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Elektromagnetische Vorrichtung zum Einstellen eines beweglichen Organs,
insbesondere zum Zeigerstellen von Uhren Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische
Vorrichtung zum Einstellen eines beweglichen Organs, das durch irgendeine Triebkraft
in ständig gleichbleibender Richtung angetrieben wird. Solche Vorrichtungen werden
besonders zum Einstellen von Uhren gebraucht, und bei den bisher bekannten Anordnungen
geschieht die Verstellung der Zeiger unter Benutzung elektrisch übertragener Zeichen
in verschiedener Weise, je nachdem die Uhr vor- oder nachgeht. Wenn die Uhr vorgeht,
so werden die Zeiger während einer gewissen Zeit angehalten, und wenn sie nachgeht,
so wird das Zurückbleiben der Zeiger entweder durch ein begrenztes und allmähliches
Vorrücken oder durch eine einmalige Verstellung der Zeiger ausgeglichen, wobei man
z. B. die Kraft der Trommelfeder, die zu diesem Zweck von der Hemmung der Uhr abgekuppelt
wird, benutzen kann.
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Bei der Einstellvorrichtung, die der Erfindung zugrunde liegt, geschieht
das Nachstellen der Zeiger, gleichgültig ob die Uhr vor- oder nachgeht, stets auf
dieselbe Weise, also auch durch dieselben Mittel. Dadurch wird eine große Vereinfachung
der bisher bekannten Anordnungen erzielt, und zwar erfolgt das Einstellen nach der
Erfindung mit Hilfe einer Welle, die zeitweilig durch eine Reihe von raschen Impulsen
vorgestellt und dann durch eine Hemmvorrichtung an einem weiteren Vorstellen über
den richtigen Zeitpunkt hinaus verhindert wird. Derartige Vorrichtungen sind insbesondere
zum Zeigerstellen von Uhren verwendbar.
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Erfindungsgemäß dreht das Triebwerk daT-eine nur m einer Richtung
drehbare Sonnenrad .eines Umlaufgetriebes, während das zugehörige Planetenrad zwangsläufig
mit der einzustellenden Welle gekuppelt und das Gegensonnenrad lediglich im umgekehrten
Drehsinn wie das getriebene Sonnenrad drehbar und mit dem Planetenrad eines zweiten
Umlaufgetriebes verbunden ist. Das eine Sonnenrad dieses zweiten Umlaufgetriebes
wird im umgekehrten Sinn wie das getriebene Sonnenrad des ersten Umlaufgetriebes
vom Schwinganker des Nachstellmagneten aus fortgeschaltet; das zweite Sonnenrad
ist nur im anderen Sinne drehbar.
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Die Abbildungen stellen drei Ausführungsbeispiele
der
Erfindung schematisch dar. Die Abb. i gibt eine Anordnung wieder, mittels derer
ein bewegliches Organ in einer bestimmten Stellung festgelegt werden kann. Abb.
2 zeigt schematisch Einzelheiten der zur Festlegung des beweglichen Organs verwendeten
Mittel, und zwar in einer Ansicht in der Pfeilrichtung / der Abb. i. In Abb. 3 ist
ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar die Anwendung der Vorrichtung
zur Zeitkorrektur eines Uhrwerks, dessen Zeiger durch Fernsteuerung elektrisch angetrieben
werden. Abb. 4 gibt eine Einzelheit der Ausführungsform nach Abb. 3 wieder, und
zwar die Triebteile für die Zeiger des Uhrwerkes, im Sinne der Pfeilrichtung f1
der Abb. 3 gesehen. Die Abb. 5 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
und zwar die Anwendung der Vorrichtung zur Zeiteinstellung eines gewöhnlichen Uhrwerkes,
das automatisch aufgezogen wird.
