<Desc/Clms Page number 1>
Gleichlaufsystem-für elektrische Uhren.
Die Erfindung betrifft eine neue Synohronisieruhr für Uhrwerksanlagen, welche von einer Hauptuhr überwacht werden und ein neues Verfahren, um den Synchronismus solcher Uhren herbeizuführen.
Die Erfindung ist insbesonderes zur Verwendung bei solchen Anlagen bestimmt, bei denen der Kontrolloder Synchronisierstrom von einer gewöhnlichen gewerblichen oder städtischen Lieht-und Kraftanlage und nicht von einer Sammlerbatterie oder einer andern nicht versagenden Quelle von Stromenergie abgenommen wird und bei denen die überwachten Uhrwerksmechanismen zum Antrieb von Zeitregistrieroder ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden, welche den Uhrwerksmechanismus erheblich zu belasten vermögen. Die Erfindung kann jedoch auch bei Anlagen'anderer Art Verwendung finden.
Die Erfindung bezweckt in erster Reihe, die Uhren so auszubilden, dass sie in wesentlich vollkommenem Gleichlauf mit der Hauptuhr gehalten werden oder innerhalb gewisser Grenzen aus jedem Zustand des Asychronismus in Gleichlauf gebracht werden können, gleichgültig, ob sie von Anfang an mit der Hauptuhr ausser Schritt sind oder durch Zufall oder Absicht mit ihr ausser Schritt gelangt sind.
Die Erfindung bezweckt ferner eine solche Ausbildung der Uhren, dass die Überwachung auf Gleichlauf bei sehr verschiedenartigen Uhrarten auf die gleiche allgemeine Weise vorgenommen werden kann, gleichgültig also, ob die Uhren mechanisch oder elektrisch bzw. teilweise mechanisch oder elektrisch angetrieben werden, gleichgültig auch, sofern der Antrieb elektrisch ist und er durch Gleich-oder Wechselstrom erfolgt, und dass die Synchronisiermittel so beschaffen sind, dass selbst unnormale Abweichungen von der richtigen Zeit in den Sekundär-oder überwachten Uhren bequem und schnell korrigiert werden können.
Zu diesem Zweck ist gemäss der Erfindung eine Anlage konstruiert worden, welche neben zahlreichen andern Vorteilen die folgenden Vorzüge aufweist : Die Sekundäruhren können in Betrieb genommen werden, noch bevor die Leitungen für die Anlage montiertworden sind. Mankann ferner irgendeinen Uhrwerksmechanismus aus einer Anlage entfernen und für sich allein verwenden, sofern sich das Bedürfnis hiezu einstellen sollte. Da die Einheiten austauschbar sind, werden die Herstellungskosten und die für die Wartung und Erhaltung der Anlage erforderliche sachverständige Schulung erheblich reduziert.
Endlich ist die Schaltung ausserordentlich einfach und die Anzahl von Stromunterbrechungen zwischen sich trennenden Kontaktstellen, welche bei der neuen Anlage erforderlich wird, wird erheblich verringert, so dass die Einbau-und Unterhaltungskosten sich sehr niedrig stellen.
Zu der praktischen Ausführung der Erfindung gehört ein vollständig neues Verfahren zum Synchronisieren einer beliebigen Anzahl sekundärer Uhrwerksmechanismen mit Hilfe und durch Vermittlung einer Hauptuhr. Das Verfahren und der Apparat bestehen, allgemein gesprochen, darin, dass auf der Leitung durch die Hauptuhr und in jeder Sekundäruhr zusammenwirkende elektrische Zustände oder Verhältnisse, während Perioden von wesentlicher Dauer in und in bestimmter zeitlichen Beziehung hergestellt werden. Wenn die betrachteten zeitlichen Beziehungen bewahrt bleiben, findet keine Änderung des Geschwindigkeitsmasses in der Sekundäruhr statt.
Werden diese Beziehungen indessen gestört, was nur dann stattfindet, wenn die Sekundäruhr nicht genau auf Zeit ist, so wird entsprechend der Abweichung von den normalen zeitlichen Beziehungen, die Hauptuhr infolge des teilweisen Zusammenfallens von Perioden, welche zu verschiedenen Zeiten einzutreten bestimmt sind oder allgemein infolge der Abweichung von den festgelegten Phasenverhältnissen, die Sekundäruhr, sofern sie zu schnell geht,
<Desc/Clms Page number 2>
verlangsamen, oder, sofern sie zu langsam geht, in ihrem Lauf beschleunigen, bis die normalen Gleichgewichtsverhältnisse wieder hergestellt und die Sekundäruhr auf genauen Synchronismus gebracht ist.
Hiezu stehen verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, die sämtlich auf dem gleichen allgemeinen Prinzip beruhen. Beispielsweise kann die Hauptuhr eine Stromquelle für vorherbestimmte Perioden von bestimmter und wesentlicher Dauer in bestimmte feste Beziehung zur richtigen Zeit anschalten. Die
Sekundäruhr kann in bestimmten Perioden, welche in fester Beziehung zu der von ihrem eigenen Zeiger angegebenen Zeit-stehen, Ströme schliessen, welche den Anschluss an ein Organ zum Anhalten oder Verzögern seines Geschwindigkeitsmasses bzw. zur Beschleunigung-desselben herbeiführen, so dass, sofern diese Stromschlussperioden die der Hauptuhr überdecken, was nur dann stattfindet, wenn die Sekundäruhr nicht auf Zeit ist, die Hauptuhr den Antrieb der Verzögerungs-bzw.
Beschleunigungsorgane bewirkt und dadurch die asynchrone Sekundäruhr auf korrekte'. derjichtige Zeit bringt. Selbstverständlich sind Abweichungen hievon möglich. Beispielsweise brauchen die Stromschlussperioden durch die Hauptoder die Sekundäruhr nicht verlängert werden, sofern geeignete mechanische Mittel verwendet werden. um einen längeren elektrischen Stromschluss herbeizuführen.
Die normalen Phasenverhältnisse begreifen hiebei kein Übergreifen der Stromschlussperioden in sich. Es können aber andere Phasenverhältnisse durch eine Abweichung hergestellt werden, welche das gleiche Ergebnis hat. Beispielsweise kann die Hauptuhr während vorher bestimmter und festliegender Perioden einem allmählich schwankenden Strom in die Leitung schicken, welcher dazu benutzt wird, um die eine Seite eines polarisieiten Differentiahrelais in der Sekundäruhr zu erregen. Ebenso kann über die gleiche Zwischenzeit bzw. zwischen Zeiträume, die Sekundäruhr den Fluss eines ähnlichen Stromes steuern, welcher durch einen die andere Seite des Relais enthaltenden lokalen Stromkreis hindurchgeht.
Solange die beiden Ströme in Phasen und in ihren magnetisierenden Wirkungen auf das Relais gleich und entgegengesetzt sind, geschieht nichts. Wenn aber während der Stromflussperioden einer der Ströme ausser Phase mit den andern, also in seiner magnetisierenden Wirkung stärker oder schwächer ist, so wirkt der stärkere Strom auf das Relais und schickt durch seine Wirkung einen Strom durch die Verzögerungs-oder Beschleunigungsorgane, mit denen die Sekundäruhr ausgestattet ist, so dass der Stromfluss in Phase und die Sekundäruhr in Synchronismus gebracht wird.
