-
Elektrische Nebenuhr mit in nur einer Richtung umlaufendem Anker Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Nebenuhr mit in nur einer Richtung
umlaufendem Anker, dessen Drehbewegung von Stromstößen wechselnder Richtung gesteuert
wird.. Gegenüber einer bekannten Vorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung an
Stelle einer schwingenden, unter der Einwirkung magnetischer Abstoßung und Anziehung
infolge von Stromstößen wechselnder Richtung ist die Erfindung insbesondere dadurch
unterschieden, daß die beim Bekannten unsymmetrische Ausgestaltung des Ankers, der
dort durch ein Rad mit unsymmetrischen Zähnen gebildet ist, vermieden und die für
die Drehbewegung erforderliche Unsymmetrie der magnetischen Flußverteilung durch
eine Unsymmetrie des Ständers bewirkt ist. Gemäß der Erfindung ist dieses dadurch
erreicht worden, daß eine in ihrer Ebene von Induktionslinien durchsetzte Kreisscheibe
aus Magnetstahl hoher Güte durch einen aus unsymmetrisch, z. B.
exzentrisch
ausgebildeten bzw. angeordneten Ständerpolen austretenden magnetischen Fluß in Umlauf
gesetzt wird. Durch die Erfindung ist es nicht nur gelungen, eine äußerst raumgedrängte
Anordnung für ein derartiges Nebenuhrwerk zu finden, um flache Nebenuhren mit kleinem
Durchmesser bauen zu können, sondern auch betriebstechnische Vorteile in bezug auf
die Ausgeglichenheit des Ganges unabhängig von der Lage oder Stellung der Uhr sowie
eine erhebliche Vereinfachung in der Herstellung des Ankers selbst sowie überhaupt
des gesamten Antriebes zu erzielen.
-
Die Erfahrung mit derartigen Nebenuhren hat gezeigt, daß sie zuverlässig
und geräuschlos mit Hilfe schwacher Stromgebungen von kurzer Dauer arbeiten. Dieses
Ergebnis ist hauptsächlich der Tatsache zuzuschreiben, daß das Trägheitsmoment des
Ankers verhältnismäßig sehr klein gehalten werden kann, besonders bei der Verwendung
von !\ iclcel-Aluminium-Stahl, obwohl der 1Iagnetfluß und die Koerzitivkraft sehr
hoch sind und einen besonders guten Wirkungsgrad ergeben. Anderseits weist der Anker
infolge seiner Ringform ausgedehnte polarisierte Zonen längs verhältnismäßig großer
Bögen auf, die die Polenden des Stators umfassen, so daß die Reluktanz- bzw. Widerstandsänderungen
im Verhältnis zum Winkel nur gering sind, was bei dem Anker der eingangs erwähnten
bekannten Vorrichtung nicht der Fall ist, da die Zahnung des Ankers mit einer erheblichen
Ungleichmäßigkeit des Luftspaltes naturnotwendig verknüpft ist. Unter diesen Bedingungen
werden die Magnetbewegungen bereits mit Hilfe eines recht schwachen Stroms erzielt,
so daß der Energieverbrauch zum Betrieb der Uhr äußerst gering ist.
-
Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene unsymmetrische Anordnung der
Polschuhe des Ständers, wodurch die hintereinanderfolgenden Bewegungen in der ständig
gleichen Richtung begünstigt werden, kann durch verschiedene Mittel erreicht werden.
Man kann Luftspalte von konstanter Höhe vorsehen und lediglich die Pole so abnehmen,
daß die Luftspaltflächen entsprechend der Winkelbewegung sich ändern. Das gleiche
Ergebnis kann durch exzentrische Ausbildung der festen Polschuhe erreicht werden,
da dadurch die Luftspaltstärke sich ändert. Die magnetischen Widerstandsänderungen
können dabei in gleichmäßiger oder in stufenartig ungleichmäßiger Weise erfolgen.
-
Zwei Ausführungsbeispiele für Nebenuhren gemäß der Erfindung sind
in der auch noch weitere Merkmale der Erfindung enthaltenden Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigen Fig. i bis 3. ein kleines Nebenuhrwerk, das mit alle 30 Sekunden
umgekehrten Stromstößen arbeitet, Fig. q. und 5 eine Nebenuhr ähnlichen Aufbaues
für größere Leistung.
-
Die Fig. i bis 3 zeigen in etwa natürlicher Größe eine kleine elektrische
Nebenuhr sehr einfacher Konstruktion, die zum Antrieb von ausgeglichenen Zeigern
auf geschützten Zifferblättern bis zu 1/z m Durchmesser geeignet ist. Der Antriebsmagnet
ist sehr leicht gehalten. Gute Resultate sind insbesondere mit einem kleinen Magneten
erzielt worden, dessen Durchmesser geringer als 15 mm und dessen Breite geringer
als 5 mm ist. Dieser Magnet kann auf einer Achse mit sehr feinem Zapfenlager sitzen,
so daß die Bewegungen des :Magneten schon mit Hilfe ganz geringer Anziehungskräfte
erreicht werden. Die Abnutzung ist praktisch gleich Null, womit die üblichen hauptsächlichen
Störungsquellen bei Nebenuhren vermieden sind, da es weder beweglicher Verbindungen
noch Klinken oder stoßweise arbeitender Anker bedarf. Eine kleine, lose auf der
Achse gelagerte Schwungscheibe V genügt zur Dämpfung der Schwingungen innerhalb
i Sekunde. Zu bemerken ist, daß die Schwungscheibe infolge der Trägheitswirkung
unter Schlupf von der Achse O mitgenommen wird, also erst nach Beginn der Bewegung
des Ankers A arbeitet. Demzufolge hat sie keinen schädlichen Einfluß auf die Empfindlichkeit
des Nebenuhrantriebes, im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Reibungsdämpfer. Auch
ist damit jedes Geräusch vermieden, und die Vorrichtung arbeitet völlig lautlos.
