Magnetische Hemmungseinrichtung. Die Erfindung bezieht sich auf eine ma gnetische Hemmungseinrichtung, welche zum Beispiel für eine Zeitmessvorrichtung geeignet ist, und bezweckt, eine einfache Einrichtung dieser Art zu schaffen.
Die erfindungsgemässe magnetische Hem mungseinrichtung ist gekennzeichnet durch zwei zusammenwirkende Glieder, von denen eines Schwingungen ausführen und eines sich drehen kann und auf deren einem wenigstens ein magnetisierter Polkörper vorhanden ist, während das andere eine wellenförmige, ma gnetisierte Bahn aufweist, wobei wenigstens ein Teil des einen der Glieder ein Permanent magnet ist, wobei das Ganze derart beschaffen, ist, dass in vorbestimmten Bewegungsgrenzen das sich unter Wirkung eines Antriebes dre hende Glied durch die Schwingungen und die magnetische Kupplung beider Glieder derart gebremst wird, dass die Pole des Polkörpers der wellenförmigen Bahn folgen und dabei die Schwingungen unterhalten werden.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Teile von Ausführungsbeispielen des Erfin dungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Fig.1 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Beispiels.
Fig.lA zeigt eine Variante der in Fig.1 gezeigten Einrichtung.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 3 bzw. 4 ist eine Vorder- bzw. Seiten ansicht einer dritten. AZisführungsform. Fig. 5 zeigt eine Variante zu Fig. 3 und 4. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform, Fig.7 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform und Fig. 8 eine Variante zu Fig.7.
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform und Fig. 9A ein Schema zu Fig. 9.
Fig.10 bzw. 10.4 ist eine Teilansicht bzw. ein Schnitt nach der Linie 10A-10A in Fig.10 einer weiteren Ausführungsform, lind Fig.11 ist eine Teilansicht einer perma nent magnetisierten, wellenförmigen Bahn.
Bei dem in Fig.1 gezeigten Beispiel weist die Hemmungseinrichtung als Schwingungs glied ein Pendel a auf, das eine Schneiden- la.gerung b und einen durchbohrten Körper c aus nichtmagnetischem Material besitzt, in welchen als Teil einer magnetischen Kupp lung ein Polkörper in der Form eines magne tischen Leiters d von geschlossener Wellen Form in der Umfangsfläche der Bohrung c1 des Körpers c eingebettet ist. Die sichtbare Innenfläche des Körpers d stellt eine wellen förmige Bahn<B>dl</B> und annähernd eine Sinus- kurve von acht Perioden dar.
Dieser Leiter d ist zum Beispiel aus einem Ring aus Weich eisen hergestellt, der in Wellenform gepresst wird. Das andere Glied eg der magnetischen Kupplung weist einen zweiten Polkörper in der Form eines sternförmigen Magneten e auf, der in der Bohrung c' angeordnet und drehbar gelagert ist, wobei seine Achse koaxial zur Achse der Bohrung cl ist, wenn sich das Pendel a in seiner Mittellage befindet. Der Permanentmagnet e besitzt acht Pole cl, e2...
von abwechselnder Nord- und Südpolarität, wobei bei irgendeiner Lage des Pendels bis zu einer vorbestimmten Amplitude desselben diese Pole gleichzeitig mit entsprechenden Stellen auf jeder Periode der gewellten Bahn dl des Leiters d übereinstimmen. Dieser stern förmige Magnet e sitzt auf einer Welle g, die durch eine Feder oder ein Gewicht oder ein anderes geeignetes Mittel ein Drehmoment DJ1 erhält. Solange jedoch das Pendel a in Ruhe ist, ist das Drehen des Körpers e infolge der magnetischen Kupplung zwischen ihm und dem Körper d verhindert. Die Ampli tuden der Wellenbahn dl sind proportional dem Abstand des betreffenden Punktes der Bahn dl von der Drehachse des Pendels a.
Diese Veränderung der Amplitude ist jedoch eine Verfeinerung, welche infolge der Eigen schaften der magnetischen Kupplung nicht in allen Fällen notwendig ist. .
Wird das Pendel a in Schwingung ver setzt, so wird die Drehung des Magneten e durch das Pendel derart gesteuert, dass die Pole e1... des ersteren den Sinuswellen dl in der Bohrung cl des schwingenden Körpers c gehemmt folgen.
Das Ganze ist so aufge baut, dass durch Wirkung der magnetischen Kupplung d-e die Drehzahl der Welle g proportional zur Periodenzahl des Pendels a wird und die Schwingungen des letzteren durch die Antriebsvorrichtung der Welle g unterhalten werden. Diese Wirkungsweise gilt natürlich nur innerhalb vorbestimmter Bewe gungsgrenzen, das heisst vorbestimmter Gren zen des Drehmomentes D111 -und bis zu einer vorbestimmten Maximalamplitude des Pen dels cs.
