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Elektrische Kontaktgebeeinrichtung, insbesondere für Hauptuhren Die
Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kontaktgebeeinrichtung, mit .der besonders
elektrische Stromstöße in von einer Uhr bestimmten Zeitabständen gegeben werden
sollen. Bei den bekannten Ausführungen derartiger, auch Hauptuhren genannter Uhren,
die in bestimmten Abständen Stromstöße aussenden, wird das Uhrwerk bei der Kontaktgabe
zusätzlich belastet und gebremst und dadurch in seiner Genauigkeit bezüglich der
Zeitangabe ungünstig beeinflußt. Das gleiche gilt auch für Zeitschalter, die durch
ein Uhrwerk angetrieben werden, denn auch hier tritt eine zusätzliche Belastung
des Uhrwerkes bei Betätigung der Schaltkontakte ein. Nur wenn der Kontaktdruck gering
ist, wird das Uhrwerk in seiner Ganggenauigkeit nicht gestört. Es ist nicht möglich,
den Kontaktdruck beliebig gering zu bemessen, weil dann nur eine geringe Stromstärke
im Kontaktstromkreis fließen kann, ohne eine Verbrennung der Kontakte herbeizuführen.
In vielen Fällen ist jedoch ein stärkerer Kontaktdruck wegen Einschaltung eines
Signalstromkreises mit einer größeren Stromstärke erforderlich, und es soll auch
hier das Uhrgangwerk nicht durch die Betätigung der Schaltkontakte unnötig belastet
werden. Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Kontakteinrichtung, bei der ein
außerordentlich starker Kontaktdruck ausgeübt wird, ohne daß das Uhrwerk hierdurch
eine wesentliche zusätzliche Belastung erfährt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch
erreicht, daß ein vom Uhrwerk bewegter Kontaktteil sich zwischen zwei anderen bewegten
Kontaktteilen derart händurchbewegt, daß sich die stromschließenden Kontaktteile
wenigstens kurz vor und während der Kontaktgabe gleichsinnig bewegen, an ihren Berührungspunkten
ungefähr gleiche Geschwindigkeit haben und so angeordnet sind, daß die beim Schließen
des Kontaktes auftretenden mechanischen Beanspruchungen nicht von dem vom Uhrwerk
bewegten Kontaktorgan, sondern von den beiden anderen bewegten Kontaktteilen der
Einrichtung aufgenommen werden.
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Zweckmäßig dienen als kontaktmachende Teile eine oder mehrere angetriebene
Kontaktrollen, die an ihrem Umfang bei der Kontaktgabe durch einen umlaufenden Kontaktfinger
berührt werden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der neuen Kontakteinrichtung
sind zwei sich in entgegengesetztem Sinne drehende, voneinander isolierte Metallrollen
oder -räder in geringem Abstand nebeneinander als Kontaktrollen angeordnet, und
der Kontaktfinger läuft in einer zu den Kontaktrollen senkrechten Ebene um und:
gelangt mit seinem freien Ende bei
jeder Umdrehung zwischen die
Metallrollen, wobei er diese miteinander elektrisch verbindet. Die Kontaktrollen
sind nun mit dem Signalstromkreis verbunden, so daß dieser bei jeder Umdrehung des
Kontaktfingers geschlossen und wieder geöffnet wird. Wird nun der Kontaktfinger
durch eine Hauptuhr und die Kontaktrollen von einer besonderen Kraftquelle, beispielsweise
einem dauernd laufenden Aufzugsmotor der Hauptuhr, angetrieben, so können die bei
der Kontaktgabe ausgesandten Stromstöße zur Steuerung einer besonders großen Anzahl
von Nebenuhren benutzt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Hauptuhr mit der neuen Kontakteinrichtung
ist in der Zeichnung dargestellt.
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Abb. i zeigt die neue Anordnung perspektivisch; in Abb.2 sind die
Kontaktrollen und der Kontaktfinger nach Abb. i in vergrößertem Maßstabe dargestellt.