Es sind noch andere Mittel möglich, um dasselbe Ergebnis auf die gleiche grundlegende Art zu erzielen. In allen im Bereich dieser Erfindung liegenden Fällen ist es aber wesentlich, dass die Sekundäruhr entweder mit normaler, oder mit verzögerter, oder mit beschleunigter Geschwindigkeit laufen kann und dass die Mittel, durch welche sie zum ! Laufen nach einer der beiden letzteren Möglichkeiten gebracht wird, von der Hauptuhr entsprechend den zeitlichen Beziehungen zwischen den Zuständen gesteuert werden, welche durch die Hauptuhr festgelegt sind und durch die Sekundäruhr geschaffen werden, derart, dass, wenn die letztere zu schnell ist, die Hauptuhr ihre Geschwindigkeit verzögert, bzw.
wenn die Sekundäruhr zu langsam ist, ihre Geschwindigkeit beschleunigt, bis sie Synchronismus erreicht, worauf sie mit normaler oder richtiger Geschwindigkeit weiterläuft.
Eine typische Form der zur Ausführung der Erfindung geeigneten Mittel ist in der Zeichnung veranschaulich, in welcher bedeutet :
Fig. 1 eine diagrammatisch Darstellung der wesentlicheren Elemente und der Stromverbindungen einer besonders für die Zwecke der Erfindung geeigneten Hauptuhr, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung des überwachten Uhrwerksmeehanismus und der zugehörigen Stromleitungen, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil des gesteuerten Uhrwerksmechanismus, u. zw. nach Linie 3-3 der Fig. 4, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt durch die Uhraufziehvorrichtung nach Linie 6-6 der Fig. 2, Fig.
7 eine Seitenansicht der Stundenwelle des Uhrwerksmechanismus, in welcher drei Führungsscheiben für die Steuerung des Mechanismus'dargestellt sind, Fig. 8 ein Schaltbild für eine nach dem neuen System überwachte Pendeluhr, Fig. 9 eine Einzelheit, zur Veranschaulichung der Organe für die Änderung der Pendellänge, Fig. 10 das Schaltbild einer Stromstossuhr, welche für eine Gleichlaufüberwachung gemäss der Erfindung geeignet ist, Fig. 11 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsfoim.
Mannigfache andere Uhrwerksformen und besondere Mittel der zur Ausführung der Erfindung sind möglich, jedoch gehen aus den dargestellten Mitteln der Gesamtbereich der Erfindung und ihre allgemeine Anwendbarkeit hervor. Um zunächst ein klares Verständnis der Art und der Funktionen der Hauptuhr zu gewinnen, sei auf Fig. 1 verwiesen, in welcher 2 das Uhrwerksgetriebe darstellt, wobei die Antriebsmittel nicht veranschaulicht sind, da sie an sich wohl bekannt sind. 3 bedeutet das Schaltrad der Uhr mit beispielsweise 60 Zähnen, 4 ist der Anker, 5 die Ankerwelle,-6 und 7 sind an dieser Welle sitzende Kontaktfinger.
'Die Welle 8 des Schaltrades trägt einen Arm 9 mit geneigter Kontaktplatte ; M am Ende, mit der der Finger 6 einmal in der Minute einen schleifende Kontakt herstellt. Die Welle trägt ferner ein Rad 11 mit mehreren Zähnen, z. B. zehn Zähnen, von denen jeder Zahn am Ende. eine ähnliche Kontaktplatte besitzt, über welche der Finger 7 streicht und zehnmal in der Minute einen streichenden Kontakt herstellt.
<Desc/Clms Page number 3>
Endlich trägt die Welle 12 des Rades 13, welches sich einmal in der Stunde dreht, zwei Scheiben 14 und 15, auf deren Umfängen Doppelkontakte 16 und 17 gleiten. In die Scheibe 14 sind zwei leitende Segmente 19 und 18 eingelassen, von denen der erste eine bestimmte Zahl von Minuten vor der Stunde, z. B. 15 Minuten, der Kontakt 18 auf die Stunde unter die Kontakte 16 gelangt.
Entsprechend besitzt die Scheibe 15 zwei leitende Segmente 20 und 21, deren ersteres beispielsweise
17 Minuten nach der Stunde, deren zweites beispielsweise 27 Minuten nach der Stunde unter die
Kontakte 16 gelangt.
Die, wie bereits erwähnt, sechzigmal in der Minute schwingende Ankerwelle 5 schliesst einmal in der Minute einen Kontakt mit demArm 9. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen, welcher der einfachen
Darstellung halbel derart veranschaulicht ist, dass er von einer örtlichen Batterie 22 zu einem der Kon- takte 16 verläuft und da diese Kontakte in diesem Augenblick als auf dem Segment 19 befindlich angenommen werden sollen, läuft der Strom weiter durch den Draht 23 und durch einen Elektromagneten 24 hindurch zurück zur Batterie 22.
Ein Energieimpuls durch diesen Magneten versetzt ein Schaltrad 25 in Bewegung, welches seiner- seits ein grösseres Schaltrad 26 um einen Zahn bewegt und die hohe Stelle eines Zahnes unter einem von zwei gewöhnlich getrennten Kontakten 27 bringt. Dadurch wird ein Stromkreis vom Draht 28, welcher mit dem Hauptarbeitsstromkreis verbunden ist bzw. ihn bildet, hergestellt nach dem Diaht 29 und der
Anschlussklemme 30 für die Sekundäruhren, von denen der Strom zu der gewöhnlichen Rückleitungklemme 31 zum Draht 41 zurückfliesst.
Die Schalträder 25 und 26 bleiben in dem stromschliessenden Zustand, bis durch die Bewegung der Stundenwelle 12 der Kontakt 18 15 Minuten später oder zur vollen Stunde unter die Kontakte 16 gebracht wird. Hierauf bewegen sich die Schalträder, so dass sich die Kontakte 27 wieder trennen können und der Stromanschluss zur Hauptleitung unterbrochen werden kann.
Nach Verlauf von 17 Minuten wird aber das Segment 20 unter die Kontakte 17 gebracht, worauf der Stromkreis der Batterie 22 durch den Draht 32 an einen Elektromagneten 33 angeschaltet wird, welcher
Schalträder 34 und 35 antreibt, die den vorgeschriebenen gleichen und wodurch die zwei Kontakte 36 geschlossen werden, die die Hauptleitung 28 und den Draht 37 mit dem Draht 38 an den Finger 7 anschalten, so dass jedesmal, wo letzterer über einen der zehn Zähne des Rades 11 streicht, ein Linienimpuls durch einen
Draht 39 zur Klemme 30 und durch die Rückleitungsklemme 31, und den Draht 41 geschickt wird. Diese vorgeschriebene Wirkung der Hauptuhr dauert ständig, an, gleichgültig, ob in der Hauptleitung Strom ist oder nicht.
Dies Folgen dieser Arbeit der Hauptuhr sind durch die nachfolgende Beschreibung der
Sckundäruhren verständlich.
Die Konstruktion der Sekundäruhr ist mit Ausnahme der weiter unten auseinandergesetzten
Umstände derart oder kann derart sein, dass sie zum Antrieb von Aufzeichnungsmechanismen verwendet werden kann. In der Hauptsache besitzt jede Sekundäruhr eine Welle 42 (Fig. 2 und 6), auf welcher die Hauptfeder gelagert ist, deren eines Ende mit der Welle, deren anderes Ende mit der Haube 43 und dem Zahnrad 44 verbunden ist. Auf der Welle 42 sitzt das Zahnrad 45, welches mit dem Zahnrad 46, dem Zahnrad 47, dem Zahnrad 48 und dem Schaltrad 49 das Aufziehgetriebe des Uhrwerksmeehanismus darstellt.
