ELEKTRISCHE UHREN

KfMÄS
FELIX SCHMIDT
ELEKTRISCHE
UHREN
VEB W I L H E L M K N A P P V E R L A G • H A L L E ( S A A L E )
ELEKTRISCHE UHREN
Ihre Behandlung,
Einrichtungen und Funktionen
Zugleich Band III des Lehrbuches für das Uhrmacherhandwerk
Von
Uhrmachermeister F E L I X
S C H M I D T , Dresden
Mit 248 Abbildungen
uit
V E B W I L H E L M KNAPP V E R L A G • HALLE (SAALE) 1957
Alle R ech te Vorbehalten • Printed in Germ any 1957
Lizenz-N r. 154 - Genehm igungs-N r. 460/65/56
Satz, D ruck und B in d u n g: I V /2 /1 4 -V E B W erkdru ck G räfen hain ichen-628
Vorwort
Die stetig vorwärtsschreitende Entwicklung der elektrischen Uhr hat
ihr ein umfangreiches Anwendungsgebiet gesichert, vom öffentlichen Zeit­
dienst bis zur Einzeluhr im Haushalt. Neukonstruktionen wurden ge­
schaffen, die durch die Anwendung neu entwickelter Bauelemente, voll­
ständig neue Werktypen darstellen. Durch die ihr eigenen Vorteile der rein
mechanischen Uhr gegenüber und der allgemeinen Entwicklung auf elek­
trischem Gebiet, wird in kommender Zeit die elektrische Uhr eine noch
größere Verbreitung finden. Sie wird die rein mechanische Uhr an Leistung
genauer Zeitangabe übertreffen, wenn eine gute fachmännische Betreuung,
sowohl bei der Wahl der geeigneten elektrischen Uhr für den entsprechenden
Gebrauchszweck, als auch für die Instandhaltung der Uhren gewährleistet
ist.
Von diesen Grundgedanken ausgehend, wurde das neue „Lehrbuch elek­
trische Uhren“ geschaffen. Es soll vor allem den Uhrmacher ansprechen,
dem Meister und Gesellen ein Handbuch sein und dem Lernenden das er­
forderliche Wissen zur Leistungssteigerung und die Einführung in das
umfangreiche Gebiet der elektrischen Uhren vermitteln. Gleichfalls soll es
aber auch allen denen, die sich mit elektrischen Uhren befassen, Gelegenheit
geben, sich in den technischen Aufbau dieser Uhrengattung Einblick zu
verschaffen und deren Funktionsweisen kennen zu lernen.
Der Uhrmacher hat durch seinen Beruf die Kenntnisse und Fähigkeiten,
die rein mechanischen Werkteile der elektrischen Uhren in allen einzelnen
Bauteilen zu behandeln. Über dieses Gebiet unterrichten die „Lehrbücher
des Uhrmacherhandwerks, Band I und II „in ausführlicher Weise“ . Neu für
ihn sind lediglich die elektromechanischen Organe und die zugehörigen
elektrotechnischen Bauteile.
,
Im ersten Abschnitt des vorliegenden Buches ist daher der unbedingten
Forderung nachgekommen, eine Einführung in das Teilgebiet der Elektro­
technik zu bringen, das dem Uhrmacher die Mindestkenntnisse auf diesem
Gebiet nahebringt, die zum Umgang mit elektrischen Uhren erforderlich
sind. Dabei ist an Beispielen aus der Elektro-Uhrmacherei die praktische
Anwendung der elektrischen Grundbegriffe gezeigt, um die Einführung in
dieses Gebiet zu erleichtern.
Der zweite Abschnitt behandelt die verschiedenen Systeme der elektrischen
Uhren, mit den bewährtesten elektrischen Betriebs- und Antriebsorganen.
Erstmalig in einem Lehrbuch über „elektrische Uhren“ ist die Gruppierung
der Werktypen nach Art und Betriebsweise der elektromechanischen Werk­
III
teile vorgenommen worden, um eine klare Übersicht über die Punktion der
einzelnen Bauarten zu erhalten. Jedem Teilabschnitt ist eine Abhandlung
über das „Grundsätzliche“ des Aufbaues und der Wirkungsweise der ent­
sprechenden Uhrengruppe vorangestellt. Dabei erleichtern zahlreiche Ab­
bildungen das Erkennen der elektrotechnischen und elektromechanischen
Zusammenhänge. In jedem Fall ist versucht worden, die elektrischen Uhren
nicht vom Standpunkt des Konstrukteurs und Technikers aus zu behandeln,
sondern diese so zu besprechen, wie sie sich dem Uhrmacher in der Werk­
statt zeigen.
Bei der Auswahl der einzeln angeführten Werkbauarten und Zubehör­
geräten, war vor allem deren Aufbau und Funktionsweise maßgebend, so
daß aus den Besprechungen das Wesentlichste, auch für Bauarten ver­
wandter Konstruktionen, entnommen werden kann.
Allen Betrieben und Firmen, die in großzügiger Weise durch Bereit­
stellung von Unterlagen, die Bearbeitung des Buches gefördert haben,
sei hier der Dank für die gewährte Unterstützung ausgesprochen. Ver­
bindlichsten Dank Herrn Uhrmachermeister Ing. H. J. H ertsch, Mosel,
für seine wertvolle Mitarbeit, Herrn Uhrmachermeister A. R en k ew itz,
Dresden, für seine Unterstützung bei der Bearbeitung des Bildmaterials
und dem Verlag für die Herausgabe des Buches.
Wenn dieses Buch nun seiner Bestimmung zugeführt wird, dann be­
gleitet es der Wunsch, daß alle Leser, die es zur Hand nehmen, mit seinem
Inhalt einen „recht guten Kontakt“ bekommen werden.
Dresden, im Oktober 1956
Felix Schmidt
IV
Inhaltsverzeichnis
Seite
V o r w o r t ....................................................................................................................................... I I I
I.
Teil
•
Der elektrische Strom
D er elektrische S t r o m ............................................................................................................
W as ist nun aber E l e k t r i z i t ä t ? .................................................................................
1
1
Die W irkungen des elektrischen S t r o m e s ....................................................................
2
Spannungsquellen (Strom quellen)
5
.................................................................................
Der K leingleichrichter als S p a n n u n g s q u e lle ...........................................................11
Das L e istu n g ssch ild ................................................................................................................
13
Leiter und N i c h t l e i t e r ........................................................................................................14
Die L eitfähigkeit der Leiter I. K l a s s e .................................................................... 15
V orschriften für K u p fer für E lektrotechnik nach V D E 020 1 ...........................
17
V orschriften A lum inium für E lektrotechnik nach V D E 0202 .......................
18
Genorm te W iderstandbaustoffe nach V D E 0650, D IN 46460/62 ..................
21
Die L eitfähigk eit der L eiter I I . K l a s s e .................................................................... 21
Die Anw endung der Iso la to re n ...................................................................................... 22
Dauermagnetismus — E le k tr o m a g n e tis m u s ............................................................... 23
Der D a u e rm a g n e tis m u s ....................................................................................................24
Der E lektrom agnetism us....................................................................................................25
U h r z e ig e r r e g e l..................................................................................................................... 25
Der E le k tr o m a g n e t.............................................................................................................26
Die M a g n e tin d u k tio n ............................................................................................................26
D er Um spanner (T r a n s fo r m a t o r )................................................................................. 28
Die Selbstinduktion
........................................................................................................29
Der G le ich rich te r................................................................................................................. 29
Trockengleichrichter als A kku-Puffergeräte und Dauerstrom geräte für Uhrenund Signalanlagen . . . • ......................................................................................32
Internationale elektrische M a ß e in h e ite n ........................................................................ 36
Schaltzeichen nach D IN 40 7 0 0 .................................................. .... ....................................
39
Dnr K o n t a k t .............................................................................................................................. 40
K on taktm etalle
................................................................................................................. 41
P unkt- und R e ib u n g s k o n ta k te ......................................................................................42
D ie Q u e c k s ilb e r s c h a lt r ö h r e .......................................................................................... 44
Die S e l e n z e l l e ..................................................................................................................... 44
B eobachten und A bhören von K o n t a k t e n ................................................................45
D ie Ausw irkung der Selbstinduktionsenergie auf die K o n t a k t e .................. 46
Die F u n k e n lö s c h u n g ........................................................................................................48
V
Seite
Welche Hilfsmittel dienen zur F u n k e n lö s c h u n g ? ...............................................49
In welcher Weise werden diese Funkenlöschhilfsmittel angewendet? . . . .
50
Die Behebung der R u n d fu n k störu n g en ................................................................ 51
Das Schaltschütz ( R e la i s ) ..........................................................................................52
Elektrische Meßgeräte
.................................................................................................. 54
Schaltung der Meßgeräte für Spannung und S t r o m s t ä r k e ..........................59
Bestimmen des Widerstandes eines Stromverbrauchers mit H ilfe eines Voltund eines Am perem eters.......................................................................................... .... 60
Bestimmen der Widerstände mit der Wheatstoneschen Meßbrücke . . .
61
Aufbau und Schaltung einer M e ß b r ü c k e ............................................................ 62
Anleitung zum Bau einer M eß b rü ck e.....................................................................63
Das „O hm sche Gesetz“ und die „Kirchhoffsehen Gesetze“ .............................. 65
Das l x l des E le k tro te c h n ik e r s ............................................................................. 65
Das Ohmsche G e s e t z ...................................................................................................66
Das Beispiel m it dem fließenden W a s s e r ............................................................68
W eitere Beispiele mit dem fließenden Wasser, die sich auf die Kirrhhoflschen
Gesetze b e z ie h e n .......................................................................................................
70
B e re ch n u n g s b e isp ie le ..................................................................................................
72
D er K u r z s c h l u ß ............................................................................................................... 77
Die S ic h e r u n g e n ........................................................................................................... 78
Die tödliche S t r o m s t ä r k e .......................................................................................... 83
Gruppierung der Uhren mit elektrischen Einrichtungen nach den „B ezeich­
nungsvorschriften für Uhren“ .................................................................................83
II.
Teil
E lek trisch e U hren
D ie elektrische E in z e lu h r ..............................................................................................86
Gangregler und Antriebsorgan als Hauptfaktoren für die Gangleistung der
elektrischen Einzeluhr
..........................................................................................87
D er elektrische Aufzug und die K r a ft r e s e r v e ....................................................... 89
Bauarten elektrischer A u f z ü g e ................................................................................. 91
Die T h erm osich eru n g .................................................................................................. 98
Die Schwachstromuhr der T u N Ges.....................................................................99
Schwachstromaufzug mit Batteriebetrieb der Uhrenfabrik URGOS,
S c h w e n n in g e n ........................................................................................................... 101
D ie , .Elektrozeitschwachstromuhr“ ........................................................................ 103
Schwingankeraufzug mit Schwungrad der T u N Ges....................................... 104
Der elektrische Aufzug für Präzisionsuhren von Dr. R ie fle r ......................... 105
Das „C on tin ova Nr. 1000“ der Firma Jauch & Schmid für Gleich- und
W ech selstrom .............................................................................................................. 108
Das „Optim awerk Nr. 5000“ der Firma Jauch & Schmid, für Gleichstrom. . 110
Die „ Quecksilberschaltröhre“ als A ufzugk on tak t...............................................111
Die „Elektrozeitstarkstrom uhr“ ............................................................................. 113
A lls t r o m u h r ....................................................................................................................113
Schwachstrom m otor für Gewichtaufzugsystem B o h m e y e r..............................115
Kontaktlose Aufzüge für Uhrwerke
Der F e rra ris-M o to r......................
VI
Seite
Die „F e rra m o -U h r“ der Firm a T h. Baeuerle & Söhne St. Georgen
. . . 119
„F erra ris-M otor“ m it walzenförm igem A n k e r ...................................................... 120
Ferraris-M otoraufzug der H eliow attw erke m it L ä u f e r s c h e i b e .......................121
Das „O p tim a -W erk Nr. 5001“ der Firm a Jundes, für W echselstrom
120/220 V o l t ..................................................................................................................... 123
Das W erk Nr. 1500 der Firm a Jundes für 120/220 V olt W echselstrom . . 124
Der „C arley-M otor“ ............................................................................................................ 125
Aufzüge m it elektrotherm isch betriebenen A u f z u g v o r g a n g ........................... 127
E lektrisch angetriebene G a n g r e g le r ................................................................................. 129
Die „A T O -U h r “ der Firm a Junghans, Schram berg
.........................................131
Die „D e te x -U n io n “ ein Schweizer F abrikat“
...................................................... 141
Frequenzgesteuerte U h r e n ...................................................................................................143
Die F r e q u e n z k o n t r o llu h r ............................................................................................... 143
Die S y n c h r o n u h r ................................................................................................................. 145
Der A ntrieb durch „S y n ch ro n m o to r“ ........................................................................ 146
Der „n ic h t selbstanlaufende S ynch ron m otor“ .......................................................147
Synchronwerk Nr. 7000 der Firm a Jauch & S chm id, Schwenningen . . . 150
D er „langsam laufende S ynchronm otor m it Selbstanlauf“
........................... 151
D er „schnellaufende S yn ch ron m otor“ ........................................................................ 153
Frequenzgesteuerte G a n g re g le r...................................................... ...................................... 155
Das frequenzgesteuerte U hrpendel
....................................................................155
Die frequenzgesteuerte U n r u h ...................................................................................... 157
Elektrische U h r e n a n la g e n ....................................................................................................159
Das Leitungsnetz und die in ihm herrschenden Strom verhältnisse . . . . 161
Kontakteinrichtungen der H a u p t u h r e n ........................................................................ 165
S trom w en d e-K on ta k tein rich tu n g en .............................................................................166
Das Inbetriebsetzen einer H auptuhr für eine Z eitd ien stan lage........................... 170
Die H auptuhr wird e in g e r ic h t e t ................................................................................. 171
Das Anschließen und Einstellen der Nebenuhren bei Inbetriebsetzen einer
Zeitdienstanlage
............................................................................................................ 172
B edeutung der K raftreserve beim Betrieb v o n Nebenuhren durch eine H au p t­
uhr .................. : ............................................................................................................... 174
H a u p t u h r e n .............................................................................................................................. 176
D ie H auptuhr der Allgem einen E lek trizitä tsg esellsch a ft....................................176
D ie H auptuhr der Feinm echanischen W erke H a l l e / S a a l e ............................... 178
Polw endekontakteinrichtung v o n Gebr. Junghans A .-G . Schram berg . . . 180
Strom wendeeinrichtung m it N ebenschlußkontakt, H auptuhr der T elefonbauund Norm alzeitgesellschaft
..................................................................................... 182
D er Gesamtaufbau der T u N H a u p t u h r ...............................................................184
H auptuhr und K on taktein rich tu n g, B auart C. Th. W agn er, W iesbaden . . 187
Strom wendeeinrichtung m it P endelkontaktsteuerung und selbsttätiger N a ch ­
laufeinrichtung fü r Nebenuhreinstellung bei Spannungsausfall H auptuhr
Siemens & Halske A .-G ................................................................................................ 189
Schiffs-, H aupt- und Nebenuhren der T elefonbau und N orm alzeit G .M .B .H .
F ra n k fu rt/M a in ................................................................................................................ 194
A utom atische Um schaltung für 2 H a u p tu h r e n ...................................................... 197
Polarisiertes Uhr^nrelaif und dessen Anw endung in einer Großuhrenanlage 199
ATO-Polwenderelais von Gebr. Junghans, S c h r a m b e r g ....................................202
Nachstelleinrichtung für N e b e n u h r e n ........................................................................203
V II
Seite
N e b e n u h r e n ........................................................................................................................ 205
Die Wirkungsweise des elektro-mechanischen Schaltvorganges in polari­
sierten N ebenuhrw erken..........................................................................................205
Die A bfangvorrichtung.................................................................................................. 210
Bestimmung der Widerstände von Nebenuhren die in eine vorhandene A n­
lage eingeschaltet werden s o l l e n .........................................................................210
Auftretende Fehler bei Nebenuhren mit polarisierten Werken und deren Be­
hebung ....................................................................................................................... 213
Dämpfung der Schaltgeräusche in N e b e n u h r w e r k e n ...................................... 215
Nebenuhren (Systeme)
..................................................................................................218
Nebenuhrwerk der feinmechanischen W erke, H a l le ...........................................218
Drehankernebenuhrwerk der V E B Elektrofeinmechanik Mittweida . . . . 220
Nebenuhrwerk der Firma C. Th. Wagner, W iesb a d en .......................................221
Nebenuhrwerk mit zweipoügem Permanentdrehanker der Gebr. Junghans A. G.
S c h r a m b e r g ...............................................................................................................222
Nebenuhrwerk mit polarisiertem Doppeldrehanker System Siemens
& Halske A .G . W erk-T yp: U lfw. 71
............................................................ 223
Nebenuhrwerk mit mehrpoligem Permanentmagnetanker der Telefonbau
und Normalzeit Gesellschaft, F ra n k fu r t/M a in ............................................... 227
Nebenuhrwerk der Allgem. E lektrizitäts-G esellsch aft...................................... 234
Schwingankernebenuhrwerk der V E B Elektrofeinmechanik Mittweida . . 2 3 7
Schwingankernebenuhrwerk der Gebr. Junghans A .G . Schramberg . . . . 238
Hauptuhrsekundenkontakt-Einrichtungen und Sekundennebenuhren . . . 239
Der Sekundenkontakt..................................................................................................239
Sekundenkontakteinrichtung der Siemens & Halske A .-G ...............................241
Der , ,Pfeifferpendelmotor“ mit Kontakteinrichtung zum Betrieb von Se­
kundennebenuhren .................................................................................................. 242
S ek u n d en n eb en u h ren ..................................................................................................246
Zahlenbildnebenuhr mit Sekundenzeiger der Telefonbau- und NormalzeitG m bH ............................................................................................................................ 247
Sekundennebenuhr C. Th. W a g n e r .........................................................................247
Elektrische L ich tk on ta k t-E in rich tu n g........................................................................ 248
Der Transistor als kontaktloses Steuerorgan für elektrisch angetriebene Gang­
regler ............................................... '............................................................................... 250
Einrichtung zum Synchronisieren von P endelschw ingungen..............................253
Die Normalzeitdienstanlage vom Math. Physik. Salon in D r e s d e n ................. 255
Die Stromversorgung der Zeitdienstanlage........................................................... 258
Die „E n tstöru n g“ der Z eitd ien sta n la g e................................................................259
Uhren mit Signaleinrichtungen
................................................................................. 260
Signaleinrichtung der Feinmechanischen Werke, H a l l e .................................. 262
Signaleinrichtung von Gebr. Junghans A .G . S c h r a m b e r g ..............................264
Signaleinrichtung der Telefonbau- und N orm alzeitgesellschaft..................... 267
Signaleinrichtung der Siemens & Halske, A .G . für fünf Signalstromkreise 269
Die Signalnebenuhr der V E B Elektrofeinmechanik M ittw eid a ..................... 274
Elektrische Gongschlageinrichtung der Telefonbau und Normalzeitgesellschaft 275
Schaltbild-Schemazeichnungen von Signaluhr- und Hauptuhranlagen
Sachverzeichnis
. . . 279
............................................................................................................... ^83
I. T e il
Der elektrische Strom
Bereits im Altertum war es bekannt, daß sich beim Reiben von Bernstein
„anziehende und abstoßende Kräfte“ zeigten. Diese Kräfte wurden mit
„Elektrizität“ bezeichnet, abgeleitet von „Elektron“ , dem griechischen
Wort für Bernstein. Die heutige Wissenschaft stellte fest, daß die Träger
dieser Kräfte die „Elektronen“ sind. (Siehe Lehrbuch des Uhrmacherhand­
werks, Seite 5, Bd. I.)
Elektronen haben das Bestreben, sich von einer Anhäufung aus zu ver­
teilen und an Stellen zu gelangen, die elektronenarm sind. Gibt man Elek­
tronen einen Weg, z. B. Leitung aus Kupferdraht, dann entsteht ein „Elek­
tronenstrom“ , der vom elektronenreichen — Pol zum elektronenarmen
+ Pol fließt. Auf dieser Erscheinung beruhen alle „Elektronenstromquellen“ .
Elektrische Ströme entstehen z. B. durch chemische und mechanische Vor­
gänge, die Ausgängsstellen für Elektronenströme erzeugen, die als Pole
bezeichnet werden. Die Wanderung der Elektronen ist an Leiter gebunden,
die den -|- Pol mit dem — Pol einer Stromquelle verbinden. Auf diese Weise
wird ein „Elektrischer Stromkreis“ gebildet.
Die Elektronenbewegung wird durch die bewegende Kraft (Spannung
= Elektromotorische Kraft, Seite 36 u. 38) bedingt, die in der Stromquelle
erzeugt wird. Ihre Druckfortpflanzungsgeschwindigkeit beträgt in der Se­
kunde 300000 km, sie ist gleich der Lichtgeschwindigkeit und beginnt ohne
Verzögerung sofort beim Schließen des Stromkreises.
W as ist nun aber Elektrizität?
Diese Frage kann trotz des hohen Standes der Wissenschaft auch heute
noch nicht einwandfrei beantwortet werden. Elektrizität ist überall vor­
handen, in der Luft, im Wasser, in allen Körpern. Die Natur sucht das
Gleichgewicht zwischen Plus- und Minuselektrizität zu erhalten; wird dieses
Gleichgewicht aber gestört, so findet ein Ausgleich statt. Es fließt ein
elektrischer Strom.
Für uns ist also die Frage, was Elektrizität ist, am aufschlußreichsten
wie folgt beantwortet:
1
S chm idt, E lek trisch e l/h r e n
1
„Die Elektrizität ist eine Energieform
Wir können das Arbeitsvermögen des Elektronenstromes in Leistung
umformen und sprechen daher von „Elektrischer Energie“ . Es sind uns
die Wirkungsweisen des elektrischen Stromes bekannt, und die Technik
hat uns die Hilfsmittel geschaffen, die Arbeit des elektrischen Stromes in
sehr großen Kräften wirken zu lassen, wir können diese Kräfte aber auch
zerteilen und in kleinsten Dosen nutzbar anwenden. Diese technische Aus­
nützung der Elektrizität ist wohl, gelenkt durch die genialsten Erfindungen
auf diesem Gebiete, die umfassendste und allgemeinnützlichste technische
Errungenschaft des menschlichen Geistes der letzten hundert Jahre.
Die Wirkungen des elektrischen Stromes
Elektrische Energie in Arbeit umzuformen, kann auf verschiedene Weise
geschehen. Dabei ist entscheidend, welche Arbeit verrichtet werden soll,
denn im Energieverbraucher, dem elektrischen Gerät, wird die elektrische
Energie nutzbar angewendet, also dort in Arbeit umgeformt.
Die verschiedenen Wirkungsweisen des elektrischen Stromes sind:
a) Wärme- und Lichtwirkung
b) Chemische Wirkung
c) Magnetische Wirkung
d) Elektrodynamische Wirkung
e) Physiologische Wirkung
Um die verschiedenen Wirkungsarten des elektrischen Stromes in Er­
scheinung treten zu lassen, müssen die Stromverbraucher auf die ent­
sprechende Wirkungsart abgestimmt werden. Dabei können in einem ge­
schlossenen Stromkreis auch mehrere Wirkungsarten des Stromes nutzbar
angewendet werden.
Die grundlegenden Anwendungsformen sind folgende:'
Zu a) Wärme- und Lichtwirkung:
Durchfließt ein Elektronenstrom einen
Leiter, so erwärmt sich dieser. Es kann
dabei zum Glühen und Schmelzen des Lei­
ters kommen.
A bb. 1. Wärme- u. Lichtwirkung
des elektr. Stromes
2
Anw endung: Glühlampe, Heizwider­
stände, Schmelzverfahren (Schmelzsiche­
rung) (Abb. 1).
Zu b) Chemische Wirkung:
Ein Elektrolyt (Säuren, Basen und Salzlösungen), von einem Elek­
tronenstrom durchflossen, wird gespalten oder zersetzt. Es lösen sich die
Moleküle in kleine Atomgruppen oder Atome auf. Die dadurch entstehenden
Spaltungsgruppen nennt man „Ionen“ , welche im Elektrolyt wandern und
als Träger der Elektronen deren Weiterleitung übernehmen.
A n w en d u n g: Elektrochemie, Elektrolyse, galvanische Verfahren, z. B.
Vergolden, versilbern usw. (Siehe: Lehrbuch des Uhrmacherhandwerks,
Band I, Seite 77.) (Abb. 2 u. 3!)
Sauerstoff
i
Wasserstoff
Gleichstrom -
r
Säurereste
lösen das
Metall der
Anode
{nie d e r z u -
(z u über­
ziehendes
Metall)
z u r natnoae
A b b . 2. Chemische W irkung
des elektr. Stromes. Zersetzen
des Wassers
A b b . 3. V organ g beim Galvanisieren
Zu c) Magnetische Wirkung
Wird ein Leiter von einem Elektronenstrom durchflossen, so entsteht ein
magnetisches Feld. Eine in dieses magnetische Feld gebrachte Magnetnadel
wird abgelenkt, jedoch erfolgt die Ablenkung nur während der Dauer des
Elektronenflusses. (Siehe: Elektromagnetismus, Seite 25.)
A n w en d u n g: Elektromagnetische Arbeitsleistung in allen auf diese Wir­
kungsform aufgebauten Stromverbrauchern. In der Uhren-Elektrotechnik
z. B. Aufzüge, Pendelantriebe, Antrieb von Nebenuhren, Synchronuhren,
Signalgeber usw. (Abb. 4.)
Zu d) Elektrodynamische Wirkung
Elektrodynamik ist die Erscheinung der
Elektrizität, wenn sich diese in einem Lei­
ter in Bewegung befindet (im Gegensatz
zur Elektrostatik, bei der sich die Elektri­
zität auf einem Körper in Ruhe befindet).
W e r d e n z w e i p a r a lle l g e s te llte L e it e r v o n
ein e m S tr o m in e n tg e g e n g e s e tz te r R ie h tu n g d u rc h flo s s e n , so s t o ß e n sie s ic h a b .
A b b 4 M agnetische W irkung
des elektr. Strom es
3
Bei gleicher Stromrichtung ziehen sie sich gegenseitig an. Daraus folgt
unter Beachtung der Stromrichtung: Ein beweglicher Leiter, vom Strom
durchflossen, stellt sich zu einem festen stromdurchflossenen Leiter in gleiche
Richtung und Ebene ein (Abb. 5, 6 u. 7).
A nw endung: Elektrodynamische Meßgeräte (Feinstmeßgeräte).
A bb. 5— 7. Elektrodynamische Wirkung
A bb. 5. Die parallelen Leiter stoßen sich ab
A bb. 6. Die parallelen Leiter nähern sich
A bb. 7. Der bewegliche Leiter stellt sich zum festen
Leiter so ein, daß er in die gleiche Ebene mit dem festen
Leiter zu stehen kommt
Zu e) Physiologische Wirkung
Wird der menschliche Körper von einem Elektronenstrom durchflossen,
so treten Muskelzuckungen und unter Umständen sogar Lähmungen auf,
die auch tödliche Wirkung haben können. (Seite 83.)
A n w en d u n g: Elektrotherapie, bei der entsprechend abgestimmte Strom­
arten auf die inneren Organe des menschlichen Körpers Heilwirkungen aus­
üben.
Die aufgeführten Anwendungsbeispiele sind der Vielzahl ähnlicher ent­
nommen. In der Uhren-Elektrotechnik wird fast ausschließlich die unter c)
magnetische Wirkung des elektrischen Stromes im Stromverbraucher zur
Arbeitsleistung umgeformt, und auf diese Weise werden mechanische
Schaltungsvorgänge, mechanische Drehbewegungen und dergleichen ge­
tätigt. An wenigen Beispielen nur kann gezeigt werden, daß auch die
Wirkungsweise a, Wärme- und Linhtwirkung, zur Anwendung gekommen
ist. (Seite 2.) Die elektromagnetische Wirkung jedoch ist wirtschaftlich,
ihre Anwendungsmöglichkeit und Arbeitsumformung fast unbegrenzt, wie
die angeführten Beispiele der elektrischen Uhren zeigen werden.
4
Spannungsquellen (Strom quellen)
Die Bezeichnung „Spannungsquelle“ für Stromquelle ist zutreffender,
wenn auch Stromquelle allgemein üblich angewandt wird. Wir wollen uns
aber der Bezeichnung „Spannungsquelle“ bedienen.
Die zum Betrieb elektrischer Uhren und deren Zusatzeinrichtungen be­
nötigte elektrische Energie muß einer Spannungssquelle entnommen werden.
Um die entsprechende Spannungsquelle zu bestimmen, ist folgendes zu
beachten:
1. Das Leistungsschild (siehe Seite 13) oder die Bezeichnung auf den
Umhüllungen der Spulenwicklungen geben meist Aufschluß darüber,
welche Spannungsquelle zum Betrieb der Uhren bestimmt ist.
2. Soll eine bereits vorhandene Spannungsquelle zum Betrieb von Uhren
verwendet werden, dann ist die Spannungsquelle bestimmend für die
elektrischen Meßgrößen der anzuschließenden Uhr.
Nichtbeachtung dieser einfachen Regeln hat oft Zerstörung der elektri­
schen Bauelemente in den Uhren zur Folge, oder die Uhren zeigen Fehler
verschiedenster Art.
Für uns Elektro-Uhrmacher kommen folgende Spannungsquellen zur An­
wendung.
1. Gleichstrom
Gleichstrom fließt in gleicher Richtung nach der auch heute noch in der
Elektrotechnik beibehaltenen Bezeichnungsweise vom -(-Pol der Spannungs­
quelle zum —Pol. Die Bezeichnung für Gleichstrom ist = ; z. B. = 24 Volt.
Nach der Spannungshöhe wird der Gleichstrom in zwei Gruppen eingeteilt:
a: Ströme, die unter einer Spannung von 0— 42 Volt stehen, b : Ströme, die
unter einer Spannung über 42— 220 Volt stehen. Höhere Spannungen
werden für elektrische Uhren nur in ganz seltenen Ausnahmefällen zur
Anwendung kommen. Auch sind die Spannungen zwischen 50 und 90 Volt
wirtschaftlich ungünstig und daher nicht gebräuchlich.
a) Spannung: = 0—42 Volt
Spannungsquellen: Naßelement (fast nicht mehr I ^
1
. ,
° ^
'
, ,,
Erreger galvanischer
verwendet)
0 . .. °
Trockenelement
1 Strome
Speicher oder Samm­
Akkumulator
ler elektr. Energie
Gleichrichter-Umformer
Str° m umformendes
Gerät
b) Spannung: = 90— 220 Volt
Spannungsquelle: Leitungsnetz
Erreger elektrodyna­
mischer Ströme, sel­
ten: Ströme einer
Akku-Station
5
2. Wechselstrom
Wechselstrom fließt in wechselnder Richtung. Es wird jeder Pol des Netz­
anschlusses abwechselnd + P o l und -Pol. Die beiden Polwechsel + P ol
und —Pol ergeben zusammen eine Phase, mit „Hertz“ (Hz) bezeichnet, für
eine Sekunde berechnet. In Deutschland ist der Wechselstrom fast aus­
nahmslos auf 50 Hz, also 50 Phasen in der Sekunde, gleich 100 Polwechsel,
abgestimmt. Die Bezeichnung für Wechselstrom ist ~ ; z. B. ~ 220 Volt.
Da wir zum Betrieb von Uhren Wechselstrom nur dem Leitungsnetz ent­
nehmen können, teilen wir den Wechselstrom in folgende zwei Gruppen
ein: a : Ströme, die unter einer Spannung von 90—220 Volt stehen, b : Ströme
die unter einer Spannung von 0—42 Volt stehen (niedergespannte Ströme).
a) Spannung: -—>90—220 Volt
Spannungsquellen: Wechselstromnetz ! ^ rre^er elektrodjnaf mischer Ströme
b) Niedergespannte Ströme: ~ 0—48 Volt
Wechselstrom nieder­
spannendes Gerät
Spannungsquellen: Klein-Transformator (höchste Stufe dieser
Kleintransforma­
toren 48 Volt)
Zu la) Das Element
Das Trockenelement hat das Naßelement wegen seiner Vorzüge der
Sauberkeit und besseren Transportmöglichkeit fast vollständig verdrängt,
weshalb es auch in der Elektrouhr verwendet wird, wenn ein Element als
Spannungsquelle vorgesehen ist. Diese Elemente gehören zur Gruppe der
„Primärelemente“ , da sie spannungerzeugend sind. Das Trockenelement
bedarf fast keiner Wartung, es hat bei richtiger Anwendung ausreichende
Leistungsdauer, ist sauber und macht die damit ausgestattete Uhr orts­
veränderlich. Seine Beschaffungskosten sind verhältnismäßig gering. Der
Aufbau eines Trockenelementes ist folgender: Die beiden Elektroden sind:
Zink — und Kohle
das Zink meist in Zylinderform unten geschlossen,
stellt zugleich das Gefäß des Elementes dar und bedarf nur einer Schutz bekleidung; die Kohle (in Stabform) ist von einer mit Braunstein (Mn02)
gefüllten Hülle umgeben. Das Elektrolyt ist eine gallertartige Masse, in der
Salmiak (CLH4N) enthalten ist. Oben ist das Element durch eine Schutz­
schicht von Pech oder Paraffin abgedichtet, um es vor dem Austrocknen
zu schützen.
Werden die Polklemmen durch einen Leiter miteinander verbunden,
fließt ein Strom von der -)- Polklemme zur — Polklemme. Die Elektroden
werden vom Elektrolyt erregt, wodurch eine Spannung im Element ent­
steht, die die Elektronen vom elektronenreichen— Pol zum elektronen­
armen -|- Pol im Element fließen läßt und wobei der Stromfluß durch den
Leiter vom - f - Pol zum — Pol in sich geschlossen wird.
6
Trockenelemente eignen sich nur für kurzzeitige Stromentnahme mit
Erholungspausen (Abb. 8, 9 u. 10).
Mehrere Elemente (hintereinander geschaltet) zusammengeschlossen, bilden
eine Batterie (Abb. 11). Die Batterieklemmenspannung ist gleich der Summe
t E le k tro d e
Kohlestab^^
Metallhapsel
Pafipscheibe
___
Zinkmantel
-E le k tr o d e
E le k tro ly t
verdickte"
Salmiaklösung
Braunstein .
Leinen zum
Zusammenhatten
d£3 Braunsteins
A b b . 9. N orm ales T ro ck e n ­
elem ent 1,5 V o lt
A b b . 8. A ufbau eines T ro ck e n ­
elementes
M
o H
o M
o H
o ) -
A b b . 11. E lem ente in R eihenschaltung
A b b . 10. A T O -E lem en t,
Spezial-Elem ent von
1,4 V o lt m ittl. Span­
nung, nur für E n t­
nahm e v o n 0 ,6 —1,2 m A
geeignet
c
A ­
+
A b b . 12. E lem ente in Parallelschaltung
der einzelnen Spannungen. Für das Beispiel: 4X1,5 V = 6 Volt. Weitere
Batterieschaltungen, die aber in der Elektrouhrentechnik kaum zur An­
wendung kommen, zeigen Abb. 12 und Abb. 13.
Soll die Amperezahl erhöht werden, dann müssen die Elemente parallel
geschaltet werden (Abb. 12). WTerden parallel geschaltete Elem entegruppen
in Reihenschaltung gelegt (Abb. 13). erhöht sich die abzugebende Volt- und
Amperezahl.
7
Der Akkumulator
Der Akkumulator ist kein Stromerzeuger, sondern ein „Stromspeicher“
oder „Sammler“ . Er läßt sich sozusagen mit Strom aufladen, der diesem
dann als Dauerstrom oder in kleinen Strommengen entnommen werden
kann. Der Akkumulator ge­
hört wegen dieser Eigenschaft
Porzellan zur Gruppe der „Sekundär­
Vtrschraubung
elemente“ . Zum Betrieb elek­
A n sch lu ß trischer
Uhren wird der Akku
Vergußmasse
klemm e
als Spannungsquelle bevor­
zugt, wenn stationäre Batte­
rien vorgesehen sind. Da dem
M
inus-(-l
Plus - (+ !
'Polbrückt
Akku die entnommene Ener­
Polbrüc/tf
gie laufend wieder zugeführt
werden kann, ist es nicht er­
forderlich, z. B. die Kontakt­
dauer auf ein Mindestmaß von
Plus­
Zeit zu begrenzen, wie es meist
Platte
die Verwendung von Elemen­
ten als Spannungsquelle erfor­
Minus Platte
dert, um diese vor zu großem
Verschleiß zu schützen oder
6lasgefaß
möglichst wenig zu beanspru­
chen. Soll ein Akkumulator ein­
wandfrei arbeitsn, so bedarf er
sachgemäßer Wartung.
A bb. 14. Akkumulator 2 V olt
Ä
8
+
Der Akkumulator ist meistenteils in einem Glasbehälter untergebracht,
der zum Halten der Elektrodenplatten innen mit Rillen versehen ist. Die
Elektrodenplatten sind zwei verschiedene Bleiplatten, und als Elektrolyt
dient verdünnte Schwefelsäure (Wichtezahl 1,18). Die positive Platte oder
Anode enthält Bleisuperoxyd (P b 02) und hat eine braune Farbe, die
negative Platte oder Kathode besteht aus einer schwammigen Bleischicht
(Pb) und sieht silbergrau aus. Jede der Elektroden besteht aus mehreren
Platten, die miteinander verbunden sind. Je eine -)- und eine — Elektrode
bilden eine Zelle mit einer Klemmenspannung von 2 Volt. Die Zelle soll
soweit mit Säure gefüllt sein, daß die oberen Plattenränder gut verdeckt
sind (Abb. 14).
Der Akku ist ein Gleichstromsammler, darf also nur mit Gleich­
strom geladen werden. Wollen wir einen Akku mit Strom aus dem
Wechselstromnetz
laden,
was der Wirtschaftlichkeit
entsprechend am vorteil­
haftesten ist, dann muß
jedoch der Wechselstrom
erst in einen Ladestrom
umgeformt werden. Das
heißt: er wird niederge­
spannt und gleichgerichtet
(s. S. 30 u. 31).
