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Pneumatisch angetriebene Uhr Die meisten Uhren erfordern heute immer
noch eine fortlaufende und regelmäßige Bedienung. Die genaue Zeitangabe ist daher
nicht nur von der Genauigkeit des Uhrwerkes, sondern in gleicher Weise auch von
der Zuverlässigkeit des Bedienenden abhängig. Bei modernen Uhren, die ja meistens
elektrisch sind, fällt diese Notwendigkeit der Bedienung zum großen Teil weg, dafür
entstehen aber vielfach andere nachteilige Momente. So werden beispielsweise die
Notwendigkeit des Netzanschlusses (Kabel, Stecker, Steckdose) und die Abhängigkeit
von den Störungen des Netzes (Stromausfall und Ungleichheiten der Frequenz) als
nachteilig empfunden. Bei mechanischen Uhren mit Zugfederantrieb kann der starke
Kraftabfall heute noch nicht zufriedenstellend ausgeglichen werden und wird daher
immer noch bei den meisten Uhren als unliebsame Begleiterscheinung mangels etwas
Besserem in Kauf genommen. Diese Überlegungen führten zur Schaffung eines pneumatischen
Antriebes für die Uhr, der mit einem Druckluftspeicher versehen ist.
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Seine Vorteile sind folgende: r. jahrelange Laufdauer, 2. konstante
Antriebskraft, 3. Verwendbarkeit für .Uhren mit Pendel oder Unruhregler, 4. Unabhängigkeit
von Netzanschlüssen oder sonstigen Zuleitungen, 5. Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit,
6. leichtes und billiges Ersetzen des Kraftspeichers, 7. Verwendbarkeit für nahezu
alle Großuhren.
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Es sind zwar bereits Uhren bzw. Uhrenanlagen, die pneumatisch angetrieben,
weitergeschaltet oder gesteuert «erden, bekanntgeworden. Die meisten Uhrenanlagen
oder Antriebseinrichtungen, die auf pneumatischer oder pneumatisch-hydraulischer
Grundlage beruhen und zum Teil mit hohen oder
niedrigen Drucken
arbeiten, weisen aber einen großen Luft- oder Gasverbrauch auf, so daß zu. ihrem
Betrieb regelrechte Druckluftanlagen öder sehr große Speicherbehälter verwendet
werden müssen.
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Im Gegensatz dazu werden bei dem Uhrenantrieb gemäß der Erfindung
nur ein sehr kleiner Speicherbehälter, in dem ein Gas unter hohem Druck gespeichert
ist, als Kraftspeicher und zur Umwandlung der gespeicherten Energie ein kleiner
Kolbenmotor mit gutem Wirkungsgrad verwendet. Daraus ergibt sich die Möglichkeit,
ein Uhrwerk jahrelang anzutreiben. Wie eine einfache Rechnung zeigt, können dabei
die Speicherbehälter so.klein sein, daß sie in dem jeweiligen Uhrgehäuse leicht
unterzubringen sind.
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Gemäß der Erfindung ist in dem Kraftspeicher (Druckluftspeicher) ein
Ventil angebracht, das durch die ablaufende Uhrfeder mittels Steuerglieder schlagartig
für einen Augenblick geöffnet und sofort wieder geschlossen wird, so, daß durch
einen Druckluftstoß die Uhrfeder wieder gespannt wird.
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Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird beim Ablauf der
Uhrwerkfeder mittels eines Spannhebels ein in dem Ventilgehäuse des Druckluftspeichers
angebrachter Kolben niedergedrückt, wodurch ein in letzterem geführter Steuerbolzen
mitgenommen wird, der mit seinem unteren Ende das Einlaßventil öffnet.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar ist Fig. i ein Querschnitt durch eine Uhr mit pneumatischem
Antrieb und Fig. 2 eine Rückansicht hierzu; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen
Speicherbehälter mit eingeschraubtem Kolbenmotor; Fig.4 und 5 sind ein Längsschnitt
und ein Querschnitt durch den Ko-lbenmotor, und Fig. 6 und 7 sind Längsschnitte
durch ein Ventil mit Steuerbolzen bei verschiedenen Stellungen. Die dargestellte
Uhr mit pneumatischem Antrieb besteht im wesentlichen aus nachfolgenden Teilen.