Mit dem Zahnrad 44 in Eingriff steht der übliche Uhrwerksmechanismus, bestehend aus Zahnrad 50,
Zahnrad 51, Zahnrad 52, Zahnrad 53, Zahnrad 54, Zahnrad 55, Zahnrad 56, Zahnrad 57. Eine Welle 58 trägt ein Differentialgetriebe, welches dieser Vorrichtung eigentümlich ist und sich durch neuartige
Konstruktion und Wirkungsweise auszeichnet. Auf der Welle 58 ist ein Zahnrad 59 gelagert (Fig. 2 und 4), welches mit dem Zahnrad 57 des Uhrwerkgetriebes in Zahneingriff steht. Auf derselben Welle ist ferner ein Arm oder eine Schiene 60 gelagert, in dessen beiden Enden die kreisende Differentialräder 61 sitzen.
Von diesen beiden Zahnrädern 62 ist nur eines erforderlich, wenngleich zwei Zahnräder gezeichnet sind.
Diese beiden Zahnräder 61 stehen mit den beiden rechtwinkelig dazu angeordneten Zahnrädern 62 und 63 in Eingriff, von denen ersteres fest auf einer Nabe 64 sitzt, welche lose auf der Welle 58 gelagert ist und ein Zahnrad 65 trägt, welches fest mit der Nabe verbunden ist und mit einem Zahnrad 66 auf der Welle 67 des Schaltrades 68 in Zahneingriff steht.
Das Hemmungsrad 68 besitzt eine Spindel 69 und ein Balancierrad 70, dessen Hauptfeder in der Zeichnung nicht veranschaulicht ist. Diese Teile besitzen indessen die übliche allgemein bekannte Bauart.
Das zweite Zahnrad 63 ist auf einer Nabe 71 gelagert, die lose auf der Welle 58 sitzt und mit einem Zahnrad 72 verbunden ist, das mit einem Zahnrad 73 kämmt. Dieses sitzt auf einer Spindel 74, welche einen Windflügel 75 trägt.
Zusätzlich zu den rein mechanischen Teilen, die vorstehend beschrieben sind, vollenden die nachfolgenden elektrischen Elemente den Bau des Uhrwerksmechanismus. Ein Magnet 76, welcher durch eine Leitung 77 an die Anschlussklemme 30 angeschlossen ist, betreibt einen Anker 78, der eine Klinke 79 trägt. Wenn ein Stromimpuls den Magneten erregt, wird das Schaltrad 49 um einen Schritt vorbewegt, so dass oft eine Aufeinanderfolge von Impulsen durch den Magneten die Uhr aufzieht.
Mit demselben Stromkreis in Verbindung steht ferner ein Magnet 80, dessen Anker 81 eine Klinke 82
EMI3.1
<Desc/Clms Page number 4>
dieser frei umlaufen, die Uhrwerksfeder sich mit entsprechender Geschwindigkeit abwickeln und die Uhr mit dementsprechender Geschwindigkeit vorgerückt werden kann.
An die Klemmen 30 ist endlich ein Magnet 83 geschaltet, dessen Anker am Ende einen Bremsschuh 85 trägt. Wenn der Magnet erregt wird, drückt dieser gegen das Rad 70 und hält es an. Bei Aufhebung der Magneterregung gleitet der Bremsschuh von dem Radumfang ab und erteilt ihm einen kleinen Impuls, so dass das Rad sofort seine Bewegung wieder aufnimmt. Die Wirkungsweise des Systemes ist die folgende :
EMI4.1
und 89.
Die Führungsscheibe 87 sei als Verzögerungsscheibe bezeichnet, da sie einen weggeschnittenen Teil besitzt, welcher ermöglicht, dass ein über dem Scheibenumfang leitender Kontakt 90 beim Auftreffen
EMI4.2
wird ein Strom geschlossen, von der Anschlussklemme 31 durch die Drähte 92,93 zum Elektromagneten 83, welcher die Uhrwerksbewegung anhält. Die Führungsscheibe 88 kann als Beschleunigungsführung bezeichnet werden, da sie einen erhabenen Teil besitzt, welcher in einem bestimmten Augenblick den einen von zwei Kontakten 94 in Eingriff mit dem andern Kontakt anhebt.
Hiedurch wird der Strom von der Anschlussklemme 31 durch den Draht 95 und durch den Elektromagneten 80 geschlossen, welcher den
EMI4.3
Uhrwerksmechanismus schneller und vorläuft.
Es ist weiter oben gelegentlich der Beschreibung der Hauptuhr darauf hingewiesen worden, dass 15 Minuten vor der Stunde durch die vereinte Wirkung des Fingers 6 der leitenden Segmente in der Scheibe 14 und des Magnets 24 der Hauptstrom durch die Klemme 30 15 Minuten land oder bis zur vollen Stunde auf die Strecke geschickt wird, worauf das Segment 18 der Scheibe 14 die Unterbrechung dieses Stromflusses bewirkt. Ist deshalb der sekundäre Uhrwerkmechanismus bei der vollen Stunde genau auf Zeit und die Kontakte 90 und 91 kommen in dem Augenblick in Berührung, wo der Strom nach der Anschlussklemme 30 durch die Hauptuhr unterbrochen wird, so strömt kein Strom durch den Magneten 83 und der Uhrwerksmechanismus wird nicht abgestoppt werden.
Desgleichen werden, wenn die Sekundäruhr nachgeht, die Kontakte 90 und 91 nicht in den ausgeschnittenen Teil der Scheibe 87 eingefallen sein, bevor nicht die Hauptuhr den Strom des Magneten 83 unterbrochen hat.
Wird auf der andern Seite angenommen, dass, bevor die Hauptuhr diesen Stromkreis bei der vollen Stunde unterbricht, die schnell laufende Sekundäruhr den Kontakten 90 und 91 das Zusammenkommen ermöglicht hat, so wird der Stromkreis durch den Magneten 83 geschlossen und die Sekundäruhr gestoppt, bis sie die Hauptuhr eingeholt hat.
Zu aller Vorsicht sei dies an einem Beispiel erläutert. Es werde angenommen, die Sekundäruhr laufe gegen die Hauptuhr acht Minuten vor. Ihre Fülnungsscheibe 87 ermöglicht dann den Kontakten 90 und 91 in dem Augenblick in Berührung zu gelangen, wo sie die Stundenstellung ihrer eigenen Zeiger erreicht, und es hält der Stromkreis mit dem Magneten 83, welcher durch die Hauptuhr 15 Minuten vor der Stunde geschlossen wird, das Rad 70 so lange, bis die Hauptuhr die richtige Stundenstellung erreicht und den Stromkreis des Magneten 83 unterbricht.
Es wird so Gleichlauf hergestellt, doch bemerkt man, dass die Mittel, welche ihn hervorbringen, nur dann in Tätigkeit gesetzt werden, wenn die Sekundäruhr zu schnell ist, dass diese Mittel also lediglich Verzögerungsmittel darstellen. Es sind deshalb noch weitere Mittel zum Synchronisieren erforderlich, wenn die Sekundäruhr langsam läuft.
Die Führungsscheibe ? besitzt am Umfang hohe'und tiefe Teile, von denen der hohe Teil die Kontakte 94 zusammenbringt und der niedere Teil die Trennung der Kontakte ermöglicht. Die Teile sind so angeordnet, dass die Kontakte 30 Minuten nach der Stunde, entsprechend der Zeigerstellung der Sekundäruhr, zusammengebracht und genau 15 Minuten vor der Stunde getrennt werden.
