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Metronom. Die Erfindung betrifft ein Metronom mit Zifferblatt, bei
dem die Zeiten wahrnehmbar gemacht werden, entweder durch das Erscheinen eines schwingenden
Hebels vor einem Fenster im Zifferblatt oder aber bei einer anderen Ausführungsform
durch das Hin- und Herschwingen einer Temponadel vor dem Zifferblatt.
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Die Schwingzeit dieses Hebels ist eine Funktion der Schwingzeit einer
Unruhe, deren Gangart man nach Wunsch dadurch verändert, daß man ihre Schwungweite
regelt. Die dadurch bedingten Änderungen der Schwingzeit werden durch die gleichzeitige
Verstellung eines Zeigers vor dem Zifferblatt sichtbar gemacht.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt.
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Abb. i ist eine Draufsicht auf das lIe. tronom gemäß der Erfindung.
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Abb. -, ist ein senkrechter Querschnitt des Metronoms. Um die Zeichnung
anschaulicher zu machen, sind auf ihr die Teile etwas weiter auseinandergerückt
als in der Wirklichkeit.
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Abb. 3 ist ein Teillängsschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. a. Abb.
¢ ist ein Längsschnitt nach der Linie ,l der Abb. z.
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Abb. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch das Arbeiten
des schwingenden Hebels zeigt.
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Abb. 6 ist ein Teillängsschnitt nach der Linie 6-6 der Abb. z.
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Abb. ; zeigt, von hinten gesehen, eine weitere Ausführungsform des
Metronoms. Der Gehäusedeckel und die Lagerplatte in Form eines Y, in der die Unruhe
gelagert ist, sind als abgenommen vorausgesetzt, und die Unruhe selbst ist strichpunktiert
dargestellt.
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Abb. 8 zeigt eine Ansicht dieser Lagerplatte und ihrer Unruhe, von
hinten gesehen. Abb. 9 zeigt die Vorderansicht des Metronoms.
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Abb. i o ist eine Teilansicht, die von der Seite die Unruhe, ihre
Feder, die beiden Anschlagstangen und die diese tragenden Räder zeigt.
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Abb. i i stellt diese Feder der Unruhe besonders dar.
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Abb. 1z gibt eine Darstellung einer der Lagerplatten, auf der die
Räder der Anschlagstangen befestigt sind.
Abb. 13 zeigt die Lagerplatte
für die Welle des Rades des Tempozeigers. Sie dient gleichzeitig als Lager für das
eine Ende der Unruheachse.
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Abb. 14 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform gewisser ineinandergreifender
Zahnräder.
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Das Metronom nach den Abb. i bis 6 enthält eine in dem Gehäuse i befestigte
Lagerplatte. Auf ihr ist ein Uhrwerk gewöhnlicher Bauart befestigt. Es _ enthält
eine Trommel 2 mit dem Federwerk, dies wird durch Vermittlung der Zahnräder 3, 4,
5 mit Hilfe des geriefelten Knopfes 6 aufgezogen; eine Ankerhemmung 7 mit der Welle
8; einen Anker 9, der auf der Welle io fest ist und eine Gabel i i trägt; eine Unruhe
12 mit der Spiralfeder 13 und einem Zapfen 14, der mit der Gabel i i des Ankers
9 zusammenarbeitet.
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Dieses Uhrwerk arbeitet genau in der üblichen Weise. Die Unruhe 12
nimmt eine Bewegung von bestimmter Schwungweite und Schwingzeit auf. Die im folgenden
beschriebene Vorrichtung gestattet, die Schwungweite und infolgedessen auch die
Schwingzeit nach Wahl zu ändern.
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Zwei Hebel 15, 16 sind frei drehbar auf der Welle der Unruhe i-- gelagert.
Sie tragen an ihren. Enden Stahlplättchen 17, 18, die als Federn wirken und in den
Schwung-. Bereich eines Anschlags i9 treten, der an dem Umfang der Unruhe 12 fest
ist. An jedem der beiden Hebel ist eine Steuerstange 20, 21 angelenkt, deren anderes
Ende im Zapfen auf einer Mutter 22 gelagert ist. Diese Mutter gleitet .auf einer
Spindel 23, die sich nur um ihre Achse drehen kann. Die Spindel 23 ist mit einem
Rad 24 verbunden, das mit einem weiteren Rad 25 kämmt, das seinerseits wieder in
das Rad 3 eingreifen, kann. Dies letztere, das fest mit der Welle des geriefelten
Knopfes 6 verbunden ist, kann in der Längsrichtung seiner Achse verschoben werden
durch Betätigung des Drückers 26 (Abb. ¢). Hierdurch tritt es entweder mit dein
Aufzugsrad 4 oder mit dem Rad 25 zur Änderung der Geschwindigkeit in Eingriff (Abb.
