DE643227C - Gangueberwachungseinrichtung fuer Zeitwerke, insbesondere fuer elektrische Uhren - Google Patents

Description

Es sind Gangüberwachungseinrichtungen für Zeitwerke, insbesondere elektrische Uhren, bekannt, bei denen das Laufwerk der Uhr von einem mechanischen Triebwerk angetrieben wird und ihr Gang beispielsweise unter Vermittlung eines Differentialgetriebes (PIanetenradgetriebe, Differentialhebelgetriebe, Schraubengetriebe ο. dgl.) mit dem Laufe eines Synchronmotors verglichen wird.

Im allgemeinen wird bei den bekannten Gangüberwachungseinrichtungen nur der Gangregler entsprechend der durch die Überwachungsvorrichtung festgestellten Gangdifferenz nachgestellt.

Die Einstellung des Gangreglers allein genügt aber nicht für die Sicherung einer einwandfreien Zeitanzeige, da die Regeleinrichtung ja erst dann wirkt, wenn schon eine gewisse Gangdifferenz aufgetreten ist, die Uhr also schon um einen bestimmten Betrag vor- oder nachgeht.

Die Erfindung beseitigt diesen Mangel. Erfindungsgemäß wird bei Gangabweichung des Zeitwerkes von dem vom Synchronmotor angegebenen Lauf der vom Zeitwerk angetriebene Teil (der Zeiger der Uhr) und gegebenenfalls auch der Gangregler vom Differentialgetriebe aus entsprechend der Gangdifferenz verstellt.

Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert werden.

In Fig. ι ist 1 ein Federwerksmotor, 2 ein an ein Wechselstromnetz angeschlossener selbstanlaufender Synchronmotor. 3 ist die Anzeigevorrichtung des Zeitwerkes. Der Zeigergang wird mit dem Lauf des .Synchronmotors 2 über ein Differentialgetriebe 4 verglichen, dessen erster Teil 41 mit dem Zeitwerk i, dessen zweiter Teil 42 mit dem Vergleichsmotor 2 \'erbunden ist und dessen dritter Teil 43 zur Regulierung dient. Der dritte Teil ist mit dem Triebstockrad 5 verbunden, von dem der Klinkhebel 6 angetrieben wird. 4-5

Die mit dem Hebel in Verbindung stehenden Teile sind in Fig. 2 noch in einer anderen Ansicht dargestellt. Der Hebel hat einen in den Weg der Triebstöcke der Scheibe 5 ragenden Vorsprung 7, ist um die Achse 8 drehbar und wird durch die Feder 9 gegen den festen Anschlag 10 gedrängt. An seinem freien Ende hat er eine einseitig sperrende Klinke, die aus einer bei 11 eingespannten, gegen den Anschlag 12 sich legenden Blattfeder 13 besteht. Die Feder greift zwischen die Triebstöcke des mit den Zeigern 3 verbundenen Rades 14, das über die Rutschkupplung 15 mit dem mit Gangregler versehenen Federwerksmotor ι gekuppelt ist.

Der Teil 41 des Differentialgetriebes 4 kann durch Schwenken der Getriebewelle 16 mittels eines Kupplungsteils 17 von dem Zeitwerk ι entkuppelt werden. Der Kupplungs-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Paul Paschen, Georg Mohr und Dipl.-Ing. Wilhelm Gebhardt in Nürnberg.

teil 17 ist durch eine der Übersichtlichkeit halber weggelassene Stange mit dem Anker 18 verbunden, der bei eingeschaltetem Synchronmotors an den Stator des Motors herK angezogen, bei ausgeschaltetem Motor durch die Feder 19 davon abgerückt wird. ;

Strichliniert ist eine andere Kupplungsart eingezeichnet; sie besteht aus dem Kupplungsteil 170, in dem das Umkehrgetriebe 171 gelagert ist, dessen Anfangs- und Endglieder mit auf den Teilen 41, 42 des Differentialgetriebes 4 befestigten Zahnrädern 410, 420 normalerweise eingerückt werden können. Der Kupplungsteil 170 ist ebenfalls mit dem Anker 18 verbunden zu denken. Mit dem Teil 43 ist auch noch eine Reibungsbremse 430 verbunden.

Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise:

Haben die Zeiger 3 den richtigen Gang, so bleibt der Teil 43 des Differentialgetriebes stehen, und zwar aus dem Grunde, weil die Teile 41, 42 mit gleicher Geschwindigkeit, aber im entgegengesetzten Sinne gedreht werden. In Ruhe bleiben auch das Rad 5 und der Hebel 6. Die Triebstöcke des im Sinne des eingezeichneten Pfeiles umlaufenden Rades 14 gleiten an der ausweichenden Feder 13 vorbei.

Nun geht die Uhr etwas nach. Entsprechend der Gangdifferenz bewegt sich dann der Teil 43 und das Rad 5. Durch die Triebstöcke dieses Rades wird mittels des \^rorsprunges 7 der Hebel 6 (Fig. 2) unter Spannung der Feder 9 nach rechts geschwenkt; dabei gleiten immer noch die Triebstöcke des Rades 14 an der ausweichenden Feder 13 vorbei. Da das Rad 5 und der Hebel G nicht gleichachsig gelagert sind, kommt nach einem bestimmten Drehwinkel, der dem Abstand benachbarter Triebstöcke entspricht, der Vorsprung 7 außer Eingriff; der Hebel 6 wird unter Entspannung der Feder 9 nach links geschwenkt und nimmt mit der nunmehr nicht ausweichenden Feder 13 das Rad 14 und damit auch die Zeiger 3 unter Durchrutschen der Kupplung 15 um eine Triebstockteilung mit.

Die Zeiger werden also jeweils dann nachgestellt, wenn die Gangdifferenz einen bestimmten Grenzwert erreicht hat.

Wenn beim Ausbleiben der Spannung der Motor 2 stehenbleibt, wurden die Zeiger 3 falsch reguliert. Um dies zu verhüten, wird durch den Kupplungsteil 17 das Zeitwerk 1 von dem Teil 41 des Differentialgetriebes abgekuppelt und der Teil 43 mittels der Reibungsbremse 430 festgehalten. Die Umkupplung erfolgt durch den Anker 18. Statt dessen kann auch durch Einrücken des Kupplungsteiles 170 der Motor 2 zwangsläufig mit dem Zeitwerk 1 gekuppelt werden; er wird dann von dem Zeitwerk mitgeschleppt.

V. Das im Ausführungsbeispiel dargestellte ^Getriebe ist nur zur Vorwärtsschaltung der Zeiger gedacht. Man kommt mit diesem Getriebe aus, wenn man die Uhr beispielsweise durch eine zusätzliche Verstellung oder durch Änderung einer auf den Gangregler wirkenden zusätzlichen Richtkraft absichtlich auf Nachgehen einstellt. Die Uhr wird dann jeweils nach Erreichung einer bestimmten Gangdifferenz automatisch vorgestellt. Um nun das dauernde Zurückbleiben der Uhr beim Stillstand des Vergleichsmotors zu verhüten, wird das Uhrwerk durch entsprechende Verstellung des Gangreglers oder Änderung der zusätzlichen, auf den Gangregler wirkenden Richtkraft während der Betriebspausen des Vergleichsmotors auf normalen Gang eingestellt.

Man kann aber auch so verfahren, daß man die Uhr normalerweise vorausgehen läßt und bei Erreichung einer bestimmten Gangdifferenz ein Zurückstellen der Zeiger dadurch bewirkt, daß man den Gangregler zweckmäßig in einer Umkehrstellung vorübergehend so lange anhält, bis die Gangdifferenz wieder ausgeglichen ist.

Statt dessen kann man auch durch ein besonderes Stellgetriebe eine entsprechende Rückstellung der Zeit bewirken.

Man kann die Uhr auch auf Richtiggang einstellen, muß aber dann sowohl ein Getriebe für Vor- wie Zurückstellung der Zeiger vorsehen.

In Fig. ι wird der Gang des Zeitwerkes 1 mit dem des Motors 2 durch ein Planetenradgetriebe 4 verglichen. Man kann statt dessen auch andere Differentialgetriebe, z. B. Differentialhebelgetriebe oder Schraubengetriebe, verwenden. Statt eines Differentialgetriebes kann auch ein Getriebe mit zwei Steuerteilen verwendet werden, wobei der erste Steuerteil mit dem Zeitwerk, der zweite mit dem Vergleichswerk verbunden ist. Die Gangdifferenz wird dann durch Abstandsänderung der beiden Steuerteile festgelegt.