Wenn nun die Hauptuhr von 15 Minuten vor der Stunde bis genau auf die Stunde Strom zur Anschlussklemme 30 schickt, so trennt die Sekundäruhr, wenn sie genau auf Zeit ist, die Kontakte 94 in dem Augenblick, wo die Hauptuhr den Strom anschaltet und es ereignet sich nichts. Desgleichen sind die Kontakte 94, wenn die Sekundäruhr schnell geht, getrennt worden, bevor der Hauptuhrstrom hergestellt worden ist, und es ereignet sich nichts. Läuft aber die Uhr langsam, so wird der Strom durch die Kontakte 94 und den Magneten 80 geschlossen, der Windflügelmechanismus ausgelöst und die Sekundäruhr schnell vorlaufen, da nur der Windflügel sich ihrem Ablauf widersetzt. Sie läuft vor in eine Stellung, welche 15 Minuten vor der Stunde angibt, bevor die Kontakte von dem hohen Teil der Führung abfallen und sich. trennen.
Die Sekundäruhr stimmt dann mit der Hauptuhr überein. Es erfordert nur eine kurze Zeit, um dies durchzuführen, und wenn das auch theoretisch kein vollkommener Synchronismus ist, so beträgt doch der Zeitunterschied einen solchen geringen Bruchteil einer Minute, dass er praktisch ohne Bedeutung ist. Durch geeignete, nach diesem Grundsatz arbeitende Vorrichtungen ist jedoch theoretisch vollkommener Synchronismus bequem zu erzielen. Da, wo genauer Synchronismus nicht durch die jetzt in Rede stehenden Mittel gesichert wird, kann die Sekundäruhr gewünschten Falles so eingerichtet werden, dass sie ein klein wenig schnell synchronisiert und in der Stundenstellung korrigiert und auf
EMI4.4
<Desc/Clms Page number 5>
geben, um die Wirkung zu erläutern, welche beim Synchronieren auf Langsamkeit einsetzt.
Wenn auch das Aufziehen der Sekundäruhr keine Angelegenheit ist, welche die Erfindung direkt betrifft, so sind doch die Organe hiefür veranschaulicht.
Es ist bereits erwähnt worden, dass 17 Minuten nach der Stunde der Strom aus der Hauptuhr
10 Minuten lang durch die Kontakte 36 und den Finger 7 geschlossen wurde. Während jeder Stunde schickt deshalb der Finger 710 Minuten lang durch die Zähne des Rades 11 augenblickliche Stromimpulse zur Allschlussklemme 30 und der Sekundäruhr. Diese von dem entsprechendenLeitungsende der Sekundäruhr aufgenommenen Impulse gehen durch den Draht 77, den Elektromagneten 76 und die Leitung 96 hindurch zu den gewöhnlich getrennten Kontakten 98, welche, wenn sie während eines entsprechenden Intervalls von zehn Minuten durch einen vorstehenden Teil 99 der Führungsscheibe 89 geschlossen sind,-den Strom- kreis zur gemeinsamen Rückleitung vollenden.
Der Magnet 76 erhält deshalb während jeder Stunde
100 Impulse, von denen jeder die Feder der Sekundäruhr so weit aufzuziehen vermag, dass sie zwei Minuten lang laufen kann. Dies ist unter normalen Verhältnissen mehr als genügend, um die Uhr voll aufgezogen zu halten. Die Uhr kann deshalb jeden Aufziehverlust einbringen, den sie in irgendeiner vorhergehenden
Stunde erlitten hat, wo der Strom abgeschaltet gewesen ist.
In den Fig. 8 und 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Die Uhr ist in diesem Falle eine Pendeluhr, welche durch Änderung der Pendellänge beschleunigt oder verlangsamt wird. Selbstverständlich kann, wenn der Uhrenregulator eine Haarfeder und ein Balancera ist, die wirksame Federlänge durch ähnliche Mittel geändert werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Gemäss Fig. 9 hängt der Pendel 100 an einem biegsamen Metallstreifen 101 und seine Länge wird durch einen gegabelten Arm 702'geändert, der den Streifen 101 umfasst, auf einer Schraubenspindel 103 gelagert ist und durch geeignete Mittel an jeder Bewegung, ausgenommen der Vertikalbewegung, gehindert wird. Die Schraubenspindel 703 kann durch zwei Sehalträder 704 in entgegengesetzten Richtungen schrittweise gedreht werden. In die Schalträder greifen Klinken, welche durch Elektromagnete 105, 106 angetrieben werden. Diese Magnete liegen in Abzweigungen des Stromkreises von der Anschlussklemme 30 durch die Drähte 93 und 95 und die durch die Scheiben 87 und 88 gesteuerten Kontakte.
In dem Hauptteil dieses Stromkreises befindet sich auch ein Kontaktrad 107 mit zehn Zähnen auf der Minutenwelle der Sekundäruhr. Mit diesem Kontaktrad stellt ein Arm 108 auf der Ankerwelle schleifende Kontakte her. Wenn also von 15 Minuten vor der Stunde an bis zur vollen Stunde ein Strom von der Hauptuhr herströmt und die Kontakte 90 und 94 geschlossen sind, so wird er in Impulse unterbrochen, welche je nach dem Magnet 105 oder 106 antreiben und dadurch den Pendel der Sekundäruhr verkürzen, sofern diese zu langsam läuft oder ihn verlängern, sofern sie zu schnell läuft, genau wie dies in Verbindung mit der Uhr nach Fig. 2 beschrieben worden ist.
Zur weiteren Klarstellung der Erfindung sei angenommen, dass das System ein Impulssystem sei, dass also die Sekundäruhren durch elektrische Impulse getrieben werden, welche von der Hauptt1hr periodisch, z. B. mitnutlich ausgesandt werden. Auch auf ein solches System lässt sich das neue Synchronisierverfahren anwenden, wie sich aus Betrachtung der Fig. 10 ergibt.
Auf der linken Seite dieser Figur ist die Hauptuhr dargestellt, welche in jeder Beziehung die gleiche ist, wie die Hauptuhr in der Fig. 1, mit der Ausnahme, dass einmal in jeder Minute, wenn der Kontakt zwischen den Armen 6 und 9 hergestellt wird, der Stromkreis durch einen Elektromagneten 109 geschlossen wird, welcher augenblicklich den Stromkreis von den gleichen Leitungen 41 und 110 herstellt, welche die sie betreibenden Triebimpulse auf die Sekundäruhr weiterleiten. Wenn die zehn Stromimpulse von dem Rad 11 über einen andern Draht 111 durch die Stromsteuerschalträder 34 und 35 übertragen werden, werden diese schnelleren Impulse erforderlichen Falles gleichfalls dazu benutzt, um die Sekundäruhren vorzubewegen, welche etwa zu langsam sind.
Die auf der rechten Seite dieser Figur veranschaulichte Sekundäruhr wird durch ein gezahntes Zahnrad 112 mit 60 Zähnen angetrieben, in welches eine von einem Elektromagneten 114 angetriebene Klinke 113 eingreift. Dieser Magnet ist in dem Stromkreis des Drahtes 110 und empfängt 60 Stromimpulse in der Stunde oder einen in einer Minute und bewegt die Zeiger der Uhr dementsprechend.