2 und 6). Auf der Abb. 2 ist das Rad 25 nicht dargestellt, um eine größere fibersichtlichkeit
zu erhalten.
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Bei dieser Vorrichtung bewirkt, wenn der Drücker 26 die in den Abbildungen
gezeigte Stellung hat, jede Drehung des geriefelten Knopfes 6 eine Längsverschiebung
der Mutter 22 auf der Spindel 23. Hierdurch wird gleichzeitig mit Hilfe der Steuerstangen
2o, 21 :eine Veränderung des Winkels, denn die beiden Hebel 15 und 16 untereinander
bilden, bewirkt. Da der Anschlag i9 der Unruhe 12 abwechselnd auf die Plättchen
17 und 18 schlägt, so versteht man leicht, daß die Schwungweite der Unruhe und infolgedessen
auch ihre Schwingzeit innerhalb weiter Grenzen durch Betätigung des geriefelten
Knopfes 6 geändert werden kann.
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Die Vorrichtung, die die Veränderung des Winkels zwischen den Hebeln
15 und 16 und infolgedessen auch die Änderung der Schwingzeit wahrnehmbar zu machen
gestattet, besteht aus einem Zeiger 27, der sich vor einer Teilung 28 auf dem Zifferblatt
29 bewegt (Abb. 1, 2 und 3).
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Die Welle 3o dieses Zeigers ist starr mit einem Rade 31 verbunden,
das mit einer Zahnstange 32 in Eingriff steht. Diese Zahnstange ist finit der Mutter
33 verbunden, die ihrerseits auf einer Spindel 34 gleitet. Diese kann sich nur um
ihre Achse drehen und ist fest mit einem Rade 3 5 verbunden, das mit dem schon erwähnten
Rade 25 in Eingriff steht.
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Wenn das Rad 3 in der in den Abbildungen gezeigten Stellung steht,
in der es mit dem. Rade 25 in Eingriff ist, so bedingt jede Drehung des geriefelten
Knopfes 6 gleichzeitig eine Änderung der Schwingzeit der Unruhe 12 und eine Längsverschiebung
der Mutter 33 und der Zahnstange 32. Hierdurch wird eine entsprechende Drehung des
Zeigers 27 auf der Teilung 28 erzeugt.
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Die Abmessungen und Eigenschaften der verschiedenen beschriebenen
Teile: Steuerstangen 20, 2i, Räder 24, 25, 3i, 35, Spindeln 23 und 34 sowie der
Teilung 28 müssen derart bestimmt sein, daß jede Ziffer der Teilung 28, auf die
der Zeiger 27 gestellt wird, genau die Zahl der Schläge in der Sekunde angibt, die
gleichzeitig die Unruhe 12 ausführt.
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Die Schwingung mit veränderlicher Schwingzeit der Unruhe 12 bedingt
eine Schwingung mit gleichfalls veränderlicher Schwingzeit des Ankers 9. Die Schwungweite
dieses letzteren ist jedoch unter allen Umständen eine konstante. Und gerade diese
Bewegung wird von außen an dem Metronom sichtbar gemacht, um die Zeiten, die er
schlagen soll, zu markieren. Zu diesem Zweck sitzt auf der Welle i o des Ankers
9 ein Hebel 36, der bei jeder Schwingung des Ankers vor einem geeigneten Fenster
des Zifferblatts 29 erscheint. Da die Schwungweite des Ankers 9 eine konstante ist,
so gelangt auch der Hebe136 immer in die gleiche Stellung zu diesem Fenster jedoch
mit einer Frequenz, die eine Funktion der Schwingzeit der Unruhe 12 ist.
