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Relaisuhr Bei der Relaisuhr wirkt der ,Schalthebel i mit seiner Sperrklinke
z durch eine Feder 3 auf das Steigrad :4 der Uhrhemmung ein, wie das die Fig. i
schematisch zeigt. Der auf dem Schalthebel i sitzende Kontakt 5 wird daher langsam
im Rhythmus der Uhrhemmung an den Gegenkontakt 6 herangeführt. Sobald er diesen
berührt, ist der Stromkreis der Magnetspule und Spannungsquelle geschlossen. Dann
zieht die 'Magnetspule ruckartig den Schalthebel an und unterbricht dadurch ihren
Stromkreis. Dabei entsteht der Öffnungsfunke an den Kontakten. Er ist durch die
an der Spule erzeugte Induktionsspannung bedingt.
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Die Funkenbildung beeinträchtigt verständlicherweise die Haltbarkeit
der Kontaktelektröden. Uns dabei die Kontakte zu schonen, arbeiten die bekannten
Relaisuhren mit verhältnismäßig langen Schaltpausen von etwa '= bis 5 Minuten zwischen
den einzelnen Stromstößen. Die Erfindung geht davon aus, daß sich der durch die
Induktionsspannung bedingte Öffnungsfunke an den Kontakten vermeiden läßt, wenn
die Magnetspule ihren Strom stoßartig von einem Kondensator bekommt, der mit Gleichstrom
geladen, dann von der Stromquelle getrennt und so lange an die iSpule angeschlossen
wird, bis der Strom in diesem Kreis abgeklungen ist, wenn also die Magnetspule nicht
mehr unmittelbar von dem Gleichstrom gespeist wird.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine induktionsfunkenfrei
arbeitende Relaisuhr auf dieser Grundlage zu schaffen. Sie löst diese Aufgabe durch
eine elektrische Schaltung mit einem ISchalthebel, der den Kondensator einerseits
an die,Stromquelle, andererseits an die Induktionsspule anschließt und ein elektrisch
betätigtes Schaltwerk, das die Lade- bzw. Entladekontakte ohne Stromverlust unter
hohem Kontaktdruck schließt und dabei
,den Kontakt wendgetene so
lange aufrechterhält, bis die Lade- bzw. Entladeströme abgeklungen sind.
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Fig. 2 zeigt schematisch die dabei benutzte erfindungsgemäße Schaltung.
Der Schalthebel i schließt den Kondensator 7 einerseits an die Spannungsquelle 8,
andererseits an die Magnetspule 9 über den Lade- bzw. Entladekontakt io bzw. i i
an.
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Die Fig.3 bis 5 zeigen das erfindungsgemäße Schaltwerk. - Es preßt
die Lade- bzw. Entladekontakte io und i i unter hohem Kontaktdruck an die entsprechenden
Gegenkontakte des (Schalthebels i und hält mit Sicherheit den Kontakt so lange aufrecht,
bis der Lade- bzw. Entladestrom abgeklungen ist. Dabei werden zwei Hebel, dämlich
der Schalthebel i und der ,Ankerhebel i' mit der Wippe 12 benutzt, wobei der Ankerhebel
i' durch die Wippe 12 und der Schalthebel i durch den Ankerhebel i' gesteuert werden.
Die Wippenfeder ist mit 13, der Drehpunkt des Ankerhebels mit 14, der Drehpunkt
des Schalthebels mit 15 und die verstellbare Anschlagschraube für den Ankerhebel
mit 16 bezeichnet.
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Dieses Schaltwerk arbeitet folgendermaßen: Gemäß Fig. 3 zieht die
Feder 3 den Schalthebel i, der mit seiner Klinke an einem Zahn des umlaufenden Steigrads
4 anliegt, im Rhythmus der Uhrhemmung gegen den Entladekontakt ii. Sobald der (Schalthebel
i den Entladekontakt i i berührt, ist der Stromkreis des Kondensators 7 mit der
Magnetspule 9 geschlossen, der geladene Kondensator gibt also seine Energie an die
Magnetspule ab, und sie zieht den Anker und Ankerhebel an. Dabei bleibt der Stromkreis
im Gegensatz zu den bekannten Relaisuhren geschlossen, und der Kontakt i i steht
unter hohem Kontaktdruck. Der Entladestrom fließt also ohne Widerstand über den
Kontakt und klingt bei geschlosssene.m Spulenkreis über die Spulenwindungen ab.
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Fig.4 zeigt die Stellung des Schaltwerks nach dem Anzug des Magnetankers.
Darin ist die elektrische Schaltung nicht eingezeichnet, um die Übersichtlichkeit
nicht zu stören. Der Kontaktdruck bleibt auch dann noch erhalten, denn der iKontakt
i i wird durch die Wirkung der Wippe 12 gegen den Schalthebel i gedrückt, der durch
die Feder 3 gegen den Kontakt i i gezogen wird.
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Erst wenn die Feder 3 den Schalthebel i und damit den Magnethebel
i' im Rhythmus der Uhrhemmung über den Totpunkt der Wippe 12 gezogen hat, wie dies
die Fig. 5 zeigt, schaltet der Magnethebel i' unter der Wirkung der Wippe vom Entladekontakt
i i auf den Ladekontakt io. Die Wirkung der Wippe 12 verstärkt dann die Wirkung
der Feder 3 auf das Steigrad 4. Der zur sicheren Ladung des Kondensators erforderliche
Kontaktdruck verursacht also keine elektrischen oder mechanischen Verluste, weil
er ein Teil der Antriebskraft für die Hemmung ist.
