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Uhr mit einem Mechanismus zur wahlweisen Einstellung des Stundenzeigers
auf die Zeit einer bestimmten Zeitzone Die Erfindung bezieht sich auf eine Uhr mit
einem Mechanismus zur wahlweisen Einstellung des Stundenzeigers auf die Zeit einer
bestimmten Zeitzone sowie mit Mitteln zur Anzeige der betreffenden Zeitzone, wobei
ein über eine selbsttätig ausrückbare Kupplung mit dem Stundenrohr verbundenes,
den Stundenzeiger tragendes erstes Rad über ein zweites Rad des erwähnten Mechanismus
unabhängig von den anderen Zeigern verstellbar ist.
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Bei bisher bekannten Uhren dieses Typs ist eine Verstellung des Stundenzeigers
von Hand derart vorgesehen, daß in der Regel am Umfang der Uhr angeordnete Druckknöpfe
über einen federbelasteten Hebelmechanismus und ein Fortschaltrad die schrittweise
Weiterbewegung des Stundenzeigers um 1 Stunde erlauben, wenn eine neue Ortszeit
eingestellt werden soll. Bei der Konstruktion dieser bekannten Uhren stehen im allgemeinen
die Gesichtspunkte eines möglichst einfachen Aufbaus des Einstellmechanismus sowie
ein geringer Raumbedarf, insbesondere, wenn es sich um Kleinuhren handelt, im Vordergrund.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere als Tischuhr
oder Wanduhr verwendbare elektrische Uhr dieses Typs zu schaffen, welche hinsichtlich
der Verstellbarkeit des Stundenzeigers einen gewissen Bedienungskomfort aufweist
und bei welcher zu diesem Zweck der Stundenzeiger durch einfache Betätigung eines
gegebenenfalls auch entfernt von der Uhr montierten Wahlschalters, beispielsweise
durch einfachen Knopfdruck, auf eine beliebige Zeitzone einstellbar ist, ohne daß
der Benutzer die Verstellkraft für den Stundenzeiger aufbringen muß. Durch die Erfindung
soll also eine Uhr geschaffen werden, die beispielsweise einerseits für internationale,
bei ihrer Fahrt Zeitzonengrenzen überquerende Verkehrsmittel wie Schiffe, Flugzeuge
oder Eisenbahnen, bestimmt ist und durch den Piloten bzw. den Fahrer des Verkehrsmittels
durch einfachen Knopfdruck eingestellt werden kann, und die andererseits als Repräsentationsstück
oder Lehrobjekt verwendet werden kann.
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Ausgehend von einer Uhr der eingangs beschriebenen Art ist die Erfindung
zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß das normalerweise ständig
über das erste Rad vom Uhrwerk angetriebene zweite Rad eine Umdrehung je 24 Stunden
ausführt und über ein Kupplungsgetriebe von einem unabhängigen Elektromotor zur
Einstellung des Stundenzeigers antreibbar ist und daß der ständig mit dem Motor
verbundene Antriebsteil des Kupplungsgetriebes den beweglichen Kontakt eines elektrischen
Stufenschalters trägt, dessen einzelne feste Kontakte den einzelnen Zeitzonen zugeordnet,
mit den entsprechenden Stufen eines Zeitzonenwahlschalters verbunden und zusammen
mit dem beweglichen Kontakt derart im Erregerkreis des Elektromotors angeordnet
sind, daß bei Einstellung des Wahlschalters auf eine bestimmte Zeitzone der Motor
nach Art einer Nachlaufsteuerung so lange erregt wird, bis der bewegliche Kontakt
den entsprechenden festen Kontakt erreicht hat und in dieser Stellung den Motor
abschaltet.
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Die Erfindung macht also zur Erzielung eines automatischen Einlaufs
des Stundenzeigers in die neue Stellung von einer der Uhrentechnik vollständig fernliegenden
elektrischen Nachlaufsteuerung Gebrauch, welche sich wesentlich von denjenigen bekannten
Schaltungsmaßnahmen unterscheidet, die man in der Nebenuhrentechnik anwendet, bei
der es ja bekanntlich darauf ankommt, alle Nebenuhren synchron mit einer Hauptuhr
zu verstellen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigt F i g.1 eine perspektivische Ansicht einer Wanduhr mit
einem zugehörigen, getrennt von der Uhr montierbaren Zeitzonenwahlschalter in Form
einer Druckknopfplatte, F i g. 2 einen Schnitt durch das Werk der Uhr nach F i g.1
und F i g. 3 das elektrische Schaltschema der Uhr nach den F i g.1 und 2.
