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Elektrisches Uhrwerk Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Uhrwerksteilen
mit unmittelbarer Aufrechterhaltung der Bewegung, insbesondere an ihren elektrischen
Stromkreisen mit periodischer Unterbrechung.
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Man hat in der Uhrmacherei bereits Vorrichtungen ausgeführt, bei welchen
ein mit der Unruhe starr verbundener Anker in dem Feld eines Elektromagneten eine
hin und her gehende Bewegung unter dem Einfluß von Impulsen ausführt, welche durch
die Wicklung dieses Elektromagneten periodisch durchfließende Ströme erzeugt werden.
Die Funken, welche hauptsächlich von den bei der Unterbrechung des Elektromagneten
auftretenden Extraströmen herrühren, zerstören jedoch unvermeidlich die Kontakte
zur Unterbrechung und Schließung. Man stößt praktisch auf große Schwierigkeiten,
um sichere Kontakte mit langer Lebensdauer herzustellen. Außerdem können der Remanenzmagnetismus
und die Hysterese, welche selbst bei den besten Eisensorten vorhanden sind, bei
gewissen Präzisionsapparaten Fehler hervorrufen.
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Man benutzt häufig Elektromagnete, die einem durch einen Anker aus
Weicheisen gebildeten beweglichen Teil zugeordnet sind. Der feste Teil besteht aus
bewickeltem Weicheisen. Die prinzipielle Arbeitsweise erfordert eine Veränderung
des Flusses in dem Eisen; und die in dem Eisen aufgespeicherte Energie wird in Funken
aufgezehrt.
1ian kann die Funken teilweise durch Widerstände, kurzgeschlossene
Windungen, Kapazitäten usw. aufnehmen lassen, doch geschieht dies stets auf Kosten
der von der Stromquelle gelieferten verbrauchten Energie. Da der Verbrauch nicht
vernachlässigbar ist, erfordert die Verwendung derartiger Vorrichtungen Stromquellen
mit großer Ergiebigkeit, deren Gebrauch in gewissen Fällen, wo geringes Gewicht
erforderlich ist, ausgeschlossen ist.
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Man hat auch daran gedacht, mit Hilfe eines .Magneten oder eines Elektromagneten
ein starkes festes Feld herzustellen, in dessen Innern sich eine Wicklung verstellt.
Dies ist das Prinzip aller Gleichstromgalvanometer. Das feste Feld wird nicht unterbrochen,
und die Selbstinduktion besteht nur aus der des Rahmens; welche sehr klein ist,
wenn kein Eisen im Innern vorhanden ist. Bei den üblichen Weicheisenkernen ist eine
kleine Selbstinduktion und eine kleine Flußschwankung im Innern des Rahmens vorhanden,
wenn man den Strom ein- oder ausschaltet. Es entsteht somit ein kleiner Funke.'
Um diesen verschiedenen erwähnten Nachteilen abzuhelfen, hat die Erfindung einen
elektrischen Uhrwerksteil zum Hauptgegenstand, bei welchem die Selbstinduktionsenergie
des Kerns und infolgedessen die von ihr herrührenden Funken der Extraströme vermieden
sind.
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Gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfindung stehen die das Feld
erzeugenden magnetischen Teile fest, so daß jede Richfwirkung des Erdfeldes vermieden
wird.
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Zur Erzielung dieser Ergebnisse stellt man einen magnetischen Kreis
mit geringem Luftspalt her, welcher einen besonderen Kern umfaßt, der so gewählt
ist, daß er keine Selbstinduktion hervorruft und von' einer beweglichen Spule umgeben
wird, wobei alle magnetischen Teile feststehen. Der magnetische Kreis ist so beschaffen,
daß der ihn durchsetzende Fluß praktisch keinerlei Schwankung erfährt, wenn die
Spule von einem Strom durchflossen wird, oder wenn der Strom 'unterbrochen wird.
Anders äusgedrückt, die Amperewindungen dieser Rahmenwicklung unterliegen der kräftigen
Antriebswirkung des Feldes des magnetischen Kreises, ohne jedoch dieses Feld in
merklicher Weise -zu verändern.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Unterdrückung jeder
Störeinwirkung auf den beweglichen Teil für eine beliebige Amplitude seiner Bewegung
durch remanenten Magnetismus, Hysterese, Wirbelströme usw: Da das Feld durch feste
Teile gebildet wird, können diese ziemlich umfangreich sein., so daß man ein sehr
kräftiges Feld und einen geringen Verbrauch in der Wicklung erhält, was die Verwendung
von Stromquellen geringer Leistung, z. B. von Trockenelementen, gestattet.
