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Verfahren zur Messung des Ganges und der Gangabweichung von Uhren und von Gangreglern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Zur Ermittlung des Ganges von Uhren, die mit schwingenden Gangreglern versehen sind, sind verschiedene Verfahren bekannt.
Diese können summarisch in zwei Gruppen unterteilt werden und zwar in solche, bei denen nur die wechselnde Standdifferenz zwischen zu prüfender Uhr und einem Normal angezeigt oder registriert wird, wobei es dem Prüfer überlassen bleibt, aus dieser Anzeige den Gang herzuleiten und weiter in Verfahren, die eine direkte Ablesung des Ganges von einem Anzeige-Instrument oder einem gedruckten Wert erlauben. Als Gangmesser kann man eigentlich nur Geräte betrachten, die nach einem Verfahren der zweiten Gruppe arbeiten und in dieser kann man wiederum mehrere Untergruppen unterscheiden.
Zur ersten Untergruppe sind Verfahren zu zählen, welche die Gangbestimmung durch Messung der für eine bestimmte Phasenverschiebung zwischen Prüfobjekt und Normal nötigen Zeit durchführen. Hierzu gehören die altbekannten Koinzidenzverfahren und weiter auch jene Verfahren, welche das Zeitintervall zwischen einer oder mehreren Halbschwingungen des Gangreglers mittels hochfrequenter Zählverfahren bestimmen.
Zur zweiten Untergruppe gehören solche Verfahren, welche die Gangbestimmung durch Messung der Phasenverschiebung zwischen Prüfobjekt und Normal bei konstant gehaltener Messzeit vornehmen, wie zum Beispiel das Gibbs'sche Stroboskopverfahren.
Die dritte Untergruppe umfasst Verfahren, welche die Gangbestimmung auf die Messung eines Analogwertes zurückführen. Nach diesem Prinzip arbeitet zum Beispiel das Gangmessverfahren auf der Basis der Maxwellschen Kapazitätsmessbrücke. Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren, das im weiteren Sinne zur zweiten Untergruppe gezählt werden kann, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Gangmessverfahren aller drei Unterguppen werden bis heute kaum in grösserem Umfang angewendet, statt dessen finden grösstenteils Geräte Verwendung, bei denen die wechselnde Standdifferenz zwischen zu prüfender Uhr und einem Normal registriert wird. Dies ist darin begründet, dass der Gang nicht konstant ist, sondern ständig schwankt. Jene Schwankungen rühren von der unruhigen Kraftzufuhr zum Gangregler her. Die Erfassung dieser Gangschwankungen, Art und Grösse derselben, vermittelt einen Einblick in die Funktionen der Kraftübertra- gung. Zur Erfassung dieser Gangschwankungen ist es erforderlich, möglichst jeder Halbschwingung des Gangreglers einen diskreten Messwert zuzuordnen.
Dieser Forderung kommen aber weder die bekannten Gangmessgeräte der beiden ersten Gruppen, welche nur einzelne Messungen vornehmen, noch die der dritten Gruppe, deren Messwertanzeige sich stetig ändert, nach. Die genannten, Standdifferenzen registrierenden Geräte, die dieser Forderung am meisten entsprechen, haben jedoch eine Reihe anderer Nachteile.
Von diesen seien erwähnt: die Gangwerte werden nicht unmittelbar angezeigt, sondern müssen erst hergeleitet werden, die Art dieser Herleitung bedingt eine Tangens-Skala ; es kann nur die Tatsache einer Gangabweichung festgestellt werden, wogegen deren Grösse kaum abgeschätzt werden kann ; bei starker Schrägstellung der Standwertkurven ist deren Beurteilung erschwert, usw.
Demgegenüber liefert das er- findungsgemässe Verfahren selbsttätig, fortlaufend diskrete Gangwerte, aus welchen ebenso selbsttätig
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genaue Werte der Gangabweichung gewonnen werden können: Für den Fall, dass die Gangwerte registriert werden, verläuft die Kurve der Gangwerte bei konstantem Gang parallel zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers und ermöglicht daher auch bei grossen Gangwerten eine exakte Beurteilung dieser Kurve. Die Neigung der Gangwertkurve ist ein Mass für die Gangabweichung.
