DE13885C - Neuerungen an pneumatischen Uhren - Google Patents

Description

vPh-t-i rn

Si'a tei vfö-?irt'.v

CHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 83: Uhren.

Neuerungen an pneumatischen Uhren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. Mai 1880 ab.

Das vorliegende Uhrensystem beruht auf der Anwendung von comprimirter oder verdünnter Luft als Mittel zur Transmission und verwirklicht dies Princip durch Apparate, in welchen die Luft unter Druck aufbewahrt und nach jeder Minute durch eine Centraluhr in kleinen Quantitäten nach den sämmtlichen, mit dem Rohrnetz in Verbindung stehenden Uhren gesendet wird.

Die Centraluhr besitzt somit in diesem System nur die Rolle einer Steuerung und wird nicht mehr, wie dies bei den bisher bekannten Systemen der Fall war, dazu benutzt, die Luft in die Rohrleitungen zu pressen. Das vorliegende System setzt sich also aus zwei besonderen Haupttheilen zusammen, und zwar bestehen dieselben zur Comprimirung des Transmissionsmittels aus einem passenden Reservoir und behufs Vertheilung der comprimirten Luft aus einem Netz. Die Vertheilung selbst wird durch eine in jeder Minute von der Centraluhr beeinflufste Schaltvorrichtung besorgt.

Das Luftreservoir und der Druckregulator sind in Fig. 1 veranschaulicht. Das Reservoir A wird mittelst der Rohrleitung B aus einem Hochdruckreservoir mit comprimirter Luft gespeist. Diese Luft nimmt folgenden Weg: Sie tritt durch Rohr C in Rohr D und trifft zunächst den Dreiweghahn E, der nach D hin geschlossen ist, die Rohre J⁷ und B jedoch mit einander verbindet. Andererseits gelangt die Luft durch Rohr D nach dem Dreiweghahn G, der ganz geöffnet ist, so dafs die Luft in die Rohre H und J und . durch den ebenfalls ganz geöffneten Dreiweghahn Z in Rohr K treten kann. Dieses Rohr ist nach unten hin geschlossen; es zweigt sich jedoch von Rohr K das Rohr F ab, das durch Hahn E mit Rohr B communicirt, welch' letzteres die Luft in das Reservoir A befördert. In den Rohrzweigen H und J sind die Hähne H¹ und J¹ eingeschaltet, welche geschlossen werden, sobald der Druck im Reservoir A die normale Höhe (0,7 Atmosphären) übersteigt.

Das Reservoir A steht zu diesem Zweck durch Rohr α und den Dreiweghahn b mit den beiden Manometern M¹ M¹ in Verbindung. Diese so mit einander verbundenen Manometer bilden den Druckregulator. Jedes Manometer besteht aus einem unteren Kessel, in welchen, das vom Reservoir A kommende Rohr mündet; von diesem Kessel geht das Manometer^ rohr aus.

Der untere Kessel steht mit einem oberen in Verbindung, in welchem ein Schwimmer sich befindet, der den Schlüssel des Hahnes H¹ bezw. J¹ mittelst Stange und Hebel derart beeinflufst, dafs, wenn in dem Reservoir A und somit auch in den Manometern M¹M¹ der Druck sinkt, das Quecksilber in dem Manometerrohr, sowie in dem oberen Kessel sinkt und die Schwimmer die Hähne JjT¹ bezw. J¹ um ein Gewisses öffnen und dadurch etwas stark comprimirte Luft in das Reservoir A gelangen kann. Je nachdem sich der Luftdruck in dem Reservoir A vergröfsert, steigt auch das Quecksilber in den Manometern, die Schwimmer nehmen an dieser Bewegung Theil und schliefsen entsprechend die Hähne H¹ und J¹. Das Reservoir A ist aufserdem mit einem Manometer c, einem Rohr N zur directen Einführung von stark gespannter Luft .und zwei Rohren P zur

Ableitung der Luft nach den Schieberkästen des Rohrnetzes versehen.

