschrauben ausgestattet wird; ohne eine genaue Justierung bleibt die Uhr stehen. Aber auch trotz dieser Vorkehrungen bleibt der Gang der Uhr ungenau, so daß man häufig nachregulieren muß.

Es ist auch bekannt, bei einer Jahresuhr der erwähnten Art den Federaufzug durch einen elektrischen Antrieb zu ersetzen. Hierdurch wird die Uhr zwar weniger abhängig von einer erschütterungs-

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freien und waagerecht ausgerichteten Aufstellung, ihre Ganggenauigkeit wird hingegen nicht verbessert.

Schließlich sind Jahresuhren mit elektrischem Werk und Hammeraufzug bekannt, bei denen das Drehpendel nur noch dekorative Bedeutung hat und gar nicht der Zeitmessung dient. Um das Pendel anzutreiben, wird es mit dem Hammer verbunden. Das hat eine Rückwirkung des Pendels auf das eigentliche Uhrwerk zur Folge, die auch hier wieder infolge Ungleichmäßigkeit des Pendellaufs ein Nachlassen der Ganggenauigkeit der Uhr bewirkt. Darüberhinaus ist dieses Prinzip bei modernen Transistoruhren nicht anwendbar.

Die Neuerung bezweckt, einen eigenen Antrieb für ein Pendel zu schaffen, durch den ein Drehpendel unabhängig vom Uhrwerk angetrieben werden und daher jeder Art von Uhrwerk, sei es Federaufzug, elektrisches Werk mit Hajnomeraufzug oder Transistorwerk, hinzugefügt werden kann, um so den Charakter einer Jahresuhr zu ermöglichen.

Gemäß der Neuerung ist ein vom Pendel mitgeführter Anschlag elastisch mit der Schwungmasse des Pendels und starr mit einem Kontakt verbunden, in dessen Bahn ein ortsfester Gegenkontakt zur Schließung eines durch eine Spule geführten Stromkreises angeordnet ist, wobei die Spule einen Anker aufweist, der unter einer gegen die Anziehungskraft der Spule gerichteten Kraft steht und mit einem quer in die Bahn des Anschlags einbringbaren Gegenanschlag derart gekoppelt ist, daß er diesen beim Anziehen des Ankers an die Spule in Anschlagstellung bringt, beim Aufhören des Stromflusses in der Spule aber nicht mit zurücknimmt; dabei kehrt der genannte Gegenanschlag dem Anschlag eine schräge Fläche zu und ist an solcher Stelle angeordnet, daß er beim Einbringen in die Anschlagstellung durch die Spule mittels seiner schrägen Fläche den Anschlag dahin weg-

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drückt, daß sich der Kontakt vom Gegenkontakt abhebt, wobei in der vollendeten Anschlagstellung der Anschlag an oder jenseits der Endkante der schrägen Fläche an dem Gegenanschlag anliegt und die dadurch auf diesen ausgeübte Haltekraft bei Stellung des Pendels im Endbereich seines Anschlages größer ist als eine Rückholkraft des Gegenanschlags.

Die gegen die Anziehungskraft der Spule gerichtete Kraft des Ankers kann dessen Eigengewüit sein. Das gleiche gilt für die Rückholkraft des Gegenanschlags.

Vorzugsweise ist die Spule senkrecht angeordnet und weist eine zentrale Bohrung auf, in deren oberen Teil ein Führungsstab, an dessen oberem Ende der Gegenanschlag sitzt, und in deren unteren Teil ein zweiter Führungsstab, an dessen unterem Ende der Anker sitzt, längsbeweglich eingepaßt und in ihrer Länge so bemessen sind, daß beim Anziehen des Ankers dessen Führungssta.b den Gegenanschlag in die Anschlagstellung hebt, wobei eine untere Wegsperre für den Anker und eine obere Wegsperre für den Gegenanschlag vorgesehen sind. Es ist zweckmäßig, wenn der Gegenanschlag die Form eines Kegels und eines sich daran abschließenden Zylinders vom gleichen Querschnitt wie die Kegelbasisfläche hat und die Anordnung so getroffen ist, daß in der Anschlagstellung der Anschlag an der Mantelfläche des Zylinders anliegt. Der ortsfeste Gegenlcontakt kann an der genannten oberen Wegsperre angeordnet sein.

