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Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronuhr mit Gangreserve, bei
der mit Hilfe einer Umschaltvorrichtung ein im Normalbetrieb von einem Synchronmotor
angetriebenes Zeitanzeigewerk bei Spannungsausfall auf einen Hflfsantrieb, insbesondere
einem Federspeicher, mit Gangregler umgeschaltet wird. Bei den bekannten Ausführungen
dieser Art wird der Federspeicher im Synchronbetrieb von dem SynchroDmotor ständig
aufgezogen, wobei der Gangregler leer mitläuft. Es wurde auch bereits vorgeschlagen,
dem Gangregler eine das Drehmoment des Hilfsantriebes herabsetzende Vorrichtung
vorzuschalten, um dessen vorzeitigen Verschleiß, insbesondere durch Lagerabnutzung,
zu verhindern.
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Die Umschaltvorrichtung besteht meist aus einem elektromagnetisch
betätigten Kupplungshebel, der eine die Kupplungsräder tragende Welle verschwenkt.
Als elektromagnetische Einrichtung wird meist ein Spannungsrückgangsrelais verwendet,
das bei Absinken der Netzspannung unter einen bestimmten Wert abfällt, so daß der
Kupplungshebel unter der Wirkung einer Rückstellfeder den Synchronmotor vom Zeitanzeigewerk
abkuppelt und an den Hilfsantrieb ankuppelt. Spannungsrückgangsrelais sind nicht
nur störanfällig, sondern neigen auch zur Geräuschbildung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronuhr mit Gangreserve
der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß auf eine elektromagnetische
Einrichtung in Form eines Spannungsrückgangsrelais verzichtet werden kann. Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Synchronmotor und der Hilfsantrieb
mittelbar oder unmittelbar mit je einem Sonnenrad eines Differentialgetriebes
in Verbindung stehen, dessen Kreuzwelle über eine Hysteresekupplung die Umschaltvorrichtung
steuert. Vorzugsweise wird das mit dem Synchronmotor in Verbindung stehende Sonnenrad
mit doppelter Winkelgeschwindigkeit und im entgegengesetzten Drehsinn wie das mit
dem Hilfsantrieb in Verbindung stehende Sonnenrad angetrieben. Damit wird bezweckt,
daß jedem Betriebsfall eine eindeutige Drehrichtung der Kreuzwelle zugeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprächen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
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Mit 1 ist eine Zeitscheibe bezeichnet, die über ein Getriebe
2 mit einer Welle 3 in Verbindung steht. Auf der Welle 3 sitzt ein
Zahnrad 4, das ständig mit einem Zahnrad 5 im Eingriff steht, welches auf
einer Kupplungswelle 6 befestigt ist. Letztere ist in Armen eines um einen
Punkt 7 schwenkbaren Kupplungshebel 8
drehbeweglich gelagert. An den
beiden Enden der Kupplungswelle 6 ist je ein Zahnrad 9 bzw.
10 befestigt, welchen wiederum Zahnräder 11 und 12 zugeordnet
sind. Letztere sind drehbar auf der Welle 3
gelagert. Das Zahnrad
11 steht über ein Untersetzungsgetriebe 13 mit einem Synchronmotor
14 in Antriebsverbindung.
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Ein nicht näher bezeichnetes Zahnrad des Getriebes 13 treibt
das eine Sonnenrad 15 eines Differentialgetriebes an. Es trägt außerdem einen
Zahnkranz, mit dem es über ein Untersetzungsgetriebe 16 mit einem Federhaus
17 in Verbindung steht. Die treibende Welle 18 des Federhauses steht
über ein Getriebe 19 einerseits über eine Welle 20 mit einem Gangregler 21
und andererseits mit dem anderen Sonnenrad 22 des Differentialgetriebes in Verbindung.
Die Kreuzwelle 23 des Differentialgetriebes trägt einen Teil 24 einer Hysteresekapplung,
während der andere diesen konzentrisch umgebende Teil 25
mit einer Welle
26 in Verbindung steht. Letztere trägt einen Hebel 27, an dem ein
Lenker 28 angelenkt ist. Unterhalb der Figur ist eine Seitenansicht des Hebels
27 und des Lenkers 28 dargestellt.
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Das rechte Ende des Lenkers 28 steht mit dem Kupplungshebel
8 in Verbindung. Das linke Ende des Lenkers 28 wirkt mit dem einen
Ende eines um den Punkt 29 schwenkbaren Hebel 30 zusammen, dessen
anderes Ende mit dem einen Teil 31 einer Hysteresebremse zusammen arbeiten
kann. Dieser Teil 31 ist auf der Welle 20 drehbeweglich gelagert und trägt
an der Innnseite des topfförmigen Gehäuses in an sich bekannter Weise ein Band aus
Hysteresematerial. Der topfförmige Teil 31 umgibt den anderen Teil
32 der Hysteresebremse, welcher auf der Welle 20 befestigt ist. Er ist zweckmäßigerweise
ein in radialer Richtung magnetisierter Dauermagnet.
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In gleicher Weise sind auch die Teile 24 und 25
der Hysteresekupplung
ausgebildet.
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Die Übersetzungen der Getriebe 13, 16 und 19 sind so
gewählt, daß sich bei laufendem Synchronmotor 14 das Sonnenrad 15 mit doppelter
Winkelgeschwindigkeit und in umgekehrter Drehrichtung wie das Sonnenrad 22 dreht.