Einen Kleingleichrichter
zum Laden der Akku
zeigt z. B. Abb. 15. Er
ist von der Firma Elektrik,
Dresden, hergestellt, kann
Abb. 15. Klein-Gleichrichter
an das Wechselstromnetz
angeschlossen werden und gibt Ladestrom ab. Die zwei verschiedenen
Ausführungen sind folgende:
Typ
N etzspannung
Ladespannung
E L 12/1,2
117/220 V olt
6/12 V o lt
E L 12/0,3
117/220 V olt
12 V olt
Ladestrom
1,2 A m p.
0,05— 0,3 A m p.
Die Type: El 12/1,2 ist als Ladegerät für schnelles Aufladen bestimmt.
Beim Laden eines Akkumulators ist stets zu beachten (Abb. 16):
den
Pol des Ladegerätes an den -|~ Pol des Akkumulators und
den — Pol des Ladegerätes an den — Pol des Akkumulators anschließen.
Während der Ladung entwickeln sich Gase, die sich in immer stärker
werdender Blasenbildung zeigen und kurz vor der Beendung des Ladevor­
9
ganges die Säure zum „Kochen“ bringen. Die Spannung kann dabei bis
auf 2,7 Volt ansteigen, fällt aber sehr bald auf 2 Volt herab und bleibt dann
ziemlich gleich. Sinkt die Spannung jedoch bis auf 1,8 V ab, so muß der
Akku wieder geladen werden, da sonst die Platten schadhaft werden.
Die Höchstladestromstärke darf nicht über­
schritten werden. Ist sie auf dem Akku z. B.
Steckdose
mit 1 Amp. angegeben, so muß bei größerer
Ladestromstärke ein W id e rsta n d vorgeschaltet
werden. Geringere Ladestromstärke kann ohne
Schaden genommen werden, sie verlängert je­
doch die Ladezeit.
Die Speicherfähigkeit oder Kapazität eines
Akkumulators wird in Ah (Amperestunden)
angegeben, z. B. 15 Ah. Diesen Akku können
wir 15 Std. mit 1 Amp. belasten oder 30 Std.
mit 0,5 Amp. usw. Es darf aber nie die von der
Fabrik angegebene Stromstärke beim Entladen
überschritten werden, da sonst die Platten
Schaden erleiden können.
Mehrere Akkuzellen, die zusammengeschlos­
A bb. 16. Laden des Akku
sen werden, bilden eine Batterie (Abb. 17).
mulators
Die Batterie-Klemmenspannung ist gleich der
Summe der einzelnen Spannungen. Für dieses
Beispiel: 6 X 2 V
12 Volt. Weitere Batterieschaltungen siehe auch Ab­
schnitt la Abb. 12 und Abb. 13.
-
A bb. 17. Akkuzellen in Reihenschaltung
-ZZQV
19
9]
r—■f
Klem(j/eichnchfer
iu r Hauptuhr
Der Ladestrom des Ladegerätes muß
dieser Spannung angepaßt werden (siehe
Seite 30—36). Kurzschluß ist eine sehr
große Gefahr für den Akkumulator,
denn dieser entlädt sich dabei mit sehr
hoher Stromstärke, die Platten werden
heiß und verziehen sich.
A bb. 18. Dauerladung einer Akkubatterie
mit Klein-Gleichrichter
10
Die zweite Type, EL 12/0,3 des Kleinladers „Elektrik“ (Abb. 15), kann
als Dauerlader Verwendung finden. Diese wird beispielsweise zum Dauer­
laden einer Uhrenbatterie wie in Abb. 18 angeschlossen. Es ist jedoch der
Regulierwiderstand des Ladegerätes auf den Strombedarf der Uhrenanlage
abzustimmen, damit die Akku-Batterie ihre Spannung behält, aber auch
nicht überladen wird.
Der Klein-Gleichrichter als Spannungsquelle
Soll ein Klein-Gleichrichter vom Wechselstromnetz aus direkt als Span­
nungsquelle z. B. eine Uhrenanlage betreiben, ohne daß eine Akku-Batterie
zwischengeschaltet wird, so ist Vorbedingung, daß Abschaltungen des
Netzstromes nicht vorgenommen
werden, da sonst die Nebenuhren
in der Zeit der Abschaltung aus­
fallen. Hauptuhren bestimmter
Fabrikate (siehe Seite 189) haben
eine Nachstelleinrichtung, die
dann nach der Abschaltpause die
Nebenuhren mit der Hauptuhr
wieder gleichstellt. Darum ist es
erforderlich, sich über die Ver­
hältnisse im Wechselstromnetz
und der zum Betrieb der Anlage
vorgesehenen Hauptuhr zu unter­
richten, wenn der Betrieb der
Anlage durch Klein-Gleichrichter
A b b . 19. K lein -G leichrichter als D au er­
unterhalten werden soll. Auch die strom -G erät in Direktspeisung einer U h ren ­
anlage
Leistung des Klein-Gleichrichters
ist zu beachten, denn die benötigte
Stromstärke für die Anlage darf die Höchstbelastungsgrenze des Klein­
Gleichrichters nicht überschreiten, da sonst die Sicherung des Klein-Gleich­
richters durchschmilzt. Wird z. B. die Type EL 12/0,3 verwendet, so darf
die benötigte Stromstärke für unser Beispiel der Uhrenanlage, Verbrauch
der Nebenuhren und des elektrischen Aufzuges 0,3 Amp. nicht übersteigen.
Werden alle diese Punkte berücksichtigt, so wird die Anlage fehlerlos
arbeiten. Abb. 19 zeigt im Schema eine mit Klein-Gleichrichter betriebene
Uhrenanlage.
Zu 1b: Gleichstrom = 90—220 Volt.
In manchen Versorgungsgebieten bestimmter Elektrizitätswerke fließt
im Stromnetz Gleichstrom, von 90— 220 Volt. Diesen finden wir auch mit­
unter noch in großen Betrieben, die eigene Stromerzeugung haben. Meistens
sind es Ströme, die durch Gleichstromgeneratoren erzeugt werden, seltener
11
dient als Spannungsquelle eine entsprechende Akku-Station. In jedem
Falle haben wir Elektrouhrmacher es nur mit den Anschlußstellen des
Gleichstromnetzes zu tun, mit der Anschlußdose oder der Steckdose. Diesen
entnehmen wir den Strom zum Betrieb elektrischer Uhren.
Die meisten Verbraucherstromnetze sind mit 10 Amp. gesichert, so daß
vorteilhaft elektrische Uhren mit 1 Amp. abgesichert werden.
Da diese Stromart nur noch vereinzelt anzutreffen ist, sind auch die für
diese Stromart bestimmten Uhren von geringer Zahl. Es ist darum hier
wieder ganz besonders darauf hinzuweisen: Beachte das Leistungsschild,
damit diese Uhren nicht an Wechselstromnetze angeschlossen werden.
Zu 2a: Wechselstrom ~ 90—220 Volt
In den meisten Versorgungsgebieten der Elektrizitätswerke werden die
Stromnetze mit Wechselstrom 220 Volt/50 Hertz gespeist, vereinzelt auch
noch mit 110 Volt/50 Hertz. Es sind Ströme, die durch Wechselstrom­
generatoren erzeugt werden. In vereinzelten Fällen haben Großbetriebe
noch eigene Stromerzeugung. Den Steckdosen oder Anschlußdosen ent­
nehmen wir Elektrouhrmacher den zum Betrieb elektrischer Uhren be­
nötigten Strom. Die Verbraucherstromnetze sind meistenteils mit 10 Amp.
abgesichert, so daß es erforderlich ist, die Zuleitungen zur elektrischen Uhr
mit je 1 Amp. auf beiden Zuleitungen zu sichern, da der Wechselstrom seine
Richtung in der Sekunde lOOmal ändert.
Sollen „Synchronuhren“ (siehe Seite 193) angeschlossen werden, dann
muß der Wechselstrom „synchronisiert“ sein, das heißt: Die Hertzzahl von
50 Perioden in der Sekunde muß genau eingehalten werden, so daß an einem
Tag 50 Hz in der Sekunde X 60 in der Minute X 60 in der Stunde X 24
am Tage, also: 50X60X60X24 = 4320000 Hz gezählt werden. Die Hertz­
zahl wird also „zeitlich abgestimmt“ oder „synchronisiert“ . Ist dies der
Fall, idann zeigen die angeschlossenen „Synchronuhren“ richtige Zeit, im
anderen Fall werden diese zwangsläufig entsprechend der Hertzzahl in der
Zeitangabe abweichen.
Auch hier soll wieder auf das „Leistungsschild“ hingewiesen werden, um
Fehlanschlüsse zu vermeiden.
Zu 2b: Wechselstrom >
—' 0—42 Volt
Der dem Netz entnommene Wechselstrom kann durch einen „Trans­
formator“ umgespannt werden (s. S. 28). Der Trafo wird z. B. mit ■
—-220 Volt
gespeist, und diesem kann, je nach Bauart, niedergespannter Strom von
3, 5, 8, 12, 24 oder 48 Volt entnommen werden. Seine Wirkungsweise ist
auf die „Induktion“ (s. Seite 26) aufgebaut. Die zu entnehmende Strom­
stärke ist bei Kleintransformatoren gering, sie liegt meist bei der Grenze
von 1 Amp. Der niedergespannte Strom hat die gleiche Hertzzahl wie der
Netzstrom.
12
Kleintransformatoren werden z. B. vorteilhaft zum Betrieb von Läute­
werken verwendet und können unter Dauerschluß an das Wechselstrom­
netz angeschlossen werden.
Das Leistungsschild
Das Leistungsschild ist der wichtigste Teil an der äußeren Ausstattung eines
elektrischen Gerätes! Ist es nicht vorhanden, dann bedarf es oft umfang­
reicher Messungen und Berechnungen, um die Leistungswerte zu bestimmen.
Wie außerordentlich wichtig das Leistungsschild ist, soll folgendes er­
läutern. Wenn eine Glühlampe ersetzt werden soll, ist es wohl selbstver­
ständlich, daß wir uns über deren Leuchtwert unterrichten. Wir finden auf
dem Sockel oder dem Glaskörper z. B. die Bezeichnung: 40 Watt/220 Volt
Das ist das Leistungsschild der Glühlampe. Aus der Angabe 40 Watt
schließt der Laie auf den Leuchtwert der Lampe, die 220 Volt sind für ihn
selbstverständlich, denn die Glühlampe ist ja für seine Leuchte bestimmt.
Es werden aber auch Glühlampen von gleichem äußeren Aussehen für
110 Volt oder nur für 24 Volt hergestellt, die ebenfalls eine entsprechende
Angabe in Watt tragen. Schrauben wir eine derartige Glühlampe in die
Fassung einer 220 Voltleitung, dann wird sie sofort Schaden nehmen.
Was von der Glühlampe gesagt wurde, gilt für alle Stromverbraucher,
gleichviel, welcher Art diese sind, also auch für elektrische Uhren. Es kann
viel Schaden verhütet werden, wenn wir den Grundsatz beachten:
„Erst das Leistungsschild lesen, dann das Gerät anschließen!“
Oft genügt schon die Angabe: 24 Volt, wie diese z. B. auf den Spulen­
umhüllungen einer elektrischen Uhr zu finden ist. Besser wäre jedoch:
24 Volt/1200 Ohm, denn dann können wir
Achtung!
ohne weiteres auch auf die Stromaufnahme
schließen.
N ur für W echselstrom
Dieses Leistungsschild einer Uhr besagt: '
Spannung 210— 265 V
Diese Uhr kann an jedes Wechselstromnetz
Per. 50
angeschlossen werden, dessen Spannung
zwischen 210 und 265 Volt liegt. Es ist jedoch Bedingung, daß der
Wechselstrom auf 50 Per. in der Sekunde abgestimmt ist, damit diese
Uhr „genaue Zeit“ zeigt.
Sehr aufschlußreich ist das Leistungsschild eines Kleingleichrichters. Das
Gerät kann an eine Spannungsquelle von 110 V oder 220 V Wechselstrom
angeschlossen werden, es sind dafür besondere
Anschlüsse am Gerät. Das ist aus dem / Strich
Batterie -Lade - Gerät
zu ersehen. Der Ladestrom hat in jedem
N etz
B atterie
Falle eine Spannung von 12 Volt. Seine
110/220 V
12 V
Stromstärke ist regulierbar, von 0,05 bis
L adestrom 0 ,05— 0,3 A
0,3 Ampere, was durch den Bindestrich aus­
13
gedrückt wird. Es muß in dem Gerät demnach ein regulierbarer Wider­
stand eingebaut sein.
Aus diesen wenigen Beispielen erkennen wir, daß wir das Leistungsschild
richtig lesen lernen müssen, damit wir über alle Angaben unterrichtet sind.
Leiter und Nichtleiter
Leiter
Um den elektrischen Strom von der Stromquelle dem Stromverbraucher
zuleiten zu können, müssen beide mit guten Leitern verbunden werden.
In diesen darf dem Elektronenstrom nur geringer Widerstand entgegen­
gesetzt werden, damit die elektrische Energie möglichst ohne Spannungs­
verlust zu der Arbeitsstelle gelangt.
Im Stromverbraucher aber soll die elektrische Energie Arbeit leisten.
Sie kann dazu gezwungen werden, wenn sie auf erhöhten Widerstand im
Leiter des Stromverbrau chers stößt. Dieser muß der erforderlichen Arbeits­
leistung entsprechend abgestimmt werden.
Nichtleiter
Es ist bedingt, dem elektrischen Strom den Weg von der Stromquelle
über den Stromverbraucher und wieder zurück zur Stromquelle, also im
„Stromkreis“ , festzulegen, damit keine Abwanderung des Stromes durch
Fehlverbindungen stattfinden kann. Dazu benötigen wir Werkstoffe, die
dem Elektronenstrom keine oder — nach Prüfung bei sehr hohen Spannun­
gen — , nur geringste Möglichkeit der Durchdringung geben. Diese werden
als Nichtleiter oder Isolatoren bezeichnet.
Passive Baustoße
Zum Bau elektrischer Geräte und Leitungen werden jedoch noch weitere
Werkstoffe benötigt, die dem Zweck dienen, besonderen Schutz der iso­
lierten Leiter gegen Druck und Verletzungen zu bieten, z. B. die Metall­
hüllen der Kabelwände oder der Isolierrohre. Auch für Bauteile elektrischer
Geräte, die durch die magnetischen Wirkungen des elektrischen Stromes
beeinflußt werden und nicht als Leiter der Elektrizität dienen, werden
passive Baustoffe benötigt, z. B. die Magnetwerkstofle.
Wir unterscheiden daher:
a) Leiter I. Klasse:
alle Metalle und Kohle
Leiter II. Klasse:
Flüssigkeiten und Gase
b) Nichtleiter oder Isolatoren:
Porzellan, Glas, Marmor, Holz (trocken)
Preßstoffe, Kunstharze, Hartgummi, Gummi, Buna, Guttapercha,
14
9
Igelit, Glimmer, Papierstoffe, Seide, Kunstseide, Baumwolle, Zell­
stoff u. dgl.
*
Die Leitfähigkeit der Leiter I. Klasse
Der elektrische Strom soll auf dem Leitungsweg von der Stromquelle zum
Stromverbraucher und von diesem wieder zurück zur Stromquelle mög­
lichst auf geringen Widerstand stoßen, damit er mit wenig Spannungsverlust
zur Arbeitsstelle gelangt. Dies kann erreicht werden:
1. durch einen Leiter aus gutleitendem Material,
2. durch einen entsprechend großen Querschnitt dieses Leiters.
Unter den Metallen hat Silber den geringsten Widerstand, es ist jedoch
für die Verwendung als Leitungsdraht zu teuer. Es wird aber für Kontakt­
teile sehr vorteilhaft verwendet (siehe Seite 41). Nach diesem ist das Kupfer
das geeignetste Material, denn sein Widerstand ist nur etwa um 10°/0 größer
als der des Silbers. Außerdem ist Kupfer sehr preisgünstig und das Material
wenig empfindlich. Es läßt sich gut zu dünnen Drähten ausziehen und hat
geringe Bruchgefahr beim Biegen und Verformen. An dritter Stelle steht
das Aluminium. Sein Widerstand ist jedoch etwa 63°/0 größer als der des
Kupfers, dafür beträgt aber sein Gewicht nur etwa 1f3 gegenüber dem des
Kupfers. Darum kann man vorteilhaft den Querschnitt der Leitung ent­
sprechend größer nehmen. Es wird jetzt für isolierte Leitungen und Frei­
leitungen mit gutem Erfolg verwendet, sein Preis liegt unter dem des
Kupfers.
Im Gegensatz zur Leitung soll der elektrische Strom im Stromver­
braucher Arbeit leisten, er muß also dort auf entsprechenden Widerstand
stoßen.
Aus diesen Ausführungen erkennen wir: Die Widerstände des Leiter­
materials selbst und diese wieder bei verschiedenem Querschnitt desselben
weichen sehr voneinander ab.
Einheitswiderstände
Um die verschiedenen Widerstände der einzelnen Metalle und Stoffe
miteinander vergleichen zu können, sind die „Einheitswiderstände“ er­
mittelt worden.
Der Einheitswiderstand eines Stoffes ist der Widerstand eines Drahtes
von 1 mm2 Querschnitt und 1 m Länge, bei 20 Grad Celsius gemessen.
In folgender Aufstellung sind die Einheitswiderstände (spezifischer Wider­
stand) verschiedener Metalle in Ohm angegeben. (Siehe Seite 36 Maß­
einheiten.)
Temperaturschwankungen bringen Abweichungen von den angegebenen
Einheitswiderständen, auch sind die Reinheit und Dichte der Metalle aus­
schlaggebend für die Gültigkeit der Werte.
15
E in h e i t s w i d e r s t a n d . E i n h e i t s l e i t w e r t , T e m p e r a t u r z a h l u n d E i n h e i t s ­
g e w i c h t v o n L e it e r n b e i 20° C
W iderstand, Leitfähigkeit bei 1 m Länge und 1 mm2 Querschnitt
W erkstoff
Einheits­
widerstand
Einheits­
leitwert
Temperaturzahl
Einh.Gew.
a
v
e
a) Reine Metalle
Aluminium
Aldr.ev
Blei
Eisen (W M . 13)
K upfer
Nickel
Platin
Quecksilber
Silber
W olfram
Zink
Zinn
0,0282
0,0327
0,21
0,13
0,0175
0,10
0,094
0,95
0,016
0,055
0,06
0,13
35,4
30,6
4,8
7,7
57,1
10,0
10,64
1,05
62,5
18,2
16,5
7,7
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
0,004
0,0036
0,00387
0,0048
0,0038
0,004
0,0039
0,0009
0,00377
0,0041
0,0037
0,0042
2,7
2,7
11,34
7,9
8,9
8,7
21,3
13,546
10,5
19,1
7,1
7,3
2,0
3,3
3,3
1,0
0,91
—
+
+
+
+
0,000005
0 ,0 0 0 2 -.. 0,0007
0,00023
0,00025
0,00025
8,9
8,7
8,7
8,3
8,5
+
+
+
+
0,002
0,0015
0,0000255 bis
0,0000271
7,2
8,6
1,8
b) Legierungen
Konstantan, Rheotan
Neusilber 1 ittit qa
N ickelin (2)| W M 30
Nickel-Chrom-Stahl
Chromnickel (W M 100)
Stahlchromaluminium
(W M 140)
Messing
E lektron
0,50
0,30
0,30
1,0
1,1
1,4
0,074
0,0833
0,71
13,5
12 . . . 18
c) Sonstige Leiter
Retortenkohle
Graphit
Kohlenstifte homogen
Dochtkohlenstifte
Silit (SiC)
Glühsalz BaCl bei
bei 1000°
100
20 ••• 100
65
70
=» 1000
0,01
0,05 ■•■0,01
0,015
0,014
0,001
Ä! 5000
0,0002
— 0,0002
.«*2 ,0
bis
0,0007
Für Kupfer- und Aluminiumdrähte ist die Beschaffenheit des Materials
in den VDE-Vorschriften genau festgelegt, wenn es für die Elektrotechnik
Verwendung findet, damit die Einhaltung der Einheitswiderstände ge­
währleistet ist.
Diese VDE-Vorschriften lauten:
16
Vorschriften für Kupfer für Elektrotechnik nach VDE 0201
1. Kupferleitungen müssen aus Kupfer für Elektrotechnik hergestellt
sein.
2. Für Kupfer für Elektrotechnik dürfen die folgenden Werte des Ein­
heitswiderstandes bei 20° in ^ m1-'- nicht überschritten werden:
m
bei weichgeglühtem Draht 1/57 = 0,01754;
bei kaltgerecktem Draht mit einer Festigkeit von mehr als 30 kg/mm2;
mit einem Durchmesser größer oder gleich 1,0 mm 1/56 = 0,01786;
mit einem Durchmesser unter 1,0 mm 1/55 = 0,01818
bei weichgeglühtem verzinnten Draht:
mit einem Durchmesser größer oder gleich 0,3 mm 1/56,5 = 0,0177,
mit einem Durchmesser kleiner als 0,3 mm bis 0,1 mm einschließlich
1/55,5 = 0,01802,
mit, einem Durchmesser kleiner als 0,1 mm 1/54 = 0,01852.
3. Der Widerstand eines Leiters von 1 m Länge und 1 mm2 Querschnitt
ändert sich um 0,000068 Q für 1° Temperaturunterschied. Der Temperatur­
koeffizient wird zwischen zwei festen, am Kupferdraht angebrachten, zur
Spannungsmessung bestimmten Ableitungen ermittelt.
4. Für isolierte Leiter und Kabel sind die wirksamen Querschnitte durch
Widerstandsmessungen zu ermitteln. Unter wirksamem Querschnitt ist der
elektrische, nicht der geometrische Querschnitt zu verstehen. Bei der Er­
rechnung des Querschnitts aus dem Widerstand sind zur Berücksichtigung
des Dralles der Litzen und der Mehrfachleiter sowie der Stärketoleranz an­
statt der in 2 gegebenen Werte folgende Zahlen einzusetzen:
bei weichgeglühtem unverzinnten Draht 1/56 = 0,01786;
bei weichgeglühtem verzinnten Draht mit einem Durchmesser größer oder
gleich 0,3 mm 1/55,5 = 0,01802;
bei weichgeglühtem verzinnten Draht mit einem Durchmesser kleiner als
0,3 mm bis 0,1 mm einschließlich 1,54,5 = 0,01835;
bei weichgeglühtem verzinnten Draht mit einem Durchmesser kleiner
als 0,1 mm 1/53 = 0,01887.
Die Bestimmungen des unter 4 Gesagten gelten nicht für Fernmelde­
kabel.
5. Bei den Untersuchungen, ob eine Kupferleitung aus Kupfer für Elektro­
technik hergestellt ist, soll der Querschnitt durch Gewichts- und Längen­
bestimmung eines einfachen, gerade gerichteten Leiterstückes ermittelt
werden, wobei, falls eine besondere Feststellung des Einheitsgewichtes nicht
vorgenommen wird, für dieses der Wert von 8,9 einzusetzen ist.
2
S ch m id t, E lek trisch e U hren
17
Vorschriften Aluminium für Elektrotechnik nach VDE 0202
1. Einheitswiderstand (spezifischer Widerstand). Aluminiumleitungen
müssen, soweit nicht Ausnahmen festgesetzt sind, aus Aluminium für
Elektrotechnik hergestellt sein. Aluminium für Elektrotechnik muß einen
Reingehalt von mindestens 99,5°/0nach DIN 1712 und einen EinheitswiderO
nim 2
stand im weich geglühten Zustande von höchstens 1/36 = 0,02778 —------m
bei 20° haben. Die Widerstandsbestimmung gilt nur bei einer Werkstoff­
dicke von mindestens 1 mm.
Bei den Untersuchungen, ob eine Aluminiumleitung aus dem vorgeschrie­
benen Aluminium hergestellt ist, ist der Querschnitt durch Gewichts- und
Längenbestimmung eines einfachen, gerade gerichteten Leiterstückes zu er­
mitteln, wobei für das Gewicht der Wert von 2,7 kg/dm3 einzusetzen ist,
falls keine besondere Feststellung des Gewichtes vorgenommen wird.
Der Widerstand eines Leiters von 1 m Länge und 1 mm2 Querschnitt
ändert sich um 0,0001] Q für 1° Temperaturunterschied.
2. Für Drähte in blanken, umhüllten oder isolierten Leitungen für F re i­
leitu n gen und andere selbsttragende Leitungen gelten DIN 48200 bzw.
48300.
3. Isolierte Leitungen und Kabel müssen aus Aluminium mit mindestens
99,3°/0 Reingehalt hergestellt sein, das in weichgeglühtem Zustand bei 20°
q mm*
einen Einheitswiderstand von höchstens 1/34 = 0,02941 ---------- hat.
'
m
4. Ermittlung des wirksamen Querschnittes wie vorstehend bei Kupfer.
Bei der Errechnung des Querschnittes aus dem gemessenen Widerstand
wird zur Berücksichtigung der Drahtfestigkeit der Abweichung in den
Drahtdicken und der durch die Verseilung der Drähte bzw. der Adern be­
dingten größeren Länge für den Einheitswiderstand der Rechnungswert
^
mm2
von 1/33 = 0,033 ---- —— benutzt. Die Bestimmungen zu 3 und 4 gelten
nicht für Fernmeldekabel.
Die Widerstände von Kupferdrähten der verschiedenen Querschnitte, be­
zogen auf je 100 m Länge, entnehmen wir nebenstehender Tabelle.
Soll ein Widerstand von einer bestimmten Ohmzahl angefertigt werden,
so kann die Länge des Drahtes sehr schnell mit dem entsprechenden Ta­
bellenwert ermittelt werden.
Z. B.: Es sind 100 Ohm gefordert: Bei Verwendung von W M 50 —
0 0,16 mm = 24,9 Ohm auf 1 m Länge.
Länge des Widerstandsdrahtes für 100 Ohm: = 100:24,9 = 4,00 m
(abgerundet). Dieser errechnete Wert dürfte praktisch gut verwertbare Ab­
messungen ergeben.
Andere Legierungen von Widerstandswerkstoffen sind Nickelin, Man­
ganin, Konstantan, Rheotan, Kruppin; sie haben ebenso wie die in der Ta18
K upferdraht (e = 1:56) (Widerstand und Belastung)
0 mm
F mm2
0,05
0,08
0,10
0,12
0,15
0,00196
0,005
0,0078
0,0113
0,0177
0,18
0,2
0,25
0,3
0,35
0,0254
0,0314
0,0491
0,0707
0,0962
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,1257
0,159
0,196
0,238
0,283
0 mm
F mm2
Q /1 0 0 m
0,65
0,7
0,75
0,8
0,9
0,332
0,385
0,442
0,503
0,636
5,38
4,64
4,03
3,55
2,80
70,2
56,7
36,3
25,2
18,5
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
0,785
0,950
1,131
1,327
1,539
2,27
1,88
1,58
1,35
1,16
14,2
11,2
9,08
7,50
6,30
1,5
1,6
1,8
2,0
2,5
1,767
2,010
2,545
3,141
4,909
1,01
0,887
0,700
0,567
0,363
Q /1 0 0 m
911
357
229
158
100,9
belle angeführten bei hohen Einheitswiderständen sehr geringe Temperatur­
koeffizienten, das heißt: sie verändern ihre Leitfähigkeit bei Erwärmung
nur sehr wenig.
Einheitsleitwert
Die Leitfähigkeit eines Materials ist unmittelbar vom Einheitsleitwert
abhängig. Dieser ist der umgekehrte (reziproke) Wert des Einheitswider­
standes; ist z. B. der Einheitswiderstand von Kupfer 0,0175, so ist der
Einheitsleitwert gleich 1:0,175 = 57,1; von Konstantan 1:0,50 = 2,0.
Aus der Tabelle „Einheitswiderstand und Einheitsleitwert“ (Seite 16) ent­
nehmen wir die entsprechenden Werte für Legierungen und reine Metalle.
Für Zuleitungen z. B. in Uhrenanlagen sollten Drähte unter einem Quer­
schnitt von 1,5 mm2 nicht verwendet werden, um geringen Leitungswider­
stand zu haben. Dies ist sehr oft nicht beachtet worden. Die Folge ist, daß
sich bei geringen Spannungen von 6 oder 8 Volt der Leitungswiderstand
in verhältnismäßig hohem Spannungsabfall auswirken kann.
Es kann aber auch eine Vielzahl von Drähten mit geringem Querschnitt
für einen Leiter gemeinsam verwendet werden. Dabei entspricht die Summe
der einzelnen Querschnitte der gesamten Leitfähigkeit.
W iderstandsdrähte
Drähte für Vorschalt-, Nebenschluß-, Vergleich widerstände und der­
gleichen, sowie für Heizwiderstände (Seite 20) müssen hohe Einheitswider­
stände haben. Diese erhält man durch geeignete Legierungen von Kupfer Nickel-Mangan oder Chrom-Nickel. In der Elektrouhrentechnik findet mei•i
19
stens der Widerstandsdraht mit der Bezeichnung W M 50 Verwendung, und
nur in besonderen Fällen findet man den Draht W M 100 vor.
Nachstehende Tabelle gibt Aufschluß über die Widerständedrähtf“ WM 50
und W M 100 auf je 1 m Länge und die verschiedenen Durchmesser, bei
20 Grad Celsius gemessen.
W M 50
Nenn­
durchmesser
0,09
0,1
0,11
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,25
0,28
0,30
0,35
0,40
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,5
2,8
3,0
3,5
4,0
20
Sollwert in
W M 100
Zulässige
Abweichung
Sollwert in
Zulässige
Abweichung
Q
± £2
Q
± Q
f. 1 m
f. 1 m
f. 1 m
f. 1 m
78,6
63,7
52,6
44,2
32,5
24,9
19,2
15,9
13,15
10,19
8,12
7.07
5,20
3,98
3,14
2,55
2,10
1,77
1,51
1,30
0,995
0,786
0,637
0,526
0,442
0,325
0,249
0,196
0,159
0,132
0,102
0,0812
0,0708
0,0520
0,0398
4,5
3,8
3,1
2,6
2,0
1.5
1,2
0,95
0,80
0,60
0,47
0,40
0,28
0,21
0,16
0,12
0,098
0,081
0,068
0,057
0,042
0,032
0,025
0,020
0,017
0,012
0,0089
0,0069
0,0054
0,044
0,0033
0,0026
0,0022
0,0016
0,0012
151
127,5
105,2
88,4
65,0
49,7
39,3
31,8
26,3
20,4
16,2
14,1
10,4
7,96
6,29
5,09
4,21
3,54
3,01
2,60
1,99
1,57
1,27
1,05
0,884
0,650
0,497
0,393
0,318
0,263
0,204
0,162
0,142
0,104
0,0796
9,2
7,6
6,3
5,3
3,9
3,0
2,4
1,9
1,6
1,2
0,94
0,80
0,56
0,41
0,31
0,25
0.20
0,16
0,14
0.11
0,084
0,064
0,051
0,041
0,034
0,021
0,018
0,014
0,011
0,0088
0,0066
0,0052
0,0045
0,0032
0,0024
Genormte Widerstandsbaustoffe nach VDE 0650 DIN 46 460/62
Als normale gezogene Widerstandsbaustoffe gelten:
a) Kupfer-, Nickel-, Mangan-Legierungen mit einem Einheitswiderstand
von 0,50 (0,47 bis 0,51)
Q •mm2 : m. Sie müssen frei von Zink und Stahl sein.
Bezeichnung W M 50.
b) Legierungen (Stahl-Nickel; Chrom-Nickel; Chrom-Nickelstahl) mit
einem Einheitswiderstand von 1,0
(0,85 bis 1,1) Q •mm2 : 2. Bezeichnung: W M 100.
W M 50 ist für alle Zwecke, z. B. für Anlasser und besonders für Regler
aller Art, verwendbar. Drahtdicke 0,1 bis 10 mm.
W M 100 ist für hochohmige Widerstände (Vorschalt- und Parallel­
widerstände von Magnetwicklungen usw.) sowie für hohe Temperatur­
beanspruchung bestimmt. Drahtdicke 0,1 bis 10 mm.
1. Als Bezugstemperatur für den spezifischen Widerstand ist 20° C an­
genommen.
2. Chromzusatz zur Stahl-Nickellegierung (W M 100) erhöht Einheits­
widerstand und erniedrigt die Temperaturzahl. Stahl-Nickel-Chromlegierungen mit mindestens 10°/0 Chrom eignen sich hauptsächlich als
Werkstoff für elektrische Heizwiderstände, da sie nur sehr schwer
oxydieren.
B e is p ie l
Es sind 100 Ohm bei Verwendung von W M 100 — 0 0,16 mm 49,7 Ohm.
Länge des Widerstandsdrahtes = 100 : 49,7 = 2,00 m (abgerundet).
Dieser errechnete Wert dürfte praktisch gut verwendbare Abmessungen
ergeben.
Soll ein Widerstand einer bestimmten Ohmzahl angefertigt werden, so
kann die Länge des Drahtes sehr schnell durch den entsprechenden Tabellen­
wert bestimmt werden.
Die Leitfähigkeit der Leiter II. Klasse
Jede Flüssigkeit kann als Leiter Verwendung finden, doch hängt ihre
Leitfähigkeit von ihrer Zusammensetzung ab. Destilliertes Wasser, das ist
chemisch reines Wasser, hat praktisch keine Leitfähigkeit. Es ist ein Iso­
lator. Setzt man diesem aber geringe Mengen fremder, lösbarer Stoffe zu,
so wird es ziemlich gut leitend. Die Leitfähigkeit der Erde ist in der Haupt­
sache darauf zurückzuführen, daß sie mit Feuchtigkeit durchdrungen ist.
Die elektrolytische Flüssigkeit in Braunsteinelementen besteht aus einer
Salmiaklösung, zum Füllen der Akkumulatoren wird verdünnte Schwefel­
21
säure verwendet. Es wird auch bei galvanischen Bädern die gute Leitfähig­
keit von Säuren und Salzlösungen zum Niederschlagen von galvanischen
Metallüberzügen ausgenützt.
Nachstehende Tabelle gibt die Einheitswiderstände und die Einheitsleit­
werte der wichtigsten elektrolytischen Lösungen an.
E i n h e i t s w i d e r s t a n d p, E i n h e i t s w e r t ( L e i t f ä h i g k e i t ) x, v o n w ä ß r ig e n
L ö s u n g e n ( E l e k t r o l y t e n ) b e i 18° C. W id e r s t a n d u n d L e it w e r t s in d b e ­
zog en au f 1 cm L äng e und 1 c m 2 Qu ersch n itt, also auf einen W ürfel
v o n 1 cm K a n t e n l ä n g e (1 cm 3)
Gehalt der Lösung in Gewichtsprozenten
5%
Lösung (Elektrolyt)
10%
20%
V im Mittel
[G ■cm2/cm ]
Kalilauge
Kochsalzlösung
Kupfervitriol
Natronlauge
Salmiak
Salzsäure
Schwefelsäure
Zinkvitriol
KOH
NAC1
CuSO
NAOH4
N H 4C1
HCl
h 2s o 4
ZnS04
4,2
14,5
52,5
5,1
10,0
2,54
5,18
52,5
2,6
8,27
31,3
3,19
5,61
1,59
2,74
31,3
2,4
5,12
21,7
2,97
2,98
1,31
1,67
21,7
5%
10%
20%
X im Mittel
[£ •cm /cm 2] 1)
0,24
0,067
0,019
0,198
0,092
0.394
0,193
0,019
0,38
0,121
0,032
0,314
0,178
0,630
0,366
0,032
0,42
0,195
0,046
0,337
0,335
0,762
0,601
0,047
*) 1 S (S iem ens) = 1 Q ; Einheit des Leitwertes 0 = liü.
Die Anwendung der Isolatoren
Grundsätzlich werden in der Elektrotechnik Isolatoren (isolierende Werk­
stoffe) dazu benötigt, dem elektrischen Strom seinen Weg vom Ausgangspol
der Stromquelle über den Stromverbraucher zur Stromquelle zurück fest­
zulegen. Es darf kein Abwandern des Stromes auf seinem Wege stattfinden.
Die Ansprüche, die an Isolatoren gestellt werden, sind sehr unterschied­
lich, denn es ist einmal der den Leiter durchfließende Strom, zum anderen
die Raumbeanspruchung der den Leiter umhüllenden isolierenden Stoffe
maßgebend für die Verwendung des entsprechenden Materials. Handelt es
sich z. B. um Leitungen, die in Räumen verlegt werden sollen, so ist es
weniger wichtig, ob der Gesamtdurchmesser der isolierten Leitung einige
Millimeter kleiner oder größer ist. Soll aber auf einen Spulenkörper eines
Elektromagneten eine große Windungszahl dünner Drähte aufgespult wer­
den, so ist jedes hundertstel Millimeter mehr oder weniger isolierende Um­
hüllung; des Leitungsdrahtes ausschlaggebend. Es muß eine isolierende
Schicht verwendet werden, die bei geringster Dicke die benötigte Durch­
schlagsfestigkeit aufweist, um ein Überspringen des Stromes innerhalb der
Magnetwicklung zu verhüten. Hohe Spannungen und Stromstärken be­
22
dingen weit größere Sicherheit und höhere Durchschlagsfestigkeit, als dies
in der Fernmeldetechnik, zu der auch die Elektrouhrentechnik zählt, der
Fall ist. Aber es soll nicht versäumt werden, hier darauf hinzuweisen, daß
der Isolierung aller Leitungswege und deren Verbindungen die größte Sorg­
falt gewidmet werden muß, auch wenn es sich um die kleinsten Spannungen
oder scheinbar nebensächlichen Leitwege handelt. Nachlässigkeit hat meist
sehr unangenehme Folgen, denn nicht immer ist es nur das Durchschlagen
einer Sicherung, oft sind durch Kurzschluß empfindliche Geräte zerstört
worden. Handelt es sich noch um Starkstrom, so kann Leichtsinn sehr
schwere Schäden verursachen und den Menschen in Gefahr bringen. Es muß
daher hier noch besonders auf die VDE-Vorschriften hingewiesen werden.
In der Elektrouhrentechnik erhalten die Leiter vorteilhaft folgende Iso­
lierungen :
Für verlegte Leitungen: Umhüllungen aus Gummi, Gutapercha, Baum­
wolle, Kunstseide, Igelit und dessen Abarten, Buna u. dgl.
