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Impulsgabeanordnung an Hauptuhren zur Steuerung elektrischer Uhrenanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Impulsgabeanordnung an Hauptuhren zur Steuerung
elektrischer Uhrenandagen mit einem vom Gehwerk betätigten rotierenden Kontaktgeber.
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Bei von einer Hauptuhr gesteuerter Uhrenanlage sendet diese in bestimmten
Zeitabständen, beispielsweise jede Minute, einen Stromstoß zu den angeschlossenen
Nebenuhren, die so ausgebildet sind, daß jeder Stromstoß die Zeiger der Nebenuhren
um einen entsprechenden Betrag vorwärts springen oder laufen läßt. Als Hauptuhren
werden fast durchweg Pendeluhren verwendet, die geeignete Kontaktgeber beeinflussen.
Die Kontaktgeber dürfen dabei jedoch den Gang der Uhr nicht merklich beeinflussen.
Bringt man den Kontaktgeber am Steigrad an, so ist die zur Verfügung stehende Kraft
winzig klein. Wird der Kontaktgeber durch das Pendel unmittelbar gesteuert, so ist
die zur Verfügung stehende Kraft zwar größer. Allerdings wächst dabei auch die Gefahr,
daß der Gang durch den Kontaktgeber gestört wird. Die Art der Kontaktgeber ist von
dem Aufbau der zur Verwendung gelangenden Nebenuhren abhängig. Bei Nebenuhren, die
ein neutrales Magnetsystem besitzen, ist in der Hauptuhr nur ein einfacher Einschaltkontakt
erforderlich. Sicherer im Betrieb sind Nebenuhren mit polarisierten Magnetsystemen,
die mit Stromstößen, die jedesmal ihre Richtung wechseln, betrieben werden. Dementsprechend
gelangen in den Hauptuhren sowohl einfache Einschaltkontakte als auch Stromwendekontakte
zur Verwendung. Die Betätigung der Kontaktgeber erfolgt bei einzelnen Hauptuhren
vom Gehwerk aus, bei anderen Uhren von einem besonderen Kontaktlaufwerk, das seinerseits
vom Gehwerk ausgelöst wird. Besondere Anforderungen in bezug auf eine genaue und
gute Kontaktgabe auch bei sehr häufiger Kontaktbetätigung und eine gute Funkenlöschung
müssen an die sogenannten Sekundenkontakte gestellt werden, mit denen eine sekundliche
Weiterschaltung der Nebenuhren erfolgt. Um ein Fortschalten der Nebenuhren unter
allen Umständen sicherzustellen, ist man bei diesen Sekundenkontakten bestrebt,
den Strom möglichst lange fließen zu lassen.
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Am weitesten verbreitet sind mechanische Berührungskontakte und Quecksilberkontakte.
Daneben gelangen auch photoelektrische, kapazitive und akustische Signalgeber zur
Anwendung. Bei den meisten mechanischen Kontakten wird vom Gehwerk oder vom Kontaktlaufwerk
aus ein Exzenter verdreht, der zu bestimmten Zeiten über bewegliche Kontaktzungen
den Kontakt schließt. Auch sind Radkontakte bekannt, bei denen auf der Sekundenwelle
ein Schaltrad mit Sägezähnen befestigt ist, in die eine an einem Kontakthebel befestigte
halbzylinderförmige Palette aus Stahl oder Stein eingreift. Über den Kontakthebel
erfolgt ein Kontaktschluß. Durch einen derartigen Radkontakt wird aber, ähnlich
wie bei den Exzenter= kontakten, das Gangrad in seiner Bewegung gehindert. Es muß
daher die Antriebskraft der Uhr vergrößert werden, was sich im allgemeinen ungünstig
auf die Ganggenauigkeit der Uhr auswirkt.
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Einen geringeren antriebsmäßigen Aufwand erfordern die Quecksilberkontakte.
Bei ihnen befindet sich in einer luftleer gepumpten Quecksilberschaltröhre eine
kleine Kontaktwippe, über die die Kontakte geschlossen werden. Die Betätigung dieser
Quecksilberkontakte erfolgt im allgemeinen unmittelbar vom Pendel aus und führt
damit zu einer besonderen Belastung des Pendels.
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Es ist auch bekannt, die Kontaktwippe magnetisch zu beeinflussen.
Zu diesem Zweck wird sie mit einem Magneten versehen, der von einem an dem Pendel
bebestigten oder von einem mit der Sekundenwelle umlaufenden Magneten in seiner
Lage verändert wird und dabei den Kontakt öffnet und schließt. Dieser führt jedoch
zu einer wesentlichen Vergrößerung der von dem Uhrenantrieb zu bewegenden Massen.
Da die Wechselwirkung zwischen den Magneten bei den verschiedenen Stellungen unterschiedlich
ist, wird der Uhrenantrieb dadurch unterschiedlich belastet. Eine große, unstetige
Belastung des Uhrenantriebes liegt auch bei den bekannten Anordnungen vor, bei denen
die Quecksidberschaltröhre einschließlich des in ihr befindlichen Quecksilbers bewegt
wird. Die Quecksilberscbaltröhre besteht dabei aus einer winklig gebogenen Röhre,
die in einem Schenkelrohr zwei durch
das Quecksilber zu schließende
Kontakte besitzt. Diese Quecksilberschaltröhre führt während des Ganges der Uhr
eine ununterbrochene Schaukelbewegung aus, die einen periodischen Kontakschluß bewirkt.
