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Ankerantrieb für Zählwerke Die Erfindung betrifft Zeitmeßgeräte,
insbesondere Ankerantriebe für Zählwerke, darunter auch für Präzisions-Nebenuhren
(Schrittschaltwerke) mit Sekundenauslösung.
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Es ist ein Ankerantrieb für Zählwerke bekannt, bei dem von einem
Taktgeber gelieferte Stromimpulse in eine periodische Schrittschaltbewegung des
Ausführungs-Zählwerkes mit Hilfe eines elektromagnetischen Systems umgewandelt werden,
wobei dieses System mit einer Ankergabel verbunden ist, die über Paletten auf Mikerradzähne
einwirkt (vgl. z. 3. W. W. Trojanowski WElektrisohe Systeme und Mechanismen", Moskau,
1951, S. 135 - 136, Fig. 139).
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Beim erwähnten Ankerantrieb ist die Ankergabel einstückig,und während
Jede Palette das Ankerrad in eine
Drehbewegung versetzt, arbeitet
sie unter unterschiedlichen physikalischen Bedingungen. Die eine Palette stößt den
mit ihr zusammenwirkenden Ankerradzahn ab und die andere zieht einen entsprechenden
Zahn an; die eine Palette wirkt durch die Konvixität des von ihr umschriebenen Bogens
und die andere durch die Konkavität ihres Bogens. Die zur Auslösung notwendige Zeit
und die dazu erforderlichen Kräfte sind bei jeder Palette verschieden, und ihr Ausgleich
ist im Prinzip unmöglich. Darin besteht also eine Unsymmetrie der Auslösung bei
diesem Antrieb, und infolgedessen werden die Zählwerke unregelmäßig weitergeschaltet.
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Wegen der erwähnten Mängel hat dieser bekannte Ankerantrieb keine
breite Anwendung gefunden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung
der erwähnten Mängel einen Ankerantrieb für Zählwerke zu entwickeln, dessen Konstruktion
seine gleichmäßige Auslegung gewährleistet sowie Zählfehler und ein Überspringen
bei der Auslösung ausschließt.
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Diese Aufgabe wird bei einem Ankerantrieb für Zählwerke, bei dem
von einem Taktgeber gelieferte Stromimpulse in eine periodische Schrittschaltbewegung
des Ausführungs Zählwerkes mit Hilfe eines elektromagnetischen Systems umgewandelt
werden, das mit einer Ankergabel verbunden ist, die ihrerseits über Paletten mit
den Zähnen des Ankerrades zusammenwirkt,erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Ankergabel aus zwei gleichen, miteinander gelenkig verbundenen Hebeln gebildet ist,
die an den zum Ankerrad gerichteten Armen bogenförmige Magnete tragen, die mit Spulen
des elektromagnetischen Systems im Zeitpunkt des Stromimpulsdurchganges
zusammenwirken
und deren Krümmungsradius gleich der Länge der sie tragenden Hebelarme ist, daß
die Hebel an vom Mittelpunkt des Ankerrades gleich entfernten Achsen so befestigt
sind daß die Paletten an Zähnen des Ankerrades angreifen, die auf einem zu den Hebeln
annähernd senkrechten Durchmesser liegen und in den Zeitpunkten des Zusammenwirkens
der Spulen des elektromagnetischen Systems mit den bogenförmigen Magneten abwechselnd
ihre Funktion ausüben, so daß sie gleiche Schrittschaltwinkel des Ausführungs-Zählwerkes
in gleichen Zeitabständen gswährleisten.
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Die Hebelarme, die an der zum Ankerrad entgegengesotzten Seite liegen,
können vorzugsweise Auswuchthebol und -gewichte haben0 Der erfindungsgemäße Aufbau
ermöglicht, einen zuverlässigen und einfachen, kompakt gebauten und universellen
Ankerantrieb für Zählwerke, darunter auch für Präsisions-Nebenuhren, zu schaffen.
Das Auswuchten der Ankergabelhebel ermöglicht eine gleich zuverlässige Arbeit der
Zählwerke mit dem erfindungsgemäß aufgebauten Ankerantrieb in jeder räumlichen Lage
und bei größerer Überlastung, die durch Zentrifugalkräfte und Vibrationen hervorgerufen
wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung ines Ausführungsbeispiels
und der beiliegenden Zelchnung näher erläutert. Es zeigend Fig. 1 schenatisch den
erfindungsgemäßen Ankerantrieb und
Fig. 2 eine kinematische Ansicht
einer Baugruppe des erfindungsgemäßen Ankerantriebs für eine Präzisions-Nebenuhr
mit Sekundenauslösung.