Mit gestrichelten Pfeilen ist die Drehrichtung des Sonnenrades 15 und mit
voll ausgezogenen Pfeilen die Drehrichtung des Sonnenrades 22 angedeutet. Da sich
das Sonnenrad 15 mit doppelter Winkelgeschwindigkeit gegenüber dem Sonnenrad
22 bewegt, dreht sich in diesem Fall die Kreuzwelle 23 mit einfacher Winkelgeschwindigkeit
entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Über den Permanentmagnetrotor 24 wird diese Bewegung
auf den äußeren Teil 25 der Hysteresekupplung übertragen, so daß sich auch
die Welle 26 entsprechend dem gestrichelten Pfeil entgegengesetzt dem Uhrzeigerdrehsinn
dreht. Hierdurch wird der Hebel 27 ebenfalls entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn
verschwenkt, so daß der Lenker 28 nach rechts bewegt wird. Hierdurch wird
der Kupplungshebel um den Drehpunkt 7 verschwenkt, so daß das Zahnrad
9 mit dem Zahnrad 11 in Eingriff tritt. Der Antrieb der Zeitscheibe
1 erfolgt in diesem Fall vom Synchronmotor 14 über Getriebe 13, Zahnräder
11, 9, 5 und 4 sowie Getriebe 2. über das Getriebe 16 wird auch das
Federhaus 17
ständig vom Synchronmotor 14 nachgestellt. über die Welle
18 und Getriebe 19 werden sowohl die Welle 20 für den Antrieb des
Gangreglers 21 als auch das Sonnenrad 22 ständig angetrieben. Da der Gangregler
21 im Motorbetrieb leer mitläuft, wird das auf ihn wirkende Moment mit Hilfe der
Hysteresebremse 31, 32 begrenzt. Bei der zuvor beschriebenen Kuppelbewegung
des Lenkers 28 wird auch der doppelarmige Hebel 30 um den Punkt
29 verschwenkt, und sein freies Ende tritt mit dem beispielsweise gezahnten
Umfang des Teiles 31 in Eingriff, wodurch dieser festgehalten wird. Durch
die relative Bewegung zwischen den Teilen 31 und 32 tritt eine das
eintreibende Drehmoment herabsetzende Wirkung ein, so daß auf den Gangregler 21
ein erheblich geringeres Drehmoment einwirkt.
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Fällt bei Spannungsausfall der Synchronmotor 14 aus, so-ist durch
die Getriebe 13 und 16 das Sonnenrad 15 des Differentialgetriebes
blockiert und steht
still. Durch den stets aufgezogenen Federspeicher
bleibt die abtreibende Bewegung über Welle 18 und Getriebe 19 erhalten.
Das Sonnenrad 22 wird also in Richtung des ausgezogenen Pfeiles weiterhin angetrieben
und nimmt nun über das Planetenrad die Kreuzwelle 23 im Uhrzeigerdrehsinn
mit. über die Hysteresekupplung 24, 25 wird auch die Welle 26 im Uhrzeigerdrehsinn
(ausgezogener Pfeil) bewegt, wodurch der Hebel 27 und damit auch der Lenker
28
eine Bewegung nach links ausführt. Das hat zur Folge, daß die beiden Zahnräder
11 und 9 entkuppelt und die beiden Zahnräder 10 und 12 miteinander
in Eingriff gebracht werden. Das Zeitanzeigewerk 1
wird nunmehr über Getriebe
2, Welle 3, Zahnräder 4, 5, Welle 6, Zahnräder 10, 12,
Sonnenrad 22 und Getriebe 19 von der Welle 18 des Federspeichers angetrieben.
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Durch die Verschiebung des Lenkers 28 wird auch der doppelarmige Hebel
30 außer Eingriff mit dem Teil 31 der Hysteresebremse gebracht. Dieser
Teil kann sich nun mit dem Teil 32 mitbewegen, so daß auf diese Weise
die Wirkung der Bremse aufgehoben wird. Es kann nun das volle Drehmoment des Federhauses
17 auf den Gangregler 21 wirken.
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Die Zugfeder des Federhauses 17 muß das Drehmoment der Hysteresekupplung
24, 25 zusätzlich während dieses Betriebszustandes aufbringen. Sie muß also
stärker als normal bemessen sein. Andererseits würde im Normalbetrieb (Motorbetrieb)
das Drehmoment der Hysteresekupplung ün positiven Sinne auf den Gangregler 21 übertragen.
Dies wird jedoch durch die Hysteresebremse 31, 32 verhindert, die nur bei
laufendem Motor wirksam ist.
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Beträgt - bezogen auf eine bestimmte Stelle des Uhrwerks (z.
B. Federhaus oder Gangordner) - das Drehmoment der Hysteresebremse den doppelten
Wert des Drehmomentes der Hysteresekupplung für die Umschaltung, so ist die zusätzliche
Belastung des C C2 Federhauses in beiden Betriebszuständen gleich
groß. Da jedoch bei laufenderh Motor einerseits das Feder-Jiaus voll aufgezogen
ist, andererseits die Energie für CD im
die Schalterbetätigung ausschließlich
vom Motor aufzubringen ist, könnte " t' in diesem Fall das Drehmoment zum
Gangregler stärker gedrosselt sein. Es ist deshalb zweckmäßig, das Drehmoment der
Hysteresebremse mehr als doppelt so groß wie das Drehmoment der Hysteresekupplung
auszulegen. Hiermit würde der Gangregler weitgehend geschont werden.
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Das Prinzip kann auch bei Unterspannung angewandt werden, wenn als
Synchromnotor ein polarisierter Motor eingesetzt wird.