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Zeitsystem, insbesondere für Turmuhren Bekanntlich ist man heute in
großem Umfange dazu übergegangen, die Wechselstromnetze zu synchronisieren, um sie
zum Antrieb von Synchronläuferuhren verwenden zu können. Da die üblichen Synchronläuferuhren
bei vorübergehenden Netzstörungen stehenbleiben und dann von selbst nicht wieder
anlaufen, hat man, insbesondere für öffentliche Uhren, bereits vorgeschlagen, an
ihre Stelle Uhrwerke üblicher Bauart in Verbindung mit einem Synchronmotor zu benutzen,
dessen Aufgabe lediglich darin besteht, den Taktgeber des Uhrwerkes mit dem synchronisierten
Netz in Tritt zu halten.
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Der Bau von Zeitsystemen der letztbeschriebenen Art bringt besondere
Schwierigkeiten beim Ankuppeln des Synchronmotores an den Taktgeber des Uhrwerkes:
Sieht man zwischen diesen beiden Gliedern eine starre Kupplung vor, so unterliegt
diese sehr hohen mechanischen Beanspruchungen, sobald der Taktgeber außer Tritt
kommt oder der Synchronmotor auf Grund einer Netzstörung plötzlich stillgesetzt
wird. Man hat daher vorgeschlagen, in diese Kupplung ein elastisches Glied einzufügen.
Der Versuch zeigt jedoch, daß dieser Lösungsvorschlag für die Praxis nicht verwendbar
ist, weil jede elastische Kupplung Veranlassung zur Entstehung von Schwebungen zwischen
den beiden Zeitgliedern gibt, sobald diese außer Tritt kommen. Das hiermit verbundene
Hinundherfluten der Energie zwischen den beiden Systemen führt zu übergroßen Ausschlägen
des Taktgebers, durch die unter Umständen das ganze Zeitsystem zerstört werden kann.
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Die Erfindung überwindet die beschriebenen Schwierigkeiten durch Anwendung
einer Reibungskupplung zwischen Synchronmotor und Taktgeber, welche von elastischen
Zwischengliedern frei gehalten ist und einem Schlupf zwischen den gekuppelten Gliedern
ausschließlich Reibungswiderstände entgegensetzt. Denn eine solche Reibungskupplung
überträgt bei geeigneter Bemessung völlig ausreichende Kräfte zur Intritthaltung
des Taktgebers, wird hingegen ohne weiteres überwunden, wenn der Synchronmotor stehenbleibt,
und vermag grundsätzlich niemals das Aufkommen von Schwebungen zu veranlassen. Gleichzeitig
ermöglichen Reibungskupplungen besonders leicht eine Amplftudenbegrenzung und ein
selbsttätiges Auskuppeln bei vorüber= gehendem Stillstande des Synchronmotores.
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Die Erfindung sei im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert.
Der Synchronmotor r ist mit einem zweckmäßig einstellbaren Exzenter a ausgerüstet.
Dieser wirkt über die Pleuelstange 3 auf das Pendel q., welches den Taktgeber eines
im übrigen nicht gezeichneten mechanischen Uhrwerkes bildet. Zur Kopplung der beiden
Glieder trägt das Pendel q. einen Stift 5, auf dem die beschwerte Pleuelstange 3
reibend aufliegt. Zur Amplitudenbegrenzung dienen die seitlich angesetzten Schrägen
6 und 7, gegen die der Stift 5 anläuft, sobald die Pendelamplitude über ein vorgegebenes
Maß anwächst; gleichzeitig
verusachen diese Schrägen im Falle einer
Phasendifferenz zwischen. Pendel und Synchronmotor eine Verfestigung der Kopp-.,
lung, _ so daß das Pendel dann straffer mit" genommen und bald wieder in Phase ge:
bracht wird.
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Bei einem System der beschriebenen Art besteht die Gefahr, daß das
Pendel angehalten wird, sobald der Synchronmotor infolge Wegbleibens des Stromes
vorübergehend stehenbleibt. Es empfiehlt sich daher, Mittel vorzusehen, die bei
Ausbleiben des Stromes eine Entkupplung zwischen Pendel und Synchronmotor vornehmen.
Zwei Ausführungsbeispiele dieser Art zeigen die Abb. 2 bis 4.
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Gemäß Abb.2, deren Wirkungsweise und Bezifferung im übrigen Abb. i
entspricht, erfolgt die Beschwerung der Pleuelstange 3 auf elektrischem Wege unter
Benutzung des den Synchronmotor antreibenden Wechselstromnetzes. Zu diesem Zwecke
trägt die Pleuelstange 3, deren eigenes Gewickt durch die Feder 8 kompensiert ist,
den Eisenanker 9, welcher über der Magnetspule io schwebt. Bei eingeschaltetem Strom
sind alle Verhältnisse identisch die gleichen wie bei Abb. i. Bleibt der Strom weg,
so wird auch die Magnetspule io stromlos, und die Pleuelstange 3 wird durch die
Feder 8 vom Stift 5 abgehoben.
