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Elektromechanische Vorrichtung zur Festlegung eines beweglichen Organs in einer bestimmten Stellung, insbesondere für die Zeitkorrektur von Uhrwerken.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, um ein bewegliches Organ, das normalerweise in einer bestimmten Drehrichtung umläuft, auf dem Fernwege in einer bestimmten Stellung festzulegen, ohne dass dabei eine auf den Antriebsmotor zurückwirkende Hemmung ausgeübt wird. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung zur Zeitkorrektur grosser Uhrwerke auf dem Wege der Fernsteuerung.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Die Fig. 1 gibt eine Anordnung wieder, mittels derer ein bewegliches Organ in einer bestimmten Stellung festgelegt werden kann. Fig. 2 zeigt schematisch Einzelheiten der zur Festlegung des beweglichen Organs verwendeten Mittel, u. zw. in einer Ansicht in der Pfeilrichtung t der Fig. 1. In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, u. zw. die Anwendung der Vorrichtung zur Zeitkorrektur eines Uhrwerkes, dessen Zeiger durch Fernsteuerung elektrisch angetrieben werden. Fig. 4 gibt eine Einzelheit der Ausführungsform nach Fig. 3 wieder, u. zw. die Triebteile für die Zeiger des Uhrwerkes, im Sinne der Pfeilrichtung fi der Fig. 3 gesehen.
Die Fig. 5 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel, u. zw. die Anwendung der Vorrichtung zur Zeiteinstellung eines gewöhnlichen Uhrwerkes, das selbsttätig aufgezogen wird. In den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind für übereinstimmende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
In Fig. 1 bezeichnen 1 und 2 zwei elektrische Leiter. 3 ist ein Elektromagnet, 4 und 5 stellen zwei magnetische Stromkreise dar, u. zw. handelt es sich um zwei durch einen Luftspalt voneinander getrennte Polpaare, wobei die Polschuhe 6 und 7 zwei Wicklungen 8 und 9 tragen. Die Spulen sind mit einem Kondensator 10 in Reihe geschaltet. Der Stromkreis 8, 9, 10 liegt in Nebenschluss zu den Netzleitern 1 und 2. 11 bezeichnet eine schwingende dünne Metallplatte (Lamelle), deren eines Ende von den beiden Klemmstücken 12 und 13 festgehalten wird und deren anderes Ende mit einem federnden Glied 14 verbunden ist. Die Lamelle 11 führt Schwingungen mit einer Periodenzahl aus, die derjenigen entspricht, für die der Stromkreis 8, 9, 10 in Resonanz kommt. Das Sperr-oder Schubrad.
M ist mit dem Rad 16 eines Differentialgetriebes verbunden. 17 und 19 stellen das Trabantenrad bzw. das zweite Planetenrad des Differentialgetriebes dar. 18 ist die Welle des Trabantenrades und 20 ein Sperrad, das mit dem Rad 19 verbunden ist. Das Rad 20 steht unter der Wirkung einer Sperrklinke M, die eine mit dem Rad 16 gleichsinnige Drehung des Rades 19 verhindert.
Die senkrecht zur Zeichenebene umlaufende Welle-M ist mit der Welle 22 des Rades 23 eines zweiten Planetengetriebes verbunden. Mit 24 und 25 sind das Trabantenrad und das zweite Planetenrad dieses zweiten Differentialgetriebes bezeichnet. Das mit dem Planetenrad 23 verbundene Sperrad 26 wird auch hier von einer Sperrklinke 27 beeinflusst, die eine Drehung des Rades 26 und damit auch des Planetenrades 23 in einer dem Rade 16 entgegengesetzten Richtung verhindert. 28 ist die Welle des Trabantenrades 24, während 29 ein Sperrad kennzeichnet, das mit dem Planetenrad 25 verbunden ist. Auf letzteres wirkt ebenfalls eine Sperrklinke 30 ein, u. zw. lässt diese nicht eine Drehung des Rades 25 gleichsinnig mit dem Rad 23 zu.
Das auf einer Hohlwelle sitzende Ritzel 31, das das Planetenrad 25 beeinflusst, wird seinerseits angetrieben durch ein Zahnrad 32, das auf die Motorwelle 33 aufgekeilt ist. Die Welle 28 ist mit der Welle 34 gekuppelt. Auf letzterer ist das nicht dargestellte bewegliche Organ angebracht, das nach der
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Erfindung in einer bestimmten Stellung festgehalten werden soll. 35 ist eine Daumenseheibe zur Bewerkstellung der Festlegung. Dieselbe sitzt fest auf der Welle 34 und weist eine Nase 36 auf. Auf der Daumenscheibe gleitet ein um den Zapfen 39 beweglicher und an seinem vorderen Ende mit einer Schneide 38 versehener Hebel. Wenn die Daumenscheibe sich im Uhrzeigersinne dreht, so gleitet der Hebel 37 ungehemmt auf ihr.
