DE61647C - Elektrische Uhr - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine durch Feder- oder Gewichtskraft getriebene mechanische Uhr, welche mit einem Elektromagneten ausgerüstet ist, durch den in regelmäfsigen Zeitabstanden sowohl die Triebfeder aufgezogen wird, als auch die Zeiger oder andere Zeitanzeiger verstellt werden. Das zum Betriebe dienende Gangwerk hat hierbei nur eine einzige Arbeit zu verrichten, nämlich in den bestimmten Zeitabsfänden, z. B. alle Minuten, den zur Bethätigung des Elektromagneten eingerichteten Stromkreis zu schliefsen.

Fig. ι zeigt eine Vorderansicht der Uhr. Fig. 2 giebt die Anordnung der elektrischen Zeigerwerke mit der Vorrichtung für die Verstellung der Minuten-Stundenzeiger. Fig. 3 zeigt das Getriebe mit dem zugehörigen Elektromagneten. Fig. 4 ist eine Seitenansicht von Fig. 3. Die übrigen Figuren stellen einzelne Tbeile der Uhr besonders dar.

Die Uhr besteht aus einem Kasten (Fig. 1), in welchem ein gewöhnliches mechanisches Gangwerk, sowie ein Zifferblatt D mit Stunden- und Minutenzeiger sich befindet. Auf der Vorderwand erhält der Kasten drei runde Ausschnitte für drei andere drehbare Zifferblätter A B und C (Fig. 1 und 2).

Das Zifferblatt A wird mit den Ziffern von ο bis 9 bezeichnet und dient zur Angabe der Einer der Minuten; es wird, nach Ablauf jeder Minute um den zehnten Theil einer Umdrehung verschoben. Das Zifferblatt B wird mit den Ziffern von ο bis 5 bezeichnet und giebt die Zehner der Minuten an; es wird durch das Zifferblatt A im Augenblick, wo dieses von der Ziffer 9 auf ο übergeht, von einer Ziffer auf die nächst höhere verschoben. Das Zifferblatt C wird mit den Ziffern von 1 bis 12 bezeichnet und dient zur Angabe der Stunden; es wird durch das Zifferblatt B im Augenblick, wo dieses von der Ziffer 5 auf ο geht, um Y₁₂ einer Umdrehung verschoben.

Die in Fig. 1 vorgeführte Uhr enthält demnach zwei Zeitanzeiger, von denen der eine aus einem gewöhnlichen feststehenden Zifferblatt D mit Stunden- und Minutenzeiger, der andere aus den drehbaren Zifferblättern A B und C besteht.

Zur Bethätigung der Zifferblätter dient der Elektromagnet E (Fig. 3), welcher nach Ablauf einer jeden Minute in den Stromkreis b der Batterie F eingeschaltet wird und die Zeit auf die Zifferblätter ABC und D überträgt, sowie nach jeder vom Zifferblatt A gemachten Umdrehung die Triebfeder K aufzieht (Fig. 3 und 4).

Zu diesem Zwecke ist der Elektromagnet E mit dem. Winkelhebelanker E¹M versehen, dessen langer Arm M an seinem Ende eine auf dem langen Arm S des Doppelhebels S S¹' aufliegende Reibrolle trägt. Der kurze Arm S¹ ist mit dem verstellbaren Gewicht w versehen, welches zur Einstellung des Elektromagnetankers E¹ M dient; dasselbe kann auch, wie Fig. 3 zeigt, durch eine Spiralfeder s am Ankerarm E¹ ersetzt werden.

Der Hebelarm S ist durch die Stange j mit dem schwingenden Arm k ausgerüstet, welcher die zur Drehung des Schaltrades m dienende Schaltklinke I trägt. Die Rückwä'rlsdrehung des Rades m wird durch die am Rahmen / befestigte Sperrklinke /' verhindert.

Das Schaltrad m ist auf dem vorderen Ende der im Rahmen 1 gelagerten Achse J befestigt, welche durch die in einer Trommel befindliche Feder K getrieben wird. Die Trommel ist in der gewöhnlichen Weise mit einem Zahnrade L versehen (Fig. 4) und sitzt lose auf der Achse /, welche nur durch die gespannte Feder K gedreht wird. Das Rad L bewegt sich in der Richtung des Pfeiles (Fig. 3) und steht mit dem auf der Secundenachse JV befestigten Getriebe η in Eingriff. Die Achse N, mit dem Secundenzeiger N¹ (Fig. 1 und 4) versehen, trägt das Rad n^l, welches mit einem auf der Achse des Steigrades Q befestigten Getriebe in Eingriff steht (Fig. 3 und 4). Das Rad Q treibt den Anker R, welcher, wie in Fig. 4 gezeigt, durch den Balancier P oder auch durch ein Pendel in der gewöhnlichen Weise bewegt wird.