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In den verschiedenen Ausführungsbeispielen sind für übereinstimmende
Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
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In Abb. i bezeichnen i und 2 die Netzleiter. 3 ist -ein Elektromagnet
mit den Polschuhen 4, 6 und 5, 7. Die. Polschuhe 4, 5 sind durch einen Luftspalt
voneinander getrennt. Die Polschuhe 6 und 7 tragen je eine Wicklung 8 und 9. Die
Spulen sind mit einem Kondensator io in Reihe geschaltet. Der Stromkreis 8, 9, 1o
liegt in Nebenschluß zü den Netzleitern i und 2. i i bezeichnet eine schwingungsfähige
dünne Metallplatte (Lamelle), deren eines Ende von den beiden Klemmstücken 12 und
13 festgehalten wird, und deren anderes Ende mit einem federnden Glied 14
verbunden ist. Die Lamelle i i ist so abgestimmt, daß sie Schwingungen mit einer
Periodenzahl ausführt, die derjenigen entspricht, für die der Stromkreis 8, 9, i
o in Resonanz kommt. Das Sperr- oder Schubrad 15 ist mit dem Sonnenrad 16
eines Differentialgetriebes verbunden. 17 und i 9 stellen das Planetenrad
bzw. das zweite Sonnenrad des Differentialgetriebes dar. 18 ist die Welle
des Planetenrades und 2o ein Sperrad, das mit dem Rad i 9 verbunden ist. Das Rad
2o steht unter der Wirkung einer Sperrklinke 2 i, die eine mit dem Rad 16
gleichsinnige Drehung des Rades i9 verhindert. Die senkrecht zur Zeichenebene umlaufende
Welle 18 ist mit der Welle 22 des Rades 23 eines zweiten Planetengetriebes verbunden.
Mit 24 und 25 sind das Planetenrad und das zweite Sonnenrad dieses zweiten Differentialgetriebes
bezeichnet. Das mit dem Sonnenrad 23 verbundene Sperrad 26 wird auch hier von einer
Sperrklinke 27 beeinflußt, die eine Drehung des Rades 26 und damit auch. des Sonnenrades
23 in einer dem Rad 16 entgegengesetzten Richtung verhindert. 28 ist die
Welle des Planetenrades 24, während 29 ein Sperrrad bezeichnet, das mit dem Sonnenrad
25 verbunden ist. Auf letzteres wirkt ebenfalls eine Sperrklinke 3o ein, und zwar
läßt diese nur eine Drehung des Rades 25 gleichsinnig mit dem Rad 23 zu.
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Das auf einer Hohlwelle sitzende Ritzel 3 i, welches das Sonnenrad
25 beeinflußt, wird seinerseits angetrieben durch ein Zahnrad 32, das auf die Motorwelle
33 aufgekeilt ist. Die Welle 28 ist mit der Welle 34 gekuppelt. Auf letzterer ist
das nicht dargestellte bewegliche Organ, z. B. ein Uhrzeiger, angebracht, das nach
der Erfindung in einer bestimmten Stellung festgehalten werden soll. 35 ist eine
Daumenscheibe, um die Welle 34 festzulegen. Diese sitzt zu diesem Zwecke fest auf
der Welle 34 und: weist eine Nase 36 auf. Auf ihr gleitet ein um den Zapfen beweglicher
und an seinem vorderen Ende mit einer Schneide 38 versehener Hebel 37. Solange die
Daumenscheibe sich im Uhrzeigersinne dreht, gleitet der H.ebe137 ungehemmt auf ihr.
Dreht sie sich jedoch in entgegengesetzter Richtung, so wird sie durch die Schneide
38, indem sie sich gegen die Nase 36 anlegt, blockiert.
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Die Wirkungsweise der in Abb. i dargestellten Vorrichtung ist folgende:
Die Welle 33 läuft um, und zwar wird sie durch ein beliebiges Antriebsmittel entweder
in konstante oder in unterbrochene gleichgerichtete Drehbewegung versetzt. Sie treibt
unter Vermittlung des Zahnrades 32 und des Ritzels 3 i das Sonnenrad 2 5 an, und
zwar so, daß die Sperrklinke 3o auf dem Sperrad 29 gleitet (nach Abb. i ist dies
der Uhrzeigersinn, wenn man das Rad29 in Pfeilrichtung f betrachtet). Da das Rad
26 durch die Sperrklinke 27 gesperrt ist, so läuft das Planetenrad 24, indem es
sich abrollt, finit um. Die Welle 28 führt also eine Umlaufbewegung aus, und zwar
im gleichen Sinne, in dem das Sonnenrad 25 angetrieben wird. Das gleiche gilt, da
die Wellen 34 und 28 verbunden sind, für die das Daumenrad 35 tragende Welle 34,
auf der das bewegliche Organ sitzt, das in, einem beliebigen Moment in einer bestimmten
Stellung festgelegt werden soll.