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Gemäß einer Ausführungsform umfaßt der elektrische Stromkreis mit
periodischer Unterbrechung eine Wicklung aus Kupferdraht, welche sich unter der
Einwirkung von durch einen sie periodisch durchfließenden Strom hervorgerufenen
Impulsen in einem magnetischen Kreis mit einem starkün Magnetfeld bewegt, _ welcher
einen oder mehrere Dauermagnete aufweist, welche mit einem Kern zusammen arbeiten,
der durch einen oder mehrere Dauermagnete oder durch einen oder mehrere Teile aus
einem speziellen Eisen, welches für das Magnetfeld dieser Magnete vollständig gesättigt
ist, gebildet wird. Man macht so praktisch den Funken zu Null, da der die Wicklung
schneidende Fluß sich fast nicht ändert. Wenn man nämlich einen magnetischen Kreis
und einen für das Feld des Magneten gesättigten Kern anwendet, so wirkt dieser Kern
nicht mehr wie ein weiches Eisen, und die Wicklung verhält sich hinsichtlich des
Funkens, als ob sie in der Luft wäre und kein Eisen enthielte. Man unterbricht dann
einen Widerstand, da die Zeitkonstante L/R fast Null ist. Hinsichtlich des festen
Feldes gestattet jedoch der an der Schwelle der Sättigung arbeitende Kern, ein Feld
in dem Luftspalt zu erhalten, welches fast so kräftig wie bei einem Kern aus Weicheisen
ist.
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Wenn man einen Stromkreis ganz aus Magneten bildet, verhält sich das
sehr harte Spezialeisen des Magneten ebenso gegenüber der Wicklung, als wenn diese
keinen Magnetkreis enthielte. Die Kraftlinien der Wicklung vergrößern das von ihnen
durchdrungene feste Feld nicht merklich. :Ulan hat z. B. iooo Gauß im Luftspalt
hei unterbrochener Spule und i Gauß mehr, wenn die Spule stromdurchflossen ist,
während bei einem Weicheisenkern die Veränderung viel beträchtlicher wäre.
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Die Vorrichtung kann einen oder mehrere Dauermagnete, einen aus einem
Dauermagneten bestehenden Kern oder einen Kern aus einem zu der Achse der Unruhe
zentrisch angeordneten gesättigten Eisen und eine Wicklung aufweisen, welche dieser
Unruhe zugeordnet ist und um deren Achse in dem Luftspalt dieser Magnete schwenken
kann. Die Erhaltung eines Drehmoments durch eine Wicklung und einen Magneten, von
denen der eine oder der andere Bestandteil beweglich ist, ist bereits an sich bekannt,
es handelt sich jedoch um Magnete mit offenem Kreis, deren Kraftlinien sich in der
Luft schließen. Im vorliegenden Fall ist dieses Mittel auf Drehschwingungen großer
Amplitude einer Wicklung aus Kupferdraht angewandt, welche sich in einem Magnetkreis
mit starkem Magnetfeld und und kleinem Luftspalt befindet, so daß die Wicklung große
Drehmomente durch sehr geringe Ströme erfährt. Diese Anordnung unterscheidet sich
von den üblichen Anordnungen von Drehspulgalvanometern mit Weicheisenkern dadurch,
daß die Selbstinduktionswirkung des Weicheisenkerns unterdrückt wird, welcher mit
dem Rahmen eine zwar kleine Selbstinduktion bilden würde, welche jedoch im Laufe
der Zeit schlechte Kontakte hervorrufen kann.
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Die Wicklung oder Drehspule im Luftspalt des Dauermagneten kann durch
eine geringe Zahl von Windungen oder einen sehr dünnen Draht gebildet werden, da
der sie durchfließende Strom sehr schwach ist.
:\lan hat zwar für
Uhrcii finit Unruhe bereits eine bewellche Spule in dein festen Feld eines Magneten
angeordnet, der Kreis des Magneten ist jedoch offen, und die Kraftlinien schließen
sich durch die Luft.
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Die Spule dreht sich nicht um eine Achse, sie ist schwer und sperrig
und kann nur für eine Pendeluhr benutzt werden. Die elektrische Uhr gemäß der Erfindung
ist ein besonderes ballistisches Galvanoineter,welches durch Unterdrückung der Kontaktfunken
für die Uhrmacherei brauchbar gemacht wurde.
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Die Lage der das Feld erzeugenden Teile, nämlich Magnet und Kern,
kann vertauscht werden, so daß der Magnet im Innern der Spule angebracht wird, während
Rückschlußplatten für das Feld außerhalb der Spule vorgesehen sind.
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Die Uhr kann ferner eine Vorrichtung zur Regelung der Amplitude der
Schwingungen der Unruhe durch Einwirkung auf die in dem elektrischen Kreis mit periodischer
Unterbrechung vorhandene Potentialdifferenz aufweisen, wobei diese Vorrichtung einen
in diesen Stromkreis eingeschalteten Regelwiderstand enthält, dessen bewegliches
Organ von der Außenseite der Uhr aus betätigt wird, wohei ein Schauschlitz dazu
dient, die Amplitude der Schwingungen in Abhängigkeit von der Regelung dieses Widerstaides
durch Augenschein zu bestiminen.
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Die nachstehende Beschreibung, welche auf die, nur als nicht einschränkende
Beispiele gegebenen Zeichnungen Bezug nimmt, wird unmittelbar gestatten, die Eigenheiten
der Erfindung und die Arbeitsweise der erfindungsgemäß hergestellten Uhren zu verstehen.
