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Vorrichtung aur Erzielung eines selbsttätigen Anlauf es von elektrisch ,auf gezogenen Uhren mit Unruhe,

Die lioiierurtg" betrifft eine Vorrichtung 2ur Erzielung eines selbsttätigen Anlaufes von elektrisch aufgewogenen Ohren mit Unruhe, und awar besonders für praktisch gangreservelose Uhren, deren Triebfeder durch einen Elektromagnet mit schwingen«? bewegtem Anker schon nach einigen wenigen Anterhüben, beispielsweise nach drei bis xiinf Ankerschwingangen, voll auf geladen iat. Bei solchen Uhren ist die Kraft öer Triebfeder Überaus klein, als Aufsugsmagnet kann deshalb ein kleines Sohwachstromrelais verwendet v/erden, die sonst üto* lichen übersetzungsräaer swischen Pederhcais und Unruhe fallen fort, sodass die ganze Uhr nebst Aufzugsvorrichtung nur sear weiiig Plata beansprucht und bequem in Zähler und andere Tarifapparate eingebaut werden kann. Da die Kraft der !Triebfeder sehr klein ist und die Feder nur sehr wenig Sngrgie In sich aufspeichern kann, wird sie in verholtnismäasig kursen Zeltabständen

Ptfi.

stärken, 2«Β« all· Minuten Iraner wieder durch den Elektromagnet nachgespannt. Beim Ausfall der den Elektromagnet erregenden Spannung kommt die Uhr in kurzer Zeit ssum Stillstand. Tritt mn die Spannung wieder auf, so wird schon nach einen oder zn*! Ankerhüben die Uhr wieder inganggesetzt.

Bei derartigen Uhren bestellt die Gefahr, dass el« nicht von selbst anlaufen und dass beim Auslauf naoh dem Ausfall dar Spannung die Schneiden der Paletten auf das still» stehende Steigrad schlagen tind Schaden leiden.

Die Neuerung beseitigt diese Gefahr.

Göm&ßs der Tle\\erung lot in das Uhrengetriebe vorzugsweise unmittelbar vor dom Steigrad oder dem die Stelgradwelle antreibenden (Jetriebetoil eine Kupplungsfeder von bestimmter Weichheit und bestirntem Aufwin&evorslögen eingeschaltet. Die v/öiehheit und das Aufv/indevermögen der Feder sind eirfindurigsgesiclss dadurch bestimmt, dass die Seit, die die Aufsrogsvorriolitung Genötigt, ura die Krappltuigsfe&er voxi der für den Anwarf der Unruhe erforderlichen Minimal kraft bis au der 2ur ErKougiuTg der Betriobonmplituds erforderlichen TTonnallofaft aufzuladen, grSoser, insbesondere vielfach grosser ist als die 3eit, öle das Anwerfen <1er Unruhe auf den für den Durchgang der Steigra&zälme nötigen Tüalmalaussehlag (sogenannter Höbowinkel) erfordert, Uabei ist unter Federkraft, 0lso der Minimal- und der Hormallcraft, die entsprechend de» Übersetaungsverhältnis reduaierte, am Steigrad wirksame Kraft zu verstehen.

So ist vortei3-haft, wenn der Anstieg der Federkraft so langsam vor sich geht, dass innerhalb der Anwurfsaeit, also während des ersten Ausschw3.ngens der Unruhe,

_o die

die Federkraft sich möglichst m der Sähe der Minimal kraft hält.

Berücksichtigt man, dass bei derartigen gang* reteryelosen Uhren die Uhr durch den schwingenden Anker des Elektromagnet» absatzweise aufgesogen wird, so ergibt sich aus dem oben Gesagten die Lehre, die Federcharakteristik und den bei einer Ankers ohwingung zurückgelegten Aufzugeweg derart aufeinander abzustimmen, dass bei dem ersten Ankerhub die Feder noch nicht oder gerade bis zur Sftnimalkraft aufgeladen wird und Ankerhube, die die Feder erheblich über die Minimalkraft aufladen, erst erfolgen, nachdem die Unruhe angeworfen ist.

·*'; Die oben angegebene Abstimmung der Kupplungefeder, des Aufzugsweges und der Dämpfung für den Magnetanker ergibt ein ganz langsames Anwachsen der auf da^Steigrad wirkenden Kraft. Diese Kraft hält sich einige Augenblicke in der Nähe der Minimilgronzo, sodass die Unruhe reichlich Seit hat, anzusofawingen. Bei bekannten Uhren, bei denen wegen der Anwendung verhaltnismäasig steifer Federn, wegen der Reibung in Übersetzungsgetriebe, wegen der Zahnluft und anderem, die aof das Stelgrad wirkende Kraft plötzlich in der ftrössenöTdmng der Normalkraft auftritt, kann leicht die Kraft, mit der der Steigradzahn gegen die Palette gepresst wird, so gross ausfallen, dass sich beide Teile miteinander verklemmen, die Uhr also nicht anläuft.

