DE37284C - Elektrische Thurmuhr - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, Zeigerund Schlagwerk von Uhren jeder Gröfse direct elektrisch zu betreiben, was bei den bisherigen elektrischen Uhren aus dem Grunde nicht möglich ist, weil die vom Anker eines Elektromagneten ausgehende Bewegung nur sehr kurze Zeit dauert, wodurch eine gröfsere Arbeitsleistung und eine stofsfreie, ruhige Bewegung der Theile unmöglich wird. Die Erfindung besteht in einer eigenthümlichen Stromführung, infolge deren eine beliebige Anzahl von Umdrehungen eines Elektromotors zu einem einmaligen Fortrücken der Zeiger oder zu einem Schlage des Hammers benutzt werden kann.

Beiliegende Zeichnung stellt eine Uhr dar, bei welcher ein und derselbe Elektromotor zur Bewegung des Zeiger-, des Viertel- und Stundenschlag-Werkes dient. Der Motor selbst ist nicht gezeichnet; derselbe kann nach Belieben gewählt werden, mufs jedoch bei Stromschlufs sofort selbstthätig anlaufen. Fig. 1 stellt das auf der Grundplatte A angebrachte Räderwerk dar. Vor demselben befindet sich die punktirt gezeichnete und in Fig. 3 eigens dargestellte Hartgummiplatte G, welche die verschiedenen Contacttheile trägt. Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Räderwerkes und Fig. 4 eine schematische Darstellung der Stromführung. In Fig. ι und 2 ist α die Welle des Elektromotors, auf welcher ein achtzahniger Trieb sitzt. Rings um denselben sind in. kleiner Entfernung die dem Zeiger-, Viertel- und Stundenschlag-Werke angehörigen Zahnräder b co vertheilt. Ein jedes derselben sitzt auf einem um eine Achse beweglichen Hebelarm. Derselbe ist in Verbindung mit einem zweiten einarmigen Hebel, welcher einen Eisenanker trägt und einem der Elektromagnetei?£'_/ E,, gegenübersteht. Durch Spiralfedern, welche um die Achsen ν V₁V₁, gewunden sind, werden die Hebel und die darauf sitzenden Räder in ihrer gezeichneten Ruhestellung gehalten. Hierbei greift keines der Räder b c ο in den Trieb a ein. Sobald jedoch ein Strom in einem der Elektromagnete auftritt, wird der Anker angezogen, der Hebel gedreht und das zugehörige Rad in die für den Eingriff richtige Stellung gebracht, wie dies für b angedeutet ist. Bei Unterbrechung des Stromes werden Rad und Hebel durch die Feder in die alte Lage zurückgeführt. Auf diese Weise ist ein jedes der drei Räderwerke nur so lange mit dem Motor verbunden, als der demselben zugehörige Stromkreis geschlossen ist.

Es soll nun zunächst der Gang des Zeigerwerkes verfolgt werden. Bei der gezeichneten Zahnradübersetzung sind drei Umdrehungen der Welle des Motors für ein einer Minute entsprechendes Fortrücken des Minutenrades gewählt. Ferner ist die Uebersetzung so berechnet, dafs während der drei Umgänge des Motors das Rad e einen halben Umgang macht, wie aus der mit Ziffern angegebenen Zahnzahl der Räder ersichtlich ist. Das Rad e trägt aufser dem Trieb ein Rohr, das über die Platte G hervorragt, und darauf ist isolirt ein cylindrischer, zweitheiliger Commutator k gesteckt, Fig. 2 und 3. Auf der linken Hälfte 1 desselben, Fig. 4, schleift die Feder n, auf der rechten Hälfte 2 die Feder m und in der Mitte die Feder /. Von m aus geht die Leitung zu Feder 3 und von η aus zu Feder 4, welche beide so angebracht sind, dafs der auf dem Rade r stehende Stift q nach jedem halben Umgange abwechselnd mit 3 und mit 4 einen Contact herstellt. Das Rad r

ist mit einer Pendeluhr verbunden und macht in 2 Minuten einen Umgang, so dafs jede Minute ein Contact stattfindet. Es sei ferner B die Batterie, M der Elektromotor und E der in Fig. ι gezeichnete Elektromagnet, und die Feder / berühre den Theil ι des Commutators. Schleift nun nach einem halben Umgange der Stift q auf Feder 4, so ist der Strom geschlossen und läuft von B aus über 5, r, q,

