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Elektrische Präzisionsuhr Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine elektrische Präzisionsuhr höchster Genauigkeit zu schaffen, bei der das die
Zeiger antreibende Räderwerk schrittweise durch ein elektromagnetisches Schaltwerk
betätigt wird, das gesteuert ist durch ein als Gangregler dienendes Pendel. Hierbei
kommt es darauf an, dem schwingenden Pendel im geeigneten Zeitpunkt einen seine
natürliche Dämpfung ausgleichenden Impuls zu erteilen, der gewährleistet, daß die
Schwingungsweite des Pendels exakt konstant bleibt. Dies kann in besonders geeigneter
Weise mittels eines Gewichtshebels geschehen, der bei jedem das Uhrwerk betätigenden
Schaltschritt elektrisch um einen gewissen Betrag mitangehoben wird, was diesem
Hebel eine bestimmte zusätzliche potentielle Energie verleiht, die er dann bei seiner
Abwärtsbewegung in Zusammenarbeit mit dem Pendel zum Ausgleich seiner Dämpfung als
kinetische Energie an dieses abgibt.
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Auf diesem Prinzip beruhende elektrische Uhren sind an sich schon
bekannt. Es hat sich auch gezeigt, daß sie sich zu einer ganz ungewöhnlich großen
Ganggenauigkeit entwickeln lassen. Störend wirkt sich bei diesen Uhren lediglich
oft aus, daß das elektrische Schaltwerk gewisse Erschütterungsstöße verursacht,
die sich auf die ganze Uhr übertragen und die Gleichmäßigkeit des Pendelganges beeinträchtigen
können. Der Behebung dieses Nachteils dient die Erfindung. Sie besteht erfindungsgemäß
darin, daß das Uhrpendel dem es antreibenden Schaltwerk der Uhr gegenüber in einer
eine mechanische Schwingungsübertragung auf das Pendel bzw. auf die Pendellagerung
unterbindenden Weise gelagert ist.
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Ausführen läßt sich eine solche Lagerung an sich in verschiedener
Weise. Bevorzugt geeignet . hierfür ist eine Anordnung, bei der das Pendel auf einer
Platine gelagert ist, die mit der Uhr im übrigen so verbunden wird, daß diese Verbindung
auf sie treffende mechanische Schwingungen abfängt und absorbiert. Hierbei läßt
sich diese besondere Lagerungsplatine für das Pendel auch als
massive
Grundplatte ausbilden, die ihrerseits zum Aufhängen der Uhr dient und auf der dann
das übrige Uhrwerk seinerseits mit Tragbolzen aufgesetzt ist, die z. B. in Gummipuffern
lagern. Hiermit ist unter Erreichung eines äußerst einfachen, zweckmäßigen mechanischen
Aufbaues erzielt, daß die im Uhrwerk stattfindenden elektrischen Schaltstöße die
jetzt auch die Pendellagerung tragende Grundplatte der Uhr nicht mehr erreichen
und erschüttern können. Diese Schaltstöße können daher auf den Gang des Pendels
keinerlei nachteiligen Einfluß mehr ausüben, und seine Schwingungen bleiben ideal
gleichmäßig und ungestört. Da keine zwangsläufige mechanische Verbindung zwischen
dem Pendel und dem übrigen Antriebsteil der Uhr erforderlich ist, läßt sich zwischen
diesen Teilen ohne weiteres eine solche elastische Verbindung verwenden, die die
Weiterleitung schädlicher mechanischer Schwingungen ausschließt und damit den erstrebten
Erfolg sichert. Erwähnt sei, daß auch der unmittelbar mit dem Uhrpendel zusammenarbeitende
Gewichtshebel gleichfalls noch auf der die Pendellagerung tragenden Grundplatte
angeordnet sein kann, so daß diese mit Präzision zusammenwirkenden Teile in ihrer
gegenseitigen Funktion ohne jede Störbeeinflussung durch das Schaltwerk bleiben.
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Eine ganz erhebliche weitere Verbesserung im Sinne der Erfindung läßt
sich ferner dadurch schaffen, daß auch die Ziffernplatte der Uhr elastisch bzw.
abgefedert auf ihren Tragbolzen o. dgl., z. B. mittels Gummipufferung, gelagert
ist.
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Bisher war es nötig, die Ziffernplatte, insbesondere bei Präzisionsuhren
der vorliegenden Art, ziemlich massiv und starkwandig auszuführen, um zu verhindern,
daß in ihr Verspannungen auftreten können, die sich dann über die die Platinen verbindenden
Tragbolzen, an denen auch die Ziffernplatte befestigt ist, ungünstig auf das Uhrwerk
übertragen können. Eine solche unerwünschte Rückwirkungsmöglichkeit entfällt, wenn
die das Ziffernblatt tragende Platte an ihren Haltebolzen ebenfalls nicht starr,
sondern, wie neu angegeben, z. B. mittels nachgebender Gummipufferung gelagert ist.
