DE1448325B1

DE1448325B1 - Speed regulator for a clockwork

Info

Publication number: DE1448325B1
Application number: DE19611448325D
Authority: DE
Inventors: Hermann Steiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-12-01
Filing date: 1961-04-10
Publication date: 1969-12-11
Also published as: CH380655A; FR1305070A; GB920467A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gangregler für ein Uhrwerk, der ein aus einem einerseits fest eingespannten Hauptfederstab od. dgl. bestehendes Hauptschwingsystem und im Bereich dessen freien Endes ein mit diesem elastisch verbundenes, aus einem Hilfsfederstab od. dgl. bestehendes Hilfsschwingsystem aufweist, wobei der Hilfsfederstab mit seinem etwa quer zum Hauptfederstab verlaufenden freien Ende mit den Zähnen eines angetriebenen Zahnrades des Uhrwerkes im Sinne der Gangregelung zusammenwirkt.The invention relates to a rate regulator for a clockwork, the one from a one hand firmly clamped main spring rod. The like. Existing Main oscillation system and in the area of its free end an elastically connected to this, from an auxiliary spring rod. The like. Existing auxiliary oscillating system, wherein the auxiliary spring rod with its free end running approximately transversely to the main spring rod with the teeth of a driven gear of the clockwork in terms of rate control cooperates.

Bei einem bekannten Gangregler dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1059 842) ist für Uhrwerke, die durch Gewichte angetrieben sind, unabhängig von dem Verhältnis der Frequenzen des Haupt- und Hilfsschwingsystems eine exakte Gangregelung erzielt worden, während gleichwertige Schwingungssysteme bei Federkraftuhren erhebliche Gangdifferenzen verursachten. Die Ganggenauigkeit bei mit Gewichten angetriebenen Uhren war dann besonders gut und weitgehend vom Antriebsdrehmoment unabhängig, wenn die Dämpfungswirkung des Hilfsschwingsystems ausreichend war, um den überschuß an Antriebskraft aufzunehmen. Bei ausreichender Dämpfung der Stöße der Zähne des Hemmungsrades, wofür gegebenenfalls zusätzliche Dämpfungsmittel zwischen den beiden Schwingsystemen zur Anwendung kamen, war die Stabilität der Amplitude der Hauptfeder und damit eine exakte Gangregelung gesichert. Trotz gleichbleibender Eindringtiefe der Hilfsfeder zwischen die Zähne des Hemmungsrades, d. h. trotz konstanter Amplitude der Hauptfeder, konnte bei Uhren mit Federwerkaufzug eine Abweichung in der Gangregelung in Abhängigkeit vom Grad des Federwerkaufzugs festgestellt werden, wobei durch Verringerung der Reibung zwischen den beiden Federsystemen, die zur Erzielung einer besonders guten Dämpfung unter Vorspannung aneinander anliegen, eine wesentliche Verbesserung der Gangregelung erzielt werden konnte. Diese Maßnahme brachte jedoch noch keine vollständige Lösung des Problems, die Ganggenauigkeit eines Uhrwerks unabhängig von dem Aufzugsgrad der Antriebsfeder zu machen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gangregler zu schaffen, der unabhängig von dem Antriebsmoment eines beliebigen Antriebssystems eine exakte Gangregelung ermöglicht.In a known regulator of this type (German Auslegeschrift 1059 842) is for movements that are driven by weights, independent of the ratio of the frequencies of the main and auxiliary oscillating system to an exact rate control has been achieved, while equivalent vibration systems in spring-loaded watches are considerable Caused gear differences. The accuracy of the weight-driven Watches was then particularly good and largely independent of the drive torque, though the damping effect of the auxiliary oscillating system was sufficient to absorb the excess Take up driving force. With sufficient damping of the shocks of the escapement wheel teeth, for which, if necessary, additional damping means between the two oscillation systems were used, was the stability of the amplitude of the main spring and thus a exact gear regulation ensured. Despite the constant penetration depth of the auxiliary spring between the teeth of the escape wheel, d. H. despite constant amplitude of the main spring, could a deviation in the rate regulation depending on watches with spring mechanism can be determined by the degree of spring mechanism winding, whereby by reducing the Friction between the two spring systems necessary to achieve a particularly good Damping rest against each other under bias, a significant improvement in the Gear control could be achieved. However, this measure was not yet complete Solution to the problem, the accuracy of a watch movement regardless of the degree of winding to make the mainspring. The object of the invention is therefore to provide a speed regulator to create that is independent of the drive torque of any drive system enables exact gear regulation.