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Fig. i stellt schematisch die Unruhe einer elektrischen Uhr gemäß
der Erfindung dar, bei welcher die innerhalb und außerhalb des Rahmens liegenden
Teile getrennten Organen angehören; Fig. 2 und 3 zeigen schaubildlich bzw. im Schnitt
eine Abwandlung der auf Fig. i dargestellten Unruhe einer elektrischen Uhr; Fig.
4, 5 und 6 zeigen weitere Abwandlungen; Fig.7 bis 10 zeigen schematisch verschiedene
Ausführungsformen einer Unruhe gemäß der Erfindung für elektrische Uhren, bei welchen
die innerhalb und außerhalb des Rahmens liegenden Teile dem gleichen Organ angehören;
Fig. i i bis 14 zeigen schematisch verschiedene .lusfülirtingsformen von Stromkreisen,
um der Unruhe je Schwingungsperiode zwei entgegengesetzte Impulse zti erteilen;
Fig. 15, 16 und 17 zeigen schematisch Ausführungsformen elektrischer Stromkreise,
um der Unruhe je Schwingungsperiode einen Impuls in nur einer Richtung zu erteilen;
Fig. 18 ist eine Schnittansicht eines zusammengesetzten Magneten; Fig. i9 und 20
zeigen in Seitenansicht und teilweise im Schnitt bzw. im Grundriß eine elektrische
Uhr gemäß der Erfindung, deren Schwingungen durch zwei Impulse entgegengesetzer
Richtung gesteuert werden; Fig.21 zeigt in Seitenansicht und in axialem Schnitt
eine Abwandlung der in Fig. i9 und 20 dargestellten elektrischen Uhr mit unmittelbarer
Aufrechterhaltung der Bewegung; Fig. 22 ist eine Seitenansicht längs der Linie XXII-X;XII
der Fig. 21; Fig. 23 ist eine Ansicht von unten der Fig. 21 gemäß der Linie XX=III-XXIII;
Fig.24 zeigt schematisch den Speisestromkreis der auf Fig. 21 dargestellten Uhr;
Fig. 25 zeigt in Seitenansicht und Axialschnitt das Gestell des beweglichen Rahmens
der in Fig. 21 dargestellten Uhr; Fig. 26 ist ein Grundriß des in Fig.25 dargestellten
Gestells des beweglichen Rahmens Fig. 27 ist eine Hinteransicht der in Fig. 21 dargestelltenund
in einemGehäuseuntergebrachten Uhr; Fig. 28 ist eine der Fig. 27 entsprechende Vorderansicht;
Fig. 29 zeigt schematisch die Ausführung einer Unruhe, bei welcher der magnetische
Kreis unter Umkehrung der Pole doppelt ausgebildet ist, um den Stromkreis mit einem
Strom gleicher Polarität speisen zu können; Fig.3o bis 36 zeigen Abwandlungen der
in Fig. 29 dargestellten Unruhe.
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Die verschiedenen dargestellten Ausführungsformen beziehen sich auf
Verbesserungen für die unmittelbare Aufrechterhaltung der Bewegung von Stutzuhren
und elektrischen Uhren durch eine Gleichstromquelle, insbesondere von Stutzuhren
und Uhren mit einem Uhrwerk mit einer Spiralunruhe. Zur Verkürzung der Beschreibung
dieser Ausführungsformen sind die Figuren unter Auslassung der baulichen Einzelheiten
zur Übertragung der Bewegung auf die Zeiger durch die Unruhe, welche bereits an
sich bekannt sind, auf diewesentlichenTeile beschränkt.
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Ganz allgemein und zur Ermöglichung der Anwendung des Prinzips der
Erfindung besteht die elektrische Uhr gemäß der Erfindung in ihrem Hauptteil aus
einem bewickelten, drehbaren Rahmen; der sich in einem magnetischen Feld. befindet,
welches durch einen Dauermagneten mit kleinem Luftspalt geschaffen wird, dessen
fester Kern entweder durch einen Dauermagneten oder durch ein für das Magnetfeld
des Magneten gesättigtes Eisenstück gebildet wird. Der bewegliche Rahmen mit dem
Trägheitsmoment I ist dem Rückführmoment C einer Spiralfeder unterworfen, so daß
die Periode der Schwinfzunzen
einem bestimmten Wert entspricht. Die Anordnung ähnelt stark einem ballistischen
Galvanometer, von dem sie sich jedoch durch die Art des Kerns unterscheidet: Der
Rahmen wird durch eine oder mehrere Gewichtsmassen beschwert, die so angeordnet
sind, daß man bei geringstem Gewicht ein größtes Trägheitsmoment erhält. Diese Beschwerungsmasse
wird vorzugsweise durch eine flache Metallscheibe, die zur Vermeidung der Dämpfung
außerhalb des
Magnetfeldes angeordnet ist; oder durch eine nichtmetallische
Scheibe gebildet. .