Die Schwungmasse, Feder und Dämpfung der Unruhe und dl« Charakteristik der Kupplungsfeder werten ttm** derartig aufeinander abgestimmt, dass beim Auslaufen des Uhrwerkes unter Berücksichtigung der (Jetriebereibung der Steig·*

radantrieb - 3 -

radantrieb mindestens solange oder nooh langer andaaert als bis die Amplitude der Unruhe auf den Hebewinkel abgeklungen ist, dass insbesondere der Steigradantrieb nach seinem Absinken unter die Minimalkraftgrenze noch f\Xx einige Unruiieaohwingungen nahezu in der Grosse der Minimalkraft erhalten bleibt.

Bei dieser Abstimmung haben die Schwingungen der Unruhe genügend Zeit, bis zum Hebewinkel abzuklingen, ohne dass vorher das Steigrad stehenbleibt. Bei bekannten Uhren lässt wegen der Steifheit der Triebfeder, wegen der Getriebereibung usw. die Antriebskraft für das Steigrad derart plötzlioh nach, dass das Steigrad stillsteht, bevor die Unruheschwingung unter dem Hebewinkel abgeklungen ist, es schlagen dann die ,: : Palettensohneiden gegen die Steigradzähne, sodass also entweder die Sohneiden oder die Zähne beschädigt werden.

Die Heuerung soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Diagramme x&ü&x erläutert werden.

Figur 1 stellt in Abhängigkeit von der Zeit die Verhältnisse bei der Ingangsetzung,

Figur 2 beim Auslauf dar.

Als Ordinaten sind jeweils die an dem Steigrad wirkenden Kräfte der Kupplungsfeder und die Amplituden der Unruhe aufg tragen. Die Parallele zur Abszissenachse mit dem Abstand ρ entspricht der für das Anwerfen der Unruhe erforderlichen ünimalkraft, die Parallele mit dem Abstand P der zur Erzeugung der Betriebsamplitude erforderlichen Uormalkraft. Die Parallele mit dem Abstand a entspricht dem sogenannten Hebewinkel für die Unruhe, die Parallele mit dem Abstand A dem Ausschlag der Unruhe während des Hormalbetriebes der Uhr.

Wie die treppenartige Kurve 1, 2, I¹Ig, I₁ zeigt,

wird

wird die Feder nach dom Anschluss des Elektromagneten an die Spannung absatzweise aufgezogen. Der erste Absatz liegt unterhalb der Minimalgrenze p, der zweite Absatz etwas oberhalb dieser Grenze, Birst nach zwei weiteren Absätzen wird die Jtoraalkraft P bei Punkt 2 erreicht. Die Kurve 1, 2 geht bei dem Punkt 5 durch die Grenze für die Minimalkraft ρ hindurch) die Unruhe wird infolgedessen angeworfen (SZujrvo TJ), und »war zunächst bis stuf den Minimalausschlag (ßebewinkel a), der notwendig ist, damit der erste Steigraäaahn unter der Palettenschneide vorbeiwandern kann»

Wie das Diagramm der Figur 1 zeigt, ist die Zeit T zwisohen den Funkten j5 und 2, also die Zeit, die erf order-• : lieh ist, um die Feder von der S&nimalkraft ρ bis zur Kormalkraft P aufzuladen, ungefähr sechsfach grosser als dia Zeit z» die zum Anwerfen der Unruhe erforderlich ist, während des Anwerfvorganges hiilt sich sogar die Federkraft durchwegs in der Grössenordnung der Miniiaalkraft p. Die Unruhe wird also mit absoluter Sicherheit angeworfen. Von Punkt 2 ab beginnt der normale lauf der Uhr, die Federspannung lässt dabei jeweils langsam bis zu einem Punkt 4 nach, hierauf führt der Asaker des Elektromagneten eineaHub aus, xund spannt dia Feder wieder bis zu dem Punkt 5 u»s.f. Die Koxve 10, 20 gibt die Verhältnisse wieder, die auftreten, wenn die Eupplungsfeder zu steif ist oder wenn aus sonstigen Gründen, z»B. wegen Getriebe« reibung, Jäahnluft usw. die auf das Steigrad wirkende Kraft plötzlich in der Grössenordzamg der Kormalkraft P auftritt. Hier besteht die Gefahr, dass sich Steigrad und Palette festklemmen, die Uhr also nicht anläuft.