Wie schematisch im Schnitt in Fig. 1A ge zeigt ist, kann die Achse c2 der Bohrung cl nach -einem Kreisbogen mit dem Aufhänge- pm@kt des Pendels a als Zentrum gekrümmt sein, so dass die Pole des sternförmigen Ma gneten e in allen Lagen den gleichen Abstand von dem Leiter d haben, um einen annähernd gleichförmigen Luftspalt zu erhalten. In Fig. 1A besitzt die Bahn dl nur vier Perioden.
Beim Beispiel nach Fig. 2 ist f f 1 das eine Glied und ist an der Innenwand einer Hülse f ' aus nichtmagnetischem Material ein Lei ter f aus magnetischem Draht als der eine Polkörper der magnetischen Kupplung be festigt, welcher Draht. Sinuswellenform hat.
In der Hülse f 1 ist auf einer angetriebenen (Drehmoment<I>DM)</I> Welle g als zweiter Pol körper der magnetischen Kupplung eine Ma gnetanordnung h-hl vorhanden, die minde stens zwei Körper h aus permanent magneti siertem Material aufweist, welche an den En den einer magnetisierten Federspeiehe hl von flachem Querschnitt befestigt sind, die eine Schwingung in einer Ebene gestatten, in wel cher die Welle g liegt, wie es durch die Pfeile h.2 gezeigt ist. Das zweite Glied ist somit )z hl g.
Die prinzipielle Wirkungsweise der Ein richtung der Fig. 2 ist die gleiche wie die der zuerst beschriebenen Einrichtung, da die an getriebene Magnetanordnung h-hl gemäss der Eigenfrequenz ihrer Feder hl und ihrem eigenen Trägheitsmoment schwingen wird, während sie sich gleichzeitig langsam dreht, um der Sinuskurve des Leiters f zu folgen, wobei die Hülse zweckmässig von fassförmiger Gestalt ist, so dass sie mit der gekrümmten Bahn der Magnetenden übereinstimmt.
Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, weist ein ; das eine Glied darstellende Pendel i als Teil der Pendelstange einen ringförmigen, per manentmagnetischen Polkörper il auf, der einen magnetischen Nordpol i2 und einen Südpol i3 besitzt. Diesem. Polkörper il ist als i zweites Glied eine Rotorscheibe j zugeordnet, die einen Polkörper in der Form eines magne tischen Leiters j1 von Wellenform trägt.
Die Schwingung des Pendels i gestattet, dass sich der Rotor j unter Wirkung des Drehmomen tes Dill mit der Welle g dreht, während die Pole i2, i3 der Wellenbahn des magnetischen Leiters j1 folgen. Die prinzipielle Wirkungs weise ist die gleiche wie vorher, indem das Pendel i durch Wirkung der magnetischen Kupplung il-jl durch den Rotor angetrie ben wird, während die Drehgeschwindigkeit des Rotors durch die Frequenz des Pendels i bestimmt wird.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, besitzt das das erste Glied darstellende Pendel k2 als perma nentmagnetischen Polkörper einen C-förmi- gen Magneten k1, dessen Pole mit einem zwei ten Polkörper in der Form eines Leiters yn von Wellenform magnetisch gekuppelt sind, welcher Leiter m auf dem Mantel eines um eine unter Wirkung eines Drehmomentes D171 stehende Achse<I>g</I> drehbaren Zylinders yn,l an geordnet ist.
Das zweite Glied ist somit nmilg. Bei diesem Beispiel besitzt die Wellenform des magnetischen Leiters na an den Umkehr punkten Verlängerungen mal, so dass ein grö sseres Maximum der Schwingungsamplitude des Pendels k2 gestattet ist, wobei allerdings Unstetigkeiten in der Drehung der Welle g eintreten. Die Arbeitsweise ist im übrigen analog wie für Fig. 3/4 därgelegt.
In Fig.6 weist der eine das eine Glied darstellende Polkörper n-nl-n2 der Hem mungseinrichtung ein Paar permanenter Ma gnete n auf, die an einer magnetisch leitenden Unterlage n2 befestigt sind und je an einem freien Pol als Schwingorgan einen federnden Stab n1 aus magnetisch leitendem Material tragen. Die zwei Magnete n sind magnetisch in Serie geschaltet, um einen magnetischen Fluss in den Stäben n1 zu erzeugen.
Zwischen den magnetisierten Enden der Stäbe n1 ist ein magnetisierbarer, zweiter Polkörper in der Form einer gewellten Scheibe o angeordnet, die auf einer Welle g sitzt, die unter Wir kung eines Drehmomentes<I>DM</I> steht. oq ist somit das zweite Glied. Der Umfang der Seheibe o stellt eine Wellenbahn dar. Infolge der Kupplung nl-o ist die Drehgeschwindig keit der Welle g durch die Eigenfrequenz der Sehwingung der Stäbe n1 bestimmt, welche Schwingungen durch den Antrieb der Welle g unterhalten werden.
