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Elektrische Uhr.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch angetriebene Uhren und betrifft die mechanische Trennung des Pendels oder des die Zeit kontrollierenden Elementes von dem Uhrwerk oder der Anzeigevorrichtung, so dass ersteres frei schwingen kann, so dass diese zu leistende Arbeit nicht nur sehr klein ist, sondern auch bei jeder Schwingung des Pendels vorteilhaft gleichen Wert hat. Die die Zeitkontrolle ermöglichenden Eigenschaften des schwingenden Elementes werden auf diese Weise durch Mängel in der Genauigkeit der Konstruktion oder des Zusammenbaues der Anzeigevorrichtung oder des Uhrwerks in keiner Weise beeinflusst und letzteres kann daher verhältnismässig roh und billig ausgeführt sein ohne Nachteil für die Genauigkeit seiner Anzeigen.
Die Anzeigevorrichtung kann jede bekannte Bauart haben und ihre schrittweisen Bewegungen werden entweder hervorgerufen oder beeinflusst durch eine elektromagnetische Vorrichtung, die in einen durch die Schwingungen des Pendels kontrollierten Stromkreis eingeschaltet ist, der bei jeder Schwingung
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vorrichtung, z. B. einen elektromagnetischen Stromunterbrecher, vor dem Abheben des Pendelkontaktes selbsttätig unterbrochen wird.
Die Schaltungsanordnung ist eine solche, dass bei jeder Schwingung des Pendels ein Stromstoss durch die Leitung geht, der das Relais oder den Elektromagneten betätigt, welche die Anzeigevorrichtung kontrolliert oder betätigt, und weiters auch durch die Erregerspule oder-spulen des Stromunterbrechers geht, der alsdann den Stromkreis schliesst und andere Verbindungen herstellt. Bei neuerlichem Stromschluss anlässlich der nächsten Schwingung des Pendels wird auf diese Weise bewirkt, dass dieser Strom durch die Erregerspule oder-spulen des Stromunterbrechers so fliesst, dass dessen Polarität umgekehrt wird.
Die zur Aufrechterhaltung der Amplitude der Pendelschwingungen erforderlichen Stromimpulse können von den durch den Pendelkontrollstromkreis geschickten Impulsen etwa mittels eines Solenoids oder eines Elektromagneten abgeleitet werden, der, von diesen Strömen durchflossen, einen Zug auf eine Weieheisenstange ausübt, die mit dem Pendel starr verbunden ist, oder die Schwingbewegung des Pendels kann auf mechanischem Wege durch die in einer Feder oder Federn oder in einem Gewicht durch die Wirkung der Zeitanzeigevorrichtung oder einer elektromagnetischen Einrichtung, z.
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Es kann aber auch jedwedes andere geeignete Mittel zur selbsttätigen Aufrechterhaltung der Pendelschwingungen Anwendung finden und eine derartige Einrichtung kann abwechselnd durch Ströme in einem Stromkreis betätigt werden, der periodisch durch einen Kontakt oder Kontakte hergestellt wird. welche auf einem bewegten Teil der Zeitanzeigevorrichtung angebracht sind oder durch diesen bewegten Teil beeinflusst werden.
In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Seitenansicht einer elektrisch angetriebenen Uhr in einer beispielsweisen, erfindungsgemäss getroffenen Ausführung. Fig. 3 zeigt das Schaltungsschema. Die Fig. 4 und 5 stellen in grösserem Massstabe einen der im Kontrollstromkreis benutzten Federkontakte in Ansicht und Schnitt dar. Die Fig. 6-10 sind schematisch dargestellte Ansichten und die Fig. 6 a-10 ' dazugehörige Draufsichten, aus weichem die Stellung des Pendels und der Federkontakte des Kontrollstromkreises für verschiedene Schwingungsphasen des Pendels ersichtlich wird.
Fig. 11 zeigt das Schaltungsschema für eine Hauptuhr und eine Gruppe von Nebenuhren und Fia'.] 2
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eines elektromagnetischen Stromwenders und mit dessen festen Kontakten 9, 10 verbunden sind, Ein an einem polarisierten Anker befestigter leicht federnder Kontakt 77 wird durch Ausbiegung in Anlage mit dem Kontakt 9 oder 10 gebracht, je nachdem die Spule 7 oder die Spule 8 erregt wird. Der Feder-
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und das Pendel 1 schwinge von links nach rechts.