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Das eigentliche, von einer Feder angetriebene Gangwerk der Uhr befindet
sich in dem Uhrgehäuse io und kann in bekannter Weise ausgeführt sein. Der bei dem
Ausführungsbeispiel außerhalb des Uhrgehäuses io vorgesehene Aufzugsmotor i i kann
für Gleich-oder Wechselstrom ausgeführt werden und soll möglichst mit einer konstanten
Drehzahl laufen. Da er dauernd mit seiner Stromquelle verbunden ist, ist er immer
in Betrieb, ausgenommen beim Aussetzen der Stromversorgung. Der Uhrwerksmotor ii
treibt von einer Welle 12 mittels der Zahnräder 13, 14, 15 das Zahnrad 16 an. Die
Räder 13, 14, 15 bilden ein Reduktionsgetriebe, so daß die Geschwindigkeit, mit
der das Zahnrad 16 angetrieben ist, geringer ist als die des Motors i i. Das Zahnrad
16 ist lose auf der Welle 17 gelagert, die mit der im Uhrwerksgehäuse io befindlichen
Ubrwerksfeder, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, derart in Verbindung
steht, daß beim Drehen der Welle 17 in Pfeilrichtung die Feder aufgezogen wird.
Auf dem Ende der Welle 17 ist ein Ring 18 befestigt, der mit einer Schraubenfeder
ig, die um die Welle 17 gewickelt ist, verbunden ist. Das freie Ende dieser Schraubenfeder
ig dient als Anschlag und ist so angeordnet, daß es von einer auf der Seitenfläche
des Rades 16 befindlichen Rolle 2o bei Drehung des Rades 16 in Pfeilrichtung mitgenommen
wird. Da die Feder ig über den Ring 18 und die Welle 17 mit der Uhr-,verksfeder
in Verbindung steht, wird diese aufgezogen, sobald das Rad 16 in Pfeilrichtung gedreht
wird. Ist nun die Uhrwerksfeder voll aufgezogen, so nimmt die Rolle 2o die Feder
i9 an ihrem freien Ende nicht mehr mit, weil dieses Ende dann infolge der Federung
der Feder ig ausweicht, wobei das Rad 16 leer läuft. Beim Nachlassen der Federspannung
der Uhrwerksfeder erfolgt wieder ein Mitnehmen der Schraubenfederig durch die Rolle
2o und damit ein Aufziehen der Uhrwerksfeder. Durch diese Einrichtung wird also
ein Überdrehen der aufgezogenen Uhrwerksfeder vermieden und gleichzeitig aber ein
dauerndes Vollaufziehen dieser gesichert. Um ein Rückwärtsdrehen der Welle 17 zu
verhindern, muß noch. eine Sperrklinkenvorrichtung üblicher Bauart, die in der Zeichnung
nicht dargestellt ist, vorgesehen werden.
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Der Kontaktfinger 22 ist auf einer isolierten, vom Uhrgangwerk angetriebenen
Achse 21 befestigt; er besteht nicht aus einem starren Körper, vielmehr ist er bei
dem Ausführungsbeispiel aus einem dünnen Federdraht hergestellt, der in eine Drahtschraube
ausläuft, die auf die Achse 2i gesteckt ist. Das den Kontaktteil bildende andere
Ende des Kontaktfingers 22 läuft in eine gerade Drahtspitze aus. Beim Umlauf des
Kontaktfingers 22 im ' Uhrzeigersinne gelangt dieser zwischen die zu seiner Drehebene
senkrecht angeordneten Kontaktmetallrollen oder -räder 23, 24, die durch die Achse
12 des Uhrenmotors i i über die Zahnräder 25, 26, 27, 28, 29 in zueinander -umgekehrtem
Drehsinne angetrieben werden. Die beiden Kontaktrollen 23, 24 sind in geringem Abstande
nebeneinander angeordnet. Der Drehsinn des Kontaktfingers 22 ist so, daß er sich
bei der Berührung der Kontakträder 23, 24 mit diesen zusammen bewegt. Zweckmäßig
wird auch die Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktrollen 23, 24 ungefähr derjenigen
des Kontaktfingers 22 angeglichen. Der kleine Abstand der Kontaktrollen 23, 24 ist
gerade so groß, daß auf den Kontaktfinger 22, wenn er bei seiner Umdrehung zwischen
die Metallrollen 23, 24 gelangt, ein Druck (Kontaktdruck) ausgeübt wird. Da die
Metallrollen 23, 24 voneinander isoliert sind und mit einem Signalstromkreis in
Verbindung stehen, wird ein Stromkreis bei jeder Umdrehung des Kontaktfingers geschlossen.
Der gegenseitige Abstand der Rollen 23, 24 ist zweckmäßig einstellbar, um einen
verschieden großen Kontaktdruck auf den Kontaktfinger 22 zu ermöglichen. In Abb.
2 ist die Stellung des Kontaktfingers 22 dargestellt, in der dieser sich zwischen
den Rollen 231 und, 24 befindet.