Zum Betrieb der Uhren dient der in Fig. 2 veranschaulichte Apparat. Derselbe besteht aus mehreren Lederlinsen, welche an den Rändern durch Kupferringe mit einander vereinigt sind. An beiden Enden ist dieser so gebildete Blasebalg durch je eine Kupferscheibe geschlossen, von denen eine den Apparat mit dem Zuleitungsrohr verbindet, während die andere dazu bestimmt ist, auf das Uhrwerk zu wirken.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine kleine pneumatische Uhr in Ansicht und Grundrifs.

Die von der Hauptleitung kommende comprimirte Luft gelangt in den Cylinder d, in welchem sie auf einen Kolben wirkt, der auch dem in Fig. 2 dargestellten Bläsebalg als Führung dienen kann.

Die Kolbenstange dieses Kolbens ist mit einem Hebel e verbunden, der eine Schaltklinke / trägt, welche auf das Schaltrad g mit 60 Zähnen wirkt. Die Axe von α trägt den Minutenzeiger. Durch den Eintritt von comprimirter Luft in den Cylinder d oder durch den in. demselben befindlichen Blasebalg wird das Schaltrad um einen Zahn geschaltet und der mit demselben verbundene Zeiger schreitet um eine Minute weiter. Die Sperrklinke h verhindert den Rücklauf des Schaltrades g. Die Klinken f und h werden durch kleine Gegengewichte f¹ und /z¹ gegen das Schaltrad g gedrückt.

Durch die Zahnradübersetzimg i j k I wird in bekannter Weise von dem Schaltrad g aus der Stundenzeiger getrieben.

Benutzt man den Blasebalg, Fig. 2, anstatt eines Kolbens, so läfst man die obere Platte des Blasebalges gegen eine Stange wirken, welche genau so, wie vorhin beschrieben, die Schaltung hervorruft.

Bei gröfseren Uhren ist der Betrieb analog dem vorhin beschriebenen. Es könnte jedoch hier vorkommen, dafs der Minutenzeiger durch einen Unbefugten von Hand verstellt würde; um dieses unmöglich zu machen, ist die in Fig. 5 veranschaulichte Anordnung getroffen. Dieselbe besteht aus einem verticalen Hebel m, der von dem Hebel e ausgeht und mit diesem einen Körper bildet. Dieser Hebel trägt an seinem oberen Ende eine Nase η, welche in der Ruhestellung des Hebels e genau in einen Einschnitt der Sperrklinke h greift und ein Drehen des Schaltrades g mittelst des Minutenzeigers absolut verhindert. Wird der Hebel e durch die comprimirte Luft gehoben, so gestattet die Nase η eine Bewegung der Sperrklinke /2.

Ferner ist an der Gehäuseplatte ein Stift t angebracht, gegen welchen der Arm der Klinke f stöfst, der das Gegengewicht f¹ trägt; durch diesen Stift wird gleichfalls ein unbefugtes Verstellen des Minutenzeigers verhindert. Der Schieber zur Vertheilung der comprimirten Luft ist entlastet und in den Fig. 6 und 7 in zwei Schnitten dargestellt. Die comprimirte Luft gelangt aus dem Reservoir durch Rohr P bei Mündung R in den Schieberkasten Q. Der Schieberkasten Q steht ferner durch den Kanal »S mit dem Rohrnetz, durch den Kanal T aber mit der Atmosphäre in Verbindung.
. Befindet sich der Schieber U in seiner Normalstellung, wie in Fig. 7 dargestellt, so communicirt der Kanal S durch Kanal T mit der Atmosphäre und es herrscht in dem -Rohrnetz nur Atmosphärendruck. In bestimmten Momenten wirkt die Centraluhr auf die Schieberstange mittelst des Doppelhebels .X"und Stange V, öffnet den Kanal S und schliefst den Kanal T, den Kanal R jedoch immer offen lassend. Die comprimirte Luft gelangt alsdann in die Rohrleitung S und wirkt auf sämmtliche, in das Rohrnetz eingeschaltete Uhren.