Um den Elektromagneten nach Ablauf einer Minute oder eines anderen Zeittheiles zu erregen, wird mit Hülfe eines Stromschliefsers der Stromkreis in regehnäfsigen Zeitabständen, z. B. nach je einer Minute, geschlossen. Fig. 3 zeigt diesen Stromschliefser, welcher aus den beiden leichten Hebeln TT¹ besteht, t t^l sind die Unterstützungen, aufweichen die Hebel TT¹ im Zustande der Ruhe durch Spiralfedern s^l gehalten werden. U ist eine auf der Secundenachse ΛΓ befestigte Scheibe, welche mit einem Zahn versehen ist, mit diesem in jeder Umdrehung der Achse N unter dem Hebel T fortstreicht, letzteren hebt und mit dem Hebel T¹ in Contact bringt. Dadurch wird der Stromkreis für den Elektromagneten E geschlossen und der Arm E¹ infolge dessen angezogen (Fig. 3 punktirt).

Der längere Arm M drückt nun den langen Arm S nach unten, die Stange j nimmt an dieser Bewegung Theil und bewegt mittelst der schwingenden Stange k die Schaltklinke / über einen Zahn des Schaltrades m nach unten. Sobald nun der Stromkreis unterbrochen wird, läfst der Elektromagnet E den Ankerarm JS"¹ los, welcher unter der Gegenwirkung des Gewichtes n> (oder der Feder s) in seine Ruhelage zurückgebracht wird, infolge dessen der lange Arm 5 in die Höhe geht und durch die Stange j mit Arm k und Schaltklinke / das Schaltrad m um eine Zahnweite vorschiebt, wodurch die Feder K aufgezogen wird. Die Einrichtung ist dabei derartig getroffen, dafs die Feder K nach jeder Minute um so viel aufgezogen wird, als sie während der Minute abgelaufen ist, so dafs sie beständig in derselben Spannung erhalten bleibt. Das Aufziehen der Feder K erfolgt beim Abfallen des Ankers E¹; die auf das Schaltrad m zur Wirkung kommende Federkraft ist somit immer gleichmäfsig und unabhängig von der Stärke der Batterieströme, so dafs Störungen aus Stromschwankungen den gleichmäfsigen Gang des Uhrwerkes nicht beeinträchtigen können.

Die Fortbewegung der drehbaren Zifferblätter A B und C erfolgt in nachstehend beschriebener Weise.

Der kurze Hebelarm S' (Fig. 2, 3, 8 und 9) ist mit der Rippe α versehen, welche im Zustande der Ruhe den Hebel G und dessen Schaltzahn G¹ mit den Zähnen des Schaltrades A¹ (punktirt in Fig. 2) in Eingriff hält. Sobald nun auf den Stromdurchgang der Elektromagnet E den Anker E¹ anzieht und infolge dessen der kurze Hebelarm S^L mit dem Gewicht n> gehoben wird (s. Fig. 3), geht der Hebel G in die Höhe und mit dem Zahn G¹ über einen Zahn des Rades A¹ fort, wobei er sich über den abgeschrägten Arm d des Hebels d e stellt. Der Arrn e dieses Hebels ist mit dem Sperrzahn H versehen, der in die Zähne des mit dem Schaltrade A¹ und dem Zifferblatt A auf derselben Achse befindlichen Sperrrades//¹ eingreift. Wird der Stromkreis unterbrochen und dadurch der Ankerarm E¹ zum Abfallen gebracht, so geht der kurze Arm S¹ nach unten in die Ruhelage zurück. Bei dieser Bewegung in die Ruhelage stöfst nun die Rippe α auf die Nase a¹, bewegt dadurch den Hebel G mit dem Zahn G¹ zuerst auf den abgeschrägten Arm d und hebt dann den Arm e mit dem Sperrzahn H aus dem Sperrrade H¹ aus (Fig. 8). Im Augenblick, wo der Zahn H aus dem Rade H¹ gehoben wird, greift der Schaltzahn G¹ auf das Schaltrad A¹ und beginnt dieses vorwärts zu bewegen. Sobald die Drehung die Gröfse von c (Fig. 8) erreicht hat, gleitet der Schaltzahn G¹ vom Arm d ab, infolge dessen der Arm e mit dem Sperrzahn H auf das Rad H^x fällt. Der Schaltzahn G¹ bewegt indessen das Rad A¹ weiter, bis der Zahn H in einen Zahn des Sperrrades H^[ eingreift und dadurch die Drehung hemmt. Der Hebel G mit Schaltzahn G¹ ist nun in die in Fig. 2 punktirt angedeutete Stellung, die Ruhelage, zurückgekommen.