Dreht sich jedoch die Daumenscheibe in entgegengesetzter Richtung, so blockiert die Schneide 38, indem sie sich gegen die Nase 36 anlegt, die Daumenscheibe 35.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgende : Die Welle 33 läuft um, u. zw. wird sie durch ein beliebiges Antriebsmittel, entweder in konstante oder in unterbrochene gleichgerichtete Drehbewegung versetzt. Sie treibt unter Vermittlung des Zahnrades 32 und des Ritzels 31 das Planetenrad 25 an, u. zw. so, dass die Sperrklinke 30 auf dem Sperrad 29 gleitet (nach Fig. 1 ist dies der Uhrzeigersinn, wenn man das Rad 29 in Pfeilrichtung t betrachtet). Da das Rad 26 durch die Sperrklinke 27 gesperrt ist, so läuft das Trabantenrad 24, indem es sich abrollt, mit um und die Welle 28 führt also eine Umlaufbewegung aus, u. zw. im gleichen Sinne, wie das Planetenrad 25 angetrieben wird.
Das gleiche gilt, da die Wellen 34 und 28 verbunden sind, für die das Daumenrad 35 tragende Welle 34, auf der das bewegliche Organ sitzt, das in einem beliebigen Zeitpunkte in einer bestimmten Stellung festgelegt werden soll.
Das Festlegen des beweglichen Organs selbst vollzieht sich auf folgende Art und Weise : Von irgend einem Punkte aus wird in die beiden Leiter 1 und 2 Strom gesandt, u. zw. von einer Frequenz, für die der Stromkreis 8, 9, 10 in Resonanz kommt. Durch diese an sieh bekannte Massnahme fÜhrt die LameUe 11 Schwingungen aus. Der Teil 14 wirkt auf das Sperrad 15 ein, u. zw. nach Art eines Schubdaumens, d h. er schiebt absatzweise dieses Rad vorwärts, u. zw. in umgekehrter Richtung wie das Rad 29.
Da das Rad 20 sich nicht in gleicher Richtung wie das Rad 15 drehen kann (Sperrung durch die Klinke 21), so läuft die Welle 18 des Trabantenrades 17 in gleicher Richtung mit um wie das Planetenrad 16 und treibt unter Vermittlung der Welle 22 das Rad 23 an, das durch die Sperrklinke 27 weniger stark gehemmt wird als das Rad 20 durch die Klinke 21. Das Planetenrad 23 treibt ferner die Welle 25 des Trabantenrades 24 gleichsinnig mit sich selbst, d. h. in einer entgegengesetzten Richtung wie das Rad 25. Die Welle 34 und. die Daumenseheibe 35 drehen sich, bis die Schneide 38 gegen die Nase 36 anstösst. Das bewegliche Organ, das auf der Welle 34 sitzt, wird dadurch in der gewollten bestimmten Stellung festgehalten.
In diesem Augenblicke sind die Wellen 34 und 28, das Trabantenrad 24, das Planetenrad 23, die Wellen 22 und 18 blockiert, denn das Rad 29 kann nur mit der Geschwindigkeit, die ihm durch die Antriebswelle 33 vermittelt wird, umlaufen. Alsdann dreht sich das Trabantenrad 17 auf seiner Welle M und treibt dabei das Planetenrad 19 in entgegengesetzter Richtung wie das Planetenrad 16 an. Diese beiden Planetenräder und das Trabantenrad 17 drehen sich weiter, bis die Stromgebung in den Leitern 1, 2 unterbrochen wird und demzufolge die Lamelle 11 ihre Schwingungen einstellt.
Die Wirkungsweise wird noch besser verständlich, wenn man die Geschwindigkeit, mit der normalerweise die Welle 34 durch die Welle 33 angetrieben wird, sieh sehr gering vorstellt im Vergleich zu der Geschwindigkeit in ungekehrter Richtung, die das Planetenrad 23 zur Durchführung der Festlegung vermittelt.
Die Daumenscheibe 35 kann auch durch ein besonderes Räderwerk angetrieben werden, das die Geschwindigkeit in bezug auf die Welle 34 herabmindert. Solche Ausführungsmöglichkeiten sind in den Fig. 3 und 5 behandelt.