Sobald hiebei die Kontakte 3 und 3' sich berühren. wird ein Stromkreis geschlossen, der von Batterie 1 : ; ausgehend, iiber den Federkontakt 72. den Kontakt 9. die Erregerspule 7, Leitung 5 Kontakte 3', 3, Leitung 16, Zeitanzeigevorrichtung 15 und Leitung 4 zur Batterie zurückgeht. Da die Spule 7 Strom erhält, wird der Anker 12 gegen deren Kern gezogen und vom Kern der Spule 8 entfernt und der Federkontakt 11 wird infolgedessen den Strom bei Kointakt 9 nach-einer gewissen Zeit unterbrechen, die durch die Trägheit des Ankers und den Grad der Durchbiegung der Feder 11 bestimmt wird.
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richtung 1-5 und die Leitung 14 zurück zur Batterie.
Wie ersichtlich, bewirkt die Herstellung des Kontrollstromkreises durch das Pendel entweder durch die Kontakte 3, 3' oder 4, 4' die Umstellung des Stromunterbrechers oder-wenders aus einer wirksamen Stellung in die andere und der dies bewirkende Strom geht auch durch die Erregerspule der Zeitanzeigevorriehtung, die in irgendwelcher Art schrittweise elektrisch betätigt werden kann. Da
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in Anlage sind. so folgt auch. dass sie noch in dem Augenblick in Berührung sein werden, wenn der Stromunterbrecher oder-wender aus einer wirksamen Stellung in die andere umgelegt wird, und es ist daher der Stromkreis am Pendel oder am Kontrollkontakt niemals unterbrochen, sondern immer am Stromwenderkontakt.
In die Leitung 3 ist, wie in strichlierten Linien in Fig. 3 angedeutet, ein Solenoid 17 eingeschaltet,
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Kontakte J.. in Anlage sind. Dieses Solenoid wirkt mit einem, mit dem Pendel 1 festverbundenen Arm 17' zusammen. Dieser Arm ist aus ganz oder zum Teil magnetischem Material hergestellt und mit Bezug auf das Solenoid 17 derart angeordnet, dass er während eines Teiles der Rechtsschwingung in die Einflusssphäre dieses Solenoids gelangt und dadurch einen Impuls empfängt, der die Amplitude der Pendelsehwingnng aufrechterhält.
Jedes geeignete magnetische Mittel kann angewendet werden, um zu verhindern, dass die Wirkung der Spule 17 eine grössere Schwingungsweite hervorruft. Beispielsweise kann nur das äussere Ende der Stange 17' aus magnetischem Material gemacht werden oder es kann der Querschnitt oder die magne- tische Durchlässigkeit der Stange so bemessen sein, dass beim Auswärtsschwingen bis zu dem erforderlichen Mass der durch die Spule 77 ausgeübte Zug umgekehrt wird.
Die Spule 17 kann so angeordnet sein, dass sie den Impuls im wirksamsten Augenblick erteilt, wenn nämlich das Pendel seine grösste Geschwindigkeit hat : oder die Spule kann so angeordnet sein, dass sie den ImpuJs hervorruft, nachdem diese Stellung übersehritten worden ist, in welch letzterem Falle eine etwas grössere Energie erforderlich ist, jedoch sucht diese Anordnung der Spule auf selbsttätige Weise abnehmende oder zunehmende Amplituden zu kompensieren.
Da aber jeder durch das Pendel geforderte, die richtige Amplitude aufrechterhaltende Impuls elektrisch gegeben werden kann, u, zw. entweder mittels des Stromstosses in der Kontrolleitung, wie oben beschrieben, oder mittels eines periodisch in einem ändern geeigneten Zeitintervall hindurehgesehickten Stromes, erscheint es vorteilhaft, den erhaltenden Impuls unabhängig von der Beständigkeit
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bis 10a beschrieben werden,
In Fig. 1 und 2 ist das Pendel 1 an einem biegsamen Streifen 18 aus Stahl oder anderem Material aufgehängt, der in einer Klemme 19 festgehalten wird, zwischen deren Backen der Streifen zu einer Stellvorrichtung geführt ist, z.
