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Elektrische Uhr mit nicht selbst anlaufendem Synchronmotor und konischem
Pendel Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Uhrwerk mit nicht selbst
anlaufendem Synchronmotor und konischem Pendel, dessen Kreisbewegung mit der Umlaufbewegung
des Synchronmotors durch einen radialen Arm gekuppelt ist, mit dem das untere Ende
des Pendels zusammenarbeitet.
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Derartige Uhrwerke sind an sich bekannt, vgl. die französische Zusatzpatentschrift
43 938 (zu Patent 751 878), Abb. 33. Bei den bekannten Uhrwerker hat das
konische Pendel vor allem die Aufgabe, den Gang der Uhr zu v-ergleichmäßigen.
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Uhrwerke mit nicht selbst anlaufendem Synchronmotor haben die Eigenschaft,
daß das Uhrwerk, sofern nicht besondere Hilfsmaßnahmen getroffen werden, stehenbleibt,
sobald der Strom auch nur kurze Zeit aussetzt, und dann auch nicht mehr nach Wiedereinsetzen
des Stromes von sich aus anlaufen. Es ist bei Uhrwerken mit nicht selbst anlaufendem
Synchronmotor, und speziell auch bei solchen Uhrwerken mit konischem Pendel, schon
vorgeschlagen worden, beim Aussetzen des Stromes besondere Zusatzeinrichtungen,
beispielsweise in Form eines zusätzlichen mechanischen oder elektrischen Uhrwerkes,
einzuschalten, die in der Strompause die Bewegung der Uhr aufrechterhalten, so daß
der Synchronmotor nicht außer Tritt fallen kann, und bei Wiedereinsetzen des Stromes
von diesem von neuem angetrieben wird, während gleichzeitig der zusätzliche Antrieb
wieder abgeschaltet wird. Eine solche zusätzliche Antriebsvorrichtung macht aber
das Gesamtuhrwerk teuer.
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Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das konische
Pendel als Gangreserve auszunutzen, die wenigstens bei kurzzeitigen Stromunterbrechungen,
welche die bei weitem häufigsten Stromunterbrechungen
sind, den
Synchronmotor und das Uhrwerk mit einer der Synchrongeschwindigkeit nahekommenden
Geschwindigkeit in Gang hält, so daß der Synchronmotor beim Wiedereinsetzen des
Stromes .erneut angetrieben wird. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß zwischen
dem radialen Arm, , dessen radiale Führung für das untere Ende des konischen Pendels
eine wesentliche Änderung des Spitzenwinkels des von dem Pendel beschriebenen Tiegels
zuläßt, und dem umlaufenden Rotor des Synchronmotors eine Reibungskupplung eingeschaltet.
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Diese Reibungskupplung ist derart ausgebildet, daß sie die Antriebswirkung
von dem konischen Pendel auf den Läufer des Synchronmotors ohne Gleiten überträgt,
wenn der Strom aussetzt, dagegen bei einer raschen Beschleunigung des Läufers infolge
Wiedereinsetzen des Stromes ein Gleiten zwischen Läufer und Pendel zuläßt.
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Diese Reibungskupplung ist notwendig, um beim Wiedereinsetzen des
Stromes den erneuten Antrieb des Läufers zu erhalten. Denn auch in der kurzzeitigen
Strompause ist eine geringfügige Verlangsamung in der Drehgeschwindigkeit des Läufers
nicht zu vermeiden. Wenn der Läufer mit dem Pendel im Drehsinn starr verbunden wäre,
würde der wiedereinsetzende Strom nicht in der Lage sein, die vereinigten Massen
des Läufers und des Pendels sofort wieder auf die Synchrongeschwindigkeit zu bringen,
so daß also das Ganze stehenbliebe. Anders ist jedoch die Sachlage, wenn die für
die Erfindung kennzeichnende Reibungskupplung vorgesehen ist. Die beschleunigende
Kraft des wiedereinsetzenden Stromes reicht aus, um den sehr leichten Läufer sofort
wieder auf Synchrongeschwindigkeit zu bringen, während das Pendel wegen der Reibungskupplung
erst allmählich auf die Synchr ungeschwindigkeit zu gelangen braucht.
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Die vorstehenden Darlegungen erklären auch, warum bei den bekannten
Uhrwerken mit nicht selbst anlaufendem Synchronmotor und konischem Pendel, aber
ohne die für die Erfindung charakteristische Reibungskupplung, das koilische Pendel
nicht als Gangreserve zum 'überbrücken kurzzeitiger Stromunterbrechungen brauchbar
ist, sondern stets auch bei kurzen Stromunterbrechungen ein besonderer Hilfsmotor
eingeschaltet werden muß, um die Drehung des Synchronmotors und des Uhrwerks aufrechtzuerhalten.
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Es sei auch darauf hingewiesen, daß es schon vorgeschlagen worden
ist, auf der Läuferwelle eines Svnchronniotors ein aus einer Flüssigkeitsmasse bestehendes
Schwungrad zu lagern, das den Läufer bei kurzen Stromunterbrechungen in Tritt halten
soll. Tatsächlich ist ein solches Schwungrad hierzu nicht geeignet, da ihm die wesentliche
Eigenschaft des konischen Pendels fehlt, die Drehgeschwindigkeit des Läufers längere
Zeit annähernd konstant auf der Synchrongeschwindigkeit zu halten. Außerdem hat
ein solches. Flüssigkeitsschwungrad immer das Auftreten starker Unbalancen zur Folge,
die für den regelmäßigen Gang der Uhr schädlich sind.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
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Der nicht selbst anlaufende Synchronmotor, der zum Antrieb der Uhr
dient, umfalzt eine Spule i, die mit einem kreisförmigen Ständer 2 aus magnetischem
Metall fest verbunden ist. Der Rand des Ständers ist in bekannter `'eise gezahnt,
so dali er eine Vielzahl von Polen 3 bildet.