Gummikabel, bei denen die einzelnen Adern in Gummi und die
wieder zusammen in Gummi gebettet sind, finden sehr vorteilhaft
Verwendung;
oder Rohrleitungen, bei denen die gummiumhüllten Adern in innen noch­
mals isolierten Blei- oder Alurohr liegen, sind das beste Material für
Leitungswege.
Für freiliegende Verbindungen in Geräten:
Gummiader, Isoliermantel aus Igelit, Guttapercha oder dgl.
Für Wicklungen von Magnetspulen u. dgl.:
Umhüllungen aus. Baumwolle oder Seide, Kunstseide mit Paraffin
getränkt;
besser sind emaillierte oder mit einer Lackschicht überzogene Drähte.
Für alle sonstigen in der Uhrentechnik benötigten Isolatoren, z. B. zum
Aufschrauben von Kontaktteilen, Verbindungslaschen, Anschluß­
klemmen, Spulenkörper für Magnetspulen u. dgl. haben sich am
besten bewährt:
Preßspanplatten, Bakelitplatten und -formstücke, Vulkanfiber, K irnst,harze, Hartgummi, Hartpapiere, Glas, Porzellan, Marmor usw., auch
kann für niedrige Spannungen trockenes Holz verwendet werden.
(Siehe auch Seite 161, Verlegen von Leitungen.)
Dauer-Magnetismus — Elektro-M agnetism us
Mit nur geringer Ausnahme sind die Funktionen der elektrischen Bau­
teile in elektrischen Uhren oder deren Zusatzeinrichtungen auf die Wirkung
23
vom Elektromagnetismus aufgebaut. In vielen Uhrenarten ist aber auch
der Elektromagnetismus mit dem Dauermagnetismus in wechselweisem
Spiel angewandt, um die mechanisch bedingten Arbeitsvorgänge zu be­
wirken. Es muß daher unsere Aufgabe sein, uns mit dem Wesen beider
Arten von Magnetismus zu beschäftigen, soweit es ihre Anwendung in
elektrischen Uhren erfordert.
Der Dauermagnetismus
Allgemein ist bekannt, daß ein Magnet Eisen anzieht und festhält. Ge­
ringere Wirkung übt ein Magnet auf Kobalt und Nickel aus. Als natürlicher
Magnet ist nur der Magneteisenstein mit seinem größten Vorkommen in
Nordamerika zu bezeichnen. Alle sonstigen Magnete sind künstliche Ma­
gnete. Streicht man einen harten Stahlstab mehrmals mit einem Magneten
in Längsrichtung von Stabende zur Mitte, so wird dieser selbst zu einem
Magnet, ohne daß der erste Magnet an seiner magnetischen Kraft abnimmt.
Die Molekularmagnete, die erst ungeordnet im Material liegen und darum
keine magnetische Wirkung nach außen ausüben, richten sich aus, wo­
durch die Magnetfelder entstehen. Hängt man diesen
Stabmagneten an einem Faden, der in der Mitte an­
gebracht wird, freischwebend auf, so stellt er sich in
die Nord-Südrichtung ein (Magnetnadel). Das Ende,
das nach Norden zeigt, wird als Nordpol, das nach
Süden zeigende als Südpol des Magneten bezeichnet.
Die Magnete sind ihrer Form nach: Magnetnadel,
Stabmagnet, Hufeisenmagnet und, in der elektrischen
Uhr jedoch kaum angewendet, Ring- und Topfmagnet
A bb. 20. Magnet­
(Abb. 20).
formen
Dauermagneten behalten auf lange Zeit ihr gleichblei­
bendes magnetisches Feld, das in bestimmten Feldlinien
verläuft, deren Richtung durch die Form des Magneten bestimmt ist. Abb. 21
zeigt den Feldlinienverlauf eines Hufeisenmagneten mit und ohne Anker.
Weicheisen, in ein Magnetfeld gebracht, wird selbst zu einem Magneten
(magnetische Influenz). Es verliert seine Kraft bei Entfernen aus dem
Magnetfeld. Einem Dauermagneten ge­
nähert, wird Weicheisen von diesem
angezogen. Die Wirkung wächst mit der
Verminderung des Abstandes von den
Polen.
A bb. 21. a) Feldlinenverlauf eines Hufeisen­
magneten ohne Anker, b) Feldlinien verlauf
eines Hufeisenmagneten mit Anker
24
Anher
b)
Die Einstellung der Magnetnadel in die Nord-Südrichtung ist darauf
zurückzuführen, daß sich ungleichnamige Magnetpole anziehen, gleiche
Pole aber abstoßen. Diese auf
der Polarität beruhende Wirkung
können wir feststellen, wenn wir
einer Magnetnadel einen anderen
Magnet nähern (Abb. 22). Auf
dieses Gesetz vom Magnetismus:
„Ungleichnamige Pole ziehen sich
an, gleichnamige Pole stoßen sich
ab“ ist die Wirkung vieler elek­
trischer Einrichtung in Uhren auf­
gebaut.
Der Elektromagnetismus
W ir d e in L e it e r , d e n m a n ü b e r
ein e r u h e n d e M a g n e tn a d e l h ä lt,
•
j
i a
v o n e in e m S tr o m d u r c h flo s s e n , so
A b b . 22. a) U ngleichnam ige M agnetpole
ziehen sich an, b) uleif-hnamige stoßen sich
ab
wird diese von ihrer Nord-Süd­
richtung abgelenkt. Kehrt man
die Stromrichtung um, so wird die Magnetnadel nach der anderen Seite aussohlagen (Abb. 23). Daraus erkennen wir die Grundregel: Wird ein Leiter
vom Strom durchflossen, so ruft er in seiner Umgebung ein magnetisches
Feld hervor, das von der Richtung des Stromes abhängig ist.
Diese magnetische Kraft kann verstärkt wer­
den, wenn der Leiter in mehreren Windungen
eine Spule bildet. Wird diese Spule, auch „Sole­
noid“ genannt, von einem Strom durchflossen,
so zeigt diese wie ein Stabmagnet Nord- und
Südpol. Die auf tretenden Pole sind durch die
Stromrichtung bestimmt. Zu deren Feststellung
dient die
Uhrzeigerregel
Sehen wir auf ein Spulenende, das vom Strom
im Uhrzeigersinn umflossen wird, so ist dies
A b b . 23. A blenkung der
ein Südpol. Ist die Stromrichtung entgegen­
M agnetnadel
gesetzt dem Uhrzeigersinn, so ist es ein Nord­
pol (Abb. 24).
Die Feldlinien einer stromdurchflossenen Spule zeigt Abb. 25. Die Stärke
des Magnetfeldes einer solchen Spule ist abhängig von der Windungszahl je
Zentimenter Spulenlänge und der sie durchfließenden Stromstärke.
25
Besonders wichtig aber ist die Erscheinung: Das magnetische Feld eines
stromdurchflossenen Leiters entsteht bei Beginn des Stromflusses und sinkt
bei Beendigung des Stromflusses in sich zusammen.
Der Elektromagnet
Wird in den Hohlraum einer Spule ein Weich­
eisenkern gesteckt, so wird die Feldliniendichte
im Innern der Spule um ein Vielfaches ver­
A b b . 24. U hrzeigerregel
größert, und die magnetische Kraft nimmt dem­
entsprechend zu. Der Eisenkern wird selbst zum
Magneten. Es entsteht ein „Elektromagnet“ (Abb. 26). Die Drahtwin­
dungen brauchen den Eisenkern nicht in seiner ganzen Länge zu um­
schließen, sie können auf einen Spulenkörper gewickelt werden, der den
Eisenkern aufnimmt. Wird dem Eisenkern Hufeisenform gegeben, die
auch durch eine rechtwinklige U-Form oder andere ersetzt werden kann,
so werden beide Schenkel mit einer Spulenwicklung versehen. Da die Pole
der Schenkel verschieden sein sollen, müssen auch die Wicklungen im ent­
gegengesetzten Sinn stromdurchflossen werden.
Der Eisenkörper eines Elektromagneten besteht aus dem Joch mit den
Schenkeln, das zum Schließen des Magnetfeldes dienende Weicheisen ist
der Anker. Infolge des Auftretens von „rema­
nentem Magnetismus“ (Restmagnetismus) nach
Beendigung des Stromflusses ist es zweckent­
sprechend, wenn zwischen den Polen und dem
Anker ein Luftspalt bleibt, um das Kleben des
Ankers zu unterbinden. Das erreicht man durch
Einsetzen von Kupfer- oder Messingstiften in
die Polenden der Schenkel.
Durch die elektrotechnische Funktion, indem
ein Elektromagnet durch Stromdurchfluß zeit­
lich begrenzt zur Wirkung gebracht werden
kann, ist sein Anwendungsgebiet überall dort,
wodurch Elektromagnetismus Arbeit verrichtet
werden soll, fast unbegrenzt. Auch in der elek­
trischen Uhr und deren Zusatzeinrichtungen ist
er fast immer der Vermittler zwischen dem
stromiiapulsgebenden Kontakt und der zu ver­ A b b . 25. F eldlinien einer
D rahtspule
richtenden Arbeitsleitsung.
Die M agnet-Induktion
Bewegen wir einen Leiter so in einem Magnetfeld, daß er die Feldlinien
möglichst rechtwinklig schneidet, so wird in dem Leiter eine elektrische
26
Spannung hervorgerufen, sie wird „induziert“ (Abb. 26). Ein mit dem
Leiter verbundenes Meßgerät wird diesen Strom anzeigen, und der Aus­
schlag des Meßgerätzeigers ist größer, wenn
der Leiter schnell bewegt wird, als wenn
dies langsam geschieht. Die Richtung des
induzierten Stromes ändert sich wechsel­
weise, entsprechend der Bewegungsrich­
tung des Leiters im Magnetfeld.
A uf dieses Gesetz der magnetischen In ­
duktion ist die Erzeugung von Strömen
durch Dynamomaschinen aufgebaut. Eine
Hin- und Herbewegung des Leiters in
A bb. 27 entspricht einer Phase.
Induktionsström e lassen sich auch in
einer geschlossenen Spule erzeugen, wenn
diese einem Magnetfeld genähert oder von
diesem entfernt wird. Auch wenn sich eine
Spule nahe den Polen eines Elektrom ag­
neten befindet, der durch Stromimpulse
erregt wird, entstehen beim Schließen und
Öffnen des Stromes in der Spule Induktions­
ströme. Diese sind am stärksten, wenn die
Feldlinien des Elektromagneten die W in ­
Abb. 26. Feldlinien einer Spule
dungen der Spule rechtwinklig schneiden.
mit Eisenkern
Daraus geht hervor:
Befindet sich ein Lei­
ter in einem Magnetfeld,
dessen Feldstärke sich
verändert oder das durch
Schließen oder Öffnen
des Stromkreises aufge­
baut oder abgerissen
wird, so wird in dem
Leiter eine Spannung in­
duziert.
oufgehängter
Kupfer d raht
Abb. 27. Durch Bewegen
eines Leiters im Magnet­
feld wird im Leiter eine
Spannung induziert
j^~B*vvegung
Die stetig wechselnde Richtung des Wechselstromes hat zur Folge, daß
zwischen den einzelnen Stromrichtungen ein Nullpunkt besteht, bei dem
die vorgehende Stromrichtung geöffnet, die kommende geschlossen wird.
Es sind demgemäß beim Wechselstrom die Voraussetzungen gegeben, mit
diesem Induktionsströme zu erzeugen, während der Gleichstrom zu diesem
Zweck unterbrochen und geschlossen werden muß.
Der Um spanner (Transform ator)
Dieses Gerät dient zur Veränderung der Spannung von Wechselströmen,
von z. B. -—'220 Volt auf <
—'3 Volt. Der Wechselstrom wird also „nieder­
gespannt“ . Umgekehrt lassen sich
auch Ströme „hochspannen“ . Zum
Betrieb elektrischer Uhren und de­
ren Zusatzeinrichtungen werden je ­
doch ausschließlich „niedergespannte
Wechselströme“ benötigt, die durch
Umspannen von Netzwechselstrom
gewonnen werden. Es wird in diesem
Falle der Netzstrom, der umgespannt
werden
soll, als „primärer Strom“ ,
A b b . 28. G egenseitige In d u k tio n
der umgespannte als „sekundärer
Strom“ bezeichnet.
Speisen wir von zwei ineinandergesteckten, nicht leitend miteinander
verbundenen Spulen die innere mit Netzwechselstrom, so wird in der äußeren
Spule eine Spannung mit
gleicher wechselnder Strom­
richtung entstehen. Denn
durch das wechselnde mag­
netische Feld des inneren,
primären Stromes wird in
der äußeren Spule ein
A b b . 30. M a n telA b b . 29. K e r n ­
entsprechender sekundärer
Umspanner
um
spanner
Strom induziert (Abb. 28).
I I s e k u n d ä re W ick lu n g
I p rim ä re W ick lu n g
(Siehe auch Induktion,
Seite 26.) Erhöht wird die
Induktion, wenn die innere Spule einen Eisenkern trägt. Die Spulen
können auch nebeneinander auf einem Eisenringrahmen angebracht sein
(Abb. 29), oder sie sind gemeinsam auf einem Mantelring untergebracht.
Die Bauarten sind verschieden, ihre Wirkungsgrade jedoch fast gleich
(Abb. 30).
Die primäre Spannung verhält sich zur sekundären wie die Windungs­
zahlen zueinander, z. B.
28
primär
F o r m e l:
1800 W indungen
220 V olt
^
^
sekundär
sekd. U = ^
100 W indungen
12 V olt
•100 = 12 Volt.
Die primäre Stromstärke steht zur sekundären im umgekehrten V er­
hältnis wie die Spannungen. Form el:
h_U ,
*
F ü r o b ig e s B e i s p ie l: sekd. / =
220
■0,055 = 1 Am p. (rund).
In diesen Beispielen sind jedoch die Verluste, die teils durch Feldlinien­
streuung und Verluste in den W icklungen auftreten (W ärme), nicht be­
rücksichtigt. Jeder Induktionsstrom erzeugt aber auch in dem Eisenkern
Ströme, „W irbelström e“ genannt. Um diese möglichst zu unterbinden,
werden Mantel oder Kern aus mehreren gegeneinander isolierten Blechen
hergestellt.
Die Selbstinduktion
Ist ein Leiter eine Spule, so werden die Feldlinien auch die SpulenWindungen schneiden und beim Entstehen und Verschwinden eines Magnet­
feldes in den einzelnen W indungen wieder eine Spannung induzieren. Da
bei einer Spule die W indungen eng aneinanderliegen, erregen diese sich
gegenseitig, und die auftretenden induzierten Spannungen können sehr
stark anwachsen. Es ist dies die „Selbstinduktion“ . Hat die Spule Eisen­
kern, so wird die Selbstinduktion wesentlich erhöht, so daß es unter U m ­
ständen zur sehr starken Drosselung des primären Stromes kommen kann.
Beim Einschalten eines Stromes entsteht
ein Selbstinduktionsstrom in entgegenge­
setzter Richtung des Primärstromes, er wirkt
auf diesen abschwächend. Beim Ausschalten
fließt der Selbstinduktionsstrom in gleicher
Richtung des Primärstromes, wirkt also auf
diesen verstärkend (Abb. 31). Der starke
Öffnungsfunke an den K ontakten ist zum
Abb. 31. Wirkung des auftre­
größten Teil die Auswirkung des Selbst­
tenden Induktionsstromes auf
induktionsstromes (siehe Seite 40).
den Primärstrom
Der Gleichrichter
Gleichrichter dienen dazu, Wechselstrom in Gleichstrom umzuformen.
In der Elektrouhrmacherei werden solche zum Laden der Akkumulatoren
und zum Betrieb von Uhrenanlagen verwendet. In allen diesen Fällen
29
handelt es sich um gleichgerichten Schwachstrom, weshalb die benötigten
Gleichrichter stets mit einem Transformator verbunden sind und so ein
gemeinsames Gerät, den „Kleingleichrichter“ ergeben. Besser ist jedoch
■
B le i
- G ra p h it
•^
D u rch flu ß rich tu n g
—K u p ie ro x y d u l
- K u p fe r
a)
b)
A b b . 32. a) G leich rich terscheibe, b ) K u rzzeich en fü r G leichrichterscheibe
die Bezeichnung „Trafo-Gleichrichter“ . Es wird in diesem Gerät erst der
Netz-Wechselstrom niedergespannt und dieser dann gleichgerichtet.
Die in diesem Gerät eingebauten Gleichrichterzellen sind Trockengleich­
richter. Ihre Wirkungsweise ist folgende (Abb. 32). Die Kupferplatte ist
E in w eg ­
G leichrichter
W ech selstrom v o m
N etz
___ / + \
G leich gerich teter S trom b ei
E in w eggleich rich tu ng
A b b . 33.
durch ein besonderes Verfahren mit einer Kupferoxydulschicht überzogen.
Um gute Verbindung mit der Kupferoxydulschicht herzustellen, ist diese
mit Graphit überzogen und mit einer Bleiplatte abgedeckt. Fließt der
Strom in Richtung vom Kupferoxydul zum Kupfer, so wird dieser fast
verlustlos durchgeleitet, während er in entgegengesetzter Flußrichtung ab­
gesperrt wird. Es wird also vom Wechsel­
Wechselstrom 220Yolr
strom nur die eine Halbwelle durchgelassen,
während die andere verloren geht (Abb. 33).
Man nennt diese Art der Gleichrichtung „E in­
weg- Gleichrichtung ‘ '.
/ W W V \ formator A / W W \
Um beide Halb wellen des Wechselstromes
auszuwerten, also beide gleichzurichten, wer­
den vier Zellen verwendet und wie in
Abb. 34 geschaltet. Sie wird als Graetz-
A b b . 34. V ollw eg- oder D oppelw eR glcich richtun g m it
A nw en d u n g der G leichrichterzellen in der B rü ck en ­
od er G raetzsch altu n g
30
Schaltung bezeichnet. A bb. 34 zeiget durch Pfeile die zwei verschiedenen
Stromrichtungen der Halb wellen vom Wechselstrom und den Ausgang als
Gleichstrom mi£ -(- und — an. Diese Anordnung ist die „Vollw eg-G leichrichtung“ , da beide Phasenteile des Wechselstromes ausgewertet werden
(Abb. 35). (Siehe Seite 10, Laden des Akkumulators.)
-
DoppelwegGleichrichter
Wechselstrom vom
Netz
/7\/~\/+\/~\
^ -------— -----M
Gleichgerichteter Strom bei
Doppelweggleichrichtung
Abb. 35.
A bb. 36 zeigt im Aufbau den Klein-Gleichrichter „E lek trik “ in den
wichtigsten Bauteilen:
a)
b)
c)
d)
f)
g)
h)
Regulierwiderstand,
Transformator,
Gleichrichter,
und e) eingebaute Sicherungen,
Schalter,
Netzanschluß,
Ladestromanschluß.
Abb. 36. Kleingleichrichter „Elektrik“
31
Der von diesen Geräten abgegebene Gleichstrom ist jedoch sehr stark
„wellig“ , da dieser vom Wechselstrom herrührt. Aus dem Wechselstrom
ist ein Strom mit gleichgerichteten Halbwellen geworden, er wird „pul­
sierender Gleichstrom“ genannt, dessen Spannung und Stromstärke sich
wellenförmig ändern (Abb. 35). Um dieses Pulsieren des Stromes abzu­
schwächen, werden Kondensatoren beigeschaltet. Kondensatoren haben die
Eigenschaft, Elektrizität anzusammeln, die sie bei absinkender Stromstärke
des pulsierenden Stromes zusätzlich abgeben und somit den Nullpunkt
überbrücken. Es erfolgt also eine Glättung des Stromes. Durch einen K opf­
hörer läßt sich die Wirkung des Kondensators überprüfen und damit die
kapazitive Größe des Kondensators bestimmen.
Ein derartig geglätteter Gleichstrom kann unmittelbar zum Betrieb emp­
findlicher elektrischer Uhren benutzt werden (Seite 258, Dauerstromanlage
des Math. Physik. Salons, Dresden).
Bei Verwendung pulsierenden Gleichstromes (also ohne Glättung durch
Kondensatoren) ist die Zwischenschaltung von Akkumulatoren erforderlich,
da dann der pulsierende Gleichstrom vom Akku aufgenommen wird und
dieser ihn als fließenden Gleichstrom abgibt.
T rockengleichrichter
als
A kku-Puffergeräte
und
Dauerstrom geräte
für
U hren- und Signalanlagen des YEB Elektrowärme Sörnewitz (E W S)
Sppziallade- und Dauerstromgeräte, die den Bedingungen zum Betrieb
von Uhren- und Signalanlagen angepaßt sind, werden von der EWS her­
gestellt. Die Anwendungsmöglichkeit dieser Geräte in der Stromversorgung
von Uhrenanlagen ist für Wechselspannungen von 115— 240 Volt vor­
gesehen, bei einer Abgabe von 12— 24 Volt Gleichspannung. Die Einstellung
der Geräte auf die Anschlußspannung und sekundäre Leistung kann durch
Umklemmen der verschraubbaren Anschlüsse am Trafo-Aggregat vor­
genommen werden. Bei Angabe der Netzspannung und der Betriebs­
spannung werden die Geräte vom Herstellerbetrieb anschlußfertig ab­
gegeben.
Von den drei angeführten Typen zeigen:
™
_
Typ: TGe 2 4 -1 2 /0 ,2
1 einen Trockengleichrichter zum Puff erbetrieb
J mft Akku. Batterie
T y p : TGeN 24/045 und I Dauerstromgeräte, Trockengleichrichter zur
Typ: TGeN 24— 12/1,0 j Direktspeisung von Uhrenanlagen
Die übersichtliche Anordnung der einzelnen Bauteile ist aus den Schema­
zeichnungen zu ersehen, die Leistungen sind den beigefügten Listen zu
entnehmen.
32
Der Trockengleichrichter T y p TG e 24— 12/0,2 ist ein Pufferladegerät
(A bb. 37).
Betriebs-Nennspannungen: 12 und 24 V olt.
Wechselstrom-Anschlußspannungen: 220 und 125 V olt, 50 Hz.
Der von diesem Gerät abgegebene Ladestrom ist ein stark welliger Gleich­
strom, der nicht zum Direktbetrieb von Uhrenanlagen geeignet ist. Es
muß zum Betrieb der Anlage eine
Akku-Batterie verwendet werden,
° Netz
die durch den Gleichrichter aufge­
laden wird. Diese glättet den welligen
Ladestrom soweit, daß die vorhan­
dene Gleichspannung zur Speisung
der Uhrenanlage geeignet ist. Fällt
die Netzspannung aus, dann wird
die Anlage durch den aufgeladenen
Akku weiter in Betrieb gehalten. Die
Anwendung eines Gerätes dieser Art
zeigt A bb. 18, Seite 10.
Auf der Grundplatte des Preßstoffgehäuses sind die einzelnen B au­
»>
<»
r!
teile montiert. Die Anschlüsse für
V1
V2
V3
U<h
die getrennten Wicklungen des P ri­
märstromkreises mit ihren U nter­
teilungsanschlüssen für die verschie­
denen Wechselspannungen liegen vor
dem Trafo. Ein Umlegeschalter für
den sekundären Stromkreis V 1 und
V 2 ist für die Spannungen 12 und
24 V olt vorgesehen. Die Abgriffe U 1
ö +
bis U 4 dienen zum Ausgleich der na­
ö —
türlichen Alterung der Gleichrichter­
Abb. 37. EWS-Trockengleichrichter zum
säule. Die Gleichrichtung der sekun­
Pufferbetrieb mit Akku-Batterie
dären Spannung erfolgt durch das
Selen-Gleichrichteraggregat in Brückenschaltung. Der Sekundärstromkreis
und der Gleichstromkreis sind durch eingebaute Sicherungen geschützt. Den
Anschlußklemmen -I- und — ist der Ladestrom für den Akku zu entnehmen.
Batterie­
spannung
Typ
Lade­
strom­
stärke
V
max A
TGe •
3
12/24
0,2
Schmidt, Elektrische Uhren
Strom­ Größe
Nenns tromstärl te der
auf­
der
außerh.
im Gei’ät ein­
nahme
Batt. d. Ger.
geba uten
bei
(Puffer­ vorzu­
Se­
Aus­
220 V betrieb) sehend.
kundärgangs­
max
Netz­
Ah
mA
Sicher. Sicher. Sicher.
90
5
0,1
0,6
0,4
Ge­
wicht
etwa
kg
1,8
33
Netz ~
Leiter
£ Mp
®t]
i
0
js i
© []
®
1 —
i
7/J 12S 13S 2W 220 230
Netz -
Leiter
5------ t
115 125 135 215 220 230 I 240
2 *0
©
»
“!505>
©
>1-
ffe/' Anschluß
eines Strom m essers Lei­
tung unter brechen
@> ( A
+
T
©
©
■
Be/ Anschluß
eines S tro m ­
m e s s e r s L e i­
tung unter­
b re c h e n
\
A b b . 38.
A b b . 39.
E W S -D a u erstrom g erä te zur D irektspeisung v o n U hrenanlagen
Als Dauerstromgeräte zum Betrieb von Uhren- und Signalanlagen in
Direktspeisung finden die beiden Trockengleichrichter-Typen Verwendung:
Typ: TGeN 24/0,45
Typ: TGeN 24— 12/1
Betriebsnennspannung 24 Volt
Gleichstromentnahme max 0,45 A
(Abb. 38)
Betriebsnennspannung 12 und 24 Volt
Gleichstromentnahme max 1 A (Abb. 39)
Wechselstromanschluß-Spannungen für beide Geräte:
240, 230, 220, 210, 135, 125, 115 Volt, 50 Hz.
Der von diesen Geräten abgegebene Gleichstrom wird durch eine Zusatz­
einrichtung, bestehend aus Glättungsdrossel und Kondensator geglättet.
Ferner liegt zur Erreichung einer flachen Kennlinie des Gerätes parallel
zu den Ausgangsklemmen ein Querwiderstand, so daß das Gerät zur di­
rekten Speisung der Uhrenanlage angewendet werden kann. Die An­
wendung dieser Geräte zum Betrieb von Uhrenanlagen ist aus Abb. 19
Seite 11 zu ersehen.
.
34
Beide Gerätetypen sind in lackierten Stahlblechgehäusen untergebracht,
von denen die Grundplatten zur Aufnahme der einzelnen Bauteile dienen.
Diese sind in den beiden A bb. 38 und 39 durch eingekreiste Zahlen wie
folgt bezeichnet:
Bauteile
Sicherungen
dreiteiliger Kippschalter für zweipolige
Abschaltung vom Netz und einpolige
Unterbrechung des Gleichstrom­
kreises
Trafo mit unterteilten Wicklungen
Selen-Gleichrichteraggregat in Brücken­
schaltung
Glättungsdrossel
gepolter Elektrolytkondensator
einstellbarer Widerstand
Voltmeter
Amperemeter
Zahl im Kreis
1 4 9
2
3
5
6
7
8
10 und 12
11
Durch die getrennte sekundäre W icklung des Trafos (Abb. 39) kann die
Umschaltung 12 und 24 V olt vorgenommen werden.
Abb. 40. EWS-Dauerstromgerät
3«
35
Die in ihrer Ausführung sehr stabil^ehaltenen Geräte sind in den Schema­
zeichnungen mit Volt- und Amperemeter ausgestattet, können jedoch auch
ohne diese Meßgeräte geliefert werden (Abb. 40).
Nenns trom stär ie der
Typ
T G e N 24/0,45
T G e N 24— 12/1
S trom ­
aufnahm e
bei 220 V
Gleichspanng.
m ax m A
V o lt =
m ax
= A
170
320
24
12/24
0,45
1,0
S trom ­
abgabe
im Geirät ein ­
geba uten
N e tz ­
S e­
Sicher. kundärSicher.
A u s­
gangs­
Sicher.
G e­
w icht
etw a
A
A
A
kg
0,5
]
1
2
0,25
0,5
14
13,5
Internationale elektrische M aßeinheiten
Im elektrischen Maßsystem sind alle Maßeinheiten auf die international
festgelegten Grundwerte von Ampere = Stromstärke und Volt = Spannung
aufgebaut. Infolgedessen können alle weiteren Maßeinheiten durch Ampere
und Volt, zu denen noch die Einheit der Zeit hinzukommt, bestimmt werden.
Diese Werte sind wie folgt festgelegt:
1. Stromstärke: Einheitswert 1 Ampere = 1 A
Die Stromstärke von 1 Ampere scheidet in einer Sekunde 1,118 mg
Silber aus einer Lösung von salpetersaurem Silber ab.
2. Spannung: Einheitswert 1 Volt = 1 V
Die Spannung oder elektromotorische Kraft von 1 Volt wird benötigt,
um in einem Widerstand von 1 Ohm einen Strom in der Stärke von
1 Amp. entstehen zu lassen.
3. Widerstand: Einheitswert 1 Ohm = 1 Q
Der Widerstand von 1 Ohm ist der Widerstand einer Quecksilbersäule
von 1,063 m Länge und 1 mm2 Querschnitt bei 0° C.
Aus nachstehender Tabelle können wir bereits die Zusammenhänge der
einzelnen Maßeinheiten untereinander ablesen, doch wird in den folgenden
Erläuterungen ganz besonders darauf eingegangen. Die Benennung der
Maßeinheiten sind Namen berühmter Physiker und Techniker, die sich
um die Entwicklung der Elektrotechnik besondere Verdienste erworben
haben.
36
Elektrotechnische Einheiten und Bezeichnungen nach DIN 1301
Einheit
Einheitskurzzeich.
Formel Zeichen
Vielfache und Sonder­
bezeichnungen
Spannung
Volt
V
U
Kilovolt (kV) =
1000 Volt
Elektromotorische
Kraft
Volt
V
E
Uk (oder V ) =
Klemmenspannung
Elektromotorische
Gegenkraft
Volt
V
Eg
Uv (oder u) = Span­
nungsverlust
Stromstärke
Ampere
A
1
1 Milliampere
<mA) = 1000 A
Ohm
Q
R
1 Megohm (MQ)
liMHionn Q
Leitwert
Siemens
S
G
F
H |Ö3
il
o
Widerstand
Kapazität
Farad
F
C
1 Mikrofarad (^mF) =
1
1000000
Induktivität
Henry
H
L
Millihenry (mH) =
1000 Henly
Leistung
Watt
W
N
1 Kilowatt (kW) =
1000 Watt; 1 MW —
1000 kW
Volt­
Ampere
VA
Ns
1 Kilovoltampere (kVA'
= 1000 VA,
1 MVA = 1000 kVA
Arbeit
Watt­
sekunden
Wsek
A
1 Kilowattstunde(kWh)
= 3 600000 Wsek
Frequenz1)
Hertz
Hz
/
/ = 2 Polweehsel/sek;
1 Kilohertz (kHz) =
1000 Hertz
A n m erkung zur T a b e lle : Kilo (k) = lOOOfacher, Mega oder Meg (M) =
lOOOOOOfacher, Milli (m) = tausender, Mikro (ß) = millionster Teil.
Die in der Tabelle angeführten W erte, bezeichnet mit 1— 11, sollen nach­
stehend näher erklärt werden, wobei insbesondere auf ihre Eigenart hin­
gewiesen wird.
x) In der Starkstromtechnik vielfach noch gebräuchlich Perioden Per/s statt Hz.
37
1. Die Spannung ist die Kraft, die das Fließen des Stromes in einem
Leiter bewirkt.
2. Als elektromotorische Kraft wird die in der Stromquelle entstehende
Spannung bezeichnet, die bei offenem Stromkreis mit einem hochohmigen
Voltmeter an den Polklemmen der Stromquelle gemessen wird.
3. Muß der elektrische Strom einen Leiter durchfließen, so wird dazu
Kraft benötigt, die der elektromotorischen Kraft verlustig geht. Sie wirkt
sich als Spannungsverlust aus, der als innerer Spannungsabfall bezeichnet
wird. Unter Spannungsverlust allgemein versteht man den unerwünschten
Abfall der Spannung, der beim Durchfließen des Stromes durch die Lei­
tungen entsteht. Diesen Wert vom Spannungsverlust erhält man z. B.,
wenn man von der Klemmenspannung die Spannung an den Leiterenden
abzieht.
B e is p ie l: Wird zum Betrieb einer Nebenuhr eine Betriebsspannung
von 12 Volt benötigt — durch eine lange Zuleitung entsteht aber ein
Sp an n u n gsverlu st von 2 Volt — , so muß die K lem m enspannung der
Stromquelle um 2 Volt erhöht werden, damit die Nebenuhr 12 Volt B e ­
triebsspannung erhält.
4. Die Stromstärke ist die Anzahl der Elektronen, die in 1 Sekunde
durch den Leitungsquerschnitt fließt. Der Stromstärke ist eine Grenze im
inneren Widerstand der Stromquelle gesetzt.
5. Dem Fließen des elektrischen Stromes setzt jeder Leiter einen Wider­
stand entgegen. Dieser Widerstand ist abhängig von der Art, der Länge
und dem Querschnitt des Leitermaterials.
6. Der Leitwert eines Leiters ist abhängig von dessen Widerstand, denn
ein Leiter mit geringem Widerstand wird vom Strom leicht durchflossen,
hat also einen hohen Zeitwert. Ein Leiter mit hohem Widerstand hat dem­
gemäß geringen Leitwert.
7. Die Kapazität ist das Aufnahmevermögen einer bestimmten Strom­
menge z. B. eines Kondensators (Funkenlöscher) oder einer Stromquelle
(Akkumulator).
8. Als Induktivität bezeichnet man im besonderen den Wirkungswert
eines elektromagnetischen Wechselfeldes auf einen Leiter.
9. Die Arbeit des elektrischen Stromes in einer Sekunde ist die Leistung
des elektrischen Stromes.
10. Die Elektrizitätsmenge wird ausgedrückt, durch Stromstärke mal
Zeit des Stromflusses.
11. Frequenzhäufigkeit ist die Zahl der Perioden eines Wechselstromes
in der Sekunde. Dabei umfaßt die Einheit - ■1 Hertz zwei Phasen.
38
—
Gleich-, ^
A llslrom
--------
■>
W echsel-,
t
> Induktor
—M — D etektor
l~ V Strom-,
- PTTV- Spannungs-,
Leitung allgem ein
-Ht------- dreipolig
1 1
Grob-,
-g=ft- Feinsicherung
____ — in einpoliger D arst.
V erd rillte Leitung
Galvanoskop
— J —- Abzweig
■4=" _ L
-^4-
Spannungs-,
Strom m esser
(v )-® -
Kreuzungen
Therm oelem ent
Erde, Masse
^ ^
G eschirm te,
■=• geerdete Leitung
Schalter
\ V
a) mit Lötösen
Ta T/> b) mit Klemmen
VL
/
1
Um rahm ung f. zusam_ j mengefaßte G eräte
U m schalter
* • * * • Einpoliger V ie l­
stellenschalter
-l ' ~t- W iderstand allgem .
- J U 1 P - Meßwiderstand
Tastschalter
-i1A
W iderst, stetig regelb,
- rp -
„
angezapft
„
einstellbar
U n terb r.T astsch .
H ebelschalter
rh
-i~7*v177777,i
I I I In I l I mit
... 2 Schalt-
• •••• • Stellungen
stufig regelbar
Isolierendes Stück
D reip o l. K lin ke
- t y M r W icklung (Spule)
J TÖ0"'-
„
ohne Eisen
~vQQQy
„
mit Elsen
~
Klinkenstecker
y 1II^ D Relais
l^ zb R. m. Abfallverzög.
m. M assekern
R. m. Anzug verzog.
Ü b ertrag er (Um sp.)
F^fcl Relais gepolt
••
— 1|—
R. m 2 W icklg .
m. Eisenkern
■ww -
Kraftm agnet
Kondensator
Fallklap pe
Gekuppelte
D rehkondensatoren
~ ||
©
U n terb recher
(m )
Schauzeichen
Batterie fü r 6 Volt
--* 4
.................
..
Lampe
angezapft
G leichstr.-W ecker
Nebenuhr
Hauptuhr
Schaltzeichen nach DIN 40700 für Fernmeldeanlagen
Der K ontakt
Viel zu wenig Beachtung wird oft den Kontakten in elektrischen Uhren
gewidmet, was wohl darauf zurückzuführen sein dürfte, daß die Be­
dingungen, die ein solcher Kontakt erfüllen muß, zu wenig bekannt sind.
An einer elektrischen Uhr ist der Kontakt der empfindlichste Teil und muß
den gegebenen Verhältnissen in der elektrischen Uhr zufolge oft unter den
denkbar ungünstigsten Bedingungen arbeiten. Dabei ist zu beachten, daß
eine Uhr mit Minutenkontakt jährlich 525600 und eine Uhr mit Sekunden­
kontakt 31536000 Kontaktschlüsse zu tätigen hat. Daraus ist ohne weiteres
ersichtlich, daß diese Uhrkontakte auch nach mehrfacher Wiederholung
dieser Vielzahl von Kontakten noch einwandfrei arbeiten müssen, denn
davon hängt zum größten Teil die Wirtschaftlichkeit der elektrischen Uhr
ab. Bei den oben angeführten Zahlenbeispielen handelt es sich um Schwach­
stromuhren, bei denen nur geringe Kräfte zur Betätigung der Kontakte
zur Verfügung stehen, so daß die Kontakte den gestellten hohen Anforde­
rungen besonders angepaßt sein müssen.
Was ist ein Kontakt? Kontakt heißt Berührung! Der Kontakt ist also
das Berühren oder Zusammenschließen zweier Leiterenden eines offenen
Stromkreises, wodurch der Stromfluß im Leitungsweg hergestellt wird.
Die mechanische Einrichtung, die zur Betätigung des Kontaktes dient,
wird fälschlicherweise, aber allgemein üblich als „K ontakt“ bezeichnet.
Diese hat für die Kontaktgebung drei Grundforderungen zu erfüllen:
1. Schnelles und sicheres Schließen des Stromkreises,
2. zwischen Schließen und Öffnen ein störungsfreies Fließen des Stromes
zu gewährleisten,
3. schnelles und sicheres Öffnen des Stromkreises herbeizuführen.
Der einwandfreien Erfüllung dieser scheinbar einfachen Aufgabe stehen
jedoch eine Anzahl störende Umstände entgegen, die nachstehend angeführt
und deren Beseitigung und Unterdrückung erklärt werden sollen.