Auf der Stundenwelle der Sekundäruhr ermöglicht die Scheibe 87, dass die Kontakte 90 und 91 genau auf die Stunde, angezeigt durch die Zeiger der Sekundäruhr, zusammenkommen. Wenn deshalb die Hauptuhr von 15 Minuten vor der Stunde ab bis zur vollen Stunde einen Strom in die Linie 29 schickt. so wird dieser, wenn die Sekundäruhr gestellt ist, durch den Draht 115 und die Kontakte 90 und 91 hindurchfliessen und den Elektromagneten erregen. Dadurch wird der mit dem Draht 110 verbundene Stromkreis unterbrochen, welcher den Magneten 114 enthält, und unterbrochen gehalten, bis die Hauptuhr beim Erreichen der vollen Stunde den Stromkreis des Magneten 116 unterbricht und hierauf ermöglicht, dass die Stromimpulse über dem Draht 110 die Uhr antreiben.
Ist anderseits die Sekundäruhr langsam, so schliessen die Kontakte 94 den Strom über dem Draht 111 und der Magnet 114 erhält statt eines Stromimpulses deren zehn in der Minute, wodurch die Uhr vorgerückt wird.
<Desc/Clms Page number 6>
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist in Fig. 11 veranschaulicht, in welcher die Hauptuhr links und die von ihr gesteuerte Sekundäruhr rechts dargestellt ist. Die Hauptuhr besitzt hienach ein Organ, um einen veränderlichen Strom während einer vorher bestimmten Zeitdauer in die Leitung zu schicken. Dieses Organ besteht aus einem-Kontaktarm 117, welcher auf einer der getriebenen Wellen, z. B. der Stundenwelle, gelagert und so angeordnet ist, dass er über die Platten eines Rheostaten 118 im Hauptstromkreis streicht.
Dadurch sendet die Hauptuhr auf die Strecke während einer beliebigen Zeitdauer einenStrom, welcher zuAnfang am stärksten ist und allmählich bis auf. einen gewünschten Betrag dadurch abnimmt, dass in den Stromkreis ein allmählich wachsender Widerstand eingetreten ist.
In jeder Sekundäruhr ist das gleiche oder ein ähnliches Mittel verwandt, nämlich ein Kontaktarm 119 auf der Stundenwelle, ein Rheostat 120 und eine Stromquelle 121. Diese Stromquelle kann die gleiche sein, welche den Strom auf die Strecke entsendet, sie kann auch eine andere sein und die gleiche oder eine andere Spannung besitzen, vorausgesetzt, dass ihre Schwankung in der gleichen Richtung und im gleichen Verhältnis erfolgt, da die neutralisierenden Wirkungen in diesem Falle durch Wicklungen und andere wohlbekannte Mittel gesichert werden können.
In jeder Sekundäruhr ist ein polarisiertes Differentialrelais, welches zwei Erregerspulen 122, 123 und einen Anker 124 besitzt, der an dem Dauermagneten 125 drehbar gelagert ist, welcher einen Teil des Magnetkreises des Instruments bildet. Die Verbindungen der Spulen, von denen die erstere in der Hauptleitung, die letztere in einem lokalen Stromkreis 126 liegt, sind derart, dass die beiden Ströme ihre gegenseitigen Wirkungen neutralisieren oder aufgehoben werden. Wenn deshalb die beiden Ströme gleich gross oder in ihren magnetisierenden Wirkungen gleich sind, wird der Anker 124 nicht bewegt. Wenn aber der Strom in der Spule 123 stärker ist, wird beispielsweise ein Nordpol in dem freien Ende des Kernes erzeugt und der Anker angezogen. Ist dagegen der Strom in der Spule 122 stärker, so wird der Anker unter dem Einfluss eines Südpoles zurückgeschleudert.
Gewöhnlich ist der örtliche Stromkreis 126 unterbrochen. Wenn aber ein Strom über die Strecke fliesst, wird ein in diese geschalteter Elektromagnet 127 erregt und der örtliche Stromkreis durch Anziehung des Magnetankers 180 geschlossen.
Das Getriebe der Sekundäruhr enthält eine Differentialverzähnung der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Art, mit welcher auch hier ein Windflügel 75 und ein Balancera 70 verbunden ist. Wenn bei der dargestellten Anordnung dieser Teile angenommen wird, dass die Sekundäruhr genau auf Zeit ist, ist der Strom, welchen sie durch den lokalen Stromkreis 126 schickt, genau in Phase mit dem Strom, welcher durch die Hauptuhr auf die Strecke geschickt wird. Das Relais wird deshalb nicht beeinflusst, trotzdem die Stärke beider Ströme dauernd schwankt.
Nimmt man aber an, dass die Sekundäruhr vorgeht, so schickt sie Strom durch das Relais 31, welches einem die Reibungsgrenze 85 ragenden Anker 84 anzieht, so dass das Balancera 68 und die Uhr so lange gestoppt wird, bis der Linienstrom die Stärke erreicht hat, welche die Relaiswirkung neutralisiert, worauf die Uhr in Synchronismus mit der Hauptuhr weiterlaufen kann.
Geht die Sekundäruhr zu langsam, so wird die entgegengesetzte Wirkung hervorgerufen. Es überwiegt also der Linienstrom, der Anker des polarisierten Relais wird gegen eine Anschlag 132 zurückgeworfen und Strom wird durch ein Relais 133 geschickt, so dass der gewöhnlich gesperrte Windflügel 75 ausgelöst wird und die Uhr voreilen kann, bis ihr Strom den Linienstrom neutralisiert. Hierauf wird der Windflügel wieder gesperrt und die Uhr läuft unter der Kontrolle ihrer Hemmung weiter.
Es ist zu beachten, dass bei dem in Fig. 11 veranschaulichten System die Mittel zur Aufrechterhaltung der für den Gleichlauf erforderlichen gegenseitigen Beziehungen in der Sekundäruhr rein elektrischer Art sind. Dies ist indessen nicht unbedingt erforderlich, da diese Mittel auch mechanische oder teils elektrische und teils mechanische sein können, wenn nur das Endergebnis dasselbe ist. Es bestehen noch viele andere Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung, jedoch werden die vorstehenden Erläuterungen ausreichen, um den weiten Anwendungsbereich des neuen Systems klarzumachen.
In der Praxis ist die Anordnung der Kontakte derart, dass Irrtümer oder Abweichungen vom Gleich- la, if beseitigt werden, welche weit grösser sind, als man gewöhnlich erwarten darf. Dies ist jedoch mehr eine Vorsichtsmassnahme. Beispielsweise sind die Zeitintervalle zum Schliessen des Stromkreises nicht nur willkürlich in der Dauer festgelegt, sondern können auch bei andern Teilen der Stunde auftreten oder mehr oder weniger häufig sein. Für jeden Sachverständigen ist dies ohne weiteres verständlich.
Es ist nicht neu, die Zeiger einer Sekundäruhr in vorherbestimmten zeitlichen Zwischenräumen zwecks Herstellung des Gleichlaufes vor-oder zurückzubewegen. Man hat aber noch niemals Vorsorge getroffen, um das Geschwindigkeitsmass einer Sekundäruhr zu ändern, oder irgend etwas anderes zu korrigieren als verhältnismässig geringfügige Zeitfehler.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
<Desc / Clms Page number 1>
Synchronization system for electrical clocks.
The invention relates to a new synchronizing clock for clockwork systems, which are monitored by a master clock, and a new method for bringing about the synchronism of such clocks.