Die Ziffernplatte läßt sich dann ohne Nachteil auch verhältnismäßig dünnwandig und
leicht ausführen. Dadurch wird die ganze Uhr leichter und billiger. _luch ist die
gepufferte Lagerung des Uhrwerks ihrerseits auf seiner Grundplatte dadurch weiter
entlastet. Durch Verringerung der Masse der Ziffernplatte läßt sich außerdem noch
die Eigenschwingungszahl des abgefedert gelagerten Uhrwerks so ändern, daß eine
Eigenschwingung noch weniger durch die Stöße des Schaltwerks auftritt, und schließlich
bildet das Uhrwerk mit seiner abgefederten Lagerung zusammen mit der an ihm abgefedert
gelagerten Ziffernplatte ein mechanisches Koppelschwingungsgebilde, in dem sich
gegebenenfalls doch auftretende Schwingungen infolge der vorhandenen großen Dämpfung
gegenseitig sofort aufzehren. Auch aus letzteren Gründen hat die abgefederte Anordnung
der Ziffernplatte beachtliche Vorzüge. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren Einzelheiten
in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert und beschrieben,
und zwar zeigt Fig. i eine Draufsicht auf die neuartig zur Pendellagerung verwendete
Grundplatte der Uhr, Fig.2 eine Seitenansicht auf die Uhr mit der neuen abgefederten
Lagerung des Uhrwerks und der Ziffernplatte, wobei die nicht der Erfindung dienenden
Teile schematisch dargestellt sind, Fig.3 in Teilansicht die neue elastische Lagerung
der Tragbolzen des Uhrwerks im Querschnitt und Fig. 4 ebenfalls in Teilansicht die
gleiche Lagerungsanordnung für die Ziffernplatte.
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Die schematisch dargestellte elektrische Uhr besitzt eine mehr oder
weniger massive Grundplatte i, mit der sie an der Wand bzw. in einem größeren Wandgehäuse
befestigt wird, wozu die Befestigungslöcher 2 dienen können. In dieser Grundplatte
i sitzen vier Tragbolzen 3, die das übrige Uhrwerk tragen, und zwar gehalten zwischen
üblichen Platinen 4 und 5, deren Abstand voneinander durch aufgeschobene Distanzhülsen
6 gesichert ist. Vorn vor den kürzeren Distanzhaltebolzeii j sitzt die Ziffernplatte
8,' auf der das dünne Zifferblatt 8' liegt mit dem vorstehenden ZeigerNverk g.
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Die Tragbolzen 3 sitzen nun nicht starr in der Grundplatte i, sondern
unter Zwischenfügung einer mehr oder weniger elastischen Verbindung, die gebildet
ist durch eine Gummipufferung. Diese besteht aus mittelfesten Gummiringen io, die
mittels aufgeschraubter, rings übergreifender Ringkappen i i fest gegen die Grundplatte
i gedrückt sind, welch letztere an diesen Stellen Löcher 12 trägt, die etwas kleiner
gehalten sind, als dem Durchmesser der Gummiringe io entspricht. In jedem dieser
Gummiringe sitzt fest eingelassen je eine Gewindebuchse 13, in die der zugehörige
Tragbolzen 3 eingeschraubt wird. Dieser ist sicher in dem kräftigen Gummiring io
gehalten. Es kann daher zwischen diesen Tragbolzen 3 und der Grundplatte i keine
übertragung von mechanischen Schwingungen stattfinden, da diese in der Gummiptifferung
abgefangen werden.
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Auf der Grundplatte i ist ferner auf einem Lagerzapfen 14, in an sich
bekannter Weise mit einem Bolzen 15 in den Schlitz 16 dieses Zapfens einhängbar,
der Uhrpendelstab 17 gelagert. Das elektrische Schaltwerk der Uhr sitzt dagegen
zwischen den Platinen 4 und 5. Es besteht aus einer Elektromagnetspule 18, die z.