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Wenn das Metronom zur Anzeige der Zahl von Schlägen. innerhalb einer
Minute zwischen zwei bestimmten Grenzen eingerichtet ist, so kann man durch ein
Hilfsmittel die Skala der Schlagzahlen wesentlich erhöhen, ohne
die
Inneneinrichtung des Apparates zu verändern. Gestattet es der Apparat z. B. der
Unruhe Schwingungen auszuführen, deren Frequenz zwischen den Grenzen 40 und ioo
liegt, so gestattet das Hilfsmittel, das 1Ietronom für alle Schlagahlen zwischen
40 und 200 zu eichen. In diesem Fall wird die Skala 28 mit zwei konzentrischen Teilungen
versehen, von denen die eine von .1o bis i oo und die andere von 8o bis Zoo reicht
bei gleichem Anfang und gleichem Ende der Teilung. Und zwar sind die Ziffern der
zweiten Teilung das Doppelte der entsprechenden Ziffer der ersten Teilung. Der Hebel
36 wird hierzu mit zwei Scheiben 37 und 38 versehen, die vor den entsprechenden
Fenstern 39 und q.o des Zifferblatts 29 erscheinen. Die Form des Hebels 36 und die
Stellung der Fenster 39 und ¢o werden derart gewählt, daß die Scheibe 38 vor das
Fenster ¢o tritt, wenn sie sich in der Mitte ihrer Schwungbewegung befindet, und
daß die Scheibe 37 vor das Fenster 39 tritt, wenn sie sich am Umkehrpunkt ihrer
Schwungbewegung befindet. Hierdurch wird erreicht, daß bei einer vollen Schwingung
des Hebels 36 und infolgedessen der Unruhe 12 die Scheibe 37 nur einmal vor ihrem
Fenster, die Scheibe 38 dagegen zweimal vor ihrem Fenster erscheint. Will der Beobachter
eine Schlagzahl der inneren Teilung erhalten, so beobachtet er das Fenster 39. Will
er hingegen eine Schlagzahl der äußeren Teilung erhalten, so betrachtet er das Fenster
40. Eine Blende ¢1, die in beliebiger, geeigneter Weise durch einen Druckknopf .12
betätigt wird, gestattet die Abblendung desjenigen der beiden Fenster 39 und ¢o,
in. dem man die entsprechende Scheibe nicht erscheinen lassen will. Auf der Abb.
i 'blendet z. B. die Blende 4.1 das Fenster q.o ab, so daß der Beobachter die Scheibe
38 nicht sehen kann. Die Schlagzahl, die die Scheibe 37 angibt, ist also die Zahl
der inneren Teilung, die dem Zeiger 27 gegenübersteht.
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Die Vorrichtung enthält ferner eine Sperrklinke ¢3, die das Rad 5
des Uhrwerks sperrt und die in beliebiger, geeigneter Weise betätigt wird.
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Das Metronom nach den Abb. 7 bis 1 4. enthält entsprechend denn soeben
beschriebenen zwei Anschlagarme, deren Abstand nach Wunsch eingestellt werden kann,
um die Schwingzeit der Unruhe zu verändern.
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Aber die Vorrichtungen, die zur Veränderung des Abstandes der beiden
Anschlagarme dienen, sind außerordentlich einfach.
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Dieses vereinfachte Metronom ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß der größte Teil seiner Einrichtungen den gewöhnlichen Einrichtungen einer Uhr
entspricht, wie sie z. B. im Handel unter dem Namen »Roskoffbewegung« bekannt ist.
Alles was die Trommel, die Aufziehvorrichtung und die Ankerhemmung betrifft, ist
in genau der gleichen oder jedenfalls sehr ähnlichen Weise ausgeführt. Nur sind
die Lagerplatten, die die Unruhe und die verschiedenen Getriebe für die drei Zeiger
(Stunden-, Minuten- und Sekundenzeiger) tragen, fortgelassen und durch drei Lagerplatten
ersetzt. Eine dieser Lagerplatten trägt vier Räder, von denen zwei je einen Anschlagarm
tragen. Die zweite Lagerplatte dient als Lager für die Welle eines Rades, das fest
mit dem Zeiger verbunden ist. Und die dritte Lagerplatte lagert die Welle der Unruhe.
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Die Welle dieser Unruhe ist starr mit einer Manschette verbunden,
die eine Blattfeder trägt, die gegen die Enden der genannten; Anschlagarme schlägt
und dadurch die Schwungweite der Unruhe begrenzt, wie dies im allgemeinen durch
eine Spiralfeder erreicht wird.