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Das Festlegen des beweglichen Organs selbst vollzieht sich auf folgende
Art und Weise: Von irgendeiner Stelle aus wird in die beiden Leiter i und 2 Strom
gesandt, und zwar von einer Frequenz, die der Eigenschwingung des Stromkreises 8,
9, i o entspricht. Es führt sodann die Lamelle i i, die ebenfalls auf diese Frequenz
abgestimmt ist, Schwingungen aus. Der Teil 14 wirkt auf das Sperrad 15 ein, und
zwar nach Art eines Schubdaumens, d. h. er schiebt absatzweise
dieses
Rad vorwärts, und zwar in umgekehrter Richtung lvie das Rad 29. Da das Rad 2o sich
nur in gleicher Richtung wie das Rad 15 drehen kann (Sperrung durch die Klinke
2 1), so läuft die Welle 18 des Planetenrades 17 in gleicher Richtung
mit um wie das Sonnenrad 16 und treibt unter Vermittlung der Welle 22 das
Rad 23 an. Das Sonnenrad 23 treibt ferner die Welle 28 des Planetenrades 24 gleichsinnig
mit sich selbst, d. h. in einer entgegengesetzten Richtung wie das Rad 25. Die Welle
34 und die Daumenscheibe 35 drehen sich, bis die Schneide 38 gegen die Nase 36 anschlägt.
Das bewegliche Organ, das auf der Welle 34 sitzt, wird dadurch in der vorbestimmten
Stellung festgehalten. In diesem Augenblick sind die Wellen 34 und 28, das Planetenrad
24, das Sonnenrad 23, die Wellen 22 und 18 blockiert, denn das Rad 29 kann
nur mit der Geschwindigkeit, die ihm durch die Antriebswelle vermittelt wird, umlaufen.
Alsdann dreht sich das Planetenrad 17 auf seiner Welle 18 und treibt dabei
das Sonnenrad i 9 in entgegengesetzter Richtung wie das Sonnenrad 16 an. Diese beiden
Sonnenräder und das Planetenrad 17 drehen sich weiter, bis die Stromgebung in den
Leitern i, 2 unterbrochen wird und demzufolge die Lamelle i i ihre Schwingungen
einstellt.
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Die Wirkungsweise wird ohne weiteres verständlich, wenn man berücksichtigt,
daß die Geschwindigkeit, mit der normalerweise die Welle 34 durch die Welle 33 angetrieben
wird, sehr gering ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit in umgekehrter Richtung,
die das Sonnenrad 23 zur Durchführung der Festlegung überträgt.
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Die Daumenscheibe 35 kann auch durch ein besonderes Räderwerk angetrieben
werden, das die Geschwindigkeit in bezug auf die Welle 34 herabmindert. Solche Ausführungsmöglichkeiten
sind in den Abb.3 und 5 behandelt.
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In Abb. 3 ist im wesentlichen die in Abb. i und 2 beschriebene Ausführungsform
beibehalten, dagegen ist mit 40 der auf der Zeigerwelle 34 angeordnete Minutenzeiger
einer Uhr bezeichnet, und 41 stellt den auf der Hohlwelle 42 befestigten Stundenzeiger
dar. Die Hohlwelle 42 trägt außerdem die Daumenscheibe 35 für das Einstellen der
Uhr auf die genaue Zeit und ist über ein Vorgelege 46, 45, 44 43 mit der Welle 34
gekuppelt. 63 bezeichnet einen Elektromagneten, 47 und 48 sind die durch .einen
Luftspalt voneinander getrennten Pole. Auf den Polschuhen 49 und 50 sind
die Spulen 5 i und 52 angeordnet und mit Kondensatoren 61 und 62 in Reihe geschaltet.
