DE6719C - Neuerungen an elektrischen Uhren - Google Patents

Description

1S78.

Klasse 83.

CHARLES SHEPHERD in ST. JOHNS WOOD (Middlesex, England).

Neuerungen an elektrischen Uhren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 25. December 1878 ab.

Die vorliegende Erfindung (Neuerungen an elektromagnetischen Uhren) bezweckt die Verhinderung des Stillstandes derselben im Falle des Versagens einer Batterie oder der zufälligen Verletzung einer Leitung.

Zu diesem Zweck errichtet Erfinder in Verbindung mit einem passenden Pendel zwei oder mehr besondere Leitungen, jede mit zwei Batterien, welche zurückkehrende Ströme absenden.

Jede Batterie wird hinreichend stark gemacht, um nöthigenfalls allein eine oder mehrere Uhren in Gang zu erhalten.

In den Leitungen sind für jede Uhr Spiralen neben einander angebracht, mit permanenten Magneten auf einer Welle, welche mit dem Räderwerk der Uhr zusammenhängt.

Das Pendel steht mit jeder Leitung in Verbindung.

Durch diese Einrichtung werden die Magnete in Rotation erhalten und zwar vollkommen synchronisch mit der Pendelbewegung.

Erfinder wendet schwere breite Stangenmagnete an, die er in Bezug auf ihre Spiralen so construirt, dafs sie ungefähr das Aussehen eines gewöhnlichen Galvanometers haben.

Wenn die Spiralen einer solchen Einrichtung in die Leitung einer einzelnen Zelle einer galvanischen Batterie eingeschaltet werden, wenn die Leitung durch ein Pendel geschlossen und unterbrochen wird, so rotirt der Stangenmagnet, wenn er einmal im. Gange ist, fort und zwar synchronisch mit der Bewegung des regulirenden Pendels, indem der Magnet auf jede doppelte Schwingung des Pendels eine Umdrehung macht.

Diese Bewegung ist trotz grofser Variationen in der Kraft des angewendeten elektrischen Stromes continuirlich, selbst wenn die Kraft um vieles gröfser, als erforderlich ist, um die Magnete in Bewegung zu erhalten.

Wenn folglich die Spiralen in getrennte Leitungen getheilt werden und jede mit einer besonderen Batterie und Contactfeder versehen ist, zum Schliefsen und zum Unterbrechen des Contactes mit dem Pendel, wie beschrieben, so kann jede in ihrer eigenen Leitung thätige Batterie die Stangenmagnete im rotirenden Gang erhalten, wie schon beschrieben.

Z. B. wenn bei einer Anwendung von vier Batterien drei versagen oder ihre Verbindungsdrähte beschädigt sind, so genügt die vierte Batterie für die Rotation aller Magnete.

Der erforderliche elektrische Strom zur unaufhörlichen Rotation der Stangenmagnete ist so schwach, dafs eine grofse Anzahl derselben durch eine einzelne Zelle im Gang erhalten werden kann, indem die Spirale jeder einzelnen Uhr eine besondere Zweigleitung zwischen den Hauptdrähten bildet, welche mit den Polen der Zelle oder der Batterie verbunden sind.

Die vorliegende Erfindung ist auf den Betrieb von ein, zwei oder mehr Uhren anwendbar.

In den Zeichnungen ist sie für den Betrieb von drei Uhren gezeigt, während ein besonderer Satz von Spiralen zum Betrieb des Pendels vorhanden ist. Wenn aber nur das Räderwerk für eine Uhr zu treiben ist, so kann der für dessen Betrieb, sowie für die Bewegung der Zeiger auf dem Zifferblatt bestimmte Satz von Spiralen und Magneten auch das Pendel mit bewegen, wie dies unten erklärt werden wird.

In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein Diagramm mit einer Einrichtung von Batterien und Verbindungen zum Betrieb von Uhren nach dieser Erfindung.

Hier sind vier Batterien in zwei Leitungen gezeichnet; es lassen sich indessen zwei Batterien in einer Leitung anwenden, oder es wird die Zahl der Leitungen auf Verlangen vermehrt.

Vier Batterien, wie sie gezeichnet sind, bieten hinreichende Sicherheit gegen zufälliges Versagen von einigen derselben, sowie gegen Beschädigungen der Drähte, welchen dieselben in einem Gebäude und selbst in gröfseren Etablissements, wo viele Uhren gehen, ausgesetzt sein können.