Der Schieber U wird nun wieder in seine Anfangslage verschoben, die Kanäle 5 und T werden auf diese Weise mit einander verbunden und die comprimirte Luft entweicht aus dem Rohrnetz ins Freie.

Um die Reibung des Schiebers zu vermindern, ist derselbe auf folgende Weise entlastet.

Der Rücken des Schiebers ist cylindrisch ausgebohrt, und in diesem Cylinder U^x ist ein Kolben U² angebracht, dessen Stange Y eine Rolle Y¹ trägt, welche auf einer in den Wänden des Schieberkastens befestigten Traverse Z läuft.

Auf diese Weise wird ein grofser Theil der Schieberreibung in rollende Reibung umgewandelt. In Wirklichkeit wird der Schieber nur mit einem Druck auf die Schieberfläche geprefst, welche der Differenz zwischen diesem und dem Cylinderquerschnitt U entspricht; im vorliegenden Falle wird der Druck auf den fünften Theil reducirt.

Anstatt dieser Schiebersteuerung kann man sich auch einer Ventilsteuerung bedienen, mit welcher mittelst mehrerer Rohre die verschiedenen Rohrnetze verbunden sind.

In den Fig. 12, 13 und 14 sind zwei verschiedene Anordnungen dieses Systems veranschaulicht. Diese beiden Modificationen sind gleich in Bezug auf die besondere Construction des Ventils und Vertheilungsapparats, sie unterscheiden sich nur in dem äufseren Steuerungsmechanismus. Das wesentlichste Organ dieses Apparats ist eine Stange, welche an ihrem unteren Ende ein Ventil trägt, das den Zweck hat, die Vertheilungskammer mit dem Reservoir für comprimirte Luft zu verbinden; der obere Theil dieser Stange ist mit Ventilen versehen, durch welche die Oeffnungen zum Fortlassen der comprimirten Luft ins Freie geöffnet und geschlossen werden.

Fig. 12 ist eine äufsere Ansicht eines der Apparate, in welchem der Schlufs des Druckventils mittelst Blasebälge erfolgt, wie oben beschrieben, und welche Blasebälge durch comprimirte Luft getrieben und durch die Centraluhr gesteuert werden. Fig. 13 ist ein Verticalschnitt des zweiten Systems, in welchem der Schlufs des Druckventils durch die Centraluhr direct erfolgt.

Die comprimirte Luft gelangt durch Rohr A in den Apparat. Dieses Rohr steht mit dem Luftreservoir durch Hahn B und Rohr C in Verbindung. Der Hahn B wird, wie aus der Zeichnung ersichtlich, durch ein Schraubenrad C¹ gedreht, das man seinerseits durch eine Spindel C² und ein Handrad C³ in Umdrehung versetzt, wenn man das System in oder aufser Betrieb setzen will. Aus der Rohrleitung C gelangt die Luft in die Kammer D, welche als Reservoir dient und den Sitz E des Ventils F trägt. Alle Minuten wird dieses Ventil durch die Stange G bewegt, an der die Gegengewichte H befestigt sind, deren Sinken ein schnelles Oeffhen des Ventils F bewirkt. Die Stange G ist an ihrem oberen Ende mit einem Hebel J verbunden, der zur Centraluhr führt.

In normalem Zustand wird die Stange G durch die Uhr gehoben und das Ventil F geschlossen gehalten, indem der Hebel J eingeklinkt ist. Im passenden Moment, d. h. nach jeder Minute, wird der Hebel J ausgeklinkt, das Ventil F wird plötzlich geöffnet und das Reservoir D mit der Kammer K verbunden, von der die Rohre L ausgehen, welche nach den verschiedenen Rohrnetzen führen.

Die comprimirte Luft tritt in diese Rohrnetze ein, wirkt auf die Uhren, welche in die Netze eingeschaltet sind, und mufs nach einigen Secunden ins Freie entweichen.