F
i g. 1 zeigt eine Wanduhr 78, die eine Frontplatte 79 in einem Rahmen 80
aufweist. Auf der einen Seite der Frontplatte 79 sind der Sekundenzeiger
81, der Minutenzeiger 82 und der Stundenzeiger 83 angeordnet.
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Der Antriebsmechanismus für die Zeiger 81, 82 und 83 ist auf
F i g. 2 teilweise dargestellt und umfaßt im betrachteten Ausführungsbeispiel elektrische
Motoren 84 und 85 für den normalen Uhrantrieb und die Verstellbewegung des Stundenzeigers.
Diese Motoren sind an einer Tragplatte 86 befestigt, die parallel zur Frontplatte
79 in der Uhr 78 angeordnet ist und eine Haube 87 trägt, welche beide Motoren
84 und 85 überdeckt. Eine zweite Tragplatte 88 zwischen der
Frontplatte 79 und der Tragplatte 86 dient zum Abstützen einiger Teile des Mechanismus.
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Der Motor 84 hat eine Welle 89, die durch die Tragplatte 88 und die
Frontplatte 79 ragt und den Sekundenzeiger 81 trägt. Der Minutenzeiger 82 sitzt
auf dem äußeren Ende einer hohlen Achse 90, die auf der Hauptachse 89 gelagert
ist und mit ihrem äußeren Ende kurz vor dem Sekundenzeiger 81 endet. Das innere
Ende der hohlen Achse 90 trägt ein Zahnrad 91, das zwischen den Tragplatten 86 und
88 angeordnet ist.
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Ein Ring 92 bildet eine Nabe für das Zahnrad 91, das mit dem an seiner
hohlen Achse 90 befestigten Minutenzeiger 82 den Antrieb von der Hauptachse 89 erhält.
Dazu ist die Hauptachse 89 beim motorseitigen Ende mit einem Zahnrad 93 versehen,
das über geeignete (nicht gezeigte) Elemente mit dem Zahnrad 91 gekuppelt ist.
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Der Stundenzeiger 83 sitzt an dem einen Glied 94
einer
Verstellkupplung, die die Achsen umgibt. Das Glied 94 ragt mit Spiel durch eine
Öffnung 95 in der Frontplatte 79, ist um das obere Ende einer hohlen Achse 96 gelagert
und wird durch die Federscheibe 103 axial gegen das andere Glied 97 der Verstellkupplung
gedrückt. Dieses ist an der hohlen Achse 96 unmittelbar unterhalb des angetriebenen
Gliedes 94 befestigt, beispielsweise mittels einer Stellschraube 98.
Stirnseitig
angeordnete Sperrzähne, z. B. bei 99, bilden die Eingreifelemente der Kupplung.
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Ebenfalls an der hohlen Achse 96 befestigt ist ein Lagerrohr
100, dessen Nabe in die Öffnung 101 in der Stützplatte 88 paßt. An
der Lagerrohrnabe ist unterhalb der Tragplatte 88 ein Zahnrad 102 befestigt, über
das die Kupplung normalerweise ihren Antrieb erhält. Das Zahnrad 102 sitzt
auf einem Flansch am Fuße der hohlen Achse 96 und erhält vom Uhrenmotor
84 über eine entsprechende Reihe (nicht gezeigter) Zahnräder seine Drehung.
Während des normalen Uhrenantriebes dreht das Zahnrad 102 das Antriebsglied 97,
das über die Zähne 99 das Abtriebsglied 94 und damit den Stundenzeiger 83 antreibt.
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Beim Verstellen des Stundenzeigers auf die gewünschte Zeitzone bewegt
sich das getriebene Glied 94 gegen den Druck der Federscheibe 103 langsam in axialer
Richtung soweit gegenüber dem treibenden Glied 97 aufwärts, bis die Spitzen der
Zähne der gegenseitigen Stirnverzahnung übereinanderratschen.
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Um die Verstellbewegung des getriebenen Gliedes 94 zu bewirken, wird
der Verstellmotor 85 betätigt, beispielsweise durch das nachfolgend noch zu beschreibende
Schließen eines Stromkreises. Der Verstellmotor 85 ist über einen Mechanismus
104 für den Antrieb in einer einzigen Richtung mit einem Zahnrad 105 verbunden,
das mit dem getriebenen Glied 94 fest verbunden ist. Der Antriebsmechanismus 104
ist auf einer Vorgelegewelle 106 montiert, die durch die Tragplatten 86 und
88 und durch den Boden der Haube 87 ragt. Die Vorgelegewelle
106
endigt aufwärts kurz vor der Frontplatte 79 und ist an der Tragplatte
88 mit Hilfe von zwei Teilen aufgehängt, die an der Welle 106 befestigt und
an zwei gegenüberliegenden Seiten der Platte 88 angeordnet sind. Einer dieser
Teile ist das angetriebene Sperrad 107 des Mechanismus 104 unterhalb der Platte
88, und der andere Teil ist ein Zahnrad 108, das oberhalb der Tragplatte 88 liegt.