Die Stromkreise 6 i, 51 und 62, 52 liegen in N ebenschluß zu den Leitern i und 2.
53 und 54 sind zwei schwingende Lamellen. Die Lamelle 53 ist mit ihrem einen Ende
zwischen zwei Klemmstücke 55 und 56 eingelegt und trägt an ihrem anderen Ende eine
Blattfeder 59. Die Lamelle 54 ist ebenfalls mit ihrem einen Ende zwischen zwei Klemmstücke
57 und 58 eingelegt und trägt an dem anderen Ende eine Blattfeder 6o. Die Eigenschwingungszahl
der Lamelle 53 entspricht der Resonanzfrequenz F1 des Stromkreises 6i, 5i. Ebenso
entspricht die Eigenschwingungszahl der Lamelle 54 der Resonanzfrequenz F2 des Stromkreises
62, 52. 64 ist ein Sperrad, das mit dem Sonnenrad 65 eines Differentialgetriebes
verbunden ist. Mit 67 ist das um die Achse 66 bewegliche Planetenrad des Getriebes
bezeichnet. 68 ist das zweite, mit dem Sperrad 69 verbundene Sonnenrad des 'Getriebes.
Die Welle 70 (Abb. 4), die mit der Welle 66 verbunden ist, trägt ein Glied 7 i,
das sich zwischen zwei festen Anschlägen 73 und 74 bewegt. Das Glied 7 1
arbeitet mit der Welle 72 zusammen, und zwar durch eine mit ihm verbundene Sperrklinke
75, die das Sperrad 76 beeinflußt. 77 ist eine Gegenklinke, während 78 ein mit dem
Sperrad 76 verbundenes Zahnrad bezeichnet. Letzteres Zahnrad treibt ein weiteres
auf der Welle 33 angeordnetes Zahnrad 79 an.
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Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels ist folgende: Wird
in die Leiter i und 2 ein Strom von der Frequenz F2 gesandt, so wird der Stromkreis
62, 52 von stärkerem Strom durchflossen, und die Lamelle 54 beginnt Schwingungen
auszuführen. Das Glied 6o wirkt dabei auf das Sperrad 69 wie ein Schubdaumen ein
und schaltet das Rad 69 vorwärts. Die so erzielte Drehbewegung verläuft bei Betrachtung
in der Pfeilrichtung fi entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Da das Sonnenrad 65 durch
die Sperrklinke 59 gehemmt ist, läuft die Welle 66 des Planetenrades 67 in gleicher
Richtung um wie das Sonnenrad 68. Die Welle 7o beeinflußt alsdann den Teil 7 i,
und zwar bis er gegen das Widerlager 73 anliegt. 'Während dieser Bewegung des Teiles
7 i schiebt die Klinke 75 das Rädchen 76 vorwärts, und dieser Drehung folgen die
Räder 78, 79 sowie die Welle 33. Wenn Tei17i gegen das Widerlager 73 anschlägt,
so wird die Welle 66 blockiert, und das Sonnenrad 65 dreht sich in umgekehrter Richtung
wie das Sonnenrad 68, und zwar so lange, wie Strom von der Frequenz F@ fließt. Wird
ein Strom von der Frequenz F, in die Leiter i und 2 geschickt, so kommt Teil
71 gegen das Widerlager 74 zum Anliegen. Wegen der Gegenklinke 77 wird bei
dieser Bewegung des Teils 7i das Rad 76 nicht in Drehung versetzt.
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Wenn nun beispielsweise zwei Stromstöße der bestimmten Frequenzen
F1 und F2 gesandt
werden, so wird durch Vermittlung der entsprechend
bemessenen Räder 78 und 79 sowie 32 und 3 i der Minutenzeiger 4o um den 6o. Teil
einer Umdrehung vorgerückt, oder mit anderen Worten, um i Minute. Der mit der Welle
34 verbundene Stundenzeiger-41 rückt gleichzeitig unter Vermittlung der Räder 46,
45, 44 und 43 in geringerem Maße vor.