1. Beim Schließen und Öffnen eines Stromkreises treten Funkenbildungen
auf, von denen der Öffnungsfunke der stärkere und für den Kontakt der
gefährlichere ist.
2. Bei Gleichstromkontakten ist der Kontaktteil, der mit dem Minuspol
der Stromquelle verbunden ist, die Kathode. Durch das Fließen des Stromes
und unter der Einwirkung der auf tretenden Induktionsströme erwärmt sich
die Kathode, was beim Öffnen des Stromes zur Bildung eines Lichtbogens
führt.
3. Dieser Lichtbogen ist stromleitend, so daß gegebenenfalls starke
Ströme über diesen fließen können (Funkenbildung).
4. Wird der Kontakt schnell gelöst, so wird die Lichtbogenbildung günstig
verkürzt.
40
5. Beim Betrieb mit Wechselstrom ist die Funkenbildung verhältnismäßig
gering, weil der Stromfluß durch den Nullpunkt zwischen beiden wechseln­
den Stromrichtungen unterbrochen wird.
6. Je niedriger der W iderstand im Stromkreis ist, desto stärker ist die
Lichtbogenbildung.
7. Schnelles Abkühlen der K athode wird durch massige K ontaktteile
begünstigt, wodurch die Funkenbildung gemildert wird.
8. Der K ontakt soll unter ausreichendem Druck erfolgen, um den K on ta k t­
widerstand zu verringern und das Abkühlen der K athode zu beschleunigen.
9. Gute Leitfähigkeit der kontaktgebenden Metallteile begünstigt schnelles
Abkühlen der K athode, schlechte Leitfähigkeit hat Erwärmung der K athode
zur Folge, wodurch die Funkenbildung erhöht wird.
10. Der Stromübergang an einem K ontakt ist immer punktförm ig. Es
kann jedoch der Strom zugleich an mehreren Punkten übertreten.
11. Es ist vorteilhaft, einen K ontakt so zu gestalten, daß Einschaltepunkt
und Ausschaltepunkt an verschiedenen Stellen der K ontaktteile liegen.
12. Die Funkenbildung kann durch Beischaltung von W iderständen oder
Kondensatoren unterdrückt oder gelöscht werden.
Alle in den 12 Sätzen angeführten Gesichtspunkte bei Anfertigung eines
Uhrkontaktes zu berücksichtigen, ist wohl kaum möglich, denn Uhrkontakte
sind sehr unterschiedlich in ihrer Leistung und Beanspruchung. Es ist
aber stets die Belastung des Kontaktes und seine zahlenmäßige B ean­
spruchung in der K ontaktgebung maßgebend, wobei noch die zur Ver­
fügung stehende K raft, die zur Betätigung des K ontaktes dient, beachtet
werden muß. Die Belastung des K ontaktes ist die im Stromkreis herr­
schende Stromstärke, die über die Kontaktteile fließen muß. Sie ist meist
bei Uhrkontakten der geringere Faktor. Aber die auftretenden Induktions­
ströme beim Schließen und mehr beim Öffnen des Stromkreises sind oft
sehr stark und wirken zerstörend auf die Kontaktteile.
Auch bei einfachen Signalkontakten, die beispielsweise täglich nur zehn­
mal arbeiten, muß dies beachtet werden. Es ist falsch, wahllos eine V iel­
zahl von Signalglocken anzuschließen, wenn diese nur geringen Widerstand
in der Spulenwicklung haben. Die Stromstärke wird dann zu hoch, starke
Induktionsströme treten auf und ein Verbrennen der K ontaktteile ist die
Folge. Aus diesem Beispiel ist zu erkennen, daß bei allen Uhrkontakten
und vor allem bei denen, die minütlich oder noch öfter betätigt werden,
die höchst zulässige Belastung zu beachten ist.
K on ta k tm eta lle
Schalter und Drücker, die mit der H and betätigt werden, sind meist mit
Kupfer- oder Messingkontaktteilen ausgestattet. In diesem Falle ist dies
41
ausreichend, da die zur Verfügung stehende Kraft, um den Kontakt sicher
zu betätigen, groß genug ist. Ganz anders ist dies bei Uhrkontakten, bei
denen oft nur geringste Kräfte zur Kontaktbetätigung zur Verfügung
stehen.
Kontaktmetalle mit guter Leitfähigkeit, deren Oxyde stromleitend sind,
werden vorteilhaft für Uhrkontakte Verwendung finden.
Feinsilber, hartgewalzt, steht in dieser Beziehung an erster Stelle. Es
hat höchste Leitfähigkeit, und sein Oxyd ist ein Halbleiter. Infolgedessen
arbeiten Feinsilberkontakte, auch wenn sie beschlagen sind, noch einwand­
frei. Sie dürfen nur nicht zu stark erwärmt werden, weshalb möglichst
mäßige Kontaktteile verwendet werden müssen.
Platin und Platiniridium dagegen sind unvorteilhafter, denn sie haben
nur eine geringe Leitfähigkeit von 10, verbrennen bei der Funkenbildung
leichter, und ihre Oxyde sind schlechte Leiter. Nur bei geringen Strom­
stärken haben sie sich besonders bewährt, da diese Metalle durch den
Sauerstoff der Luft nicht oxydieren.
Gold oder Goldlegierungen werden für Feinstkontakte oft verwendet,
denn deren Leitfähigkeit ist sehr hoch und können darum unter geringstem
Druck betätigt werden, da auch die Oberfläche durch den Sauerstoff der
Luft nicht angegriffen wird.
Wolfram unterliegt fast denselben Bedingungen wie Platin und kann
nur in Starkstromuhren verwendet werden, wo genügend Kraft zur sicheren
Kontaktbetätigung zur Verfügung steht.
Rhodium ist sehr hart und widerstandsfähig gegen den Einfluß von
Dämpfen und Säuren, weshalb Silberkontakte vorteilhaft mit einem gal­
vanischen Überzug aus Rhodium versehen werden. Infolge der Härte dieses
Überzuges ist dieser auf sehr lange Dauer wirksam.
Quecksilber zu Kontakten zu verwenden kann nur unter der Bedingung
erfolgen, daß es vor den schädigenden Einflüssen des Sauerstoffes geschützt
ist. Seine geringe Leitfähigkeit von 0,1 wird durch sicheres Schalten vorteil­
haft ausgeglichen.
Kohlekontakte, Leitfähigkeit 0,05, werden durch den Sauerstoff nicht
angegriffen, sie können jedoch nur da angewendet werden, wo die ge­
nügende Kraft zur Schaltbetätigung zur Verfügung steht.
P u n k t- und Reibungskontakte
Die Gestaltung der kontaktgebenden Teile ist sehr verschieden und die
mechanische Anordnung der Schalteinrichtung vielseitig. Es sollen daher
die hier angeführten Beispiele einige Grundformen von Kontakten und
Schalteinrichtungen zeigen, deren Anwendung und Ausführungsart den ge­
gebenen Verhältnissen in der Uhr angepaßt werden müssen.
Die abgerundete Form, wenigstens eines Kontaktteiles, ergibt einen
punktförmigen Kontakt, wodurch das Abreißen des Funkens begünstigt
42
wird. Es ist aber dabei auf schnelles Schließen und Öffnen des K ontaktes
zu achten.
Bei dem in A bb. 41 gezeigten Punktkontakt ist die K ontaktlam elle a
flächenförmig, die Lamelle b aber gew ölbt gestaltet. D er zur Betätigung
des Kontaktes dienende doppelarmige
Hebel c dreht sich ruckartig je um 90°
beim Schließen und Öffnen des Kontaktes.
Da dieser H ebel keinen Strom führt, hat
o @ o 4
er nur mechanische Arbeit zu leisten. Die
c
Feder a liegt in Ruhestellung mit Span­
Abb.
41. Punktkontakt
nung an dem Haltestift d an, so daß in
Kontaktstellung der nötige Druck v or­
handen ist. Schließ- und Öffnungspunkt liegen jedoch bei dieser Anordnung
an gleicher Stelle, was vermieden werden sollte. Als Kontaktm aterial für
Schwachstrom wird Platin oder Iridium verwendet, um O xydbildung durch
die Einwirkung der Luft zu unterbinden.
Der Reibungskontakt: Durch Gleiten der Kontaktflächen aneinander wird
eine selbsttätige Entfernung von Oxydschichten erreicht, so daß die K o n ­
taktflächen automatisch saubergehalten werden. W ird nun noch auf eine
räumliche Trennung von Einschalte- und Ausschaltepunkt geachtet, so
erzielt man sehr hohe Betriebssicherheit (Abb. 42). Der federnd gehaltene
Kontaktarm a trägt an seinem Ende eine Kontaktm etallfläche, unter der
die federnde Isoliernase b angebracht ist. Durch den Uhrablauf wird der
Hebel c m it dem K ontaktstift d in Pfeilrich­
tung I bewegt. Der Stift d hebt die Nase b mit
dem H ebel a an, läuft unter der Nase weiter, bis
diese abfällt und die Kontaktfläche des Hebels a
mit Stift d unter dem Federdruck in K on takt­
berührung kommt. Der K ontakt wird also ruck­
artig geschlossen. Durch die W irkung des elektro­
magnetischen Feldes in dem mit Hebel c ge_
,
koppeltem Aufzug wird dieser mit hoher GeA " 0 . 4_. K ei u n g s ' o n t a K t
schwindigkeit in Pfeilrichtung I I gedreht. Der
Stift d gleitet zwischen Nase und K on tak t­
fläche am H ebel a entlang, bis der K ontakt wieder beim Austritt des Stiftes
ruckartig gelöst wird. Da sich der H ebel c noch um einen entsprechend
großen W inkel weiter dreht, erfolgt die Trennung des K ontaktes be­
dingungsgemäß schnell.
Diese Kontaktanordnung ist wohl durch ihre Bauart als außerordentlich
günstig zu bezeichnen, denn ihre Vorzüge sind:
a) Massige Kontaktteile,
b) räumliche Trennung von Ein- und Ausschaltepunkt,
c) sicherer K ontaktdruck,
43
d) schnelles Schließen des Kontaktes,
e) sicherer Stromfluß durch Gleiten der Kontaktteile,
f) schnelles Öffnen des Kontaktes.
Alle nach diesem Grundprinzip arbeitenden Kontakteinrichtungen haben
sich in allen Uhrenarten bestens bewährt. Als Kontaktmaterial kann Fein­
silber oder Platin Verwendung finden.
Die Quecksilberschaltröhre
Quecksilber hat wohl eine sehr geringe Leitfähigkeit, bietet aber in der
gasgefüllten Glasröhre sehr große Betriebssicherheit (Abb. 43). Die Schal­
tung wird durch Kippen der Röhre herbeigeführt, wodurch das Queck­
silber verlagert wird und beide Leiter­
enden miteinander verbindet. Infolge
der Trägheit und hohen Kohäsion des
Quecksilbers reißt dieses beim Zurück­
kippen der Röhre plötzlich ab, so daß
ein sehr schnelles Öffnen des K on­
taktes erfolgt. Diese Kontaktröhren
können aber nur dort angewendet
werden, wo die nötige Kraft zur Be­
tätigung des Schaltvorganges gegeben
ist. Diese Schaltröhren haben sehr
Abb. 43. Quecksilber-Schaltröhre
hohe Betriebssicherheit und werden
für die verschiedensten Stromstärken
angefertigt.
Um ein unbedingt sicheres Arbeiten der Kontakte zu gewährleisten,
können zwei oder mehrere Kontakte miteinander für einen Stromkreis be­
tätigt werden. Dies wird oft bei Minuten- oder Sekundenkontakten vorteil­
haft angewendet, da bei diesen meist nur geringe Kraft zu Kontakt­
betätigung zur Verfügung steht.
Die Selenzelle
Zum Antrieb von Pendeln höchster Präzisision wird in seltenen Fällen
statt eines mechanischen Kontaktes eine Selenzelle angewendet (SchulerUhr). Selen hat im Dunkeln'
sehr geringe Leitfähigkeit, die
aber bei Belichtung sehr stark
anwächst, weil sich dadurch
sein Widerstand sehr vermin­
dert. Der Stromfluß steigt mit
der Stärke der Belichtung
•—*" v '
"S
(Abb. 44). In einer luftleer
Abb. 44. Selen-Zelle
44
gepumpten Glasröhre ist eine Glimmerplatte eingebaut, um die zwei neben­
einander verlaufende Metalldrähte aufgewickelt sind. Die Zwischenräume
sind mit kristallinem Selen auf gefüllt. Durch einen vom Pendel ge­
steuerten Lichtstrahl wird die Selenzelle zur W irkung gebracht.
Beobachten und Abhören von Kontakten
Beobachtet man Uhrkontakte bei ihrer Arbeit im dunklen Raum , so
kann man die geringste Funkenbildung erkennen, jedoch das einwandfreie
Fließen des Stromes zwischen Schließen und Öffnen des K ontaktes ist
dabei nicht feststellbar. In der Schwachstrom-Uhrentechnik ist aber eine
saubere Kontaktgebung besonders wichtig für einwandfreies Arbeiten der
elektrischen Geräte, und da bietet ein eingeschaltetes empfindliches M eß­
gerät (Ampere- oder Milliamperemeter) die Möglichkeit, den Stromfluß
während der Kontaktdauer zu beobachten. Es ist zu empfehlen, die K o n ­
takte beim Prüfen langsamer zu betätigen, als diese mechanisch arbeiten,
um dabei feststellen zu können, ob der Ausschlag des Zeigers vom M eß­
gerät gleichmäßig ist und während der K ontaktdauer auf seinem größten
Ausschlag still stehen bleibt. Hauptuhrkontakte verschiedener Bauarten
haben aber allgemein einen besonderen W iderstand eingebaut, über den
der Strom beim Schließen und Öffnen geleitet wird, um die Funkenbildung
möglichst zu unterbinden. Diese W iderstände sind bifilar gewickelt (siehe
Seite 49), so d ?ß die gefährlichen Induktionsspannungen nicht zur W irkung
kommen können. Es wird also der eigentliche Arbeitsstrom zwischen zwei
kurzen Stromflüssen liegen, die über den bifilar gewickelten Widerstand
geleitet werden. Auch dieser Vorgang kann durch das Meßgerät sehr gut
beobachtet werden, denn der Meßgerätzeiger wird einen anderen Ausschlag
zeigen, wenn der Strom über den bifilaren Widerstand fließt, als wenn
dieser als Arbeitsstrom über die Nebenuhren geleitet wird.
Das Abhören der Kontakte mit einem Kopfhörer
Ein viel zu wenig bekanntes, aber sehr aufschlußreiches Verfahren, K o n ­
takte zu prüfen, ist das Abhören mit einem K opfhörer, das jedoch nur in
der Schwachstrom-Uhrentechnik angewendet werden kann, aber gerade
da unschätzbare Dienste leistet. Ein K opfhörer üblicher Art, wie solche aus
der Rundfunktechnik bekannt sind, mit einem Widerstand von 2000 Ohm
ist für alle Stromverhältnisse ausreichend. Dieser wird gleich einer N eben­
uhr in den Leitungsweg eingeschaltet.
Es ist nun richtig, erst das Arbeiten des Kontaktes zu prüfen, wenn keine
weiteren Geräte als nur der K opfhörer angeschlossen sind, und dann die
Prüfung mit angeschlossenen Geräten (Nebenuhren) vorzunehmen. Nur
wenig Übung gehört dazu, um auf diese Weise geringste Unregelm äßig­
keiten in der Kontaktgebung festzustellen.
45
Handelt es sich z. B. um das Einstellen von Sekundenkontakten, die wechsel­
weise erfolgen und zwischen denen zeitengleiche, kontaktlose Zwischen­
räume liegen müssen, so ist das Abhören mit dem Kopfhörer unerläßlich.
Die geringsten Störungen in der Kontaktgebung, ungleiche Kontaktlängen
und folglich ungleiche Zwischenzeiten, das Schließen und Öffnen der Kontakte
und Störungen im Leitungsweg lassen sich durch das Abhören genauestens
feststellen. Auch sind die vorzunehmenden Abhilfen auf ihre Wirkung auf
diese Weise sehr gut zu beobachten, außerdem gewinnen wir Sicherheit
in der Feststellung eintretender Störungen. Wir können uns mit dem K opf­
hörer an jeder Stelle des Leitungsweges „selbst mit einschalten“ und er­
halten so die beste Übersicht über störungsfreies Arbeiten der ganzen An­
lage und deren einwandfreien Aufbau.
Wird zum Betrieb einer Uhrenanlage ein Umformgerät benutzt, das den
Netzstrom niederspannt, gleichrichtet und glättet (siehe Seite 11, Um­
former), so kann auch der umgeformte Betriebsstrom auf sein Wesen durch
das Abhören geprüft werden.
Die angeführten Beispiele sind nur wenige aus dem Anwendungsgebiet
des Kopfhörers als Prüfgerät, und wer sich mit diesem vertraut macht,
dem wird es ebenso unentbehrlich werden, wie dem Uhrmacher ein gutes
Mikrometer.
Die Ausw irkung der Selbstinduktionsenergie auJ die Kontakte
Die auftretenden Funkenbildungen beim Schließen und Öffnen der K on­
takte sind die hauptsächlichsten Ursachen, für das Zerstören der Kontakte.
Es ist deshalb unsere Aufgabe, die Funkenbildung zu beseitigen. Die eigent­
liche Ursache der Funkenbildung, die Entstehung der Induktionsströme
zu verhindern, ist jedoch nicht möglich, denn die Selbstinduktion tritt in
jedem Gerät auf, in das eine bewickelte Elektromagnetspule eingebaut
ist. Die Selbstinduktion ist abhängig von der Windungszahl der Wicklung,
der Stärke des Magnetfeldes und der wirkenden Stromstärke. Wegen ihres
kurzen Intervalles lassen sich diese Induktionsströme nur sehr schwer
messen, und wenn dies möglich ist, nur mit sehr komplizierten Meßeinrich­
tungen. Ein Kathodenstrahloszillograph zeigt den Schwingungsverlauf des
Induktionsstromes sichtbar an oder zeichnet die Schwingungen auf einem
laufenden Papierstreifen auf. Aus diesen Aufzeichnungen kann auf Strom­
stärke, Schwingungszahl und Abklingen des Stromstoßes geschlossen
werden. Diese Apparatur ist aber nur für Forschungszwecke und Labora­
toriumsarbeiten wirtschaftlich anwendbar, da die Beschaffungskosten sehr
hohe sind und die Bedienung des Apparates entsprechende Kenntnis er­
fordert. Es ist aber sehr aufschlußreich, diese Ströme durch einen Versuch
nachzuweisen, der in jeder Werkstatt vorgenommen werden kann, um
sich auf diese Weise von der Stärke dieser störenden Faktoren zu unter­
richten.
46
Nachweis der Induktionsströme mit einer Glimmlampe: W ir verwenden
zu diesem Versuch eine Glimmlampe für 110 Volt, deren Aufleuchten bei
etwa 70 V olt beginnt. Sie muß jedoch m it W echselstrom beschickt werden,
da Gleichstrom kein Aufleuchten bewirkt. Diese Glimmlampe legen wir im
Nebenschluß zum Elektromagneten an, so daß sich die auftretenden In ­
duktionsströme in der Glimmlampe entladen können und diese zum A u f­
leuchten bringen, denn diese Induktionsströme sind Wechselströme.
Ein sehr aufschlußreiches Beispiel m öchte ich hier anführen. In der
Uhrenanlage eines Uhrmachers, die zum Betrieb der Außenuhr diente, war
eine zweite Nebenuhr in der W erkstatt angeschlossen. Diese Anlage wurde
mit einem Akku von 8 V olt betrieben.
Es war folgender Fehler in der Anlage festgestellt worden. Stellte man
beide Nebenuhren auf gleiche Minute, also gleiche Polarität ein und ließ
erst jede Uhr für sich springen, arbeiteten die Uhren fehlerlos. W urden aber
beide Uhren gleichzeitig angeschlossen, so sprangen diese beim ersten
Minutenkontakt richtig, jedoch beim Öffnen des K ontaktes durch die
Hauptuhr rückte die W erkstattuhr ein zweites Mal. Zur nächsten Minute
jedoch rückte die W erkstattuhr beim Beginn des K ontaktes nicht, aber
wieder erst beim Öffnen des Kontaktes. Das wiederholte sich bei jeder
Minute, die Außenuhr zeigte dagegen keinen Fehler. Daraus folgerte ich
richtig, daß die Anfangsphase des auftretenden Induktionsstrom es beim
Öffnen des Kontaktes die Werkstattuhr weiterschaltet, da dieser in ent­
gegengesetzter Richtung zum Hauptstrom durch die Spulen der W erkstatt­
uhr fließt und dieser infolgedessen verhältnismäßig stark sein mußte, um
die Uhr fortschalten zu können. Auf den Spulen der Außenuhr waren keine
Angaben über Ohmzahl und benötigte Spannung zu finden (siehe Leistungs­
schild, Seite 13). Die W erkstattuhr hatte 300 Ohm W iderstand und war
für 8 Volt Betriebsspannung bestimmt. Es m ußte also der Fehler durch die
Außenuhr hervorgerufen worden sein. Zunächst habe ich den Widerstand
der Außenuhrspulen mit der M eßbrücke bestimm t, er war nur 60 Ohm
groß. Damit war die Ursache des Fehler gefunden. Dies ist ein typisches
Beispiel dafür, daß die Widerstände der Uhren, die in einer Anlage ange­
schlossen werden, aufeinander abgestimmt sein müssen, damit Fehler dieser
Art unterbunden werden.
Da für mich dieser Fall sehr aufschlußreich war, stellte ich durch den
Versuch nun mit einer Glimmlampe die Induktionsströme fest, indem ich
die Glimmlampe an Stelle der W erkstattuhr in die Anlage einschaltete.
Aus der Abb. 45 ist die Schaltung ersichtlich:
a) Hauptuhr,
b) Nebenuhr und
c) Glimmlampe.
Die Glimmlampe leuchtete beim Öffnen des Hauptuhrkontaktes auf, womit
erwiesen war, daß der auftretende Induktionsstrom eine Stärke von über
47
A b b . 45. N ach w eis v o n In d u k tio n sströ m en m it H ilfe einer G lim m lam pe
70 Volt hatte. Die Folge davon war auch ein sehr starkes Verschmoren der
Hauptuhrkontakte. Den Fehler durch Umwickeln der Spulen zu beheben,
war aber in diesem Falle nicht möglich, da die Nebenuhren verschiedener
Bauart waren und beide 8 Volt Betriebsspannung benötigten. Durch An­
bringen eines Nebenschlußwiderstandes von 150 Ohm an die Spulen der
Außenuhr, wurde dem Induktionsstrom ein Verlaufsweg gegeben, und die
Werkstattuhr arbeitete fehlerlos.
Die Funkenlöschung
Völlig funkenfreies Arbeiten der Uhrkontakte ist bei ihrer sehr hohen
Leistung unbedingt erforderlich. Es handelt sich dabei nicht nur um die
Zerstörung der Kontakte, sondern es ist auch das fehlerlose Arbeiten der
angeschlossenen Geräte davon abhängig. Wie bereits im vorhergehenden A b­
schnitt erklärt wurde, sind Funkenbildungen hauptsächlich auf die ent­
stehenden Selbstinduktionsströme zurückzuführen, die sich beim Öffnen
des Kontaktes über den sich bildenden Lichtbogen zu entladen suchen.
Gibt man jedoch dieser Selbstinduktionsenergie einen Ausgleichsweg von
möglichst geringem Widerstand, so kann die Funkenbildung restlos be­
seitigt werden. Diese Selbstinduktionsenergie ist Hochfrequenzstrom, also,
leichter verständlich gesagt, Wechselstrom. Es ergeben sich daher für die
Funkenlöschung folgende Richtlinien:
a) Für Gleichstrom als Betriebsenergie
1. Der Betriebsstrom fließt bei seiner Arbeitsleistung zugleich über den
Ausgleichsweg, dann muß der Ausgleichsweg einen Widerstand von
10— 20fachen des Elektromagneten haben.
2. Dem Betriebsstrom als Gleichstrom ist der Ausgleichsweg verschlos­
sen, aber der Induktionsstrom wird von ihm aufgenommen, dann muß
der Ausgleichsweg eine entsprechende Aufnahmefähigkeit haben.
b) Für Wechselstrom als Betriebsenergie
1. Der Betriebsstrom fließt bei seiner Arbeitsleistung zugleich über den
Ausgleichsweg, dann muß der Ausgleichsweg einen Widerstand vom
10— 20fachen des Elektromagneten haben.
48
2. In den Leiterweg nahe dem K ontakt wird eine Drosselung eingebaut,
die vom Arbeitsstrom mit durchflossen wird, aber dem Induktions­
strom wird ein Pufferfeld vorgesetzt in dem seine Energie abgeschwächt
wird.
W e lc h e H ilfsm ittel dienen zur F u n k e n lö s c h u n g ?
1. Zusatzwiderstände geringster Ohmzahl, bestehend aus kurzen Z u ­
leitungen.
2. Induktionsfreie Widerstände, das sind Spulen, ohne Eisenkern.
3. Induktionsfreie Widerstände bifilar gewickelt. Bei dieser W icklung
wird der Draht in der Mitte seiner Länge abgefaßt und mit dieser
Schlaufe an dem Spulenkörper be­
festigt und doppelt aufgewi ekelt,
so daß beide Drähte nebeneinander
verlaufen. A uf diese Weise wird
eine Induktionswirkung aufgehoben
(Abb. 46).
4. Silitwiderstände. Silit ist eine V er­
bindung von Silizium und SiliziumA b b . 46. Bifilargewickelte Spule
karbid. In Form von Stäben gepreßt
wird es vorteilhaft zu elektrischen W iderständen verwendet. Es wird
vom Sauerstoff der Luft nicht angegriffen, ist wenig empfindlich und b e­
nötigt nur geringe Abmessungen auch bei höheren Ohmzahlen (Abb. 47)
A b b . 47. N e b e n s ch lu ß w id e rs tä n d e
Schmidt, Elektrische Uhren
49
5. Kondensatoren. Diese ermöglichen es, Elektrizitätsmengen aufzu­
speichern und sind mit einer Leydener-Flasche zu vergleichen.
Sie bestehen meist aus zwei dünnen Staniolstreifen, die zwischen Papierstreifen
so aufgewickelt werden, daß sie sich
nicht berühren. Ihre beiden entgegengesetzt
liegenden Enden werden mit Anschlußklemfei ft f r
t
men versehen. Die Speicherungsmöglichkeit
' -m u l K .
wird in der Einheit mit Farad = F bezeichnet,
^ - ‘» t
ab.
In der Elektrouhrmacherei werden Konden­
satoren mit einem Fassungsvermögen von
0,5— 4,0 Mikrofarad (,w-F) verwendet. Die
Prüfspannung gegen Durchschlag soll mög­
lichst hoch, zwischen 500— 1000 Volt liegen.
Diese einfachen Kondensatoren nennt man
Abb. 48. Glättungs-SiebGlättungs- oder Siebkondensatoren. Ihre
kondensator
Bezeichnung ist z. B .: 2 /iF'500 Volt
(Abb. 48).
6. Funkenlöschkondensatoren. Das sind einfache Kondensatoren mit
eingebautem Widerstand, so daß diese zwei Wirkungsarten gemein­
sam zur Funkenlöschung ausgewertet werden. Ihre Bezeichnung ist
z. B .: 0,5 [iF -f- 50 Q/500 Volt.
In w elcher W eise werden diese Funkenlöschhilfsm ittel angew endet?
Grundlegend gibt es vier Möglichkeiten, Funkenlöschhilfsmittel in eine
bestehende Anlage einzubauen:
1. Ein Funkenlöschkondensator wird parallel zum Kontakt geschaltet
(Abb. 49).
/VWW|
i
____________(\v\aaa___ J
A b b . 49. F u n k en lösch u n g
d u rch K o n d e n sa to r
A b b . 50. F u n k en lösch u n g
d u rch D rosselspu len
2. In die Zuleitungen zum Kontakt wird je eine Drosselspule eingebaut, de­
ren Widerstand durch Ausprobieren bestimmt werden muß (Abb. 50).
3. An die Klemmen der Magnetspulen wird ein reiner induktivitätsfreier
Ohmscher Widerstand gelegt, der das 10— 20 fache des Magnetspulen­
widerstandes betragen soll (Abb. 51).
50
4. An die Zu- und Rückleitung der in einer Anlage nebeneinander ge­
schalteten Elektromagneten wird ein Glättungskondensator gelegt, so
daß dieser ebenfalls parallel zu den E lektro­
magneten liegt (Abb. 52).
In Fällen, bei denen die Funkenbildung schwer zu
beheben ist, können mehrere dieser Arten der FunkenUnterdrückung gemeinsam angewendet werden. Es ist
jedoch besonders darauf zu achten, daß keine Norm
zur Bestimmung der einzelnen W erte besteht, sondern
Abb. 51. Funken­
daß diese in jedem Falle durch Ausprobieren b e­
löschung durch Bei­
stimmt werden müssen. Jede Anlage hat ihre Eigen­
schaltung eines
Widerstandes
heiten, und es sind nicht nur die herrschende Strom ­
stärke, die wirkenden m ag­
netischen Felder und somit
ihre Induktivität, sondern
auch die Länge und der
Querschnitt der Leitungs­
wege mit im Spiel, durch
die die Funkenbildung mehr
oder weniger mit veranlaßt
Abb. 52. Funkenlöschung durch Beischaltung
wird.
eines Kondensators
D ie B eh eb u n g der R u n d fu n k störu n g en
V or Einführung des Rundfunks wurde die Funkenbildung lediglich als
Zerstörer der K ontakte angesehen und deren Beseitigung von diesem Ge­
sichtspunkt aus vorgenommen. Für den Rundfunk hat sie aber noch eine
sehr unangenehme Begleiterscheinung zur Folge, denn es werden R undfunk­
störungen verursacht, die in den Empfangsgeräten als knackende Geräusche
zu hören sind. Jede Funkenstrecke wirkt als kleiner Sender, denn es ent­
stehen beim Überspringen des Funkens elektromagnetische W ellen, die im
Umkreis von den Empfangsgeräten aufgenommen werden. Diese Störungen
können so stark sein, daß das Abhören von Sendungen in deren W ellen­
bereich die Funkenstrahlungen liegen, fast unmöglich wird, wenn sich die
K ontakte in kleinen Abständen dauernd wiederholen.
Der Besitzer einer störenden Anlage ist verpflichtet, die Anlage entstören
zu lassen.
Da nun die „Rundfunkentstörung“ einer Anlage weit umfangreichere
Maßnahmen erfordert als die „einfache Funkenlöschung“ , werden mit der
Rundfunkentstörung beide Ziele gemeinsam erreicht.
Die Rundfunkentstörung wird in gleicher Weise wie die Funkenlöschung
und auch mit denselben Hilfsmitteln durchgeführt, nur daß in diesem Falle
nicht nur die Auswirkung der Induktionsströme auf die K ontakte, sondern
4*
51
auch auf die Leitwege der Anlage aufgehoben werden muß, um deren Aus­
strahlungen zu unterbinden.
Ein treffendes Beispiel aus meiner Praxis ist hierfür die Entstörung der
neu gebauten „Normalzeitanlage des Staatl. Mathm. Physikal. Salons im
Dresdner Zwinger“ . (Siehe Seite 259.)
Die Sekundennebenuhren dieser Normalzeitanlage werden von einem
Pendel gesteuert, das wechselweise sekundlich Kontakte betätigt. Die Be­
triebsenergie liefert eine Akkubatterie von 2 X 6 Volt, die im Dreileiter­
system, mit Plus-, Minus- und Null-Leiter, wechselweise den Strom der An­
lage zuführt. Zum Abhören der „Zeitzeichen“ , um die Anlage zu über­
wachen, dient ein Rundfunkempfänger, der in der Nähe der Hauptuhr auf­
gestellt ist. In diesem Empfänger verursachten die Sekundenkontakte der
Normalzeitanlage auf verschiedenen Wellenbereichen derartig starke Stö­
rungen, daß davon^ die Rundfunksendungen an Lautstärke übertroffen
wurden.
Die vollkommene Entstörung dieser Anlage ist durch sachgemäße Auswahl
und Beischaltung von Kondensatoren und Widerständen erreicht worden.
Ausführlicher siehe Seite 259. Abb. 228 zeigt die Schaltskizze für die
Entstörung dieser Anlage.
Das Schaltschütz (Relais)
Die Kontakte elektrischer Uhren sind meist nur mit geringen Strom­
stärken belastbar, und es ist erforderlich, die Höchstbelastungsgrenze der
Kontakte zu kennen, um sie vor Schaden zu schützen. Bedingt es eine An­
lage, daß durch die Uhrkontakte z. B. Starkstromgeräte in Betrieb gesetzt
werden sollen, dann muß der Starkstrom durch ein Schaltschütz geschaltet
werden, das durch den Uhrkontakt betätigt wird. Das Schaltschütz ist
auch im umgekehrten Fall anwendbar, indem der Starkstrom das Schalt­
schütz betätigt und einen Schwachstromkreis schließt.
Das Schaltschütz ist demgemäß ein elektrisch betätigter Schalter, der
von einem primären Stromkreis bedient wird und einen sekundären Strom­
kreis schließt.
Von den verschiedenen Bauarten der Schaltschütze sollen nachfolgend
einige angeführt werden, die in der Elektrouhrmacherei angewendet werden
können. Diese sind im Grundaufbau meistens so angeordnet, daß ein Elektro­
magnet vom primären Stromkreis erregt wird und dadurch einen Anker an­
zieht. Diese Ankerbewegung dient dazu, den Kontakt für den sekundären
Stromkreis zu schließen (Abb. 53).
Zu beachten ist dabei, daß der Widerstand der Erregerspule des Magneten
den Verhältnissen im primären Stromkreis entspricht und der Kontakt für
den sekundären Stromkreis die vorgesehene Schaltleistung übernehmen
kann.
52
Beginn und Ende des K ontaktes vom primären Stromkreis bestimmen bei
dieser Bauart auch die Kontaktdauer des sekundären Stromkreises, so daß
diese am K ontakt des primären Stromkreises eingestellt werden muß.
A rb eitsk o n takf
AK
u
R uhekontakt
U m s c h a llk o n fa k l
RK
UK
0
K
q-
A b b . 53. S c h e m a b ild ein es S c h a lts c h ü tz e s (R e la is) R F T
Die Anwendungsmöglichkeit von Schaltschützen ist sehr umfangreich und
bietet beachtliche Vorteile. Es kann z. B. von einer Zentrale aus eine Viel­
zahl von Schaltschützen betätigt werden, die sekundäre Stromkreise schlie­
ßen und die verschiedensten elektrischen Funktionen dadurch auslösen:
Starkstromsirenen, Läutewerke und Hupen, Beleuchtungen jeder Art und
dergleichen können durch Schaltschütze betätigt werden, wenn diese zeit­
lich bestimmt und begrenzt in Betrieb gesetzt werden sollen.
Vorteilhaft ist die Verwendung einer Quecksilberschaltröhre im sekun­
dären Stromkreis, durch die ein unbedingt sicherer Schaltvorgang und hohe
Schaltleistung erreicht wird. Abb. 54 zeigt ein derartiges Schaltschütz für
24 V olt primären und 220 Volt sekundären Stromkreis.
Ist vorgesehen, daß durch die Kurzkontakte einer Schalteinrichtung z . B .
eine Beleuchtung auf längere Zeit eingeschaltet werden soll, dann ist ein
53
Schaltschütz nach Bauart Abb. 55 zu verwenden. Der Elektromagnet
wird durch den primären Stromkreis erregt und zieht den Anker an,
der eine Schaltfeder trägt. Diese betätigt den Schaltnocken wechsel­
weise, der den Kontaktfedersatz des sekundären Stromkreises bedient.
Durch die Abschrägungen des
Schaltnockens wird erreicht, daß
die Schaltfeder beim ersten K on­
takt des primären Stromkreises
den Sekundärkontakt schließt (s.
A1>1).ö.')) und heim zweiten wieder
öffnet.
In Uhrenanlayen größeren Um­
fanges werden Schaltschütze (Re­
lais) zur Steuerung von Neben uhrlinien angewendet. Für diese
Schaltvorgänge sind Sonderrelais
erforderlich, deren Ausführung und
Anwendung auf Seite 199 eingehend
A b b . 54. S ch a ltsch ü tz m it Q u eck silber­
S ch altröh re R F T
behandelt worden ist.
A b b . 55. S ch altsch ü tz fü r geson derten E in- und
A ussch alteim pu ls
Elektrische Meßgeräte
Elektrische Meßgeräte gehören zu den wichtigsten Werkzeugen des
„Elektrouhrmachers“ . Hier werden leider noch recht oft Fehler begangen,
die für einen gewissenhaften Fachmann unverständlich sind. Ein fortschritt­
licher Uhrmacher kann wohl am Werktisch ohne ein zuverlässiges Mikro­
54
meter kaum eine einwandfreie Arbeit leisten, denn die Anwendung dieses
Werkzeuges gibt ihm Sicherheit und schützt ihn vor Fehlgriffen und un­
nötigem Zeitaufwand bei seiner Arbeit. Das gleiche ist auch von den elektri­
schen Meßgeräten zu sagen, wir müssen uns nur mit diesen vertraut machen,
ihre Anwendung kennen und über deren elektromechanischen Aufbau unter­
richtet sein.
Die Zahl und Meßbereiche der Meßgeräte, die der Elektrouhrmacher b e­
nötigt, sind nicht groß, da das Gebiet der elektrischen Uhren nur einen
kleinen Teilausschnitt aus dem Gesamtgebiet der Elektrotechnik umfaßt.
Aber die wenigen Meßgeräte müssen zuverlässig sein und einwandfreie
Meßwerte anzeigen, denn die Meßgeräte haben die wichtige Aufgabe, die
Betriebssicherheit und W irtschaftlichkeit der Stromerzeuger oder U m ­
former und der Stromverbraucher zu garantieren. Am einfachsten ist es,
mit solchen Meßgeräten umzugehen, bei denen der Meßwert ohne zusätz­
liche Berechnung an der Meßgerätskala unmittelbar abgelesen werden kann.