Handelt es sich bei dem Pendel um ein Drehpendel, so ist vorzugsweise die Schwungmasse des Drehpendels an einer elastisch tordierbaren Blattfeder aufgehängt und als Anschlag ein Arm auf der Blattfeder ±u Abstand von der Schwungmasse angeordnet.

Durch einen solchen Pendelantrieb ist es möglich_s eine Jahresuhr

mit einem beliebigen, vom Pendel in keiner Weise beeinflußten Uhrwerk auszurüsten und damit die bisherigen Nachteile der Jahresuhren, die Notwendigkeit erschütterungsfreier und genau waagerechter Aufstellung und vor allem die mangelnde Ganggenauigkeit, zu überwinden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung im Maßstab 2 : 1 dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Drehpendel einer Jah-^esuhr mit einem senkrechten Schnitt durch einen Antrieb gemäß der Neuerung.

Fig. 2 und

Fig. 3 zeigen den Pendelantrieb nach Fig. 1 in zwei verschiedenen Funktionsstellungen.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Pendelantrieb in der Stellung gem. Fig. 1 und

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Pendelantrieb in den Stellungen gem. Fig. 2 und Fig. 3.

Ein Drehpendel 1 besteht aus einer mehrteiligen Schwungmasse und einer langen, dicken, tordierbaren Blattfeder, einer sogenannten Pendelfeder3, die an ihrem oberen Ende fest eingespannt und an ihrem unteren Ende mit einem Querstift 4 versahen ist, an dem die Schwungmasse 2 mittels eines doppelten Hakens 5 hängt, der den Querstift 4 zu beiden Seiten der Pendelfeder 3 umgreift. Auf der Pendelfeder 3 sitzt in Abstand von der Schwungmasse 2 und von dem eingespannten oberen Ende drehfest ein Arm 6, der sich in einen Anschlagarm 7 und einen zweiten Anschlagarm 8 gabelt. Der Arm 6 ist eine herkömmliche Pendelfedergabel, deren zweiter Anschlagarm im vorliegenden Fall keine Funktion hat. Auf dem Anschlagarm 7 ist ein Kontakt 9 angeordnet. Neben der Pendelfeder 3 ist eine elektrische Spule 10, die eine zentrale Bohrung 11 aufweist, senkrecht

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angeordnet; der Abstand der zentralen Bohrung 11 von der Pendelfeder 3 ist kürzer als die Länge des Arms 6. Im oberen Teil der Bohrung 11 ist ein Führungsstab 12 längsbeweglich angeordnet, an dessen oberem Ende ein Gegenanschlag 13 sitzt, der die Form eines Kegels 14 und eines sich daran anschließenden Zylinders vom gleichen Querschnitt wie die Kegelbasisfläche hat. Der genannte Querschnitt ist größer als der der Bohrung 11. An der Spule 10 ist als Wegsperre für den Gegenanschlag 13 ein Winkelstück 16 angebracht, das mit einem Abstand über der Spitze des Kegels 14· endet. An dem Winkelstück 16 befindet sich ein Gegenkontakt 17 für den Kontakt 9. Die Anordnungen sind so getroffen, daß der Anschlagarm 7 beim Anliegen des Kontakts 9 an dem Gegenkontakt 17 eine Stellung kurz über der Mantelfläche des Kegels 14 einnimmt.

Im unteren Teil der Bohrung 11 ist ein zweiter Führungsstab 18 längsbeweglich angeordnet, an dessen unterem Ende ein Anker 19 sitzt. Ein an der Spule 10 befestigtes zweites Winkeleisen 20 begrenzt den Weg des Ankers 19 nach unten. Die Längen der Führungsstäbe 12 und 18 sind so bemessen, daß beim Anliegen des Ankers 19 am unteren Ende der Spule der zylindrische Teil 15 des Gegenanschlages 13 auf die Höhe des Anschlagarms 7 gehoben ist. Der eine elektrische Anschluß für die Spule 10 führt über den Kontakt 9 und den Gegenkontakt 17.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Während der Anschlagarm 7 zusammen mit der Schwungmasse 2 seine Schwenkbewegung ausführt, die sich infolge der geringeren Entfernung des Anschlagarms 7 vom eingespannten oberen Ende der Pendelfeder 3 nur über einen kleineren Winkelbereich als die der Schwungmasse erstreckt, liegt der Anker 19 auf dem zweiten Winkeleisen 20 und der Gegenanschlag 13 auf der Spule 10 auf (Fig. 1). Sobald der Kontakt 9 den Gegenkontakt 17 berührt (Fig. 4) wird der Stromkreis der Spule 10 geschlossen. Der Anker 19 wird angezogen und hebt den Gegenanschlag 13. Dabei trifft zu-