B. einen Z-förmigen Anker i9 betätigt, welcher bei jedem Stromstoß, den der Magnet
18 erhält, angezogen wird und dadurch das Räderwerk der Uhr (nicht dargestellt)
um einen Schritt weiterschaltet.Außerdem betätigt der Anker i9 mit einem seitlich
vorstehenden Arm 20 einen Winkelhebe121. Dieser Hebel 21 dient dazu, einen Gewichtshebel
22 anzuheben, der durch den genannten Hebel 21 sodann vorübergehend in der gehobenen
Stellung gehalten bleibt, weil eine gegenseitige Sperrung dieser Teile eintritt,
wie dies in Fig, i eingezeichnet ist. Der Gewichtshebel 22 wird
alsdann
aber durch das nach rechts ausschwingende Pendel 17 weiter mit angehoben,
indem dessen Arm 23 die Nadel 24 mit hochdrückt, die in einer Schraube 25 eingelassen
ist, welche im Gewichtshebel 22 sitzt. Hierdurch wird der Winkelhebel 21 wieder
freigegeben, so daß er durch sein Eigengewicht selbsttätig nach rechts wegdreht,
bis er in der strichpunktierten Stellung 21' am Anschlag 26 arretiert wird. Beim
Rückschwingen des Pendels 17 nach links wird es durch das Fallgewicht des
Hebels 22 zusätzlich mit angetrieben, bis dieser Hebel 22 mit seiner Schraube 27
auf der Auflage 28 zum Aufsitzen kommt.
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Während nun das Pendel 17 frei nach links weiterschwingt, erhält der
Elektromagnet 18 mittels einer durch die Auflage 28 bewirkten elektrischen Kontaktgabe
Strom. Er zieht seinen Anker i9 erneut an und bringt dadurch mit seinem Arm 2o den
'Winkelhebel 21 wieder in die gezeichnete Stellung nach links. wodurch dieser Hebel
als Fallgewicht elektrisch in die angehobene Stellung geführt wird und in ihr gehalten
bleibt, bis er durch das nach rechts schwingende Pendel wieder weiter tnit angehoben
wird und sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Durch Öffnen des Kontaktes an
der Auflage 28 wird der Elektromagnet 18 stromlos, so daß sein Anker i9 abfällt.
Der Betrag, um den der Gewichtshebe122 jedesmal elektrisch angehoben wird, ist genau
derart abgeglichen, daß die ihm entsprechende potentielle Energie, die dann beim
Rückschwingen des Pendels kinetisch frei werdend auf es übertragen wird, der natürlichen
Pendeldämpfung entspricht, so daß das Pendel dadurch also vollkommen dämpfungsfrei
konstant w-eiterschwingt, was der Uhr höchste Präzision gibt, (la deren Weiterschaltung,
wie schon erläutert, ja durch (las Pendel gesteuert ist.
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Nach Fig. 2 ist der Gewichtshebel 22 mit seiner Tragkonsole 22' auf
der Platine :4 gelagert vorgesehen. Es kommt aber auch in Betracht, den Gew-ichtSllel)el
22 auf der Grundplatte i zu lagern, so daß dann das Pendel 17 und dieser Gewichtshebel
22, die mit Präzision zusammenarbeiten müssen, vom gleichen Tragkörper gehalten
sind und so zwischen diesen Teilen kein unerwünschtes gegenseitiges Spiel auftreten
kann.
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Wie der Teilschnitt in Fig..4 erkennen läßt, ist die Ziffernplatte
8, die ihrerseits das dünne Zifferblatt 8' trägt, ebenfalls nicht starr mit den
sie haltenden Bolzen 3 verbunden, sondern mittels Gummipufferringe io', die gleichfalls
von Ringkappen ii' gehalten sind, welche mit der Platte 8 an einer Auskröpfung vernietet
sind. Die Bolzen 3 sitzen mit den Kopfzapfen 3' fest in diesen Gummiringen iö ,
die somit für die Ziffernplatte 8 mit ihren Zubehörteilen als elastische Lagerung
dienen. 29 ist ein Bördelring, mit dem das Zifferblatt 8' gegen die Ziffernplatte
8 angedrückt gehalten ist.
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Die die elektrische Schaltung bewirkenden und durch sie beeinflußten
Teile der Uhr, also der impulsweise betätigte Anker i9, der Winkelhebel 21 und das
Räderwerk der Uhr lagern alle an von den Bolzen 3 gehaltenen Teilen. Da diese Bolzen
gummigelagert sind, können sich keine Erschütterungen oder Schwingungen, die der
schrittweise erfolgende Antrieb der Uhr verursacht, auf die Grundplatte i übertragen,
auf der also das Pendel 17 und gegebenenfalls auch sein Gewichtshebel 22 gegen solche
schädliche Beeinflussung isoliert angeordnet sind. Das Spiel des Pendels bleibt
somit vollkommen unbeeinflußt von der schrittweise erfolgenden, mit Schaltstößen
verbundenen Betätigung der Uhr, deren Gang dadurch absolut ungestört und gleichmäßig
bleibt. Auch die abgefederte Lagerung der Ziffernplatte 8 trägt aus den oben schon
dargelegten Gründen zu diesem Erfolg bei, abgesehen von dem dadurch erreichten weiteren
Vorteil einer ermöglichten leichteren Bauart der Uhr.