4, η, ι, /, E, M zu B zurück. Nach drei Umgängen der Welle α des Motors hat auch der Commutator k einen halben Umgang gemacht, die Feder kommt auf 2 zu liegen, und der Strom ist unterbrochen. Zu gleicher Zeit wird auch das Räderwerk aufser Verbindung mit a gesetzt, und eine mit dem Hebel verbundene, in das Minutenrad R einfallende Sperrklinke h sorgt in der Zwischenzeit für eine unverrückbare Stellung der Räder und Zeiger. Nach einer Minute schleift q auf Feder 3, und der Strom geht von B aus über 5, r, q, 3,in, 2, Z, E, M zu B zurück, wobei nach drei Umgängen des Motors der Strom bei k wieder unterbrochen' wird. In der gezeichneten Stellung der Theile ist die Verbindung zwischen q und 3 zwar noch hergestellt, allein der Lauf des Motors und die Drehung des Commutators schon erfolgt, der Strom also unterbrochen. Diese doppelte Leitung 4, π und 3, m, welche von einer Normaluhr aus abwechselnd geschlossen wird, während ein mit dem Motor verbundener Stromumschalter die geschlossene Leitung nach einer bestimmten · Anzahl von Umdrehungen wieder unterbricht und dafür die zweite, noch offene Leitung einschaltet, bildet das Wesentliche der vorliegenden Erfindung. Die Zahl der Umgänge, welche der Motor hierbei macht, hängt offenbar blos von der Zahnradübersetzung zwischen Motor und Stromumschalter ab. Der Commutator und die noch zu besprechenden Contactscheiben haben hier nicht den Zweck, die Richtung des Stromes umzukehren , sondern den, die eine Leitung zu unterbrechen und dafür die zweite einzuschalten. Es ist nicht nöthig, dafs der Strom über das Rad r geleitet wird; dasselbe hat blos abwechselnd die Verbindung zwischen 5, 3 und

5, 4 herzustellen, was auch durch zwei passend auf r angebrachte Stifte, welche die Federn gegen einander drücken oder sie beide schleifen, bewirkt werden kann. Wenn die Normaluhr weit entfernt ist, kann diese wechselweise Contactgebung auch durch einen Elektromagneten mit polarisirtem Anker, der in eine Linie von elektrischen Zeigerwerken eingeschaltet ist, vermittelt werden.

