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Elektrische Uhr Es sind bereits elektrische Uhren mit einem elektromagnetisch
angetriebenen, zwischen den Polschuhen eines Elektromagneten schwingenden, einen
Teil der Unruhe bildenden Anker bekannt, bei denen bei der Schwingbewegung des Ankers
sich ein Kontakt öffnet und schließt, der in der Ruhelage des Ankers geöffnet ist.
Bei diesen bekannten Uhren ist also der Stromkreis des Elektromagneten im Augenblick
des Durchgangs des Ankers durch die Gleichgewichtslage nicht geschlossen. Diese
Uhren konnten daher nicht als ortsveränderliche Uhren, z. B. bei Kraftwagen, benutzt
werden, da sie sich nicht in dem Augenblick in Gang setzen ließen, in welchem die
elektrische Stromquelle mit der Uhr verbunden wurde.
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Die im folgenden beschriebene Erfindung gestattet, daß elektrische
Uhren, auch wenn sie ortsveränderlich sind, sofort bei Anschließen an die elektrische
Betriebsstromquelle in Gang kommen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, d'aß der magnetische
Kreis des Elektromagneten nur durch die Luftspalte zwischen Polschuhen und Anker
unterbrochen ist, und daß der Anker in seiner Ruhelage durch die Kontaktfeder etwas
aus der Mittelstellung gerückt ist, so daß bei Stromschluß auf ihn ein magnetisches
Moment wirkt, und daß der Kontakt bei vollem Ausschwingen des Ankers in beiden Bewegungsrichtungen
je einmal unterbrochen wird. Zweckmäßig wird hierbei der scheinbare Widerstand des
Elektromagneten so gewählt, daß der Ausdruck R, die Zeitkonstante des elektrischen
Stromes, im Verhältnis zur Kontaktdauer einen solchen Wert bekommt, d@aß der in'
der Magnetwicklung fließende Strom während der Dauer des Kontaktes bei normaler
Schwingung des Ankers seinen stationären Wert nicht oder nur während eines geringen
Bruchteils der Kontaktdauer erreicht.
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Ein der Erfindung ist in den Abbildungen därgesteflt.
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Abb. i und 2 zeigen die Uhr in zwei zueinander um 9o° versetzten Ansichten
bzw. Schnitten. Die Abb. 3 bis 6 zeigen die Stellung des Ankers in vier verschiedenen
Lagen.
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Das Räderwerk ist zwischen zwei Platinen i und 2 angeordnet, deren
Querverstrebung durch die beiden Polschuhe 3 und( q. und durch eine dritte Querstrebe
5 gebildet wird.
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Der Schwinganker 6 aus Weicheisen ist symmetrisch zu den Polschuhen
3 und d. angeordnet und weist zwei Einbuchtungen 7 und 8 auf, welche in der Mittelstellung
des Schwingankers in bezug auf die Polschuhe 3 und q. so stehen, daß der Luftspalt
überall gleich groß ist. Dies wird beispielsweise
durch die in Abb.
i in Draufsicht dargestellte Ausbildung deg'S'ch#(vihgankers als annähernd lemniskatenförmige
Scheibe erreicht. Der Schwinganker 6 ist auf -einer Achse 9 angeordnet, die sich
frei zwischen zwei vorzugsweise mit Hartsteinen versehenen Schrauben io und fi drehen
kann. Die Achse 9 trägt die Nabe 12 einer Spiralfeder 13 und ein Kontaktstück 14
vorzugsweise aus Edelmetall. Auf einem von den Platinen isolierten Träger ist eine
Blattfeder 15 angeordnet, die in einem Draht 15a aus Edelmetall endet. Auf der Achse
des Schwingankers 6 ist ein Doppelring 16 angeordnet, der in das erste drehbare
Rad 17 des Räderwerkes eingreift. Dieses Rad 17 treibt z. B: durch eine Schnecke
18 die übrigen Triebteile; Rad i9, Ritzel2o und Mittelrad 2i in bekannter Weise
an. Das Minutengetriebe, welches dem bei Taschenuhren üblichen entsprechen kann,
ist nicht dargestellt, um die Übersichtlichkeit der Abbildungen nicht zu beeinträchtigen.
