DE85560C

DE85560C -

Info

Publication number: DE85560C
Application number: DENDAT85560D
Authority: DE

Description

i.

αβό

KAISERLICHES

PATENTAMT. V"

KLASSE 83: Uhren.

in BERLIN.

einer entfernten Normaluhr.

Die selbsttätige Richtighaltung einer entfernten Pendeluhr erfordert, wenn eine Genauigkeit von Bruchtheilen einer Pendelschwingung erreicht werden soll, eine unmittelbare Beeinflussung des Pendels. Man kann durch andauernde periodische - elektrische Ströme die Schwingung des Pendels in völligem Synchronismus mit der Hauptuhr halten. Hierzu mufs aber zwischen der Hauptuhr und der abhängigen Uhr eine elektrische Leitung "dauernd zur Verfügung stehen, was in der Regel nicht der Fall ist, wenn sich die beiden in gröfserer Entfernung von einander befinden. Alsdann kann die Leitung für den vorliegenden Zweck meistens nur vorübergehend, etwa einmal täglich, auf kurze Zeit verfügbar gemacht werden,' und man ist daher auf die Wirkung eines einmaligen Stromes beschränkt. Durch diese die Schwingung des Pendels zu beeinflussen, ist schwierig, besonders wenn es sich um Uhren mit schweren Secundenpendeln handelt, auf welche man um der Genauigkeit willen angewiesen ist, da ja die Uhr zwischen zwei Stromimpulsen, also im Laufe eines Tages, keinen merklichen Fehler machen, darf.

Man erreicht daher den Zweck einer genauen Zeitangabe am entfernten Orte leichter, wenn man auf die genaue Richtighaltung der Uhr selbst verzichtet, vielmehr ihren Fehler, sei es selbstthätig, sei es von Menschenhand, nur innerhalb gewisser Grenzen, beispielsweise 10 Secunden, hält, und durch den täglichen elektrischen Strom diesen Fehler mit gröfster Genauigkeit feststellt und an der Uhr ablesbar macht.

Zu diesem Zwecke wird ein kleines Anzeigewerk verwendet, welches entweder ein blofses Laufwerk mit sehr gleichmäfsiger Umlaufsgeschwindigkeit oder ein Uhrwerk mit einer schnell (z. B. in Zehntel-Secunden) schwingenden Unruhe besitzt. Dieses Fehleranzeigewerk wird durch den Anker eines Elektromagneten gesperrt und nur freigelassen, so lange der Anker angezogen ist. Der zugehörige Zeiger macht beispielsweise in 20 Secunden einen Umgang; das Zifferblatt ist in Zehntel-Secunden eingetheilt (Fig. 1).

Um mittelst eines solchen Werkes den Fehler der abhängigen Uhr zu bestimmen, löst diese, bevor der Strom von der Normaluhr entsendet wird, durch Schliefsen eines Localstromes das Fehlerwerk aus. Dasselbe beginnt zu laufen und läuft so lange, bis sein Zeiger auf dem tiefsten Punkt des Blattes angelangt ist. In dieser Stellung unterbricht es selbst den Strom und bleibt stehen.

Die Normaluhr sendet nun zu einer bestimmten Zeit, sagen wir genau morgens um 4 Uhr, einen Strom, der das Fehlerwerk von neuem auslöst. Dieser Strom wird von der abhängigen Uhr unterbrochen, sobald sie 10 Secunden über 4 Uhr zeigt. Sind beide Uhren in genauer Uebereinstimmung, so wird alsdann der Stromschlufs genau 10 Secunden andauern. Das Fehlerwerk hat infolge dessen gerade einen halben Umgang gemacht, und

sein Zeiger ist nun auf dem höchsten Punkte des Blattes stehen geblieben, dadurch anzeigend, dafs die Abweichung der Uhr Null ist.