Ein solches Getriebe ist schematisch in tio Fig. 3 dargestellt.

Hier ist mit dem Zeiger 3 der Steuerteil 20 verbunden; der Zeiger 3 wird über die Rutschkupplung 15 von dem Uhrwerk 1 angetrieben. Auf seiner Welle sind gegensinnig verzahnte Steigräder 21, 22 angebracht. Mit dem Synchronmotor 2 sind die gabelartig angeordneten Schalter 23, 24 verbunden, deren Kontakte über den Schleifringsatz 25 und die Stromquelle 26 an die Erregerwicklungen der lektromagnetisehen Klinkwerke 27, 28 angeschlossen sind. Je nachdem nun der Zeiger 3

vor- oder nachgeht, wird das Klinkwerk 28 oder das Klinkwerk 27 eingeschaltet, das dann unter Gleiten der Kupplung 15 den Zeiger und zugleich damit den Steuerteil 20 wieder in die richtige Stellung bringt.

Fig. 4 zeigt ein mechanisches Getriebe. Hier wird das Nagelrad 29 mit dem Synchronmotor 2, das Rad 30 mit dem Zeitwerk 1 je durch eine besondere Welle verbunden. In dem Rad 30 ist der Stern 31 drehbar gelagert, der bei Relativbewegung zwischen den Teilen 29 und 30 über das Ritzel 32 unter Schlupfen der Kupplung 15 den Zeiger 3 verstellt.

Man kann die Zeiger auch in bestimmten Perioden nachstellen, indem man einen Steuerteil, Anschläge, ein Zahnrad, eine Herzscheibe o. dgl. um einen der Gangdifferenz entsprechenden Weg verstellen läßt und die Zeiger beispielsweise durch eine von dem Uhrwerk ausgelöste Hilfskraft jeweils am Ende einer Periode um diesen Weg nachstellt. Bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen werden lediglich die Zeiger entsprechend der Gangdifferenz verstellt. Soll daneben auch in an sich bekannter Weise der Gangregler beeinflußt werden, so kann auch dies entweder periodisch in bestimmten Zeitabständen oder jeweils nach Erreichen bestimmter Gangdifferenzen oder zweckmäßig fortlaufend erfolgen. Die Reguliereinrichtung für den Gangregler kann durch dieselben Vergleichsgetriebe betätigt werden wie bei den Fig. ι bis 4.

In den Fig. 5 und 6 sind zwei Aus führungsbeispiele dargestellt.

In Fig. 5 ist mit dem Pendel 44 ein geschlitzter, ringförmiger Dauermagnet 45 verbunden, mit dem Teil 43 des Differentialgetriebes 4 ein Anker 46, der mehr oder weniger dem Spalt des Ringmagnets genähert werden kann. Durch das Zusammenwirken von Magnet 45 und Anker 46 ergibt sich eine zusätzliche Richtkraft für das Pendel 44. Durch Erhöhung dieser Richtkraft kann die Schwingungsdauer des Pendels verkürzt werden. Man kann auch den Dauermagnet 45 mit dem Teil 43 und den. Anker 46 mit dem Pendel 44 verbinden. Auch braucht nicht ein Dauermagnet verwendet zu werden; an seine Stelle kann auch ein Elektromagnet treten.

In Fig. 6 ist das Pendel 44 an der zwischen den Schneiden 47 hindurchgeführten Pendelfeder 48 aufgehängt. Der Aufhängepunkt 49 kann mittels des Exzenters 50 gegen die Schneiden 47 verschoben werden; der Exzenter 50 wird an Stelle des Teils 46 der Fig. 5 mit dem Differentialgetriebeteil 43 verbunden. Hier wird durch Änderung der freien Pendellänge ebenfalls die Schwingungsdauer des Pendels beeinflußt. Statt dessen kann auch der Aufhängepunkt 49 fest, dafür aber die Schneiden 47 beweglich angeordnet sein, auch kann man durch irgendeine mehr oder weniger stark an die Pendelfeder 48 angedrückte Zusatzfeder eine veränderliche zusätzliche Riehtkraft und damit eine Änderung der Schwingungsdauer des Pendelfi erreichen. Unter Umständen kann auch die Stellschraube 51 des Pendels durch den Teil 43 beeinflußt werden; man wird jedoch dann zweckmäßiger das Stellschraubengetriebe in die Nähe des Pendelaufhängepunktes verlegen, auch können auf das Pendel, beispielsweise unter Zuhilfenahme von Elektromagneten, Zusatzgewichte aufgelegt werden.