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Bei diesem verbesserten Metronom schwingt ein Tempozeiger, der auf
der Ankerwelle fest ist, vor einem Zifferblatt. Auf der Welle des Rades, das von
der zweiten genannten Lagerplatte getragen wird, ist ein Zeiger befestigt, der auf
einer Zifferteilung des Zifferblattes die Schlagzahlen anzeigt, die die Temponadel
im Verlauf einer Minute ausführt.
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Der gewöhnliche Drücker der »Roskoffbewegung« (oder einer anderen)
wird benutzt, um die gezahnte Manschette der Aufziehvorrichtung mit einem Zwischenrad
zu verbinden, das seinerseits die Drehung des geriefelten Knopfes der Aufziehvorrichtung
auf die Räder der vorgenannten Lagerplatten überträgt. Hierdurch wird einerseits
eine Änderung der gegenseitigen Stellung der Anschlagarme und anderseits die Einstellung
des Zeigers auf eine Ziffer des Zifferblattes hervorgerufen, und zwar diejenige
Ziffer, die der Zahl der Schläge entspricht, die die Blattfeder der Unruhe gegen
die Anschlagarme ausführt.
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Eine sehr einfache Zusatzvorrichtung am Gehäuse gestattet die Unruhe
festzustellen, wenn das Metronom nicht gebraucht werden soll.
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Dieses verbesserte Metronom kann also die Form und Abmessungen einer
gewöhnlichen Uhr vom sogenannten »Regulatortyp« aufweisen oder sogar noch kleiner
sein.
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Durch den Fortfall der Spiralfeder und durch die Feststellvorrichtung
der Unruhe für die Zeit der Nichtbenutzung des Metronoms ist dieser sogar weniger
empfindlich als die gewöhnlichen Uhren.
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Wie aus der Abb.7 ersichtlich, weist der Apparat eine Aufziehvorrichtung
auf, die aus
dem Rad a, der Manschette b, den Rädern
c, d, e, f, g, h, der Trommel i, der Ankerhemmung j, dem Anker
k mit der Gabel 1, dem
Drücker m und dem beweglichen Fingern,
welch
letzterer die Manschette b betätigt, besteht.
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Alle diese Teile sind in der gewöhnlichen Weise (wie z. B. in den
Uhrwerken des Systems Roskoff) zwischen einer Grundplatte o hinter dem Zifferblatt
p und zwei Lagerplatten q und g' gelagert.
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Auf der Grundplatte o ist eine Lagerplatter (Abb. 12) befestigt, in
der drei Wellen, s, t und u eingeschraubt sind. Auf diesen ZN ellen sitzen die Räder
v, w, x und y. Das Rad v kämmt mit den Rädern w und y. Das Rad w kämmt
mit x. Auf jedem der beiden Räder x und y ist ein Anschlagarm z und
z' fest. Die freien Enden dieser Anschlagarme sind rechtwinklig abgebogen.
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Das Rad v steht in Eingriff mit einem Zwischwischenrad A, das von
der Lagerplatte g getragen wird. Eine Sperrklinge B greift unter dem Druck einer
Feder C in dieses Rad A derart ein, daß die Gesamtheit der Räder A, v, w, x
und y unbeweglich gesperrt wird.
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Auf der Grundplatte o ist ferner eine kleine Lagerplatte D befestigt,
die die Welle E eines Rädchens F trägt (Abb. r3). Mit diesem Rädchen ist der Zeiger
0 fest verbunden, der vor dem Zifferblatt p spielt. Das Rädchen F steht in dauerndem
Eingriff mit dem Rad v über das Zwischenrad v' (Abb. 7), das am Ende der
Wellet fest ist, auf der gleichzeitig das Rad v befestigt ist.
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Die Unruhe H, die von einer vollen oder durchbrochenen Scheibe von
großem Durchmesser gebildet wird, wird an ihrer Welle I zwischen der Lagerplatte
D und einer Lagerplatte I gelagert.
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Auf der Welle I sind zwei Manschetten befestigt, von denen die eine,
I(, den Daumen L
trägt, der in die Gabel t des Ankers k eingreift, während
die andere, M, die Blattfeder N trägt.