Es erscheint hier wichtig, einiges über
a) die Verwendungsart des Meßgerätes,
b) das Meßprinzip des Meßwerkes,
c) die zu messende elektrische Größe,
d) die zur Meßwertbestimmung angewendete Stromart
zu sagen, damit in jedem Einzelfalle
der Messung das richtige Meßgerät zur
Anwendung gebracht wird.
Zu a) D ie Verwendungsart des M eß­
gerätes ist bestimmend für die äußere
Gestaltung und den Umfang seines M eß­
bereiches :
1. Tragbare Meßgeräte für die Werk­
statt sowie Montage und Repara­
turarbeit zweckmäßig in handlicher
runder oder eckiger Dosenform. Sie
müssen einen größeren Meßbereich
haben, damit die unterschiedlichen
Meßwerte, die bei Reparatur- und
Montagearbeiten zu bestimmen
sind, gemessen werden können.
(Siehe auch Absatz 2.) (Abb. 56
u. 57.)
2. Schalttafelmeßgeräte für den Einbau in Schalttafeln und Apparaten, die zur
dauernden Überwachung und Betriebsmessung abgeschlossener Strom ­
kreise dienen. Die Meßbereiche dieser Geräte sollen dem zu bestim ­
menden Meßwert im Stromkreis entsprechend gewählt werden, wodurch
die Meßwertbestimmung genauer und übersichtlich wird (Abb. 58).
55
A b b . 57. T ra gb a res M eßgerä t
A b b . 58. S ch a ltta fe l M e ß ­
gerät
3. Präzisionsmeßgeräte für Laboratoriumsgebrauch mit höchster Meßgenauig­
keit.
4. Registrierende Meßgeräte mit einer Einrichtung versehen, die auf einem
ablaufenden Papierstreifen Messungen aufzeichnet.
(Geräte unter 3 und 4 werden vom Elektrouhrmacher kaum benötigt.)
5. Meßbrückeneinrichtungen sind keine eigentlichen Meßgeräte. In diesen
ist ein Meßgerät verwendet, mit dem die Gleichheit zweier entgegen­
gesetzt fließender Ströme nachgewiesen wird.
Zu b) Das Meßprinzip wird durch die Wirkung des elektrischen Stromes in
dem magnetischen Feld eines Meßgerätes gebildet.
Es dient dazu, das den Meßvorgang anzeigende Organ, z. B. einen Zeiger
vor einer Skala, in Bewegung zu setzen. Der Strom fließt durch Spulen,
die ein magnetisches Feld erzeugen. (Geräte unter a) 1 bis 4.)
1. Weicheisen- oder Dreheisenmeßgeräte
haben ein drehbar angeordnetes Stück Weicheisen, das beim Strom­
durchfluß in das magnetische Feld der Spule hineingezogen wird,
wodurch sich der mit diesem verbundene Zeiger vor der Skala bewegt
(Abb. 59 u. 60).
2. Drehspulmeßgeräte.
In diesen ist eine stromdurchflossene Spule zwischen den Polen eines
Hufeisendauermagneten drehbar angeordnet. Diese wird beim Strom­
durchfluß ausgewinkelt und bewegt den Zeiger vor der Skala (Abb. 61).
56
A b b . 59. D re h e is e n -F la c h s p u lm e ß w e rk
E = Dreheisen, F = F eld sp u le, L = L u ft kammer
A b b . 60. D r e h e is e n -R u n d s p u lm eß w erk
D = Dreheisen, E = festes Eisen, F = Feld­
spule, L = Luftkam m er
3. Elektrodynamische Meßgeräte.
Bei diesen ist eine drehbare Spule in einer feststehenden so angeord­
net, daß eine Winkel Verdrehung der drehbaren Spule beim Stromdurnhfluß erfolgt und dadurch der Zeiger vor der Skala bewegt wird
(Abb. 62).
(Geräte unter 1 bis 3) sind die gebräuchlichsten Bauarten und für
uns Elektrouhrmacher die meist verwendeten).
A b b . 61. D re h s p u lm e ß w e rk m it
R in g m a g n e t
D = Drehspule, K = Eisenkern, M = Dauer­
magnet, Z = Zeiger
A b b . S2.
E le k tr o d y n a m is c h e s M e ß ­
w e rk
F = Feldspule, D = DrehspuIe, L = L u ftdäm pfung
4. Induktions- oder Drehfeldmeßgeräte.
Diese beruhen auf der Wirkung von Wirbelströmen, durch die ein
drehbar angeordneter Alu-Zylinder beim Stromdurchfluß der ein­
gebauten Spule um einen entsprechenden Winkel verdreht wird.
5. Hitzdrahtmeßgeräte.
Durch die Wärmewirkung des elektrischen Stromes wird ein durch
diesen durchflossener Hitzdraht ausgedehnt, dessen Verlängerung auf
ein Zeigerwerk zur Verdrehung des Zeigers übertragen wird.
Zu c) Nach den zu messenden elektrischen Größen werden die Meßgeräte in
folgende Gruppen eingeteilt:
1.
2.
3.
4.
*
Voltmeter
Amperemeter
Ohmmeter
Wattmeter
(Spannungsmesser)
(Stromstärkemesser)
(Widerstandsmesser)
(Leistungsmesser)
(Geräte unter 1 und 2 werden vom Elektrouhrmacher unbedingt be­
nötigt, sie sind von gleicher Bauart und unterscheiden sich nur durch den
Eigenwiderstand der Spulenwicklung und durch die verschiedene Schal­
tungsart im Stromkreis beim Bestimmen der Meßgröße. Oft sind Meßbereiche
für Volt und Ampere in einem Meßgerät vereinigt.)
Zu d) Die Stromart, Gleich- oder Wechselstrom, ist bestimmend für die Be­
zeichnung der Meßgeräte, wobei noch die Spannung und Stromstärke für
die einzelnen Meßbereiche zu berücksichtigen sind. Nach den in der Elektrouhrmacherei vorkommenden Meßbereichen gruppieren sich die Meßgeräte
wie folgt:
1. Gleichspannung
2. Gleichspannung
0
0
0
. 0
bis
bis
bis
bis
48 Volt
500 Milliampere
48 Volt
2 Ampere
3. Wechselspannung (Netzstrom)
90 bis 250 Volt
0 bis 150 Milliampere
4. Wechselspannung (niedergespannt)
0 bis 48 Volt
0 bis 2 Ampere
(Meßgeräte der unter 1 und 3 genannten Meßbereiche werden vom Elektro­
uhrmacher unbedingt benötigt).
Aus den Ausführungen unter a bis d erkennen wir: Vor einer auszufüh­
renden Messung muß man sich erst überzeugen, welche Stromart, Spannung
und Stromstärke gemessen werden soll und wählt danach das entsprechende
Meßgerät. Ein Fehlgriff kann hier zur sofortigen Zerstörung des Meß­
werkes führen.
58
Allstrommeßgeräte dienen zum Messen von Gleich- und W echselstrom ;
es sind Weicheiseninstrumente (siehe unter b : 1, oder elektrodynamische
Meßgeräte, siehe unter b 3). Sie sind im W erkaufbau daran erkenntlich,
daß sie keinen Dauermagneten eingebaut haben.
Dämpfung der Meßwerke
Ein besonderes Merkmal für gute Meßinstrumente ist ein ruhiger Zeiger­
ausschlag und sofortiges Stillstehen des Zeigers beim Anzeigen des M eß­
wertes. Dies wird durch eine Däm pfung erreicht, bei der ein am Drehkörper
des Meßwerkes angebrachter Hebelarm eine Scheibe trägt, die in einer
Luftkammer bewegt wird. Zwischen der Scheibenumrandung und der
inneren W andung der Luftkammer ist nur ein schmaler Zwischenraum, w o­
durch die Luftverdrängung stark hemmend auf die Bewegung der Scheibe
wirkt und der Zeigerausschlag verlangsamt wird (Abb. 59, 60 u. 62).
Der Zeigerausschlag
Die meisten Meßgeräte haben einen einseitigen Zeigerausschlag. Sind es
Gleichstrommeßgeräte, in denen ein Dauermagnet eingebaut ist, so muß
auf den richtigen Anschluß im Stromweg geachtet werden, weshalb die
Anschlußklemmen mit den Polzeichen versehen sind. Milliamperemeter, die
z. B. oft in Gleichstromuhrenanlagen mit wechselnder Stromrichtung ein­
gebaut sind, haben die Nullstellung des Zeigers in der Skalenmitte und
beiderseitigen Zeigerausschlag. Sie müssen entweder hinter dem Strom ­
wender in den Stromkreis eingebaut werden oder im Nulleiter liegen, wenn
die Anlage auf die Verwendung einer Doppelbatterie aufgebaut ist, damit
das Meßgerät in beiden Stromrichtungen wechselweise durchflossen werden
kann.
S ch altu n g der M eßgeräte fü r S pannung und Strom stärke
M essen der Spannung
Voltm eter sollen einen hohen Widerstand haben, damit der Spannungs­
abfall, verursacht durch das Einschalten des Meßgerätes, sehr gering ist.
Soll die Klemmenspannung einer Stromquelle ge­
messen werden, dann wird das Voltm eter an den P ol­
klemmen der Stromquelle angeschlossen (Abb. 63).
Ist die Spannung zwischen zwei Punkten eines
Leitungsweges zu bestimmen, in dem Stromverbraucher
eingeschalten sind, so wird das Voltm eter parallel zu
A b b . 63. M essen d e r
diesen angeschlossen, in der Abb. 64 sind zwei Uhren
K le m m e n s p a n n u n g
als Stromverbraucher eingezeichnet.
e in e r S tr o m q u e lle
59
Wird ein Voltmeter mit einem geeigneten Vorschalt widerstand in Reihe
geschaltet, so wird sein Meßbereich vergrößert (Abb. 65). Um den Meß­
bereich um das Zehnfache zu erhöhen, muß der Vorschaltwiderstand das
Neunfache des Meßgerätwiderstandes betragen.
V
A b b . 64. M essen der S pannung zw ischen zwei
P u n k ten eines L eitu n gsw eges, in den die S tro m ­
verb ra u ch er ein gesch altet sind
A b b . 65. V o ltm e te r m it V o rs ch a lt­
w id ersta n d zur E rh öh u n g seines M e ß ­
bereiches
Der Spannungsabfall
Die Spannung zwischen den
Polklemmen und den Leiter­
enden oder zwei anderen
Punkten der Leiter ist ver­
schieden. Der Unterschied der
Messungen (Abb. 63 u. 64) er­
gibt den Spannungsabfall.
Messen der Stromstärke
Amperemeter sollen einen sehr ge­
ringen Widerstand haben, damit sie
die elektrischen Größen im Strom­
kreis praktisch nicht verändern. Sie
werden mit den Stromverbrauchern
in eine Reihe geschaltet (Abb. 66).
Die Spulen des Meßwerkes im Am ­
+
peremeter liegen meist im Neben­
schluß zum Leitungsweg, es fließt
also nur ein Teil des Gesamt­
A b b . 66. M essen der S trom stärk e m it dem
stromes durch die Meßgerätspule
A m p erem eter
(Abb. 67).
Durch Auswechseln geeigneter
Neben widerstände in der Strecke
a— b, kann der Meßbereich des
Amperemeters gesteigert werden,
vorausgesetzt, daß in diesem Falle
A b b . 67. N eb en sch lu ß w id ersta n d im
der Spulenwiderstand sehr groß ist.
A m p erem eter zur E rh öh u n g des M e ß ­
Soll z. B. der Meßbereich um das
bereich es
Zehnfache vergrößert werden, dann
darf das Amperemeter nur den 10. Teil des Stromes aufnehmen, und
neun Zehntel fließen durch den Nebenwiderstand.
Bestim m en des W iderstandes eines Strom verbrauchers m it H ilfe eines V oltund eines Amperemeters
Widerstände können nicht in dem Sinne gemessen werden wie Spannung
und Stromstärke. Sie werden bestimmt oder verglichen und durch Berech­
nung ermittelt.
60
Nach dem Ohmschen Gesetz ist der W iderstand gleich Spannung durch
Stromstärke, also:
Volt
1
„
U
Ohm =
oder
R —
Ampere
l
Bestimmen wir demgemäß die zur Verfügung stehende Spannung und die
benötigte Stromstärke eines Stromverbrauchers mit dem V olt- und A m ­
peremeter, so können wir nach obiger Formel auf die vorhandene Ohmzahl
des zu bestimmenden W iderstandes schließen.
A nw endungsbeispiel:
Gegeben: Spannung =
U — 12
G esucht: W iderstand =■ R =
?
Stromstärke = I — 0,020
A uflösung:
R
__
U
"
I
___
12
0,020
600 Ohm .
Dies ist das einfachste Verfahren zur Ermittlung von Widerständen, bei
dem aber die Verwendung sehr guter Meßgeräte erforderlich ist, da sonst
sehr leicht Fehlergebnisse zustande kommen, vor allem dann, wenn es sich
um hohe W iderstände mit geringem Stromverbrauch handelt.
Das Ohmmeter
Ein Drehspulmeßgerät besonderer Bauart ist das Ohmmeter. Es gestattet,
die Ohmzahl eines W iderstandes ohne Rechnung abzulesen. A u f dem D reh­
spulenkern sind zwei Wicklungen von entgegengesetzter Stromdurchflußrich­
tungangebracht. Der Batterie­
strom fließt einmal über einen
bekannten W iderstand R und
einmal über einen unbekann­
ten R x. (Siehe Schaltschema,
Abb. 68.) In den zwei Spulen
wird je ein Drehmoment von
entgegengesetzter Wirkung er­
zeugt, so daß nur der Unter­
schied dieser beiden Kräfte
durch den Zeigerausschlag an­
gezeigt wird und die Ohmzahl
A b b . 68.
des zu messenden W iderstan­
.B = Batterie, X = Eisenkern, Ä = fester W iderstand,
des angibt.
R r = unbekannter Widerstand
B estim m en der W id erstän de m it der W h ea tston esch en M eßbrück e
W heatstone war ein englischer Physiker, dessen Forschungen und E r­
findungen auf elektrischem Gebiet sehr groß sind. Er schuf auch die nach
61
ihm benannte Wheatstonesche Meßbrücke. Das Verfahren, mit dieser Meß­
brücke Widerstände zu bestimmen, ist sehr genau, da die unbekannten
Widerstände mit bekannten verglichen werden. Steht ein entsprechender
Satz Vergleichswiderstände zur Verfügung, so können alle in der Elektrouhrmacherei vorkommenden Widerstände mit Sicherheit bestimmt werden.
Ein in die Schaltung der Meßbrücke eingeschlossenes Meßgerät, das ver­
schiedener Bauart sein kann, dient in diesem Falle nur mittelbar zur Be­
stimmung der Widerstände. Auch muß eine geeignete Stromquelle, Element
oder Akku, dazu benutzt werden, und jeder zu bestimmende Widerstand
wird einzeln an der Meßbrücke angeschlossen.
Der Preis für Meßbrückengeräte ist verhältnismäßig hoch, und die An­
schaffung lohnt sich wohl nur dann, wenn es sich um Arbeiten im Labor oder
um die Herstellung elektrischer Geräte handelt, deren Widerstände genauestens geprüft werden müssen.
Wir können uns aber ein Meßbrückengerät mit verhältnismäßig ein­
fachen Mitteln und wenig Kosten selbst herstellen. Dieses Gerät ist für
unsere Arbeiten völlig ausreichend und bietet uns Uhrmachern zugleich
beste Gelegenheit, ein Werkzeug zu fertigen, das unS sehr gute Dienste
leisten kann. Datum wähle ich hier diesen Weg der Selbstanfertigung
einer Meßbrücke, denn es wird damit jedem Anregung geben, sich mit
diesem Gerät eingehend zu befassen.
A ufbau und Schaltung einer M eßbrücke
Die Grundschaltung einer Meßbrücke zeigt Abb. 69. Der Strom tritt bei
ä in die Verzweigung und fließt nach c und d. In diesen Punkten verteilt
sich der Strom wieder, und es
fließt ein Teil von c nach b und
von d nach b. Zwischen c und
d liegt jedoch die eigentliche
Brücke, die von je einem Teil­
strom in Richtung c nach d
und d nach c durchflossen
wird. Von c und d fließen nun
je zwei Teilströme nach b und
von da aus zur Stromquelle
zurück. Schalten wir in die
Brücke c— d ein nach beiden
A b b . 69. G ru n dsch altu n g einer M eßbrücke
Seiten ausschlagendes Galva­
nometer oder eine Busole ein und die beiden entgegengesetzt fließen­
den Ströme sind gleich, dann werden sich auch die magnetischen Felder in
der Brücke ausgleichen. Die Brücke erscheint also stromlos, und das Gal­
vanometer wird keinen Ausschlag zeigen.
62
Sobald aber die Widerstände der beiden Stromwege a— c und a — d un­
gleich werden, fließen auch durch die Brücke zwei ungleiche Ströme, und
das Galvanometer zeigt einen Ausschlag. Es muß also ein Ausgleich der
Widerstände in den Stromwegen c— d und d— b vorgenom men werden, damit
die in der Brücke entgegengesetzt fließenden Ströme gleich werden und das
Galvanometer auf N ull zeigt.
Auf diesem Prinzip beruht die Bestimmung der W iderstände durch die
Meßbrücke. Es läßt sich dies auf eine sehr einfache Weise erreichen, wie aus
Abb. 70 zu ersehen ist. Die
Stromwege c— cx und d— d 1
sind Leitungswege ohne Ein­
wirkung auf den Meßvorgang.
Zwischen c und d, in die Brücke,
ist ein Galvanometer einge­
schaltet und zwischen c 1 und
dt ein Widerstandsdraht eingebaut. Der Verzweigungs­
punkt b ist als Taster ver­
schiebbar angeordnet, damit
A b b . 70. P r in z ip d e r B e s tim m u n g v o n W id e r ­
stä n d e n m it H ilfe e in e r M e ß b r ü c k e
der Widerstandsdraht an je ­
der Stelle abgetastet werden
kann. Mit R x ist der unbekannte, also der zu bestimmende Widerstand
und mit Rk der bekannte (konstante) Widerstand bezeichnet. W ürde das
Galvanometer bei der gezeichneten Tasterstellung einen Ausschlag zeigen,
so wird der Taster so lange verschoben, bis das Galvanometer auf Null
stehen bleibt.
W ird nun unter dem Widerstandsdraht eine Skala mit 100 Teilen an­
gebracht, die bei c 1 mit 0 beginnt, so werden durch den Taster zwei Strecken
abgegrenzt, z. B. 0 bis 60 = n und 60 bis 100 = 100 — n — 40.
Daraus ergibt sich die einfache Form el zur Bestimmung des gesuchten
Widerstandes = R x.
Rx
n
100 — n
■Rk.
A n w e n d u n g s b e i s p i e l für oben angegebene Verhältnisse.
Gegeben: Rk = 500 Ohm
n = 60
100 — n — 40;
gesucht: R x
n
100 — n
■Rk
60
40
. 500 = 750 Ohm.
Anleitung zum Bau einer Meßbrücke
Auf einem etwa 8— 10 mm dicken, 360 X 80 mm großen H olzbrett, das
mit vier Gummifüßen versehen wird, montieren wir die ganze Meßbrücken63
einrichtung (Abb. 71). Der Widerstandsdraht der Brücke, aus Konstantan
oder Nickelin, etwa 0,20 bis 0,25 mm Durchmesser erhält eine Nutzlänge
von 300 mm, muß also, um ihn befestigen zu können, etwa 350 mm lang
sein. Es kommt hierbei nicht auf einen genau festgelegten Widerstand des
Meßdrahtes an, sondern das Verhältnis der beiden Teillängen durch den
Tasterabgriff ist maßgebend für die Messung. Die Enden des Widerstand­
drahtes und der Skala werden zusammen unter Messingplatten geklemmt,
die mit einer Anschlußbuchse versehen werden. Es ist dabei zu beachten,
daß die freiliegende Meßdrahtlänge mit der Skala 300 mm lang ist. An­
schlußbuchsen haben den Vorteil, daß Verbindungen schnell und sicher
A b b . 71. S ch em abild einer M eßbrü cke
hergestellt und leicht gelöst werden können. Selbstverständlich ist der ältere
Schraubenanschluß ebenfalls anwendbar. Die Gleitschiene aus Rund­
messing mit dem Taster ist leicht anzufertigen und dem Bilde nach so
anzubringen, daß der gleitende Taster freiliegt, sie muß also an den Be­
festigungsenden entsprechende Unterlagen erhalten. Am linken Ende der
Schiene wird ebenfalls ein Buchsenanschluß angebracht. Nun ist noch die
dreiteilige Anschlußschiene oberhalb der Skala anzubringen, und die Meß­
brücke ist fertig.
Das Meßgerät kann ein zweiseitig ausschlagendes Milliamperemeter sein
oder ein Galvanoskop. Stehen diese nicht zur Verfügung, dann bauen wir
uns eine Bussole.
Wir verschaffen uns dazu einen guten, größeren Kompaß, etwa 5— 6 cm
Durchmesser. Auch können wir uns die freischwebende Magnetnadel selbst
anfertigen, die auf einer Stahlspitze in Steinkörnern gelagert und in einer
entsprechenden Dose untergebracht wird. Auf jeden Fall muß die Magnet­
nadel rechtwinklig zu ihrer Längsachse in Nadellänge je einen leichteren
Zeiger aus Alu oder Messingdraht erhalten. Auf dem Dosenboden innen
wird eine Rundskala mit 12 oder 24er Teilung angebracht.
Zur Aufnahme der Dose dient ein Holzrähmchen, das in der am Umfang
angebrachten Nut die Wicklung aus Kupferdraht aufnehmen kann. Das
Rähmchen muß möglichst schmal gehalten werden, damit es die Dose wenig
verdeckt. Die Wicklung ist möglichst zweiteilig, aus isoliertem Kupferdraht
von 0,1 bis 0,2 mm Durchmesser anzuordnen. Das Rähmchen mit der Dose
64
wird auf einem entsprechenden Brettchen auf geschraubt, das mit drei A n ­
schlüssen versehen wird. Zwischen Klem m e 1 zu 2, um das Rähm chen hem m ,
wird eine W icklung von 2 Umgängen gelegt und zwischen Klem m e 1 zu 3
eine W icklung von 20 Umgängen. A u f diese W eise kann die W irkung des
elektromagnetischen Feldes den bei der Messung herrschenden Verhält­
nissen angepaßt werden. Beim Gebrauch der Bussole muß diese in der NordSüdriehtung aufgestellt und das Rähm chen dann mit der Magnetnadel aus­
gerichtet werden. Genau geeichte W iderstände von 1, 5, 10, 50, 500 und
1000 Ohm verschaffen wir uns in einer Radiohandlung und montieren diese
wieder auf ein Brettchen, wie A bb. 72 zeigt. Auf diese W eise können einzelne
und auch verschiedene W iderstände zusammen, z. B. 15, 60, 150, 600, 1500
Ohm usw. für die einzelnen Versuche abgenommen werden.
Zur Bedienung des Gerätes genügen Spannungen von 4 bis 8 Volt. Die
Schaltung ist aus A bb. 71 zu ersehen, und die angeführte Formel ist sehr
leicht verständlich, so daß das Arbeiten mit der selbst angefertigten M eß­
brücke auf keine Schwierigkeiten stoßen wird. Es ist erforderlich, den Ver­
gleichswiderstand so zu wählen, daß er möglichst dem zu bestimmenden
W iderstand an Ohmzahl ähnlich ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß
sich die Strom Verhältnisse in den einzelnen Verzweigungen der Brücken­
schaltung ähneln und der Tasterabgriff nahe der Skalenmitte erfolgt. Die
erhaltenen Zahlenwerte sind so genauer, als wenn sie nahe der Skalenenden
abgelesen werden.
Das „O h m sch e G esetz“ und die „K irch h o ffsch e n G esetze“
D as l x l
des E lek trotech n ik ers
Ein guter Elektrouhrmacher zu werden ist gar nicht schwer, nur dürfen
wir nicht den Fehler begehen, uns ohne Vorkenntnisse eine Aufgabe zu
stellen, deren Lösung bestimmte Voraussetzungen erfordert. Setzen wir uns
jedoch ohne Bedenken über diese Grundforderung hinweg und unser V or­
haben mit elektrischen Uhren ist scheinbar von Erfolg gewesen, dann werden
wir sehr bald erkennen, wenn sich Fehler zeigen, daß wir uns „festfahren“ .
Es ist also nur ein Zufallserfolg gewesen! Meist werden dann in Unkenntnis
5
Schmidtj Elektrische Uhren
65
der tatsächlichen Gründe weitere Fehler hinzugefügt, anstatt die bestehen­
den mit Erfolg von Dauer zu beseitigen.
Das mag auch der Grund sein, daß viele Uhrmacher die elektrische Uhr
und deren Behandlung gemieden haben. Dies ist aber für unseren gesamten
Berufsstand von sehr großem Nachteil, weshalb wir uns bemühen wollen,
unsere Kenntnisse auch auf dem Gebiet der elektrischen Uhr so zu festigen,
daß wir mit einem bestimmten Sicherheitsgefühl an unsere Arbeit gehen
können. Dann wird es uns auch gelingen, planmäßig zu arbeiten und von
vornherein Fehlerquellen auszuschalten.
Spreche ich nun davon, daß diese Gesetze das 1 X I des Elektrotechnikers
sind, dann soll das besagen: „W er mit diesen Gesetzen wirklich vertraut
ist, hat schon sehr viel gelernt, und es wird ihm nicht schwer fallen, sich
weiterzubilden, denn diese Gesetze sind die Grundlage für den Wissens­
bereich der Elektrotechnik.“
Unterschätzen wir also diese Erkenntnis nicht, sondern ruhen wir nicht
eher, bis uns die wenigen Formeln und deren Sinn geläufig sind. Die fol­
genden Ausführungen erleichtern uns das Lernen sehr, und die praktischen
Anwendungsbeispiele (Seite 67) sind uns beste Helfer, das Gelernte in
unserem Gedächtnis zu verwurzeln. So gerüstet sind wir „gute Lehrlinge“ ,
deren weitere Ausbildung erfolgreich sein wird.
Das Ohmsche Gesetz
Der Physiker Ohm stellte im Jahre 1862 das nach ihm benannte „Ohm­
sche Gesetz“ auf. Das besagt:
Die Stromstärke I in einem Leiter ist abhängig von der zwischen seinen
Enden herrschenden Spannung
U und dem Widerstand R.
I = ~
Wir erkennen daraus, daß die drei Größen Volt, Ampere und Ohm von­
einander abhängig sind und wir demgemäß mit zwei bekannten dieser Werte
den dritten unbekannten bestimmen können. In unmittelbarem Zusammen­
hang zu Volt und Ampere steht aber auch das Watt, denn es ist:
1 Watt = 1 Volt X 1 Ampere.
Diese vier Größen Volt, Ampere, Ohm und W att sind für uns Elektrouhrmacher die wichtigsten Maßgrößen, weshalb wir uns mit diesen durch
das Ohmsche Gesetz besonders vertraut machen müssen. Um uns nun diese
Zusammenhänge leicht verständlich zu machen und sie uns ins Gedächtnis
einzuprägen, merken wir uns nachstehende Formeln, die wir im Bild des
Dreieckes festhalten. Aus diesen sind die verschiedenen Formeln für die ein­
zelnen Größen leicht abzuleiten.
Das Ohmsche Gesetz gibt folgendes Bild im Formeldreieck:
66
nach Einheitskurzzeichen:
V o lt
nach Form elzeichen:
A m pere x O hm
/ Ä|ß\
l i
1A
W erte, die nebeneinanterstehen, werden malgenommen, die untereinander­
stehenden geteilt. Daraus ergibt sich, wenn wir den gesuchten W ert im
Bild abdecken:
fü r V o l t :
fü r A m p e r e
F = ix O
=A
A- lo
U = I x R
ä
k
A
/O
fü r O h m :
R =
U
Da nun 1 W att = 1 Am pere X I V olt ist, erhalten wir für diese Formel
folgendes Bild im Form eldreieck:
nach Einheitskurzzeichen:
W a t t = A m p e r e x V o lt
nach Form elzeichen:
/w \
ATA
/
jT
A
dem n ach :
fü r W a t t :
fü r A m p e r e :
fü r V o lt :
Ä
W = A x V
A\
A
ATv\
- W
V
N — I x U
x
U\
A
/ =
TT —
-
ü
N
Das Beispiel m it dem fließenden W asser
Zum \ ergleich der Zusammenhänge zwischen Volt, Ampere, Ohm und
W att in einem Stromfluß und um diese leichter verständlich zu machen,
nimmt man gern das fließende Wasser in einer Rohrleitung an. Der Ver­
gleich ist jedoch nicht ganz zutreffend, denn das Wasser wird aus eigener
Kraft niemals wieder an seinen Ausgangsort zurückfließen können wie der
elektrische Strom. Außerdem besteht noch der folgende Unterschied.
Trennen wir an einer Stelle den elektrischen Leiter, während der Strom
fließt, so können wir nur den Trennungsfunken feststellen, der Stromfluß
ist aber unterbrochen, von der Elektrizität selbst jedoch sehen wir nichts.
Würden wir aber ein Wasserrohr zerschneiden, während das Wasser fließt,
so quillt das Wasser aus dem Rohr weiter. Lassen wir aber diese Unter­
schiede unberücksichtigt und stellen uns den elektrischen Strom als einen
Strom von Flüssigkeit in einem Leiter vor, so wird uns dies die oben er­
wähnten Zusammenhänge leicht verständlich machen.
Ein Wassergefäß A in Abb. 73 ist mit einem Zu- und Ablauf versehen,
damit der Wasserspiegel auf gleicher Höhe gehalten werden kann. Das
Gefäß ist bis zum Maßstrich 8 aufgefüllt. Diese bedeuten 8 Druckeinheiten
des Wassers, dem elektrischen Strom entsprechend die EMK gleich 8 Volt.
Das bei dem Nullstrich eingesetzte Rohr B hat einen Querschnitt von 1,0
und eine Länge von 4 Rohrwiderstandseinheiten, dementsprechend im Ver­
gleich zum elektrischen Strom einen Leitungswiderstand von 4 Ohm. Das
dargestellte Meßgerät C mißt die Kraft des Wasserstrahles, dementsprechend
die Stromstärke, und im Einlaufgefäß D wird die durchlaufene Menge
Wasser gemessen, die z. B. in einer Stunde, durch die Uhr E angedeutet,
aus dem Rohr geflossen ist. Diese gleicht dementsprechend dem Strom­
verbrauch, gleich Wattstunden, in der Einheit Wattsekunden.
1. B e i s p i e l :
Die in Abb. 73 dargestellten Verhältnisse ergeben: Es wirken 8 Volt, die
einen Widerstand von 4 Ohm durchdringen müssen. Die Stromstärke ist
also: 8 V o l t : 4 Ohm = 2 Ampere. Bei 8 Volt und 2 Ampere erhalten wir
einen Stromverbrauch von: 8 V o l t -2 Ampere = 16 Watt. Diese fließen
1 Stunde und ergeben 16 Wattstunden.
2. B e i s p i e l :
Wird an Stelle des Rohres B ein anderes Rohr von gleicher Länge, aber
dem Querschnitt von 0,5 eingesetzt, so kann nur die Hälfte Wasser durch­
fließen, denn der Rohrwiderstand ist doppelt so groß. Es sind dann 8 Rohr­
widerstandeinheiten. Infolgedessen zeigt das Meßgerät wie folgt: 8 Volt:
8 Ohm = 1 Ampere. Die abgegebene Wassermenge würde dann in 1 Stunde
gleich 8 Volt ■1 Ampere = 8 Watt ■1 Stunde = 8 Wattstunden sein.
68
3. B e i s p i e l :
W ird an Stelle des Meßgerätes im Bild ein verstellbarer Hahn an das Rohr
angesetzt, so kann die durchlaufende Wassermenge je nach Öffnung des
Hahnes gedrosselt werden, so daß z. B. nur ein Strahl herausfließt, der 4 W att
entspricht, obwohl der Druck von 8 V olt weiter wirkt. Es können jedoch
nach den Verhältnissen im Bild nicht mehr als 16 W att entnommen werden,
da nur bei dickerem oder kürzerem R ohr mehr Wasser durchfließen könnte.
Das Beispiel 3 läßt uns für den elektrischen Strom auf folgendes schließen:
Denken wir uns an Stelle des Wasserhahnes in einem elektrischen Strom ­
kreis einen Stromverbraucher angeschlossen, z. B. eine Glühlampe, die bei
8 Volt Spannung 16, 8 oder 4 W att verbraucht, so entnimmt jede einzelne
69
Lampe infolge ihres Widerstandes nicht mehr Strom, als sie zum Glühen
braucht. Drosseln wir aber die Stromzufuhr, wie im Beispiel 2, so kann nur
bis 8 Watt entnommen werden. Infolgedessen werden die Lampen mit
8 W att oder 4 W att hell glühen, für die 16-Wattlampe aber reicht die
Stromzufuhr nicht aus, und darum wird diese Lampe nur dunkelrot glühen.
Siehe auch Seite 59, Versuche mit Meßgeräten.
W eitere Beispiele mit dem fließenden W asser, die sich auf die K irchhoffsehen
Gesetze beziehen
Alle Stromverbraucher sind Widerstände, und es ist gleich, ob es sich
z. B. um eine Glühlampe oder einen Elektromagneten einer elektrischen
Uhr handelt. Diese Widerstände sind für den elektrischen Stromfluß ein
Hemmnis, und es wirkt sich verschieden aus, wie diese Widerstände in
dem Stromweg eingereiht sind. Nehmen wir wieder als Beispiel das fließende
Wasser in einer Rohrleitung an (Abb. 73).
4. B e i s p i e l :
Das Rohr B denken wir uns durch ein sehr dickes Rohr ersetzt (dessen
Widerstand so gering ist, daß wir ihn in unseren Betrachtungen außer acht
lassen können), das am Ende mit einem Verschluß abgedichtet ist. In dieses
Rohr bohren wir seitlich in kleinen Abständen in einer Reihe Löcher in
die Rohrwandung. Diese sollen für unser Beispiel so groß sein, daß sie
einen Wasserstrahl abgeben, der 2 Watt gleicht. Das ergibt bei 2 Löchern
zusammen 2 - 2 = 4 W att, bei 3 Löchern 2 - 3 = 6 Watt, also, je mehr
Löcher wir bohren, um so größer wird der Watt verbrauch. Sind die Löcher
aber verschieden gebohrt, kleiner oder größer, so wird der Wasserstrahl
dem Querschnitt der Löcher entsprechend schwächer oder stärker werden.
Es würde sich also auch beispielsweise die Wattzahl entsprechend ändern.
5. B e i s p i e l :
Das Rohr B in Abb. 73 wird durch ein längeres Rohr mit 8 Widerstands­
einheiten ersetzt. Der austretende Wasserstrahl wird schwächer, denn der
Wasserdruck muß nun 8 Widerstandseinheiten durchdringen. Im Bild
gleicht dieser nach dem Meßgerät 2 Ampere. Mit dem langen Rohr sinkt
aber beispielsgemäß die Stromstärke auf 1 Ampere herab. Soll aber die
Stromstärke auf 2 Ampere gehalten werden, so muß der Druck im Gefäß A
um das Doppelte erhöht werden, also um 8 Volt auf 16 Volt. Das bedeutet
für die elektrische Stromquelle, daß zur 8 Volt-Batterie eine zweite von
8 Volt hinzugeschaltet werden muß, damit bei einem Widerstand von
8 Ohm im Leitungsweg ein Strom von 2 Ampere fließen kann.
Für den elektrischen Strom sind diese Zusammenhänge in den „Kirchhoffschen Gesetzen“ verankert. Diese besagen:
Das „erste Kirchhoffsche Gesetz“ .
70
Der Hauptstrom I ist gleich der Summe der Zweigströme.
Eine Stromverzweigung entsteht, wenn sich eine Hauptleitung in mehrere
Zweige gabelt, die sich später wieder in einer gemeinsamen Rückleitung
vereinigen. Diese Schaltung wird als „Parallelschaltung“ bezeichnet
(Abb. 74).
Somit is t : I = I 1 -|- / 2 + I 3•
Nehmen wir an, die Widerstände R 1 bis R 3 sind gleiche W iderstände von
je 16 Ohm, so erhalten wir für jeden W iderstand eine Stromstärke von
0,5 Ampere, wenn eine Stromquelle von 8 V olt zur Verfügung steht.
Dann ist: I —
r / 2 - f I 3 — 0,5 -|- 0,5 -f- 0,5 = 1,5 Ampere.
Daraus ergibt sich: W erden n gleiche W iderstände R parallel geschaltet,
so ist der Gesamtwiderstand R : n, er sinkt also auf den n-ten Teil.
A b b . 74. D e r H a u p ts tr o m I is t
g le ich d e r S u m m e d e r Z w e ig s trö m e
A b b . 75. B e s tim m e d e n H a u p t ­
s tr ö m I fü r d ie se n S tr o m k re is
Für das obige Beispiel ergibt das:
.ßj bis R 3 je 16 Ohm, also R — ^ = 0,5333 Ohm.
Angenommen, die Widerstände
16 Ohm wie in Abb. 75, so ist:
bis Rs sind verschieden, 4, 8 und
l x = ^ = | = 2 Ampere
=
=1
Am Pere
/ 3 = | = ^ = °,5 Ampere,
somit:
I = I 1 -\- I 2 -^~ I 3 = 2
1 -(- 0,5 = 3,5 Ampere.
Das ,,zweite Kirchhoffsche Gesetz“
B i l d e t m a n f ü r e i n e n in s i c h g e s c h l o s s e n e n S t r o m k r e i s d i e
S u m m e d e r e i n z e l n e n E, so e r g i b t d i e s e d i e b e n ö t i g t e S p a n n u n g
U für diesen Strom kreis.
Ein in sich geschlossener Stromkreis wird gebildet, wenn auf einem Strom ­
weg das Leiterende des vorhergehenden W iderstandes mit dem Leiter­
71
anfang des jeweils folgenden verbunden und das Ende des letzten Wider­
standes in die Rückleitung geführt wird. Es muß also der elektrische Strom
alle Widerstände der Reihe nach oder hintereinander durchfließen. Diese
Schaltung wird als „Reihen- oder Hinter­
einanderschaltung“ bezeichnet (Abb. 76).