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Die übliche Spiralfeder dient zur Stromzuführung, während die andere
Stromzuführung durch Körperschluß erfolgt. Zur Vornahme dieser zweiten Zuführung
ordnet man besser eine zweite Spiralfeder an, welche die erste ergänzen kann, oder
eine spiralig aufgewickelte kleine Folie, die jedoch kein mechanisches Moment entwickelt.
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Der Magnet oder die Magnete besitzen eine große Koerzitivkraft und
bestehen aus einer Eisen-Nickel-Aluminium- oder einer anderen Legierung und vorzugsweise
aus zusammengebackenem Pulver, so daß man den Teilen leicht die gewünschte Form
geben kann. Im Fall der Verwendung von zusammengebackenen Pulvern kann der Magnet
b (Fig. 18) eine Bewehrung a aus einem nicht magnetischen Metall aufweisen; welche
das Stützgerippe bildet. Wenn der Magnetkreis einen Kern aus sättigbarem Eisen enthält,
verwendet man vorzugsweise eine Legierung, wie Mü ,Metall, oder die unter dem Warenzeichen
Permalloy bekannte Legierung, wobei die Sättigung erst für' das maximale Feld der
Magnete erreicht werden soll, so daß der Fluß in dem Luftspalt nicht merklich kleiner
als der ist, den man mit einem gewöhnlichen Weicheisenkern erhalten würde.
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Fig. i bis 6 stellen eine erste Klasse von Ausführungsformen von vollmagnetischen
Magnetkreisen dar, bei welchen nicht das größtmögliche Drehmoment erstrebt ist,
sondern ein wirtschaftlicher Aufbau. Die inneren und äußeren Teile des Magnetkreises
sind voneinander getrennt.
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Auf Fig. i ist der bewegliche Rahmen i der Unruhe um die Achse 2 in
dem Luftspalt eines äußeren Magneten N, S schwenkbar, dessen Pole bei 3 und 4 dargestellt
sind, während 5 der Kern ist. Es ist zu bemerken, daß, da das Antriebsmoment nur
längs eines sehr kleinen Winkels der Amplitude auftritt, nämlich im Augenblick der
Kontaktgabe in der Nullstellung, das Feld nicht gleichmäßig über den ganzen Umfang
verteilt ist, wie bei einem gewöhnlichen Galvanometer, sondern an der nützlichsten
Stelle konzentriert ist.
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Fig. 2, von der Fig. 3 ein Schnitt ist, zeigt schaubildlich eine Ausführungsform,
bei welcher zwei magnetisierte, oberhalb bzw. unterhalb des beweglichen Rahmens
i angeordnete Stäbe 6 bzw. 7 dem durch den Innenmagnet 5 geschlossenen Magnetkreis
angehören; wobei die Polaritäten der aufeinanderfolgenden Magnetstäbe 6; 5 und 7
immer das Zeichen wechseln. Die Achse 2 der Unruhe wird durch die Spurpfannen 8
und 9 gehalten und ist mit dem Rahmen i starr verbunden. Die Vorrichtung weist zwei
Spiralfedern io und i i auf, welche die Stromzufuhr zu dem Rahmen i von der Batterie
P aus bewirken, welche mit Hilfe einer Vorrichtung-4 zur Erzeugung von Impulsen
mit dem Körper verbunden ist.
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Fig. 4 zeigt eine Abwandlung, bei welcher der Kern 12 mit Ausschnitten
13 versehen ist.
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In Fig. 5 bestehen der Kern 14 und der Außenmagnet 15 aus Scheiben,
welche beiderseits einer Durchmesserlinie gemäß einem Nordpol und Südpol magnetisiert
sind.
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Fig.6 zeigt die Anpassung der in den vorhergehenden Figuren dargestellten
Vorrichtung an dem Fall einer Uhr, welche die Form eines verhältnismäßig langen
Zylinders geringen Durchmessers haben soll. Der Rahmen 16 ist um die Achse 17 in
dem Luftspalt des zylindrischen Magneten 18 mit einem zylindrischen Kern i9 schwenkbar.
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Fig.7 bis io zeigen Ausführungsformen, bei welchen die Eistrebung
des größtmöglichen Drehmoments dazu geführt hat, die innerhalb und außerhalb des
Rahmens liegenden Teile mittels einen und desselben Magneten entweder zur Hälfte
oder zur Gänze herzustellen.
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Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform verstellt sich der
um die Achse 2 bewegliche Rahmen i in dem Luftspalt von zwei Magneten 2o und 21
mit geschlossenem Magnetkreis, von denen zwei entgegengesetzte Pole im Innern des
Rahmens liegen. Die beiden anderen Pole eines jeden dieser Magneten können mit Polschuhen
22 und 23 versehen sein, deren Stellung der Gleichgewichtsstellung entspricht, in
welcher dem Rahmen i der Impuls erteilt wird. Dieser Polschuh kann in dem mittleren
Teil der Organe 20 und 21 angebracht sein, um symmetrische Impulse zu erhalten.