-
Die Polstücke werden mit Hilfe von reinen, vorzugsweise ausgeglühten
Eisenblechen hergestellt, die in Blöcken ausgeschnitten und übereinandergelagert
sind (vgl. Fig. a). Die Stücke a und 3 bestehen aus Eisen, die Stücke .I und 5 aus
Messing. Bestimmte Polplatten sind an ihren Enden abgenommen, um eine stufenartige
Änderung des magnetischen Widerstandes zu erhalten und somit den gleichen Zweck
zu erfüllen wie schräg abgesetzte Polschuhe. Infolge dieser Ausbildung der Polschuhe
stellt sich der Magnet auf eine derartige Lage ein, daß die Il'-S-Linie schief liegt
(Fig. i), was das Anlassen der Magnetbewegung begünstigt. Die Arbeitsweise dieser
Vorrichtung ist die folgende: In dieser Stellung, die dem kleinsten magnetischen
Widerstand des Magnetkreises entspricht, befindet sich der Nordpol von A in unmittelbarer
Nähe von P3. Ist die Stromgebung derart, daß die Pole P3 und P4 südmagnetisiert
werden, so dreht sich der Magnet in Richtung des Pfeils f um eine halbe Umdrehung.
Eine weitere halbe Umdrehung wird erreicht durch eine umgekehrte Stromstoßgebung
usf.
Die Achse 6 des großen Zeigers wird durch die Achse des Magneten unter Vermittlung
von untersetzten Rädern angetrieben (im Verhältnis von i :6o), wenn die umgekehrten
Stromstöße alle 1/2 Minute erfolgen. Die Zeitberichtigung kann durch eine waagerechte
Antriebsachse 7 gewährleistet werden, die an der Seite des Uhrwerks angeordnet ist
(Fig. i). Es ist nicht notwendig, die Zeiger unter Reibung auf ihren Achsen zu befestigen.
Das ganze Werk kann in einem Gehäuse gelagert werden, dessen Durchmesser weniger
als 7o mm und dessen Breite, hinter dem Zifferblatt, weniger als 25 mm beträgt.
Stromstöße von unter o,oo5 Watt genügen zum Antrieb von Wanduhren und auch gewölbten
Zifferblattuhren (Ochsenaugen) bis zu o,¢o m Zifferblattdurchmesser. Der Antrieb
erfolgt geräuschlos und mit Hilfe von Hauptuhren üblicher Art mit alle 1/2 Minute
erfolgender Umkehrstromstoßgebung. Es ist fernerhin auf diese Weise möglich, sehr
flache Werke zu schaffen, was eine Vereinfachung in der Herstellung von Uhrengehäusen
ergibt. Hieraus ergibt sich wieder die Möglichkeit, Nebenuhren zu schaffen, die
sehr wenig von der Wand abstehen, so daß diese zur Aufnahme des Werks nicht ausgehöhlt
zu werden braucht.
-
Die Fig. q. und 5 zeigen Antriebsorgane für Nebenuhren ähnlich wie
die vorbeschriebenen, aber zum Antrieb von Uhren mit großen Außenzifferblättern,
wie z. B, öffentliche Uhren, Außenuhren an Gebäuden usw. Die allgemeine Anordnung
ist die gleiche wie bei dem Werk nach Fig. i, indessen ist der Magnet größer, und
die Erregung des Ständers wird mit Hilfe zweier Spulen Bi und B2 erzielt, die zwischen
den Platinen 8 und des Zeigerwerks angeordnet sind.
-
Mit Hilfe eines beschränkten Werkzeugbestandes und ohne Änderung der
wesentlichen Teile können Uhrwerke von kleinerer oder größerer Leistung geschaffen
werden, j e nachdem ein Magnet A kleinerer oder größerer Stärke verwendet wird und
indem die Zahl der übereinandergelagerten Polplatten sowie die Drahtstärke der Erregerspulen
geändert wird.
-
Soll der Antrieb von Zeigern gewährleistet werden, die anomalen Beanspruchungen
ausgesetzt sind, z. B. durch Regen, Wind und Schnee, so ist es notwendig, die Kraft
zu erhöhen, die die Zeiger zwischen den Stromimpulsen in ihrer Stellung hält. Dies
kann dadurch leicht erzielt werden, daß die Polschuhe teilweise ausgenommen bzw.
abgeschnitten sind, derart, daß die Stellung des Magneten A einem verhältnismäßig
niedrigen Minimum von magnetischem Widerstand des Magnetkreises entspricht. Der
diesen Bedingungen unterworfene Magnet wird energisch in diese Stellung zurückgeholt,
und es muß demzufolge eine verhältnismäßig große Kraft aufgewendet werden, um die
Zeiger durch eine anomale Beanspruchung zu drehen, um so mehr, als die Achse des
Magneten A mit der Achse 6 des großen Zeigers durch ein Untersetzungsräderwerk verbunden
ist. Für sehr große Uhren (Kirchen-, Turmuhren usw.) kann man die Stromstoßfrequenz
sowie das Untersetzungsverhältnis ändern, oder man kann selbsthemmendeRäderwerke
(Schneckenradgetriebe) verwenden.