Handelt es sich um eine Uhr, bei der der Gangregler durch das Differentialgetriebe eingestellt wird, so ergibt sich der Vorteil, daß auch bei längerem Ausbleiben der Motorspannung die Uhr richtiggeht, da kurz vor dem Ausbleiben der Spannung der Gangregler genau eingestellt worden ist. Bei dieser Regelart kann auch, wenn Strom gespart werden soll, auf einen dauernden Anschluß des Vergleichsmotors an das Netz verzichtet werden; es genügt, wenn der Motor nur vorüber- gehend, beispielsweise in den Nachtstunden, mit dem Netz verbunden wird. Die Schaltung des Motors aufs Netz kann die Uhr selbst übernehmen. Durch den eingeschalteten Motor läßt man zweckmäßig auch gleich die Uhrfeder aufziehen.

Für die Wechselstromzentrale bildet diese letzte Ausführungsart den Vorteil, daß sie nur während bestimmter Tageszeiten, also z. B. nur während der verhältnismäßig ruhigen Nachtzeit, die Frequenz konstant zu halten braucht, in der übrigen Zeit aber von einer Frequenzregelung abgesehen werden kann. Da in den Nachtstunden die Zentralen gleichmäßig und meist nur schwach belastet sind, kann unter Umständen mit einer vollkommen selbsttätigen Frequenzregelung gearbeitet werden, indem z. B. der dritte Teil eines Differentialgetriebes, dessen erster Teil entsprechend der Netzfrequenz und dessen zweiter Teil von einer Normaluhr angetrieben wird, die Kraftmaschinenregler einer oder mehrerer Zentralen entsprechend verstellt.

Wird das Uhrwerk statt durch einen Federwerksmotor durch einen Ferrarismotor, Kollektormotor, Asynchronmotor o. dgl. angetrieben, so kann der mechanische Gangregler weggelassen und durch eine entsprechende Reguliereinrichtung für den Antriebsmotor ersetzt werden. Bei Verwendung eines Ferrarismotors kann beispielsweise der eine Teil 43 des in dem Ausführungsbeispiel dargestellten Differentialgetriebes das Dämpfungsmoment durch Verstellen eines Dämpfungs- magnets, das Drehmoment durch Änderung der Feidunsymmetrie regeln. Bei anderen

Motorarten kann man sich durch Widerstandsregelung, regelbare Wirbel strombremsen, Bürstenverschiebung o. dgl. helfen.

Das Zeitwerk braucht nicht eine Uhr anzutreiben, braucht auch nicht dauernd zu laufen. Die Erfindung ist überall da anwendbar, wo irgendein Teil dauernd oder absatzweise mit gleichförmiger Bewegung oder mit einer nach einem bestimmten Fahrplan sich ändernden Bewegung angetrieben werden soll. Man kann die Erfindung insbesondere auch bei Zeitschaltern u. dgl. verwenden.

Claims (18)