Ganz so wie das Zeigerwerk wird auch das Schlagwerk betrieben, und die Stromleitung hierfür ist eine Zweigleitung der schon besprochenen. Das Minutenrad R, Fig. 1, trägt auf der Vorderseite die zwei Stifte s und auf der Rückseite die zwei Stifte s_t. Seitwärts von R sind die Stücke 6, 7, 9 isolirt aufgeschraubt, welche Bezeichnung auch für die an ihnen befestigten Federn gilt. . Die Feder 6 reicht seitlich auf der Vorder- und die Feder 7 auf der Rückseite von R bis zu s herein, während die Feder 9 nicht ganz bis zum Rad herantritt und die Breite wie Feder 6 und 7 zusammen besitzt, . In der gezeichneten Lage steht s an Feder 6 an. Rückt R noch um einen.Zahn vor, so kommt am Ende dieser Bewegung Feder 6 mit 9 in Berührung und bleibt darauf angedrückt, bis beim nächsten Vorrücken des Rades R der Stift s über Feder 6 hinweggleitet. Auf diese Weise wird der Strom für das Viertelschlagwerk geschlossen. Nach einer Viertelstunde findet auf dieselbe Weise ein Contact zwischen 7 und 9 statt, veranlafst durch einen der Stifte S/. E_f ist der zum Viertelschlagwerk gehörige Elektromagnet, c und d die beiden Räder desselben. Das Rad c sitzt auf einem drehbaren Hebelarm und greift beim Stromschlufs einerseits in das Trieb α und andererseits in das Rad d ein. Durch ein Rohr fest mit d verbunden ist die Schnecke i, auf deren Rand eine am Ende des Hebels H befestigte Frictionsrolle aufliegt. An dem Hebel H ist der Zugdraht befestigt, welcher zum Hammer führt. Bei jeder Umdrehung von i erfolgt ein Schlag, indem H um die Höhe des Schneckenganges gehoben wird und dann wieder abfällt. Ganz ebenso ist das Stundenschlagwerk mit den Rädern O₁ ρ/ der Schnecke i_h dem Hebel H_f und Elektromagneten Εμ eingerichtet. Die Uebersetzung ist so gewählt, dafs sechs Umdrehungen des Motors auf einen Schlag des Hammers kommen. Ferner gehören zum Viertelschlagwerk die dicht hinter einander liegenden Contactscheiben C und C/, zum Stundenschlagwerk die Scheiben D und D_h Fig. 3. Dieselben sind auf der Hartgummiplatte G angebracht und mit einem Zahnrad in fester Verbindung, das bei den Viertelscheiben 20, bei den Stundenscheiben 78 Zähne hat. Die Scheiben C und C1 sind in Fig. 2 in Verbindung mit dem Räderwerk im Durchschnitt gezeichnet und der Deutlichkeit wegen die Räder c und d senkrecht über die Welle α gesetzt. Das Rohr der Schnecke i ist nach vorn verlängert und trägt einen Zahn, der bei jedem Umgang der Schnecke kurz nach dem Abfall des Hebels H das Rad g mit den Scheiben um einen Zahn vorschiebt. Jede der Scheiben C und C₁ sitzt auf einem Messingrohr, ist von der anderen isolirt und hat am Rande vorstehende, der Zahl der Schläge entsprechende Sectorentheile. Diese Theile sind so angeordnet, dafs die eine Scheibe diejenigen mit den Längen 1 und 3 und bei den Stundenscheiben die den anderen ungeraden Zahlen entsprechenden' trägt, wäh-

rend die zweite Scheibe die Theile mit den Längen der geraden Zahlen hat. Es folgen also auf jeder Scheibe die Hervorragungen und die Einschnitte auf einander in einer Länge wie die Zahlenreihe, und dieselben ergänzen sich zum vollen Kreise, wenn man die Scheiben entsprechend auf einander legt. In diese gegenseitige Stellung sind dieselben gebracht, und die schraffirten Theile in Fig. 3 und 4 gehören den unteren Scheiben C₁ und D₁ an. Auf jedem mit einer Contactscheibe verbundenen Rohr schleift eine Feder und eine dritte drückt gegen den Rand des Scheibenpaares, ist also abwechselnd bei den Viertelscheiben mit C und C₁ und bei den Stundenscheiben mit D und D_f in Berührung. Die Scheibe C trägt ferner einen Contactstift t, der bei seinem Umgange die Federn 12 und 13 berührt. Die verschiedenen Federn von Fig. 3 werden so mit einander verbunden, wie es in Fig 4 schematisch dargestellt ist.

