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Elektromagnetische, Hemmvorrichtung für Uhrtriebwerke Wie bekannt,
benutzt man bei Uhrtriebwerken mit Gewichts- oder Federaufzug zur Erzielung eines
genau gleichmäßigen Ablaufes der Werke mechanische Hemmvorrichtungen, z. B. einen
Pendel- oder Ankergang. Wenngleich diese Einrichtungen einen sehr hohen Grad der
Vollkommenheit erreicht haben, so kann mit ihnen, abgesehen von der zeitraubenden
-Regulierung und Kontrolle, doch kein absolut synchroner Lauf mehrerer Uhrwerke
erzielt werden.
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Demgegenüber ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß die Hemmung des Ablaufes von Uhrwerken synchron mittels kleiner, kontinuierlich
umlaufender elektrischer Synchronmaschinen in der Weise erfolgt, daß die Synchronmaschine
an ein frequenzgeregeltes Netz angeschlossen und mit dem Gangwerk der Uhr über ein
Zahnrädergetriebe gekuppelt wird. Es wird so der völlig gleiche Gang von mehreren
Uhren erzielt.
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Da aber in der Praxis in den Wechselstromleitungen, an die solche
Uhren angeschlossen werden können, Betriebsstörungen vorkommen, die sich auf solche
Uhren übertragen würden, so empfiehlt es sich, eine solche Synchronhemmung mit einer
mechanischen Uhrwerkshemmung zu vereinigen, so daß diese für die Dauer des Ausbleibens
des elektrischen Stromes die Hemmung des Ablaufes des Uhrwerkes bewirkt und damit
ein Stehenbleiben der Werke bzw. deren falsche Zeitangabe vermieden wird. Die infolge
der mechanischen Hemmung während der Zeitdauer der Störung mögliche Gangdifferenz
kann vernachlässigt werden,. weil sie wegen der in der Regel verhältnismäßig kurzen
Dauer der Störungen so klein ist, daß sie nicht. in Erscheinung tritt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Kombination der erfindungsgemäßen
Synchronhemmung mit einer Pendelhemmung unter Weglassung des Uhrwerkes schematisch
dargestellt.
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Bei diesem Beispiel ist auf der vom nicht gezeichneten Uhrwerk angetriebenen
Triebwelle b ein Differentialgetriebe angeordnet, das aus den Kegelrädern
c, d und e besteht. Das Kegelrad e steht als Planetenrad mit den beiden
einander gegenüberstehenden -und auf der Triebwelle b frei drehbaren Kegelrädern
c und d in Eingriff und ist auf dem Arm f drehbar gelagert. Dieser
ist auf der Triebwelle b fest, so daß die Kraft des Uhrtriebwerkes über ihn auf
das Differentialgetriebe übertragen
wird. Die elektrische Synchronhemmung
wird beispielsweise durch den synchron umlaufenden Rotor g nebst der mit t. bezeichneten
Statorwicklung einer kleinen Svnchronmaschine bzw. eines Motors bekannter Art (Patent
413 o63) erzielt. Deren Antrieb erfolgt über das eine Kegelrad d und dem auf dessen
Nabe festen Stirnrad i durch die Schraubenradübersetzung lt. Die mechanische Hemmung
hingegen ist durch das Pendel m und das Steigrad yi schematisch dargestellt. Dieses
ist auf der Nabe des anderen Kegelrades c des Differentialgetriebes fest angeordnet
und erhält von diesem den Antrieb. Das Pendeluz ist mittels der Klinke p auf dein
Hebel 1z in ausgeschwungener Stellung abgefangen. Der Hebel h ist auf dem Zapfen
k' drehbar gelagert und durch das Gewicht k" ausgewuchtet. Der Hebel k greift um
die Gleitmuffe w', die von den beiden ausgeschwungenen Zentrifugalpendeln zer in
der dargestellten Betriebsstellung, d. h. bei der in Wirksamkeit befindlichen elektrischen
Synchronhemmung, in ihrer unteren Lage gehalten wird, in der das Pendel m in der
ausgeschwungenen Lage abgefangen ist. Beim Abfallen der beiden Zentrifugalpendel
w in die Ruhelage hingegen wird die Gleitmuffe iv' und damit der Hebel k mit seiner
Klinke p in seine obere Stellung gebracht und dadurch das Hemmungspendel m bzw.
die mechanische Hemmvorrichtung freigegeben, die damit von selbst in Wirkung tritt,
weil das Pendel m nur in der ausgeschwungenen Stellung abgefangen wird. An Stelle
der Zentrifugalpendel zu könnte auch ein Elektromagnet den Hebel k so steuern, daß
beim Ausbleiben des Stromes das Hemmungspendel in freigegeben und bei Wiederkehr
des Stromes abgefangen wird.
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Da beim Ausbleiben des der Spule t der svilchronen Hemmvorrichtung
zugeführten Wechselstromes die Hemmwirkung aufhört, so ist zur Verhütung des Durchgehens
des Synchronmotors g am Umfang dessen eine elektromagnetische Bremse y vorgesehen,
die ihren Anker losläßt und damit den Rotor sofort abbremst, wenn der Strom ausbleibt;
bei dessen Wiederkehr hingegen den bremsenden Anker wieder anzieht bzw. den Rotor
g für den Umlauf wieder freigibt, worauf er unter der Wirkung der Triebkraft des
Uhrwerkes beim Erreichen der synchronen Drehzahl mit Hilfe der Zentrifugalpendel
w in den Synchronismus einfällt.
