DE176166C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

N PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 176166 — KLASSE 83 b. GRUPPE

JAMES van INWAGEN in CHICAGO.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Januar 1904 ab.

Die Erfindung betrifft einen vorzugsweise für Torsionspendel bestimmten elektrischen Antrieb für Pendeluhren, bei welchem der Elektromagnetanker das Zeigerwerk unabhängig vom Pendel treibt und dem Pendel Anstöße erteilt, und bei welchem ein zwischen zwei Kontaktstücken des Elektromagnetankers hin und her schwingender, zugleich den Anstoß des Pendels vermittelnder Kontaktarm

ίο Anwendung findet.

Von den bekannten Antriebsvorrichtungen dieser Art unterscheidet sich nun der Erfindungsgegenstand wesentlich insofern, als bei ihm der Anker, wenn er in der einen Richtung schwingt, das Zeigerwerk . fortschaltet und beim Schwingen in jeder der beiden Richtungen dem Pendel einen Anstoß erteilt, während er nach jeder Schwingung bei geöffnetem Stromkreis eine verhältnismäßig lange Zeit, welche sowohl die X'Orwärts- als auch die Rückwärtsdrehung des Pendels umfaßt, im Stillstand verharrt. Der schwingende Kontaktarm wirkt hierbei in der Weise, daß beim Anlegen des Kontaktarmes an den einen Ankerkontakt auf eine kurze Zeit ein Strom geschlossen, der Anker angezogen und infolge des remanenten Magnetismus der Elektromagnetkerne nach Öffnung des Stromkreises in dieser Lage gehalten wird, bis durch Anlegen des Kontaktarmes an den anderen Ankerkontakt ein Strom von umgekehrter Richtung um den Elektromagneten gesandt wird, welcher den Magnetismus derart schwächt, daß die Abreißfelder den Anker zurückdrehen kann.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigt:

Fig. ι die Rückansicht der Uhr mit Drehpendel, Fig. 2 eine Seitenansicht,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Ankers mit seinen Kontaktstücken, sowie der Pendelfeder mit dem schwingenden Kontaktarm.

Bei der vorliegenden Ausführungsform trägt die hintere Platte IO der Uhr auf der Vorderseite zwei das Zifferblatt 20 tragende Zapfen 11, 12 und auf der Rückseite drei Arme, nämlich einen von ihr isolierten, das Pendel tragenden Arm 13 am oberen Ende, daneben einen gleichfalls isolierten kürzeren Arm 14 und noch etwas tiefer als dieser, auf der anderen Seite der Feder befindlich, einen Arm 15.

Eine aus nicht magnetischem Material bestehende, vermittels Schrauben 31 und 32 senkrecht an der Platte 10 befestigte Platte 30 besitzt ungefähr in der Mitte der Platte 10 ein seitliches Auge 34 und darunter noch zwei seitlich vorragende Augen 35, 36, die in einer wagerechten Linie liegen.

In dem Auge 34 und in einem Lager der Platte 10 ist eine Welle 50 gelagert, die einen festen Halsring 51, einen Minutentrieb 52 und den Minutenzeiger 60 trägt. Unter dem Zifferblatte ist in der üblichen Weise

Minutentrieb 52, Wechselrad 91, 92 und Sturidentrieb 70 angebracht. .

Das auf der Welle 50 sitzende Schaltrad 100 ragt in einen Ausschnitt 33 des Lagerarmes 30 und wird durch eine federnde Klemme 101 gegen den Halsring 51 gedrückt.