B. zu einem gegabelten Arm 20, an dem der Streifen 18 hängt und der an einem Ende im Gestell drehbar gelagert ist, während das andere Ende eine Stellschraube 21 hält, wodurch der Streifen, wenn er nicht eingeklemmt ist. um das gewünschte geringe Mass gehoben und gesenkt und dadurch die Pendellänge geändert werden kann, worauf der Streifen wieder zwischen den Backen der Klemme 19 festgeklemmt wird.
Eine weitere Einstellung der wirksamen Pendellänge kann durch Anbringen einer kleinen Masse. 3 ? (Fig, 11) bewirkt werden, die an der mit einer Einteilung versehenen Pendelstange verschiebbar ist. Diese Masse kann in Form einer gespaltenen federnden Hülse oder eines Ringes ausgeführt sein, der die
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Pendelstange umgibt und durch Stellschrauben auseinander gespreizt werden kann, so dass der Ring auf und ab bewegt werden kann, ohne die Schwingung des Pendels zu stören.
In manchen Fällen ist es unwesentlich, ob die Pendplkontakte : ;, 4 starr und die Kontakte 41 nachgiebig sind oder umgekehrt. Erstere Anordnung ist vorzuziehen, da sie ein geeignetes Mittel bildet, um auf mechanischem Wege auf das Pendel einen periodischen erhaltenden Impuls von konstantem Wert zu übertragen. Eine für die ins Auge gefassten Zwecke passende Form nachgiebiger Kontakte ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt, in welchen 24 ein Metallrohr bezeichnet, das an seinem inneren Ende einen oder mehrere Langschlitze besitzt, um mit Reibung auf eine Nabe 2a an einem Knrbelarm 26 auf-
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Pendels kann durch Drehen der kurbelarms 26 mittels der Griffe 2.
S eingestellt werden und durch irgendwelche geeignete Mittel erfolgt die Feststellung der Kontakte in ihrer Lage.
Die Kontakte *), 4 am Pendel können aus starren Platindrahtstücken bestehen, die im wesentlichen unter rechten Winkel zu den federnden Kontaktdrähten 27 der festen Kontakte.', angeordnet sind.
Beim Ausschwingen des Pendels nach der einen oder andern Seite kommen die an dieser Seite liegenden Kontakte zur Berührung und schliessen den Stromkreis der Spule 7 oder 8. Die Feder 27 wird durch das Pendel während des übrigen Teiles der Auswärtsschwingung eingebogen und wirkt auf das Pendel während des entsprechenden Teiles der Einwärtssehwingung zurück, wobei die in der Feder infolge ihrer Durchbiegung aufgehäufte Energie an das Pendel wieder abgegeben wird.
Wird die Einrichtung getroffen, dass die gespannte Feder 27 auf das Pendel über einen längeren Abstand während der Einwärtsschwingung wirkt als der Weg. auf dem das Pendel während der Aus- wärtssehwingung auf die Feder einwirkt, um sie zu spannen, so wird mehr Energie auf das Pendel bei dessen Einwärtsschwingen übertragen, als vom Pendel bei der Auswärtsschwingung aufgenommen wird ; auf diese Weise ist es möglich, mittels dieses Energierückstandes die Widerstandskräfte zu kompensieren. die sich der Bewegung des Pendels entgegenstellen und dadurch kann die Schwingungsweite aufrecht erhalten werden.
Zu diesem Zweck wird der Federkontakt 27 so verstellt, dass er teilweise gespannt wird, nachdem das Pendel bei seiner Einwärtsschwingung sich von ihm wegbewegt hat. Dies geschieht mit Hilfe eines beweglichen Teiles, z. B. eines Stiftes 29 (Fig. 6-loua), der an dem Anker einer elektromagnetischen Vorrichtung befestigt ist, welche in einem durch die Zusammenwirkung der Kontakte. oder 4, 4'
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aus der es sich von rechts nach links bewegt und der Stift 29 befindet sich in seiner unwirksamen Stellung, insoweit die Biegung des Federkontaktes 27 in Betracht kommt.
In Fig. 7 und 7a hat sich das Pendel weiterbewegt und den Kontakt zwischen 4 und 4'hergestellt, wodurch der Elektromagnet 8 erregt und der Anker 12 aus einer wirksamen Stellung in die andere umgelegt wird. Diese Bewegung des Ankers, mit dem der Stift 29 fest verbunden ist, bringt den letzteren in Anlage mit dem federnden Kontakt 27. der bis zu einem, durch geeignete Mitte ! einstellbaren Ausmass nach aussen geschoben wird.
