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Gewichts- oder Federtriebwerk mit zwei gleichzeitig angetriebenen
Hemmreglern Die im Hauptpatent beschriebene Zeitregelvorrichtung bedient sich zur
-Hemmung des Ablaufs eines gewichts- oder federkraftgetriebenen Uhrwerks einer an
ein geregeltes Wechsel- oder Drehstromnetz angeschlosenen Synchronmaschine. Um den
Gang dieser Zeitregelvorrichtung bei Stromunterbrechungen aufrechtzuerhalten, wird
nach dem Hauptpatent die Synchronmaschine vom Uhrwerk ab- und statt ihrer ein in
der Uhrentechnik bekanntes Hemmwerk, z. B. Unruhe oder Pendel, angekuppelt, das
die zeitgeregelte Hemmung für die Dauer der Stromunterbrechung übernimmt.
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Da das mechanische Hemmwerk während des Laufs der Synchronmaschine,
und dies wird die längste Zeit beim Betrieb des Zeitreglers sein, stillsteht, kann
j enes infolge Verharzens oder Eindickens ,des Schmieröles oder aus anderen Ursachen
in der Betriebsbereitschaft behindert werden. Auch können Störungen durch,das Umkuppeln
bei Stromunterbrechung und -wivederkehr eintreten. Für den Anlauf und,das sichere
Intrittfallen der Synchronmaschine bei Stromwiederkehr muß schließlich eine besondere
Vorrichtung eingebaut sein. Um das-Verharzen des Hilfsantriebswerks zu verhüten,
findet sich bereits der Vorschlag, es dauernd mitlaufen zu lassen. Dazu ist jedoch
ein selbstanlaufender Motor notwendig, und ferner sind besondere Kupplungseinrichtungen
vorzusehen, um die beiden Antriebe, nämlich den des Synchronmotors und des Hilfsantriebswerks,
auf dasselbe Zeigerwerk wechselseitig umzuschalten, sobald der Strom ausbleibt bzw.
wieder einsetzt. Bei dieser Uhr erfolgt jedoch der Ablauf nicht durch eine Synchronhemmung,
sondern es ist lediglich der an sich mehrfach bekannte Antrieb durch einen Synchronmotor
vorhanden. Zur Umschaltung dienen Hilfsanker und ausschwenkbare Zahnräder sowie
Sperrverzahnungen, die wechsel-,veise zur Einschaltung kommen. Bei einer anderen
Uhr mit Antrieb durch einen Synchronmotor arbeiten sowohl der Motor wie auch das
Federantrvebswerk auf dieselbe Hemmung mit Pendel. Damit der Synchronmotor anlaufen
kann, ist zwischen dem Antriebsrad und der Welle, auf der das Antriebsrad sitzt,
eine Wendelfeder zwischengeschaltet, damit der Motor erst einige Umdrehungen machen
kann und das Pendel Zeit zum Anlauf findet. Auch hier
findet keine
Synchronhemmung Anwendung. Schließlich wird bei durch einen Synchronmotor betriebenen
Uhren eine Einwirkung auf den Pendelschlag durch einen schwingenden Anker zu erreichen
gesucht, der von dein Svnclironinotor in Betrieb, also in übereinstimmende Schwingungen
versetzt wird. Dainit wird der Ablauf des Uhrwerks, also die Hemmung, in gewissem
Maße beeinflußt, jedoch durch Schlagen auf das Pendel, also nicht stetig.
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Es ist bereits eine Verbindung zwischen einer als Hemmung wirkenden
Synchroninaschine gemäß dem Hauptpatent mit einer mechanischen Hemmung bekanntgeworden.