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Der erfindungsgeaäße Antrieb für Zählwerke wird nachstehend für die
Anwendung bei einem Schrittschaltwerk einer Präzisions-Nebenuhr mit Sekundenauslösung
beschrieben.
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Der Ankerantrieb enthält erfindungsgemäß ein auf einer Platte montiertes
elektromagnetisches System 1 (Fig. 1), das von einem Taktgeber gelieferte Stromimpulse
in eine periodische Schrittschaltbewegung des Ausführungs-Zählwerkes, im gegebenen
Fall für eine Präzisions-Nebenuhr mit Sekundenauslösung, mit Hilfe einer Ankergabel
nswandelt* die über zylinderförmige Paletten 3 und 4 mit Zähnen 5 des Ankerrades
6 zusammenwirkt, das sich um eine Achse 7 dreht. Die Platte, der Taktgeber und die
Präzisions-Nebenuhr sind in der Zeichnung nicht gezeigt.
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Die Ankergabel 2 besteht aus zwei gleichen miteinander mittels eines
Bügels 8 gelenkig verbundenen Hebeln 9 und 10, die an vom Mittelpunkt 7 des Ankerrades
6 gleich entfernten Achsen 11 und 12 sitzen.
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An den zum Ankerrad 6 gewandten Armen tragen die Hebel 9 und 10 bogenförmige
Magnete 15 und 16, die beim Durchgang der Stromimpulse mit den Spulen 13 und 14
des elektromagnetischen Systems 1 zusammenwirken und einen der Länge der sie tragenden
Hebelarme gleichen Krümmungsradius haben. An den entgegengesetzten Hebelarmen befinden
sich Auswuchthebel sowie Auswuchtgewichte 17 und 18.
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Die Hebel 9 und 10 sind an ihren Achsen 11 und 12 so befestigte daß
die Paletten 3 und 4, die bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung an den Magneten
15 und 16 angeordnet sind, an Zähnen 5 des Ankerrades 6 angreifen, die auf einem
zu den Hebeln 9 und 10 annähernd senkrechten Durchmesser liegen, und in den Zeitpunkten
des Zusammenwirkens der Spulen 13 und 14 mit den bogenförmigen Magneten 15 und 16
abwechselnd in Funktion treten, wobei sie gleiche Schrittschaltbewegungen des Räderwerkes
der Präzisions-Nebenuhr in gleichen Zeitabständen gewährleisten.
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Zur Vervollständigung der Beschreibung des Ankerantriebs nach der
Erfindung und seiner Verbindung mit dem Ausführungs-Zählwerk soll nun anhand der
Fig. 2 eine mit dem erfindungsgemäßen Ankerantrieb ausgestattete Präzisions-Nebenuhr
mit Sekundenauslösung näher betrachtet werden.
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Auf der Achse 7 des Ankerrades 6 des erfindungsgemäßen Ankerantriebs,
die den in Fig. 2 nicht gezeigten Sekundenzeiger der Uhr trägt, sitzt ein Ritzel
19 das im Eingriff mit einem auf eine Achse 21 drehbar aufgesetzten Zwischenrad
20 steht. Auf derselben Achse 21 sitzt ein Ritzel 22, das mit dem Zwischenrad 20
in Reibungsschluß steht. Diese Verbindungsart ermöglicht es, den Minuten-und den
Stundenzeiger, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, mittels eines Stellknopfes
23 auf die richtige Zeit einzustellen. Der Sekundenzeiger wird mittels eines in
der Zeichnung fehlenden Knopfes verstellt, der auch den Taktgeber einschaltet. Ein
Minutenrad 24 wird um die Achse 7 vom Ritzel 22 gedreht. Ein Ritzel 25 des Minutenrades
24
dreht ein Zwischenrad 26, das auf einer Achse 27 sitzt. Von einem Ritzel 28 des
Zwischenrades 26 wird ein Stundenrad 29 um die Achse 7 gedreht. In der Zeichnung
sind mit 30 und 31 die Hohlachsen des Minuten-und des Stundenzeigers bezeichnet.