+
Die EMK ist gleichzusetzen der Spannung
U = 1 ■R.
A b b . 76. B estim m e die b e n ö tig te
S p ann u n g fü r diesen S trom k reis
F in d e n w ir b e is p ie ls w e is e 3 W id e r s t ä n d e
Y o n j e j g O h m in R e ih e n s c h a l t u n g v o r ,
die eine Stromstärke von 0,5 Ampere zum
Betrieb benötigen, so muß für den Gesamt widerstand ein Strom von
0,5 Ampere fließen. Da nun für jeden einzelnen Widerstand die benötigte
Voltzahl:
U = I •R
also
U = 0,5 ■16 = 8 Volt
ist, muß für jeden dieser 3 Widerstände eine Spannung von 8 Volt, zu­
sammen 3 •8 = 24 Volt zur Verfügung stehen.
Für dieses Beispiel ist demnach:
U = (R 1 - f R 2- f R3) •I = (16 4- 16 + 16) •0,5 = 48 •0,5 = 24 Volt.
Daraus ergibt sich: Die Gesamtspannung ist gleich der Summe der einzeln
benötigten Spannungen, da der Gesamt widerstand gleich der Summe der
Teilwiderstände ist.
In allen angeführten Beispielen ist der Leitungswiderstand unberück­
sichtigt geblieben, da er praktisch gering ist und vernachlässigt werden
kann.
Berechnungsbeispiele
Zur besseren Einführung der Berechnung der einzelnen Maßgrößen
folgen nun einige Beispiele, die der Elektrouhrmacherei entnommen sind.
Dieser Zweig der Schwachstrom-Elektrotechnik stellt dem Uhrmacher sehr
oft die Aufgabe, die herrschenden Stromverhältnisse in einem Stromkreis
zu überprüfen und durch Berechnungen vorhandene Fehler festzustellen,
oder eine zu errichtende Anlage von Anfang an fehlerfrei ausführen zu
können.
1. Die Spulen einer Nebenuhr sind bezeichnet mit: 400 Ohm, 0,02 Amp.
Welche Spannung wird zum Betriebe der Nebenuhr benötigt?
geg.: R = 400
I = 0,02
ges.: V = ?
U = I R = 0,02 •400 = 8 Volt.
72
2. Die Spulen einer anderen Nebenuhr tragen die Bezeichnungen: 24 V olt
1200 Ohm.
Wie groß ist die auf genommene Stromstärke?
g e g .: U = 24
R = 1200
ges. : I — ?
TI
I
— -
ii
24-
== —
J. z u u
= 0 ,0 2 0 A — 20 in A .
3. Der Aufzugm otor einer Hauptuhr, der mit 6 V olt betrieben wird, nimmt
eine Stromstärke von 0,3 A auf.
Wie groß ist der Spulenwiderstand ?
g e g .: U = 6
ges. : R =
*
=
I = 0,3
?
-7 =073 = 20
0 h n l'
4. Oft komm t es vor, daß in eine bestehende Anlage eine weitere Nebenuhr
eingeschalten werden soll, die den in der Anlage herrschenden V er­
hältnissen nicht entspricht, deren Bezeichnungen also von den anderen
Uhren abweichen. Es soll in den folgenden Beispielen gezeigt werden,
wie in einem solchen Falle verfahren werden muß, um die Anlage trotz­
dem fehlerlos arbeiten zu lassen.
a) In eine Anlage, die mit 24 V olt betrieben wird, soll eine weitere
Nebenuhr mit der Bezeichnung 12 Volt, 600 Ohm mit angeschlossen
werden. Damit diese Nebenuhr die vorgeschriebene Stromstärke er­
hält, muß ein Vorschaltwiderstand vorgeschaltet werden.
Es errechnet sich die vorgeschriebene Stromstärke:
g e g .: 27 = 12
ges.: 1 =
R = 600
?
1 = R
600 = 0,02 A m P-
Soll aber einer Batterie von 24 V olt eine Stromstärke von 0,02 Am p.
entnommen werden, dann muß der W iderstand wie groß sein?
g eg .: JJ = 24
g es.: R —
I — 0,02
?
R = -j- = q2q2 = 1200 Ohm.
Es muß also in dem Leitungsweg mit der eingeschalteten 12 VoltNebenuhr ein Gesamtwiderstand von 1200 Ohm vorhanden sein.
Da der Widerstand der Nebenuhr 600 Ohm beträgt, muß der V or­
schaltwiderstand 1200 — 600 = 60 0 O hm messen.
73
b) An eine bestehende Uhrenanlage, die mit 12 Volt betrieben wird,
soll eine Doppelaußenuhr angeschlossen werden. Zur Verfügung
stehen zwei Werke für 8 Volt Betriebsspannung.
Wie groß muß der Vorschaltwiderstand genommen werden?
Die Aufgabe läßt sich auf zwei verschiedene Weisen lösen!
c) Es wird den einzelnen Nebenuhrwerken je ein Widerstand vorge­
schaltet :
In der Anlage sind gegeben:
U = 12 R = 600 ges.: I = ?
TJ
I = V
R
12
^
- 0,02 Amp.
A b b . 77. V o rsch a ltw id e r­
stan d in d en Zw eigstrom w egen
A b b . 78. V orsch a ltw id er­
stan d im H a u p tstrom w eg
R ■ 200 Ohm
R ■ 100 O h m
Die angeschlossenen Uhren benötigen demnach 0,02 Amp. Ein
einzelnes Nebenuhrwerk der Außenuhr nimmt bei 8 Volt und 400 Ohm
1=
U
8
- = -7— = 0,02 Amp. Stromstärke auf. Würde diese Uhr aber
/,
4UU
an die 12 Volt-Batterie angeschlossen, dann ist die Stromaufnahme
U
*12
zu hoch, denn: I = -.r =
= 0,03 Amp. Es muß also der GesamtK
4UU
widerstand so erhöht werden, daß der Uhr nur 0,02 Amp. zufließen.
U
12
.
R =
. = 600 Ohm. Der Vorschaltwiderstand muß sein:
I
u,u^
Rv = 600— 400 = 200 Ohm für jedes einzelne Nebenuhrwerk (Abb. 77).
d) Einfacher wird diese Aufgabe gelöst, wenn in die Zuleitung zu den
2 Nebenuhrwerken nur ein Vorschaltwiderstand eingebaut wird. Der
Gesamt widerstand der beiden parallel geschalteten Werke verringert
sich auf den halben Wert des einzelnen Widerstandes, denn: Es ist
der Gesamtwiderstand: ü = ^
74
= 200 Ohm.
Die
Stromauf-
U
12
nähme würde bei 12 V olt betragen: I — ^ — ^qq = 0,06 Am p.
Da
aber die verwendeten W erke für 8 V olt nur je 0,02 Am p., also zu­
sammen 0,04 Am p. aufnehmen sollen, muß der Vorschaltwiderstand
0,02 Am p. absperren. Es muß demnach der Gesamtwiderstand in
U
12
diesem Stromzweig betragen: R = y =
= 300 Ohm, der V or­
schaltwiderstand dem gem äß:
Rv = 300 — 200 = 100 Ohm.
Das Schaltbild, Abb. 78, zeigt für diese zweite und bessere Lösung
der Aufgabe die Einschaltstelle des Vorschaltwiderstandes.
A b b . 79. N e b e n u h r fü r 24
V o lt m it S p u le n in R e ih e n ­
s ch a ltu n g
A b b . 8 0 . N e b e n u h r fü r 24
V o lt , u m g e p o lt a u f 12 V o lt
e) Eine Nebenuhr für 24 V olt soll in eine Anlage mit 12 Volt Betriebs­
spannung angeschlossen werden. H andelt es sich um ein W erk mit
zwei Spulen, die in Reihenschaltung liegen (Abb. 79), so werden
diese in Parallelschaltung um gepolt (Abb. 80). W ir wollen das rech­
nerisch klarstellen.
Die 24 Volt-Uhr benötigt bei 800 Ohm Widerstand 0,03 Amp.
Bei 12 Volt müßte demnach ihr Widerstand betragen:
V
12
R =
= 400 Ohm.
/
0 ,0 3
Da die Spulen nach A bb. 80 parallel geschaltet sind und jede 400 Ohm
Widerstand hat, nimmt jede der Spulen 0,03 Amp. auf. Es wirkt sich
dies in dem Leitungsweg so aus, als wenn zwei Nebenuhren mit je
400 Ohm eingeschaltet sind.
f)
Hat die 24 Volt-Uhr jedoch nur eine Spulenwicklung und soll für
12 Volt in Betrieb genommen werden, dann muß die Spule von
800 Ohm durch eine solche von 400 Ohm ersetzt werden.
75
5. In der Hauptuhr einer Uhrenanlage verschmoren die Kontakte, die
Stromaufnahme erscheint zu groß! In diesem Falle ist es erforderlich
zu wissen, welche Stromstärke zum Betrieb der Anlage benötigt wird,
um feststellen zu können, ob sich ein Fehler durch Nebenschluß ein­
gestellt hat. Die Anlage von 20 Nebenuhren, die je 0,02 Amp. benötigen,
wird mit einer Batterie von 24 Volt betrieben. Die Gesamtstromstärke
ist gleich der Summe der einzelnen Stromstärken.
A lso: I = I x -f I 2-|- •••/ 20 = 0,02 •20 = 0,4 Amp.
Durch Messen der aufgenommenen Stromstärke kann festgestellt werden,
ob in der Anlage durch einen Nebenschluß die Stromstärke über den
errechneten Wert von 0,4 Amp. ansteigt, was zur Schädigung der K on­
takte der Hauptuhr führen kann.
6. Die Kontakte der Hauptuhr einer mit 12 Volt betriebenen Anlage haben
eine Belastungsgrenze von 0,5 Amp. Wieviel Nebenuhren mit 400 Ohm
Widerstand können angeschlossen werden?
Die Stromstärke für eine Nebenuhr ist:
I =
Ä = 3öö =
Amp.
Die Zahl n der anzuschließenden Nebenuhren:
n = 0,5 : 0,03 = 16 Nebenuhren.
7. W ie lange kann eine Uhrenanlage mit einer 12 Volt-Batterie von 17 Am­
perestunden Leistung betrieben werden, wenn der minütliche Kontakt
je eine Sekunde lang ist und 0,2 Amp. aufgenommen werden?
Wir erhalten: Je Stunde 60 Kontakte X 1 Skd.
60 •0,2 Amp. = 12 As
am Tage: 12 As •24 = 288 As.
L eistu n g des A k k u s in A m p .-S e k .
S tro m v e rb ra u ch am T a g e in A m p .-S e k .
17 •3600 __ 6 1 2 0 0 ___o j o . rpQ w
6 0 -2 4 - 0 ,2
288
"
a^ ‘
8. Für die gegebenen Verhältnisse in Aufgabe 7 die geleistete Arbeit in
W att zu errechnen, ergibt für 24 Stunden:
geg.: I = 0,2
U = 12
ges.: N = ?
N = I ■U = 0,2 •12 = 6 Watt,
also 6 Wattsekunden bei einer Kontaktdauer von 1 Sekunde.
Für 24 Stunden ergibt das: AT = 60 ■24 •6 = 8640 Ws,
in Wattstunden Wh = 8640 : 3600 = 2,4 W h.
Um eine K W h — 1000 Wh Arbeit zu leisten, muß die Anlage in Betrieb
sein: 1000 W h : 2,4 = 416 Tage, 16 Std.
Bei diesen Rechenbeispielen sind nicht berücksichtigt worden: Die
Widerstände der Leitungswege, die sinkende Spannung der Stromquellen
u. dgl., um die Berechnungen leichter verständlich zu machen.
76
Der K u rzsch lu ß
Nur ungern wollen wir zugeben, daß Kurzschlüsse meist die Folge von
unserer Unachtsamkeit oder Fahrlässigkeit sind! Es stellen sich aber auch
Schäden an Leitungen und Stromverbrauchern ein, die nicht rechtzeitig
erkannt werden und Kurzschlüsse verursachen. Fast immer überrascht uns
der Kurzschluß, und es ist unsere Aufgabe, gewissenhaft die Ursache fest­
zustellen und vorschriftsmäßig zu beheben. Um dies jedoch erfolgreich
vornehmen zu können, müssen wir vorerst einmal wissen:
1. W as ist ein Kurzschluß?
2. W ie entsteht ein Kurzschluß?
3. W ie wirkt sich ein Kurzschluß aus?
4. W elche Schutzmaßnahmen können wir zur Verhütung von K u rz­
schlußschäden anwenden ?
Zu 1 : Ein Kurzschluß ist die Entladung von elektrischer Energie, die
auf ihrem Leitungswege nur geringe, den Stromverhältnissen der Strom ­
quelle nicht angepaßte Widerstände vorfindet. Der Widerstand in einem
solchen „Fehlerstromkreis“ ist sehr gering, und die Stromstärke steigt oft
auf das Vielfache an.
Zu 2: Ein Kurzschluß entsteht fast immer durch eine elektrotechnisch
nicht vorgesehene Querverbindung in der Leitung oder in einem Strom ­
verbraucher, oder auch zwischen einem Pol oder einer spannungführenden
Leitung und der Erde, Erdschluß genannt. (Bei Starkstrom, Lebensgefahr!)
Zu 3: Die Schäden, die ein Kurzschluß verursachen kann, sind je nach
Art und Spannung des Stromes und der sich auswirkenden Stromstärke
sehr verschieden:
Zerstören der Stromquelle (Akku oder Batterie)
Zerstören der Leitungswege (Glühen der Leitungen, Brandgefahr)
Zerstören der K ontakte (Verschmoren, ausglühen)
Zerstören der Stromverbraucher (z . B . : Verschmoren der M agnet­
wicklung)
Verbrennungen am menschlichen Körper, auch Todesgefahr. (Siehe
Seite 83 Tödliche Stromstärke).
Zu 4 : Schutzmaßnahmen. Für uns gilt hier als erstes G ebot: Arbeite
gewissenhaft und umsichtig und befolge die VD E-Vorschriften! Aus diesen
entnehmen wir für uns Elektro-Uhrmacher folgende wichtige M erksätze:
1. Achte auf gut isolierte Leitungswege.
2. Achte auf sichere Verbindungen durch Verschraubung oder Verlötung
der Leiter enden.
3. Verwende auch für Schwachstrom nur Leitungsmaterial, das den
Vorschriften für 220 V olt entspricht.
77
4. Benutze Werkzeuge mit isolierenden Griffen, z. B. keinen Schrauben­
zieher mit Metallgriff!
5. Achte auch bei Schwachstrom darauf, daß die Zuleitung von der
Stromquelle stromlos ist, wenn an einer Anlage gearbeitet wird! Ent­
ferne eingebaute Sicherungen (siehe Seite 170) oder löse die Zuleitung
von der Stromquelle!
Auf diese Weise ist es uns möglich, viele Ursachen, die zu Kurzschlüssen
führen können, von vornherein auszuschalten. Die VDE-Vorschriften sind
zu umfangreich, um sie hier anzuführen, sie geben Aufschluß über jede
Frage, die dieses Gebiet berührt.
Die Sicherungen
Durch den Einbau einer „Schmelzsicherung“ in eine Anlage wird deren
Betriebssicherheit wesentlich erhöht, denn sie ist der beste Schutz gegen
Störungen durch Überlastung und Kurzschluß.
Durchfließt ein Elektronenstrom einen Leiter, so erwärmt er sich. Das
ist bei den einzelnen Leitermetallen verschieden. Die Erwärmung ist um so
größer, je geringer die Leitfähigkeit des Metalles ist. In allen Leitern, bei
denen eine Erwärmung unerwünscht ist, kann diese durch Metall von
guter Leitfähigkeit und entsprechend großem Querschnitt des Leiters so
gering gehalten werden, daß diese praktisch kaum in Erscheinung tritt.
Umgekehrt kann ein Leiter von geringer Leitfähigkeit oder geringem
Querschnitt so gehalten werden, daß er sich bei einer bestimmten Strom­
stärke bis zum Abschmelzen erhitzt. Auf diesem Prinzip beruht die „Schmelz­
sicherung“ . Sie wird in Leitungswege als Sicherheitseinrichtung eingebaut,
um diese vor zu großer Belastung zu schützen. Wird die Leitung durch zu
hohen Stromverbrauch (Anschluß zu vieler Geräte) oder durch Kurzschluß
überlastet, so schmilzt die Sicherung, und der Stromweg ist unterbrochen.
Die Sicherung ist demgemäß eine vorsätzlich hergestellte schwächste Stelle
im Leitungsweg.
Es ist leider festzustellen, daß der hohe Wert des Schutzes durch Siche­
rungen nicht immer voll erkannt wird, denn durch „geflickte“ Sicherungen
werden die angeschlossenen Leitungen
JA
und Geräte „schutzlos“ , und oft sind
+ '
l_
recht bedeutende Schäden die Folge.
Um die Wirkungsweise einer Siche­
10w
rung leichter verständlich zu machen,
12 V
K0
nehmen wir nachstehendes Beispiel
an (Abb. 81). Der Akku von 12 Volt
hat eine Nutzleistung von 1 Amp.,
die durch die eingebaute Sicherung
A b b . 81. S icherung ausreichend
78
von 1 Am p. abgegrenzt ist. In den Stromkreis ist eine Glühlampe von
10 W att eingeschaltet. Die beanspruchte Stromstärke ist dem gem äß:
A = ^
= 0,833 Amp. Die Sicherung ist also ausreichend. Bei E in­
schaltung einer zweiten Glühlampe von 10 W att wird die Belastung:
A —
1^
= 1,666 Amp. Für die Sicherung von 1 Am p. ist die StromV
stärke zu hoch, sie schmilzt und schützt den Akku vor Überlastung (A bb. 82).
M
+
10 w
10 w
12 V
A b b . 82. S ich e ru n g ü b e r la s te t, s c h m ilz t d u r c h !
J
Aus diesem Beispiel erkennen wir zugleich, daß durch die Sicherung
nicht nur die Leitung und der Stromverbraucher geschützt werden können,
sondern auch die Stromquelle. Ebenso kann die Sicherung auf die em p­
findlichen Schaltorgane in elektrischen Uhren abgestimmt werden. Z. B . :
Die K ontakte einer Hauptuhr dürfen durch die Schaltung der Nebenuhren
mit, einer Stromstärke von 0,75 Am p. belastet werden. D a in diesem Falle
der Sicherheit wegen nicht die höchste Leistungsfähigkeit der K ontakte
angegeben wird, schützt eine eingebaute Sicherung von 1 Amp. die K o n ­
takte bei Kurzschluß od. dgl. vor Zerstörung.
A b b . 83. G la s rö h rch e n -S ich e ru n g
m it K le m m e
A b b . 84. L a m e lle n ­
S ich e ru n g
W as hier vom Schwachstrom gesagt ist, gilt in gleicher Weise auch vom
Starkstrom. Jeder einzelne Abnehmerstromkreis des Netzstromes ist durch
entsprechende Sicherungen auf die bestimmte Höchstleistung abgegrenzt.
W ird diese aber überschritten, so schmilzt die Sicherung! In Haushalt­
leitungen sind durchschnittlich Sicherungen von 6 bis 10 Ampere eingebaut.
Schließen wir in diesem Leitungsweg einen Stromverbraucher an, der nur
mit 2 Ampere belastet werden darf, so ist dieser besonders durch eine vor­
gebaute Sicherung von 2 Ampere zu schützen.
79
In der Schwachstromtechnik werden meist Sicherungen, wie sie Abb. 83
zeigt, verwendet. Es sind Glasröhrchen, die beiderseitig Metallkapseln
tragen, die durch den Schmelzdraht, meist aus
Silber, im Innern der Röhre verbunden sind. Ge­
eignete Klemmhalter dienen zur Aufnahme der
Sicherung, die auch ein schnelles Auswechseln
der Sicherungsröhrchen ermöglichen (Abb. 83).
Für Netzstrom bis 220 Volt wird in Steck­
dosen die Lamellensicherung (Abb. 84) verwen­
det. Der Schmelzdraht ist bei dieser zwischen
Isolierpappe gebettet und durch ein Schauloch
sichtbar. Die Metallaschen dienen zur Her­
stellung der Verbindung in den Klemmen der
Anschlußdose. Sie wird für Stromstärken von
1— 6 Ampere hergestellt.
Die Hauptsicherung einer Netzstromanlage
zeigt Abb. 85, aus der auch zugleich der Ein­
bau in den Leitungsweg zu ersehen ist. Abb. 86
zeigt den Schmelzeinsatz in der Ansicht und
dem Aufbau. Beim Schmelzen des SicherungsA b b . 85. In den S trom kreis
drahtes springt normalerweise das Kenn­
ein gebau te Sicherung
plättchen heraus und zeigt das Durchbrennen
der Sicherung an. Diese Sicherungen werden für
6 A grün, 10 A rot, 15 A grau und 25 A gelb, den festgesetzten Farben für
die Kennplättchen, hergestellt. Ihre Sookelpassungen sind verschieden, so
daß nur der bestimmte Schmelzeinsatz eingesetzt werden kann.
Sand
2. Kontakt
A b b . 86. A n sich t und A u fb a u einer S chm elzsicherung
80
Im W echselstromnetz müssen beide Leitungswege durch Sicherungen
geschützt werden, denn der Strom fließt wechselweise durch die Leitung.
In Starkstromleitungen mit Gleichstrom ist dies auch wegen der hohen
Gefahr von Erdschlüssen erforderlich, während bei schwachem Gleich­
strom bis 42 V olt eine eingebaute Sicherung in die Zuleitung zum -{ Pol
ausreichend ist, eine zweite im — Polleiter aber erhöhten Schutz bietet.
Zu beachten ist aber in jedem Falle: Fällt eine Sicherung aus, so ist
der Schaden nicht dadurch behoben, daß eine neue Sicherung eingesetzt
wird, sondern es muß die Ursache gesucht und abgeholfen werden, sonst
wird beim nächsten Störungsfall die Sicherung wieder durchschmelzen.
Die Kurzschluß- und Störungsursachen sind so verschieden und oft
eigenartig, daß über dieses Thema ein Buch geschrieben werden könnte,
das trotzdem nicht alle Fälle erfassen würde. Ich will versuchen, durch
einige wenige Beispiele aus meiner Praxis entsprechende Hinweise zu geben.
1. B e i s p i e l :
In einem Theatergebäude war eine von mir errichtete Uhrenanlage jah re­
lang einwandfrei in Betrieb. W ährend der Ferien sollte die Hauptuhr über­
holt werden. In dieser Zeit wurde eine neue Hausfernsprechanlage ein­
gebaut, die mit an die Uhrenbatterie angeschlossen wurde. N ach erfolgter
Überholung der Hauptuhr setzte ich das W erk wieder ein und schloß die
Verbindungen an. Beim ersten Minutenimpuls sprangen die Nebenuhren
ordnungsgemäß, beim zweiten Impuls — Durchbrennen der Sicherung.
Zunächst nahm ich an, daß ich einen Fehlgriff getan hätte, aber die Siche­
rung fiel beim zweiten Im puls ebenfalls wieder aus! W as war hier die U r­
sache? Ich klemmte zunächst die Zuleitungen zu den Nebenuhren ab und
schloß eine Nebenuhr mit einer Behelfsleitung an. Die Hauptuhr arbeitete
fehlerlos! Die Ursache mußte folglich in der Leitung im Hause oder in
einer Nebenuhr liegen. Sämtliche Nebenuhren wurden abgeklemmt und
überprüft, alle waren fehlerlos. Also konnte es nur am Leitungsweg liegen,
der in diesem Hause sehr verzweigt ist. Die einzelnen Leitungsteilstrecken
wurden untersucht, durch einen Kurbelinduktor auf Erdschluß geprüft,
bis die Strecke gefunden wurde, in der der Schaden entstanden war. Die
Uhrleitung lag an dieser Stelle unter Putz, sie wurde von der neu gelegten
Fernsprechleitung überkreuzt, und zum Befestigen letzterer war ein Eisen­
dübel eingeschlagen, der die Uhrleitung mit durchbohrt hatte. Nur der
eingebauten Sicherung war es zuzuschreiben, daß die K ontakte der H aupt­
uhr unbeschädigt blieben.
2. B e i s p i e l :
In einer Fabrik war eine Uhrenanlage ebenfalls lange Jahre einwandfrei
in Betrieb. Eine Nebenuhr fiel aus, sie wurde mir zur Reparatur gebracht.
Die eine Spulenwicklung war fehlerhaft. Nach einigen Tagen wurde ich
nach dort gerufen, da die Anlage fehlerhaft arbeitet. Die Hauptuhr war
mit Gewichtantrieb und Selbstaufzug ausgestattet. Das Gewicht für das
6
Schm idt, Elektrische Uhren
81
Schaltwerk war weniger abgelaufen, als das des Gehwerkes. Die Neben­
uhren gingen gleichmäßig nach. Die Kontakte waren etwas angegriffen,
was durch Einfluß der fehlerhaften Nebenuhr durchaus möglich sein konnte.
Jedoch stellte sich der Fehler kurz darauf, aber in ganz unbestimmten
Zwischenräumen wieder ein. Ich suchte darum den Fehler an ganz anderer
Stelle und ließ mich in den Raum führen, in dem die fehlerhafte Nebenahr
gehangen hatte. Dort stellte ich folgendes fest: Der Hauselektriker hatte
die schadhafte Nebenuhr abgeklemmt. Die Zuleitungen hingen lose aus der
Wandeinlassung heraus und die beiden freien Leiterenden so nahe nebenein­
ander, daß sich diese durch geringe Erschütterungen oder durch Luftzug be­
rühren konnten. Fand dies während der Kontaktgebung der Hauptuhr statt,
dann klebten die Kontakte durch leichtes Verschmoren, und die Nebenuhren
blieben zurück. Nach Sichern der beiden Leiterenden durch eine Lüster­
klemme war der Fehler behoben und die Anlage arbeitete wieder einwandfrei.
Hier lag eine grobe Unterlassungssünde des betreffenden Elektrikers vor.
3. B e i s p i e l :
Die Uhrenanlage in einer größeren Fabrik war jahrelang einwandfrei
in Betrieb, bis sich der Fehler eingestellt hatte, daß die Nebenuhren gleich­
mäßig zurückblieben. Durch das ungleiche Ablaufen der Gewichte von
der Hauptuhr konnte es sich nur darum handeln, daß die Kontakte aus
irgendeinem Grunde zu stark belastet wurden und darum kleben blieben.
Die Anlage wurde mit einer Akku-Batterie von 24 Volt betrieben. Welche
Störung hatte sich in der Anlage eingestellt?
Die Betriebsleitung hatte einen Arbeitszeit-Kontrollapparat beschafft,
der von der Lieferfirma an die bestehende Uhrenanlage angeschlossen wurde.
Dieser Apparat war jedoch für eine Betriebsspannung von nur 8 Volt
vorgesehen und ohne Vorschaltwiderstand an die 24 Volt-Anlage ange­
schlossen worden. Nach Auswechseln der Spulenkörper in diesem Apparat
arbeitete die Anlage wieder einwandfrei.
4. B e i s p i e l :
Im Pförtnerhaus eines Fabrikgrundstückes hing eine Nebenuhr der
Uhrenanlage. Diese Uhr ging unregelmäßig sprungweise vor, während die
gesamte Anlage bis auf diese Uhr einwandfrei arbeitete. Von der Akku­
Batterie wurden zugleich betrieben: die Uhrenanlage, die Hausfernsprech­
anlage und ein elektrischer Türöffner, der vom Pförtner bedient wurde.
Erfolgte die Betätigung des Türöffners zur gleichen Zeit, wenn der Haupt­
uhrkontakt Stromimpuls für die Stromwegrichtung gab, daß die Neben­
uhren auf gerade Minuten rückten, dann sprang die Nebenuhr im Pförtner­
haus meist zwei weitere Minuten vor. Wie konnte dieser Fehler entstehen?
In der Abzweigdose im Pförtnerhaus wurde durch ein vorstehendes Leiter­
ende eine Querverbindung hergestellt. Die in den Spulenkörpern des Tür­
öffners auftretenden Induktionsspannungen bewirkten das weitere Vor
wärtsspringen der am nächsten liegenden Nebenuhr.
82
5. B e i s p i e l :
Einem meiner Lehrlinge war es nicht beizubringen, die Schrauben fest
anzuziehen. Das sollte er einmal recht schwer büßen. Beim Überholen einer
Synchronuhr 220 V olt löste sich eine nicht festangezogene Verbindung
der Zuleitung, wodurch sich die zweite ebenfalls löste, und beide berührten
die Hände des Lehrlings. Er stand unter S trom ! Seine stets etwas feuchten
Hände begünstigten den Stromdurchgang. Er war machtlos, sich aus dieser
Lage zu befreien, bis ich, durch sein Verhalten aufmerksam geworden,
ihm die Uhr aus den Händen reißen konnte. Außer dem überstandenen
Schreck und der darauf folgenden starken Übelkeit mahnten ihn die Brand­
wunden an seinen Händen noch längere Zeit an seine Unterlassungssünden.
D ie töd lich e S trom stärke
Dem Durchgang des elektrischen Stromes setzt der menschliche K örper
im allgemeinen größeren W iderstand entgegen. Die gefährlichsten Ein­
flüsse des elektrischen Stromes auf die inneren Organe sind auf Herz und
Nervensystem festzustellen. N och gefährlicher als Gleichstrom ist der
Wechselstrom mit den Periodenzahlen von 20— 180 in der Sekunde. H och ­
frequenzströme von 1000Ö0 Perioden und mehr sind dagegen ungefährlicher.
Eine Stromstärke von 0,1— 0,25 Am pere kann beim Menschen schon
tödlich wirken, während geringere Stromstärken Verbrennungen und
Lähmungen hervorrufen können. Da der innere W iderstand des Körpers
nur etwa 500 Ohm beträgt und der Übergangswiderstand zwischen B e­
rührungsstelle und H aut zwischen 1500 und 80000 Ohm liegen kann, b e­
steht durch die Haut ein großer Schutz. Feuchte Haut und größere B e­
rührungsfläche sowie größerer Druck vermindern den Übergangswiderstand
erheblich.
Es ist daher erforderlich, stets die Unfallverhütungsvorschriften gut zu
beachten.
Gruppierung der Uhren m it elektrischen E inrichtungen nach den
„B ezeich n u n gsvorsch riften fü r U hren“
Die Wirkungsweise der elektrischen Energie, umgeformt in mechanische
Arbeit, ist in der Uhr sehr verschieden. Sie ist aber auch zugleich b e­
stimmend für die Bezeichnung der Uhrenarten, die mit der Elektrizität
in irgendeiner Weise Beziehung haben. H at z. B. ein mechanisches Uhr­
werk eine Zusatzeinrichtung, durch die K ontakte für gesonderte Strom ­
kreise geschlossen werden können, so kann diese keineswegs als „Elektrische
Uhr“ bezeichnet werden. Im Gegensatz dazu ist die „Q uarzuhr“ zu nennen,
0*
83
bei der die Eigenschwingungen des Quarzkristalles den Mechanismus der
Uhr steuern und den Gang der Uhr regeln. Sie ist die vollkommenste
„Elektrische Uhr“ .
Zwischen diesen beiden Beispielen könnten sehr viele Uhrenarten ge­
nannt werden, die ihren Bauarten und Verwendungszwecken der Wirkungs­
weise und der Art des elektrischen Stromes entsprechend einzustufen sind.
Allgemein üblich werden fälschlicherweise alle Uhren, die in irgendeiner
Weise Bezug zum elektrischen Strom haben als „Elektrische Uhren“ be­
zeichnet. Wir müssen aber nach den „Bezeichnungsvorschriften für Uhren“
die elektrischen Uhren wie folgt gruppieren:
Bezeichnungsvorschriften für Uhren:
Abschnitt C: Arten der Uhren
1. Mechanische Uhren
2. E l e k t r i s c h e U hr e n
3. Andere Uhren
Elektrische Uhren sind solche, deren Zeitmessung auf elektrischen Schwin­
gungen beruht, oder Uhren mit mechanischem Werk, deren Antriebskraft
mit Hilfe elektrischer Mittel — Batterien, Synchronantrieb, Synchron motoraufzug usw. — sichergestellt wird oder deren Unruh- oder Pendel­
schwingungen durch die Frequenz eines geregelten Netzes geregelt werden.
Diese lassen sich nach verschiedenen Grundsätzen unterteilen. Zweck­
mäßig erscheint die folgende Unterteilung:
a) Uhren mit elektrischem Antrieb, aber mechanischer Zeitmessung und
mechanischer Regelung.
1. Z. B. Schuleruhr, Riefleruhr, Shorttuhr, ATO-Uhr,
2. Uhren mit elektrischem Aufzug
b) Uhren mit elektrischem Antrieb und elektrischer Netzfrequenzregelung.
1. Selbstanlauf ende Synchronuhren,
2. nichtselbstanlaufende Synchronuhren.
c) Netzfrequenzgeregelte Uhren mit mechanischem Antrieb und mechanischem
Zeitmeßwerk.
1. Mechanische Uhren, bei denen die Gangregler einer Netzfrequenz­
regelung unterliegen.
Alle nicht unter a bis c angeführten Uhren, die in irgendeiner Weise
Bezug zum elektrischen Strom haben, sind „mechanische Uhren mit elek­
trischen Zusatzeinrichtungen“ .
Diese Zusatzeinrichtungen sind folgende:
I. Kontakteinrichtungen für gesonderte Stromkreise:
a) Kontakteinrichtungen für Signalgeber,
b) Kontakteinrichtungen für Lichtschaltungen u. dgl.,
84
c) Kontakteinrichtungen zum Steuern für Nebenuhren,
d) Kontakteinrichtungen zum Ein- und Nachstellen von Uhren,
e) Kontakteinrichtungen zum Synchronisieren von Pendel- .
Schw ingungen,
f) Kontakteinrichtungen für elektrische Schlagwerke.
I I . Mechanische Auslösevorrichtungen für elektrische Funktionen:
a) Für gesonderte mechanische Kontaktw erke,
b) für Induktionsstromerzeugende Aggregate.
Werden Uhrwerke auch mit mehreren unter I und II angeführten Zusatz­
einrichtungen versehen, sind diese erst dann als elektrische Uhren zu be­
zeichnen, wenn sie zugleich einer Uhrengruppe unter a bis c einzureihen
sind.
Die Bezeichnung „Elektrische U hr“ für alle Uhren, die mit der Elektrizität
in irgendeiner Weise Beziehung haben, wird sich trotz der Bezeichnungs­
vorschriften jedoch im allgemeinen erhalten, da alle diese Uhren im
Gegensatz zu den rein mechanischen Uhren durch die Bezeichnung „E lek ­
trische Uhren“ zu einer gesonderten Uhrengruppe zusammengefaßt werden.
Es soll daher auch in den nachfolgenden Besprechungen die Bezeichnung
„Elektrische Uhren“ angewandt und die gesamte Uhrengruppe in folgende
Hauptgruppen unterteilt werden.
I. Einzeluhren
a) mit elektrischem Aufzug
b) mit elektrischem Antrieb der Gangregler
I I . Synchronuhren — frequenzgesteuerte Uhren
a) mit Anwurfmotor
b) mit selbstanlaufendem M otor
c) mit frequenzgesteuertem Gangregler
I I I . Haupt- und Nebenuhren
I V . Uhren mit Kontakteinrichtungen für gesonderte Stromkreise
V. Uhren mit mechanischen Auslösevorrichtungen für elektrische Funk­
tionen.
Dabei wird sich jedoch eine Überschneidung der einzelnen Gruppen nicht
vermeiden lassen, da Uhren mit verschiedenen elektrischen Einrichtungen
genau genommen, mehreren Uhrengruppen angehören.
85
II. T e i l
Elektrische Uhren
Die elektrische Einzeluhr
Aus dem sehr umfangreichen Gebiet der elektrischen Uhren soll hier
die Einzeluhr behandelt werden, denn unter den vielen Arten elektrischer
Uhren ist die Einzeluhr die am meisten verbreitetste. Sie ist für Wissen­
schaft und Technik, Industrie und Handel und den Privatgebrauch fast
unentbehrlich geworden. Ist sie einesteils für den Wissenschaftler ein Zeit­
messer von höchster Zuverlässigkeit und Genauigkeit, so ist andernteils
ihre Verwendung als Zeitmesser für den allgemeinen Gebrauch sehr hoch
einzuschätzen, denn sie bedarf nur geringer Wartung. Ihre Betriebskosten
sind ihrer Leistung entsprechend mit anderen elektrischen Geräten ver­
glichen sehr gering und wenn sie für Netzanschluß vorgesehen sind, kaum
nennenswert.
Die Merkmale für elektrische Einzeluhren sind:
Diese Uhren haben einen Gangregler (Pendel oder Unruh), dessen
Schwingungen durch den elektrischen Strom nicht auf Genauigkeit
beeinflußt werden. Entweder haben sie als Kraftquelle ein Gewicht
oder eine Feder, die durch eine elektrische Aufzugvorrichtung auf­
gezogen werden und das mechanische Gehwerk antreiben, oder der
Gangregler wird durch Stromimpulse in seinen Schwingungen er­
halten und schaltet mechanisch das Zeigerwerk vorwärts. Einzeluhren
sind also „alleingehende, selbständige Pendel- oder Unruhuhren“ .
Fälschlicherweise werden „Synchronuhren“ oft auch als Einzeluhren be­
zeichnet. Diese sind aber frequenzgesteuert und abhängig von der Kontroll­
uhr im Elektrizitätswerk.
Die Bedeutung der Einzeluhr gewinnt, wenn sie sich zuverlässiger, im
Gangergebnis genauer und in ihrer Bedienung einfacher als die rein me­
chanische Uhr erweist. Das teilweise begrenzte Anwendungsgebiet der
elektrischen Einzeluhr jedoch bedingt für den Uhrmacher genaueste Kennt­
nis des Werkaufbaues und der elektrischen Funktionen der Einzeluhren
und der gegebenen Stromverhältnisse und Anwendungsmöglichkeiten, um
dem Kunden die Einzeluhr empfehlen zu können, die allen Anforderungen
gerecht wird. Sehr viele Mißgriffe in dieser Hinsicht haben Uhrmacher und
Kunden enttäuscht und oft wurde fälschlicherweise die Schuld der elek­
trischen Uhr zugeschrieben. Zuverlässigkeit, Ganggenauigkeit und einfache
86
Bedienung geben uns die Richtlinien an, von denen aus wir die Einzeluhr
beurteilen müssen.