So hat das getriebene Glied 107 einen Nabenabschnitt 109 mit einer
Verlängerung 110 mit kleinerem Durchmesser, welche aufwärts durch die Platte 88
ragt. Die Vorgelegewelle 106 ist durch Preßsitz oder in anderer zweckmäßiger Weise
an dem getriebenen Glied 107 befestigt. Um die Verlängerung 110 ist das Zahnrad
108 montiert und mittels einer Stellschraube 111
daran befestigt.
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Das Sperrad 107 und damit das Zahnrad 108, das Zahnrad 105
und der Stundenzeiger 83 werden durch eine Sperrklinke 113 bewegt, die an
dem Antriebsglied 114 des Antriebsmechanismus 104 befestigt ist. Das Antriebsglied
114 ist auf einer Hülse 115 montiert, die auf der Vorgelegewelle 106
gelagert ist und sich durch die Tragplatte 86 und die Bodenwand der Haube
87 erstreckt. Das Antriebsglied 114 trägt auf seinem Nabenabschnitt
das Zahnrad 116, das mit einem auf der Welle des Verstellmotors 85 sitzenden Zahnrad
117 im Eingriff steht.
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Wenn der Verstellmotor 85 stillsteht, treibt die Bewegung des Stundenzeigers
83 das Sperrad 107 in umgekehrter Richtung, so daß die Sperrklinke
113 über die Zähne des Sperrades 107 gleitet.
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Die Winkelstellung der Vorgelegewelle 106 entspricht direkt der Stellung
des Stundenzeigers 83. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 108 und
105 ist genau 2: 1. Dementsprechend macht die Vorgelegewelle 106 eine Umdrehung
für je zwei Umdrehungen des Stundenzeigers, d. h., die Vorgelegewelle 106 entspricht
selbst einem Stundenrohr, bei dem eine volle Umdrehung 24 Stunden entspricht. Die
Winkelstellung der Hülse 115 steht jedoch in direkter Beziehung zu der Winkelstellung
der Welle des Verstellmotors 85 und ist ein direktes Maß für den Betrag, um den
der Antriebsmotor 85 den Stundenzeiger 83 verstellt hat. Setzt man eine vorausgegangene
Eichung und Einstellung voraus, so kennzeichnet die Winkeleinstellung der Hülse
115 die eingestellte Ortszeit bzw. Zeitzone. Durch Bewegung der Hülse 115 über einen
Winkel von 15°, d. h. um ein vierundzwanzigstel einer Umdrehung, wird daher der
Stundenzeiger 83 um 1 Stunde, d. h. auf die Ortszeit der nächsten Zeitzone, vorgerückt.
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Die Achsen 106 und 115 ermöglichen eine automatische Einstellung des
Stundenzeigers 83 auf eine bestimmte Ortzeit oder Zeitzone. Ein die Wahlschalter
aufweisendes Steuerbrett 118 (F i g.1) kann an einer von der Uhr entfernten Stelle,
z. B. einem Pult od. dgl., angeordnet werden. Die Anzahl der Wahlschalter 119 bis
130, im vorliegenden Fall zwölf, im Maximum vierundzwanzig, entspricht den vierundzwanzig
Zeitzonen für die Ortszeiten.
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Die Schalter sind entsprechend den Städten oder Ländern in den verschiedenen
Ortszeitzonen gekennzeichnet. Einer der Schalter, z. B. für Los Angeles
der
Schalter 130, repräsentiert die lokale Ortszeit. Wenn der Schalter gedrückt
wird, wird der Einstellmotor 85 erregt und bleibt unter Strom, bis die Hülse 115
eine Stellung erreicht, die der lokalen Ortszeit entspricht. Zu diesem Zweck trägt
die Hülse 115 eine elektrisch leitende Scheibe 131 (s. F i g. 2 und 3), die an einem
Lagerrohr 132 aus Isoliermaterial sitzt, welches seinerseits auf dem vorragenden
Ende der Hülse 115 montiert ist. Am Rand der Scheibe 131 ist bei 133
ein Schlitz vorgesehen (s. F i g. 3). Der Rand der Scheibe 131 liegt gegen die Unterseite
eines Blockes 134 an, der unterhalb der Haube 87 angeordnet ist, aus Isoliermaterial
besteht und durch Schrauben 135 und 136 mit Distanzhülsen montiert ist.