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Der Ladekontakt bleibt nun so lange geschlossen, bis der Magnethebel
i' auf die Einstellschraube 16 aufgelaufen ist, wie das die Fig 3 zeigt. Dann wird
der Ladestromkreis unterbrochen, weil der Schalthebel i im Rhythmus der Uhrhemmung
durch die Feder 3 an den Entladekontakt i i gezogen wird. Sobald der Schalthebel
i den Entladekontakt berührt, beginnt ein neuer Schaltvorgang, und dabei greift
die Sperrklinke 2 des Schalthebels i über den nächsten Zahn des iSteigrads 4.
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Vorteilhafterweise wird der Schalthebel i zwischen den einander gegenüberstehenden
Lade- und Entladekontakten io und i i angeordnet, denn dann wird mit Sicherheit
eine eindeutige Kontaktgebung bei der kleinstmöglichen Entfernung der Lade- und
Entladekontakte erreicht. Bei einer solchen Anordnung kann der Abstand dieser Kontakte
beispielsweise etwa o,o5 mm betragen, ohne daß dabei Störungen durch Fehlkontaktgebungen
eintreten.
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Zweckmäßigerweise wird als Kondensator ein Elektrolytkondensator,
etwa i oo ,u,F, benutzt, denn er hat bei ,gleichem Ladevermögen räumlich wesentlich
kleinereAbmessungen als einBlockkondensator. Verständlicherweise arbeitet die Relaisuhr
mit dieser erfindungsgemäßen Schaltung und diesem erfindungsgemäßen Schaltwerk induktionsfunkenfrei.
Infolgedessen können die Schaltpausen zwischen den einzelnen Stromstößen wesentlich
kürzer als bei den bekannten Relaisuhren, z. B. 7'/2 Sekunden, gehalten werden.
Das bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß sich die erfindungsgemäße Relaisuhr
ohne weiteres als Mutteruhr für Nebenuhren mit gleichartigem Schaltwerk eignet.
Diese Nebenuhren erhalten dann ihre Stromstöße aus dem Stromkreis der Magnetspule
der Mutteruhr, wie das beispielsweise in Fig.7 durch die Anschiußkontakte 21 dargestellt
ist. Dadurch werden die Uhrenanlagen mit Mutter- und Nebenuhren wesentlich verbilligt,
denn die bisherigen Relaisuhren brauchen wegen der langen Schaltpausen zwischen
den einzelnen Stromstößen ein besonderes elektrisches Schaltwerk zur Erzeugung der
Stromstöße innerhalb jeder Schaltpause, mit denen die Zeiger der Nebenuhren auch
während der Schaltpausen weiterbewegt werden. Dieses besondere Schaltwerk wird also
bei den Relaisuhren gespart, wenn die Schaltpausen klein, z. B. kleiner als '/2
Minute sind.
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Wie dieFig. 3 bis 5 zeigen, läuft derSchalthebel i bei einer Stromunterbrechung
auf den Entladekontakt ii auf. Infolgedessen kann die Uhr nicht selbsttätig anlaufen.
Sie muß also von Hand in Gang gebracht werden.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird das selbsttätige Anlaufen
der Uhr mit der Betriebsspannung dadurch erreicht, daß .die Gleichstromquelle kurzfristig
gemäß Fig. 6 durch einen Schalthebel i" unmittelbar mit der Magnetspule verbunden
wird. Der Schalthebel i" kann dabei von Hand betätigt werden. Er kann aber auch,
wie das die Fig. 7 zeigt, mit dem Schalthebel i betätigt werden.
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Die Fig. 7 zeigt schematisch das Schaltwerk für den selbsttätigen
Anlauf der Uhr. Dabei wirkt der Schalthebel i mittelbar auf das Steigrad 4; er drückt
nämlich über die geschlitzte Stange 17 auf den besonderen Schalthebel i" mit der
Sperrklinke 2. Der Schalthebel i" ist also durch die geschlitzte Stange 17 an den
Schalthebel i angelenkt.
Beim Anzug des Ankers zieht dann der Schalthebel
i mit der geschlitzten Stange 17 die Klinke des Schalthebels i" über den nächsten
Zahn des Steigrads .1. Beim Rückgang des Ankerhebels i' zieht die Feder 3 den Hebel
i um die Schlitzbreite an den Schalthebel 1", denn dieser ist durch den Zahn des
Steigrads 4 gehemmt. Der Schalthebel i" kann daher. wenn der Magnethebel i' auf
die Anschlagschraube 16 gemäß Fig. 8 aufgelaufen ist und die Spannung ausbleibt,
gemäß Fig.9 mit seinem Kontakt durch die Zugkraft der Feder 3' auf den Gegenkontakt
18 auflaufen, der die unmittelbare Verbindung der Stromquelle mit der Magnetspule
herstellt.
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Der Schalthebel i wird zweckmäßigerweise mit einer Klinke i9 versehen,
die das Schaltrad 20 für den Antrielt der Zeiger unmittelbar betätigt. Diese Art
der Zeigerbetätigung ermöglicht erst die Verwendung der Uhr als Nebenuhr. Bei den
bekannten Relaisuhren stehen die Zeigerantriebsräder im Eingriff finit den Echappementantriebsrädern.
Die Verwendung dieser Uhren als Nebenuhr ist nicht möglich, weil die Zeiger durch
Stromimpulse nicht gestellt werden können.
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Die erfindungsgemäße Relaisuhr kann mit einem Element oder einer Batterie
betrieben werden. Sie läuft mit einer gewöhnlichen Trockenbatterie etwa ein Jahr.
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Die erfindungsgemäße Uhr ist spannungsunabhängig, weil der Stromstoß
Tiber den Anker nicht direkt auf die Hemmung einwirkt, sondern eine Feder aufzieht,
die ihrerseits die Hemmung antreibt.