Der Grundgedanke des Verfahrens zur Gangbestimmung ist folgender: In herkömmlicher Weise wird aus der Bewegung des Gangreglers eine Impulsfolge A hergeleitet. Aus dieser wird eine weitere Impulsfolge B so abgeleitet, dass jedem Impuls Ai ein Impuls Bi eindeutig zugeordnet ist und dass der zeitliche Abstand T, der zugeordneten Impulse Ai Bi voneinander, konstant ist. Der Betrag von T kann dabei ungefähr gleich oder gleich der Zeit mehrerer Halbschwingungen des Gangreglers sein und soll gegenüber störenden Einflüssen weitgehend unabhängig sein (wie z. B. ein Quarzoszillator). Die Grösse des Impulsabstandes t zwischen den Impulsen Bi und den ihnen nächstgelegenen der Folge A hängt mit dem momentanen Gang linear zusammen.
Es ist zweckmässig, den Abstand T einstellbar auszubilden. Die Einstellung von T kann dabei so erfolgen, dass die Impulsintervalle t annähernd eine bestimmte Grösse, vorzugsweise Null, annehmen. Die Anzeige des Ganges kann gegebenenfalls durch eine Vorrichtung erfolgen, die mit der Einstellvorrichtung für T gekoppelt ist.
Aus Gründen, die mit dem speziellen Zweck einer Messung zusammenhängen und aus Gründen konstruktiver Art kann es zweckmässig sein, dass die Impulsfolgen A und B neben den Impulspaaren Aj- Bi noch andere Impulse beinhalten, die sowohl vom Gangregler abgeleitet als auch anderweitig hinzugefügt sein können.
Der günstigste Abstand T ist im allgemeinen vom Zweck der Messung abhängig. So ist beispielsweise zur Regulierung von Uhren eine andere Grösse von T günstig als zur Erkennung von Fehlern oder zur Beurteilung der Qualität. Zur Messung verschiedener Eigenschaften einer Uhr kann es daher günstig sein, aus der Impulsfolge A mehrere Impulsfolgen B', B", B"' usw. so herzuleiten, dass jedem Impuls Ai mehrere Impulse, nämlich Bi, Bi",Bi " usw. zugeordnet sind, wobei sich diese Zuordnungen durch verschiedene Abstände T', T", T"' usw. unterscheiden.
Es kann zweckmässig sein, die erhaltenen Messergebnisse selbsttätig aufzuzeichnen, sofern dies nicht schon von vornherein durch die Art der Messung von t gegeben ist.
Der Ausdruck Impuls beinhaltet keineswegs nur elektrische Impulse, sondern es sind hier darunter ganz allgemein beliebige diskontinuierliche Vorgänge zu verstehen.
Die Herleitung der Impulsfolge B aus der Impulsfolge A erfolgt zweckmässig durch eine Verschiebung der Impulsfolge A um die Zeit T. Hiefür eignet sich im Falle elektrischer Impulsfolgen von den bekann- ten Zeitverzögerungseinrichtungen besonders ein Magnettrommelspeicher.
Die Durchführung der Messung des Impulsabstandes t kann mit den verschiedensten Vorrichtungen erfolgen. Am einfachsten wohl mittels einer Kathodenstrahlröhre, deren Zeitablenkung, welche linear oder nichtlinear sein kann, vom zuerst eintreffenden der beiden Impulse Ai+k, Bi, wobei k konstant ist, ausgelöst wird, oder auf ähnliche Art mittels Lichtstrahl- oder direkt schreibender Oszillographen. Ebenso sind hierzu geeignete mechanische Vorrichtungen, welche diese Messung auf die Bestimmung von Strom- oder Spannungsgrössen in komplexen Stromkreisen zurückführen, Zählvorrichtungen usw., verwendbar.