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Der erfindungsgemäße Ankerantrieb arbeitet wie folgt: Der Ankerantrieb
wird durch Stromimpulse wechselnder Polarität angesteuert, die seinem elektromagnetischen
System vom Taktgeber zugeführt werden.
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Die Spulen 13 und 14 des elektromagnetischen Systems 1 sind miteinander
in Reihe geschaltet, und ihre gleichnamigen Mgnetpole liegen an entgegengesetzten
Seiten, wobei sie gleichzeitig arbeiten: Eine Spule zieht den mit ihr zusammenwirkenden
bogenförmigen Magnet 15 bzw. 16 an und die andere stößt den anderen Magnet ab. In
Fig. 1 ist der Ankerantrieb im Zeitpunkt dargestellt, in dem die Spule 13 den Magnet
15 hineinzieht und die Spule 14 den Magnet 16 hinausstößt. Dadurch werden die Magnete
15 und 16 mitsamt den Hebeln 9 und 10 in eine Bewegung von rechts nach links versetzt,
und die Palette 3 kommt außer Eingriff, während die Palette 4 an der Krone eines
Zahns 5 des Ankerrades 6 angreift und an der geneigten Fläche des betreffenden Zahnes
5 gleitet, wodurch sie das Ankerrad 6 um die Hälfte seiner Zahnteilung dreht und
am Ende dieser Schaltbewegung eine Ruhelage des Ankerrades 6 fixiert. Um diesen
Auslösungsvorgang gleichmäßig ablaufen zu lassen und eine zuverlässige Fixierung
der Ruhelage zu sichern, muß die Höhe der Zähne 5 so gewählt werden, daß der Winkel
zwischen den Zähnen annähernd dem Verkeilungswinkel entspricht.
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Gelangt zum elektromagnetischen System 1 ein Stromimpuls entgegengesetzter
Polarität, so läuft der Betrieb ganz analog, aber in anderer Richtung ab: Die Palette
4 kommt auger und die Palette 5 in Eingriffs gleitet eben falls auf der geneigten
Ebene des Zahnes 5 und dreht dadurch das Ankerrad 6 um die Hälfte seiner Zahnteilung
in der gleichen Richtung, wobei sie am Ende dieser Schaltbewegung eine Ruhelage
des Ankerrades 6 fixiert.
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Das Ankerrad 6 ist über das Ritzel 19, wie oben beschrieben wurde,
mit dem Rädersystem der Präzisions-Nebenuhr verbunden, und seine Schaltdrehbewegung
um bestimmte Winkel setzt die Uhr in Betrieb.
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Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich* daß jede Palette 3 bzw.
4 des erfindungsgemäßen Ankerantriebs beim Anstoßen der Zähne 5 des Ankerrades 6
unter identischen physikalischen und geometrischen Bedingungen arbeitet.
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Zur Änderung der Drehrichtung des Ankerrades 6 braucht dieses nur
auf die Achse 7 mit anderer Fläche aufgesetzt zu werden. Dann bewirken die Paletten
3 und 4 nicht das Abstoßen, sondern das Anziehen der Zähne 5 des Ankerrades 6, aber
ebenfalls vollkommen symmetrisch.
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Dank seiner universellen Anwendbarkeit ermöglicht der erfindungsgemäße
Ankerantrieb die Herstellung verschiedener Ausführungen von zuverlässigen und wirtschaftlichen
Präzisions-Nebenuhren mit Sekundenauslösung und zentral angeordnetem Sekundenseiger
sowie den Bau von verschiedenen anderen Zählwerken.
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Auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Ankerantriebs
wurden
Präzisions-Nebenuhren mit verschiedenen Abmessungen und Zifferblattdurohmessern
von 100, 300 und 1200 mm. hergestellt (alle Uhren mit Sekundenauslösung und zentralem
Sekundenzeiger).
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Die Rüttelprüfung der Nebenuhren für Tafelmontage mit einem Zifferblattdurchmesser
von 100 mm zeigte daß die Uhren auch bei einer Vibrations-Überbeanspruchung von
15 g in Gang blieben und ihre Ganggenauigkeit erhalten blieb.
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Außerdem erwiesen sich die Nebenuhren mit dem Ankerantrieb nach der
Erfindung als sehr wirtschaftlich. Sie arbeiten mit einer Spannung von 5 - 6 V und
nehmen eine 4-bis 5mal kleinere Leistung auf als Uhrwerke mit gleichen Abmessungen,
aber mit anderen Antrieben.