The invention is particularly intended for use in systems in which the control or synchronizing current is taken from an ordinary commercial or municipal power plant and not from a collector battery or other non-failing source of current energy and where the monitored clockwork mechanisms are used to drive Time registration or similar devices can be used, which are able to load the clockwork mechanism considerably. However, the invention can also be used in systems of other types.
The main purpose of the invention is to design the clocks so that they are kept in essentially perfect synchronism with the master clock or can be brought into synchronism from any state of asynchronism within certain limits, regardless of whether they are out of step with the master clock from the start or got out of step with her by accident or intent.
The invention also aims to design the clocks in such a way that monitoring of synchronism can be carried out in the same general manner for very different types of clocks, regardless of whether the clocks are driven mechanically or electrically or partially mechanically or electrically, regardless of whether the drive is electrical and it is effected by direct or alternating current, and that the synchronization means are designed so that even abnormal deviations from the correct time in the secondary or monitored clocks can be corrected quickly and conveniently.
For this purpose, a system has been constructed according to the invention which, in addition to numerous other advantages, has the following advantages: The secondary tubes can be put into operation before the lines for the system have been installed. You can also remove any clockwork mechanism from a system and use it on its own, if the need arises. Because the units are interchangeable, manufacturing costs and the expert training required to maintain and maintain the system are significantly reduced.
Finally, the circuit is extremely simple and the number of power interruptions between separating contact points, which is required in the new system, is considerably reduced, so that the installation and maintenance costs are very low.
Part of the practice of the invention is an entirely new method of synchronizing any number of secondary clockwork mechanisms by means of and through the intermediary of a master clock. The method and the apparatus consist, generally speaking, in that on the line through the master clock and in each secondary clock interacting electrical states or relationships are established during periods of substantial duration in and in a certain temporal relationship. If the observed temporal relationships are preserved, there is no change in the measure of speed in the secondary clock.
If, however, these relationships are disturbed, which only takes place when the secondary clock is not precisely on time, the main clock becomes, in accordance with the deviation from normal temporal relationships, as a result of the partial coincidence of periods which are determined to occur at different times or generally as a result the deviation from the specified phase relationships, the secondary clock, if it goes too fast,
<Desc / Clms Page number 2>
slow down, or, if it goes too slowly, accelerate its course until normal equilibrium is restored and the secondary clock is brought into precise synchronization.
Various options are available for this, all of which are based on the same general principle. For example, the master clock can turn on a power source for predetermined periods of specific and substantial duration in a specific fixed relationship at the correct time. The
Secondary clock can close currents in certain periods, which are in a fixed relationship to the time indicated by its own pointer, which bring about the connection to an organ for stopping or decelerating its speed measure or for accelerating it, so that, if these current short periods which cover the master clock, which only takes place when the secondary clock is not on time, the master clock drives the delay or delay clock.
Accelerators causes and thereby the asynchronous secondary clock to correct '. the present time brings. Deviations from this are of course possible. For example, the short-circuit periods through the main or secondary clock need not be extended, provided that suitable mechanical means are used. to cause a longer electrical circuit.
The normal phase relationships do not include any overlapping of the current short periods. However, other phase relationships can be produced by a deviation which has the same result. For example, the master clock can send a gradually fluctuating current into the line during predetermined and fixed periods which is used to excite one side of a polarized differential relay in the secondary clock. Likewise, over the same intermediate time or between periods of time, the secondary clock can control the flow of a similar current which passes through a local circuit containing the other side of the relay.
As long as the two currents are in phases and in their magnetizing effects on the relay, nothing happens. If, however, during the current flow periods one of the currents is out of phase with the other, i.e. stronger or weaker in its magnetizing effect, the stronger current acts on the relay and sends a current through the deceleration or acceleration organs with which the secondary clock is equipped so that the current flow is brought into phase and the secondary clock is brought into synchronism.
There are other means of achieving the same result in the same basic way. In all cases lying within the scope of this invention, it is essential that the secondary clock can run either at normal, or at a delayed, or at accelerated speed and that the means by which it is used to! Running according to one of the latter two possibilities is controlled by the master clock according to the temporal relationships between the states which are established by the master clock and created by the secondary clock, so that if the latter is too fast, the master clock is its Speed decelerated or
if the secondary clock is too slow, it accelerates its speed until it reaches synchronism, whereupon it continues to run at normal or correct speed.
A typical form of means suitable for carrying out the invention is illustrated in the drawing, in which:
Fig. 1 is a diagrammatic representation of the more essential elements and the power connections of a master clock particularly suitable for the purposes of the invention, Fig. 2 is a similar representation of the monitored clockwork mechanism and the associated power lines, Fig. 3 is a section through part of the controlled clockwork mechanism, and the like. between line 3-3 in FIG. 4, FIG. 4 shows a section along line 4-4 in FIG. 2, FIG. 5 shows a section along line 5-5 in FIG. 4, FIG. 6 shows a section through the watch winding device according to line 6-6 of Fig. 2, Fig.
7 is a side view of the hour shaft of the clockwork mechanism, in which three guide disks for controlling the mechanism are shown, FIG. 8 is a circuit diagram for a pendulum clock monitored according to the new system, FIG. 9 is a detail to illustrate the organs for changing the pendulum length FIG. 10 shows the circuit diagram of an impulse timer which is suitable for synchronization monitoring according to the invention, FIG. 11 shows the circuit diagram of a further embodiment.
Manifold other clockwork forms and special means for carrying out the invention are possible, but the overall scope of the invention and its general applicability emerge from the means shown. In order to first gain a clear understanding of the type and functions of the master clock, reference is made to FIG. 1, in which 2 represents the clockwork transmission, the drive means not being illustrated since they are well known per se. 3 means the ratchet of the clock with 60 teeth, for example, 4 is the armature, 5 is the armature shaft, -6 and 7 are contact fingers on this shaft.
'The shaft 8 of the ratchet wheel carries an arm 9 with an inclined contact plate; M at the end, with which the finger 6 makes dragging contact once a minute. The shaft also carries a wheel 11 with several teeth, e.g. B. ten teeth, each tooth at the end. has a similar contact plate over which the finger 7 strokes and makes a stroking contact ten times a minute.
<Desc / Clms Page number 3>
Finally, the shaft 12 of the wheel 13, which rotates once an hour, carries two disks 14 and 15, on the circumference of which double contacts 16 and 17 slide. In the disc 14 two conductive segments 19 and 18 are embedded, of which the first a certain number of minutes before the hour, e.g. B. 15 minutes, the contact 18 comes under the contacts 16 on the hour.
Accordingly, the disk 15 has two conductive segments 20 and 21, the former for example
17 minutes past the hour, the second for example 27 minutes past the hour under the
Contacts 16 reached.
As already mentioned, the armature shaft 5, which vibrates sixty times a minute, makes contact with the arm 9 once a minute. This closes a circuit, which is the simple one
Half of the illustration is illustrated in such a way that it runs from a local battery 22 to one of the contacts 16 and since these contacts are to be assumed to be located on the segment 19 at this moment, the current continues to run through the wire 23 and through an electromagnet 24 through back to battery 22.
A pulse of energy through this magnet sets a ratchet wheel 25 in motion, which in turn moves a larger ratchet wheel 26 around a tooth and brings the high point of a tooth under one of two usually separate contacts 27. As a result, a circuit from the wire 28, which is connected to the main working circuit or forms it, is produced according to the Diaht 29 and the
Terminal 30 for the secondary tubes from which the current flows back to the ordinary return terminal 31 to wire 41.