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In Fig. 8 liegt der um die Achse 2 schwenkbare Rahmen i in dem Luftspalt
eines einzigen Magneten 24, der durch eine doppelte Halbschraube gebildet wird,
und dessen unterer Teil 25 innerhalb des Rahmens i liegt, während sein oberer
Teil 26 außerhalb dieses Rahmens liegt. Dieser letztere Teil ist mit einem Polschuh
27 versehen.
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Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform enthält eine der Seiten
des Rahmens 28 die Drehachse 2. Der Rahmen wird von einem ringförmigen Magneten
29 durchdrungen, welcher mit dem außerhalb des Rahmens liegenden Magneten 3o den
Magnetkreis bildet, wobei dieser letztere Magnet einen Polschuh 31 trägt. Die Magnete
29 und 30 sind durch ein Verbindungsstück 32 miteinander verbunden.
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In Fig. io enthält der Rahmen 28, dessen eine Seite durch die Schwenkachse
2 verläuft, in seinem Innern einen durch einen Magneten gebildeten Kern 33, welcher
mit einem U-förmigen Magneten 34 zusammen arbeitet, dessen innerer Schenkel den
Rahmen durchdringt, während sein oberer Schenkel oberhalb dieses Rahmens liegt.
Der Kern 33 könnte auch durch ein gesättigtes Eisen gebildet werden.
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Die in Fig. 9 und io dargestellten Ausführungsformen entsprechen Anordnungen
zur Erzielung einer großen Ablenkungsamplitude.
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Die verschiedenen, in den Fig. i bis io dargestellten Ausführungsformen
eignen sich für eine Speisungsart, bei welcher der bewegliche Rahmen entweder bei
jedem Durchgang durch die Gleichgewichts- oder Nullstellung einen Impuls, bei zwei
aufeinanderfolgenden Durchgängen aber Impulse entgegengesetzter Richtung durch zwei
Ströme verschiedener Polarität erhält, oder nur bei jedem zweiten Nulldurchgang
einen Impuls, also immer
nur Impulse einer einzigen Richtung so
empfängt, daß die Schwingung der Unruhe aufrechterhalten wird. In allen diesen Fällen
ist ein einfacher magnetischer Kreis mit einem Fluß von gleichbleibender Richtung
vorhanden. Fig. i i bis 16 zeigen diesen Speisearten entsprechende und das Mittel
A zur Erzeugung von Impulsen enthaltende elektrische Schaltschema.
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Bei dem Schaltbild der Fig. i i wird der Rahmen i durch eine Stromquelle
35 mit Hilfe von zwei durch die Unruhe betätigten Kontakten 36 und 37 betätigt.
Der Widerstand 38 mit Mittelanzapfung gestattet, die Richtungsumkehr des Stromes
mit Hilfe von nur zwei Kontakten zu erhalten.
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Fig. 12 stellt ein denn Schaltbild der Fig. i i ähnliches Schaltbild
dar, bei welchem zwei in Reihe geschaltete Stromquellen 39 und 40 eine Äquipotentialanzapfung
zur Speisung des Rahmens i über die Unterbrecher 36 und 37 aufweisen, so daß jeder
Dauerverbrauch von Energie in einem Widerstand vermieden und die Stromumkehr in
dem Rahmen, welche gewöhnlich vier Kontakte erfordert, ermöglicht wird. Da jedes
Element abwechselnd arbeitet, kann es kleiner sein, so daß man das gleiche Volumen,
das gleiche Gewicht und die gleiche Dauer erhält, wie mit einem Element.
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Fig. 13 stellt eine Ausführungsform einer aus der Fig. 12 abgeleiteten
Vorrichtung mit zwei Kontakten dar. Die Unruhe 41 trägt einen Stift 42, welcher
auf Kontakte einwirkt, die aus Edelmetallplättchen 43 und 44 bestehen und durch
eine sehr dünne Isolierplatte 45 voneinander getrennt sind, welche merklich über
die Kontakte 43 und 44 vorsteht. Wenn die Unruhe sich in der Richtung des Pfeiles
f verstellt, berührt der Stift 42 die Lamelle 43. 'Die durch die Lamellen 43, 44
und 45 gebildete Anordnung biegt sich durch, um den Stift 42 vorbeizulassen. Der
Impuls wird dem Rahmen während des Kontakts dieses Stifts mit der Lamelle 43 erteilt.
Die Haltefeder 46 der Kontakte führt die Isolierlamelle 45 in die normale Stellung
zurück. Wenn der Stift 42 in entgegengesetzter Richtung zurückkehrt, wenn sich die
Unruhe entgegengesetzt dem Pfeil f bewegt, trifft er auf das leitende Plättchen
44, so claß der Rahmen einen neuen Impuls durch einen Strom umgekehrter Polarität
erhält. Die Lainellen 43 und 44 können vorzugsweise an der Isolierplatte 45 befestigt
sein, so daß sie selbsttätig durch die Haltefeder 46 in die Gleichgewichtsstellung
zurückgeführt werden.
