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Mittels Synchronmotors synchronisierte Uhr Die Erfindung betrifft
eine für viele Zweck, z. B. als Zeituhr, Schaltuhr, Zeitschalter, Zeitschaltwerk
usw., verwendbare, eine Gangreserve enthaltende Uhr, die mittels eines Synchronmotors
beliebiger Art synchronisiert ist.
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Es ist bekannt, bei Uhren der vorgenannten Gattung ,die Synchronisierung
mittels eines Synchronmotors dadurch zu bewirken, da.ß auf den Gangregler mechanisch
eingewirkt wird; hinzuweisen ist beispielsweise auf die Schweizer Patentschriften
Nr. i63.6o6 und 170 505. Bekannt ist ferner im einzelnen die Abschaltung des Hilfsgangwerkes
während der normalen Betriebszeit, wobei ein periodisches Ingangsetzen zusätzlich
bewirkt werden kann, und auch die Synchronsteuerung eines mit richtiger Geschwindigkeit
laufenden Hilf sgangwerks. Die Erfindung geht einen andren und neuen Weg, um eine
sehr einfach aufgebaute, mittels eines Synchronmotors synchronisierte und eine Gangreserve
enthaltende Uhr zu schaffen, die allen Anforderungen der Praxis genügt. Sie macht
von der Eigenschaft Gebrauch, daß ein Uhrwerk, dessen Gangregler sich im Zustand
des sog. Prel,lens befindet, erheblich schneller läuft als bei nicht prellendem
Gangregler, und sie geht so vor, daß im Normalfall die Ganggeschwindigkeit gemeinsam
vorn Synchronmotor und vom Gangregler in der Weise bestimmt wird, daß dieser - im
Verlauf längerer Zeitspannen abwechselnd mit zwei verschiedenen Schwingungszahlen
arbeitet. Zu diesem Zweck wird nach der . Erfindung die Anordnung so getroffen,
.daß der mit einem Prellanschlag ausgerüstete Gangregler des Uhrwerks auf eine Eigenschwingungszahl,
die
um einen geringen Betrag unterhalb der der richtigen Zeitangabe entsprechenden Eigenschwingungszahl
liegt, eingestellt ist, und daß der die Antriebsfeder des Uhrwerks ständig in an
sich bekannter Weise spannende Synchronmotor über ein Freila.ufgetriebe und einen
Kraftspeicher den Gangregler periodisch zum kurzzeitigen Prc`1-len bringt.
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Die Wirkungsweise des Gegenstandes der Erfindung möge an Hand der
schem.atisclien Abb. i näher erläutert werden, die ein Dr ehzahlzeitdiagrarnm in
vereinfachter Darstellung ist. Die der richtigen Zeitangabe entsprechende Drehzahl
irgendeines Uhrwerkrades ist strichpunktiert gezeichnet. Ein klein wenig unter ihr
liegt die gestrichelt gezeichnete Linie der Drehzahl des betrachteten Uhrwerkrades,
die der normalen Eigenschwingungszahl des Gangreglers entspricht. Unter dem alleinigen
Einfluß seiner Antriebsfeder läuft also das Uhrwerk ein klein wenig zu langsam.
Periodisch, nämlich in den Zeitpunkten ti, t3. . ., wird nun vom Synchronmotor
der Gangregler zum Prellen gebracht, und während dieses Prellens, das jeweils nur
über die kurzen Zeitspannen t2- t1, t4 t3. . . anhält, ist die Drehzahl
des betrachteten Uhrwerkrades beträchtlich erhöht, so daß dessen Drehzahl innerhalb
hinreichend langer Zeitspannen nach der ausgezogenen Linie der Abb. i verläuft.
Durch die Wahl .der Häufigkeit des Prellens, der jeweiligen Prelldauer und der dann
bestehenden Drehzahlsteigerung hat man es in der Hand, die Einrichtung so zu treffen,
daß der einfache Drehzahlmittelwert gleich der Ordinate der strichpunktierten Parallelen
zur Abszissenachse ist. Dann ist über hinreichend lange Zeitspannen keine Mißweisung
der Uhr vorhanden, die jedoch absolut genaue Zeitangaben nur periodisch in einzelnen
Zeitpunkten macht, die von der anfänglichen Einstellung der Uhr auf absolut genaue
Zeitangabe im Einstellzeitpunkt abhängen. Die Mißweisungen zu sonstigen Zeitpunkten
lassen sich außerordentlich klein halten und sind für alle praktischen Z-,vecke
bedeutungslos,-insbesondere beispielsweise für Schaltuhren und ähnliche Geräte.
Nur bei dauernd lange allein in Anspruch genommener Gangreserve kann ein Nachstellen
in Betracht kommen. Da dieser Sonderfall die Folge des Ausfalls des Synchronmotorantriebes
ist, wird man diesen Ausfall, sofern er nicht wie gelegentliche und zunehmend seltener
werdende Netzunterbrechungen von nur sehr kurzer Dauer ist, irgendwie durch dafür
gebräuchliche Mittel, meist Sichtzeichen, kenntlich machen.