Zu dem letzteren Zwecke ist die Kammer K mit den Ausströmungskanälen L ^x versehen. Es sind genau so viel Kanäle L¹ als Rohre L vorhanden, und werden diese Kanäle L¹ in dem Augenblick geschlossen, wo das Ventil F geöffnet wird. Wenn die Centraluhr auf die Stange G mittelst des Hebels J wirkt, um einen Verschlufs des Ventils F zu veranlassen, so verlassen die Ventile M ihre Sitze und die in die Kammer K mündenden Rohrleitungen L werden durch die Kanäle L¹ mit der freien Luft in Verbindung gesetzt.

In dem oben beschriebenen Apparat wird der Schlufs des Ventils durch die Uhr selbst bewirkt mittelst des Hebels J, den die Uhr direct bewegt. Um jedoch den Uebelstand zu vermeiden, der dieser Anordnung entspringt, nämlich die Stöfse, welche bei dem schnellen Oeffnen des Ventils F durch die Gewichte H auftreten und sich durch Hebel J auf das Uhrwerk übertragen, kann man die in Fig. 12 dargestellte Einrichtung benutzen. Die Stange G ist hier mit der Traverse G¹ verbunden, welche zwei Gegengewichte H¹ trägt und in passender Höhe durch die Nase η der beiden Hebel N gehalten wird. Im bestimmten Augenblick werden die Hebel N durch die Uhr mittelst der Stange 7V¹ und Excenter O verschoben, so dafs die Nasen η die Traverse G¹ freigeben und unter der Einwirkung der Gewichte IT das Ventil F geöffnet wird. Somit wird comprimirte Luft in alle Rohrleitungen L gelangen, und die nach aufsen hin führenden Kanäle werden geschlossen.

Ein anderes Excenter P wirkt auf einen Dreiweghahn R, der durch Rohr r¹ mit der Kammer K und durch Rohr r² mit zwei Blasebälgen S in Verbindung steht, deren Stangen S¹ die Traverse G¹ heben und den Schlufs des Ventils F, sowie das Oeffnen der Ausströmungskanäle L^x bewirken, die Traverse G¹ wird dann wieder durch die Nasen η der Hebel IV gestützt, welche durch Federn JV² angedrückt werden. Der Hahn R (Fig. 14 im Querschnitt dargestellt) verbindet nun das Rohr r² mit der Atmosphäre, und die Luft kann auch aus den Blasebälgen ausströmen, welche sich senken, so dafs sie bereit sind, nach Verlauf einer weiteren Minute dasselbe Spiel zu wiederholen.

Die Vertheilung der comprimirten Luft in den verschiedenen Netzen erfolgt durch den in Fig. 8 dargestellten Apparat. Die von dem Schieberkasten oder dem Vertheilungsventil. kommende comprimirte Luft gelangt durch Rohr m in den Cylinder η, von welchem die Hähne ο ausgehen. Diese Hähne enden sämmtlich in Gabelrohre /, an deren Schenkel sich die Leitungsrohre q mit Absperrhähnen anschliefsen. Von diesen Leitungsrohren zweigen sich wiederum die Rohre ab, welche die com' primirte Luft nach den einzelnen Uhren leiten.

Als Controlapparat dient die in Fig. 9 und 10 dargestellte Einrichtung.

Dieser Apparat besteht aus dem geschlossenen Glasgefäfs r, in welches die Glasrohre j bis in Nähe des Bodens taucht; das Gefäfs r ist mit Quecksilber gefüllt und steht durch Hahn t und Rohr u mit dem Rohrnetz in Verbindung; das Quecksilber ist durch einen Draht, der bis in die Nähe des Bodens des Gefäfses r in das Quecksilber taucht, mit einem Pol einer Batterie verbunden. Kann die Luft nach dem Gefäfs r gelangen, so wird sie das Quecksilber in der Röhre s nach oben treiben, sinkt die Spannung, so wird auch das Quecksilber im Rohr ί sinken. Es resultirt demnach aus dieser Anordnung, dafs, wenn die Spannung in dem Rohrnetz zu grofs wird, das Quecksilber in dem Rohr ί ganz hoch steigen und mit dem Platincontact X in Verbindung kommen wird, wodurch der elektrische Strom geschlossen und ein Läutewerk in Thätigkeit gesetzt wird.