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Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform ist der Rahmen 47
mit zwei entgegengesetzten Wicklungen versehen oder weist eine Mittelanzapfung auf,
wobei die Enden zu zwei durch eine Isolierplatte 50 getrennten Kontaktlamellen
48 und 49 führen. Bei der Bewegung des Rahmens in der Richtung des Pfeils f trifft
die Lamelle 49 auf den beweglichen Kontakt 51, der mit der Stromquelle verbunden
ist, und erzeugt so den Impuls in dem Rahmen 47, worauf die Lamellen 48 und 49 von
dem beweglichen Kontakt 51 freikommen, ohne daß wegen des Vorhandenseins der Isolierplatte
5o ein Kurzschluß auftreten kann. Wenn der Rahmen in umgekehrter Richtung zurückkommt,
erhält er. den Impuls durch das Auftreffen der Lamelle 48 auf den beweglichen Kontakt
51.
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Die in den Fig. 15, 16 und 17 dargestellten Ausführungsformen betreffen
Ausbildungsformen eines elektrischen Kreises mit einseitiger Wirkung, Bei der in
Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist der bewegliche Rahmen i mit einem Stift
52 starr verbunden, welcher bei der Bewegung im Sinne des Pfeils f die Nase 53 betätigt,
welche die Schließung des Kontakts $4 bewirkt. Der Stift 52 kommt dann von der Nase
53 frei, und wenn der Rahmen sich entgegengesetzt dem Pfeil f bewegt, nimmt dieser
Stift die Nase 53 in entgegengesetzter Richtung mit, so daß der Kontakt 54 unterbrochen
und die Kontaktlamelle 53 mit dem Anschlag 56 in Berührung gebracht wird.
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Die in Fig.16 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von
der der Fig. 15 nur dadurch, daß die Wicklung anstatt mit dem Kontakt 54° mit der
Nase 53° verbunden ist.
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. In Fig. 17 legt sich der mit leichter Reibung auf die Achse des
Kontaktes 52 aufgesetzte Teil 57 in einer Richtung gegen den Ruheanschlag
58 und in der anderen Richtung gegen den Kontakt 59, wobei sich dieser Ruheanschlag
und dieser Kontakt mit der Unruhe 6o bewegen.
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Die in Fig. i9 und 2o dargestellte Uhr weist einen Rahmen 61 auf,
der mit Kupferdraht bewickelt und mit der auf der Unruheachse 63 sitzenden Unruhe
vereinigt ist. Diese Achse ist einerseits an dem von dem Zwischenboden 67 mittels
einer festen Achse 66 getragenen Kern 65 aus gesättigtem Eisen und anderseits an
der Grundplatte 68 der Uhr schwenkbar gelagert. Die Schwingungsperiode der Unruhe
62 wird durch die Spiralfeder 64 geregelt. Das magnetische Feld des Dauermagneten
69 schließt sich über den Kern 65.
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Auf die Unruhe 62 ist eine Isolierscheibe 7o aufgepreßt, welche einen
Kontaktstift 71 trägt, an welchen ein Ende der Wicklung 61 angelötet ist, während
das andere Ende dieser Wicklung an den an der Unruhe 62 befestigten, nicht isolierten
Stift 72 angelötet ist.
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Der Stift 71 wirkt auf einen schwenkbaren Kontakt 73 ein, und zwar
mittels des an einem Ende dieses schwenkbaren Kontakts angebrachten Fingers 74.
Dieser Kontakt besitzt ferner eine durch die Spiralfeder 75 bestimmte Stellung.
Er läuft außerdem an dem dem Finger 74 entgegengesetzten Ende in einen biegsamen
Fortsatz 76 aus, der infolge der Mitnahme des Fingers 74 durch den Stift 71 bei
jeder Schwingung der Unruhe abwechselnd mit den Kontakten 77 und 78 in Berührung
kommt. Diese Kontakte sind mit einer Stromquelle 79; vorzugsweise einem Trockenelement;
verbunden, deren Mittelpunkt mit der Grundplatte 68 der Uhr verbunden ist. Man erhält
so die Umkehr des Stromimpulses bei jedem Durchgang der Unruhe durch ihre Gleichgewichtsstellung.
Hierfür ist es notwendig, die Kontakte 77 und 78 so weit wie möglich einander zu
nähern und dem Finger 74 eine beträchtliche Dicke zu geben, damit der Impulskontakt
in
dem Augenblick erfolgt, wo die Unruhe durch ihre Gleichgewichtsstellung geht.
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Die in den Fig. 21 bis 23 dargestellte Uhr besitzt einen mit
Kupferdraht bewickelten Rahmen 1o1, der auf die nachstehend beschriebene Weise mit
der Unruhe 1o2 starr verbunden ist. Dieser Rahmen und diese Unruhe werden von der
Unruhenachse 103 getragen. Diese letztere ist einerseits an einem festen,
im Innern des Rahmens 1o1 angeordneten zylindrischen Magneten io4 und anderseits
an einem Zwischenhoden 105 schwenkbar gelagert. Der zylindrische Magnet io4 wird
von einer Achse 1o6 gehalten, welche ein Zwischenstück 107 durchdringt und sich
auf eine Regelschraube 1o8 stützt. Diese Achse wird mit Hilfe einer eine Spitze
aufweisenden Schraube 1o9 festgehalten, welche in eine mit Gewinde versehene Querbohrung
des Zwischenstücks 107 eintritt. Die Achse 1o6 durchdringt den Rahmen in
einer Bohrung i i o, deren Abmessungen erheblich größer als die dieser Achse sind.