Dieses Spiel wiederholt sich bei jeder Schliefsung und Unterbrechung des Stromkreises, wodurch das Zifferblatt A alle Minuten um eine Zahnweite, gleich '/₁₀ Umdrehung, oder um eine Minute vorwärts bewegt wird.

Hat das Zifferblatt A 9 Minuten zurückgelegt, so wird bei der Bewegung von der Ziffer 9 auf ο das Zifferblatt B mitgenommen. Zu diesem Ende ist das Zifferblatt A mit dem Daumen/" versehen, der sich auf einen der am Zifferblatt B befindlichen Stifte/¹ auflegt und dadurch die Verstellung veranlafst. Die Stifte f^l befinden sich auf der Hinterseite des Zifferblattes B und sind gleichmäfsig weit von einander angeordnet.

Um eine unfreiwillige Drehung des Zifferblattes B zu verhüten, ist die Sperrklinke B¹ angebracht, welche einen der Stifte/¹ umfafst und dadurch das Zifferblatt B festhält. Die Sperrklinke B¹ befindet sich an dem Arm g der Hebelverbindung gg^l, dessen anderer Arm g¹ mit dem Zahn g² versehen ist. Bethätigt wird der Hebel g g^l durch den am Sperrrade H¹ sitzenden Stift g^s, welcher in jeder vollen Umdrehung des letzteren, und zwar beim Uebergehen von 9 auf ο auf den Zahn g² zur Wirkung gelangt, dadurch den Arm g' nach oben und den Arm g nach unten bewegt. Letzterer geht nun mit der Sperrklinke B¹ von dem Stift/¹ ab und giebt somit das Zifferblatt B frei. In demselben Augenblick kommt der Daumen / auf einen der Stifte f¹ und dreht dadurch das Zifferblatt B um eine Ziffer vorwärts.

Wenn dieses Zifferblatt B fünfmal fortbewegt worden ist, was einer Zeit von 50 Minuten entspricht, wird beim Uebergehen von 5 auf ο das Stundenzifferblatt C mitbewegt. Zu diesem Zwecke trägt das Zifferblatt B den Doppelhebel h h, welcher abwechselnd mit einem der Arme auf einem der an der Scheibe C' befindlichen Stifte /² zur Wirkung gelangt und dadurch das Zifferblatt C fortbewegt. Eine unfreiwillige Drehung des Zifferblatts wird durch die am Hebelpaar gⁱgⁱ befestigte Sperrklinke C² verhütet.

Um diese Klinke C² rechtzeitig auszulösen, ist der Hebel h h mit den beiden Stiften g¹ versehen, von welchen abwechselnd einer auf den am Hebelarm g·⁵ sitzenden Zahn g⁶ zur Wirkung gelangt, dadurch den Hebelarm g⁵ nach unten, den Hebelarm g* dagegen nach oben bewegt und infolge dessen die Klinke C² vom Stift/² abzieht; das Zifferblatt C ist freigegeben. In diesem Augenblick ist der Arm ft auf einen Stift f² gelangt und dreht nun das Zifferblatt C um Y₁₂ seines Umlaufes.

Ist mit dem vorbeschriebenen elektrischen Zeigerwerk A B und C noch das Zifferblatt D vereinigt, so werden dessen Stunden- und Minutenzeiger ebenfalls elektrisch gestellt. Zu diesem Ende wird (Fig. 2) auf dem Hebel G das untere Ende der Stange i drehbar befestigt und diese am oberen Ende mit einem dem Hebel G gleichen Hebel V mit Schaltzahn V¹ versehen. Letzterer greift in das auf der Minutenzeigerachse sitzende Schaltrad W ein. Auf derselben Achse befindet sich das Sperrrad Y, in welchem die am Arm e¹ des Hebels Vf¹ e¹ befestigte Sperrklinke Y¹ liegt. Der Arm d¹ ist wie der. Arm d des Hebels d e abgeschrägt. Der Vorgang ist genau derselbe, wie er bei der Bewegung des Schaltrades A¹ durch den Hebel G beschrieben wurde. Die der Minutenzeigerachse ertheilte Bewegung wird in der gewöhnlichen Weise durch die Räder yy auf den Stundenzeiger übertragen.

An Stelle des Schaltrades m mit Schaltklinke I und schwingendem Arm k kann auch die in den Fig. 5, 6 und 7 angegebene Construction gewählt werden. Das Schaltrad m hat eine Verzahnung als Stirnrad, in welcher die Sperrklinke I ^l einliegt, und aufserdem eine Verzahnung m¹ als Kronrad, welche in eine gleiche Verzahnung m² der auf der Achse / drehbar angeordneten Scheibe I² eingreift. Das sichere Eingreifen der Zähne m' m² in einander wird durch die Blattfeder i' bewirkt.

