DE36801C - Elektrische Pendeluhr - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 83: Uhren.

'Die hier beschriebene und in beiliegender Zeichnung dargestellte Pendeluhr kann sowohl als Zimmerregulator, sowie auch als Normaluhr zum Betriebe eines Systems elektrischer Zeigerwerke Verwendung finden. Die Zeichnung stellt eine Pendeluhr letzterer Art dar, und es sind der Einfachheit wegen Zifferblatt, Zeiger und die gewöhnlichen Räder des Zeigerwerkes weggelassen.

Bei der Mehrzahl der bisherigen elektrischen Pendeluhren wird entweder bei jeder Doppelschwingung des Pendels oder , in gröfseren regelmäfsigen Zeitintervallen ein Stromschlufs hergestellt und mittelst eines Elektromagneten entweder dem Pendel direct ein neuer Impuls ertheilt oder ein Gewicht gehoben, dessen Fall dem Pendel auf einige Zeit den nöthigen Antrieb giebt. Die Nachtheile vieler dieser Constructionen bestehen darin, dafs an den meist sehr kleinen Contactflächen die entstehenden Oxydationsschichten schädlich wirken oder durch die häufige Herstellung des Contactes die Pendelschwingungen störend beeinflufst werden, oder auch, dafs der Gang der Uhr zu sehr von der Stromstärke abhängt. Alle . diese Uebels'tände sind beseitigt durch die Construction von Hipp, die bisher fast allgemein als die beste anerkannt worden ist. Durch Anwendung der Palette in, bekannter Weise erreicht Hipp, dafs der Gang des Pendels in hohem Grade von der Stromstärke unabhängig und eine sehr, freie Schwingungsweise desselben möglich ist. .Diese Vorzüge der Hip ρ'sehen Uhr besitzt auch vorliegende Construction und noch den weiteren, dafs die Reibung, welche bei genanntem Pendel bei jeder Schwingung an der Palette stattfindet, ganz oder zürn gröfsten Theile wegfällt.

In beiliegender Zeichnung stellt Fig 1 den oberen, Fig. 2 den unteren Theil des Pendels im Aufrifs dar. Fig. 3 ist ein Grundrifs der wesentlichen Theile mit Hinweglassung des Schiebers b, der Achse d, der Federn e g I und der Stützschraube n.

P, Fig. ι und 3, ist die Pendelstange, welche mittelst des Schiebers b bei jeder Doppelschwingung des Pendels das Zahnrad R auf der Achse A um einen Zahn vorschiebt. Dasselbe wird bei der Rückbewegung des Schiebers in seiner Lage gehalten durch die Feder/, welche auf dem mit dem Rade R verbundenen Rohre α schleift. Es ist nun klar, dafs bestimmte Punkte des Rades R, z. B. die Zahnspitzen, in ihrer Ruhelage gegen einen aufserhalb des Rades liegenden festen Punkt eine verschiedene Stellung haben müssen, je nachdem der Schwingungsbogen des Pendels gröfser oder kleiner ist und hierdurch der geschobene Zahn mehr oder weniger weit nach rechts vorrückt. Die Gröfse des Weges, um welchen ein Zahn vorwärts bewegt wird, bleibt im allgemeinen die gleiche, aber die Ruhestellung der Zähne in ihrer Gesammtheit ist eine veränderliche und macht mit abnehmendem Schwingungsbogen eine kleine Drehung in einer der Bewegung des Rades entgegengesetzten Richtung. Diese Thatsache ist nun hier verwendet, um selbsttätig einen Stromschlufs herbeizuführen.

Das Rad R trägt auf seiner Rückseite in gleicher Entfernung von einander die sechs Stifte t, welche gegen die Enden hin einen halbkreisförmigen Querschnitt haben. H ist

ein beweglicher Hebel, der in d seinen Drehpunkt hat und durch ein Gewicht oder eine Feder gegen die Stellschraube η gedrückt wird. An dem Hebel H ist auf einer horizontalen Achse leicht beweglich ein zweiter kleiner Hebel i mit der schiefen Ebene k und dem vorstehenden Plättchen ρ befestigt. Die Pendelstange trägt den Stift q, der an seinem Ende rückwärts gebogen ist und hier eine nach links gerichtete Schneide hat.

