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Schaltwerk für elektrische Nebenuhren mit umlaufendem Anker. Der Gegenstand
der Erfindung ist eine elektrische Nebenuhr. Abb. i stellt eines der bekanntesten
Systeme dar mit Drehankerwerk und Stromrichtungswechsel. Die Wirkungsweise ist kurz
folgende,: b und c sind die Polschuhe eines Elektromagneten mit den Spulenkernen.
Der um eine Achse drehbare weiche Eisenankerd wird durch Induktion eines permanenten
Stahlmagneten (nicht gezeichnet) magnetisch. Angenommen, der Nordpol des permanenten
Magneten wirkt auf den Eisenanker d ein, so wird. dieser südmagnetisch auf seiner
ganzen Ausdehnung, d. h. auf seinen beiden Flügeln gleich und für dauernd.
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Die Normaluhr schickt nun jede Minute einen Strom durch den Elektromagneten.
Angenommen, der rechte Polschuh c der Abbildung wird nord-, der linke b südmagnetisch,
letzterer stößt somit den dauernd südmagnetischen Anker ab, ersterer zieht ihn an,
der Anker wird gezwungen, eine Vierteldrehung in Richtung des Pfeiles zu machen.
Der in nächster -Minute von der Hauptuhr gesandte .Strom bewirkt, da entgegengesetzter
Richtung, einen Wechsel der Pole des Elektromagneten; der Polschuh c wird südmagnetisch
und stößt den gleichpoligen Anker d nunmehr ab, der linke nordmagnetisch gewordene
Polschuh b zieht den bei der vorhergehenden Vierteldrehung in seinen Bereich gekommenen
Flügel des Ankers d an, und dieser vollführt abermals eine Vierteldrehung, die durch
Trieb und Rad auf eine Achse übertragen wird, die den Minutenzeiger trägt.
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Der Zweck vorliegender Erfindung ist nun, das bekannte Pendeln des
Ankers nach dem Anzu,- und das damit verbundene erhebliche Geräusch zu beseitigen
und die Drehbewegung zu Anfang zu unterstützen. Dies geschieht im wesentlichen dadurch,
daß eine mechanische Vorrichtung angebracht wird, welche die Aufgabe hat, die Massen
(Zeiger, Anker, Räderwerk
) in Bewegung zu setzen und wieder anzuhalten,
eine Aufgabe, die bei den gebräuchlichen Nebenuhren dem Elektromagneten zufiel.
Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Hebeteil (Scheibe mit Stift,
Stern, Vierkant), der mit dem Anker fest und konzentrisch verbunden ist und einer
mechanischen Kraft in Gestalt einer Feder Hebel mit Feder) oder einem Hebel mit
Gewicht. Die Stellung des Hebeteils und die Befestigung der mechanischen Kraft bzw.
ihre Lagerung oder Form ist so, daß in der Ruhelage des Ankers ;die mit Anfangs-
und Endlage identisch ist), d. i. -wenn kein Strom durch den Elektromagneten fließt,
die mechanische Kraft in radialer Richtung und mit größtem Druck auf den Anker einwirkt,
also keine Bewegung in dieser Lage hervorruft (Totlage der Kraft in bezug auf den
Anker in der Ruhelage). In Abb. i ist als Hebeteil ein Vierkante und eine
Feder a' gewählt. Letztere drückt mit größter Kraft gegen eine der Kanten
des Vierkants in radialer Richtung. Die Stellung des Ankers ist die Ruhelage. Die
Wirkungsweise ist folgende: Die Normaluhr schickt den fälligen Strom durch den Elektromagneten
und bewirkt, daß der eine Flügel des Eisenankers (l von dem Polschuh c angezogen,
der Anker in Richtung des Pfeiles in Bewegung gesetzt -wird. Bevor er noch seinen
toten Gang (Räderwerk und Zeiger gegenüber) überwunden hat, hat er die eine Kante
des Vierkants e über die Totlage der Federa hinausgeführt, die in der Feder aufgespeicherte
mechanische Kraft wirkt sich nun im Sinne der Drehrichtung des Ankers auf diesen
aus, Zeiger und Räderwerk in Bewegung setzend, bis Feder a und Vierkante eine Stellung
erreicht haben, die in .IM. i strichpunktiert angedeutet ist. Von diesem
Zeitpunkt wirkt die Feder a mit ihrer Kraft der Bewegung :entgegen, und zwar dadurch,
daß die der Bewegung nächstliegende Kante des Vierkants in den Bereich der Feder
a tritt, wobei diese durch die den Bewegungsteilen innewohnende Bewegungsenergie
wieder in ihre ursprüngliche Lage und Spannung gebracht wird, die unerwünschte Bewegungsenergie
nach und nach vor dem Erreichen der Endlage aufsaugend.
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Wird nun die Anziehungskraft des Elektromagneten so gewählt, daß die
ganze Arbeitsleistung desselben während einer Ankerbeawegung die Bewegungsverluste,
Reibung, toten Gang usw. gerade deckt, so ist die Bewegungsenergie der Bewegungsteile
in der Endlage gleich Null, mithin auch die Geschwindigkeit. Abb. 2 stellt den Verlauf
der Bewegung graphisch dar. Die wagerechte Koordinate stellt den Gesamtweg A-B,
eingeteilt in einzelne Wegstrecken, die senkrechte die Geschwindigkeit dar. Kurve
A-C, ungefährer `'erlauf der Bewegung bei den bisherigen Systemen, ungleichförmig
beschleunigte Bewegung, höchste Geschwindigkeit in der Endlage: Kurve A-D>-B, Verlauf
der Bewegung bei dem Gegenstand der Erfindung, erst ungleichförmig beschleunigte,
dann ungleichförmig verzögerte Bewegung, geringste Geschwindigkeit in der Endlage.
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Um eine gesicherte Funktion dieser Anordnung zu ermöglichen, ist es
unerläßlich, daß die Ruhelage des Ankers durch Störungen von außen, Wind, Erschütterungen
usw., nicht verändert werden kann. Zu diesem Zweck ist eine Feststellvorrichtung
angebracht, deren Wirkung folgendermaßen vor sich geht: Der Hebeln aus weichem Eisen
und um eine Achse drehbar, greift mit seiner Nase k in einen Einschnitt einer iVIessingscheibe
1, die mit dem Anker fest und konzentrisch verbunden. ist, und zwar so, daß .eine
Bewegung des Ankers in der Ruhelage vor oder rückwärts unmöglich ist. Die Form von
Einschnitt und Nase ist derart, daß ein Herausdrängen derselben durch einen Druck,
der vom Anker ausgeht, unmöglich ist. Bei Kontaktschluß zieht der Polschub b den
Hebel i an, die Nase h tritt aus der Einfräsung der Scheibe/, der
Anker ist frei zur Funktion. Bei Unterbrechung des Stromes fällt der Hebel! zurück,
die Nase k tritt in die nächste inzwischen in ihr Bereich gelangte Einfräsung der
Scheibe 1, letztere und damit Anker, Zeiger und Räderwerk fixierend bis zum folgenden
Stromschluß.