Auch die rein mechanische Uhr wird sich dann als zuverlässiger erweisen,
wenn die Ausführung des W erkes in allen Teilen hochwertig ist, weshalb
wir diesen Anspruch für die elektrische Einzeluhr in erster Linie stellen
müssen. Billig hergestellte W erke in elektrischen Uhren sind die erste
Ursache von Enttäuschungen.
G an gregler und A n trie b so rg a n als H a u p tfa k toren fü r die G an gleistu n g der
elek trisch en E in zelu h r
Jede Einzeluhr hat ihren eigenen Gangregler, von dem die Genauigkeit
der Zeitangabe abhängig ist. Dabei ist es gleich, ob der Gangregler rein
mechanisch in seinen Schwingungen erhalten wird, oder ob die schwingung­
erhaltenden Kraftimpulse durch den elektrischen Strom gegeben werden.
Der Gangregler als zeiteinteilendes Glied der Uhr bestimmt zum größten
Teil auch den Zuverlässigkeitswert der Einzeluhr. Durch den elektrischen
Aufzug oder Antrieb des Gangreglers wird die Einzeluhr ohne U nter­
brechung in Gang gehalten, so daß sie oft Monate oder Jahre ohne jede
Wartung geht. Es wird an sie die Forderung gestellt, daß sie in großen
Zeitabschnitten von der genauen Zeitangabe möglichst wenig abweicht.
Dem Besitzer der Uhr ist damit allein nicht gedient, daß diese nicht wie
eine mechanische Uhr aufgezogen werden muß, denn beim Aufziehen kann
die Uhr zugleich mit der richtigen Zeit verglichen und eingestellt werden.
Er erwartet von ihr, und das mit R echt, daß sich die elektrische Uhr ohne
Wartung als ein zuverlässiger und genauer Zeitmesser erweist.
Soll aber eine Einzeluhr die Forderung auf genaueste Zeitangabe erfüllen,
dann müssen zwei Bedingungen als Voraussetzung gestellt werden:
1. Die Gangregler, Pendel oder Unruh müssen Präzisionsgangregler sein:
a) Die zugehörigen Hemmungen in entsprechender Ausführung gute
Gangergebnisse gewährleisten, oder
b) die dem Gangregler durch den elektrischen Strom verm ittelten
Kraftimpulse müssen schwingungerhaltend sein, dürfen aber die
freie Schwingung des Gangreglers nicht beeinflussen.
2. Die dem Gangregler auf mechanischem W ege zugeführte K raft zur
Erhaltung seiner Schwingungen muß auf gleichem W ert gehalten
werden, da sich Unregelmäßigkeiten in der K raftzufuhr im Gang­
ergebnis störend auswirken.
Zu 1 : Aus Erfahrung wissen wir, daß eine Uhr mit langem Pendel bessere
Gangergebnisse zeigt, als eine solche, die mit kurzem Pendel ausgestattet
ist, auch wenn Pendel- und W erkausführung beider Uhren gleich zu b e­
werten sind. Es wäre also aus dieser Erkenntnis heraus gegeben, Einzeluhren
87
nur mit langem Pendel auszustatten. Das ist jedoch nur in Einzelfällen
vorgesehen, da die Wanduhr in kleineren Abmessungen und die Tischuhr
als Einzeluhren bevorzugt werden. Es ist daher die Entwicklung der Einzel­
uhr vorwiegend nach dieser Richtung hin gefördert worden und das Kurz­
pendel sowie die Unruh als Gangregler zur Anwendung gekommen. Die
Unruh hat jedoch das Kurzpendel immer mehr verdrängt, so daß in elek­
trischen Einzeluhren dieses nur noch in wenig Bauarten angewendet wird.
Sollen Unruhuhren auf längere Zeitabschnitte geringste Gangabweichun­
gen gewährleisten, so müssen diese Präzisionsunruhen mit Feinregulierung
haben; eine Forderung, die der Fachmann unbedingt stellen muß und die
von den Konstrukteuren anerkannt werden sollte. Leider ist dies nicht
immer der Fall, und es ist unverantwortlich, eine Einzeluhr auf den Markt
zu bringen, die wohl elektrisch aufgezogen wird, aber mit einem Hohltrieb­
werk und einfachster Radunruh mit Spitzkörnerwelle ausgestattet ist.
Diese Uhren sind Fehlkonstruktionen, da sie den einfachsten Vorausset­
zungen, die an sie gestellt werden können, nie gerecht werden.
Zu 2 : Den Gangregler gleichbleibende Kraft zuzuführen, ist eine Grund­
bedingung, die auch auf die Entwicklung der elektrischen Aufzüge von aus­
schlaggebender Bedeutung geworden ist (s. Seite 89).
Das Gewicht als Antriebsorgan erfüllt diese Forderung fast restlos. Seine
Anwendung mit Saitenzug ist jedoch nur in Langpendeluhren möglich, bei
denen aber auch vermieden werden sollte, das Gewicht durch eine Zug­
feder zu ersetzen. Es ist gleich, ob das Gewicht im Saitenzug hängt, oder
mit entsprechend geringerer Masse unmittelbar auf ein Rad des Laufwerkes
kraftgebend wirkt, stets wird durch das Gewicht dem Gangregler gleich­
bleibende Kraft vermittelt werden, wenn die technische Anordnung richtig
ist (s. S. 90).
In Einzeluhren, die mit Zugfeder ausgestattet sind, liegen jedoch die Ver­
hältnisse wesentlich anders. Die Zugfeder in voll aufgezogenem Zustand
äußert ihre größte Kraft, die mit Ablaufen der Feder abnimmt. Es ist daher
vorteilhaft, die Federkraft durch eine Stellung zu begrenzen, damit nur die
mittlere Federkraft zur Wirkung kommt. Der elektrische Aufzug erhält
in den meisten Bauarten die Zugfeder gleichmäßig angespannt, so daß bei
Aussetzen des Stromes eine genügende Kraftreserve vorhanden ist.
Es kommen 2 Federarten als Antriebsorgan in der elektrischen Einzel­
uhr zur Anwendung.
a) die schraubenartig gewundene Drahtfeder,
b) die normale, spiralförmig gewundene Bandfeder.
Jede Feder wird ihre kraftgebende Wirkung steigern, je mehr sie an­
gespannt wird. Die Kraftkurven der Zugfedern geben darüber Aufschluß,
daß diese bei einer schwächeren und längeren Zugfeder flacher und gleich­
mäßiger verläuft als bei einer starken und kürzeren. Es ist daher geboten,
längere und schwächere Federn zu verwenden und deren mittlere Kraft
88
zum Antrieb der Einzeluhren zu benutzen und diese am Minutenrad wirken
zu lassen. Bei Bandfedern im Federhaus werden deshalb vorteilhaft die
mittleren Umgänge durch eine Stellung begrenzt. Schraubenartig ge­
wundene Drahtfedern müssen so angeordnet sein, daß die Kraftäußerung
zum Antrieb der Uhr innerhalb 1/3 bis x/ 2 Anspannung ihrer Länge des ent­
spannten Zustandes liegt.
Sind Gangregler, Hemmung und kraftzuführendes Organ aufeinander ab­
gestimmt, dann ist die Gewähr für eine gute Gangleistung der elektrischen
Einzeluhr gegeben.
Der elektrische A u fzu g und die K raftreserve
Ziehen wir eine mechanische Uhr mit der Hand auf, so speichern wir
unsere Muskelkraft im Antriebsorgan der Uhr auf. Entweder wir spannen
die Zugfeder an oder heben das Gewicht. Diese Arbeit durch den elektrischen
Strom bewerkstelligen zu lassen, ist der Ausgangspunkt zu Versuchen, die
weit über 100 Jahre zurückliegen. Die stete Entwicklung der elektrischen
Uhr zeigte auch auf diesem Gebiet erst daun vollwertige Ergebnisse, als
die verwendeten Spannungsquellen den an sie gestellten Forderungen ge­
recht werden konnten. W ir erkennen daraus, daß auch hierin wieder W issen­
schaft und Technik Hand in Hand arbeiten mußten, um den geforderten
Hochstand der elektrischen Uhren zu entwickeln.
Der Aufzugsvorgang in der elektrischen Uhr ist jedoch nicht allein der
wichtigste Faktor, wie aus den vorgehenden Abhandlungen ersichtlich ist,
es muß der elektrische Aufzug weiteren Anforderungen gerecht werden, die
für den Zuverlässigkeitswert der elektrischen Uhr mitbestimmend sind.
Grundsätzlich ist zu sagen, daß ein elektrischer Aufzug seinen W ert ver­
liert, wenn das Gangergebnis der elektrischen Uhr nicht besser ist als das
einer rein mechanischen Uhr. Daraus ist zu folgern, daß auch der elektrische
Aufzug Einfluß auf das Gangergebnis der Uhr haben kann, doch ist dies
nicht bei allen Uhrengattungen gleich.
In Selbstaufzugsuhren wird als Antriebskraft das Gewicht oder die Feder
angewendet. Das Gewicht mit Saiten- oder Kettenzug dient zum Antrieb
der Langpendeluhren, bei denen sich der Aufzugvorgang in Abständen von
Stunden oder Tagen wiederholt. Da das Gewicht stets mit gleicher K raft
wirkt, ist die Aufzugsfolge ohne Einfluß auf das Gangergebnis der Uhr.
Ganz anders sind die Verhältnisse bei Uhren mit Gewichthebelantrieb
oder Schraubenfederantrieb, die unmittelbar am Minutenrad oder einem
anderen Laufwerkrad wirken. Bei derartigen Aufzügen, die am Minuten­
rad wirken, soll sich der Aufzugvorgang in Abständen von 1 bis 7 Minuten
wiederholen, damit dem Gangregler möglichst gleichbleibende K raft zu­
89
geführt wird. Es läßt sich dies am Gewichthebelantrieb am einfachsten er­
klären (Abb. 87). Die Wirkung eines Gewichthebels ist in der Waagerechten
am größten. Sie sinkt nach oben und unten zur Senkrechten auf Null ab.
Zwischen 15 Grad nach oben und unten von der Waagerechten ist die Wir­
kung als fast gleichbleibend zu bewerten. Deshalb sollen Aufzüge dieser Art
keine größeren Winkelbewegungen ausführen. Die Erfahrung hat gezeigt,
daß mit einer Aufzugfolge von 3 bis
so*
5 Zeitminuten die besten Ergebnisse
erzielt worden sind, die dabei ausge­
führte Winkelbewegung des Aufzug
hebels liegt zwischen 18 und 30 Grad.
Schwachstromeinzeluhren
werden
meist mit einer Batterie betrieben, die
je nach Bauart der Uhr 1,5 bis 4,5 Volt
Spannung hat. Diese Uhren haben also
eine eigene Spannungsquelle, die ihre
Energie dauernd für den Aufzug bereit­
hält, bis die Spannung bei Verbrauch
des Elementes absinkt und den Aufzug
nicht mehr betätigen kann. Es kommt
A b b . 87. W irk en d e K ra ftv erh ä ltn isse
also ein Aussetzen des Stromes bei dieser
eines G ew ich th eb els in b ezu g au f
seine W in k elstellu n g
Art elektrischer Uhren nicht in Frage,
weshalb diese Uhren meist ohne Kraft­
reserve gebaut sind. (Siehe Seite 95.) Als treibende Kraft dient in diesem
Falle die schraubenartig gewundene Drahtfeder oder der Gewichthebel.
Richtig ist es, wenn in diese Werke ein Gegengesperr, wie in Uhren
mit Gewichtssaitenzug eingebaut ist, das im Augenblick des Aufzugvor­
ganges in Kraft tritt und dem Werk die benötigte Kraft zuführt. Bei diesen
Uhren ist es also für das Gangergebnis von besonderer Bedeutung, daß sich
der Aufzugvorgang in kurzer Zeitfolge von 3 bis 5 Minuten wiederholt, um
der Hemmung stets gleichbleibende Kraft zuzuführen.
Einzeluhren gleicher Bauart für Netzstromanschluß haben einen Nachteil,
da diese bei Stromausfall sofort stehenbleiben.
Um Stromausfälle zu überbrücken, werden die Uhren mit einer Kraft­
reserve versehen, die zur Wirkung kommt, sobald der Aufzug nicht in Tätig­
keit tritt. Es wird also in diesen Werken z. B. durch Anspannen einer Zug­
feder im Federhaus eine Kraft auf gespeichert, die die Uhr bei Stromausfall in
Betrieb hält. Bei Einsetzen der Spannung tritt der Aufzug wieder in Tätigkeit
und die Kraft wird wieder erneut aufgespeichert. Während des Betriebes der
Uhr unter Spannung wird die Feder durch den regelmäßigen Aufzug in kurzen
Zeitabständen immer gleich angespannt werden, wodurch der Hemmung
gleiche Kraft zugeführt wird. Treten beim Betrieb der Uhr während des Strom­
ausfalles auf längere Zeit größere störende Gangabweichungen auf, dann ist
dies meist ein Zeichen dafür, daß Hemmung und Gangregler geringwertig sind.
90
Eine derartige Kraftreserve arbeitet in Schwachstromuhren unter glei­
chen Bedingungen, es ist eine solche aber nur dann erforderlich, wenn diese
Uhren keine eigene Spannungsquelle haben, sondern an Anlagen ange­
schlossen werden, bei denen öfterer Batteriewechsel erforderlich ist.
Bei Gewichtaufzügen mit Saiten- oder K ettenzug wird das Gewicht
durch den Aufzug nach kurzem Ablauf wieder gehoben, so daß bei Strom ­
ausfall der größere Teil des Gewichtsablaufes als Kraftreserve dient. Setzt
die Spannung wieder ein, dann wird das Gewicht bis zur normalen Aufzug­
höhe gehoben.
Grundsätzlich ist also zu sagen, wir unterscheiden: elektrische Einzel­
uhren
a) ohne Kraftreserve
b) mit Kraftreserve
Zu a : Bei elektrischen Uhren ohne Kraftreserve wirken Aufzug und A n ­
trieb an einem H ebel unmittelbar am Minuten- oder Zwischenrad des Uhr­
werkes.
Zu b : Bei elektrischen Uhren mit Kraftreserve wirkt der Aufzug über ein
Untersetzungsgetriebe (Untersetzung ins Langsame) zum Anspannen des
Antriebsorganes und dieses unmittelbar kraftgebend auf das Räderwerk
der Uhr.
B auarten elektrischer A u fzü g e
Allgemein ist hier zu sagen, daß bei fast allen elektrischen Aufzügen der
Elektromagnetismus als aufzugbetätigende K raft zur Anwendung komm t.
Nur in seltenen Fällen sind es elektrothermische K räfte, die den Aufzug­
vorgang bewirken.
Grundsätzlich
2 Arten:
unterscheiden
wir bei
elektromagnetischen
Aufzügen
1. den Aufzug mit Schwinganker
2. den Aufzug mit Motor.
Beide Aufzugarten haben ihre Vorteile, die je nach Anwendung im W erk­
aufbau und der zum Betrieb dienenden Stromart ausgewertet werden
können. Es ist z. B. nicht möglich, einen mit Batterie betriebenen Aufzug
unter Daueranschluß wirken zu lassen, da dies die Batterie kurzfristig er­
schöpfen würde. Er muß also durch Kontaktschluß zur W irkung gebracht
werden, der möglichst kurz zu halten ist. K ontakte sind jedoch bei Aufein­
anderfolge in kurzen Zeitabständen hoch in Anspruch genommen und zu­
gleich der empfindlichste Teil der elektrischen Aufzugvorrichtung.
91
Im Gegensatz hierzu das Beispiel:
Ein in seinem Anschlußwert geeigneter Motor kann am Netz unter Dauer­
anschluß stehen, da der Stromverbrauch im Verhältnis zur Leistung der
Spannungsquelle sehr gering ist. Durch den Wegfall der Kontakte sind alle ,
durch diesen entstehende Nachteile vermieden.
Aufzüge mit Schwinganker arbeiten beim Schaltvorgang meist mit Ge­
räusch, das oft sehr unangenehm wirkt. Außerdem entstehen durch Funken­
bildungen Rundfunkstörungen, deren Beseitigung durch entsprechende
Hilfsmittel erreicht werden kann. Kurzschlußmotoren laufen dagegen nahe­
zu geräuschlos und verursachen keine Rundfunkstörungen, worin ein erheb­
licher Vorteil besteht.
Auf alle derartigen Vor- und Nachteile soll bei den Ausführungen über die
verschiedenen Aufzugarten noch eingehend Bezug genommen werden.
Der Schwingankeraufzug
Schwingankeraufzüge für Gleichstrom mit Batteriebetrieb sind die
ältesten dieser Art. Diese werden meist zum Anspannen einer schrauben-
A b b . 88. F ortsch a ltg esp err
artig gewundenen Drahtfeder oder zum Anheben eines Gewichtshebels an­
gewendet. Aufzüge mit Schwinganker für Netzanschluß haben sich vor
allem dann bewährt, wenn diese über ein Untersetzungsgetriebe zum An­
spannen einer Bandzugfeder verwendet werden. Meist ist bei dieser An­
ordnung auch die Kraftreserve vorgesehen.
Die Winkelbewegung des Schwinganker beim Aufzugvorgang wird durch
ein Fortschaltgesperr Abb. 88 auf die erste Achse des Untersetzungsgetriebes
übertragen, so daß sich diese in einem Drehsinn bewegt. Auf der Achse a
ist der Schwinganker b drehbar gelagert und das Sperrad c mit dieser fest
verbunden. Die Sperrklinke d auf dem Schwineanker und die auf der Werk­
platte gelagerte Sperrklinke e greifen mit ihren Sperrnasen in den Sperrzahnkranz des Rades c ein. In der Abb. 88 wurde der Schwinganker durch
92
den Elektromagneten in Drehrichtung I gedreht, wobei die Sperrklinke d
über den Sperrzahnkranz gleitet und zugleich die Drahtfeder / angespannt
wird. Nach Öffnung des K ontaktes wirkt die angespannte Feder / rück­
führend auf den Schwinganker, wodurch das Sperrad c durch die Sperr­
klinke d mit seine Achse in Pfeilrichtung I I gedreht wird.
Ist bei einem derartigen Aufzug die Feder / nicht in Anwendung, dann
trägt der Schwinganker einen Hebelarm mit einer meistens verstellbaren
Gewichtsmasse, die gehoben wird und den Schwinganker in seine Ausgangs­
stellung zurückführt.
Grundsätzlich ist hierzu zu bemerken:
Bei Uhren mit Kraftreserve dient der elektromagnetische Aufzugvorgang
nur zum Anspannen der Feder /, oder an deren Stelle zum Heben der Ge­
wichtsmasse. Der rein mechanische Vorgang des Anspannens der Bandfeder
erfolgt bei der Rückführung des Schwingankers.
Bei Uhren ohne Kraftreserve ist die Achse a die Minutenradachse oder die
des Zwischenrades. Der elektromagnetische Aufzugvorgang dient zur A n ­
spannung der Feder /, oder zum Heben der Gewichtsmasse. In diesem Falle
wirken diese bei der Rückführung des Schwingankers unmittelbar als A n ­
trieb auf das Räderwerk der Uhr.
Zweckmäßige Anordnung der Schwinganker
Das magnetische Feld mit seinem Kraftlinienfluß möglichst vorteilhaft
für das Schwingankersystem auszunützen, ist die Aufgabe des Technikers.
Die Winkelbewegung des Ankers, die zu leistende mechanische Arbeit und
die zum Betrieb des Aufzugsvorgängs vorgesehene Spannung sind für die
Ausführung des Schwingankers und der Polenden vom Elektromagnet,
sowie für die elektrischen Meßgrößen der Spulenwicklung bestimmend.
Für Schwachstromaufzüge mit Batteriebetrieb ist für den Elektromagnet
mit seinen Polschuhen und den Schwinganker fast ausschließlich massives
Weicheisen vorgesehen. Bei Aufzügen für Wechselstrom ist die Ausführung
dieser Teile aus gestanzten Dynam oblechen von etwa 0,5 mm Dicke zu be­
vorzugen. Diese werden in einer entsprechenden Anzahl aufeinandergelegt
und durch Lacküberzug gegeneinander abgeschirmt, um die magnetische
Wirkung zu erhöhen und auftretende Induktion zu schwächen. Ein wesent­
licher Vorteil des Schwingankersystems besteht darin, daß dieses bei seiner
Arbeitsleistung durch Verzögerung im Zerfall des magnetischen Feldes
(Remanenz) nicht beeinflußt werden kann, wenn sein Arbeitsvorgang ent­
sprechend abgestimmt ist.
Bei allen in den Abb. 89a b c gezeigten Formen der Magnete und Schwing­
anker muß der K ontakt den Aufzugvorgang unterbrechen, wenn der Anker
noch 1/i seiner Breite bis zur Gegenüberstellung mit den Polschuhen ein­
zuschwingen hat, da er dann noch nicht parallel zu den Kraftlinien des
Magnetfeldes steht. Abb. 89b zeigt diese Stellung des Ankers. W arum ist dies
93
A b b . 89 a, b u. c. Z w eck m ä ß ig e A n ord n u n g der Schw inganker
unbedingt erforderlich. Erfolgt die Kontaktlösung erst, wenn der Anker
parallel zu den Kraftlinien steht oder später, dann tritt eine magnetische
Bremsung ein, die meist mit starkem Geräusch verbunden ist. Der Anker
wird vom magnetischen Kraftlinienfeld festgehalten und kann nicht aus­
schwingen. Wird jedoch der Kontakt zu zeitig unterbrochen, dann wird der
Ankerweg nicht ausgenützt und somit die Aufzugkraft gemindert. Es ist
also bei allen Schwinganker auf zügen darauf zu achten, daß sich der Anker
beim Öffnen des Kontaktes in der oben angeführten, unbedingt einzuhalten­
den Stellung gegenüber den Polschuhen des Elektromagneten befindet.
Kontakte für Schwingankeraufzüge
Über Kontakte im allgemeinen, ihre elektrotechnisch begründete Aus­
führung und Anordnung ist Grundsätzliches im Abschnitt: „Kontakte“
Seite 40 besprochen worden. Es ist erforderlich, diese Abhandlungen ein­
gehend zu bearbeiten, da hier nur die Anordnung und Wirkungsweise der
Kontakte behandelt werden.
Die Vielzahl der Kontaktschlüsse im Laufe eines Jahres oder größeren
Zeiträumen beanspruchen die Kontaktteile außerordentlich stark, zumal
die wirkende Stromstärke teilweise erhebliche Funkenbildung hervor­
rufen. Durch die Anordnung des Schwingankers bedingte Vorteile bestehen
darin, daß Ein- und Ausschaltepunkt des Kontaktes räumlich voneinander
getrennt sind. Ist der Kontakt einmal richtig eingestellt, wird er sich auch
nach jahrelangem Gebrauch kaum verändern können, da die Kontakt­
führung zwangsläufig erfolgt. Ein- und Ausschaltung finden ruckartig statt,
die Ausschaltung unter großer Geschwindigkeit. Der verhältnismäßig starke
Druck bei der Kontaktführung und das aneinander Abgleiten der Kontakt­
teile verhindert vorteilhaft deren Verschmutzen. Ist Feinsilber- oder Platin
94
Rhodium als Kontaktm etall verwendet und die Kontaktteile entsprechend
massig gebaut, dann ist alles getan, um große Betriebssicherheit zu ge­
währleisten.
Zur Verhütung der Funkenbildung kann bei Gleichstrom ein K ondensator
parallel zum K ontakt gelegt werden, oder wie auch bei W echselstrom , ein
Ohmscher Widerstand von etwa 10— löfachem Meßwert des Spulenwider­
standes parallel zu den Spulenwicklungen geschaltet werden. A u f diese Weise
wird die Selbstinduktionsenergie abgeleitet und die Funkenbildung stark
gemindert.
Nachstehend sind drei verschiedene Anordnungen von K ontakten be­
schrieben, nach deren Prinzip die meisten K ontakte für Schwinganker ge­
baut sind.
1.
In der A bb. 90 wird eine Kontaktanordnung für Schwachstromaufzug
ohne Kraftreserve gezeigt, die von der Firma M a x Möller, Berlin, angewendet
worden ist. Der drehbar auf der Achse gelagerte Anker A ist m it zwei
Schwunggewichten 0 und O 1 ausgestattet und schwingt zwischen den
Polschuhen P und P 1 eines Elektromagneten. Die vom Anker A an­
zuspannende Feder F dient als Antriebsorgan für das Gehwerk. Außerdem
trägt der Anker, der stromführend ist, einen Kontaktarm mit dem K on tak t­
stift K s. Auf der stromführenden Schiene S ist der H ebel H , der die
Kontaktschiene K trägt, drehbar gelagert und wird dieser durch die Ein­
stellvorrichtung E und die anliegende Feder E 1 in seiner Lage federnd ge­
halten. Am Hebel H ist ein zweiter H ebel drehbar angeordnet, der die
95
unter K federnd anliegende Isoliernase In trägt. In der Zeichnung ist der
Kontakt in seiner Anfangsstellung wiedergegeben. Der Stift Ks liegt an
der Schiene K an. Der Magnet steht unter Strom und dreht den Anker in
seinem Kraftlinienfeld. Dabei streicht der Stift K 1 unter der Schiene K
entlang, klingt die Nase I nach unten bis der Stift am Ende der Schiene den
Kontakt abreißt. Durch die Schwungkraft der Gewichte G und G 1 schwingt
der Anker um einen entsprechenden Winkel weiter. Die Feder F ist durch
den Aufzugvorgang angespannt. Durch den Ablauf der Uhr geht der Anker
in seine Ausgangsstellung zwangsläufig wieder zurück, der Stift Ks gleitet
dabei unter der Isoliernase In entlang, bis der unter Federspannung
----- A
Pi
A b b . 91. A u fz u g k o n ta k t m it K ip p sch a lter, S ystem Ju ndes
liegende Hebel H abfällt und den Kontakt zwischen K s und K wieder her­
stellt. Der Aufzugsvorgang wiederholt sich in beschriebener Weise. Durch
ein eingebautes Fortschaltgesperr nach Abb. 88 wird die Antriebskraft auf
das Räderwerk übertragen. Außerdem wird während des Aufzugsvorganges
dem Räderwerk Kraft durch eine Gegenfeder vermittelt.
2.
Abb. 91 zeigt die Anordnung eines Kippkontaktes der Firma Jauch, &
Schmid, Schwenningen. Der drehbar gelagerte Anker A trägt den Gewichts­
hebel G und schwingt zwischen den Polschuhen P und P 1 eines Elektro­
magneten. Auf dem Anker mit drehbar angeordnet ist eine Scheibe aus iso­
lierender Masse angebracht, die den Kontaktstift Ks trägt, der durch die
Zuleitung stromführend ist. Über dem Anker ist der Steg S am Werkgestell
verschraubt, der durch Zuleitung Strom erhält. Auf diesem ist der Kontakt­
kipper K k drehbar gelagert und steht unter Zug der angespannten Feder F.
In der Aussparung des Kippers ist einerseitig die Kontaktschiene K und
96
anderseitig die Isolierschiene I angebracht. In der Zeichnung ist der K ontakt
in Anfangsstellung wiedergegeben. Der K ontaktstift K s liegt an der K o n ­
taktschiene K an. Der Elektromagnet erhält Strom und dreht den Anker
in sein Kraftlinienfeld. Dabei wird der K ipper um einen W inkel mitverdreht,
bis die Feder F Spannung nach der anderen Seite ausübt. Der K ipper
schlägt herum, der K ontakt wird gelöst, die Isolierschiene legt sich an
den Stift K s bis der K ipper am Begrenzungsstift B abgelegt wird. In ­
zwischen hat sich der Anker infolge seiner Schwungkraft um einen weiteren
W inkel gedreht und das Gewicht O ist durch den Aufzugvorgang gehoben
worden. Bei der Rückführung des Ankers muß der Stift K s frei in den Ein-
A b b . 92. A u fz u g k o n t a k t , S y s te m J u n d e s
schnitt des Kippers einlaufen können, er nimmt den Kipper an der Isolier­
schiene In mit, verdreht dabei den Kipper, bis die Feder F diesen herum­
schlägt und den K ontakt zwischen K s und K wieder herstellt.
Der Aufzugsvorgang wiederholt sich bei Uhren mit Kraftreserve so oft, bis
die K raft des Gewichthebels G von der angespannten Zugfeder ausgeglichen
wird. Nachdem tritt der Aufzugvorgang zwangsläufig mit dem Ablauf des Geh­
werkes in Tätigkeit. Die Winkelbewegung des Ankers beim Aufzug wird auf das
Aufzuggetriebe durch ein Fortschaltgesperr in einem Drehsinn übertragen.
3.
Abb. 92 zeigt eine weitere sehr sicher arbeitende Kontaktanordnung,
die von der Firma Jauch & Schmid meistenteils für Starkstromuhren mit
7
Schmidt, Elektrische Uhren
97
Kraftreserve angewendet wird. Der auf der Welle drehbar angeordnete
Anker A schwingt zwischen den Polschuhen P und P 1 des Elektromagneten
und wird durch eine zwischpn dem Werkgestell angebrachte Drahtfeder F 2
in seiner gezeichneten Ausgangsstellung gehalten. Auf dem Anker ist auf
einem Anrichtestift der Hebel H 1 drehbar angeordnet. Dieser ist zweiteilig
und trägt hier sichtbar den Kontaktstift Ks, dahinter liegend einen Sperrstift, der in die Zähne des Sperrades 8 greift, das mit der ersten Welle des
Aufzuggetriebes verbunden ist. Der Kontaktstift ist durch die Zuleitung
stromführend und der Hebel H 1 wird durch die Feder F 1 in die Sperr zähne eingeklinkt. Auf dem Werkgestell ist der Hebel H 2 drehbar an­
geordnet, der mit seiner Sperrnase in das Sperrad S eingreift und unter
Spannung der Feder F 2 steht. Der Kontakthebel H ist isoliert auf dem
Hebel H 2 drehbar gelagert und steht unter Spannung der Feder F 3.
An seinem Ende trägt er die Kontaktschiene K , die ebenfalls stromführend ist.
Die Zeichnung zeigt den Kontakt in der Anfangsstellung. Der Kontakt­
stift K s liegt an der Kontaktschiene K an, der Elektromagnet steht unter
Spannung und dreht den Anker A in sein Kraftlinienfeld. Dabei steigt der
Hebel H 1 über den Sperrzahn und der Stift Ks gleitet unter der Schiene K
entlang. Der Hebel H 3 wird mit angehoben, wodurch der Kontaktdruck
günstig verstärkt wird, bis der Sperrstift am Sperrzahn abfällt und somit
auch der Kontakt gelöst wird. Bei Rückführung des Ankers in seine Aus­
gangsstellung nimmt dieser durch den Sperrstift das Sperrad mit, das ganze
Hebelsystem H 2 mit H 3 steigt über den anliegenden Sperrzahn, bis die
Hebel abfallen und den Kontakt erneut schließen. Dieser Aufzugvorgang
wiederholt sich bei Uhren mit Kraftreserve bis die Kraft der angespannten
Zugfeder die Spannkraft der Aufzugfeder F 2 ausgleicht, oder eine Stellung
auf dem Federhaus in Wirkung tritt. Dann wiederholt sich der Aufzugs­
vorgang zwangsläufig, durch den Ablauf des Gehwerkes geregelt.
Die Therm osicherung
In verschiedenen Bauarten elektrischer Uhren ist eine Thermosicherung
eingebaut, die das Uhrwerk vor Schaden infolge Überlastung schützt.
Eine solche kann durch Anschluß an Spannungsquellen eintreten, die für
die Uhr nicht vorgesehen sind. In erster Linie hat sie jedoch die Aufgabe, die
Uhr auszuschalten, wenn der Aufzug nicht ordnungsgemäß arbeitet und
die Spulen unter Dauerschluß stehen. Abb. 93 zeigt eine derartige ThermoSicherung schematisch dargestellt. Der Stromzugang erfolgt bei a in die
Brücke mit der Kontaktschraube b, die mit dem Kontaktblättchen c \ er­
bindung herstellt. Dieses ist auf der zweimetallischen Schiene e befestigt und
mit einem Widerstandsdraht d verbunden, der als Bewicklung der Schiene e
in / den Stromfluß über Aufzugkontakt und Magnetspulen weiterleitet.
Der Arbeitsvorgang der Thermosicherung ist folgender:
98
Ist die Uhr vorschriftsmäßig in Betrieb, dann liegt die Schiene e mit dem
K ontaktteil c unter entsprechendem Druck an der K ontaktschraube b an.
Dieser Druck kann durch Verstellen der Kontaktschraube geregelt werden.
Die zweimetallische Schiene, meist aus Messing und Stahl, arbeitet ähnlich
wie der Reifen der zweimetallischen Unruh. Tritt eine stärkere Erwärmung
infolge zu hohen Stromdurchganges durch die Bewicklung der Schiene e
ein, dann wird sie sich in Pfeilrichtung 1 verziehen, wodurch der K ontakt
zwischen b und c gelöst wird. Nimmt die Erwärmung der Schiene infolge der
Stromunterbrechung wieder ab, so kehrt die Schiene e in ihre frühere Lage
zurück und schließt den K ontakt. Dieser Vorgang, sowie das Öffnen des
Kontaktes geht sehr langsam vor sich, so daß Funkenbildungen und infolge­
dessen auch Geräusche entstehen, die als „W arnung“ anzusehen sind, daß
ein Fehler in der Uhr vorhanden ist.
a
Auf eine gut abgestimmte Einstellung des Sicherungskontaktes durch
die Schraube b ist zu achten. W ird die Schiene e zu stark angespannt, kann
es eintreten, daß diese im Überlastungsfall den K ontakt nicht löst und somit
die Thermosicherung wirkungslos bleibt.
D ie S ch w a ch strom u h r der T u N
Ges.
Das Werk, ein Schweizer Fabrikat, zeigt Abb. 94. Das mit 15 Steinen
ausgestattete Ankerwerk erhält seine Antriebskraft durch eine Zugfeder,
die in einem feststehenden Federhaus untergebracht ist und am Minuten­
rad wirkt. Sie wird durch den in Abständen von 4 bis 5 Minuten erfolgenden
Aufzugvorgang angespannt. Als Spannungsquelle ist eine Taschenlampen­
batterie von 1,5 oder 4,5 Volt vorgesehen, mit der eine Laufzeit von etwa
1 Jahr erreicht werden kann, jedoch ist der Anschluß des 4,5 Volt-W erkes an
eine 4 Volt Akku-Batterie gegebenenfalls zu empfehlen.
Eine Eigenart dieses Aufzugs ist die Trennung des Aufzughebels von dem
den Aufzugsvorgang tätigenden Elektromagneten. Das Federhaus F ist an
der Mittelbrücke des Uhrwerkes befestigt und kann zum Anspannen der
99»
Zugfeder durch eine Halteschraube und den im Federhaus befindlichen
Rastlöchern verstellt werden. Der Aufzughebel H mit den zwei Schwung­
massen m und m 1 ist mit dem Federkern verbunden, der auf der Mittel­
achse drehbar gelagert ist. Dieser Hebel greift mit einer Sperrklinke in den
Zahnkranz des Sperrades S, das mit dem Minutenrad in Verbindung steht.
Außerdem trägt der Aufzughebel H den Kontaktarm K 1 .
Der Elektromagnet E hat ein rohrförmiges Gehäuse aus Weich eisen in
dem eine Spule mit Weicheisenkern eingebaut ist. Die Wickelung besteht
A b b . 94. B a tterie-U h r, T u N Ges.
aus emailliertem Kupferdraht. Das eine Drahtende steht mit der einen iso­
lierten Klemme in Verbindung, während das andere Drahtende am Rohr­
gehäuse des Elektromagneten angeklemmt ist. Der Elektromagnet wird von
einer Stütze gehalten, die auf der Werkplatte isoliert gehalten wird. Als
Anker A dient ein Elektromagnetdeckel, der durch eine Scharnierfeder am
Rohrgehäuse gehalten wird, so daß er bei Erregung des Elektromagneten
eine Winkelbewegung ausführt und sich mit seinem ganzen Scheibenumfang
auf das Rohrgehäuse legt. Zur Einstellung des Deckelabstandes dient eine
Halteschraube, die den Deckel in einem Abstand von 0,9 bis 1 mm Abstand
abstützt. Die Scharnierfeder kann durch eine Regulierschraube so ein­
gestellt werden, daß der Deckeldruck 14 g beträgt. Der Anker A trägt den
Kontaktarm K 2, der mit seinem Ende in den Bewegungskreis des Kontakt­
hebels K 1 reicht. Als Funkenlöscher dient eine am Ende des Elektro­
100
magneten angebrachte kleine Spule, deren induktionsfreier W iderstand
etwa 50 Ohm beträgt.
Der Aufzugvorgang spielt sich wie folgt a b :
Durch den Uhrablauf wird der Aufzughebel H und mit ihm der K on takt­
arm K 1, der über die Werkmasse Strom erhält, entgegen dem Uhrzeiger­
sinn gedreht. Dabei nähert sich der Kontaktarm K 1 dem K ontaktarm K 2
allmählich, bis sich beide berühren und der K ontakt geschlossen ist. Der
Elektromagnet erhält Strom und zieht den Ankerdeckel A an. Durch diese
ruckartige Bewegung wird der Aufzughebel H im Uhrzeigersinn herum­
geschleudert, w obei die Kontaktarm e K 1 und K 2 als kraftübertragende
Hebel dienen. Durch die Schwungkraft der Massen m und m 1 des Aufzug­
hebels schwingt dieser einen entsprechenden Winkel weiter und die K on tak t­
arme trennen sich. Der K ontakt ist gelöst und der Ankerdeckel wird durch
die K raft der Scharnierfeder in seine Ausgangsstellung zurückgelegt. Durch
die Schleuderbewegung des Aufzughebels H wird die Zugfeder angespannt
und das eingebaute Gesperr hält ihn in seiner Lage. Durch den Ablauf des
Uhrwerkes wird der Aufzughebel wieder zwangsläufig mitgeführt, bis sich
der Aufzugvorgang wiederholt. In etwa 1/ 30 Sekunde spielt sich der ganze
Aufzugvorgang ab.