Das Pendel wird nun in folgender Weise in Gang erhalten: Nachdem es in Schwingung versetzt worden ist, wird das Rad R bei jeder Doppelschwingung um einen Zahn vorgeschoben. Dabei gleiten die Stifte t nach einander über die schiefe Ebene k hinweg, wodurch die linke Seite des Hebels i mit dem Plättchen ρ jedesmal bis zur Höhe des Stiftes q gehoben wird. Sind die Pendelschwingungen grofs genug, so rückt der Stift t noch ein kleines Stück über die schiefe Ebene k hinaus, und die schwerere linke Seite des Hebels fällt wieder auf eine darunter befindliche Stützschraube ab, ehe der Stift q bei seinem Rückgange das Plättchen ρ fassen kann. Sobald aber der Schwingungsbogen bis zu einer gewissen Grenze abgenommen hat, rückt der Stift t nicht mehr ganz über k hinweg, die linke Seite von i bleibt in ihrer gehobenen Stellung und die Schneide des Stiftes q greift in einen Einschnitt von ρ so ein, dafs infolge des Druckes, welchen q auf die schiefe Fläche des Einschnittes ausübt, k sich noch ein wenig nach unten hin vom Stifte t entfernt. Nachdem so die Verbindung zwischen dem Pendel und dem Hebel i hergestellt ist, wird dieser und mit ihm der Hebel H, dem Pendel folgend, nach links gezogen. Dabei gleitet der Contactstift ο über das schiefe Ende der Feder / hin und schliefst den Strom. Der Stromlauf ist durch die unterbrochenen Linien angedeutet und geht von der Batterie B₁ über die Klemmschraube i, Achse rf, Hebel if, Stift ο, Feder/, Klemmschraube 5 zur Drahtspule Z, Fig. 2, und von hier aus zu B₁ zurück. Sobald ein Strom in der Spule Z auftritt, wird der am Pendel befestigte Eisenkern E in dieselbe hineingezogen und so dem Pendel ein Impuls gegeben. Bei der darauf folgenden Pendelschwingung nach rechts zieht das oben am Hebel H angebrachte Gewicht denselben in die alte Lage zurück, wobei der Stift 0 über die untere isolirte Seite der schiefen Endfläche von / hinschleift. Nachdem das Pendel einen Antrieb bekommen hat, gleiten die Stifte t wieder über k hinweg, bis ein neuer Impuls nöthig wird.

Die seitliche Anordnung des Drehpunktes d hat den Zweck, bei der Bewegung des Hebels H nach links die Achse von i zugleich etwas zu senken, so dafs ein Zusammenstofs zwischen k und t unmöglich wird. Die Contacttheile 0 und / sind in Fig. 4 im Grundrifs gezeichnet. Die flache Feder kann auch durch einen entsprechend gebogenen Draht ersetzt werden, wie Fig. 5 darstellt. Die Zahl der Stifte t kann beliebig gewählt werden; es wird aber zweckmäfsig sein, blos 2 bis 4 auf einen einer Minute entsprechenden Theil des Radumfanges zu setzen. An Stelle der Stifte können natürlich auch anders geformte Theile, selbst die Zähne des Rades treten. Dafs der Antrieb des Pendels statt durch Drahtspule und Eisenkern auch durch einen Elektromagneten und Anker erfolgen kann, braucht nicht weiter ausgeführt zu werden.

Es erübrigt nun noch, die Contactvorricbtung für den Linienstrom zum Betriebe der Zeigerwerke zu beschreiben. Das Rad R ist mit ebenso vielen Zähnen versehen, als das Pendel in der Minute Schwingungen macht, hier mit 60, entsprechend einem Secundenpendel. Es findet also in jeder Minute eine halbe Umdrehung desselben statt. Das Rohr a, Fig. 3, mit der Lamelle und dem Contactstift (Arm) χ sind vom Rade R und Rohre c durch das Hartgummirohr r isolirt; die Lamelle ist auf dem Rande von R gleichfalls isolirt befestigt. Ist nun der Stift χ mit der Feder e (Fig. 1) und der leitend mit R verbundene Stift \ mit der Feder g in Berührung, so geht der Strom von der Batterie B₂ aus über Klemmschraube 3, Feder f, Rohr a, Stift x, Feder e, Klemmschraube 2 zu den Zeigerwerken und kehrt über Klemmschraube 4, Feder g, Stift ^, Rad R, Achse A zu B₂ zurück. Ist aber \ mit e und χ mit g in Berührung, wie in Fig. 1, so verläuft der Strom von B₂ über 3, f, a, x, g zu den Zeigerwerken und kehrt.über 2, e, \, R, A zu B₂ zurück. Es wird also jede Minute ein Strom von wechselnder Richtung durch die Zeigerwerke geschickt.

Die Anordnung der einzelnen Theile kann in verschiedener Weise abgeändert werden. Damit zum Zwecke eines guten Contactes durch die Feder f, Fig. 1 und 3, ein starker Druck ausgeübt werden kann, ohne dadurch die leichte Beweglichkeit des Rades zu beeinflussen, kann man dasselbe auf eine Welle setzen, deren zwei von einander isolirte stumpfe Spitzen in Pfannen kufen. Die eine der Pfannen wird von einem starken Arm gehalten und durch eine Feder, welche die Stelle von f vertritt, gegen die Radwelle gedrückt. Der Strom wird durch - die Pfannen und Zapfen zu den Stiften χ und \ geleitet.