Voraussetzung für diese bekannte Anordnung ist wiederum, daß die Antriebsorgane
der Uhr die notwendigen großen Kräfte aufbringen können. Das Bestreben geht daher
dahin, die Kräfte bzw. Drehmomente, die zur Betätigung der Kontaktgeber erforderlich
sind, möglichst klein zu halten bei gleichzeitiger Erhöhung der Schaltsicherheit.
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Dieses läßt sich mit einer Impulsgabeanordnung an Hauptuhren zur Steuerung
elektrischer Uhrenanlagen mit einem vom Gehwerk betätigten rotierenden Kontaktgeber
nach der Erfindung erreichen, die gekennzeichnet ist durch einen vom Steigrad ständig
in gleicher Drehrichtung angetriebenen, an sich bekannten rotierenden Quecksi-lberkontaktgeber
mit einer drehbar gelagerten Trommel, in der sich mindestens eine derartige Lochscheibe
oder eine derart mit einer Zuleitung verbundene Zahnscheibe befindet, daß über deren
Löcher bzw. Zähne bei Berührung mit einer bei der Trommeldrehung stets an die tiefste
Stelle rollenden Quecksilberkugel eine einen Stromfluß bewirkende leitende Verbindung
mit einer weiteren Seheibe oder dem Gehäuse hergestellt: wird. Derartige Quecksilberkontaktgeber
haben sich als Geber für die Kontaktsteuerung von Elektrizitätszählern sehr bewährt.
Die zu ihrer Bewegung erforderlichen Drehmomente sind äußerst gering und können-
praktisch vernachlässigt werden.
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Ein langer Stromstoß läßt sich erreichen, wenn man den Kontaktgeber
derart dem Steigrad zuordnet, daß eine Kontaktgabe gerade immer bei Sperrung des
Steigrades erfolgt. Dabei ist nicht unbedingt erforderlich, daß ein Stromstoß bei
jeder Sperrung des Steigrades gesendet wird.
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Zur Steuerung von Uhrenanlagen mit polarisierten Schaltmagneten in
den Nebenuhren kann man zwei derartig angeordnete und geschaltete Quecksilberkontaktgeber
verwenden, daß ihre Kontakte abwechselnd geschlossen werden und die bei Kontaktschluß
entstehenden Impulse unterschiedliche Richtungen besitzen. Es ist aber auch möglich,
in diesen Fällen Quecksilberkontaktgeber zu verwenden, die in ihrer Trommel zwei
Lochscheiben mit gegeneinander versetzten Löchern bzw. zwei Zahnscheiben mit gegeneinander
versetzten Zähnen haben, deren Schaltung so erfolgt, daß bei Herstellung einer leitenden
Verbindung mit einer weiteren Scheibe oder dem Gehäuse bei Berührung mit der Quecksilberkugel
Impulse unterschiedlicher Richtungen hervorgerufen werden. Eine derartige Impulsgabeanordnung
ist insbesondere als Sekundenkontakt sehr geeignet.
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In der Fig. 1 ist ein Querschnitt durch einen derartigen Quecksilberkontaktgeber
als Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine leitende Verbindung zwischen einer
Zahnscheibe und einer ungezahnten Scheibe über eine Quecksilberkugel hergestellt
wird. In der Trommel 1 befindet sich die Quecksilberkugel 2. In diese Kugel tauchen
ständig die Metallscheibe 3 und abwechselnd die Zähne der Zahnscheibe 4 ein. Zwischen
beiden befindet sich eine Isolierstoffscheibe 5; über die Zuleitungen 6 und 7 sind
sie mit den Steckerstiften 8 und 9 verbunden. Scheibe, Isolierscheibe, Zahnscheibe
sowie die Zuleitungen sind dabei mit Kunststoff unter Bildung der Nabe
10 umspritzt. In die Nabe 10 wird eine Antriebswelle 11 eingesetzt, die genauso
wie die Steckerstifte in das Glasfenster 12 eingeschmolzen sind. Die Isolierstoffnabe
10 ist auf die Trommelstirnwand 13 fest aufgesetzt. Die Antriebswelle 11
wird dabei durch die Drehung des Steigrades der Uhr bewegt, so daß die Trommel t
im Rhythmus des Steigrades rotiert. Der elektrische Anschluß erfolgt dabei über
die Steckerstifte 8 und 9.
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Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel die Schaltung von zwei derartigen
Quecksilberkontaktgebern bzw. von einem Quecksilberkontaktgeber, der mit zwei Zahnscheiben
zur wechselseitigen Kontaktgabe ausgerüstet ist. Die Kontaktgeber sind mit 14 und
15 symbolisch angedeutet. Über je einen Pol sind beide Kontaktgeber unmittelbar
verbunden und an die Anschlußklemme 19 geführt. Im Falle der Verwendung eines Quecksilberkontaktgebers
mit zwei Zahnscheiben tritt an Stelle dieser Kontakte, die verbunden sind, die für
beide Zahnscheiben gemeinsame Scheibe, über die sie eine leitende Verbindung herstellen.
Die zweiten Pole beider Kontakte führen zu je einer als Batterie angenommenen Stromquelle
16 und 17. Die Polarität der beiden Stromquellen ist für beide Kontaktgeber verschieden.
Über die Anschlußklemmen 18
und 19 kann die zu steuernde Uhrenanlage angeschJossen
werden. Besondere Stromwendekontakte sind bei dieser Schaltung nicht erforderlich.
Selbstverständlich können derartige Quecksilberkontaktgeber auch zur Kontaktgabe
an anderen Stellen der Hauptuhr angeschlossen werden.