Das Pendel stellt bei seiner Rückschwingung nach rechts zunächst den Kontakt mit der Feder 27 in ihrer verschobenen Lage her (Fig. 8 und 8a), erregt dadurch wieder den einen oder andern Elektromagnet 7 und 8 und stellt infolgedessen den Anker 12 in seine andere wirksame Stellung zurück, so dass der Stift Z9 in seine unwirksame Lage zurückgezogen wird, wie dies die Fig. 9 und 9a zeigen. Das Pendel setzt seine Ausschwingung nach rechts fort, biegt die Feder 27 noch weiter durch, bis sie ihre in Fig. 9 und 9a gezeichnete Grenzstellung erreicht, in der ihre Verschiebung im Maximum ist.
Bei der Einwärtsoder Zurückschwingung des Pendels folgt die Feder dem Pendel im ganzen Ausmass ihrer Durchbiegung, da der Stift 2. 9 zurückgezogen worden ist und nicht länger in der Stellung ist, in der er die Rückbewegung der Feder 27 in ihre Anfangslage hemmen kann, wie dies in Fig. 10, lOa und 6, 6a dargestellt ist. Man ersieht daher, dass während der Einwärtsschwingung des Pendels die Spannfeder 27 auf ein weiteres Wegstück das Pendel beeinflusst, im Vergleich zu dem Anlagebereich bei der Auswärtsschwingung, nämlich auf dem Wegstück, das durch die Distanz in der Stellung der Feder 27 in Fig. 7, 7a'und 8. 8 und ihre Stellung in Fig. 6, 6a gegeben erscheint.
Die erhaltenden Impulse können anderseits auch auf das die Zeit kontrollierende Element mittels
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irgendwelcher Ursache entstehenden Änderungen in dem Erreerstromkreis. Weiters kann die Schwing'ung !-- weite rasch dadurch eingestellt werden, dass eine oder beide Grenzstellungen der auf das die Zeit kontrollierende Element einwirkenden Feder geändert werden.
Wie schon angedeutet, können die erhaltenden Impulse mittels einer unter dem Einfluss der Schwerkraft stehenden Vorrichtung gegeben werden, die in oben beschriebener Weise mit Hilfe von Stromstössen durch das die Zeit kontrollierende Element oder durch eine geeignete elektromagnetische Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird. Ferner können die erforderlichen Impulse, anstatt dem die Zeit kontrollierenden Element bei jeder abwechselnden Schwingung desselben einen erhaltenden Impuls zu erteilen, bei jeder Schwingung oder in gewünschten Intervallen gegeben werden.
Zur Erteilung einer schrittweisen Bewegung des Zeitanzeigers 15 kann irgendeine geeignete elektro-
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der Feder 32 angezogen wird, Dieser Anker oder ein Fortsatz desselben trägt einen Zahn. 33, der abwechselnd mit den Zähnen zweier ineinandergreifender Räder 34, 25 in Eingriff kommt, von denen das eine, z. B. das Rad-M, einem Rädersatz zugehört, der die Uhrzeiger dreht. Der Zahn 33 ist an seiner Angriffsfläche daumenartig geformt, so dass, wenn z. B. der Anker-M durch den Magneten 30 angezogen wird, diese Daumenfläche mit einem Zahn des Rades 35 in Anlage kommt und letzteres in der Pfeilrichtung in einen Winkelabstand dreht, der gleich der halben Zahnteilung ist.
Das andere, mit dem Rad 35 ständig in Eingriff stehende Zahnrad-M wird in gleicher Weise um einen halben Zahn verstellt. Bei der Rück-
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dreht dieses um einen der halben Zahnteilung entsprechenden Winkel und verstellt daher auch das Rad. 35 dementsprechend. Auf diese Weise wird bei jeder Doppelschwingung des Ankers das Rad 34 um einen Winkel gleich der Zahnteilung verdreht. Mit einem entsprechend geformten Zahn 33, z.