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Die Rollen 23, 24 sind auf den Achsen 30, 31 befestigt, die in Rahmen
32, 33 drehbar gelagert sind. Diese Rahmen 32, 33 sind mit Achsen 34, 35 fest verbunden
und durch diese an dem Gestell 36 schwenkbar angeordnet. Auf der Achse 34
ist ein Schwenkhebel 37
befestigt, während auf der Achse 35 der
Arm 38 befestigt ist. Die genaue Stellung der Rolle 24 kann mittels der Schrauben
39 eingestellt werden, die auf den Arm 38 in der einen oder anderen Richtung wirken
und hierdurch die Schwenkbewegung des Rahmens 33 veranlassen. Mittels der Schraube
4o kann die Entfernung der Rolle 23 von der Rolle a4 ebenfalls durch Schwenken des
Rahmens 32 eingestellt werden. Der Einstellbereich des gegenseitigen Abstandes der
Rollen 23,24 braucht bloß gering zu sein, so daß das Ineinandergreifen der Zahnräder
28, 29 und der Zahnräder 26, 27 nizht durch die Schwenkung der Rahmen gestört wird.
Die Rollen 23, 24 sind voneinander isoliert angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel
bestehen die Zahnräder 28,:29 deshalb aus Isoliermaterial, beispielsweise einem
Kunstharz, und der Rahmen 32 ist von dem Gestell 36 isoliert, so daß also auch die
Rahmen 32, 33 voneinander isoliert sind. Die leitende Verbindung zwischen beiden
Rahmen 32, 33 wird erst hergestellt, wenn der Kontaktfinger 22 zwischen die Rollen
23, 24 gelangt. Bei dem Ausführungsbeispiel geschieht dies einmal pro Minute, d.
h. es wird, in jeder Minute ein Stromstoß ausgesandt. Eine zusätzliche Belastung
des Gangwerkes der Uhr erfolgt auch bei großem Kontaktdruck nicht, da ja der Kontaktfinger
22 nicht abgebremst wird, vielmehr bei der Kontaktgabe von den Kontaktrollen 23,
24 mitgenommen wird. Es ist also möglich, durch die Kontakte Stromkreise mit größeren
Stromstärken zu schließen oder zu öffnen, ohne den Gang der Uhr ungünstig durch
Bremsen zu beeinflussen.
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Da die Kontaktrollen 23, 24 durch den Uhrenaufzugsmotor i i angetrieben
werden, haben sie nicht genau die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie der vom Uhrgangwerk
getriebene Kontaktfinger 22. Um diese geringen Bewegungsungleichheiten auszugleichen,
ist der Kontaktfinger 22 federnd in der in Abb. i dargestellten Weise auf seiner
Antriebswelle 21 befestigt. Diese federnde-Befestigung des Kontaktfingers 22 gestattet
auch, den Antrieb des Kontaktfingers nicht kontinuierlich, sondern absatzweise vorzunehmen,
während die Kontaktrollen 2:3, 24 sich ohne Unterbrechung drehen. Auch hier ist
die Federung ausreichend, um die Bewegungsungleichheiten auszugleichen, ohne daß
eine ungünstige Beeinflussung des Uhrgangwerks während der Kontaktgabe eintritt.
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In vielen Fällen kann man statt zweier Kontaktrollen nur eine Kontaktrolle
von dem LThrwerksmotor i i antreiben lassen. Bei genauer Einstellung der nicht angetriebenen
Rolle wird diese von dem Kontaktfinger mitgenommen, sobald dieser zwischen die Rollen
gelangt, ohne daß der Gang der Uhr ungünstig beeinflußt wird.