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nächst die Mantelfläche des Kegels 14 auf die Unterkante des Anschlagarms 7, wodnrch der Anschlagarm 7 seitlich weggedrückt wird. In der Endstellung des Gegenanschlags 13 liegt dessen zylindrischer Teil 15 an dem Anschlagarm 7 an (Pig. 2 und 5).

Durch das Wegdrücken des Anschlagarms 7 hebt sich der Kontakt 9 vom Gegenkontakt 17 ab, der Stromkreis in der Spule 10 wird unterbrochen und der Anker 19 fällt nach unten auf das Wirikeleisen 20 zurück. Da die Schwungmasse 2 des Drehpendels 1 infolge der Elastizität der Pendelfeder 3 auch nach dem Auftreffen des Kontaktes 9 auf den Gegenkontakt 17 ihre Bewegung zunächst fortsetzt und beim Wegdrücken des Anschlagarms 7 durch den Gegenanschlag 13 noch eine weitere Torsion der Pendelfeder 3 eintritt, übt der Anschlagarm 7 eine Kraft auf den Gegenanschlag 13 aus, die an den Anschlagflächen und zwischen dem Führungsstab 12 und der Bohrung 11 für eine bestimmte Zeitspanne eine solche Ruhreibungskraft eitstehen läßt, daß der Gegenanschlag 13 auch nachdan Zurückfallen des Ankers 11 in seiner oberen Endstellung bleibt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt. Die betreffenden Reibungskoeffitienten, das Gewicht des Gegenanschlags 13 und die Elastizität des zwischen dem Anschlagarm 7 und der Schwungmasse 2 liegenden Wellenabschnitts müssen so aufeinander abgestimmt sein, daß der Gegenanschlag erst dann zurückfällt, wenn der Anschlagarm 7 darauf nicht mehr mit dem Kontakt 9 gegen den Gegenkontakt zurückschlägt. Das kann beispielsweise durch Verändern der Längen des FührungsStabes 7 oder des genannten Abschnitts der Pendelfeder 3, durch Verwendung eines anderen Materials bei diesen Teilen oder durch Verbreitern des Kegels erreicht werden. Sobald der Gegenanschlag 13 bei der Rückwärtsbewegung des Drehpendels 1 und seines Anschlagarms 7 zurückgefallen ist, ist die Antriebsvorrichtung zu neuer Betätigung bereit. Der Ausschlag des Drehpendels 1 wird auf der anderen Seite durch die Federkraft des zwischen dem Anschlagarm 7 und dem oberen eingespannten Ende liegenden Abschnitts der Pendelfeder, der beim Ausschlag des Pendels tordiert wird, begrenzt.

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Die jeweils durch das Wegdrücken des Anschlagarms 7 bewirkte Torsionsspannung der Pendelfeder 3 ist die Energiezufuhr, die das Pendel in Gang hält.

Eine zufriedenstellend arbeitende Versuch-svorrichtung der beschriebenen Ausführungsform wurde hergestellt mittels eines handelsüblichen Drehpendels einer Jahresuhr mit einer Schwungmasse von insgesamt 300 g Gewicht, die vier Kugeln von je 50 g Gewicht in 42 mm Abstand von der Drehachse (hier ist in Fij. 1 der Maßstab von 2 : 1 nicht genau eingehalten) aufweist und an einer Pendelfeder von 125 mm Länge, 0,66 mm Breite und 0,55 mm Dicke hängt. Als Spule wurde äne 1,5-Volt-Spule einer handelsüblichen Batterie-Uhr, Fabrikat Hermle, Kaliber Nr. 853/o verwendet, die in der Mitte auf gebohrt wurde. Der Gegonanschlag mit seinem Führungsstab sowie der Führungsstab des Ankers wurden aus Plexiglas gefertigt.