Wie in Fig. 7 gezeigt. ist, weist die Einrich tung ein erstes Glied pg auf, und zwar einen Polkörper in der Form eines Rotors p in Gestalt eines zweipoligen permanenten Ma gneten, der sich innerhalb eines zweiten Pol körpers in der Form eines wellenförmigen magnetischen Leiters q dreht, welcher über den Umfang drei ganze Sinuswellen aufweist und mit dem Körper q magnetisch gekuppelt ist. Das andere Glied qq2 besitzt die Bahn q, die unter der Wirkung einer Spiralfeder q1 schwingbar auf der Achse q? angeordnet ist.
Es ist zu bemerken, dass zwecks magnetischer Kupplung des Polkörpers p mit dem Leiter q die den Magnetpolen auf beiden Seiten der Abstützung des Leiters gegenüberliegenden Teile des Leiters annähernd in der Ebene des Polkörpers p liegen müssen. Die Drehzapfen müssen demzufolge in Nullpunkten der Sinus wellen liegen. Die Arbeitsweise ist analog derjenigen des Beispiels nach Fig.6, da das Glied pg unter Wirkung des Drehmomentes Dill steht.
Die in Fig.8 gezeigte Einrichtung weist einen rechteckigen Rahmen p aus Federstä ben auf, mit welchem Rahmen ein Polkörper in der Form eines scheibenförmigen Ringes p1 starr verbunden ist, der in Wellenform ge- presst ist und in welchen auf einer Welle g ein zweiter Polkörper in der Form eines stern förmigen Rotors s angeordnet ist, dessen Pole magnetisch mit dem wellenförmigen, innern Umfang p2 des magnetischen Leiters p2 ge kuppelt sind.
ppi ist somit das eine und sg das andere Glied der Einrichtung. Im Betrieb gestattet das vertikale Auf- und Abschwingen des scheibenförmigen Ringes p1 und des Rah mens p, dass der unter Wirkung des Dreh momentes Dill stehende, sternförmige Rotor s gehemmt wird, und diese letztere Wirkung hält zugleich die Schwingungen aufrecht.
In Fig. 9 ist ein vermittels der Achse t' drehbar gelagerter Schwinghebel t vorhanden, dessen einer Arm t5 in einer Gabel t3 einen auf einer Unruhe u sitzenden Stift u1 auf nimmt. Die mit einer Spiralfeder versehene Unruhe u stellt das Schwingorgan der Ein richtung dar.
Der andere Arm t4 des Hebels t trägt einen in einer Hülse t2, deren Achse senkrecht zum Hebel t ist, angeordneten Pol körper in der Form eines wellenförmigen, magnetischen Leiters t1 analog f in Fig.2. Innerhalb der Hülse t2 befindet sich ein zwei ter Polkörper in der Form eines permanent magnetischen Sternrades v, das drehbar auf einer Welle v1 angeordnet ist und durch irgendwelche passenden Mittel ein Dreh moment DiU erhält.
Wie in Fig.9A gezeigt ist, ist die wirksame Polfläche der Pole v2 des Sternrades v von grösserer-Breite als die wel lenförmige, magnetische Bahn t1. Die ma gnetische Kupplung tl-v ist dabei in der gestrichelten Lage der Pole<I>v2</I> Fig. -9A) stärker als in der ausgezogenen Zwischenlage. Das Ganze ist so, dass bei stillstehender Un- ruhe u der Hebel t in Ruhe und die Welle v1 gebremst ist,
während bei schwingender Un ruhe u diese über den Hebel t und die ma gnetische Kupplung tl-v durch die Welle v1 angetrieben wird, wobei die Drehzahl dieser Welle v1 proportional zur Schwingungszahl der Unruhe u gehalten wird.<I>t4,</I> t2, t1 ist das eine und v2, v1 das andere Glied der Hem mungseinrichtung.
Wie in den Fig.10 Lund 10A gezeigt ist, ist der Polkörper in der Form eines wellenförmi gen, magnetischen Leiters w in die Innenwand eines Zylinders w' aus Messing oder anderem nichtmagnetischem Material eingebettet. Auf der Innenfläche dieses Zylinders befinden sich ferner Rippen x in abgestufter Anord nung, welche eine Sicherheitseinrichtung bil den, die die Drehung der Pole (z. B. v2 in Fig. 9) verhindert oder wenigstens erschwert, wenn diese Pole die magnetische Bahn verlas sen, somit derart wirkt, dass sie das Lösen der magnetischen Kupplung erschwert.
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, kann der wellen förmige Leiter y von U-förmigem Querschnitt und quer permanent magnetisiert sein, wobei die Pole N, S entstehen.
Solche Schienen können zum Beispiel bei der Anordnung nach Fig.l benutzt werden, in welchem Fall das Sternrad e nicht permanent magnetisiert wer den müsste, aber zum Beispiel- weicheiserne Arme mit im Querschnitt U-förmigen Enden besitzen könnte. Die wellenförmige Bahn ist zweckmässig aus einem Metall gebildet, dessen Hysteresis- ; Verlustziffer Y10 höchstens 1 Watt/kg bei 50 Perioden und 5000 Gauss beträgt.