An der Platte 10 ist ein Elektromagnat befestigt; er besteht aus den Kernen 110, 120 mit den Wicklungen 130, 140. Die Kerne sind an einem Ende in das Lager 30 eingesetzt und daran durch Halteschrauben 112, 122 befestigt, während sie am anderen Ende durch ein Querstück 40 verbunden sind. Die sich durch die Platte 30 erstreckenden Enden in und 121 bilden die Pole des Elektromagneten. Die Kerne bestehen zweckmäßig aus weichem Stahl, so daß sie den Magnetismus noch eine kurze Zeitlang halten, nachdem der Strom bereits unterbrochen ist. Der Anker 150 ist an den Lappen 35 und 36 der Platte 30. unterhalb des Elektromagneten drehbar befestigt und erstreckt sich nach oben an den vorspringenden Polenden des Elektromagneten vorüber, mit einem Fortsatz 150 bis zu der Stromschlußvorrichtung 14. Um den Anker von dem Elektromagneten zurückzuziehen, besitzt er eine Abreißfeder 160, welche an einem Ende mit dem festen Arm 4Ί des Verbindungsstückes 40 befestigt ist. Die Schaltklinke 170 ist auf dem Arm 158 an dem oberen Ende des Ankers drehbar gelagert und greift in die Zähne des Schaltrades IOO. Eine durch den Pflock 15 quer hindurchgehende Einstellschraube 16 dient als Anschlag für die Schaltklinke, um deren Hub zu begrenzen. In das Zahnrad 100 greift überdies eine federnde Sperrklinke 180, die dazu dient, dieses Rad während des Zurückziehens der Klinke 170 in seiner Stellung zu halten.

Der Anker 150 ist am oberen Ende mit zwei einander gegenüberliegenden Kontaktstiften 151, 152 ausgestattet (Fig. 3), die mittels einer kurzen, aus isoliernedem Material bestehenden Querstange 153 an ihm befestigt sind.

Der Anker 150 trägt außerdem noch zwei Federn 155, 156, von denen die eine 155 mit dem Anker metallisch in Berührung steht, während die andere 156 mittels des Zwischenstückes 154 sowohl vom Anker als von der ersten Feder isoliert angebracht ist. Die Feder 155 liegt für gewöhnlich an dem Kontakt 157 der Feder 156 und dient dazu, den Stromkreis durch die Leitung 207, 206 zu schließen. Die Feder 155 ist nach oben verlängert und kann mit ihrem äußeren Ende einen Kontaktstift 190 berühren, der zweckmäßig einstellbar an dem isolierten Pfosten 14 befestigt ist. Wenn der Anker 150 gegen den Elektromagneten hin schwingt, so gelangt das längere Ende der Feder 155 in Berührung mit dem Kontakt 190 des Erregungsstromkreises und wird hierdurch gleichzeitig von dem Kontaktstift 157 der Platte 156 des Auslösestromkreises getrennt. Die Feder wirkt demnach in Verbindung mit diesen Teilen als selbsttätiger Schalter, um den Strom von einem Stromkreis nach dem anderen umzuschalten, und der Kontakt 190 dient als Stromunterbrecher für den Auslösestromkreis.

Eine elektrische Kraftquelle, beispielsweise eine Batterie 200, ist auf dem Uhrwerk angeordnet; ein Draht 201 verbindet ihren positiven Pol mit dem Kontaktstift 151 auf dem Anker, ein Draht 202 den Pendelpfosten 13 mit der Spule 130 des Elektromagneten, ein Leiter 203 die Spule 130 mit der Spule 140, ein Leiter 204 die Spule 140 mit dem Quersteg 40 und der Leiter 205 den Anker mit der Feder 155; der Kontakt 152 ist durch einen Draht 206 mit dem negativen Pol der Batterie, die Platte 156 durch den Draht 207 mit dem Draht 20ό und der Kontakt 190 durch die mit einem Widerstände 209 versehene Leitung 202 mit dem positiven Leiter 201 verbunden. Ein Nebenschlußstromkreis 210 ist mit den Wicklungen des Elektromagneten verbunden und mit einer Widerstandsspule 211 ausgestattet.