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Bei ausbleibender Netzspannung bleiben der Uhrwerksmotor i i und die
Rollen 23, 24 stehen. Da der Kontaktfinger 22, der j a durch die noch aufgezogene
Feder des Uhrwerks angetrieben wird, sich weiterdreht, würde er zwischen den Rollen
23, 24 festgehalten werden, wodurch das ganze Uhrwerk der Hauptuhr stehenbleiben
würde; da aber meistens die Netzspannung, an die der Uhrwerksmotor i i angeschlossen
ist, nicht so lange ausbleibt, bis die Feder der Uhr ganz abgelaufen ist, ist es
wünschenswert, die Hauptuhr während der Stromunterbrechung weiter in Betrieb zu
halten. Sobald dann die Netzspannung wiederkehrt, wird die Feder des Uhrwerks selbsttätig
von dem Aufzugsmotor aufgezogen. Um ein Weiterlaufen der Uhr auch bei der im Ausführungsbeispiel
dargestellten Hauptuhr zu ermöglichen, ist ein Nullspannungsrelais 42 vorgesehen,
dessen Spannungsspule an dieselbe Stromquelle angeschlossen ist wie der Uhrwerksmotor
i i. Der Anker 43 dieses Relais ist an dem einen Ende einer Welle 44 befestigt,
deren anderes Ende mit einem Hebel 45 verbunden ist. Der Hebel 45 kann den Schwenkhebel
37 von unten berühren. Solange Strom durch das Nullspannungsrelais 42 fließt, wird
der Anker 43 angezogen. Der Hebel 45 nimmt dann eine Stellung ein, in der er den
Schwenkhebel 37, der infolge seiner Schwerkraft sich gegen die Einstellschraube
4o lehnt und damit die richtige Lage des Rades 23 bestimmt, nicht berührt. Beim
Ausbleiben der Netzspannung bleibt der Motor i i stehen, der Anker 43 fällt infolge
seiner Schwerkraft zurück und dreht hierbei seine Welle 44, deren Hebel 45 den Schwenkhebel
37 etwas anhebt. Es erfolgt dadurch eine Schwenkung des Rahmens 32 derart, daß die
Rolle 23 von der Rolle 24 entfernt wird. Nun kann der Kontaktfinger 22 umlaufen,
ohne von den Rollen 23, 24 festgehalten zu werden. Die ausgesandten Stromstöße sind
natürlich auch unterbrochen, aber die Hauptuhr geht weiter, so daß sie die genaue
Zeit weiter anzeigt, bis die Netzspannung wiederkehrt. Dann läuft der Motor i i
an und der Anker des Relais 42 wird, nachdem dieses erregt wird, angezogen. Die
Kontakteinrichtung der Uhr kann nun in normaler Weise weiterarbeiten.
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Die Nebenuhren 47 sind an dem Stromkreis 46, der bei der Überbrückung
der Rollen 23, 24 geschlossen wird, angeschlossen. Da die Stromstärke in dem Stromkreis
infolge des hohen Kontaktdruckes hoch bemessen werden kann, ist es möglich, von
einer derartigen Kontakteinrichtung eine sehr
große Anzahl von Nebenöhren
steuern zu lassen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Anlage infolge zu schwacher
Stromstöße versagt.
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Ein weiterer Vorteil der neuen Kontakteinrichtung ist, daß ein genauer
Gang der Hauptuhr gewährleistet ist, da die Kontakteinrichtung nicht störend in
den Gang des Uhrwerkes eingreift.
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Bei dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Kontaktgebung minutlich. Die
Einrichtung kann jedoch auch ohne weiteres so getroffen werden, daß die Stromstöße
in anderen Zeitabständen erfolgen. Es ist fernerhin auch möglich, dieselbe Hauptuhr
mit mehreren dieser neuen Kontakteinrichtungen zu versehen, um Stromstöße verschiedener
Art auszusenden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist nur das eigentliche Gangwerk der
Uhr in einem Gehäuse .untergebracht. Es wird jedoch zweckmäßig sein, auch die Kontakteinrichtung,
den Uhrwerksmotor und das Nullspannungsrelais mit in dieses Gehäuse einzubauen.
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Statt dem Kontaktfinger wie bei dem Ausführungsbeispiel eine Drehbewegung
zu erteilen, könnte dieser auch wie ein Pendel eine hin und her gehende Bewegung
ausführen. Die Kontaktrollen müßten bei dieser Anordnung ebenfalls ihre Drehrichtung
entsprechend der Richtung der Pendelbewegung ändern.
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Es ist ferner noch möglich, den Kontaktfinger durch eine Scheibe zu
ersetzen, die mittels an ihrem Umfange befindlicher Vorsprünge oder Nocken die Überbrückung
der Kontaktrollen herbeiführt, sobald die Vorsprünge oder Nocken bei der Drehung
der Scheibe zwischen die Kontaktrollen gelangen. Man kann auch die Scheibe, die
in diesem Falle aus Isoliermaterial bestehen muß, zwischen den Kontaktrollen selbst
umlaufen lassen. Diese Scheibe erhält nun an einer oder mehreren Stellen Metalleinlagen,
welche bei ihrer Berührung mit den Kontaktrollen diese elektrisch verbinden, ohne
das Uhrgangswerk abzubremsen.