Die Hebel i und H, Fig. 1, können durch entsprechende Federn ersetzt und umgekehrt statt der Federn efg I starke, gegen eine Stellschraube gedrückte Arme verwendet werden, wie Fig. 6 darstellt. Fig. 7 zeigt die wesentlichen Theile des Pendels in einer Anordnung,

bei welcher der Hebel H wegfällt und ein am Pendel angebrachter Stift den Contact herstellt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist nach Vorhergehendem leicht verständlich. Sobald der Arm m in seiner gesenkten Lage verbleibt, gleitet der Stift w über die schiefe Ebene hinweg und kehrt auf der unteren Seite derselben wieder zurück.' Die Stromleitung geht hierbei über die Aufhängefeder des Pendels und die Achse des Armes oder Hebels. In Fig. 8 ist der Hebel y in ähnlicher Weise wie i in Fig. ι angewendet, aber mit dem Unterschiede, dafs dessen Drehpunkt u fest ist. Der linke Arm von y ist elastisch und der Contact erfolgt bei W₁.

Bei der in Fig. ι und 3 dargestellten Anordnung veranlassen die Stifte t eine zeitweise Verbindung eines Hebels mit dem Pendel und dadurch die Bewegung eines gewöhnlich ruhenden Contacttheiles, während bei den in Fig. 7 und 8 getroffenen Abänderungen eine Annäherung eines ruhenden Contacttheiles an einen mit dem Pendel verbundenen und mit diesem schwingenden hervorgebracht wird. Im ersten Falle entsteht der Contact unmittelbar durch die herbeigeführte Bewegung des Contacttheiles; im zweiten Falle hat die Bewegung des Contacttheiles zunächst den Zweck, denselben in eine solche Lage zu bringen, dafs ein zweiter, schon in Bewegung befindlicher Theil mit ihm in Berührung kommen mufs. Es ist aber klar, dafs man, anstatt durch die Stifte t die Bewegung eines ruhenden Contacttheiles zu veranlassen, auch die Bewegung hemmen kann, welche lose mit dem Pendel verbundene und mit demselben schwingende, oder vom Pendel getrennte, aber durch dasselbe bewegte Theile machen. Es kann z. B. statt des zweiarmigen Hebels y, Fig. 8, ein Winkelhebel angebracht werden, dessen zweiter Arm nach abwärts gerichtet ist. Derselbe wird mit dem Pendel durch eine schwache Feder verbunden und bei jeder Schwingung desselben gehoben, bis er durch Aufstofsen an einen Stift t gehemmt wird, seine Bewegung zu machen. Da die verbindende Feder nachgiebt, wird das Pendel in seinem Gange nicht gehemmt, verändert aber seine Lage gegenüber dem verticalen Hebelarm und kann hier einen Contact herstellen. Statt des Winkelhebels kann auch ein ein-· oder zweiarmiger, vertical gestellter Hebel benutzt werden, der in seiner Bewegung gehemmt wird, wenn die Stifte t horizontal zur Achse A stehen.