Die Wirkung des Uhrwerks ist die folgende: Nimmt man an, daß der Anker 150 von dem Elektromagneten 130, 140 fortbewegt ist und der Pendelkontakt 221 den Ankerkontakt 151 berührt, so nimmt der Erregungsstromkreis folgenden Verlauf: Von dem positiven Pol der Batterie 200 nach dem Kontakt 151 auf dem Anker 150, dann durch den Kontaktarm 221, die Torsionspendellamelle 220 und den Pendelpfosten 13, darauf durch den Leiter 202, die Spule 130 und den Leiter 203, weiter durch die Spule 140, den Leiter 204, dann durch des Querstück 40, durch die Elektromagnetkerne .110, 120 und das Lager 30, sodann durch den Drehzapfen des Ankers, durch den Anker 150, die Kontaktfeder 155, dann durch die Kontaktplatte 156 und endlich durch den Leiter 206 nach dem negativen Pol der Batterie. Ein geringerer Teil des Stromes wird durch die Funkenspule 211 gehen, die parallel zu dem Elektromagneten in Nebenschluß geschaltet ist.

Der durch diesen Strom erregte Elektromagnet zieht den Anker 150 an, so daß dieser zu den Polen in und 121 hinüberschwingt, wobei seine Klinke 170 über die Zähne des Sperrades 100 hinweggleitet und in die in Fig. 1 dargestellte Lage gelangt. Bei dieser Bewegung des Ankers gelangt die Feder 155

in Berührung mit dem Kontakt 190 und wird dadurch von dem Kontakt 157 abgehoben, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Trotzdem bleibt der Anker infolge des remanenten Magnetismus der Elektromagnetkerne in Anlage an diesen, bis ein Strom von umgekehrter Richtung um sie entsandt wird. Die Schwingung des Ankers gegen den Elektromagneten erteilt dem Pendel eine

ίο Drehbewegung in Richtung der Pfeilspitze 1, und zwar durch den Arm 221, der an der Pendelfeder 220 befestigt. Dieser Anstoß wird indessen dem Pendel nicht augenblicklich erteilt. Da das Pendel gesondert von der Antriebsvorrichtung angeordnet und unabhängig von der Bewegung des Ankers ist, abgesehen davon, daß es seinen Anstoß von ihm erhält, so wird es die Bewegung in Richtung der Pfeilspitze 2, die ihm bei der vorhergegangenen Auswärtsbewegung des Ankers erteilt worden ist, unter Biegung seines Kontaktarmes und Verdrehung der Pendelfeder 220 zunächst noch fortsetzen; erst nachdem der Widerstand der Feder und des Kontaktarmes das Moment des Pendelgewichts überwunden hat, wird die Drehung des Pendels umgekehrt und der Arm 221 veranlaßt, von dem Ankerkontakt 151 fort wieder zu dem Ankerkontakt 152 zu schwingen, so daß der Stromkreis dann durch den letzteren geschlossen wird. Der Strom geht alsdann von dem positiven Pol der Batterie 200 durch den Leiter 201 und den Leiter 208, der den Widerstand 209 einschließt, zu dem Kontakt 190 in dem Stift 14, dann durch die Feder 155 nach dem Anker 150, dann durch das Lager 30, hierauf durch die Kerne 110 und in des Elektromagneten, durch, den Leiter 202, den Pendelpfosten 13, die Pendellamelle 220 und den Arm 221, endlich durch den Kontakt 152 und den Draht 206 nach dem negativen Pol der Batterie. Der Lauf des Stromes durch den Elektromagneten wird also umgekehrt und die Polarität d'es Elektrons magneten dadurch geändert, wodurch der noch vorhandene remanente Magnetismus geschwächt oder vollständig beseitigt wird. Die Abreißfeder 160 vermag daher den Anker 150 von dem Elektromagneten abzuziehen und bewirkt, daß die Klinke 170 das Schaltrad 100 dreht, bis sie gegen den Anschlag 16 stößt.. Diese Bewegung der Schaltklinke hat eine entsprechende Drehung der Uhrzeiger zur Folge. Die Auswärtsschwingung des Ankers trennt die Feder 155 von dem Kontakt 190, wodurch der Auslösestromkreis unterbrochen und zugleich ermöglicht wird, daß diese Feder sich gegen die Kontaktspitze 157 der Platte 156 anlegt, ehe der Erregungsstromkreis durch die folgende Schwingung des Pendels von neuem geschlossen wird. Infolge dieser Schwingung des Ankers nach links erhält das Pendel unter Vermittlung des Armes 221 eine Drehbewegung in Richtung der Pfeilspitze 2, und nachdem die Torsionswirkung des Pendels das Moment des vorhergegangenen Anstoßes überwunden hat, schwingt der Arm 221 von dem Stift 152 fort und zur Anlage an dem Stift 151, wodurch der Stromkreis in der zuvor beschriebenen Riehtung wieder hergestellt und dem Pendel ein erneuter Anstoß in Richtung der Pfeilspitze 1 gegeben wird.