Für diese wurde ein absatzweise wirkender Flielikraftregler benutzt, der bei der
Synchrondrehzahl keine Wirkung hat und erst bei Stromausfall infolge des Anwachsens
der Drehzahl eine Hemmwirkung ausübt. Abgesehen von der ungenauen Regelung des Uhrwerkes
während des Stromausfalls hat ein solcher mechanischer Gangregler noch den -Nachteil,
daß er bei gesteigerter Frequenz, also anwachsender Drehzahl der Synchronmaschine,
in Wirkung kommt und die Synchronmaschine außer Tritt wirft. Bei den in den üblichen
Netzen vorkommenden Frequenzschwankungen hat das zur Folge, daß die Synchronuhr
der vom Kraftwerk geregelten Synchronzeit nicht genau folgt, sondern allmählich
etwas zurückbleibt.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Uhren arbeitet das in vorliegender
Erfindung behandelte Uhrwerk in Übereinstimmung mit demj enigen des Hauptpatentes
mit einer Svnchronhem.mung für den Uhrwerkablauf. Die Erfindung besteht darin, daß
der synchronelektrische Hemmregler mit dem schwingenden mechanischen Hemmregler,
der sowohl Unruhe wie auch Pendel sein kann, über ein in beiden Schwingungsrichtungen
stetig wirksames federndes, in der Abzweigung vom Triebwerk zum mechanischen Hemmregler
liegendes Zwischenglied derart verbunden ist, daß bei Stromfluß der mechanische
Hemmregler vom synchronelektrischen snchronisiert wird imd bei Ausbleiben des' Stromes
der Synchronläufer mit dem schwingenden mechanischen Hemmregler bei gleichbleiben-<ler
Geschwindigkeit stetig mitläuft. Durch diese Arbeitsweise ergeben sich verschiedene
Vorteile. Es braucht kein. selbstanlaufender Svnclironniotor verwendet zu «-erden,
`geil durch den Mitlauf seines Läufers bei aus-Weibendern Stroin infolge .des Antriebs
der Uhr durch das Hauptantriebswerk ein sofortiges Intrittfallen der Synchronhemmung
erfolgt. Dieser Vorgang findet ohne Mitwirkung irgendeiner Kupplung oder eines Schalt-"
esti in s vollständig stetig statt, weil keine Teile des Uhrwerks, gleichgültig
ob der Strom ausbleibt oder einsetzt, außer bzw. in Eingriff gebracht werden. An
ihrem Betriebszustand ändert sich demnach nichts. Gegenüber bekannten Uhren mit
zwei gleichzeitig laufenden mechanischen Reglern, von denen einer also als Aushilfe
des anderen dient, besteht der Vorteil des vom Wechselstroinnetz geregelten Uhrwerkablaufs
durch die Synchronhemmung. Dann wird die bei elektrischem Aufzug des Triebkraftspeichers
leicht mögliche Überlastung der mechanischen Hemmung von dieser ferngehalten und
durch die kräftigere Synchronmaschine aufgenominen. Das Einregeln der mechanischen
Hemmung auf den richtigen Gang ist erleichtert. da bei gleichzeitigem Lauf der Synchronmaschine
mit dein mechanischen Hemmregler etwaige Gangunterschiede sofort ausgeglichen werden.
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Die Abb. i bis 3 stellen ein solches vollständiges Uhrwerk in der
Ansicht von drei Seiten dar. Die elektrische Synchronhemmung ist auf Grund des elektrischen
Aufbaues bekannter Synchronmotoren zum Antrieb von Uhrwerken (vgl. die Patente 413o63,
-113o65 und 44 308) gebaut. Das ganze Triebwerk ist zwischen den beiden Werkplatten
i und gelagert. Der Antrieb erfolgt durch eine Triebfeder im Federgehäuse F, die
durch eine Ferrarisseheibe 4 über das übersetzungsgetriebe aufgezogen und in aufgezogenem
Zustande erhalten wird. Der Läufer ä der Synchronhemmung samt Elektromagneten E
und dessen Stromspule t sowie .dem Dauerniagnten d1 sind im Zusammenbau mit der
mechanischen Unruhehemmung nebst deren Antriebseinrichtung und den zugehörigen Räderübersetzungen
in Abb. q. und 5, zur deutlich°_-ren Darstellung vergrößert, veranschaulicht. Da
beim Antrieb des Synchronläufers g infolge dessen und des ganzen Räderwerkes Trägheit
auch der Antrieb der mechanischen Hemmung mit gleichmäßiger Umdrehungsgeschwindigkeit
vor sich geht, kann das Antriebsrad 5 für die mechanische Hemmung nicht unmittelbar
auf der Antriebswelle b (Sekundenzeigerwelle) befestigt «-erden. Dagegen wird dieses
Antriebsrad über die beiden Spiralfedern ; und 8 angetrieben, wodurch ermöglicht
wird,_daß der Antrieb des Steigrades 9 zur Unruhehemmung zia nicht gleichmäßig fortschreitend,
sondern den Schwingungen der Unruhe ist entsprechend schrittweise erfolgt. Die beiden
Spiralfedern ; und haben außerdem die Aufgabe, bei etwa auftretenden Gangunterschieden
zwischen der Synchron- und der mechanischen Hemmung ausgleichend zu wirken. Diese
Gangunterschiede können infolge von vorübergehenden Frequenzänderungen des synchronisierenden
Wechselstromes
positiv oder negativ ausfallen. Aus diesem Grunde wird die eine der Spiralfeder
rechts und die andere links gewickelt. Demnach spannt sich. je nach dem Vorzeichen
der Gangdifferenz die eine Feder, während sich die andere entspannt, und umgelehrt.