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Bei der Einstellung der Eigenschwingungszahl des Gangreglers hat man
den Gesamtfehler des Uhrwerks zu berücksichtigen. Te kleiner dieser ist, um so stärker
kann man die Eigenschwingungszahl des Gangreglers der der richtigen Zeitangabe entsprechenden
Eigenschwingungszahl annähern, und man hat die Wahl, mit seltenen Prellungen normalen
Ausmaßes oder mit häufigeren Prellungen von jeweils kleinem Ausmaß zu arbeiten.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist es, daß man mit einem normalen Weckeruhrwerk
auskommt, das erfahrungsgemäß sehr robust behandelt werden darf. Die Eigenschwingungszahl
der Unruheeines solchen Werks, das bekanntlich in sehr. großen Stückzahlen laufend
sehr gleichmäßig hergestellt wird, braucht für die Nutzbarmachung beim Gegenstand
der Erfindung nur um etwa 5 vom Tausend kleiner als die der richtigen Zeitangabe
entsprechende Eigenschwingungszahl eingestellt zu «erden. Man kommt dabei mit jeweils
nur wenige Sekunden anhaltenden Prellungsvorgängen aus, die sich regelmäßig nach
Ablauf einer größeren Anzahl von Minuten wiederholen. Die Drehzahlsteigerung während
dieser Prellungszustände kann bei derartigen Uhrwerken ohne Beeinträchtigung der
Gebrauchsdauer der Synchronuhr nach der Erfindung 5o vom Hundert und mehr 1):-tragen.
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Abb. -2 veranschaulicht schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Der Synchronmotor i i, der mit Vorteil ein einfacher und somit billiger,
nicht selbstanlaufender Synchronkleinmotor mit irgendeiner Anwurfvorrichtung sein
kann, treibt über ein Vorgelege 1:2, 13 die Welle 14 mit kohstanter Drehzahl. Auf
dieser Welle i.i sitzt ein Exzenter 15, das mit einem schwingbeweglichen Hebel 16
zusammenwirkt; ein am Hebel 16 angelenkter federbelasteter Zughaken 17 dreht absatzweise
das Sperrad 18, das durch eine Klinke i9 gegen Rückdrehung gesichert ist und das
eine Ende der Uhrwerkfeder 2o aufnimmt, die somit ständig gespannt wird. Über Räder
21, a2 und 23 wird bei gespannter Feder 2o das Steigrad 24 nach Maßgabe der
Bewegungen des Ankers 25 gdreht, auf dessen Gabel die Unruhe 26 mit ihrem Stift
27 wirkt, in dessen Bewegungsbahn das Ende einer Blatt- oder Stabfeder 28 ragt,
die vom Stift 27 während der Zeitspannen t3-t--, t5- t4... (Abb. i) nicht berührt
wird, während der Zeitspannen t.- t1, t4 ta ...
(Abb. i) jedoch als Prellanschlag
wirkt.
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An einem auf der Welle 14 festen Arm 29 ist eine Klinke
30 angelenkt, die bei strombeschicktem Synchronmotor ii ein Sperr-,d,31 in
der Richtung des eingezeichneten Pfeiles dreht und dabei den mit seinem einen Ende
an der Welle 32 des Sperrades 31 befestigten, als Schraubenfeder dargestellten Kraftspeicher
33
lädt, dessen anderes Ende an der Welle 34 des Uhrwerkrades 23 befestigt ist. Während
der Zeitspannen tg t2, t$ t4 . . .
(Abb. i) wird der Kraftspeicher 33 in dieser
Weise geladen. Dabei gelangt der Stift 27 der Unruhe 26 näher und näher an die Prellfeder
28, gegen die er in den Zeitpunkten t1, ta... (Abb. i) schlägt. In diesen Zeitpunkten
setzt das Prellen der Unruhe 26 ein, und der Kraftspeicher 33 beginnt sich zu entladen,
bis in den Zeitpunkten t2, t4... (Abb. i) das Prellen wieder aufhört und
die Welle 34, die während der Zeitspannen t241, t4 t3. . .
(Abb. i) rascher
als die Welle 32 umgelaufen ist, ihre normale Drehzahl wiedererlangt hat, die ein
klein wenig geringer als die Drehzahl der Welle 32 ist, so- daß in den Zeitpunkten
t2, t4... (Abb. i) sogleich wieder die Ladung des Kraftspeichers 33 beginnt. Bei
stillstehendem Läufer des Synchronmotors i i und gespannter Uhrwerkfeder 2o gleiten
die Zähne des Sperrades 31 unter der Klinke 30 vorbei, sobald der Kraftspeicher
33 vollständig entladen ist.
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Abb. 2 deutet an, wie von der Welle 35 des Uhrwerkrades 22 eine Scheibe
36 gedreht wird, die zur Zeitanzeige, als Träger von meist als Reiter bezeichneten
Schaltorganen einer Schaltuhr o. dgl. dienen kann.
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Da des Fassungsvermögen des Kraftspeichers 33 nur verhältnismäßig
sehr klein zu sein braucht, kann man ihm mit Vorteil die Gestalt einer Blattfeder
geben. Eine weitere Vereinfa&ung des Aufbaus ist die Anbringung der Schaltklinke
3o am Exzenter 15.