Geht jedoch die abhängige Uhr z. B. 2,3 Secunden vor, so wird die Stromdauer um diese Zeit verkürzt, das Fehlerwerk wird entsprechend weniger weit kufen und also sein Zeiger auf 2,3 stehen bleiben. Umgekehrt, bei einem Nachbleiben der Uhr verlängert sich die Stromdauer entsprechend und der Zeiger läuft über den Nullpunkt des Blattes hinaus. Es läfst sich also jederzeit an dem Blatte der Fehler ablesen, den die Uhr zur Zeit der Einstellung hatte, und wenn die Uhr hinreichend gut gearbeitet ist, um zwischen zwei Zeitvergleichungen keinen merklichen Fehler zu machen, so ist hierdurch jederzeit eine genaue Zeitangabe gewährleistet. Bedingung hierfür ist natürlich, dafs das Fehlerwerk in der kurzen Zeit seines Umlaufes keinen merklichen Fehler macht, was sich indessen sehr leicht erreichen läfst.

Ein solches Fehlerwerk kann nun gleichzeitig zur Abgabe einmaliger genauer Zeitsignale von der mit einem Fehler behafteten Uhr aus benutzt werden.

Die Abgabe von Zeitsignalen von aufserordentlicher Genauigkeit,' wie sie z. B. an den Küsten für den Schifffahrtsverkehr durchaus erforderlich sind, kann naturgemäfs nur von einer Sternwarte aus geschehen, welche in der Lage ist, durch fortgesetzte astronomische Beobachtungen den Gang ihrer Uhren stets bis auf Bruchtheile der Secunde zu controliren. Befindet sich aber die Sternwarte in grofser Entfernung von den Küstenorten, so kann man häufig eine directe telegraphische Verbindung zwischen beiden zur Mittagszeit, wo der Zeitball fallen soll, wegen des dann besonders lebhaften Depeschenverkehrs nicht herstellen.

Es wird dann in der Zeitballstation eine Präcisionsuhr und ein Fehlerwerk angebracht und letzteres täglich zu einem Zeitpunkte, in welchem der Depeschenverkehr fast ganz ruht, z. B. morgens um 4 Uhr, in der oben beschriebenen Weise von der Sternwartenuhr eingestellt. In der bei dieser Zeitvergleichung angenommenen Stellung bleiben die Zeiger des Fehlerwerkes bis zur Auslösung des Zeitballes stehen. Diese wird bekanntlich stets zu einer vollen Stunde, in der Regel mittags um 12 Uhr, vorgenommen.

Die Uhr an der Zeitballstation schliefst, sobald sie 10 Secunden vor 12 Uhr zeigt, ihren Contact auf die Dauer von genau 20 Secunden, so. dafs während dieser Zeit das Fehlerwerk läuft und nach genau einem Umgange wieder stehen bleibt. In dem Augenblicke, in welchem der Zeiger des Fehlerwerkes den untersten Punkt des Zifferblattes überschreitet, wird ein Contact unterbrochen, der den Zeitball auslöst.

Dieser Augenblick fällt nun unabhängig von dem Gangfehler der Uhr stets genau auf die volle Stunde, was sich aus folgender Ueberlegung leicht ergiebt.