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Das magnetische Feld wird durch zwei Seitenplatten i i i und 112 und
durch das Zwischenstück 107 geschlossen, welche gleichzeitig zum Zusammenbau
des elektrischen Uhrwerks, des Zwischenhodens los und der durch Schrauben 114 an
diesen Platten befestigten Säulen 113 dienen.
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An dem Rahmen ioi ist ein Finger 115 befestigt, welcher einen isolierten
Kontaktaufnehmer bildet und bei jeder Halbschwingung der Unruhe einen als Stromumschalter
wirkenden Streifen 116 berührt. Dieser Streifen 116 wird abwechselnd mit Umschaltekontakten
117 und 118 in Berührung gebracht, welche auf einem Halter i 19 aus Isolierstoff
angebracht sind, der durch Schrauben 12o an den beiden Säulen 113 befestigt ist.
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Auf der Achse l03 sind Nocken 123 befestigt, welche zur Betätigung
des eigentlichen Uhrwerks Tiber ein Antriebsrad 124 bestimmt sind. Auf diese Achse
ist ferner ein Ring 125 aufgesetzt, der zur Befestigung eines Endes einer Spiralfeder
i26 dient, deren anderes Ende an einem Finger 127 befestigt ist, der mit einer zur
Regelung dienenden Gabel 128 starr verbunden ist: Die durch -das rein mechanische
Werk der Uhr gebildete Anordnung wird von einem Zwischenboden 129 und einer Grundplatte
130 gehalten, deren Abstand durch die Säulen 113 und 131 aufrechterhalten
wird. Das Zifferblatt 132 ist an dem Zwischenboden 129 mit Hilfe von Schrauben 133
befestigt.
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Wie in den Fig. 25 und 26 dargestellt, wird das Gestell des Rahmens
Toi (Fig. 21 bis 23) durch einen Teil aus einem leicht formbaren Isolierstoff gebildet,
z.13. aus einem Kunstharz, welches insbesondere der Klasse der Polyamide oder der
Klasse der Acetobutyrate angehört, wobei dieses Gestell zwei Rillen 134 und 135
aufweist, welche beiderseits einer Symmetrieebene dieses Gestells liegen. Die Mittelrippe
enthält eine Öffnung iio für den Durchtritt der Achse 1o6 (Fig. 22) und eine Öffnung
137 für den Durchtritt der Achse 103. Es weist außerdem eine Querrille 138 für den
Durchgang des Wicklungsdrahtes von der Rille 134 zu der Rille 13.9 auf. Dieses Gestell
besitzt einen kreisförmigen Unterteil 139 mit Löchern 140, durch welche die Schrauben
141-(Fig. 23) treten, welche zur Befestigung dieses Gestells an der Unruhe 102 dienen
und mit der Wicklung 104 verbunden sind.
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Die Speisung des elektrischen Uhrwerks erfolgt entsprechend dein Schaltbild
der Fig. 13. Die Umschaltlamelle 116 (Ui-. 23) ist jedoch nicht mittels einer Spiralfeder
an (lern Halter des Umschalters befestigt, sondern ist an einem festen Teil 142
angebracht und arbeitet einzig und allein durch Durchbiegung. Ferner ist zwischen
die Stromquellen 143 und 144 (Fig. 24) und den Körper 145 ein- Widerstand 146 eingeschaltet,
der eine Einstellung der Leistungsabgabe der Batterien 143 und 144 (Fig. 24) gestattet.
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Wie auf Fig.27 und 28 dargestellt, kann die Regelung dieses Isochronismus
durch den Knopf 147 erfolgen, welcher zur Verstellung des beweglichen Organs 148
(Fig. 24) des Widerstandes 146 dient, wobei die Veränderung der Wirkung des Widerstandes
unmittelbar auf dem Zifferblatt 132 durch einen mit einer Kennmarke 15o versehenen
Schauschlitz 149 sichtbar ist, wobei am Ende jeder Halbschwingung von der Unruhe
getragene Marken 151 mit dieserKennmarke zusammenfallenmüssen.Wie üblich kann diese
Regelung durch Einwirkung auf die Gabel 128 (Fig.21) vervollständigt werden, welche
durch einen in der 1-iinterwand der Uhr angebrachten Schlitz 152 tritt.
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Die verschiedenen, in den Fig.29 bis 36 dargestellten Ausführungsformen
sind einer Speisungsart angepaßt, bei welcher der bewegliche Rahmen bei jedem Durchgang
durch Null einen Strom gleicher Polarität empfängt, welcher einen Impuls in einer
Richtung und einen Impuls in der anderen Richtung gibt. Der TIagnetkreis ist doppelt
ausgebildet,wobei sich diePole beiderseits einer durch die Nullstellung der Spirale
gehenden neutralen Linie umkehren.