In Fig. 3 ist im wesentlichen die in Fig. 1 und 2 beschriebene Ausführungsform beibehalten, dagegen ist mit 40 der auf der Zeigerwelle 34 angeordnete Minutenzeiger einer Uhr bezeichnet, und 41 stellt den auf eine Hohlwelle 42 aufgesteckten Stundenzeiger dar. Die Hohlwelle 42 trägt ausserdem die Daumenscheibe 35 für das Einstellen der Uhr auf die genaue Zeit und steht durch Zwischenschaltung eines Vorgeleges 46,45, 44, 43 mit der Welle 34 in Verbindung. 63 kennzeichnet einen Elektromagneten, 47 und 48 sind die durch einen Luftspalt voneinander getrennten Polpaare, wobei auf den Polschuhen 49 und 50 zwei Spulen 51 und 52 angeordnet und mit Kondensatoren 61 und 62 in Reihe geschaltet sind. Die Stromkreise 61, 51, 52 und 62 liegen in Nebenschluss mit den Leitern 1 und 2.53 und 54 sind zwei schwingende Lamellen.
Die Lamelle 53 ist mit ihrem einen Ende zwischen zwei Klemmstücke 57 und 58 eingelegt und trägt an ihrem andern Ende ein elastisches Glied 59. Die Lamelle 54 ist ebenfalls mit ihrem einen Ende zwischen zwei Klemmstücke 55 und 56 eingelegt und auf dem andern Ende mit einem elastischen Glied 60 verbunden. Die Eigenschwingungszahl der Lamelle 53 entspricht der Frequenz F1, für die der Stromkreis 61, 51 in Resonanz kommt. Ebenso entspricht die Eigensehwingungszahl der Lamelle 54 der Frequenz F2, fÜr die der Stromkreis 62,52 in Resonanz kommt.
64 ist ein Sperrad, das mit dem Planetenrad 65 eines Differentialgetriebes verbunden ist, wobei 67 das um die Achse 66 bewegliche Trabantenrad des Getriebes bezeichnet. 68 ist das zweite, mit dem Sperrad 69 verbundene Planetenrad des Getriebes. Die Welle 70, die mit der Welle 66 verbunden ist, trägt ein Glied 71 (Fig. 4), das sich zwischen zwei festen Anschlägen 73 und 74 bewegt. Das Glied 71 arbeitet mit der Welle 72 zusammen, u. zw. durch eine mit ihm verbundene Sperrklinke 75, die das Sperrad 76 beeinflusst. 7. 7 ist eine Gegenklinke, während 78 ein mit dem Sperrad 76 verbundenes Zahnrad bezeichnet.. Das durch letzteres angetriebene weitere Zahnrad 79 ist auf der Welle 33 angeordnet.
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Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels ist folgende : Wird in die Leiter 1 und 2 ein Strom von der Frequenz F 2 gesandt, so kommt der Stromkreis 62, 52 in Resonnanz und die Lamelle 54 beginnt Schwingungen auszuführen. Das Glied 60 wirkt dabei auf das Sperrad 69 wie ein Schubdaumen ein und schaltet das Rad 69 vorwärts, wobei die so erzielte Drehbewegung dem Uhrzeigersinne entgegen verläuft, bei Betrachtung in der Pfeilrichtung 11'Da sich das Planetenrad 65 nicht gleichsinnig mit dem Planetenrad 68 drehen kann, sondern durch die Sperrklinke 59 gehemmt ist, so läuft die Welle 66 des Trabantenrades 67 in gleicher Richtung um wie das Planetenrad 68. Die Welle 70 beeinflusst alsdann den Teil 71, u. zw. bis er gegen das Widerlager 73 zum Anliegen kommt.
Während dieser Bewegung des Teiles 71 schiebt die Klinke 75 das Rädehen 76 vorwärts und dieser Drehung folgen die Räder 78, 79 sowie die Welle 33. Wenn Teil 71 gegen das Widerlager 73 anschlägt, so wird die Welle 66 blockiert und das Planetenrad 65 dreht sich in umgekehrter Richtung wie das Planetenrad 68, u. zw. bis zu dem Augenblicke, in dem man aufhört, Strom von der Frequenz F2 zu geben. Wird ein Strom von der Frequenz F1 in die Leiter 1 und 2 geschickt, so kommt Teil 71 gegen das Widerlager 74 zum Anliegen.