Der Kraftspeicher i, in dem ein Gas unter hohem Druck gespeichert ist, ist in der
Darstellung ringförmig ausgebildet, kann aber auch flaschenähnliche oder andere
Formen aufweisen. Form und Größe des Behälters richten sich zweckmäßigerweise nach
dem Uhrgehäuse. In diesen Behälter ist ein kurzer Stutzen 2, - der zur Aufnahme
eines zur Füllung bestimmten Ventils 3 dient, eingeschraubt oder eingeschweißt.
In, den Stutzen 2 wird ein Zylinderkörger 4, der mit einem Gasgewinde 4a versehen
ist, durch Zwischenlegen eines Dnchtungsninges 5 fest und vollkommen abidichtend
eingeschraubt. Der Zylinderkörper 4 -trägt an seinem unteren Ende in einer kleinen
Bohrung 4b eine Ventilnadel 6, die durch den Überdruck des gespeicherten Gases und
durch eine kleine Schraubenfeder 7, welche durch eine Schraube 8 gespannt wird,
die gleichzeitig noch zur Führung der Ventilnadel 6 dient, mit dem Kegel 6a gegen
ihren Sitz 4f gepreßt wird. Zum öffnen des Ventils dient ein Steuerbolzen 9, welcher
sich mit seinem dicken Ende 9a ebenfalls in einer kleinen Bohrung 4d, die mit dem
Ventilnadelraum durch die Ventilöffnung 4e verbunden ist, befindet und dessen dünnes
Ende 9b.. auf dem eine kleine verstellbare Mutter io aufgeschraubt ist, in die Bohrung
ija eines Kolbens ii hineinragt, und zwar so, daß der Steuerbolzen 9 beim Aufundabgehen
des Kolbens i i ebenfalls ein Stück, das aber kleiner ist als der Kolbenweg, auf
und ab bewegt wird. Auf dem dicken Ende des Steuerbolzens liegen die beiden Schenkel
einer Drahtfeder 12, die auf dem .dicken zylindrischen Teil 9a gleitend und über-
den kurzen Kegel ge abfallend, ähnlich einem Druckknopf, den Steuerbolzen schlagartig
nach unten drücken. Dabei drückt die runde Spitze gd des Steuerbolzens auf die etwas
flache Spitze 6b der Ventilnadel und öffnet dadurch das Ventil.
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In dem Zylinderraum 4! des Zylinderkörpers 4 gleitet der Zylinderkolben
i i wechselweise auf und ab. Mittels eines Dichtungsringes 13 und eines Deckels
14, die nach Art des Brigdmannschen Prinzips gebaut sind, wird der Kolben selbstdichtend
gemacht. Auf dem Kolben i i liegt, durch die uhrwerkantredbende Zugfeder 15 amgepreßt,
ein zum Uhrwerk 16 gehörender Federspannhebel 17. Dieser wird bei jeder Aufwärtsbewegung
des Kolbens ii in der Richtung des Pfeiles ig (Fig. 4) mit nach oben gedrückt und
spannt die Zugfeder 15, welche das Uhrwerk über eine Sperrklinke 18 jeweils eine
bestimmte Zeitdauer antreibt. Mit dem Spannhebel fest verbunden sind die Sperrklinke
18 und der Federkern 2i mit der eingehängten Feder 15, welche beim Hochgehen des
Kolbens i i nachgespannt wird. Der Ablauf des Uhrwerkes in der Richtung des Pfeiles
2o erfolgt durch die Kraft der Zugfeder 15, die mittels der Klinke 18 das Sperrad
22 antreibt, mit -dem das Zahnrad 23 fest verbunden ist, welches mit dem Trieb 24
des Uhrwerkes im Eingriff steht. Damit beim Hochgehen des Kolbens dieses Sperrad
keine Zurückbewegung ausführt, ist eine Sperrklinke (nicht dargestellt) vorgesehen.