Der Strom nimmt nun beim Schlagwerk folgenden Verlauf: Es sei nicht, wie in Fig. 4 gezeichnet, durch den Stift s des Minutenrades die Feder 6 an 9 gedrückt, sondern nach einer Vierteldrehung bringe s_f die Feder 7 mit 9 in Berührung. Die Leitung ist dann geschlossen und der Strom geht von B aus über Zweigleitung u, 9, 7, 11, C₁, y, Ef, x, M zu B. Der Motor M macht sechs Umgänge, worauf ein Schlag des Hammers erfolgt und das Scheibenpaar C C₁ um einen Längentheil fortgerückt wird. Dies wiederholt sich so oft, bis der Strom unterbrochen wird, was bei der gezeichneten Stellung der Contactscheiben schon nach einem Schlage geschieht, da nach demselben y mit dem der Scheibe C angehörigen Sectorentheil in Berührung kommt. Die nächsten zwei Schläge erfolgen, wenn nach einer Vierteldrehung von R der Stift s den Contact zwischen 9 und 6 herstellt. Um das Stundenschlagwerk einzuschalten, wird gleichzeitig mit der Unterbrechung des Stromes für das Viertelschlagwerk durch den Contactstift t die Verbindung mit Feder 12 oder 13 hergestellt. Der Strom verläuft dann von B aus über u, 9, 6, 10, C, t, 12, 14, D₁, %, E₁₁, x, M zu B. Es erfolgt auch hier eine der Länge des Sectorentheiles entsprechende Anzahl von Schlägen, bis der Stromkreis unterbrochen und die Verbindung mit D hergestellt wird. Das Stundenschlagwerk tritt wieder in Thätigkeit, wenn der Stift t die Verbindung mit 13 hergestellt hat. Damit abwechselnd der Contact t, 12 und t, 13 eintreten kann, sind die Sectorentheile für die Viertelstunden auf den Scheiben C C/ zweimal aufgetragen. Um die Stunden auf einer zweiten Glocke nachschlagen zu lassen, braucht man, abgesehen vom Räderwerk, blos zwei weitere Contactscheiben mit einer neuen von D und χ ausgehenden Zweigleitung anzubringen und dieselbe nach jeder Unterbrechung bei D und D₁ zu schliefsen.

Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, dafs diese Construction für Uhren jeder Gröfse anwendbar ist, indem die Zahl der Umgänge des Motors für eine einmalige Bewegung der Zeiger oder für einen Schlag be-, liebig gewählt werden kann und die vom Motor entwickelte Kraft hauptsächlich von der Stromstärke abhängt. Der Strom ist mit einer geringen Anzahl von passenden Elementen in der nöthigen Stärke leicht zu erhalten, und auch betreffs der Constanz lassen neuere Elemente nichts zu wünschen übrig. Je nach Bedürfnifs können Zeiger- und Schlagwerk getrennt und jedes mit einem eigenen Motor versehen werden. Weitere Vorzüge dieser Thurmuhr vor den gewöhnlichen sind nach Meinung des Erfinders: Dieselbe braucht nicht aufgezogen zu werden, und Störungen , welche durch Versäumen des Aufziehens bei anderen Uhren vorkommen, fallen hier weg. Der Unterhalt der Elemente kostet weniger, als jetzt gewöhnlich für das Aufziehen von Thurmühren bezahlt wird. Das Werk der hier beschriebenen Uhr inclusive des Motors ist bedeutend kleiner als das für gleiche Leistung berechnete der bisherigen Uhren. Es kann daher auch in beschränkten Räumlichkeiten überall angebracht werden, besonders da ein Fallraum für Gewichte nicht nöthig ist. Die bisher nothwendige Zeigerleitung mittelst Eisenstangen giebt oft zu Störungen Veranlassung und vermehrt die Reibungswiderstände in bedeutender Weise. Dieselbe kommt hier zum grofsen Theil oder ganz in Wegfall, da das Werk unmittelbar hinter den Zifferblättern angebracht werden kann. Dagegen kann der die Zeit messende Theil, das Pendel, in jedem in der Nähe" des Thurmes befindlichen, geschützten Räume aufgestellt werden, wo es viel weniger störenden Einflüssen ausgesetzt ist, als auf dem Thurme.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine durch einen Elektromotor betriebene Uhr, welche für Zeiger- .und Schlagwerk als wesentliches Erfordernifs zwischen einem Contact gebenden Theil und einem durch den Motor bewegten Stromumschalter zwei Stromleitungen enthält, welche durch diesen Contacttheil abwechselnd geschlossen werden, während der Stromumschalter die geschlossene Leitung nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen des Motors wieder unterbricht und dafür die zweite, noch offene Leitung einschaltet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.