Hat die Präcisionsuhr gar keine Abweichung, so steht der Zeiger des Fehlerwerkes auf dem obersten Punkt des Blattes. Von hier bis zu dem Augenblick der Auslösung des Balles hat das Fehlerwerk genau einen halben Umgang, d.h. 10 Secunden zu laufen, und da es genau 10 Secunden vor voll ausgelöst wurde, erfolgt das Fallen des Balles genau um 12 Uhr. Hat die Präcisionsuhr indessen einen Gangfehler, geht sie z. B. 2,13 Secunden vor, so wird bei der Zeitvergleichung um 4 Uhr morgens · die Stromdauer um diese Gröfse verkürzt. Der Zeiger wird alsdann um einen entsprechenden Betrag vor dem Nullpunkte des Blattes stehen bleiben. Von diesem Punkt aus bis zur Auslösung des Zeitballes mufs nun das Fehlerwerk statt 10 12,3 Secunden laufen, da es aber infolge des Gangfehlers der Präcisionsuhr 12,3 Secunden vor voll (nach Sternwartenzeit) ausgelöst wird, fällt der Augenblick der Zeitballauslösung abermals genau mit der vollen Stunde zusammen. Dasselbe ist natürlich auch der Fall, wenn die Uhr nachgeht. Das Fehlerwerk macht dann bei der Zeitvergleichung mehr als einen halben Umgang und hat vor der Auslösung entsprechend weniger als 10 Secunden zurückzulegen, so dafs abermals der Fehler beseitigt wird.

Fig. 2 giebt den Stromlauf schematisch an.

Von der Localbatterie, welche mit einem Pol an Erde liegt, führt eine Leitung zur Klemme 3 der Präcisionsuhr, von hier durch die Contacte C₁ und C₂ über die Klemme 4 dieser Uhr zur Klemme 2 und dem Elektromagneten M des Fehlerwerkes, von wo sich ihm, je nach der Schaltung, verschiedene Wege zur Erde bieten. ■ Der Anker des Elektromagneten M sitzt an einem Hebel A, an dem auch die Feder F befestigt ist, deren anderes Ende auf die Unruhe u des Uhrwerkes drückt und so das Werk sperrt. Nur wenn M seinen Anker angezogen hält, läfst die Feder F die Unruhe frei und also kann das Werk nur während dieser Zeit laufen. Das Fehlerwerk kann daher nur bethätigt werden, während die Contacte C₁ und C₉ den Strom durchlassen, was alistündlich für die Dauer von 20 Secunden der Fall ist. 10 Secunden vor voll wird durch Einfallen eines Hebels an dem Steigrade der Uhr der Contact C₂ geschlossen, 10 Secunden nach voll durch Einfallen eines zweiten Hebels der. Contact C₁ unterbrochen und gleichzeitig der Contact C₃ geschlossen, wodurch zur Verhütung von Funkenbildung an dem empfindlichen Contact dem Extrastrom ein Weg über die Klemme 2 der Uhr zur Erde gebahnt wird. Ist der Hammer des Zeit-

balles nicht gehoben, so findet der Strom im allgemeinen, auch während die Contacte C₁ und C₂ geschlossen sind, keinen Rückweg zur Erde; das Fehlerwerk, bleibt in Ruhe. Erst wenn Nachts zur bestimmten Stunde die links von der 24 Stundenscheibe der Uhr angebrachte Umschaltevorrichtung D bethätigt ist, kann der Strom vom Elektromagneten M über den Contact C₀, über die Klemme 3 des Fehlerwerkes, ferner über die Klemme 5 der Uhr, den Contact D₁ und über die Klemme 2 der Uhr zu Stande kommen. Das Fehlerwerk läuft dann so lange, bis der Contact C₀ unterbrochen wird, was geschieht, sobald die Feder dieses Contactes in einen Einschnitt auf der Scheibe des Fehlerwerkes einfällt, und wenn der Zeiger auf dem tiefsten Punkte angelangt ist. Um 4 Uhr ist der Contact D₁ wieder zurückgeschaltet, und wenn die Uhr den Contact C, schliefst, kann der Localstrom noch nicht zu Stande kommen. Erst wenn das Relais R infolge des Stromes, welcher von der Sternwarte aus durch seine Windungen gesendet wird, seinen Anker anzieht, ist die Strombahn über die Klemme 4 des Fehlerwerkes und den Arbeitscontact des Relais geschlossen und bleibt es so lange, bis die Präcisionsuhr 10 Secunden nach voll den Contact C₁ unterbricht. Auch wenn das Relais vorzeitig seinen Anker loslassen sollte, wird dadurch der Strom nicht unterbrochen, weil beim Anziehen des Elektromagneten Af sich ein Nebenschluss über den Contact H, die Klemme 1 des Fehlerwerkes, die Klemme 1 der Uhr, den Contact D₂ und die Klemme 2 der Uhr bildet.