Die Intervalle für die einzelnen Kontaktschlüsse betragen bei dieser Ausführung etwa 15 see, die Schwungmasse taacht etwa 2 l/2 ¹ Umdrehungen. Durch Verwendung eines größeren Kegels können die Intervalle geändert werden.

Der beschriebene Pendelantrieb ist nicht auf Drehpendel beschränkt, sondern kann auch auf Normalpendel angewandt werden. Schließlich ist es auch möglich, den beschriebenen Pendelantrieb zu eincim vollständigen Uhrantrieb auszugestalten, bei dem das gemäß der Neuerung angetriebene Pendel der Zeitmessung dient und das Uhrwerk etwa durch die Bewegung des Gegenanschlags angetrieben wird.

Claims (8)

- θ Schutzaiisprüche:

1. Antrieb für ein Pendel (1), dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Pendel (l) mitgeführter Anschlag (7) elastisch mit der Schwungmasse (2) des Pendels (l) und starr mit einem Kontakt (9) verbunden ist, in dessen Bahn ein ortsfester Gegenkontakt (17) zur Schließung eines durch eine Spule (10) geführten Stromkreises angeordnet ist, daß die Spule (10) einen Anker (19) aufweist, der unter einer gegen die Anziehungskraft der Spule (10) gerichteten Kraft steht und mit einem quer in die Bahn des Anschlags (9) einbringbaren Gegenanschlag (13) derart gekoppelt ist, daß er diesen beim Anziehen des Ankers (19) an die Spule (10) in Anschlagstellung bringt, beim Aufhören des Stromflusses in der Spule (10) aber nicht mit zurücknimmt, und daß der genannte Gegenanschlag (13) dem Anschlag (7) eine schräge Fläche (14) zukehrt und an solcher Stelle angeordnet ist, daß er beim Einbringen in die Anschlagstellung durch die Spule (1O) mittels seiner schrägen Fläche (14) den Anschlag (7) dahin wegdrückt, daß sich der Kontakt (9) vom Gegenkontakt (17) abhebt, wobei in der vollendeten Anschlagstein lung der Anschlag (7) an oder jenseits der Endkante (15) der schrägen Fläche (14) an dem Gegenanschlag anliegt und die dadurch auf diesen ausgeübte Haltekraft bei Stellung des Pendels (1) im Endbereich seines Ausschlags größer ist als eine Rückholkraft des Gegenanschlags (13).

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die Anziehungskraft der Spule (10) gerichtete Kraft des Ankers (19) dessen Eigengewicht ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholkraft des Gegenanschlags (13) dessen Eigengewicht ist.

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4. Antrieb nach eineu der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (10) senkrecht angeordnet ist und eine zentrale! Bohrung (11) aufweist, in deren oberen Teil ein Führungsstab (12), an dessen oberen Ende der Gegenanschlag (13) sitzt, und in deren unteren Teil ein zweiter Führungsstab (18), an dessen unterem Ende der Anker (19) sitzt, längsbeweglich eingepaßt und in ihrer Länge so bemessen sind, daß beim Anziehen des Ankers dessen Führungsstab (18) den Gegenanschlag (13) in die Anschlagstellung hebt, wobei eine untere Wegsperre (20) für den Anker (19) und eine obere Wegsperre (16) für den Gegenanschlag (13) vorgesehen sind.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenanschlag (13) die Form eines Kegels (14) und eines sich daran anschließenden Zylinders (15) vom gleichen Querschnitt wie die Kegelbasisfläche hat und die Anordnung so getroffen ist, daß in der Anschlagstellung der Anschlag (7) an der Mantelfläche des Zylinders (15) anliegt.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Gegenkontakt (17) an der genannten oberen Wegsperre (16) angeordnet ist.

7. Antrieb für ein Drehpendel (1) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse des Drehpendels an einer elastisch tordierbaren dicken Blattfeder aufgehängt ist und daß als Anschlag (7) ein Arm (7) auf der Blattfeder in Abstand von der Schwungmasse (2) angeordnet ist.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß er der Antrieb eines Uhrpendels, insbesondere des Pendels einer Jahresuhr, ist.