A¹ A² sind die Batterien auf der linken Seite; 1* und 2* sind die mit diesen Batterien verbundenen Hauptdrähte.

Kohle C von Aⁱ und Zink von A² sind mit dem Hauptdraht 1* verbunden, welcher in der Zeichnung abwechselnd durch Punkte und Linien bezeichnet ist.

Dieser Draht wird so hereingeführt, dafs beide Enden desselben an einem Punkte vereinigt werden.

Der Zink von A' und die Kohle von A² sind bezw. mit den Contactfedern ι und 2 (s. auch Fig. 3) verbunden.

Die isolirten, an der Pendelstange 5 befestigten Stücke Platin 3 und 4 sind vermittelst der schwachen Spiralfeder 6 mit der Verbindungsschraube 7 verbunden, von wo aus der durch Punkte angegebene Hauptdraht 2* geht, welcher parallel mit dem Hauptdraht 1* liegt und die Runde machend zur Schraube 7 zurückkehrt.

Wenn das Pendel 5 nach links schwingt, wird das Platinstück 3 mit der Feder 1 in Contact gebracht, wodurch die Leitung von Z der Batterie A' durch die Spiralfeder 6 zur Schraube 7 hergestellt wird; der Hauptdraht 1* wird nun positiv polarisirt und der Hauptdraht 2* negativ. Schwingt das Pendel nach rechts, dann wird der Contact zwischen 1 und 3 Unterbrochen, zwischen 2 Und 4 hergestellt und die Batterie A² in fhätigkeit gesetzt. Dies wird eine entgegengesetzte ■ Polarisation der Hauptdrähte erzeugen; No. 1* wird nun negativ und 2* positiv sein.

Bei 8 j 9 und 10 sind die Spiralen von drei Uhren dargestellt, wie sie weiter unten mit Bezug auf die Fig. 6, 7 und 8 beschrieben sind.

Bei 11 sind die vier Spiralen, welche zur Erhaltung der Pendelbewegung erforderlich sind, wie sie mit Bezug auf die Fig. 3, 4 und 5 beschrieben sind, dargestellt.

Die sämmtlichen Spiralen links sind durch Zweigdrähte mit den Hauptdrähten 1* und 2* verbünden,, indem das innere Ende oder der Anfang jeder Spirale mit 1* verbunden ist und die äufseren Enden mit 2* zusammenhängen.

Schwingt das Pendel nach links, Wodurch 1* positiv und 2* negativ gemacht wird, so gehen elektrische Ströme vom Hauptdraht 1* zu den inneren Enden aller verbundenen Spiralen und zurück durch die äufseren Enden solcher Spiralen zum Hauptdraht 2*.

Schwingt das Pendel nach rechts, dann gehen Ströme durch alle Spiralen in der entgegengesetzten Richtung vom Haüptdraht 2* durch die Spiralen zum Häiiptdraht i*.

Die Verbindung der Uhren in der beschriebenen Weise als separate Zweigleitung bietet den grofsen Vortheil, dafs die. sämmtlichen Hauptdrähte an irgend einem Punkt ihres Laufes durchschnitten werden können_i ohne die Uhren in Stillstand zu versetzen.

Werden die Drähte z. B. bei XX durchschnitten, so gehen die elektrischen Ströme durch die Drahttheile X' X¹ der Hauptdrähte zu den Spiralen 8 und 9, ebenso werden die elektrischen Ströme durch die Theile X²X¹ der Hauptdrähte zu den Spiralen 10 und 11 gehen.

Die Batterien B^ Bⁱ sind mit den Hauptdrähten 3* und 4* und den Contactfedern 12 und 13 verbunden, und wenn das Pendel schwingt, wirken sie genau wie in der linken Leitung, wie beschrieben, und sind diese Batterien so eingerichtet, dafs ihre Ströme durch die rechtsseitigen Spiralen aller verbundenen Uhren gehen, indem diese Ströme gleichzeitig und in Uebereinstimmung mit den Strömen gehen, welche von den Batterien der linken Leitung durch die linken Spiralen abgesendet werden.

Tndem die beiden Leitungen mit ihren separaten Batterien nur als gegenseitige Reserve dienen, im Fall die Batterien der einen Leitung versagen oder die Drähte beschädigt werden, so ist die andere im Stande, die ganze Arbeit allein zu verrichten, d. h. die sämmtlichen Uhren des Systems im Gang zu erhalten.