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Man kehrt somit die Magnetfelder beiderseits der Gleicbgewichtss'tellung
um, anstatt zwei Ströme verschiedener Richtung beiderseits dieser Stellung abwechseln
zu lassen. Der Rahmen erfährt zwei entgegengesetzte Drehmomente, welche sehr schnell
beiderseits der neutralen Linie auftreten. Es genügt somit, eine Bewegung in einer
Richtung anzustoßen, damit der Antriebsimpuls in derselben Richtung erfolgt und
die Bewegung aufrechterhält, vorausgesetzt, daß die Rückkehr der Unruhe frei erfolgen
kann. Der Kontakt wird so auf der mit der Gleichgewichtsstellung der Unruhe zusammenfallenden
neutralen Linie hergestellt und nach einem sehr kleinen Weg nach rechts oder links
unterbrochen. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß man einen einfachen Kontakt
und die Gesamtheit der Wicklung des Rahmens und der Spannung der Stromquelle verwenden
kann. Der einfache Kontakt wird durch zwei Organe gebildet, von denen das eine von
der Unruhe getragen wird, während das andere feststeht, wobei das eine oder das
andere dieser Organe oder alle beide nachgiebig sind. Es ist noch zu bemerken, daß
bei getrennten
Magneten mit umgekehrten Polen die Drelinioniente
kaum kleiner sind, als die mit einfachen Nlal;neten erhaltenen.
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lici der in l" i,". 29 dargestellten Anordnung ist der flache, mit
der Scliwenkaclise 2 starr verbundene ]Zahmen i in dem Luftspalt von zwei entgegengesetzten
@l agneten 8 t und 82 untergebracht, welche finit einem vierpoligen magnetisierten
Kern 83 zusammenwirken.
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Fig.3o zeigt schematisch die Anordnung von zwei sclieilietiförniigen
.Nlagneteti 84 und 85,welclie beiderseits einer Durchmesserlinie einen Nordpol und
einen Südpol aufweisen und mit einem scheibenförniigen Kein 86 zusammenarbeiten,
der durch einen vierpoligen 1\-lagneten oder eine gesättigte Eisenscheibe gebildet
wird.
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Bei-der in Fif;. 31 dargestellten Ausführungsforrn greifen die beiden
Magnete 87 und 88 mit umgekehrten Polen an den Seitenflächen des Raliniens i an.
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Fig. 32 stellt schematisch eine der Ausführungsform der Fig. 6 ähnliche
:lusfiihrung fier eine Uhr dar, welche die Form eines verhältnismäßig langen Zylinders
kleinen Durchmessers haben soll, bei welcher der Rahmen i6 um die Achse 17 in dem
Luftspalt von zwei entgegengesetzten Magneten 89 und 9o beweglich ist, welche einen
zylindrischen Kern 9i aus gesättigtem Eisen oder einem Dauerniagneten aufweisen.
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In Fig.33 umfaßt der dem beweglichen Rahinen i zugeordnete einfache
Kontakt einen sich mit dem Rahmen gegenüber den Polachsen N, S und N". ,S'
bewegenden Stift 92 und ein Plättchen 93, dessen Gelenkpunkt 94 feststeht, und welchem
eine seine lZiickkehr in die Gleichgewichtsstellung gewährleistende Feder 95 zugeordnet
ist.
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Bei der in Fig.34 dargestellten Ausführungsform ist der Rahmen 96
mittels eines Armes 98 an der Achse 97 schwenkbar befestigt. Dieser Rahmen umfaßt
zwei halbkreisförmige Magnete 99 und ioo. Der Arm 98 trägt eine Verlängerung ioia,
welche auf die mit der Stromquelle verbundene bewegliche Lamelle 1o2° einwirkt.
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Fig.35 und 36 zeigen im Schnitt bzw. schaubildlich eine der Anordnung
der Fig.32 ähnliche Anordnung, bei welcher der bewegliche Rahmen i03° in dem zwischen
zwei inneren und äußeren kreisförmigen Magneten io4° und 1o5° mit Rechteckquerschnitt
bestehenden Zwischenraum verstellbar ist.
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Die guten Eigenschaften der elektrischen Uhr gemäß der Erfindung und
ihr gutes Arbeiten beruhen darauf, daß die verschiedenen beschriebenen Anordnungen
einander ergänzen, da sie den theoretischen Bedingungen der Uhrwerke genügen, nämlich
Augenblicksimpuls in der Null-Lage und vollständige Freiheit im ganzen Schwingungsfeld
unter der Einwirkung der Federkraft und der Masse, ohne jeden anderen Einfluß. Sie
entsprechen auch den praktischen Anforderungen hinsichtlich der Lebensdauer (geringer
Verbrauch) und des Platzbedarfs der Gesamtanordnung, und auch hinsichtlich der Lebensdauer
der Kontakte, welche nicht zerstört werden können. Der Impuls ist besser als bei
einer mechanischen Uhr, bei welcher eine Reibung des Ankers auf den Hebungsflächen
auftritt und die Wirkung des Ankers noch etwas außerhalb der Null-Lage andauert.