Diese Aufgabe wird bei einem Gangregler der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis der Arbeitsschwingungsfrequenzen der weitgehend in ihren Schwingungen unabhängigen Schwingsysteme eine ganze Zahl ist. Hierdurch wird unabhängig von der Größe der Amplitude ein zyklischer Ablauf der Schwingungen des vibrierenden Systems ermöglicht, und damit werden gleiche Bedingungen bei jeder Energieübertragung vom Hemmungsrad auf das schwingende System geschaffen, was eine große Genauigkeit der Regelung durch den Gangregler sichert.This task is performed with a gear regulator of the type explained at the beginning solved according to the invention in that the ratio of the working oscillation frequencies the oscillating systems that are largely independent of their oscillations are an integer is. This creates a cyclical sequence regardless of the size of the amplitude the vibrations of the vibrating system allows, and thus equal conditions created with every energy transfer from the escape wheel to the oscillating system, which ensures a high accuracy of the regulation by the regulator.

Diese große Genauigkeit in der Regelung des Ganges eines Uhrwerkes kann noch durch die relative Stellung der beiden schwingenden Systeme zueinander und in bezug auf das Hemmungsrad, d. h. die relative Lage des Hilfsfederstabes in bezug auf das Hemmungsrad, wobei die Ausbildung des vorderen Endes des Hilfsfederstabes ebenfalls eine Rolle spielt, beeinflußt werden. Da diese Werte bei jeder Uhr anders ausfallen, müssen sie erst durch Versuche für den speziellen Anwendungsfall ermittelt werden.This great precision in regulating the rate of a clockwork can still be determined by the relative position of the two oscillating systems to each other and with respect to the escape wheel, d. H. the relative position of the auxiliary spring rod in with respect to the escape wheel, the formation of the front end of the auxiliary spring rod also plays a role. Because these values are different for each watch fail, they must first be determined through tests for the specific application will.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Gangreglers, F i g. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Gangreglers.The invention is shown in the drawing, for example. It shows Fig. 1 shows a first embodiment of a gear regulator, FIG. 2 a schematic Representation of a second embodiment of a gear regulator.

Der dargestellte mechanische Gangregler für ein Uhrwerk umfaßt einen durch ein Federgehäuse 1 gebildeten Motor, wobei dieses Federgehäuse mit Hilfe einer einerseits an dem Federgehäuse 1 und andererseits an einem auf dem Gestell festgemachten Spund 3 fixierten Feder 2 in Umdrehung versetzt wird. Dieses Federgehäuse 1 trägt auf seiner Peripherie eine Zahnung 4, welche in ein mit einem Zahnrad 6 fest verbundenes Ritzel 5 eingreift, wobei dieses Zahnrad mit einer auf dem Gestell gelagerten Welle 7 fest verbunden ist.The illustrated mechanical rate regulator for a clockwork comprises one formed by a spring housing 1 motor, this spring housing with the help of a on the one hand to the spring housing 1 and on the other hand to a fixed on the frame Bung 3 fixed spring 2 is set in rotation. This spring housing 1 carries on its periphery a toothing 4, which is firmly connected to a gear 6 in a Pinion 5 engages, this gear wheel with a shaft mounted on the frame 7 is firmly connected.

Selbstverständlich kann der Motor durch jede andere zur Zeit bekannte Vorrichtung gebildet sein, wie z. B. einen Elektromotor.Of course, the engine can be replaced by any other currently known Be formed device such. B. an electric motor.

Der mechanische Gangregler umfaßt außerdem eine Reguliervorrichtung, die eine vibrierende Vorrichtung zum Regulieren der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zahnrades 6 einschließt. Diese vibrierende Vorrichtung besteht aus zwei unter sich mechanisch verbundenen schwingenden Systemen, und zwar einem schwingenden Hauptsystem 8 mit niedriger Frequenz und einem schwingenden Hilfssystem 9 mit höherer oder gleicher Frequenz.The mechanical governor also includes a regulator including a vibrating device for regulating the speed of rotation of the gear 6. This vibrating device consists of two oscillating systems mechanically connected to one another, namely a main oscillating system 8 with a low frequency and an auxiliary oscillating system 9 with a higher or the same frequency.