The switching wheels 25 and 26 remain in the current-closing state until the movement of the hour shaft 12 brings the contact 18 under the contacts 16 15 minutes later or on the hour. The ratchet wheels then move so that the contacts 27 can separate again and the power connection to the main line can be interrupted.
After 17 minutes, however, the segment 20 is brought under the contacts 17, whereupon the circuit of the battery 22 is connected through the wire 32 to an electromagnet 33, which
Actuates switching wheels 34 and 35, which are the same as prescribed and thereby the two contacts 36 are closed, which connect the main line 28 and the wire 37 with the wire 38 to the finger 7, so that every time the latter over one of the ten teeth of the wheel 11 strokes, a line pulse through a
Wire 39 to terminal 30 and through return terminal 31, and wire 41 is sent. This prescribed action of the master clock continues, regardless of whether there is electricity in the main line or not.
The consequences of this work of the master clock are illustrated in the description below
Sckundäruhren understandable.
The construction of the secondary clock is the same with the exception of those discussed below
Circumstances or may be such that they can be used to drive recording mechanisms. In the main, each secondary clock has a shaft 42 (FIGS. 2 and 6) on which the main spring is mounted, one end of which is connected to the shaft, the other end of which is connected to the hood 43 and the gear 44. On the shaft 42 sits the gear 45 which, with the gear 46, the gear 47, the gear 48 and the ratchet wheel 49, represents the winding mechanism of the clockwork mechanism.
The usual clockwork mechanism, consisting of gear 50, is in engagement with gear 44,
Gear 51, gear 52, gear 53, gear 54, gear 55, gear 56, gear 57. A shaft 58 carries a differential gear, which is peculiar to this device and is characterized by novel
Construction and mode of operation are characterized. A gear 59 is mounted on the shaft 58 (FIGS. 2 and 4), which meshes with the gear 57 of the clockwork transmission. On the same shaft, an arm or a rail 60 is also mounted, in the two ends of which the rotating differential gears 61 sit.
Only one of these two gears 62 is required, although two gears are shown.
These two gears 61 are in engagement with the two gears 62 and 63, which are arranged at right angles thereto, of which the former is firmly seated on a hub 64 which is loosely mounted on the shaft 58 and carries a gear 65 which is firmly connected to the hub and is in tooth engagement with a gear 66 on the shaft 67 of the ratchet 68.
The escape wheel 68 has a spindle 69 and a balancing wheel 70, the main spring of which is not illustrated in the drawing. These parts, however, are of the usual, well-known type.
The second gear 63 is mounted on a hub 71 which sits loosely on the shaft 58 and is connected to a gear 72 which meshes with a gear 73. This sits on a spindle 74 which carries a wind vane 75.
In addition to the purely mechanical parts described above, the following electrical elements complete the construction of the clockwork mechanism. A magnet 76, which is connected to the connection terminal 30 by a line 77, operates an armature 78 which carries a pawl 79. When a current pulse excites the magnet, the ratchet wheel 49 is advanced one step so that a series of pulses from the magnet often winds the watch.
A magnet 80 whose armature 81 is a pawl 82 is also connected to the same circuit
EMI3.1
<Desc / Clms Page number 4>
this can rotate freely, the clockwork spring can unwind at the appropriate speed and the clock can be advanced at the appropriate speed.
Finally, a magnet 83 is connected to the terminals 30, the armature of which carries a brake shoe 85 at the end. When the magnet is energized, it pushes against the wheel 70 and stops it. When the magnetic excitation is canceled, the brake shoe slides off the wheel circumference and gives it a small pulse so that the wheel immediately starts moving again. The system works as follows:
EMI4.1
and 89.
The guide disk 87 is referred to as a delay disk, since it has a cut-away part which enables a contact 90 that is conductive over the disk circumference when it hits
EMI4.2
a current is closed, from the connection terminal 31 through the wires 92,93 to the electromagnet 83, which stops the movement of the movement. The guide disk 88 can be referred to as an acceleration guide, since it has a raised part which, at a certain moment, lifts one of two contacts 94 into engagement with the other contact.
This closes the current from the terminal 31 through the wire 95 and through the electromagnet 80, which the
EMI4.3
Clockwork mechanism faster and advancing.
It has occasionally been pointed out earlier in the description of the master clock that 15 minutes before the hour, by the combined action of the finger 6 of the conductive segments in the disk 14 and the magnet 24, the main current through the terminal 30 landed for 15 minutes or to full Hour is sent on the track, whereupon the segment 18 of the disc 14 causes the interruption of this current flow. If, therefore, the secondary clockwork mechanism is exactly on the hour and the contacts 90 and 91 come into contact at the moment when the current to the terminal 30 is interrupted by the master clock, no current flows through the magnet 83 and the clockwork mechanism becomes not be stopped.
Likewise, if the secondary clock is slowing down, contacts 90 and 91 will not have sunk into the cut-out portion of disk 87 until the master clock has interrupted current to magnet 83.
If, on the other hand, it is assumed that, before the master clock interrupts this circuit at the full hour, the fast-running secondary clock has enabled contacts 90 and 91 to come together, the circuit is closed by magnet 83 and the secondary clock is stopped until it the master clock has caught up.
To be very careful, this is explained using an example. It is assumed that the secondary clock advances eight minutes against the master clock. Its filling disk 87 then enables contacts 90 and 91 to come into contact at the moment when it reaches the hour position of its own hands, and it maintains the circuit with magnet 83, which is closed by the master clock 15 minutes before the hour that Wheel 70 until the master clock reaches the correct hour position and the circuit of magnet 83 is interrupted.
In this way synchronization is established, but one notices that the means which produce it are only activated when the secondary clock is too fast, so that these means are only means of delay. Further synchronization means are therefore required when the secondary clock is running slowly.
The guide washer? has high and low parts on the circumference, of which the high part brings the contacts 94 together and the lower part enables the contacts to be separated. The parts are arranged in such a way that the contacts are brought together 30 minutes after the hour, corresponding to the pointer position of the secondary clock, and separated exactly 15 minutes before the hour.
If the master clock sends power to terminal 30 from 15 minutes before the hour to exactly the hour, the secondary clock disconnects contacts 94 at the moment when the master clock turns on the power and it happens Nothing. Likewise, if the secondary clock is fast moving, the contacts 94 will have been disconnected before the master clock current was established and nothing will happen. If the clock runs slowly, however, the current through the contacts 94 and the magnet 80 is closed, the wind vane mechanism is triggered and the secondary clock advances quickly, since only the wind vane opposes its sequence. She runs forward to a position that indicates 15 minutes before the hour before the contacts fall off the high part of the lead and become. separate.
The secondary clock then coincides with the master clock. It only takes a short time to do this, and while theoretically it is not perfect synchronism, the time difference is such a small fraction of a minute that it is practically insignificant. However, theoretically perfect synchronism can easily be achieved with suitable devices operating according to this principle. Wherever exact synchronism is not ensured by the means now in question, the secondary clock can, if desired, be set up in such a way that it synchronizes a little quickly and corrects and opens the hour position
EMI4.4
<Desc / Clms Page number 5>
to explain the effect that occurs when synchronizing with slowness.
Although the winding up of the secondary clock is not a matter directly related to the invention, the organs for this are illustrated.