Die Scheibe I² bildet mit ihren Zähnen die Schaltklinke; sie wird durch die Stangej, welche durch den an der Scheibe I² sitzenden Arm k¹ geführt wird, in Kehrdrehung versetzt. Wird nämlich der Arm k^l nach oben bewegt, so wird durch das Eingreifen der Zähne m² in die Zähne m^l das Schaltrad m vorwärts bewegt. Wenn dagegen der Arm k^l nach unten bewegt wird, so gleiten die Zähne, m² über die Zähne m¹ zurück und werden durch die Blattfeder i' mit den nächstfolgenden Zähnen in Eingriff gebracht.

Die vorbeschriebene Construction einer Uhr hat eine wesentliche Vereinfachung in dem Mechanismus insofern im Gefolge, als nur eine Auslösung mit Triebfeder und Getriebe erforderlich ist, wodurch etwaige Störungen auf ein Geringes begrenzt werden, so dafs bei guter Ausführung die Uhr Jahre lang ohne Wartung gehen kann. So lange das Triebwerk in gutem Zustande verbleibt und die Batterie die erforderliche Kraft liefert, wird die Uhr beständig gehen. Und mit Rücksicht darauf, dafs die Triebfeder K infolge des sehr häufigen Aufziehens beständig in einer gleichmäfsigen Spannung erhalten wird, mufs auch der Antrieb der Auslösung auf den Balancier unveränderlich sein. Es kann daher die durch die Feder zu übertragende Kraft sehr vermindert und somit eine leichte Feder verwendet werden.

Die beschriebene Uhr kann auch als Normaluhr zum Betrieb von elektrischen Zeigerwerken verwendet werden, zu welchem Zwecke der Doppelhebel S S¹, welcher alle Minuten durch den Elektromagneten E in Thätigkeit versetzt wird, nach Ablauf jeder Minute den Stromkreis für die elektrischen Zeigerwerke XX¹ . schliefst (Fig. 10).

Der Stromkreis wird durch die beiden Contacthebel h h¹ und die Batterie b¹ in der Weise gebildet, dafs der Hebel h mit der einen Uhrenleitung q, der Hebel h¹ mit der anderen Uhrenleitung #' verbunden wird, während die Batterie b^l am Drehpunkt (dem Körper) des Hebels SS¹ liegt. Die Rückleitung kann metallisch oder durch die Erde bewirkt werden.

Der Hub der Contacthebel h h¹ wird durch die Schrauben u M¹ begrenzt.

Auch kann die vorgeführte Uhr selbst nur als elektrisches Zeigerwerk verwendet werden, in welchem Falle das Uhrwerk fortfällt; es würde die Uhr alsdann nur aus den zur Fortbewegung der Zifferblätter ABC und D dienenden Schalträdern und Klinken (Fig. 2), sowie aus dem zur Bethätigung des Hebels S S¹ erforderlichen Elektromagneten E bestehen. Letzterer wird in den Stromkreis der Uhr geschaltet und alle Minuten erregt, was die Bethätigung des Hebels SS¹, dadurch die Bewegung des Hebels G und die Verstellung der Zifferblätter im Gefolge hat.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektrische Uhr, in welcher das Aufziehen der Triebfeder und das Verstellen des Zeitangebers (Minutenzeiger oder Zifferblätter A B C) mit Hülfe eines Elektromagneten und eines Schaltwerkes bewirkt werden, gekennzeichnet durch einen durch den Anker eines Elektromagneten beeinflufsten Hebel (S S¹J mit verstellbarem Gegengewicht, zum Zwecke, die Ankeranziehung auf den Mechanismus zum Aufziehen der Triebfeder und zum Verstellen der Zeiger bezw. Zifferblätter (A B C) zu übertragen.
2. 2. Bei der durch Anspruch 1. gekennzeichneten elektrischen Uhr eine Sperrklinke (H) zum Hemmen des Schaltrades (H¹J, welche durch einen mit abgeschrägtem Arm (d) versehenen Hebel (d e) in der Weise in Thätigkeit versetzt wird, dafs durch Schaltzahn (G¹J eines Hebels (G) der Arm (d), bevor Schaltzahn (G¹) mit Zähnen eines den Zeitanzeiger in Thätigkeit versetzenden Schaltrades (A¹) in Eingriff kommt, seitwärts gedrückt wird (Fig. 2, 8 und 9).
3. 3. Bei der durch Anspruch 1. gekennzeichneten elektrischen Uhr ein Schaltrad (m) mit Schaltklinke (V¹), welche beide eine Verzahnung als Kronrad erhalten, deren Zähne durch eine Feder (i¹) in Eingriff gehalten werden (s. Fig. 5, 6 und 7).

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.