In Fig. 9 ist eine Abänderung in der Anordnung der Theile vorgenommen, welche eine directe Hemmung eines der beiden schwingenden, mit der Pendelstange verbundenen Contacttheile bezweckt. Der äufsere Kreis des Rades R liegt wie bei Fig. 3 in der Schwingungsebene des Pendels; das ihn tragende Kreuz aber ist seitlich an dem Kreise befestigt und liegt hinter demselben. Auf den inneren Rand des so entstehenden Ringes sind die mit einem Einschnitt versehenen Stifte I₁ in radialer Richtung gesetzt. Die vertical gestellte Feder A₁ trägt einen winkelförmigen Contactstift O₁ und einen beweglichen horizontalen Arm q₁. Derselbe geht seitlich an dem Ringe .R₁ vorbei, ist am Ende rechtwinklig nach rückwärts gebogen und trägt hier eine nach links gerichtete Schneide. Sobald die Stifte t_v nicht mehr weit genug vorrücken, greift bei der Bewegung des Pendels nach links diese Schneide in den Einschnitt von ij ein. Während die Pendelstange sich von der festgehaltenen Feder Ii₁ entfernt, gleitet der Contactstift O₁ über das schiefe Ende der Feder I₁ hin und schliefst den Strom. Zu gleicher Zeit kann auch der rechte Arm des Hebels Zz₁ eine kleine Bewegung nach oben ausführen, so dafs das vertical gestellte Ende desselben auf den Stift W₁ stöfst, sobald das Pendel die Schwingung nach rechts beginnt. Hierdurch wird die Feder Ar₁ einen Augenblick in ihrer äufseren Lage gehalten und die Schneide von q_x tritt aus dem Einschnitt von ij heraus, ehe das Rad R₁ seine Bewegung beginnt. Im weiteren Verlauf der Pendelbewegung nach rechts stöfst ein nach unten gerichteter Arm des Hebels Zi₁ auf eine feste Stütze P₁, wodurch Zj₁ und k_x wieder in ihre alte Lage zurückgeführt werden. Die Hebelvorrichtung Zj₁ kann ganz wegbleiben, wenn der beim Vorschieben des Rades R₁ hierdurch entstehende Widerstand für die verlangte Genauigkeit nicht in Betracht zu kommen braucht. Anstatt der Federn Z₁ und Zi₁ können selbstverständlich auch entsprechende Hebel angewendet werden. Ferner kann die eben beschriebene Hemmungsweise, anstatt direct einen Contact herbeizuführen, dazu benutzt werden, die Lage eines schwingenden Contacttheiles gegenüber einem feststehenden zu verändern oder das Pendel mit einem gewöhnlich ruhenden Contacttheile zu verbinden. ,Beides kann auf einfache Weise erreicht werden, indem man einen Winkelhebel an der Pendelstange befestigt, dessen verticaler Arm in den Stift I₁ eingreifen kann, wodurch dann der horizontale Arm gehoben wird. Es soll noch erwähnt werden, dafs ein oder beide Contacttheile auf dem Rade R₁ angebracht werden könnten, was jedoch aus naheliegenden Gründen nicht besonders empfehlenswerth erscheint.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung und den eben bezeichneten Abänderungen derselben schwingt das Pendel, abgesehen von der durch das Vorbewegen des Rades R₁ zu leistenden Arbeit, so lange vollständig frei, bis ein Contact eintritt. Die durch den Wider-

stand des Rades entstehende Hemmung des Pendels kann, besonders wenn die Contactvorrichtung für den Linienstrom wegfällt, auf ein Minimum reducirt werden und ist jedenfalls kleiner, als wenn die Zählung der Pendelschwingungen auf elektrischem Wege durch Herbeiführung eines Contactes bei jeder Doppelschwingung geschieht. Es mufs noch hervorgehoben werden, dafs bei vorliegender Construction alle Contacte Schleifcontacte sind und dafs die Contactstifte über eine verhältnifsmäfsig lange Fläche hingleiten und. dieselbe erst am Rande verlassen. Bei dieser Anordnung ist eine Vorrichtung zur Beseitigung des Unterbrechungsfunkens vollständig überflüssig, und es wird viele Jahre anstehen, bis diese Contacttheile so abgenutzt sind, dafs sie durch neue ersetzt werden müssen. Die Fortbewegung der Zeiger kann in der Weise geschehen, dafs zwei gegenüberstehende, auf der Vorderseite des Rades R angebrachte Stifte (dieselben sind in den Figuren nicht eingezeichnet) jede Minute einen mit einem Schieber versehenen Hebel heben, welcher ein Minutenrad um einen Zahn vorschiebt. Bei Anwendung eines HaIbsecundenpendels kann mit dem Rade R ein Secundehzeiger ,verbunden und dasselbe vor oder auch auf der Pendelstange selbst angebracht werden.

Die Vorzüge der hier beschriebenen Pendeluhr sind folgende: Das Pendel besitzt eine sehr freie Schwingiingsweise. Der Contact erfolgt nur dann, wenn der Schwingungsbogen eine bestimmte untere Grenze erreicht hat, und das Pendel hat während der zwischenliegenden Zeit zum Zwecke der Contactgebung keine oder eine verschwindend kleine Arbeit zu leisten. Es ist für sichere, dauerhafte Contacte Sorge getragen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Bei elektrisch betriebenen Pendeln und Pendeluhren die Herstellung eines Stromschlusses mittelst eines Zahnrades, das durch leichten Druck in jeder Lage festgehalten und durch eine Schiebervorrichtung von dem Pendel um ein der Gröfse der Pendelschwingung entsprechendes Stück vorbewegt wird.

2. Bei elektrisch betriebenen Pendeln und Pendeluhren die Anwendung eines durch das Pendel bewegten oscillirenden Contacttheiles, der über die eine Seite eines feststehenden Contacttheiles hin- und über die entgegengesetzte Seite desselben zurückgleitet, wobei einer der beiden Theile eine elastische Feder darstellt, auf einer der Berührungsflächen mit einem isolirenden Ueberzug versehen ist und eine entsprechend geneigte Lage hat.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.