In Figur 2 nimmt die Federkraft nach der KUrve

6, - 5 -

6,7,0 dauernd ab, el« ist schon vorher erheblich zurückgegangen, weil die Uhr entweder abgeschaltet oder die Spannung fur den Aufzugsmagneten ausgeblieben ist. Die Unruhenanpll· tude (Kurve U) klingt allraählioh bis auf den Hebewinkel a bei Funkt 80 ab. Sie Federkraft ist einige Schwingungen vorher, bei Punkt 7, unter die Grenze der Minimalkraft ρ abgesunken« hält sich aber noch bis sum funkt 8 in der örössenordnung dieser Kraft« Die Unruhe hat also genügend Zeit, bis auf den Hebewinkel abzuklingen, ohne dass vorher das Steigrad sum Stillstand kommt.

Durch die Kurven 11, 12 beaw. 13, 14 sind die Verhältnisse für zu rasch nachlassende Federspannung angedeutet; hier kommt das Stelgrad vorzeitig, bei Punkt 14 bezw» 12 aum Stillstand, bevor die Amplitude der Unruhe auf den Hebe» winkel a abgeklungen ist.

Bine praktische Ausfuhrungsform des Uhrwerkes 1st in Figur 3 dargestellt.

Bas ganze Getriebe ist »wischen den Platinen 15 und 16 gelagert, die durch die Säulen I7, 13 zusammengehalten werden. 19 ist die Unruhe mit der Feder 21, 22 die Ankergabel, 22 der Anker, 24 das Steigrad, das durch das Bitsei 25 von dem Treibrad 26 unter Zwischenschaltung der weichen Kupplungsfeder 27 angetrieben wird. Dieses Bad sitzt fefet auf der Achse 28, die mittels des Ritzels 29 beispielsweise ein Koekenrad JO zur Entkupplung eines Tarifwerkes antreibt.

Auf der welle 23 sitzen lose die Fabe 31 mit den Sperrädern 32, $5 und die Nabe 34 mit der Klinke 35 und den Kegelrad 36. Bas Sperrad 32 ist durch die Schraubenfeder 37

mit - 6 -

mit dem Treibrad 26 verbunden. Xn das Sperrad 22 greift die Feder 28 ein.

Das Kegelrad 26 ist mittels des Zahnsegments 29 mit dem Anker 40 des Aufaugsaagnets 41 gekuppelt* Sie Achse 42 dieses Magnets steht senkreoht zur Üeiohenebene. Der Magnet ist durch den Bügel 42 an der Platine 16 befestigt. An dem lappen 44 dieses SUgels ist die Platine 4£ befestigt, in der bei 46 die Ankeraohse gelagert 1st. Sine ähnliche Platine auf der rückwärtigen Seite des Bügels 43 bildet das andere Lager, Die Ankeraohse 46 liegt zur Magnetachse 42 parallel, sodass also der Anker senkrecht »ur Magnetachse schwingt. Er wird durch die Abreissfeder 47 von dem Magnet abgezogen. Sein Hub wird einerseits durch den Anschlag '.*..' 48 an der Platine 45, andererseits durch die Haltekraft des Magnets 41 begrenzt.

Pie Wicklung des Aufzugsmagnets 41 ist mit der Wicklung des Haltemagnets 49, dem Schalter 50 und dem Widerstand 51 in Kelhe geschaltet. 52 ist der feststehende, 53 der bewegliche Kontakt des Schalters, Beide Kontakte sind an Federn befestigt, die in dem leolierstück 54 eingebettet sind. Die Federn suchen den Behälter in äex geöffneten Stellung au halten. Das Xsolierstuck 54 ist an der Platine 16 befestigt. An der Feder des beweglichen Kontaktes 53 ist der Anker des Haltemagnets 49 angebracht. Diese Feder wird an dem aufgenieteten IsolierStückchen 56 duroh die Gabel 57, 58 des Ankers gesteuert« Die Stromzufuhr erfolgt bei 59 und 60.