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Die Spule i ist zlceckm-äl:?igerweise auf ihrer Oberseite durch eine
Scheibe .4 abgedeckt, die ebenfalls aus magnetischem -Metall besteht und den Durchgang
des magnetischen Flusses begünstigt. Ferner gehört zu dem Synchronmotor ein Läufer
5, der von einer Art Scheibe gebildet wird, die ebenfalls einen gezahnten Rand auf%%-°ist.
Die Scheibe 5 ist mit einer Achse 6 fest verbunden. Diese Achse treibt die Zeiger
7 der Uhr über ein Untersetzungsgetriebe an, welches 1)cispielsweise aus den Schnecken
8' und den Schnekkenrädern 8 besteht.
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-Mit dem Läufer 5 des Synchronmotors ist ein kreisendes Pendel verbunden..
Dieses Pendel besteht aus einer Stange y, die im oberen Teil des Gehäuses io der
Uhr mittels z«-eier Ringe i i aufgehängt ist. Auf der Stange befindet sich eine
-Masse 12, deren Stellung auf der Stange 9 regelbar ist. Die Länge des Pendels,
d. h. der Abstand des Schicerpunktes der Pendelmasse von dem Aufhängepunkt, ist
in* bekannter Weise derart bestimmt, da! die Schwingungsdauer des Pendels der Synchronisierungsgeschwindigkeit
des -Motor s entspricht. Die Masse des Pendels richtet sich nach der Ausschwingzeit.
~celche das Pendel haben soll. Diese Ausschwingzeit kann beispielsweise 15 Sekunden
betragen.
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Auf der Achse 6 des Läufers 5 ist unter Zwischenschaltung einer Rcibuilgsku;iplung,
die aus den Reibscheiben i j, und einer durch die -Mutter 16 spannbaren Blattfeder
15 besteht, ein radialer Arm 13 angeordnet, der mit einem radialen Schlitz 13' Versehen
ist, in welchen das untere Ende der Stange 9 des konischen Pendels hineingreift.
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Der Schlitz 13' reicht nicht ganz bis zur Drehachse, so daß das konische
Pendel auch in der Ruhelage nicht genau senkrecht steht, so daß es durch die Drehung
des Synchronmotors allmählich seinen normalen Pendelausschlag
erhält.
Das Gehäuse der Uhr ist mit mindestens einem durchsichtigen Wandungsteil17 versehen,
durch den das Pendel beobachtet werden kann.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschrieb°nen Einrichtung ist die
folgende. Solange der Synchronmotor normal läuft, wird das konische Pendel von dem
Läufer 5 mittels des Armes 13 mitgenommen, wobei das Pendel einen bestinunten Pendelausschlag
erhält. Hierbei tritt .ein Gleiten in der Reibungskupplung in der Regel nicht ein;
höchstens wenn der Aufhängepunkt i i nicht genau in der Verlängerung der Achse des
Läufers 5 liegt, dient die Reibungskupplung dazu, dem Pendel trotz der genannten
Achsenverschiebung eine gleichförmige Umfangsgeschwindigkeit zu gestatten, wobei
dann ein gewisses Gleiten in der keibungskupplung eintritt.
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Wenn dann eine zufällige Stromunterbrechung auftritt, wird der Läufer
5 durch das konische Pendel weiter angetrieben, und zwar ist das Pendel in dem betrachteten
Ausführungsbeispiel in der Lage, dem Läufer 5 :etwa während i 5 Sekunden eine Drehung
zu erteilen, deren Geschwindigkeit annähernd gleich der Synchronisierungsgeschwindigkeit
des Synchronmotors ist. Die Reibungskupplung ist hierbei genügend stark angezogen,
um die Antriebswirkung des Pendels auf den Läufer ohne jeden Verlust zu übertragen.
Wenn dann die Stromunterbrechung vor Ablauf von 15 Sekunden wieder aufhört, so bringt
der wiedereinsetzende Strom den Läufer 5, der nur eine sehr geringe blasse hat,
sofort wieder auf die Synchrönisierungsgeschwindigkeit, so daß der Antrieb des Läufers
5 keine Unterbrechung erleidet. Das einen wesentlich größeren Trägheitswiderstand
besitzende Pendel wird dagegen erst allmählich auf die genaue Symchronisierungsgeschwindigkeit
gebracht, so daß einige Sekunden lang ein Gleiten in der Reibungskupplung zwischen
dem Läufer 5 und dem Pendel auftritt.
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Wenn die Stromunterbrechung länger als Sekunden dauert, ist die Gangreserve,
die durch das konische Pendel dargestellt wird, vor Wiedereinsetzen des Stromes
aufgezehrt, und das Uhrwerk bleibt stehen. Da jedoch Stromunterbrechungen, die länger
als 15 Sekunden andauern, sehr selten sind, genügt die durch das Pendel gebildete
Gangreserve praktisch vollkommen, um nicht nur den gleichmäßigen, sondern auch den
ununterbrochenen Gang der Uhr zu sichern.
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Unter Umständen könnte man mit der Uhr gemäß der Erfindung in dem
Falle, daß man auch noch längere Stromunterbrechungen überbrücken will, einen bekannten
zusätzlichen Mechanismus verbinden, der die Uhr in Gang hält, wenn die Dauer der
Stromunterbrechung den beispielsweise genannten Wert von 15 Sekunden überschreitet,
und der von dem konischen Pendel ausgelöst wird, wenn dieses am Ende seiner Dämpfungsbew
egung in seine neutrale Stellung gelangt.