Diese Anordnung der Kontakte wirkt demnach als ein Polwechsler und um den Batterie-Stromkreis nach jeder Umkehrung des Stromes und jeder Bewegung des Ankers zu, öffnen. Der Zweck des Widerstandes 209 ist, den Strom für das Abreißen des Ankers zu schwächen,, da hierfür ein schwächerer Strom genügt, während zum Anziehen des Ankers durch den Elektromagneten ein erheblich stärkerer Strom notwendig ist.

Der parallel zu den Elektromagnetspulen geschaltete Widerstand 211 bildet einen Weg. für den Entladungsstrom des Elektromagneten, wenn der Stromkreis der Batterie und des Elektromagneten geöffnet wird, wodurch eine Funkenbildung an dem, Kontakt vermieden wird.

Es ist ersichtlich, daß für jede Schwingung des Pendels eine Bewegung des Ankers notwendig ist und daß diese Bewegung des Ankers immer dem Pendel einen Anstoß erteilt, wobei jede abwechselnde Bewegung des Pendels das Rad des Uhrwerks um einen Zahn weiterdreht. Um demnach das Uhrwerk in Tätigkeit zu erhalten, ist es lediglich erforderlich, den Pendelschlag je nach der Anzahl der Zähne in diesem Rade zu regulieren. Es sei bewerkt, daß das Pendel keine mechanische Arbeit zum Schalten des Uhrwerks zu leisten hat und infolgedessen der Reibungsfehler auf ein Minimum vermindert wird.

Da der Batteriestromkreis sofort nach jeder Wirkung des Elektromagneten geöffnet wird und das Torsionspendel in beiden Richtungen schwingen kann, nachdem der Stromkreis umgekehrt ist, so folgt daraus, daß die Zeitdauer zwischen den Stromschlüssen vergrößert werden kann und demzufolge der Stromverbrauch nur ein sehr geringer ist.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   I. Torsionspendelantrieb für elektrische Uhren mit einem den Pendelanstoß und gleichzeitig das Fortschalten der Zeiger bewirkenden Anker, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromschluß durch Anlegen des Kontaktarmes (221) an den einen Ankerkontakt (151) erfolgt, und der Anker (150) ·

   nach der durch entsprechende Magnetisierung der Spulen (130, 140) erfolgten Bewegung den Strom sofort wieder unterbricht, jedoch in der jeweiligen Lage infolge des remanenten Magnetismus während einer Schwingung des Pendels (220) festgehalten wird.
2. 2. Ausführungsform des elektrischen Pendelantriebs nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein am Elektromagnetanker (150) befindliches Stromschlußstück aus zwei gesonderten Teilen (155, 156, 157), die, solange der Anker am Magneten anliegt, durch einen Anschlag (14) voneinander getrennt gehalten werden, dagegen in Berührung miteinander kommen, wenn der Anker vom Magneten abgezogen ist, und von denen der eine (155) während seiner Anlage an dem anderen Teile (157) in dem einen Stromkreis und während seiner Trennung von dem zweiten Teile (157) in dem anderen Stromkreis liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.