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Ein Durchgehen des Rotors g der Synchronhemmung bei der Stromunterbrechung
kann aber auch unter Weglassung der Bremser dadurch vermieden werden, daß das Übersetzungsgetriebe
1a des Rotors g durch einen eingängigen Schneckenantrieb selbsthemmend eingerichtet
ist. In diesem Falle wird der Rotor g beim Ausbleiben des Stromes ebenfalls stehenbleiben,
bei dessen Wiederkehr aber nicht anlaufen. Dieser Anlauf könnte indessen mittels
einer bekannten elektromagnetischen Anwurfvorrichtung oder auch mittels einer Ferrarisscheibe
bewirkt und dabei auch die Synchronisierung des Rotors g mit Hilfe der Synchronisierpendel
w erzielt werden.
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Um einen stets ununterbrochenen Lauf solcher Uhrwerke zu sichern,
empfiehlt es sich, diese mit einem Selbstaufzug zu versehen, z. B., wie bekannt,
mittels Ferrarisscheibe.
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Da bei der vorliegenden synchronelektrischen Uhrwerkshemmung und auch
bei dem Bremsmagneten r nur äußerst schwache Wechselströme in Frage kommen, die
durch ganz kleine Magnetspulen zur Wirkung gebracht werden können, so empfiehlt
es sich, zwecks bequemer Herstellung dieser Spulen sie mit einer kleinen Spannung,
z. B. der Sekundärspannung eines Klingeltransformators, zu betreiben. Da aber eine
solche kleine Spannung nicht überall zur Verfügung steht, so empfiehlt es sich,
zur Vermeidung der Beistellung eines besonderen Klingeltransformators eine stets
vom Strom durchflossene Wechselstrommagnetspule, z. B. die des Uhrwerkaufzuges,
zu benutzen, die wie eine Transformatorspule in Sparschaltung zu wickeln wäre, so
daß an deren Abzapfungen die demgemäß bewickelten Stromspulen t und u der elektrischen
Synchronhemmung und des Bremsmagneten r angeschlossen werden können.
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Ein Schema dieser Schaltung ist in der Zeichnung mit veranschaulicht.
Darin bezeichnet s die Stromspule der Ferrarisauf- i zugvorrichtung, die z. B. unmittelbar
an eine Spannung von 22o Volt angeschlossen sein kann. An die Anzapfungen dieser
Spule sind die Spule t der Synchronhemmung und die finit 2t bezeichnete Spule des
Bremsmagneten r, i wie ersichtlich, in Sparschaltung angeschlossen. Selbstverständlich
bildet diese Sparschaltung aber keine Notwendigkeit, weil die kleine Spannung auch
in einer von der Spule's getrennten bzw. elektrisch isolierten Sekundärwicklung
vom magnetischen Wechselfluß des Selbstaufzuges induziert werden kann.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten kombinierten synchronelektrischen
und mechanischen Uhrwerkhemmvorrichtung ergibt sich folgende Wirkung: Im stromlosen
Zustande ist die mechanische Pendelhemmung in Tätigkeit; sobald aber die Stromspule
t der elektrischen Synchronhemmung und die- Stromspule u des Bremsmagneten r unter
Wechselstrom gesetzt
ist, wird der Anker des Bremsmagneten angezogen
und damit der Rotor g freigegeben, der hierauf unter dem E.influß der Uhrwerkstriebkraft
(z. B. Feder- oder Gewichtsaufzug) über das Differentialgetriebe in sich steigende
Umdrehungen versetzt wird. Sobald die Drehzahl so weit gestiegen ist, daß sie in
die Nähe der synchronen Drehgeschwindigkeit gelangt, springt der Rotor unter dem
Einfluß der bereits erwähnten synchronisierenden Wirkung der Zentrifugalpendel w
in den Synchronismus. Gleichzeitig wird durch die Zentrifugalpendel w die Gleitinufe
w' und damit der Hebel k sowie dessen Klinke p in die untere Stellung gedrückt,
in der das Hemmungspendel m in der ausgeschwungenen Stellung sich an der Klinke
p abfängt. Damit ist der normale Betriebszustand erreicht, der so lange dauert,
wie die Spule vom Stator g und der Bremsniagnet r vom Wechselstrom durchflossen
werden. Beim Ausbleiben des Stromes wird der Anker des Bremsmagneten r losgelassen
und damit der Rotor g sofort abgebremst sowie das Hemmungspendel m infolge der durch
das Senken der Zentrifugalpendel w bewirkten Hebung des Hebels k und dessen Klinke
p freigegeben und so die mechanische Hemmung in Tätigkeit gesetzt. Bei Wiederkehr
des Stromes wiederholt sich das Spiel. Die vorliegende elektrische Synchronhemmung
verbraucht bei kleiner Reibung ihres Antriebs keine Energie, sondern sendet gegebenenfalls
noch einen der Größe der Hemmwirkung angemessenen schwachen Strom in die Stromzuleitung.
Die kleine Energie könnte auch drahtlos übertragen werden, was mit den heute bekannten
Mitteln möglich ist.
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Die synchrone Uhrwerkshemmung kann selbstredend nicht nur mit der
beschriebenen Ausführungsform erfolgen, sondern auch mit einer beliebig anderen,
entsprechend kleinen Synchronmaschine bzw. Synchronmotor oder 11ilagnetinduktor.