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Die Arbeitsweise des vorliegenden Antriebes ist folgende: Die vorgespannte
Zugfeder 15, die das Uhrwerk 16 antreibt, drückt beim Ablauf des Uhrwerkes über
den Spannhebel 17 den Kolben i i nach unten. Dadurch wird der Steuerbolzen 9, der
mit seinem oberen Ende 9e an der Endfläche im Kolben i i anliegt, nach" unten gedrückt.
Wenn der Kolben i i annähernd den Boden 49 des Zylinderraumes 4t erreicht hat fallen
die auf dem dicken Ende ga des. Steuerbolzens 9 gleitenden Federschenkel 12 über
den kurzen Kegel 9c ab. Der Steuerbolzen 9 schnellt dadurch nach unten, drückt mit
seiner Spitze gd auf die Ventilnadel 6, öffnet das Ventil und hält es in dieser
Stellung fest. Aus dem Speicherbehälter i strömt dann das mit hohem Druck gespeicherte
Gas durch das im Behälter sitzende und durch das Einschrauben des Zylinderkörpers
4 offengehaltene Ventil 3 hindurch in den Kolbenmotor, strömt an der Ventilnadel
6 vorbei und durch die kleine Ventilöffnung 4e hindurch in den
Zylinder-
oder Zwischenraum 4! des Zylinderkörpers 4. Wenn das einströmende Gas in dem zunächst
noch kleinen Zylinderraum 4! einen Druck von ungefähr i atü erreicht hat, der etwas
größer als die auf den Kolben drückende Federkraft einschließlich der zur Überwindung
der Reibung benötigten Kraft ist, wird der Kolben i i nach oben bewegt; diese Phase
ist in Fig.4 dargestellt. Es strömt nun so lange Gas nach, bis der nach oben gehende
Kolben den Steuerbolzen aus den Schenkeln der Feder 12 herausreißt und das Ventil
sich durch den Überdruck und den zusätzlichen Druck der Feder 7 selbsttätig schließt.
Der Kolben i i wird sich nach Schließung des Ventils noch ein Stück weiter nach
oben bewegen, und zwar soweit, bis das in dem Zylinderraum 4 befindliche
Gas auf einen Druck abgesunken ist, der gleich dem entgegenwirkenden Druck der Feder
15 ist, und also Druckausgleich erreicht ist. Das noch im Zylinderraum befindliche
Gas kann dann an dem Steuerbolzen gb vorbei und durch eine feine Bohrung i ib vollends
entweichen. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens i i spannt also die Zugfeder 15, so
daß diese den Antrieb des Uhrwerkes 16 für einen Zeitraum von einigen Stunden wieder
übernehmen kann. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend.
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Diese Vorgänge, nämlich das Öffnen .des Ventils, das Einströmen des
Gases, .das Hochdrücken des Kolbens und Schließen des Ventils, spielen sich natürlich
im Bruchteil einer Sekunde ab. Die Geschwindigkeit dieser Vorgänge ist abhängig
von dem im Behälter vorhandenen Gasdruck und dem Einlaßquerschnitt bei 4@. Der Arbeitsgasdruck
in dem Zylinderraum bleibt dabei immer der gleiche, da ja bei hohem Druck und schnellerem
Einströmen das Ventil auch entsprechend schneller wieder geschlossen wird. Das Ventil
wirkt also in Verbindung mit dem Kolben als Druckausgleichsventil, und es ist daher
die für einen Kolbenhub gebrauchte Gasmenge immer gleich groß.