Das schwingende Hauptsystem 8 besteht aus einem Draht 10, dessen eines äußeres Ende starr in einer auf dem Gestell fixierten Einspannvorrichtung 11 gehalten ist.The oscillating main system 8 consists of a wire 10, one outer end of which is held rigidly in a clamping device 11 fixed on the frame.

Das schwingende Hilfssystem 9 wird durch einen Draht 12 gebildet, dessen Schwingungsfrequenz mindestens gleich der Schwingungsfrequenz des Drahtes 10 des schwingenden Hauptsystems 8 ist, wenn sich die Vorrichtung in Betrieb befindet. Ein äußeres Ende 13 des Drahtes 12 weist eine Form auf, welche einerseits für eine Zusammenarbeit mit den Zähnen des Zahnrades 6 hinsichtlich der Festlegung der Umdrehungsgeschwindigkeit dieses Zahnrades und andererseits zum Unterhalt der Schwingungen der vibrierenden Vorrichtung angepaßt ist.The oscillating auxiliary system 9 is formed by a wire 12, the oscillation frequency of which is at least equal to the oscillation frequency of the wire 10 of the oscillating main system 8 when the device is in operation. An outer end 13 of the wire 12 has a shape which is adapted on the one hand for cooperation with the teeth of the gear 6 with regard to the determination of the speed of rotation of this gear and on the other hand to maintain the vibrations of the vibrating device.

In der ersten in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist die mechanische Verbindung zwischen den zwei schwingenden Systemen 8 und 9 durch ein Kupplungsstück 14 aus schmiegsamem und elastischem Material, z. B. Kautschuk, verwirklicht, welches entlang seiner Symmetrieachse durch den Draht 10 und längs einer mit dieser Symmetrieachse einen Winkel a bildenden Richtung von dem Draht 12 durchquert wird. Die beiden schwingenden Systeme sind in dieser Weise mechanisch und elastisch miteinander gekuppelt.In the first in FIG. 1 is the mechanical embodiment Connection between the two oscillating systems 8 and 9 by a coupling piece 14 made of pliable and elastic material, for. B. rubber, realized which along its axis of symmetry through the wire 10 and along one with this axis of symmetry a direction forming an angle α is traversed by the wire 12. The two swinging Systems are mechanically and elastically coupled to one another in this way.

Die Arbeitsweise des beschriebenen mechanischen Gangreglers für ein Uhrwerk ist die folgende: Die beiden schwingenden Systeme 8, 9 schwingen mit den Frequenzen f 1, f2. Die Schwingungen des schwingenden Hauptsystems 8 vollziehen sich in einer Ebene p, welche den Draht 10 einschließt und parallel zum Draht 12 und vorzugsweise senkrecht zur Achse 7 des Rades 6 steht, in dem durch den Pfeil s angezeigten Sinne, wodurch das Eingreifen des freien Endes 13 des Drahtes 12 in die Zahnung des als Hemmungsrad dienenden Zahnrades 6 und der Rückzug dieses freien äußeren Endes aus demselben bewirkt wird. Die Frequenz dieser Schwingungen f,. ist relativ gering, aber höher als 10 Hertz. Die Schwingungen des schwingenden Hilfssystems 9 vollziehen sich in der Ebene p oder in einer zu dieser parallelen Ebene, aber in der durch den Pfeil t angezeigten Richtung oder in einer Richtung, welche mit der Richtung der Schwingungen des schwingenden Hauptsystems einen Winkel bildet.The described mechanical rate regulator for a clockwork works as follows: The two oscillating systems 8, 9 oscillate at frequencies f 1, f2. The oscillations of the oscillating main system 8 take place in a plane p, which includes the wire 10 and is parallel to the wire 12 and preferably perpendicular to the axis 7 of the wheel 6, in the sense indicated by the arrow s, whereby the engagement of the free end 13 of the wire 12 into the teeth of the gear 6 serving as an escape wheel and the withdrawal of this free outer end therefrom is effected. The frequency of these oscillations f ,. is relatively low, but higher than 10 Hertz. The oscillations of the oscillating auxiliary system 9 take place in the plane p or in a plane parallel to this, but in the direction indicated by the arrow t or in a direction which forms an angle with the direction of the oscillations of the oscillating main system.