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Der Elektromagnet 23 besteht aus einem an den Polschuhen 3 und 4 befestigten
und von einer geeigneten Wicklung 25 umgebenen Kern 24. Das eine Ende der Wicklung
25 ist an die Kontaktfeder 15 und ihr anderes Ende an eine Stromquelle angeschlossen,
deren anderer Pol an die Masse des Räfd'erwerkes angeschlossen ist.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Die Unruhe zeigt normalerweise das
Bestreben, den Schwinganker 6 in die Gleichgewichtslage zurückzuführen, bei welcher
der Schwinganker symmetrisch zu den beiden Polschuhen steht. Wenn die Uhr zum Stillstand
kommt, so besteht noch das Bestreben, daß der Schwinganker diese symmetrische Lage
einnimmt, aber der Antriebskontakt 14 verhindert dies, da er entweder von der einen
Seite oder von der anderen Seite auf - den federnden Gegenkontakt i 5a auftrifft.
Der Stiel des letzteren biegt sich unter der Wucht des Schwingankers 6 leicht durch,
und der Schwinganker kommt in einer etwas unsymmetrischeren Lage, als in Abb. 3
dargestellt, zur Ruhe.
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Wird nun der Antriebsstrom geschlossen, so fließt er, da die Kontakte
14 und 15 sich berühren, in den Elektromagneten, und die Kraftlinien zeigen den
in Abb. 3 dargestellten Verlauf. Sie bewirken nun,. dä.ß der Schwinganker 6 sich
nach derjenigen Stelle hin dreht, wo der Luftspalt am geringsten war, so daß der
Schwinganker beispielsweise' die in Abb.4 dargestellte Lage einnimmt. Der Gegenkontakt
15 begleitet zunächst ein Stückchen Weges den Kontakt 14 und bleibt in der Mittelstellung
stehen (s. Abb.4), so daß der Strom unterbrochen wird. Der Anker 6 schwingt aber
zufolge seiner Schwungkraft noch weiter gemäß dem Pfeil in Abb. q., steht einen
Augenblick still und schwingt unter Wirkung der Unruhe zur Nullstellung zurück.
In diesem Augenblick trifft der Antriebskontakt 14 auf den Gegenkontakt 15 und biegt
dessen Stiel etwas ab, wobei der Stromkreis wieder geschlossen wird. Der Elektromagnet
3, 4 wird wieder erregt, und die entstehenden Kraftlinien ziehen den Anker im Sinne
des Pfeiles der Abb.5 an, so daß der Stiel des Gegenkontaktes 15 noch mehr abgebogen
wird. Es kommt dann ein Augenblick, wo der Antriebskontakt 14 vom Gegenkontakt 15
abspringt (Abb.6), so daß der Stromkreis unterbrochen wird. Der Schwinganker vollendet
noch zufolge seiner Schwungkraft seinen Weg gemäß dem Pfeil der Abb. 6 und kehrt
dann zurück, und die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich. in - umgekehrtem Sinne,
wobei die Anziehungskraft des Elektromagneten stets die Bewegung des Ankers in dem
Sinne unterhält, in dem er schwingt.
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Das Ingangsetzen der Uhr kann nicht so schnell, @vie beschrieben,
erfolgen, wenn der erste Stromstoß unzureichend ist. Es entsteht dann eine Folge
von Stromstößen mit wachsenden Amplitüden, während deren Dauer der Antriebskontakt
14 auf derselben Seite des Gegenkontaktes 25 verbleibt. Die Wirkungsweise ist dann
ähnlich wie bei einer elektrischen Klingel. Wird die Amplitüde groß genug, so wird
die Schwungkraft des Schwingankers so groß, daß der Stiel des Gegenkontaktes 15
abgebogen werden kann, und daß er die in Abb. 5 dargestellte Lage einnehmen kann.
Von diesem Augenblick an ist der normale Gang gesichert.
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Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Ingangsetzen
der Uhr gesichert ist, gleichgiiltig, in welcher Ruhelage sich der Schwinganker
6 befand.
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Zweckmäßig ist es, die Schwingungen der Kontaktfeder 15 nach Abgleiten
vom Kontaktstück 14 schnell zu dämpfen.