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Wenn die Zeitkorrektur der Uhr vorgenommen werden soll, so gibt man
in die Leiter i und 2 Strom von solcher Frequenz, daß die Lamelle i i in. Schwingung
gerät, und läßt dadurch die Welle 34 in Drehung kommen. Diese Drehung wird mit entsprechender
Übersetzung auf die Hohlwelle 42 und die Daumenscheibe 35 übertragen und dauert
so lange, bis die Schneide 38 gegen die Nase 36 anschlägt. In diesem Augenblick
sind die Zeiger in einer bestimmten Stellung, beispielsweise genau 12 Uhr Mittag,
blockiert. iMan kann beispielsweise jeden Tag zwep Einstellungen auf die genaue
Zeit vornehmen, z. B. genau um die Mittagszeit (12 Uhr) und um Mitternacht.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet es, die Zeigerlage der
Uhr zu verändern, beispielsweise beim Übergang von der Sommer- auf die Winterzeit
und umgekehrt. Zu diesem Zweck wird die Uhrzeit von Mitternacht auf i Uhr morgens
oder zurück auf i i Uhr abends korrigiert.
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Die Abb. 5 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel wieder, und zwar
die Anwendung der Vorrichtung für die Zeitkorrektur einer gewöhnlichen Uhr mit Hemmung,
bei der zum Aufziehen der Uhrwerksfeder die Bewegung des Sonnenrades i g ausgenutzt
wird, das sich lediglich nach erfolgter Zeigerfestlegung dreht.
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In der Abb.5 bezeichnet 8o die Welle des Sonnenrades i g, die außerdem
das Ritzel 81 trägt. 82 bis 86 sind Zahnräder, die unter entsprechender Geschwindigkeitsherabsetzung
das Federgehäuse des Uhrwerks antreibe. Der Zapfen 88 des Federkernes treibt unter
Vermittlung des Vorgeleges 89, go die Welle 33 und damit die ineinanderkämmenden
Räder 32 und 31 sowie das Sonnenrad z5 an, das dann in üblicher Weise die Zeiger
40 und 41 in ununterbrochenen Umlauf setzt.
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In der Abb. 5 ist die Hemmung des Uhrwerkes, die in beliebiger bekannter
Form Verwendung finden kann, nicht dargestellt. Zur Vornahme der Zeitkorrektur wird,
wie folgt, vorgegangen: Während der Zeitkorrektur hat die Welle 28, die sich, in
Richtung des Pfeiles 7 gesehen, im umgekehrten . Uhrzeigersinne dreht und das Sonnenrad
25 wegen der Sperrklinke 3o nicht in gleicher Richtung antreiben kann, nicht das
Bestreben, das Hemmwerk der Uhr zu blockieren.
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Nachdem die Zeiger in der bestimmten Stellung festgelegt sind, beginnt
das Sonnenrad i g umzulaufen. Diese Drehung wird ausgenutzt, um die Feder des Uhrwerks
unter Zwischenschaltung entsprechender Zahnräder aufzuziehen. Wenn für die Zeitkorrektur
maximal eine Zeitdauer von io Sekunden erforderlich ist und wenn 6o Sekunden lang
Strom in die Leiter i und 2 gesandt wird, so kann die Feder des Uhrwerks für die
Zeitdauer von 5o Sekunden aufgezogen werden. Natürlich. wird man, wenn die Festlegestellung
der Zeiger genau um Mittag, d. h. Punkt 12 Uhr, bewirkt werden soll, mit dem Stromgehen
i Minute vor 12 Uhr beginnen, derart, daß es genau 12 Uhr ist, wenn bei Aufhören
des Stromgehens die Zeiger von neuem normalerweise durch die Uhrwerksfeder angetrieben
werden.
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Aus der Abb. 5 ergibt sich, d'aß die Einrichtung zur Einstellung eines
Uhrwerks auf genaue Zeit auch für Uhrwerke beliebiger Art, z. B. solche, die von
Hand oder automatisch aufgezogen werden, verwendet werden kann.