Gewisse sehr genaue Bedingungen müssen erfüllt sein, damit der Gang des mechanischen Gangreglers in der Zeit beständig ist; diese Bedingungen können wie folgt zusammengefaßt werden: 1. Beim Arbeiten der regulierenden Vorrichtung muß das Verhältnis zwischen den Frequenzen f2 und f1 der schwingenden Systeme 9 und 8 eine ganze Zahl betragen. Praktisch ist dieses Verhältnis vorzugsweise innerhalb 1 und 5, kann aber in gewissen Fällen höher, z. B. 10, sein. Diese Bedingung muß eingehalten werden, damit die Art der Schwingung der vibrierenden Vorrichtung in der Zeit zyklisch ist. Dies ist in der Tat notwendig, damit bei jedem Durchgang eines Zahnes des Zahnrades 6 in unmittelbarer Nähe des äußeren Endes 13 des Drahtes 12 die relativen Stellungen dieses Zahnes und dieses äußeren Endes 13 genau identisch sind. In dieser Weise ist es möglich, bei jeder Energieübertragung vom Zahnrad 6 auf die vibrierende Vorrichtung genau die gleichen Bedingungen wieder zu schaffen, was einen Gang des Regulators mit großer Genauigkeit garantiert.Certain very precise conditions must be met in order for the gear to work the mechanical regulator is stable over time; these conditions can can be summarized as follows: 1. In the operation of the regulating device must be the ratio between the frequencies f2 and f1 of the vibrating systems 9 and 8 are an integer. Practically, this ratio is preferably within 1 and 5, but can be higher in certain cases, e.g. B. 10, be. This condition must must be observed so that the type of vibration of the vibrating device in the time is cyclical. Indeed, this is necessary for each pass of a tooth of the gear 6 in the immediate vicinity of the outer end 13 of the wire 12 the relative positions of this tooth and this outer end 13 are exactly identical are. In this way it is possible for each energy transfer from the gearwheel 6 to create exactly the same conditions on the vibrating device, which guarantees a speed of the regulator with great accuracy.

2. Die Erfahrungen haben bewiesen, daß die relative Stellung der beiden schwingenden Systeme 8, 9 wichtig ist, damit sich der Unterhalt der Schwingungen der vibrierenden Vorrichtung unter guten Bedingungen vollzieht. Diese Stellung kann leicht einerseits durch die zwischen der Einspannvorrichtung 11 und der Kupplung 14 gelegene Länge 1 und anderereits durch den durch die Drähte 10 und 12 gebildeten Winkel a bestimmt werden.2. Experience has shown that the relative position of the two vibrating systems 8, 9 is important for the maintenance of the vibrations of the vibrating device under good conditions. This position can easily on the one hand by the between the jig 11 and the coupling 14 length 1 and others already by that formed by the wires 10 and 12 Angle a can be determined.

Diese beiden Größen hängen besonders von der Form des äußeren Endes 13 des Drahtes 12 ab, welcher mit dem Zahnrad 6 zusammenarbeitet, sowie vom Winkel b, der zwischen einem durch das äußere Ende 13 des Drahtes 12 hindurchgehenden Radius des Zahnrades 6 und diesem Draht 12 selbst eingeschlossen ist. Diese Größen b und a hängen außerdem ebenfalls von den Frequenzen f1 und f2 sowie vom Kupplungskoeffizienten ab, der zwischen den beiden schwingenden Systemen 8, 9 besteht. Immerhin konnte bis jetzt eine allgemeine Theorie, welche es gestattet, im voraus genau die Arbeitsweise einer regulierenden Vorrichtung mit gegebenen Ausmaßen vorauszusehen, noch nicht mit befriedigender Sicherheit aufgestellt werden. Dennoch sind die derzeitigen Kenntnisse weitgehend ausreichend, um durch praktische Versuche die Festlegung der oben angegebenen Größen für jede Art von regulierender Vorrichtung zu gestatten und folglich ihre Serienfabrikation zu erlauben.These two sizes depend in particular on the shape of the outer end 13 of the wire 12, which cooperates with the gear 6, as well as on the angle b between a radius of the gear 6 passing through the outer end 13 of the wire 12 and this wire 12 itself is included. These variables b and a also depend on the frequencies f1 and f2 and on the coupling coefficient that exists between the two oscillating systems 8, 9. However, up to now a general theory which makes it possible to foresee exactly in advance the mode of operation of a regulating device of given dimensions has not yet been able to be established with satisfactory certainty. Nevertheless, the current knowledge is largely sufficient to permit, through practical tests, the establishment of the above-mentioned sizes for each type of regulating device and consequently to permit their mass production.