1. Patentansprüche:

   i. Gangüberwachungseinrichtung für Zeitwerke, insbesondere für elektrische Uhren, bei welcher das Laufwerk der Uhr von einem mechanischen Triebwerk angetrieben wird und ihr Gang unter Vermittlung eines Differenzgetriebes, dessen Teile sich entsprechend der Gangdifferenz zwischen Zeitwerk und Motor gegeneinander verstellen (z. B. Planetenradgetriebe, Differentialhebelgetriebe, Schraubengetriebe o. dgl.), mit dem Lauf eines Synchronmotors verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gangabweichung des Zeitwerks der vom Zeitwerk angetriebene Teil (Zeiger der Uhr) und gegebenenfalls auch der Gangregler vom Differenzgetriebe aus entsprechend der Gangdifferenz verstellt wird.
2. 2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gangdifferenz durch die Abstandsänderung zweier vom Zeitwerk und vom Motor angetriebener Steuerteile ermittelt wird.
3. 3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß' die beiden Steuerteile zusammen einen in einen Stromkreis eingeschalteten Schalter bilden oder ein an dem einen Steuerteil angebrachter Schalter durch den anderen Steuerteil betätigt wird.
4. 4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verhütung von Fehlregulierungen beim Stillstand eines der beiden Werke, insbesondere des Vergleichsmotors, die Reguliereinrichtung unter entsprechender Ent- oder Umkupplung und Festhaltung des Regelteils in der letzten Stellung unwirksam gemacht wird.
5. 5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsgetriebe mindestens von einem der beiden Antriebsteile (Zeitwerk oder Vergleichsmotor) abgekuppelt wird.
6. 6. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aussetzen der Antriebskraft für den Vergleichsmotor dieser mit dem Zeitwerk gekuppelt und mitgeschleppt wird.
7. 7. Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι mit Gangreglerregulierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsdauer des Gangreglers durch Änderung einer Fernkraft, insbesondere Magnetkraft, beeinflußt wird.
8. 8. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Dauermagnet und einem Anker der eine Teil am Gangregler angebracht, der andere Teil mit der Reguliereinrichtung verbunden ist.
9. 9. Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι für Zeitwerke mit Pendelregler, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Reguliereinrichtung eine charakteristische Größe des Pendels, zweckmäßig die Pendellänge, geändert wird.
10. 10. Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι mit Gangreglerregulierung, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Gangregler wirkende elastische Zusatzkraft, bei Pendeluhren beispielsweise die Pendelfeder, beeinflußt wird.
11. 11. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Pendeluhren die freie Länge der sog. Pendel feder geändert wird. z. B. durch Verschiebung beiderseits der Pendelfeder angeordneter Schneiden.
12. 12. Überwachungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiger dauernd entsprechend der Gangdifferenz nachgestellt werden, beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Differentialgetriebes zwischen dem Zeiger und dem Uhrwerk, wobei der erste Teil des Getriebes mit dem Zeiger, der zweite mit dem Uhrwerk, der dritte mit der die Gangdifferenz überwachenden Reguliereinrichtung verbunden ist.
13. 13. Überwachungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiger periodisch nachgestellt werden, vorzugsweise derart, daß ein Steuerteil, Anschläge, ein Zahnrad, eine Herzscheibe o. dgl. vorgesehen sind, die sich um einen der Gangdifferenz entsprechenden Weg verstellen, und daß mit ihrer Hilfe, beispielsweise durch eine von dem Uhrwerk ausgelöste Hilfskraft, die Zeiger jeweils am Ende einer Periode um diesen Weg nachgestellt werden.
14. 14. Überwachungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiger nachgestellt werden, sobald die Gangdifferenz einen bestimmten Grenzwert erreicht hat.
15. 15. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zeitwerk und den Zeigern eine Rutschkupplung o. dgl. eingeschaltet ist und daß die Zeiger unter Gleiten der Kupplung, beispielsweise mittels Klinkwerke, Steigräder, Herzscheiben oder ähnlicher Richtwerke, nachgestellt werden.
16. 16. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorgehen der Uhr die Gangdifferenz durch zeitweises Festhalten des Gangreglers, zweckmäßig in einer Umkehrstellung desselben, ausgeglichen wird.
17. 17. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Uhr an sich auf Vorgehen oder Nachgehen eingestellt ist und die Zeiger in bestimmten Zeitabständen oder jeweils¹ nach Erreichung einer bestimmten Gangdifferenz bei Vorgehen jeweils stillgesetzt oder bei Nachgehen lediglich vorgestellt werden.
18. 18. Überwachungseinrichtung nach Anspruch ι bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein dauerndes Vor- oder Nachgehen der Uhr durch eine Zusatzkraft oder eine zusätzliche Verstellung des Gangreglers hervorgerufen ist und diese Zusatzkraft bzw. zusätzliche Verstellung während des Stillstandes des Vergleichsmotors beseitigt wird.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen