-
Magnetische Hemmung für Uhrwerk Die schweizerischen Patentschriften
230107 und 235 718 betreffen magnetische Hemmungen, bei welchen das Schwingelement
vom laufenden Rotor, dessen Geschwindigkeit durch das Schwingelement zu steuern
ist, erregt wird und bei Synchronlauf mit etwas dem Polwechsel nacheilender Phase
schwingt. Mit schwankendem Drehmoment nimmt der Schwinger mehr oder weniger Energie
vom Rotor auf, so daß er innerhalb eines allerdings sehr engen Drehmomentbereiches
die Drehzahl konstant halten kann.
-
Es sind später auch andere magnetische Drehzahlregler bekanntgeworden,
deren Polrad mit radial angeordneten Polen ausgerüstet ist, während der schwingende
Magnetpol eine achsparallele Hin- und Herbewegung ausführt. Weitere Ausführungsformen
von magnetischen Hemmungen oder magnetischen Drehzahlreglern besitzen ein Rad, das
mit einer aus Magneteisen gebildeten Wellenführung versehen ist, der ein am Schwingerende
angebrachter Magnet nacheilt.
-
All diesen bekannten magnetischen Hemmungen ist das eine Merkmal gemeinsam,
daß die Schwingungsebene des Schwingelements im wesentlichen senkrecht zur Feldrichtung
im Luftspalt zwischen den beiden aufeinander einwirkenden Magnetkörpern steht; bei
den Reglern nach den Patentschriften 230 107 und 235 718 liegt die Schwingungsebene
parallel zur Polradebene, so daß der Luftspalt in Achsenrichtung unverändert bleibt.
Bei den Reglern mit radialen Polen, d. h. mit achsparallelen Polflächen, steht die
Schwingungsebene achsparallel, so daß der Luftspalt in radialer Richtung konstant
bleibt. Bei den Reglern mit magnetischen Leitblechen soll der Luftspalt zwischen
den Leitblechen und dem schwingenden Magneten auch immer konstant bleiben.
-
Die magnetische Hemmung für Uhrwerk nach der vorliegenden Erfindung,
bei welcher mindestens ein am freien Ende einer Schwingzunge befestigter Magnetkörper
mit dem an einem Polrad angeordneten Magnetkörper zusammen wirkt, ist nun im Unterschied
zu den bekannten Hemmungen dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingzunge so ausgebildet
und angeordnet ist, daß die Ebene, in der sie schwingt, im wesentlichen parallel
zur Feldrichtung des Luftspaltes zwischen zwei aufeinander einwirkenden Magnetkörpern
steht. Durch die Bewegung des Schwingers wird also der Luftspalt verändert. Die
Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigt die F i
g. 1 das erste und die F i g. 2 das zweite Ausführungsbeispiel in perspektivischer
Darstellung, während die F i g. 3 ein Detail zur Erklärung der Wirkungsweise darstellt.
-
Die in der F i g. 1 dargestellte Hemmung besteht im wesentlichen aus
dem Polrad 1, das von irgendeinem Rad 20 angetrieben wird, und dem Stimmgabelschwinger
2. Das Polrad besteht aus einer Radachse 3, auf welcher die Polscheibe 4 und der
Trieb 5 sitzen, der mit der Achse 3 auch aus einem einzigen Stück bestehen kann.
In der Polscheibe 4 sitzen auf einem zur Achse konzentrischen Kreis in gleichen
Abständen sechs stabförmige Magnetkörper 6. Der Stimmgabelschwinger 2, der hier
mittels einer Schraube 7 am Lagergestell 8, in welchem auch die Achse 3 gelagert
ist, befestigt ist, weist zwei Schwingzungen 9 und 10 auf, an deren
freien Enden die Magnetkörper 11 und 12 befestigt sind. Wie man sieht, sind die
Schwingzungen so ausgebildet und angeordnet, daß ihre Schwingungsebene parallel
zur Feldrichtung 13 der Luftspalten 14 und 15, im wesentlichen also zur Radachse
3, parallel steht. Versuche haben gezeigt, daß mit einer solchen Anordnung die Drehzahl
in einem bedeutend weiteren Drehmomentbereich konstant gehalten werden kann, als
das mit den bekannten Anordnungen möglich war.
-
Die F i g. 3 zeigt die Wirkungsweise der Hemmung. Damit die auftretenden
Kräfte anschaulich dargestellt werden können, wird die Bewegung des schwingenden
Magnetkörpers 11 relativ zur Polscheibe 4 und dem in ihr steckenden Magnetkörper
6 dargestellt. Beim gewöhnlichen Antriebs-Drehmoment bewegt
sich
die Spitze des Magnetkörpers 11 relativ zum Magnetkörper 6 entlang der sin-Kurve
16, die Kopplungskraft ist durch den Vektor K1 dargestellt, der bremsende Anteil
dieser Kopplungskraft ist mit BI bezeichnet. Falls nun das Drehmoment größer wird,
so vergrößert sich auch die Amplitude des Schwingers. Die dazugehörige Bewegungsbahn
des Magnetkörpers 11 relativ zum Magnetkörper 6 ist mit 17 bezeichnet; die Kopplungskraft,
die dieser Bahn entspricht, ist durch den Vektor K, und der bremsende Anteil dieser
Kopplungskraft durch BZ bezeichnet. Da einerseits K., größer als K1 ist und da andererseits
die Kraftkomponente senkrecht zur Bremsrichtung kleiner wird, ist bei erhöhtem Drehmoment
die Bremskraft B, bedeutend größer als die dem gewöhnlichen Drehmoment entsprechende
Bremskraft B1, woraus sich die außerordentlich gute Wirkung der erfindungsgemäßen
Hemmung erklären läßt.
-
Da man zweckmäßigerweise nicht nur eine einzelne Schwingzunge, sondern
ein stimmgabelartig miteinander verbundenes Schwingzungenpaar verwendet, heben sich
die axialen Kraftkomponenten auf, so daß auf das Lager der Achse 3 keine zusätzlichen
Lagerkräfte einwirken.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der F i g. 2
dargestellt. Hier ist das Polrad als Ganzes mit 21 und der Stimmgabelschwinger mit
22 bezeichnet. Das Polrad besteht aus einer Achse 23,
einer Polscheibe
24 und einem Ritzel 25, das mit der Achse 23 zusammen aus einem Stück
bestehen kann. In der Mantelfläche der Polscheibe 24 sitzen magnetische Körper 26.
Der Stimmgabelschwinger 22, der mittels Schrauben 27 am Lagergestell 28, in welchem
auch die Achse 23 sitzt, befestigt ist, weist zwei Schwingzungen 29 und 30 auf,
an deren Enden die Magnetkörper 31 und 32 befestigt sind. Wie man sieht, sind die
Schwingzungen so ausgebildet und angeordnet, daß ihre Schwingungsebene senkrecht
zur Richtung der Achse 23, also infolgedessen parallel zur Feldrichtung 33 der Luftspalten
34 und 35 liegt. Auch mit dieser Anordnung wurden Versuche durchgeführt, die die
gleichen guten Resultate zeigten wie die Versuche mit der in der F i g. 1. dargestellten
Anordnung, was ohne weiteres verständlich ist, da ja die Wirkungsweise gleich ist.
Es ist natürlich nicht nötig, daß die Magnetkörper 6 resp. 26 isolierte Einzelmagnete
sind; es kann sich selbstverständlich auch um Polschuhe ein und desselben Magneten
oder um weichmagnetisches Material handeln; im Falle von Permanenten auf dem Rotor
können auch die Magnete der Schwingelemente durch weichmagnetische Teile ersetzt
werden.