Wegen der Gegenklinke 77 wird bei dieser Bewegung des Teils 71 das Rad 76 nicht in Drehung versetzt.
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werden, so wird durch Vermittlung der entsprechend bemessenen Räder 78 und 79 sowie 32 und 31 der
Minutenzeiger 40 um den 60. Teil seines Weges einer Umdrehung pro Minute vorgerückt, oder mit andern Worten, um eine Minute. Der mit der Welle 34 verbundene Stundenzeiger 41 rückt gleichzeitig unter Vermittlung der Räder 46, 45, 44 und 43 mit der gewünschten Verzögerung vor.
Wenn die Zeitkorrektur der Uhr vorgenommen werden soll, so gibt man in die Leiter 1 und 2
Strom von der Frequenz, dass die Lamelle n in Schwingung gerät, und lässt dadurch die Welle 34 in Drehung kommen. Diese Drehung wird mit entsprechender Übersetzung auf die Hohlwelle 42 und die Daumenscheibe 35 übertragen und dauert so lange, bis die Schneide 38 gegen die Nase 36 anschlägt.
In diesem Augenblicke sind die Zeiger in einer bestimmten Stellung, beispielsweise genau 12 Uhr Mittag, blockiert. Man kann beispielsweise jeden Tag zwei Einstellungen auf die genaue Zeit vornehmen, z. B. genau um die Mittagszeit (12 Uhr) und um Mitternacht.
Die erfindungsgemässe Einrichtung gestattet es, die Zeigerlage der Uhr zu verändern, beispielsweise beim Übergang von der Sommer-auf die Winterzeit, und umgekehrt. Zu diesem Zwecke wird die Uhrzeit von Mitternacht auf 1 Uhr morgens oder zurück auf 11 Uhr abends verstellt.
Die Fig. 5 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel wieder, u. zw. die Anwendung der Vorrichtung für Zeitkorrektur einer gewöhnlichen Uhr mit Hemmung, bei dem zum Aufziehen der Uhrwerksfeder die Bewegung des Planetenrades 19 ausgenutzt wird, das sich lediglich nach Bewirkung der Zeigerfestlegung dreht.
In der Fig. 5 bezeichnet 80 die Welle des Planetenrades 19, die ausserdem das Ritzel 81 trägt.
82 bis 86 sind Zahnräder, die unter entsprechender Gesehwindigkeitsherabsetzung das Federgehäuse des Uhrwerks antreiben. Der Zapfen 88 treibt unter Vermittlung des Vorgeleges 89, 90 die Welle 33 und damit die ineinander greifenden Räder 32 und 31, sowie das Planetenrad 25 an, das dann in üblicher Weise die Zeiger 41 und 42 in ununterbrochenen Umlauf setzt.
In der Fig. 5 ist das Hemmwerk, das in beliebiger bekannter Form Verwendung finden kann, nicht dargestellt. Zur Vornahme der Zeitkorrektur wird, wie folgt, vorgegangen : Während der Zeitkorrektur hat die Welle 28, die sich im umgekehrten Uhrzeigersinne dreht und das Planetenrad 25 wegen der Sperrklinke 30 nicht in gleicher Richtung antreiben kann, nicht das Bestreben, das Hemmwerk der Uhr zu blockieren.
Nachdem die Zeiger in der bestimmten Stellung festgelegt sind, beginnt das Planetenrad 19 umzulaufen. Diese Drehung wird ausgenutzt, um die Feder des Uhrwerkes unter Zwischenschaltung entsprechender Zahnräder aufzuziehen. Wenn für die Zeitkorrektur maximal eine Zeitdauer von 10 Sekunden erforderlich ist, und wenn 60 Sekunden lang Strom in die Leiter 1 und 2 gesandt wird, so kann die Feder des Uhrwerks für die Zeitdauer von 50 Sekunden aufgezogen werden. Natürlich wird man, wenn die Festlegestellung der Zeiger genau um Mittag, d. h. Punkt 12 bewirkt werden soll, mit dem Stromgeben eine Minute vor 12 beginnen, derart, dass es genau 12 Uhr ist, wenn bei Aufhören des Stromgebens die Zeiger von neuem normalerweise durch die Uhrwerksfeder angetrieben werden.
Aus der Fig. 5 ergibt sich, dass die Einrichtung zur Einstellung eines Uhrwerks auf die genaue Zeit auch für Uhrwerke beliebiger Art, z. B. solche, die von Hand oder automatisch aufgezogen werden, verwendet werden kann.
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