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Noch einfacher ist die in Abb. 3 dargestellte Ausführungsform. Die
unter Abb.3 als Abb. 4 nochmals in Draufsicht dargestellte Pleuelstange 3. ist in
Richtung auf das Pendel 4 zu seitlich umgekröpft und trägt einen segmentförmigen
Bügel i i, der auf dem Stift 5 aufliegt. Bleibt der Synchronmotor stehen, so gleitet
der Stift 5, von der Schwungkraft =des Pendels mitgenommen, unter dem Bügel i i
seitlich heraus, und die Pleuelstange 3 fällt ab. Sie legt sich hierbei gegen den
Stift 12 und schließt' hierdurch einen Kontakt, der bei Wiedereinsetzen des Netzstromes
ein Signal auslöst. Der Synchronmotor i kann dann nach Wiedereinsetzen des Netzstromes
neu angeworfen und der Bügel i i hierbei von Hand wieder auf den Stift 5 aufgelegt
werden.
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In vielen Fällen ist es wünschenswert, einen selbstanlaufenden Synchronmotor
verwenden zu können, der sich beim Wegbleiben des Netzstromes selbsttätig entkuppelt
und beim Wiedereinsetzen des Stromes die Kopplung phasenrichtig wiederherstellt.
Diese Aufgabe kann man z. B. dadurch lösen, daß man den Synchronmotor bei Wegbleiben
des Stromes selbsttätig entkuppelt und in eine vorbestimmte Ausgangslage zurückführt
sowie daß man eine Schaltung vorsieht, die ein Wiederanlaufen des Synchronmotores
nach Wiedereinsetzen des Netzstromes nur unter einer vorbestimmten Phasenlage des
Taktgebers zuläßt.
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Zwei Ausführungsbeispiele dieser Art zei-@gen die Abb. 5 bis 7. Gemäß
Abb. 5 ist der @:,#zenter 2 des Synchronmotors i durch ein ..Gewicht 13 beschwert,
das den Exzenter bei Plusbleiben des Netzstromes stets in die gezeichnete Lage zurückführt.
Die Pleuelstange 3 ist durch eine Rolle 14 unterstützt und wird infolgedessen jeweils
in der Tieflage des Exzenters 2 vom Stift 5 abgehoben. Bei laufendem Motor kommt
sie mit dem Stift 5 also nur innerhalb eines Umdrehungssektors von etwa 27o° in
reibenden Eingriff.
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Zur phasenrichtigen Einschaltung des Synchronmotors nach .einem vorübergehenden
Ausbleiben des Netzstromes dient folgende Vorrichtung: Am Pendel 4 ist ein drehbarer
Finger 15 angebracht, der über einen festen Stift 16 gleitet. Bewegt sich das Pendel
nach rechts, so schließt dieser. Finger über den Winkelhebel 17 kurzzeitig den Kontakt
18. Bewegt sich das Pendel hingegen nach links, so weicht der Finger -iS dem Winkelhebel
17 nach oben aus. Der Kontakt 18 wird infolgedessen jeweils nur in einer bestimmten,
geeignet einstellbaren Phasenlage des Pendels 4 vorübergehend geschlossen. Führt
das Netz in diesem Augenblick bereits Strom, so wird über den Kontakt 18 das Relais
ig erregt, welches die Kontakte 2o und 21 schließt. Der Kontakt 2o überbrückt hierbei
den Kontakt 18 und bringt infolgedessen das Relais i9 zum dauernden Kleben. Der
Kontakt 20 setzt den Synchronmotor i unter Strom und läßt diesen daher stets aus
einer vorbestimmten Stellung in einer genau vorbestimmten Phasenlage des Pendels
4 anlaufen.
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Eine besonders einfache und betriebssichere Anordnung ist schließlich
in Abb.6 und 7 zur Darstellung gebracht. Gemäß diesen Abbildungen ist das Pendel
4 über die Pleuelstange 3 mit dem Exzenter :2 starr gekoppelt; zwischen Exzenter
2 und Synchronmotor 22 liegt jedoch eine elektromagnetisch gesteuerte Reibungskupplung,
die einerseits aus dem Konus 23 und dem Antikonus 24, andererseits aus der Spule
25 und der Eisenscheibe 26 besteht. Ist die Spule 25 stromlos, so folgt die Achse
des Synchronmobors 22 dem Zuge der Feder 27 und löst die Reibungskupplung 23, 24.
Wird die Magnetspule 25 hingegen erregt, so zieht sie die Scheibe 26 an, und diese
verschiebt sich entgegen dem Zuge der Feder 27 in axialer Richtung, so daß die Reibungskupplung
23, 24 in Eingriff kommt. a In Abb. 6 führen die Klemmen z8 zu der Wicklung des
Synchronmotors 22, die Klemmen 29 zu der Wicklung der Kupplungsspule
25.
Bleibt während des Betriebes der Netzstrom vorübergehend weg, so wird gleichzeitig
mit dem Stehenbleiben des Synchronmotors 22 die Kupplung 23, 24 gelöst, und der
Exzenter :2 führt dann unter dem Einfluß des Pendels 4 nur noch eine die Pendelschwingung
schwach dämpfende Hinundherbewegung aus. Gleichzeitig öffnet sich der im Kreis der
Kupplungsspule 25 liegende Thermokontakt 3o. Setzt der Netzstrom wieder ein, so
läuft zunächst der Synchronmotor 22 an. Einige Sekunden später schließt sich der
Thermokontakt 30, und wenn anschließend der Kontakt 31 vom Pendel 4 geschlossen
wird und hierdurch das Relais 3:3 erregt wird, so erhält die Kupplungspule 25 Strom,
und der Exzenter 2 wird aus seiner durch eine vorgegebene Pendelstellung bestimmten
Lage synchron und konphas mit dem Pendel 4 vom Synchronmotor 22 mitgenommen.