Der Aufzug arbeitet beispielsweise während des normalen Ganges folgendermaßen:

Sind die Federn 27 uaä 37 bis au Punkt 4, Fig.l,

entspannt, «- 7 «.

entspannt, so wird der Anker 40 duroh die Feder 47 an den Anschlag 48 herangezogen. Der Hinken 58 drückt dann den Eontakt 55 gegen den Kontakt 52 und schliesst dabei den Stromkreis der Magnete. Xn diesem Augenblick zieht der Aufzugsmagnet 41 den Anker 40 an und dreht ihn im Uhrzeigersinn. Der Anker holt aas und dreht dadurch die Hülse 54, deren Klinke 55 über die Zähne des Sperrades 55 blnweggl^itet. Unterdessen hat der Haltemagnet 49 den Anker 55 entgegen der Kraft der Kontaktfedern festgehalten und eine öffnung des Schalters verhindert· Kurz vor Beendigung des Ausholens reisst der Zinken 57 3en Anker 55 vom Haltemagnet ab und öffnet dadurch den Schalter. Damit wird der Haltemagnet und der Aufaugsmagnet stromlos.

Tint er dem Einfluss der Feder 47 wird der Anker nunmehr entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht. Br findet dabei in den Federn 27 und 57 einen Widerstand, denn bei dichter Bewegung des Ankers, dem Arbeitshub, stemmt sich die Klinke 55 der Hülse 54 gegen die Zähne des Sperrades 53. Eine Drehung dieses Hades kann nur unter gleichzeitiger Spannung der Federn 37 und 27 stattfinden. Beim Spannen der Feder f£Lei~ ten die Zähne des Sperrades 52 an der Feder 58 vorbei.

Nach einem gewissen Durchzug des Ankers 40 haben sich die Federn 57 und 27 so stark gespannt, dass sie der Zugkraft der Feder 47 des Gleichgewicht halten. Der Anker 40 bewegt sich dann nur noch mit einer Geschwindigkeit, die der Ablaufgeschwindigkeit des Treibrades 26 entspricht. Bcliliess-3Lioh bringt sein Zinken 58 wieder die Sehalterkontakte in Berührung« worauf sich der ganze Torgang wiederholt.

Schutz ansp rüche. - 8 -

Claims

SIEMENS-SCHUOKERTWERKE Berlln-Slemensstadt, den ^/.JaimarJÖ

Aktiengesellschaft Verwaltungsgebäude

PATENTABTEILUNG

Drahtanschrift- WERNERIAT BERLIN Fernsprecher: Sammel-Nr C 4 Wilhelm 00tI

Relchsbank-Glrokonto Postscheckkonto! Berlin Nr. 1468

PA Nr. ^B1· 50

Im Antwortichrelbcn blHon wir

dleae Nr. und die Bezeichnung;

Patentabteilung

anzugeben

Betr.: .GM. S. IO867/

Schutsanspruche ♦

···· 1. Vorrichtung zur Erzielung eines selbsttätigen

Anlaufes von elektrisch aufgezogenen Uhren ait Unruhe, dadurch gekennzeichnet, dass in das Uhrengetriebe vorzugsweise unmittelbar vor dem Steigrad oder dem die Steigraduelle antreibenden Getriebet,eil eine Kupplungsfeder'von derartiger Weiohheit und derartigem Aufvrindevermögen eingeschaltet ist, dass die Zeit, die öor Uhrmifzug benötigt, um diese Feder unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses von der für dea Anwarf der Unruhe erforderlichen .Minimalkraft bis au der fur die Erzeugung der Betriebsamplitude erforderlichen Nonnalkraft aufzuladen, grosser,insbesondere vielfach grosser ist als die Seit, die das Anwerfen der Unruhe auf den für den Durchgang der Steigradüähna nötigen Minimalausschlag (sogenannter Rebe^ winkel) erfordert,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, für praktisch gangresgrvelose Uhren, die fortgesetzt durch ©inen Hektromögaet mit schwingend bewegtem Anke/ absatzweise aufgezogen werden, gekennzeichnet durch eine derartige Abstimmung der Küpplungsfe-

dercharakteristik

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dercharakteristile auf den bei eiaer Ankerschwingung zurttokge· legten Aufzugsweg und duroh eine derartige Dämpfung der Ankerschwingbewegung, dass beim ersten Ankerhub die Feder noch nicht oder gerade bis zur Minimalkraft aufgeladen wird und Ankerhübe, die die Feder erheblich über die Minimalkraft aufladen, erst erfolgen, nachdem die Unruhe angeworfen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet duroh eine derartige Abstimmung der Kupplungsf edercharakteristik auf Schwungmasse, Feder und Dämpfung der Unruhe, dass beim Auslaufen des Uhrwerkes unter Berücksichtigung der Getriebereibung der Steigradantrieb mindestens solange oder noch länger andauert als bis dio Amplitude der Unruhe auf den Hobewinkel abgeklungen ist, doss insbesondere dor Steigradantrieb naoh Doinem Absinken unter die MLnimalicraftgrenae noch für einige Unrulieschwingungcn nahezu in der Grosse d©r I&nimalkraft erhalten bleibt.