It has already been mentioned that 17 minutes after the hour the power comes from the master clock
Was closed for 10 minutes by contacts 36 and finger 7. For this reason, during each hour the finger sends instant current pulses through the teeth of the wheel 11 to the all-circuit terminal 30 and the secondary clock for 710 minutes. These pulses picked up by the corresponding lead end of the secondary clock pass through wire 77, electromagnet 76 and lead 96 to the usually separate contacts 98 which, when closed by a protruding portion 99 of the guide disc 89 for a corresponding ten minute interval - Complete the circuit to the common return line.
The magnet 76 therefore receives every hour
100 pulses, each of which is able to wind the spring of the secondary clock so far that it can run for two minutes. Under normal circumstances, this is more than enough to keep the watch fully wound. The watch can therefore introduce any winding loss it may have suffered in any previous one
Hour where the power was cut off.
8 and 9 illustrate a further embodiment of the invention. In this case the clock is a pendulum clock, which is accelerated or slowed down by changing the pendulum length. Of course, where the watch regulator is a hairspring and balancera, the effective length of the spring can be changed by similar means to achieve the desired result.
According to FIG. 9, the pendulum 100 is suspended from a flexible metal strip 101 and its length is changed by a forked arm 702 'which encompasses the strip 101, is mounted on a screw spindle 103 and is prevented from any movement, except vertical movement, by suitable means becomes. The screw spindle 703 can be incrementally rotated in opposite directions by two holding wheels 704. Pawls, which are driven by electromagnets 105, 106, engage in the ratchet wheels. These magnets are located in branches of the circuit from the connection terminal 30 through the wires 93 and 95 and the contacts controlled by the discs 87 and 88.
Also in the main part of this circuit is a ten-tooth contact wheel 107 on the minute shaft of the secondary clock. With this contact wheel, an arm 108 makes sliding contacts on the armature shaft. So if a current flows from the master clock from 15 minutes before the hour to the full hour and the contacts 90 and 94 are closed, it is interrupted in pulses, which drive depending on the magnet 105 or 106 and thus the pendulum of the secondary clock shorten it if it runs too slowly or lengthen it if it runs too fast, exactly as has been described in connection with the clock according to FIG.
To further clarify the invention, it is assumed that the system is an impulse system, that is, the secondary clocks are driven by electrical impulses which are periodically transmitted from the main clock, e.g. B. sent out mitnutlich. The new synchronization method can also be applied to such a system, as can be seen from consideration of FIG.
On the left side of this figure the master clock is shown, which is in all respects the same as the master clock in Fig. 1, with the exception that once every minute, when contact is made between arms 6 and 9, the circuit is closed by an electromagnet 109, which instantly creates the circuit from the same lines 41 and 110, which transmit the drive impulses operating them to the secondary clock. If the ten current pulses from the wheel 11 are transmitted via another wire 111 through the current control ratchets 34 and 35, these faster pulses are also used, if necessary, to advance the secondary clocks, which are perhaps too slow.
The secondary clock illustrated on the right-hand side of this figure is driven by a toothed gear 112 with 60 teeth, in which a pawl 113 driven by an electromagnet 114 engages. This magnet is in the circuit of wire 110 and receives 60 pulses of current per hour or one per minute and moves the hands of the watch accordingly.
On the hour shaft of the secondary clock, the disc 87 allows the contacts 90 and 91 to come together at the precise hour indicated by the hands of the secondary clock. Therefore, if the master clock sends a current to line 29 from 15 minutes before the hour from until the full hour. so, when the secondary clock is set, it will flow through wire 115 and contacts 90 and 91 and energize the electromagnet. This interrupts the circuit connected to the wire 110, which contains the magnet 114, and is kept interrupted until the master clock breaks the circuit of the magnet 116 when the hour is reached and then enables the current pulses via the wire 110 to drive the clock.
If, on the other hand, the secondary clock is slow, the contacts 94 close the current via the wire 111 and the magnet 114 receives ten per minute instead of a current pulse, whereby the clock is advanced.
<Desc / Clms Page number 6>
Another possible embodiment of the invention is illustrated in FIG. 11, in which the master clock is shown on the left and the secondary clock controlled by it is shown on the right. The master clock then has an organ to send a variable current into the line for a predetermined period of time. This organ consists of a contact arm 117, which on one of the driven shafts, e.g. B. the hour wave, stored and arranged so that it strokes over the plates of a rheostat 118 in the main circuit.
As a result, the master clock sends a current on the track for any length of time, which is strongest at the beginning and gradually up to and including. decreases a desired amount by the fact that a gradually increasing resistance has entered the circuit.
The same or a similar means is used in each secondary clock, namely a contact arm 119 on the hourly shaft, a rheostat 120 and a power source 121. This power source can be the same one that sends the current to the track, it can also be a different one have the same or a different voltage, provided that they fluctuate in the same direction and in the same proportion, since the neutralizing effects in this case can be ensured by windings and other well-known means.
In each secondary clock is a polarized differential relay, which has two excitation coils 122, 123 and an armature 124 which is rotatably mounted on the permanent magnet 125 which forms part of the magnetic circuit of the instrument. The connections of the coils, of which the former is in the main line and the latter in a local circuit 126, are such that the two currents neutralize or cancel their mutual effects. Therefore, if the two currents are of the same size or have the same magnetizing effects, the armature 124 is not moved. If, however, the current in the coil 123 is stronger, a north pole, for example, is generated in the free end of the core and the armature is attracted. If, on the other hand, the current in coil 122 is stronger, the armature is thrown back under the influence of a south pole.
Usually the local circuit 126 is open. If, however, a current flows over the section, an electromagnet 127 connected to it is excited and the local circuit is closed by the attraction of the magnet armature 180.
The transmission of the secondary clock contains differential teeth of the type described in connection with FIG. 2, with which a wind vane 75 and a balancer 70 are also connected here. With the illustrated arrangement of these parts assuming that the secondary clock is precisely on time, the current it sends through local circuit 126 is exactly in phase with the current sent on the line by the master clock. The relay is therefore not influenced, although the strength of both currents fluctuates continuously.
If one assumes, however, that the secondary clock is moving forward, it sends current through the relay 31, which attracts an armature 84 protruding from the friction limit 85, so that the Balancera 68 and the clock are stopped until the line current has reached the strength, which neutralizes the relay effect, whereupon the clock can continue to run in synchronism with the master clock.
If the secondary clock is too slow, the opposite effect is produced. The line current predominates, the armature of the polarized relay is thrown back against a stop 132 and current is sent through a relay 133, so that the usually blocked wind vane 75 is triggered and the clock can advance until its current neutralizes the line current. The wind vane is then locked again and the clock continues to run under the control of its escapement.
It should be noted that in the system illustrated in FIG. 11, the means for maintaining the mutual relationships required for synchronization in the secondary clock are purely electrical. However, this is not absolutely necessary as these means can also be mechanical or partly electrical and partly mechanical, if only the end result is the same. The invention can be used in many other ways, but the explanations given above will suffice to illustrate the broad scope of the new system.
In practice, the arrangement of the contacts is such that errors or deviations from the equation are eliminated, which are far greater than one can usually expect. However, this is more of a precautionary measure. For example, the time intervals for closing the circuit are not only set arbitrarily in duration, but can also occur at other parts of the hour or be more or less frequent. This is easily understandable for any expert.
It is not new to move the hands of a secondary clock forwards or backwards in predetermined time intervals in order to establish synchronization. But one has never taken precautions to change the speed measurement of a secondary clock, or to correct anything other than relatively minor time errors.
** WARNING ** End of DESC field may overlap beginning of CLMS **.