In den nachfolgenden Stunden bleibt das Fehlerwerk stehen, da keine seiner Strombahnen geschlossen ist.

Soll der Zeitball um 12 Uhr fallen, so wird derselbe einige Minuten vor 12 Uhr aufgewunden, der Auslösungshammer gehoben und von dem Elektromagnetanker arretirt. Dabei wird der Contact Z₁, welcher am Hammer des Zeitballes angebracht ist, geschlossen. Sobald nun 10 Secunden vor 12 die Uhr den Localstrom schliefst, kann derselbe über den Contact C₅, über die Klemme 5 des Fehlerwerkes durch die Leitung zum Zeitball, den Elektromagneten Af₁ der Zeitballauslösung über den Contact Z₁ zu Stande kommen. Es wird in diesem Augenblick der Elektromagnet Af₁ erregt, der Hammer aber kann hierbei nur ein kleines Stück fallen, gleichzeitig wird der Elektromagnet des Fehlerwerkes ansprechen und dasselbe beginnt zu laufen. Dabei bildet sich auch hier der Nebenschlufs über den Contact H und den Hülfswiderstand W zur Erde. Sobald der Zeiger des Fehlerwerkes den tiefsten Punkt des Blattes überschreitet, wird der Contact C₅ unterbrochen, indem seine Feder in den Einschnitt der von dem Fehlerwerk bewegten Scheibe einfällt und sich so von ihrer Contactschraube abhebt, der Elektromagnet des Zeitballes Af₁ wird stromlos, der Hammer fällt nieder und löst den Zeitball aus. Der Strom im Elektromagneten Af verschwindet aber wegen des Nebenschlusses über Contact H erst, wenn die Uhr 10 Secunden nach voll den Localstromkreis unterbricht. Das Fehlerwerk ist dann genau 20 Secunden gelaufen und hat gerade einen Umgang zurückgelegt.

Die Umschaltecontacte, welche sich auf der rechten Seite des 24 Stundenzifferblattes befinden, werden um 4 Uhr bethätigt und dienen dazu, die Leitung von der Sternwarte her, welche in der Regel auf ihren Telegraphenapparat geschaltet ist, mit dem Relais R zu verbinden.

Claims

Pa te nt-Ansprüche:

1. Eine Vorrichtung zur selbstthätigen Feststellung der Abweichung einer zu controlirenden Uhr von einer entfernten Normaluhr , bestehend aus einem durch eine elektromagnetische Vorrichtung auf jedem Punkt sperrbaren Laufwerk oder Uhrwerk von kurzer Umlaufszeit, welches zunächst von der zu controlirenden Uhr ausgelöst wird und sich selbst in einer bestimmten Stellung arretirt, alsdann von- der Normaluhr ausgelöst und von der zu controlirenden Uhr gesperrt wird und hierauf durch seinen Zeigerstand die festzustellende Abweichung angiebt.

2. Eine Vorrichtung zur selbstthätigen Abgabe genauer Zeitzeichen von einer mit einem Gangfehler behafteten Uhr, bestehend aus der durch Anspruch 1 geschützten Vorrichtung und einer daran angebrachten, jedesmal in einer bestimmten Stellung des Werkes wirkenden Stromschlufsvorrichtung, welche nach Auslösung des unter 1. geschützten Werkes vermöge der besonderen Eigenschaften dieses Werkes um so viel verfrüht oder verspätet in Thätigkeit tritt, dafs die durch diese falschgehende Uhr bewerkstelligte zu späte oder zu frühzeitige Auslösung ausgeglichen und das Zeitzeichen zur richtigen Zeit abgegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.