Die Fig. 2, 3, 4 und 5 zeigen die Einrichtung, um ein Pendel durch rotirende Stangenmagnete in Bewegung zu erhalten.

16, 17 und 18 sind drei Stangenmagnete; 19, 20, 21, 22 sind vier Spiralen von isolirtem Draht.

Die drei Magnete sind auf einer Welle 23 befestigt, so dafs sie mit Leichtigkeit rotiren; der obere wie der untere rotirt innerhalb einer der Spiralen, der mittlere zwischen den Spiralen.

Die Magnete sind mit ihren Polen abwechselnd befestigt, wie dies die Buchstaben NS Nzeigen, so dafs, wenn elektrische Ströme in derselben Richtung durch die Spirale geschickt werden, die Wirkung auf die drei Magnete die sein wird, dafs sie sich alle in derselben Richtung drehen.

i, 2, 12 und 13 sind vier mit Platin belegte Contactfedern.

3, 4, 14 und 15 sind vier Platinstücke, welche mit dem Pendel verbunden, aber von ihm durch Elfenbeinstücke isolirt sind.

Die Stücke 3 und 4 sind mit der isolirten Verbindungsschraube 7 durch die schwache Spiralfeder 6 verbunden. 14 und ig sind mit der Verbindungsschraube 24 durch die Spiralfeder 25 verbunden.

Schwingt das Pendel, so stellt es Contact her und unterbricht denselben zwischen den am Pendel befestigten Platinstücken und den Contactfedern. Diese mit galvanischen Batterien verbundenen Federn (wie schon beschrieben wurde) veranlassen die elektrischen Ströme, durch die Spiralen 19, 20, 21 und 22 zu gehen. Wenn die Magnete nun in der durch die Pfeile in Fig. 4 angegebenen Richtung in Rotation versetzt werden, so werden sie sich vollständig unter der Controle des Pendels befinden, indem sie bei jeder Doppelschwingung desselben eine Umdrehung machen.

Die Welle 23, auf welcher die rotirenden Magnete befestigt sind, trägt einen Ring mit

Stift 2 6, der bei seiner Rotation gegen einen Arm oder eine Stange 27 schlägt und ihn in die durch punktirte Linien in Fig. 2 angegebene Lage hebt, wodurch eine Stange 28, die an der Welle 29 festsitzt, bewegt wird. Hierdurch wird der auf dem Arm 28 (s. Fig. 5) vorstehende Theil 30 veranlafst, bei dem Hakenende eines Anhalters 31 (s. Fig. 3) vorbeizugehen und von demselben angehalten zu werden.

Schwingt das Pendel nach links zurück, so hebt die auf den Arm 31* des Anhalters wirkende spitze Schraube 32 diesen Anhalter und befreit die Stange 28, welche noch durch ein Gewicht 34 am Arm 27 auf derselben Welle 29 unterstützt, gegen die Schraube 33 drückt und, dem Pendel bei seinem Rückgange nach rechts folgend, den erforderlichen Nachdruck zum Inganghalten desselben ertheilt.

Wenn das Pendel seine Schwingung nach rechts vollendet hat, so haben die Magnete eine ganze Umdrehung zurückgelegt, der Stift 26 kommt wieder in Berührung mit dem Hebel 27 und indem er diesen wiederum hebt, fafst der Vorsprung 30 der Stange 28 in den Anhalter 31 und ist bereit, befreit zu werden, um dem Pendel 5 einen neuen Anstofs zu geben.

Der den Stift 26 tragende. Ring ist auf der Welle 23 mittelst Schraube befestigt, so dafs er auf derselben verschiebbar ist, um den Anstofsarm 27 im geeigneten Augenblick zu heben, wenn das Pendel seine Schwingung nach rechts vollendet.

Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen die Anbringung rotirender Magnete zum Betrieb elektrischer Uhren.

Wenn diese von gewöhnlicher Gröfse sind mit Zifferblättern bis zu zwei Fufs im Durchmesser, so brauchen sie zu ihrem Betrieb nur eine sehr geringe Kraft, so dafs zwei Spiralen, wie sie in der Zeichnung wiedergegeben sind, für den Betrieb genügen.

Für gröfsere Zifferblätter, deren Zeiger dem Wind ausgesetzt werden, sind acht oder mehr gröfsere Spiralen erforderlich, bei gröfserem Gewicht der Magnete und verstärktem Draht, alle diese Theile werden im Verhältnifs auf die doppelten Dimensionen gebracht um die erforderliche Kraft zu erzielen.