B. mit einem an seiner Angriffsfläche zylindrisch und an seiner Unterseite flach gestalteten Zahn, kann bei richtiger Beziehung zu den Zähnen der beiden ineinandergreifenden Räder eine Vorwärtsbewegung der Räder in Übereinstimmung mit den Ankerschwingungen geführt werden und es ist jede Möglichkeit einer Rückwärtsbewegung der Räder infolge von Erschütterungen oder andern Ursachen hintangehalten.
Die Lage des Zahnes 33 zu den Räderzähnen kann dadurch eingestellt werden, dass ersterer an dem Anker so angebracht wird, dass er oder der Anker selbst längsverschieblich gemacht wird ; vorteilhaft ist es aber, eines der beiden Räder mit einem (strichliert angedeuteten) Lagerarm 35' (Fig. 12) zu lagern, der um die Achse des andern Rades schwenkbar und in jeder Erwünschten Stellung feststellbar ist. Da einer der Zwecke dieses Teiles der Erfindung ist, eine unbedingt zuverlässige Umwandlung der Schwingungen in eine Drehbewegung unter Benützung roh ausgeführter Apparate, z.
B. gepresster oder gestanzter Räder, deren in Eingriff stehende Zähne in den Zahnlücken mit Spielraum arbeiten, zu erzielen, ist eine solche Einstellbarkeit notwendig, um den Daumen mit den Radzähnen in solche Stellung zu bringen, dass die gewünschte schrittweise Bewegung gesichert und eine unbedingte Sperrung gegen Rückwärtsbewegung geschaffen ist.
Eines oder beide Triebräder können auch der Wirkung einer Brems- feder. 36 oder einer gleichwertigen Vorrichtung unterstellt werden,
Zwecks Betätigung einer Zeitanzeigevorrichtung oder einer Gruppe solcher Vorrichtungen ausser der mit 16 bezeichneten kann in den Erregerstromkreis der Vorrichtung 15 ein elektromagnetisches Relais. 37 (Fig. 11) eingeschaltet werden, das bei jeder Pendelschwingung momentan erregt wird und mittels eines geeignet angeordneten Schalters 38 den Stromkreis einer Lokalbatterie.
? schliesst, welche die momentan wirkenden Ströme für eine Gruppe von Zeitanzeigevorrichtungen 40 liefert, die ebenso wie 16 eine schrittweise Bewegung ausführen, wobei die einzelnen Glieder der Gruppe in der Batterieleitung parallel geschaltet, sind. Anstatt die Zeitanzeigevorrichtungen bei jeder Pendelschwingung zu betätigen, können sie so angeordnet werden, dass sie ebenso schrittweise Bewegungen in ändern Zeitzwischenräumen ausführen. So z. B. können sie in jeder halben Minute durch eine in einem andern Teil der Fig. 11 ersichtlich gemachte Anordnung durch Vermittlung eines Kontaktstiftes 41 an der Scheibe 42 betätigt werden, welche letztere auf der Minutenwelle des Uhrwerks der Vorrichtung 1. festsitzt.
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die mit den bezüglichen Spulen 7', 8' eines elektromagnetischen Stromunterbrechers verbunden sind, der in jeder Hinsicht gleichwertig mit der in Fig. 3 schematisch dargestellten Vorrichtung ist. Die Stromkreisanordnungen für diese Vorrichtung sind in Fig. 11 ersichtlich und die Vorrichtung beeinflusst die Tätigkeit eines Relais 37', welches durch die Wirkung eines vom Anker betätigten Schalters.' in jeder halben Minute einmal einen Stromkreis sehliesst, der eine Lokalbatterie 39' enthält, durch welche Strom geliefert wird, um die schrittweise gehenden Zeitanzeigevorrichtungen 40' zu betätigen.
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Batterie 18 über einen Bürstenkontakt 45, Scheibe 42, Stift 41, Federkontakt 48, Spule 7', Kontakt 9', Feder 11', Relais 37'zurÜck zur Batterie 1. 3 verläuft. Infolgedessen wird bei Kontakt zwischen Stift 41 und Kontaktfeder 4. 3 ein'momentaner Strom durch die Spule 7' gehen, sobald der Erregerstromkreis
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geschlossen ist und der Anker 1,' und mit ihm die Kontaktfeder 11' werden in die andere wirksame Stellung umgelegt, wodurch der Stromkreis des Relais 37'an den Kontakten 9', 11'unterbrochen wird,
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