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Vierundzwanzig Kontaktstücke 139, 140, 141 usw. sind in gleichen
Abständen von 15° in Ausnehmungen des Blockes 134 untergebracht und entsprechen
den vierundzwanzig Hauptzonen mit eigener (lokaler) Ortzeit. Die Scheibe 131 liegt
gegen alle Kontakte an, mit Ausnahme des mit dem Schlitz 133 ausgerichteten Kontakts.
Dadurch wird eine automatische Fernwahl einer beliebigen Ortszeit ermöglicht. Der
Motor 85 liegt in einem Stromkreis (F i g. 3), der die Verbindung eines bestimmten
ausgewählten Kontakts und die Scheibe 131 einschließt.
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Die Anschlußklemmen 142 und 143 können über beliebige Schalt- oder
Verbindungsmittel mit einer üblichen Stromquelle verbunden sein. Der Hauptuhrenmotor
84 ist ständig an diese Klemmen angeschlossen. Eine Leitung 144 führt von
der Klemme 143 an die eine Anschlußseite des Motors 85. Eine weitere Leitung
145 von der anderen Anschlußseite des Motors 85 führt über normalerweise offene
Relaiskontakte 146 zu der anderen Anschlußklemme 142. Die Relaiskontakte
146 werden von einem Relais 147 gesteuert, dessen Erregerkreis die Scheibe
131 und einen der gewählten Kontakte 139, 140, 141 usw. einschließt. Die
Schalter 119 bis 130 haben vordere Kontakte, die entsprechende Schleifkontakte mit
der Leitung 144 verbinden. Die Schleifkontakte bilden funktionsgemäß Teile der Wahlschalter.
Die Scheibe 131 ist über eine Bürste 149 mit der einen Anschlußseite der Spule des
Relais 147 verbunden, während die andere Anschlußseite der Relaisspule an die Klemme
142 angeschlossen ist.
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Wenn einer der Schalter 119 bis 130 in eine vordere Kontaktstellung
gebracht wird, dann bringt ein geeigneter (nicht gezeigter) Verriegelungsmechanismus
alle anderen Schalter in ihre hintere Kontaktstellung. Solche Schaltmechanismen
sind bekannt.
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In F i g. 3 ist der Schalter 130 für die lokale Ortszeit von Los Angeles
in seiner vorderen Kontaktstellung, und alle übrigen Schalter befinden sich in ihrer
hinteren Kontaktstellung. Dadurch ist nur der Schleifkontakt 139 leitend mit der
Anschlußklemme 143 verbunden. Das Relais 147 erhält seine Erregung daher nur von
diesem Kontakt. In der gezeigten Stellung befindet sich der Kontakt 139 vor dem
Schlitz 133, und das Relais 147 ist deswegen entregt, so daß die Kontakte 146 offen
sind und eine Erregung des Motors 85 ausschließen. Es sei nun angenommen, daß der
Schalter 129 in seine vordere Kontaktstellung gebracht wird. Dann ist der Schleifkontakt
150 wirksam. Da er mit einem Abschnitt der Scheibe 131 im Eingriff ist, an dem sich
kein Schlitz befindet, wird für das Relais 147 der Stromkreis geschlossen und der
Motor 85 erregt. Die Hülse 115 und die Scheibe 131 werden ebenso wie der Stundenzeiger
83 über den Einwegantrieb angetrieben, bis der Schlitz 133 mit dem Schleifkontakt
150 ausgerichtet ist. In dieser Stellung wird das Relais 147 entregt, und der Motor
85 kommt zum Stillstand. Der Stundenzeiger wird auf die Ortszeit vorgerückt, die
der entsprechenden Angabe des Schalters 129
entspricht, so daß der Beobachter
nun die betreffende Ortszeit an der Uhr ablesen kann.
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Da der Stundenzeiger für jede Umdrehung der Hülse 115 zwei Umdrehungen
macht, sind zusätzliche Mittel vorgesehen, um anzuzeigen, ob die Zeit Vormittag
oder Nachmittag, Mittag oder Mitternacht ist, außer, wenn die lokale Ortszeit eingestellt
ist. Zu diesem Zweck sind nach F i g. 1 Anzeigeschilder 152 (Mittag), 153 (Vormittag),
154 (Nachmittag) und 155 (Mitternacht) auf der Frontplatte 79 der Wanduhr 78 vorgesehen.
Die Angaben der Schilder sind nur bei eingeschalteten, dahinter angeordneten Anzeigelampen
152', 153', 154' und 155' (F i g. 3) sichtbar, welche eine vereinfachte 24-Stunden-Uhr
bilden, die eine zur Hauptuhr synchrone Anzeige liefern. Die oben beschriebene Vorgelegewelle
106
macht für je zwei Umdrehungen des Stundenzeigers eine einzige Umdrehung
und wird deswegen zur Betätigung der Anzeigelampen 152' bis 155' benutzt.
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Das Ende der Vorgelegewelle 106 (F i g. 2) ragt über das Ende der
Hülse 115 und durch den Kontaktblock 137, der unterhalb des Kontaktblockes
134 montiert ist. Ein Lagerrohr 156 aus Isoliermaterial ist am Ende der Welle
106 montiert und trägt einen Kontakt 157, der radial über ein kreisförmiges
Stück 158 herausragt, das seinerseits am Ende des Lagerrohres 156 und zentral
zu der Welle 106 angeordnet ist.
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Der Kontaktarm 157 streift oder schleift über vier Kontaktstücke 159,160,161
und 162 (F i g. 3), die in Ausnehmungen des isolierenden Kontaktblockes
137 sitzen. Jedes der Kontaktstücke 159 und 161
verläuft kreisbogenförmig
über einen Winkel von etwa 175°, und jedes der Kontaktstücke 160 und 162 ist ebenfalls
kreisbogenförmig, reicht aber nur über je etwa 5°. Die Anzeigeschilder 152 und 155
leuchten so nur für etwa 20 Minuten auf. Zusammen überdecken die Kontaktstücke
159 bis 162 annähernd 360°; gewünschtenfalls kann zwischen den Enden
der einzelnen Kontaktstücke ein so großer Abstand bestehen, daß der Hebelarm 157
jeweils nur eines der Kontaktstücke berührt. Die Kontaktstücke sind im Kreisbogen
so aufeinanderfolgend angeordnet, daß die Anzeigeschilder in der Folge des Tagablaufes
aufleuchten.
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Die Kontaktstücke 159 bis 162 sind mit einer Anschlußseite der entsprechenden
Lampen 152', 153',154' und 155' durch Leitungen 163, 164,165 und 166 elektrisch
verbunden. Die andere Anschlußseite der Lampen ist über eine gemeinsame Anschlußleitung
167 mit der Klemme 143 verbunden. Der Hebelarm 167 ist an die andere Anschlußklemme
142 über zwei Sätze von Relaiskontakten 168 und 169 angeschlossen.
Eine Leitung 170 führt zu einer Bürste 171, die am kreisförmigen Kontaktstück
158 anliegt. Der Stromkreis ist nur geschlossen, wenn der Stundenzeiger sich in
der Stellung für die ausgewählten Zonen befindet und auch nur dann, wenn die gewählte
Ortzeitzone eine andere ist als die der lokalen Ortszeit. Die Relaiskontakte 169
verhindern so ein unerwünschtes Flackern der Lampen
152 bis 155
während des Vorrückens des Stundenzeigers.
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Die Relaiskontakte 168 bewirken, daß die Lampen nur dann aufleuchten,
wenn eine andere Zeit als die Lokalzeit angezeigt wird, und werden durch ein Relais
172 geschlossen, das erregt wird, wenn sich der Schalter 130 für die
lokale Zeit in seiner hinteren Kontaktstellung befindet. Diese ergibt sich, wenn
ein anderer Schalter als der für lokale Zeit gedrückt wird. Die eine Anschlußseite
des Relais 172
ist mit der Klemme 142 und die andere Anschlußseite
der Relaiskontakte mit der anderen Klemme 143 über den hinteren Kontakt 173 des
Schalters 130 verbunden. Im vorliegenden Beispiel sind die hinteren Kontakte der
anderen Schalter nicht in Benutzung. Für die Verwendung einer anderen Zone als der,
die dem Schalter 130 entspricht, ist eine Leitung des Relais 172 zu den hinteren
Kontakten des betreffenden Schalters geführt. Statt dessen könnte auch ein Wahlschalter
zwischen eine Anschlußseite des Relais und die verschiedenen hinterer. Kontakte
der Schalter 119 bis 130 geschaltet sein.
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Ein Ergänzungskreis kann für die Betätigung mit Kontaktknöpfen 139,140,141
usw. vorgesehen sein, um verschiedene Kennzeichnungen an der Frontplatte der Uhr
zum Aufleuchten zu bringen, die Städten oder sonstigen Plätzen in den gewählten
Zonen entsprechen.