Die F i g. 2 zeigt schematisch eine durch einen einzigen Draht gebildete vibrierende Vorrichtung, wobei dieser Draht gleichzeitig die schwingenden Systeme 8,9 sowie die mechanische Verbindung zwischen diesen beiden schwingenden Systemen bildet.The F i g. 2 schematically shows a vibrating device formed by a single wire, this wire simultaneously forming the vibrating systems 8, 9 and the mechanical connection between these two vibrating systems.

Diese zweite Ausführungsform umfaßt eine mechanische Verbindung zwischen den beiden schwingenden Systemen 8, 9, welche durch einen geradlinigen Teil 17 gebildet ist, der mit den Drähten der schwingenden Systeme 8, 9 die relativen Winkel c, d bildet.This second embodiment includes a mechanical connection between the two oscillating systems 8, 9, which are formed by a straight part 17 is that with the wires of the vibrating systems 8, 9 the relative angles c, d forms.

Die beschriebenen und dargestellten vibrierenden Vorrichtungen sind durch schwingende Systeme gebildet, welche drahtförmige vibrierende Organe umfassen, aber ebenso können diese vibrierenden Organe auch durch dünne Blättchen gebildet sein.The vibrating devices described and illustrated are formed by vibrating systems, which include wire-shaped vibrating organs, but in the same way these vibrating organs can also be formed by thin leaflets be.

Weiterhin können die schwingenden Systeme schwingende Organe von voneinander verschiedener Natur umfassen, z. B. von verschiedenem Ausmaß oder verschiedenem Durchmesser, oder sie können auch aus verschiedenen Materialien bestehen.Furthermore, the vibrating systems can vibrate organs from one another of various nature include e.g. B. of varying degrees or different Diameter, or they can also be made of different materials.

Zwei Arten einer mechanischen Verbindung sind beschrieben und dargestellt worden, aber es ist klar, daß andere Ausführungen möglich sind.Two types of mechanical connection are described and illustrated but it is clear that other designs are possible.

Insbesondere ist es möglich, diese mechanische Verbindung durch Zusammenlöten oder -schweißen der vibrierenden Organe der zwei schwingenden Systeme zu verwirklichen. Als allgemeine Regel gilt, daß zur Erreichung guter Bedingungen für das Arbeiten der vibrierrnden Vorrichtung eine solche mechanische Verbindung verwirklicht werden muß, daß die schwingenden Systeme 8 und 9 praktisch voneinander unabhängig sind.In particular, it is possible to make this mechanical connection by soldering together or welding of the vibrating organs of the two vibrating systems. As a general rule, to achieve good working conditions the vibrating device such a mechanical connection can be realized must that the vibrating systems 8 and 9 are practically independent of each other.

Es ist zu bemerken, daß die mechanischen Verbindungen zwischen den beiden schwingenden Systemen immer einen gewissen Dämpfungsfaktor der Schwingungen der schwingenden Systeme einführen.It should be noted that the mechanical connections between the both vibrating systems always have a certain damping factor for the vibrations of the vibrating systems.

Claims

Claims: 1. Rate regulator for a clockwork, one from one on the one hand firmly clamped main spring rod or the like. Existing main oscillating system and in the area of its free end an elastically connected to this, consisting of one Has auxiliary spring rod or the like. Existing auxiliary oscillating system, the auxiliary spring rod with its free end with the teeth running approximately transversely to the main spring rod a driven gear of the clockwork cooperates in terms of rate control, characterized in that the ratio of the working oscillation frequency (f1, f2) the oscillating systems (8, 9) that are largely independent in terms of their oscillations is an integer.

2. Gear regulator according to claim 1, characterized in that the main spring rod (10) in the area of its free end carries a piece of rubber (14), which in turn carries the from the main spring rod (10) independent auxiliary spring rod (12) carries.

3rd gear regulator after Claim 1, characterized in that the auxiliary spring rod projecting towards the gearwheel (6) (9 @ with a known one-story connection with the main spring rod (8 ') over a straight line bent back at an acute angle (angle c) from its free end Part (17), to which it crosses the main spring rod (8 '), to part (17) adjoins approximately at right angles (angle d).