Zur Beurteilung von Uhren ist neben dem Gang auch dessen allfällige Veränderung, die Gangabweichung, zu erfassen. Diese ist als Differenzenquotient des Ganges nach der Zeit definiert. Die Erfassung der Gangabweichung erfolgt am einfachsten durch den Prüfer, der die Veränderung der Gangwertanzeige beurteilt, beziehungsweise die Neigung der die Gangwerte darstellenden Punktfolge zur Bezugslinie feststellt. Eine derartige Punktfolge kann man nicht nur auf mechanischem Wege erhalten, sondern auch dadurch, dass man bei der Messung von t mittels einer nachleuchtenden Kathodenstrahlröhre, wie oben erwähnt, den ersten der beiden Impulse die horizontale Zeitablenkung auslösen lässt, den zweiten zur Helligkeitsmodulation des Strahles benützt und den Strahl vertikal mit geringer Geschwindigkeit auslenkt.
Ist es nötig, die Werte der Gangabweichung ohne Mitwirkung eines Prüfers zu erhalten, so ist dies durch Bildung der Differenz der Zeitdauer verschiedener t möglich. Je nach den Erfordernissen der Messung wird man dabei die Differenz von zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulsabständen ti und ti", die Differenz zweier Impulsabstände ti und t; . ., die nicht unmittelbar aufeinanderfolgen, oder die Differenz zweier Summen
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(q und u sind beliebige natürliche Zahlen. p = 2k-+-1) bilden. Diese Differenzbildung kann beispielsweise mittels Zählverfahren oder durch Verfahren, die Ladungsmengen von Kondensatoren vergleichen, durchgeführt werden.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Figuren erläutert. Die Fig. 1 zeigt den zeitlichen Zusammenhang der Impulsfolgen bei einer Ausführungsform des er- findungsgemässen Verfahrens.
Die Fig. 2 zeigt die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die von
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einer nichtelektrischen Impulsfolge B Gebrauch macht.
In Fig. 1 sind die beiden Impulsfolgen A und B übereinander dargestellt. Die zugeordneten Impulse A; B; besitzen voneinander einen Abstand T. Das Impulsintervall t zwischen den Impulsen Bi und den nächstgelegenen Impulsen AZ y,; der Impulsfolge A, wobei im dargestellten Fall k = 3 ist, hängt mit dem Gang linear zusammen.
In der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung ist eine Scheibe S vorgesehen, die einen Wulst W aufweist und mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert. Eine Schneide SN, die diese Drehung nicht mitmacht, wird von einem Elektromagneten, den man im Takt der Impulsfolge A erregt, gegen den Wulst W gepresst. Dieses periodische Auftreten von SN auf W (Wulst) bewirkt mittels eines zwischengelegten Farbbandes F die Entstehung von Farbtupfen TU auf dem Wulst W. Diese Farbtupfen stellen an bestimmten ortsfesten Stellen, die längs des Wulstes W liegen, Impulsfolgen dar, welche die Bedingungen für die Impulsfolge B erfüllen.
Presst man nun einen Registrierstreifen R, der an einer solchen Stelle mit der gleichförmigen Geschwindigkeit v senkrecht zum Wulst W bewegt wird, mittels eines Bügels Bü und eines weiteren Elektromagneten, ebenfalls im Takt der Impulsfolge A gegen den Wulst W, so entsteht auf dem Registrierstreifen eine Folge von Punkten, deren Abstand von der Bezugslinie O dem Impulsabstand Bi-A;@k entspricht und deshalb mit dem Gang des Prüfobjektes linear zusammenhängt.
Ausser einer Ablesung der Gangwerte durch einen Prüfer können diese zur Steuerung von Vorgängen bei der Fertigung, Regulierung oder Sortierung von Uhren oder Gangreglern angewendet werden. Hierzu kann man beispielsweise aus den Impulsen A; und B; weitere Impulse A; und Bi herleiten, deren Vorderflanke mit Al bzw. Bi zusammenfällt und deren Breite dem zulässigen Gang in der Mess-Zeit T entspricht. Diese Impulse Äi und Bi werden dann verschiedenen Gittern einer Röhre zugeleitet, die nur dann Strom führt, wenn beide Impulse gleichzeitig die Röhre öffnen (in der Zeichnung nicht dargestellt).