Überschreiten aber diese Gangunterschiede ein gewisses Maß und damit auch die Federspannung
der Spiralfedern 7 und 8 die zulässige Grenze, bei der die Unruhe anfängt unrichtig
zu arbeiten, so rutscht die einstellbare Reibungskupplung io, die- zwischen der
Antriebswelle b und den Spiralfedern 7 und 8 angeordnet ist.
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Der in den Abb. i bis 5 dargestellte Synchronmotor besitzt eine einfache
Einrichtung zum Synchronisieren und zur Verhütung des Pendelns. Hierzu ist der Synchronläufer
g auf der Läuferwelle i i nicht fest, sondern lose drehbar angeordnet. Seine Verbindung
geschieht nur über die Schraubenfeder iz. Diese Feder 1a hat eine ähnliche Wirkung
wie die Federn 7 und 8, indem sie eine nachgiebige Verbindung zwischen der Synchron-und
der mechanischen Hemmung schafft. Für den Erfindungsgedanken ist wesentlich, daß
über ein solches federndes Zwischenglied die Synchronisierung der mechanischen Heminung
ermöglicht wird. Gleichzeitig- wird noch der Vorteil erreicht, daß etwa mögliche
Überlastungen der mechanischen Hemmung, wie sie bei elektrisch aufgezogenem Triebkraftspeicher
durch dessen nach vollem Aufzug plötzlich ansteigendes Drehmoment möglich. sind,
von jener ferngehalten und allein durch die kräftigere Synchronmaschine aufgenommen
werden. Diese kann sich in der Drehzahl nicht ändern, da die Netzfrequenz die Drehzahl
eindeutig festlegt.
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Nach dem Aufziehen der Triebfeder läßt man das Uhrwerk bei ausgeschalteter
Stromspule t gehen und regelt zunächst die mechanische Hemmung so, daß der demzufolge
leerlaufende Synchronläufer g die richtige synchrone Drehzahl einhält. Zur dauernden
Synchronisierung wird sodann die Stromspule t an die synchronisierende und in der
Frequenz zeitlich richtig geregelte Wechselstromspannung gelegt, womit dauernd ein
absolut synchroner Lauf und auch ein richtiger Gang mit allen anderen an dasselbe
Netz angeschlossenen Synchronuhren erzielt wird. Bleibt sodann der synchronisierende
Wechselstrom, z. B. infolge einer Betriebsstörung, aus, so läuft das Uhrwerke richtiggehend
weiter, weil ja die mechanische Hemmung bei stromloser Synchronhemmung richtiggehend
einreguliert wurde.
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Da während der Dauer einer Stromunterbrechung auch die Aufzugstätigkeit
der Ferrarisscheibe ruht, so ist, wie bekannt, deren Aufzugsgeschwindigkeit so groß
gewählt, daß sie nach der Wiederkehr des Wechselstromes die Uhrtriebfeder nicht
nur nach Maßgabe des normalen Uhrwerkablaufes aufzieht, sondern auch den bei größeren
Betriebsstörungen versäumten Aufzug nachholt. Demzufolge wird bei störungsfreiem
normalem Betrieb das Uhrtriebwerk stets ganz aufgezogen und die Triebkraft desselben
um jene der Ferrarisscheibe q. erhöht werden. Dieser Umstand verursacht aber keinen
Nachteil, weil bei dessen Auftreten das Uhrwerk unter den E.influß des synchronisierenden
Stromes steht und demzufolge stets nur die Synchronhemmung im Betriebe ist, die
diesen Kraftüberschuß aufnimmt, ohne den Synchronismus im geringsten zu stören.
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An. -Stelle der bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel laut
Abb. q. und 5 gekennzeichneten mechanischen Unruhehemmung in kann selbstverständlich
auch eine der bekannten Pendelhemmungen treten und deren Steigrad von dem mit gleichmäßiger
Gesch«-indigkeit ablaufenden Uhrtriebwerk über die beiden Spiralfedern 7 und 8 schrittweise
angetrieben werden. Bei den schwingenden Unruhe- und Pendelhemmungen empfiehlt es
sich, dieselben zwecks Synchronisierung mit einer möglichst langsam laufenden Synchronmaschine
bzw. Synchronmotor zu verbinden, so daß das Übersetzungsverhältnis zwischen der
mechanischen Unruhe- bzw. Pendelhemmung und der elektrischen Synchronhemmung sowie
der zu dessen Überwindung nötige Triebkraftaufwand möglichst klein ausfällt und
an der mechanischen Hemmung nur Triebmomente von zulässiger Stärke auftreten können.
Der gleichzeitige Betrieb der beiden Hemmungen erfordert eine entsprechend kräftigere
Ausführung des Triebkraftspeichers und des Übersetzungsgetriebes.