36 und 37 sind zwei Drahtspiralen, 38 und 39 sind Stangenmagnete, 40 ist die die Magnete tragende Welle; diese Magnete rotiren frei, der eine innerhalb der Spiralen, der andere oberhalb derselben.

Die Magnete sind mit ihren Polen in entgegengesetzten Richtungen befestigt, wie die Buchstaben S N zeigen.

Erfinder bemerkt hier, dafs jede . der Spiralen ca. 1372 m Draht No. 35 (nach den Birminghamer Drahtnummern) enthalten und dafs der Draht von möglichst schwachem Messing angefertigt sein sollte.

Die Oeffnungen, in denen die Magnete rotiren, sollten möglichst schmal sein, denn je näher die Magnete den Spiralen liegen, desto gröfser wird die von einem gegebenen Quantum Elektricität gewonnene Kraft sein.

Erfinder findet es auch angemessen, den Magneten (für die gezeichnete Uhr) eine Länge von ungefähr io³/₄ cm, eine Breite von 32 mm und eine Stärke von 2 mm bei einem Gewicht von 32,4 g zu geben.

Die Welle 40 trägt an ihrem obern Ende einen Ring mit einem derartig daran befestigten Stift 41, dafs letztere in die Zähne des mit dreifsig Zähnen versehenen Rades 42 greift und dasselbe um einen Zahn oder zwei Secunden aut jede Umdrehung der Magnete weiter treibt. Die Welle 43 des Hemmungsrades wird von zwei .Federn 44, 45 gehalten, welche mit solcher Gewalt aufdrücken, dafs dadurch eine Bewegung des Rades verhindert wird, wenn sie nicht durch den Stift 41 hervorgerufen wird.

Das also getriebene Uhrwerk hat eine gewöhnliche Einrichtung, minus der Feder und der Gewichte.

Es ist klar, dafs in ähnlicher Weise nach dieser Methode auf andere Uhrwerke eingewirkt werden kann; das Hemmungsrad kann beispielsweise statt mit dreifsig auch mit sechszig Zähnen und der Ring mit zwei Stiften zur Secundenangabe versehen sein.

Zur Uebertragung der Bewegung von der die Magnete. tragenden Welle zum Uhrwerk lassen sich auch andere Methoden als die gezeichnete anwenden.

Die Welle kann z. B. ein Getriebe tragen, das sich im Eingriff mit einem Zahnrad auf der Welle 43 befindet.

Ein Getriebe (an Stelle des Ringes) oben auf der. Welle 40 befestigt, in ein gewöhnliches Zahnrad eingreifend, das mit der gehörigen Anzahl Zähne versehen ist, kann zur Herstellung einer continuirlich rotirenden Bewegung für den Betrieb von Teleskopen etc. verwendet werden.

Auf Verlangen läfst sich das die Zeiger treibende Uhrwerk von der Welle bewegen, welche die rotirenden Magnete trägt und durch welche das Pendel getrieben wird.

Die Einrichtung von Magneten und Spiralen, welche die Fig. 2, 3, 4 und 5 aufweisen, ist für beide Zwecke hinreichend kräftig.

Erfinder empfiehlt jedoch nicht die Anwendung derselben Magnete für beide Zwecke.

Claims (3)

1. Patent-AnSprüche:

   i. Die Art und Weise, zwei oder mehr getrennte Leitungen, von denen jede mit zwei Batterien versehen ist, welche zurückkehrende

   entgegengesetzte Ströme absenden, mit einander zu vereinigen, in Verbindung mit dem Pendel einer Uhr.
2. 2. Das Treiben der Uhren durch die rotirende Bewegung von Magneten, welche mit Anwendung von Spiralen in elektrischen Leitungen unter Controle eines Pendels erzeugt wird.
3. 3. Die Art und Weise der Einrichtung der Drahtspirale in Verbindung mit den Hauptdrähten der Batterien, wie beschrieben mit Bezug atif die Fig. 1 der Zeichnungen, so dafs die Zweigdrähte zu den Spiralen Einschaltungen herstellen, wodurch die erforderlichen Ströme veranlafst werden, durch die Spiralen zu gehen, selbst wenn die Hauptdrähte an irgend einer Stelle durchschnitten sind.

   Die Construction elektromagnetischer Uhren, wie sie hierin beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.