Claims (1)

1. Wenn andererseits in dem Rohrnetz irgend ein Defect entstehen sollte, so würde der Quecksilberspiegel im Rohr ί continuirlich sinken und das Gefäfs sich ganz mit Quecksilber anfüllen, bis der Spiegel den Platincontact X¹ erreicht und ein zweiter Alarmapparat durch den also geschlossenen elektrischen Strom in Thätigkeit gesetzt wird.

   Das Rohr ί ist oben durch ein Kopfstück y geschlossen, das in Fig. io in vergröfsertem Mafsstabe dargestellt ist. Der Platincontact X geht durch die Mitte dieses Kopfstückes und wird durch eine Stopfbuchse gedichtet. Aufserdem besitzt das Kopfstück zwei Durchbohrungen y¹ y². Die erstere enthält das Regulirventil, mittelst dessen man die Oeffnung y¹ mehr oder weniger schliefsen kann, so dafs der Eintritt der Luft in den oberen Theil des Rohres ί mehr oder weniger beschränkt wird und somit die Bewegung des Quecksilbers in dem Rohr s schneller oder langsamer erfolgt. Auf diese Weise kann man den Eintritt der Luft derart regeln, dafs das Quecksilber in der Minute einmal steigen und fallen kann, wobei das Steigen des Quecksilbers der Druckzunahme der Rohrleitungen entspricht. In der Durchbohrung y'² ist ein Ventil z¹ mit Federbelastung angeordnet, welches der in dem oberen Theil von s enthaltenen Luft gestattet, schnell während des Steigens des Quecksilbers zu entweichen, d. h. während der Zeit, wo das Rohrnetz Druck erhält. Der Hub dieses Ventils wird durch eine Schraube z² regulirt.

   Entsteht nun ein Defect in dem Rohrnetz, so wird das Quecksilber in dem Rohr ί continuirlich fallen, da die atmosphärische Luft immer durch den Kanal y¹ Zutritt findet, und es wird der Quecksilberspiegel im Rohr ί und Gefäfs r sich gleich hoch stellen.

   Die allgemeine Anordnung eines Netzes pneumatisch betriebener Uhren ist schematisch in Fig. 11 veranschaulicht.

   Die Luft wird in den Pumpen ι comprimirt und gelangt in comprimirtem Zustand in die Hochdruckreservoire 2 3. Jede Rohrleitung, welche eine der Pumpen mit dem Hochdruckreservoir verbindet, ist mit Dreiweghähnen 4 versehen, von denen aus Rohre 5 nach den Reservoiren 2 3 führen.

   Durch das mit Hähnen versehene Rohr 6 sind beide Reservoire mit einander verbunden. Von einem zweiten Verbindungsrohr 7 geht ein Rohr 8 nach einem Dreiweghahn 9, der mit zwei anderen Hähnen ι ο und 11 verbunden ist und von denen die Rohrleitungen 12 und 13 nach den Schieberkästen 14 15 führen. Von diesen Schieberkästen gehen die Rohre 16 17 nach dem Vertheiler 18 für die verschiedenen Rohrnetze. Die Schieber in den Schieberkästen 14 und 15 werden durch die Centralühren 19 gesteuert. Die von den Reservoiren 2 und 3 kommende Luft wird durch die Rohrleitung 21 20 nach dem Regulator 22 und von hier durch Rohr 23 nach dem Reservoir A geleitet; zwei fernere Rohre 24 und 25 verbinden die Reservoire 2 und 3 direct mit dem Reservoir A vermittelst der Rohre 26 und 27, Bei normalem Betrieb dient das Reservoir A allein als Vertheilungsapparat. Die Reservoire 2 und 3 sind alsdann Hochdruckreservoire. Die Hähne 34 und 39 sind dann ganz geöffnet, um beide Reservoire mit einander zu verbinden. Hahn 9 des Reservoirs A ist geschlossen, die Hähne 37 und 42 des Rohres 21 sind geöffnet und die comprimirte Luft gelangt durch die Hähne 37 und 42, die Rohre 21 20, die Hähne 22 29 30 des Druckregulators, Rohre 45 46, Hahn 28, Rohr 44, Hahn 31 (denn die Hähne 38 und 43 sind geschlossen) und Rohr 23 nach dem Reservoir A; die Hähne 35 40 36 41 und 9 sind geschlossen, das Reservoir A steht somit nicht in directer Verbindung mit den Reservoiren 2 und 3.