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Auf der Welle P des Ankers k und vor dem Zifferblatt ist die
Temponadel Q befestigt. Wenn die Trommel i aufgezogen ist und das Metronom seine
Geschwindigkeit geben soll, die z. B. 6o Schlägen in der Minute entspricht, so betätigt
man zunächst den Drükker m, der mittels des Fingers n die Manschette
b mit dem Zwischenrad A kuppelt und gleichzeitig die Sperrklinke B
aus diesem Rad A entfernt. Dann dreht man unter weiterem Niederdrücken von m den
Knopf R, der über seine Welle und die Manschette b die Räder A, v', v, E,
w, x und y dreht. Diese beiden letzteren drehen im entgegengesetzten Sinne
zueinander und verstellen dadurch die Anschlagarme z und z'. Gleichzeitig
wird der Zeiger G auf dem Zifferblatt verstellt. Sobald dieser Zeiger die Ziffer
6o (Abb. 9) erreicht, läßt man den Drücker m los. Die gegenseitige Entfernung der
umgebogenen Enden der Anschlagarmez und z' ist dann, derart, daß die Feder N der
Unruhe einen der beiden Anschläge sechzigmal in der Minute berührt, d. h. daß der
Anker k sechzigmal die Ankerhemmung .1 freigibt, und daß die Temponadel Q gleichfalls
sechzigmal in der Minute schwingt.
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Durch Veränderung des Abstandes der Anschlagarme z und
z' in der obenerwähnten Weise ändert man gleichzeitig die Schlagzahl der
Temponadel Q.
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Werden z. B. die Anschlagarme in die Stellung gebracht, die rechts
auf der Abb.8 dargestellt ist, so ist die Schwungweite der Unruhe gleich dem Winkel
a, der z. B. Zoo Schlägen in der Minute entspricht. Bringt man hingegen die Anschlagarme
in die Stellung im linken Teil der Abbildung, die dick gestrichelt dargestellt ist,
so ist die Schwungweite gleich dem Winkel (3, der z. B. 40 Schlägen in der Minute
entspricht.
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Durch ;geeignete Wahl. des Durchmessers der Räder E, v, x, y
und der Elastizität der Feder N sowie der Trägheit der Unruhe kann man zu langsamen
Schlägen die Unruhe eine Schwungweite von beinahe 36o' schwingen lassen. Dies bedeutet,
daß die Anschlagarme z und z' bis zu ihrer gegenseitigen Berührung nach der linken
Seite der-Abb. 8 verschoben werden.
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Um zu verhindern, daß diese Maximalstellung nicht überschritten wird,
kann man beispielsweise'auf der Lagerplatter einen Anschlagknopf S anbringen, gegen
den einer der Anschlagarme stößt.
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Bei langsamen Schlägen begegnet die Blattfeder N den Anschlagarmen
z und z' an einem Punkte, der von der Unruheachse weit entfernt ist. Dies gibt der
Feder große Elastizität. Hingegen bei den schnellen Bewegungen berührt die Feder
die Anschlagarme an einer Stelle nahe der Unruheachse. Die Feder biegt daher nur
wenig.
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Diese Eigenschaft ist von Vorteil zur Erzielung eines großen Unterschiedes
zwischen den schnellsten und langsamsten Bewegungen.
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Wird das Metronom nicht benutzt, so kann man die Bewegung der Unruhe
aufhalten mit Hilfe einer Feder T, die an einem um den Punkt V am Gehäuse drehbaren
Hebel U fest ist. Durch einen Schieber W wird dieser Hebel gegen den Druck einer
Feder X bewegt.
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Um bei abnehmender Geschwindigkeit der Bewegung der Anschlagarme z
und z' nach der rechten Seite der Abb.7 eine entsprechende Bewegung des Zeigers
Cr auf dem Zifferblatt
jedoch von gleichförmiger Geschwindigkeit
zu erhalten, kann man die Vorrichtung verwenden, die schematisch in Abb. 1 4. dargestellt
ist.
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Auf der Welle t ist ein exzentrisches Kammrad va fest, das mit einem
zweiten exzentrischen Kammrad Fa in Eingriff steht. Fa tritt hierbei an Stelle des
vorher genannten RadesF.
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Dies bietet den Vorteil, daß das Zifferblatt p eine gleichförmige
Teilung zwischen den Grenzen 4.o bis Zoo erhalten kann.