   Soll eins der beiden Reservoire 2 und 3 als Vertheilungsreservoir dienen, im Falle das Reservoir A defect werden sollte, beispielsweise 3, so verbindet man dieses Reservoir durch die Rohre 12 und 13 mit den Schieberkästen 14 15, indem man Hahn 35 schliefst, 40 öffnet.

   In gleicher Weise ist das Reservoir 3 mit dem Druckregulator zu verbinden, indem man den Hahn 42 schliefst, 37 öffnet, 31 und 38 schliefst und den Hahn 43 des Rohres 25 öffnet; ferner ist klar, dafs mittelst sämmtlicher Hähne 4, sowie der Hähne 34 und 39 des Rohres 6 die Verbindung der beiden Reservoire 2 und 3 zu unterbrechen ist.

   Die Luft macht alsdann folgenden Weg:

   Aus Reservoir 2 gelangt sie durch Hahn 37, die Rohre 21 20, die Hähne 22 29 30, die Rohre 45 46, den Hahn 28, Rohre 27 25 und Hahn 43 in das Reservoir 3, und von da durch Rohr 7, Hahn 40 (Rohr 35 ist geschlossen), Rohr 8, Hahn, 9 und die Rohre 12 und 13 nach den Schieberkästen 14 15, die Hähne ι ο und 11 sind dann geschlossen. Ίη diesem Falle ist natürlich das Reservoir 3 auch mit den Manometern durch passende, nicht gezeichnete Rohrleitungen zu verbinden.

   Man könnte auch durch Oeffhen und Schliefsen passender Hähne das Reservoir A mit dem einen oder anderen Reservoir 2 und 3 verbinden, um dasselbe als Hochdruckreservoir zu benutzen, und das andere der beiden Reservoire 2 und 3 als Vertheilungsreservoir functioniren lassen.

   Patenτ-Ansprüche:

   Wir beanspruchen die gesammten beschriebenen und dargestellten Neuerungen, welche in folgende Punkte sich zusammenfassen lassen:

   Das Vertheilungsreservoir und der Druckregulator, welcher durch zwei mit einander verbundene Manometer charakterisirt ist, deren Schwimmer auf die Hähne einwirken, welche die Vertheilung der comprimirten Luft vermitteln.

   Der Blasebalg, bestehend aus Lederscheiben, welche durch Metallringe mit einander verbunden sind.

   Der Betriebsmechanismus für die pneumatischen St'ationsuhren, bestehend aus einem Schaltrade, einer Schalt- und einer Sperrklinke.

   Der entlastete Schieber, welche Entlastung mittelst einer cylindrischen Ausbohrnng und in dieselbe passenden Kolbens erfolgt, auf welchen der Luftdruck wirkt und um welchen Druck der Schieber entlastet wird.

   5. Der Vertheilungsapparat für die comprimirte Luft nach den verschiedenen Rohrnetzen hin.

   6. Der Controlapparat, bestehend aus einem Quecksilbermanometer, in welchem die Flüssigkeitsniveaus, je nachdem der Luftdruck zu grofs oder zu klein ist, die Schliefsung eines elektrischen Stromes bewirken und somit ein Läutewerk in Thätigkeit setzen.

   7. Die allgemeine, in Fig. 11 schematisch dargestellte Anordnung.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.