Die Größe des Schleuderwinkels vom Aufzughebel ist von der M agnetfeldstärke abhängig und diese wieder vom Zustand der Spannungsquelle. Diese
Umstände haben Einfluß auf die Aufzugfolge, die bei konstanter Spannungs­
quelle in gleichen Zeitabständen stattfindet. Auch bei Veränderung der
Kontaktfolge bei längerem Gebrauch der Batterie auf 3 Minuten Abstand
sind Störungen im Gang des Uhrwerkes nicht beobachtet worden. Der
Stromverbrauch beträgt 0,680 Am p. bei einer Spannung von 4,5 Volt. D ie
Lösung des Kontaktes findet bei dieser Anordnung ruckartig statt, während
der Kontaktschluß allmählich erfolgt, aber der K ontaktdruck sich während
des Aufzugvorganges günstig steigert. Sind Wirkungen des Elektromagneten
und Schleuderwinkel des Aufzughebels gut aufeinander abgestimmt, dann
werden die K ontakte auf lange Zeit betriebssicher arbeiten.
S ch w a ch strom a u fzu g m it B atteriebetrieb der U h ren fa b rik U R G O S ,
Sch w en n in gen
Einen Aufzug besonderer Eigenart, der mit einer Taschenlampenbatterie
betrieben wird, wendet die Firma UEOOS in ihrer Kleinuhr an. Dieser
Aufzug kann nicht ohne weiteres in die bereits besprochenen Schwinganker­
auf züge eingereiht werden, denn er ist auf anderer Grundlage aufgebaut.
Abb. 95 und 96. Der Schwinganker wird in diesem Aufzug durch einen
Elektromagneten ersetzt, der zwischen den Polschuhen eines auf der W erk ­
platte verschraubten Dauermagneten, drehbar angeordnet ist. Der Elektrostabmagnet trägt an seinen Enden Polschuhe, die einseitig gestaltet sind
und die auf der einen Seite über Kreuz angeordnete Erhöhungen tragen.
101
Die beiden Doppel-Polschuhe des Dauermagneten werden durch diesen zu
Magnetpolen und ziehen in Ruhestellung ohne Stromeinfluß den Elektro­
magneten in die gezeichnete Stellung an. Denn der Dauermagnetismus hat
das Bestreben, die ihm zunächstliegenden
Eisenteile stärker anzuziehen, als die weiter
entfernten. Das wird durch die einseitig ge­
stalteten Polschuhe des Elektromagneten er­
reicht. Auf der Schemazeichnung Abb. 96
sind die Polschuhe des Dauermagneten mit
N = Nordpol und S = Südpol bezeichnet
und wird der Weicheisen-Polschuh des
Elektromagneten vom N = Pol angezogen.
Die Wicklung des Elektromagneten ist so
angelegt, daß bei Stromdurchfluß an diesem
oberen Polschuh ein N = Pol entsteht. Da
sich gleichnamige Magnetpole abstoßen, aber
ungleichnamige anziehen, wird der Elektro­
magnet entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn,
eine Drehung ausführen. Denn der dauer­
magnetische Nordpol stößt den elektromag­
netischen Nordpol ab und der dauermag­
netische Südpol zieht den elektromagne­
tischen Nordpol an. Wird der Strom unter­
brochen, so bricht das Elektromagnetfeld
zusammen und der Nordpol des Dauer­
A b b . 95. B a tterie-U h r, U rgos
magneten zieht den Polschuh mit seiner
naheliegenden Erhöhung stärker an, als der
Südpol, wodurch der stromlose Elektromagnet in seine Ausgangsstellung
zurückgedreht wird. Der für den oberen Teil des Magnetsystems geschil­
derte Vorgang spielt sich in gleicher
Weise, nur mit umgekehrten PolbezeichPolschuh der
Polschuh//^
nungen am unteren Teil des MagnetSoul?
systems ab.
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Diese Anordnung ist außerordentlich
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günstig, denn das auf die Achse wir­
kende elektromagnetisch erzeugte Dreh­
moment wird durch die Einwirkung
des Dauermagnetfeldes wesentlich ver­
stärkt.
A b b . 96. B a tterieu h r, U rgos Schem a
In den Abbildungen ist die K ontakt­
einrichtung durch den Aufzug ver­
deckt. Zum Antrieb des Gehwerkes dient eine schraubenartig gewundene
Drahtfeder, die mit Spannung an einem Hebel liegt, der mit einem Sperr kegel in die Verzahnung eines Sperrades greift, das auf der Minutenradwelle
102
befestigt ist. Dieser Hebel trägt auch einen K ontaktstift, der durch B e­
rühren einer Kontaktschiene am drehbaren Elektromagnet den Strom
schließt. Der Elektromagnet wird in oben geschilderter Weise herum­
geworfen, wobei die Zugfeder angespannt wird. In seiner Endstellung wird
er durch einen Prellhebel abgefangen, der zugleich den K ontakt löst und
der stromlos gewordene Elektromagnet schlägt in seine Ausgangsstellung
zurück. Durch den Uhrablauf dreht sich der K ontakthebel mit zurück und
es erfolgt erneuter K ontakt, so daß sich der Aufzugvorgang wiederholt.
Die Aufzugintervalle erfolgen in Abständen von 20 Sekunden, bei einer
Stromaufnahme von 7— 10 mA. W ährend des Aufzugsvorganges wird dem
Gehwerk durch eine eingebaute Kraftreservefeder die benötigte Antriebs­
kraft vermittelt.
Der geringe Stromverbrauch gewährleistet eine Betriebszeit von etwa
einem Jahr, wenn zum Betrieb eine hochwertige Taschenlampenbatterie
verwendet wird. Demgemäß sind die Betriebskosten der Uhr als sehr gering
zu bezeichnen.
Durch die Verwendung antimagnetischer Hemmungsteile hat das diesen
Teilen naheliegende Magnetfeld des Dauermagneten, keine den Gang der
der Uhr störende Einwirkungen.
D ie „E le k tr o z e it-S c h w a ch s tro m u h r “
Die von der Telefonbau- und Normalzeitgesellschaft, Frankfurt a.fM. ge­
baute Schwachstromuhr (Abb. 97) ist mit einem Schwingankeraufzug be­
sonderer Bauart ausgestattet. Die Betriebsspannung beträgt 3 Volt Gleich­
strom. Durch den Einbau invariabler
Unruh und Spirale wird eine gute
Gangleistung des W erkes erreicht und
zugleich die Forderung nach Anwen­
dung eines Präzisionsgangreglers er­
füllt.
Der Antrieb erfolgt vom
Zwischenrad aus, das durch eine
Feder mit dem Aufzug in Verbin­
dung steht. Bei voller Betriebsspan­
nung findet der Aufzugsvorgang in A b ­
ständen von etwa 20 Sekunden statt.
Sinkt die Spannung ab, so wird sich
der Aufzug in kürzeren Abständen
wiederholen, was für die Gangleistung
der Uhr jedoch ohne Einfluß ist.
Besonders beachtenswert ist die A n ­
ordnung des Aufzuges, bei dem der
Schwinganker von dem Aufzugshebel Abb. 97. Elektrozeit-Schwachstromuhr,
getrennt ist und beide auf gesonderter
T u N Ges.
103
Achse gelagert sind. Der einspulige Elektromagnet M ist mit einem nach
oben abgeschrägten Polschuh ausgestattet. Dieses Elektromagnetsystem ist
von einem einseitig gelagerten, U-förmig geschalteten Schwinganker A aus
Dynamoblech umgeben. Bei Stromschluß wird dieser über den Polschuh
in das Kraftlinienfeld des Magneten hineingedreht und nimmt nach Bendigung des Stromflusses durch sein Übergewicht am kurzen Hebelarm die in
der Abbildung sichtbare Ausgangsstellung ein.
Der Aufzugshebel A H mit seinen 2 Schwunggewichten 0 dient zum An­
spannen der Antriebsfeder, die bei diesem Werk mit dem Zwischenrad ge­
koppelt ist. Der Kontaktarm K I ist mit dem Schwinganker fest verbunden
und der Kontaktarm K I I am Aufzughebel angebracht. Die Abbildung
zeigt das Werk nach erfolgtem Aufzug. Durch den Ablauf des Werkes dreht
sich der Aufzughebel A H zwangsläufig mit und der Kontaktarm K I I nähert
sich dem Kontaktarm K I, bis durch Berührung dieser der Kontakt ge­
schlossen wird. Der Schwinganker wird angezogen und der Aufzughebel
A H herumgeschleudert, wodurch die Feder angespannt wird. Die Kontakt­
arme dienen dabei als Kraftübertragungshebel. Durch die Schleuderkraft
des Hebels A H führt dieser noch einen zusätzlichen Drehwinkel aus, wobei
die Kontaktarme plötzlich getrennt werden. Der Kontakt ist geöffnet und
der Schwinganker geht in seine Ausgangsstellung zurück.
Über die Arbeitsweise des Kontaktes ist zu sagen: Ein- und Ausschaltepunkt liegen räumlich getrennt, die Kontaktteile gleiten aneinander ab,
was für die sichere Kontaktgebung von besonderem Vorteil ist. Der Kontakt­
schluß erfolgt jedoch allmählich, sein Druck wird erst während des Aufzug­
vorganges gesteigert. Bei schwachen Strömen, wie ein solcher bei diesem
Aufzug zur Wirkung kommt, ist der Kontakt als betriebssicher zu be­
zeichnen.
Schw ingankeraufzug m it Schwungrad der T u N-Gesellschaft
Abb. 98 zeigt einen Schwachstromaufzug der T u N-Gesellschaft, der
in Pendeluhren angewendet wird. Die Anordnung zeigt eine Lösung des
Aufzugvorganges, die sehr viele Vorteile in sich vereint. Zwischen den Pol­
enden des Elektromagneten A ist der Schwinganker B auf einem Anrichte­
stift gelagert. Er ist stromführend und trägt den Kontaktarm C. In dem
großen Schwungrad D, das ebenfalls Strom führt, ist der Kontaktstift E
befestigt. Mit diesem Schwungrad fest verbunden ist die Schnurrolle G,
an der das Gewicht J mit der Schnure befestigt ist. Über das Sperrad H
und die Sperrklinke F erfolgt die Kraftübertragung zum Minutenrad und
dient als Zwischenglied eine schraubenartig gewundene Drahtfeder, die
auch während des Aufzugvorganges kraftgebend wirkt. Als Antriebskraft
für das Uhrwerk dient lediglich das Gewicht J . Die Abbildung zeigt den Auf­
zug in Kontaktstellung durch Berührung der Kontaktteile C und E. Durch
die Wirkung des Elektromagneten wird der Anker in die Pole hineingedreht,
104
wobei der Arm C das Schwungrad in Bew e­
gung setzt. Steht der Anker parallel zum K ra ft­
linienfeld, so wird er angehalten, das Schwung­
rad jedoch dreht sich weiter, wodurch der K o n ­
takt gelöst wird. Die gesamte Drehbewegung
des Schwungrades, die abhängig von dem K raft­
impuls des Schwingankers ist, wird zum Heben
des Gewichtes J benutzt. Der Aufzug arbeitet
mit Batteriebetrieb ohne mechanische K ra ft­
reserve.
Der Gewichtsantrieb gewährleistet
gleichmäßige Antriebskraft und die Aufzugsfolge
kann in größeren Abständen stattfinden. Es ist
der einzige Aufzug, bei dem der Drehwinkel des
Schwingankers beim Aufzugvorgang voll ausge­
nützt werden kann, da dieser vom Schwung­
radaufzug völlig getrennt arbeitet. (Siehe
Seite 186 T u N-Hauptuhr, neue Anordnung
des Schwingankersystems.)
A b b . 98.
S c h w in g a n k e r ­
A u fz u g m it S c h w u n g r a d ,
D er elektrisch e A u fzu g fü r P räzision su h ren v o n D r. R iefler
Ein Gewichthebelaufzug von höchster Präzision wurde von Dr. R ief­
ler, München, der jetzigen Firma Clemens Riefler, Nesselwang (B ayern)
entwickelt.
Dieser Aufzug ist nicht für Gebrauchsuhren bestimmt, sondern für Se­
kundenpendeluhren, die wissenschaftlichen Zwecken dienen und unter
steter Kontrolle von Fachleuten stehen. Die von der Firma Clemens
Riefler mit diesem Aufzug ausgestatteten Präzisionsuhren sind teilweise
in luftdicht verschlossenen Gehäusen untergebracht. Der obere Teil dieser
Gehäuse ist ein glockenähnlicher Glassturz, der auf dem Werkhaltegestell
mit einer Dichtung auf sitzt. Das Uhrwerk ist von diesem nach allen Seiten
gut sichtbar umschlossen. Der untere Teil des Gehäuses ist meist ein K upfer­
zylinder, unten verschlossen und mit einem Hahn mit Schlauchansatz ver­
sehen. Durch eine Luftpum pe wird der Luftdruck im Gehäuse gegen den
Außenluftdruck vermindert, um Beeinflussung von Außenluftdruck­
schwankungen auf das Pendel auszuschalten. Für den K ontakt des A u f­
zuges hat das den Vorteil, daß die Einwirkung des Luftsauerstoffes in dem
luftverdünnten Raum wesentlich gemindert ist.
Ein weiterer Vorzug liegt darin, daß die Uhr bei dem automatisch vorsichgehenden Aufziehen weder Erschütterungen, welche stets von Nachteil
auf den Gang der Uhr sind, noch anderen zufälligen Störungen ausgesetzt
ist. Das etwa V-J2 bis 2 kg schwere Zuggewicht der Uhren mit gewöhnlichem
Gewichtsaufzug ist bei dem im nachfolgenden beschriebenen elektrischen
Aufzug D R P durch einen etwa 10 g schweren Gewichtshebel g (Abb. 100)
ersetzt, welcher die Uhr treibt. Die Kraftübersetzung von der Kraftquelle
(Gewichtshebel) bis zum Gangrad ist nur eine 71/2fache gegenüber der
900fachen des gewöhnlichen Aufzuges.
Abb. 99 zeigt ein vollständiges Uhrwerk Type D mit dem elektrischen
Aufzug, und in Abb. 100 ist dieser Aufzug schematisch dargestellt.
A b b . 99. P rä zision s-A u fzu g v o n R ie fW , S ekun d en p end el­
U hrw erk
Dieser Gewichtshebel g hat seine Drehachse an dem einen Ende bei a
(Abb. 100) und greift mittels der Sperrklinke e in das Schaltrad s ein, welches
wiederum mit dem Rad m der Uhr mittels eines Gegengesperrs in bekannter
Weise verbunden ist. Das Rad m (bei Uhren mit gewöhnlichem Gewichts­
aufzug Mittelrad genannt) greift direkt in das Trieb der Gangradwelle ein.
Der Gewichtshebel g sinkt infolge der Schwerkraft bei jedem Pendelschlag
der Uhr nach unten, indem er hierbei mittels der Einfallklinke e das Schalt­
rad s in dieser Richtung mitnimmt, und dadurch auch das Mittelrad m
in Drehbewegung setzt und somit das Gangrad und die Zeigerwerksräder
der Uhr antreibt. Sobald der Gewichtshebel g in seine tiefste Stellung gl
106
gelangt ist, komm t er auf den Schleifkontakt d des Ankerhebels h des
Elektromagneten b zu liegen und schließt so den Stromkreis der Batterie u.
Der Anker wird nun angezogen und die Drehbewegung des Ankerhebels h
wird den Gewichtshebel g in seine Anfangstellung hochheben, so daß
er von neuem Triebkraft liefern kann. W ährend des Hochhebens des Ge­
wichtshebels g wird die Triebkraft der Uhr durch die Feder des Gegengesperres geliefert. Damit sich das Schaltrad s dabei nicht zurückdrehen
kann, ist der Sperrhebel k angebracht.
Der elektrische K ontakt zwischen den H ebeln g und h ist ein Schleif­
kontakt, weil die Drehachsen der beiden Hebel g und h nicht zusammen­
fallen. Derselbe bleibt nahezu während der ganzen Dauer des Hubes ge­
schlossen und erst im letzten Moment der Hebung kom m t der Isolierstein i
des Hebels h mit der an der Feder c vorhandenen Kontaktfläche des Hebels g
in Berührung. Hierdurch wird der Strom unterbrochen und der Anker­
hebel h durch die Abreißfeder herabgezogen.
Je nachdem die von der Batterie u gelieferte Stromstärke größer oder
kleiner ist, wird der Gewichtshebel g mehr oder weniger über die Höhe
hochgehoben, welche er im Moment der Stromunterbrechung erreicht hat.
Bei sehr starkem Strom wird der Hebel so hochgeschleudert, daß er nach
38 bis 40 Sekunden wieder herabsinkt und nach erfolgtem K ontakt wieder
heraufgezogen wird, während beim schwächsten noch eine W irkung hervor­
bringenden Strom dieses Aufziehen alle 20 bis 22 Sekunden erfolgt.
Um den Strom regulieren zu können, ist in den Stromkreis, der aus
drei Trockenelementen bestehenden Batterie ein Widerstand eingeschaltet.
107
Der zwischen 0 und 50 Ohm variable Widerstand wird durch den Schieber
t so eingestellt, daß das elektrische Aufziehen des Gewichtshebels etwa
alle 32 bis 34 Sekunden erfolgt.
Da die Spannkraft der Batterie, wenn die Elemente noch neu sind drei­
mal 1,4 also 4,2 Volt beträgt, im Laufe der Zeit abnimmt, so maß eine
etwa monatliche Kontrolle gehalten werden, ob der Gewichtshebel noch
zu einer hinreichenden Höhe hochgehoben wird! Wenn der Hub in kürzeren
Intervallen, als in 28 Sekunden stattfindet, so muß der Widerstand auf
einen etwas niedrigeren Stand eingestellt werden. Wird eine Akku-Batterie
als Stromquelle angewendet, so werden 2 Elemente benötigt. Die Spann­
kraft derselben beträgt 2 - 2 = 4 Volt, also nahezu ebensoviel, wie jene
der 3 Trockenelemente. Es ist nicht zu empfehlen eine Batterie von höherer
Spannung als 4 Volt anzuwenden, weil sonst der elektrische Kontakt dar­
unter leidet.
Um den Kontakt leicht reinigen zu können, was alle 2 bis 3 Jahre nötig
sein wird, ist am Zifferblatt der Uhr an der betreffenden Stelle eine Öffnung
angebracht und der Uhr zum Reinigen des Kontaktes eine Feile, bestehend
aus einem kleinen, an der Oberfläche durch Abschleifen rauh gemachten
Stückchen Stahlblech beigegeben. Der Kontakt darf nicht mit Schmirgel­
papier gereinigt werden, weil die kleinen Steinkörner desselben sich leicht
im Platin festsetzen und so isolierend wirken.
Das „C on tin ova -W erk Nr. 1000“ der Firma Jauch & Schmid für G leichund W echselstrom
Unter den verschiedenen Werktypen der Firma Jundes ist das ContinovaWerk Nr. 1000 das bekannteste. Es hat sich in jahrzehntelangem Gebrauch
gut bewährt und dadurch wesentlich dazu beigetragen, die elektrische
Einzeluhr einzuführen. Abb. 101a und b zeigen das Werk von der Rück­
seite und seitlich gesehen. Als Antrieb dient eine im Federhaus unter­
gebrachte Zugfeder, die vom Aufzug über das Getriebe durch Drehung
des Federkerns aufgezogen wird. Durch Einbau einer elfsteinigen schweizer
Ankerhemmung, ist für Erreichung guter Gangergebnisse Gewähr ge­
leistet. Das Aufzuggetriebe ist mit dem Laufwerk gemeinsam zwischen
den Werkplatten gelagert, während die Aufzugteile gesondert auf der hin­
teren Werkplatte aufgebaut sind. Die Anordnung des Elektromagneten
weicht von der üblichen Form insofern ab, daß die Magnetkerne im Schräg­
winkel zum Joch stehen, um dem Schwinganker entsprechende Größe zu
geben und die Abmessungen der Aufzugteile der Werkgröße anzupassen.
Das Werk, das in seinen elektrischen Teilen den VDE-Bestimmungen
entsprechend ausgeführt ist, hat Thermosicherung, um es vor t berlastung
zu schützen. Der Schwinganker arbeitet über ein Sperrad, das mit der
ersten Welle des Aufzuggetriebes fest verbunden ist. Er schaltet bei jedem
Aufzugvorgang das Sperrad um einen Zahn vorwärts. Die Wirkungsweise
108
des Aufzuges ist auf Seite 97 ein-
die Spannung gelegt, so wird der
Aufzug in kurz aufeinanderfolgenden Aufzugvorgängen arbei­
ten, bis die Anspannung der Zug-
j
»
'
1
M ^
der Uhr geregelt werden.
Die Anspannung der Zugfeder
Abb‘ 101 a‘
^ ^
erfolgt bei der Rückführung des
Schwingankers in seine Anfangs­
stellung, wozu die in einem verstellbarem Pederhaus untergebrachte A n ­
spannfeder dient. Dieses Federhaus ist in der Abb. 101a unter dem Sperr­
rad teilweise sichtbar. Der durchbohrte Federkern ist drehbar auf der
Sperradwelle gelagert und mit dem Schwinganker fest verbunden. Durch
Verstellen des Feder­
hauses wird die AnspannÄ. ' Y I
JH
JU
feder in ihrer KraftäußeV_
rung dem Aufzugvor­
gang angepaßt, so daß
diese die Zugfeder voll
aufziehen kann.
A b b . 1 0 1 b . C o n tin o v a w e rk , S e ite n a n sich t
Das kräftig gebaute
W erk, Plattendurchmes­
ser 75 mm, ist für Ziffer­
blätter bis 50 cm D urch­
messer geeignet. Durch
Auswechseln der Spulen­
wicklungen
und
der
Thermosicherung kann
es allen normalen Span­
nungen der Gleich- und
Wechselstromnetze an­
gepaßt werden.
109
Das „O ptim aw erk Nr. 5 0 0 0 “ der Firm a Jauch & Schmid für Gleichstrom
Ein Selbstaufzugwerk das nur für Gleichstrom 110/220 Volt Verwendung
findet, wird von der Firma Jauch <Sc Schmid hergestellt. Abb. 102a und b
zeigt das Werk in der Rück- und Seitenansicht. Als Antrieb ist eine Zug­
feder im Federhaus eingebaut, die über das Aufzuggetriebe vom Federkern
aus angespannt wird. Der Schwinganker trägt einen Gewichthebel mit
Schwungmaße, der beim Aufzugvorgang hochgeschleudert wird. Infolge
seines Gewichtes sinkt er in seine Ausgangsstellung herab und spannt dabei
die Zugfeder an. Das Werk ist mit Kippkontakt ausgestattet, dessen Wir-
A b b . 10 2 a . O ptim aw erk N r. 5000, J u ndes
A b b . 1 0 2 b . O ptim aw erk, S eitenansicht
kungsweise eingehend auf Seite 96 beschrieben ist. Durch den verhältnis­
mäßig langarmigen Schwunghebel und die an diesem wirkenden Kräfte
der Trägheit der Maße, wird ein verhältnismäßig ruhiger Aufzugvorgang
erreicht. Die Abb. 102a zeigt das Werk bei voll angespannter Zugfeder.
Der Aufzugvorgang hat sich so oft wiederholt, bis die Malteserkreuz-Stellung
auf dem Federhaus zur Wirkung kommt. Beim Ablauf des Uhrwerkes sinkt
der Schwunghebel zwangsläufig nach unten, bis durch den Kippkontakt
Stromschluß erfolgt und der Schwunghebel wieder hochgeschleudert wird.
Das erfolgt bei normalem Betrieb in Abständen von etwa 5 Minuten.
Laufwerk und Aufzuggetriebe sind gemeinsam zwischen den Werk­
platten gelagert, und der Aufzug ist gesondert auf die hintere Werkplatte
aufgebaut. Das zwischen Schwinganker und Aufzuggetriebe eingebaute
Fortschaltgesperr ist durch die vorgelagerten Aufzugteile verdeckt und da­
her in der Abbildung nicht sichtbar.
110
Die siebensteinige Ankerhemmung ist mit Kraftregler und F ein ­
regulierung ausgestattet und bietet somit volle Gewähr für gute Gang­
ergebnisse.
Verwendbar ist das W erk bis zu einem Zifferblattdurchmesser von 50 cm
und kann durch Auswechseln der Spulenwicklungen und der Thermo Sicherung auf jede normale Spannung der Gleichstromnetze umgestellt
werden. Die Abmessungen des Werkes sind: Platinen 94 •67 mm und
W erkhöhe 57 mm.
D ie „Q u e c k s ilb e r -S c h a ltr ö h r e “ als A u fz u g k o n ta k t
Als K ontakt in Aufzügen, den Hebel- und Federkontakten weit über­
legen an Leistung und Betriebsdauer, ist die Quecksilber-Schaltröhre. Die
Schaltröhre von geringen Abmessungen hat eine Schaltleistung von 500 W att,
so daß eine 100— 200fache Sicherheit beim Schalten besteht, da die A u f­
züge meist nur mit etwa 2,5 bis höchstens 5 W att arbeiten. Ein- und Aus­
schalten des Stromes wird durch Verlagern der Schaltröhre getätigt, so
daß beim Einschalten das Quecksilber die beiden Stromeingänge in der
Schaltröhre verbindet. Beim Ausschalten reißt das Quecksilber von der
einen höhergelegenen Einmündungsstelle ab und verläuft nach der tiefer­
liegenden Seite der Schaltröhre. Das Trägheitsmoment und die Schwung­
kraft sind bei dem dickflüssigen Quecksilber verhältnismäßig groß, weshalb
beim Ausschalten durch die Winkelbewegung der Schaltröhre eine V er­
zögerung beim Lösen des Kontaktes eintritt. Es läßt sich daher der Schalt­
vorgang nicht genau bestimmen, wenn die Schaltung langsam durch Führen
mit der H and ausgeführt wird. Es ist auch darauf zu achten, daß mit
Quecksilberröhren ausgestattete Uhren genau in der W aage auszurichten
sind, da sonst die Schaltröhre nicht einwandfrei arbeitet. Bei Schwinganker­
aufzügen ist die Ausschaltstellung der Röhre genau zu ermitteln, damit der
Schwinganker noch vor der Mittellage zum Magnetfeld freigegeben wird.
Sind alle diese Forderungen erfüllt, dann ist ein sicherer Schaltvorgang
durch die Quecksilberröhre gewährleistet.
Aufzüge, die mit einer Schaltröhre ausgestattet sind, arbeiten etwas
ruhiger und langsamer als solche mit Hebelkontakten. Das bedeutet eine
wesentlich geringere Belastung der mechanischen Aufzugteile, also einen
nicht zu unterschätzenden Vorteil.
Die Schaltröhre ist in einem Gestell untergebracht, in dem sie meist
durch Klemmfedern gehalten wird, um sie bei Bearbeitung der Uhr leicht
lösen zu können. Dieses Gestell ist mit dem Schwinganker verbunden,
muß aber verstellbar angeordnet sein, damit die Schaltröhre für die richtige
Kontaktgebung eingestellt werden kann. A bb. 103 zeigt im Schema einen
Aufzug mit Schaltröhre. Zwischen den Polen des Elektromagnetes 1 schwingt
111
der Anker 2 um die Achse mit dem Sperrad 6, das durch die Sperrklinke 5
und die festverankerte Klinke in bereits beschriebener Weise beim Schalt­
vorgang mechanisch vorwärts geschaltet wird. An dem Anker 2 ist das
Gestell mit der Schaltröhre angebracht, außerdem trägt dieser den Gewüchtshebel 4. Die Abbildung zeigt den Aufzug in Kontaktstellung. Der
Anker wird durch das magnetische Feld der Polenden in diese hineingedreht
und hebt dabei den Gewichtshebel 4. Die Schaltröhre muß diese Winkel­
bewegung mit ausführen, wodurch sie ihre
Lage verändert. Das Quecksilber gibt die
linke Stromzuführurjg frei und der Strom­
fluß ist unterbrochen. Durch die Schwung­
kraft des Gewichtshebels wird dieser noch
eine zusätzliche Winkelbewegung ausführen,
bis das Gewicht zurückfällt und der Anker
mit dem Sperrkegel 5 in das Sperrad 6 ein­
klinkt. Beim weiteren Absinken des Gewicht­
hebels wird über das ■Sperrad der Aufzug
der Feder getätigt. Sinkt der Hebel soweit
herab, daß sich das Quecksilber wieder nach
der Kontaktzuführung verlagert, erfolgt der
Kontaktvorgang erneut und so oft, bis die
Kraft der angespannten Zugfeder die Ge­
Aufzug mit Quecksilber­
schaltröhre
wichtskraft ausgleicht.
Dann regelt der
Ablauf des Uhrwerkes die Folge der Auf­
zugvorgänge, die je nach Bauart der Uhr zwischen 3 und 10 Minuten statt­
finden.
Die StromÜbertragungslitzen zu den Einführungsstellen der Schaltröhre
müssen lang genug sein, damit sie der Schaltröhre genügend freies Spiel
ermöglichen. Für gute Isolierung dieser Litzen, am vorteilhaftetsen durch
Aufreihen von Glasperlen, ist zu sorgen.
Bei allen Aufzügen mit dieser Befestigungsart der Schaltröhre kann
von einem ,,Kippen“ der Schaltröhre nicht gesprochen werden. Die Schalt­
röhre wird in diesem Falle „geschleudert“ , wobei sie die benötigte Winkel­
bewegung mit ausführt. Je näher die Haltung der Röhre der Achse des
Schwingankers gebracht wird, desto günstiger wird die Schaltbewegung
und um so gleichmäßiger wird die Schaltung erfolgen. Diese Anordnung
sollte bei Neukonstruktionen unbedingt berücksichtigt werden.
Den VDE-Vorschriften entsprechend gebaut, ist das Werk mit einer
Thermosicherung versehen, die in der Abbildung unterhalb der Spulen
angebracht ist, aber teilweise vom Kontaktkipper verdeckt wird.
Eine Überlastung der Schaltröhre kann in Uhren wohl nur durch Kurz­
schluß entstehen, es ist aber geboten, diese Uhren durch eine Thermo­
sicherung zu schützen. Für eine wirksame Funkenlöschung ist zu sorgen,
um die Röhre zu schonen und Rundfunkstörungen zu unterbinden.
112
D ie „E le k tro z e it-S ta rk s tro m u h r“
Eine Starkstromuhr mit Quecksilberkontakt (Abb. 104) wird von der
Telefonbau und Normalzeit-Gesellschaft hergestellt. Das W erk ist mit m e­
chanischer Kraftreserve ausgestattet und unter Berücksichtigung aller in
Frage kommenden Forderungen der VD E-Vorschriften gebaut. Die H em ­
mungsteile der zuverlässig arbeitenden Ankerhemmung mit kom pen­
sierender Unruh wird durch eine eiserne
Schutzkapsel abgeschirmt, um diese gegen
die Einwirkung auftretender magnetischer
Streufelder zu schützen. Damit ist auch die
Forderung erfüllt, daß Einzeluhren mit Prä­
zisionsreglern ausgestattet sein müssen.
Am Schwinganker ist ein Gewichtshebel
angebracht, der durch den Aufzugsvorgang
gehoben wird und beim Rückgang durch
sein Gewicht die Zugfeder über das A ufzug­
getriebe anspannt. Durch die am Schwing­
anker von einem verstellbaren Halter ge­
tragene Quecksilberschaltröhre wird der K o n ­
takt getätigt und der Aufzugvorgang ge­
steuert. (Siehe Seite 112.) Nachdem die Zug­
feder durch wiederholten Aufzugvorgang für
genügende Kraftreserve angespannt ist, wird
die Folge der Aufzüge durch den Ablauf der
Abb. 104. Elektrozeit-Starkstromuhr, T u N Ges.
Uhr zwangsläufig geregelt. Der Aufzug ar­
beitet sehr ruhig, so daß bei angespannter
Zugfeder, der in Abständen erfolgende Aufzugvorgang kaum störend
empfunden werden kann, wenn das W erk im geschlossenen Gehäuse ein­
gebaut ist.
Der Energieverbrauch des Aufzuges beträgt etwa 2,5 W att. Das ist
für die Schaltröhre eine sehr geringe Belastung, so daß eine fast unbegrenzte
Schaltfähigkeit der Röhre gewährleistet ist. Ein weiterer Vorzug dieses
Werkes ist darin zu sehen, daß durch die Anwendung der Quecksilber­
schaltröhre ein ruhiger Aufzugvorgang erzielt wird. Die Zuverlässigkeit
der Aufzugmechanik wird dadurch erhöht und deren Beanspruchung ge­
mindert.
A llstrom u h r
Die Werke der Allstromuhren sind für Gleich- oder Wechselspannung
110— 240 Volt anschließbar, und deren Umschaltung ist je nach W erk­
bauart verschieden. In bezug auf W erkaufbau, Anordnung der kontakt­
gebenden und aufzugbetätigenden Organe sind diese W erke den vor­
gehenden Ausführungen grundsätzlich unterstellt. Es sollen darum in
8
Schmidt, Elektrische Uhren
113
diesem Abschnitt lediglich die Einrichtungen besprochen werden, die
diese Werke als Allstromwerke kennzeichnen. Unbedingte Betriebssicherheit
und leichte Einsteilbarkeit auf die vorgesehene Betriebsspannung, sind
neben einwandfreier Werkausführung,
die beste Gangergebnisse gewähr­
leistet, Voraussetzungen die an eine
Allstromuhr gestellt werden müssen.
Ein gutes Beispiel dafür ist das All­
stromwerk der T u N - Gesellschaft
(Abb. 105).
Die Wicklung der Erregerspule ist
den verschiedenen Stromarten und
Spannungen entsprechend unterteilt.
An einer Klemmleiste, die am Elektro­
magnetgestell angebracht ist, sind für
die Umschaltung drei Schraublaschen
vorgesehen (Abb. 105 und 106). Durch
Versetzen einer „ro t“ gekennzeich­
neten Schraube S wird die Umschal­
A b b . 105. A llstro m u h r, T u N Ges.
tung vorgenommen. Vom Hersteller­
W e rk a n sich t
betrieb wird das Werk für 220 - 240
Volt Gleich- und Wechselstrom be­
triebsfertig geliefert. Soll das Werk für eine andere Stromart und Spannung
umgestellt werden, dann wird die rote Schraube S in eine andere Schraublasche umgesetzt, wie aus der Abb. 106 ersichtlich ist. Diese Anordnung
der Umstellung auf andere Stromart und Spannung hat den Vorzug, daß
keinerlei Verbindungen gelöst und umgesetzt werden müssen und daß stets
eine sichere Abgrenzung der entsprechenden Teilwicklung der Erregerspule erfolgt.
Eine eingebaute „Sicherheitsabschaltung“ schützt die Erregerspule vor
Überlastung. Diese kann eintreten, wenn das Werk an eine höhere Spannung
oder andere Stromart gelegt wird, als dies der
Stellung der Schraube S entspricht. Auch wenn die
Quecksilber-Schaltröhre aus irgendeinem Grunde
nicht abschaltet, oder es würde dauerndes Auf­
ziehen stattfinden, wenn z. B. die Zugfeder ge­
sprungen ist, wird die Erregerspule überlastet und
die Sicherheitsabschaltung tritt in Tätigkeit.
A b b . 106. A llstrom u hrIn Abb. 107 ist neben der Erregerspule eine
A n sch lu ß -S ch em a
bimetallische Blattfeder B sichtbar, die an ihrem
unteren Ende durch eine Verschraubung gehalten
wird. Am oberen Ende ist diese mit einem Loch versehen, in das die Feder F
eingehängt ist. Die Feder F steht unter Federdruck, so daß diese nach oben
ausklinkt, wenn die Haltung durch die Blattfeder B gelöst wird. Bei Ein­
114
treten einer Überlastung der Erregerspule erwärmt der Heizwiderstand,
zwischen Erregerspule und bimetallischer Blattfeder B, letztere und diese
biegt infolge ihrer Beschaffenheit nach links ab und gibt die Feder F frei.
Mit dieser ist ein Schalter gekoppelt, der die Stronizuführung unterbricht.
Vergleiche Abb. 107a und b. Ist die Störungsursache behoben, dann wird
die Blattfeder B etwas nach links abgebogen und die Feder F wieder ein­
gehängt. Die Uhr ist wieder betriebsfertig. Mit
dieser Sicherheitsabschaltung ist der Vorteil ver­
bunden, daß diese nicht selbsttätig wieder ein­
B -i
schaltet, wenn eine Störung eingetreten ist und
I
die Uhr wird von der Spannung gelöst. Sie er­
I
weist sich zugleich als „W arnsignal“ , daß sich
eine Störung eingestellt hat, oder Spannung
und Stromart nicht der Spuleneinstellung ent­
sprechen.
e in g e sch a lte t
au sp eschaltet
In diesem W erk steht die Erregerspule senk­
a
b •
recht. Der als Anker wirkende Eisenkern bewegt
Abb. 107. Allstromuhrsich lose im Hohlraum der Spule und ist oben am
Thermo-Sicherheits­
abschaltung
Aufzug-hebel befestigt, der an einem Arm die
Quecksilberschaltröhre trägt. Vor dem Aufzug­
vorgang hängt der Eisenkern etwa ein Drittel seiner Länge aus dem
Hohlraum der Spule nach unten heraus. Schaltet die Quecksilberröhre
ein, dann zieht die Spule den Eisenkern in ihren Hohlraum hinein,
der Aufzughebel wird gehoben und die Röhre gekippt, wodurch diese aus­
schaltet. Diese Anordnung ist bei der Allstromahr besonders günstig, da
die auftretenden magnetischen Feldlinien bei den verschiedenen Strom­
arten und Spannungen auf den Anker in seiner Länge und seinem ganzen
Umfang wirken.
S ch w a ch stron im otor fü r G ew ich tau fzu g „S y s te m B o h m e y e r“
ln den Signal- und Hauptuhren der feinmechanischen Werke Halle ist
ein Aufzugmotor nach Abb. 108 eingebaut. Der Elektromagnet E und der
Anker A sind aus lamelliertem Eisenblech gefertigt. Die Elektromagnetpole a und b sind zum Drehpunkt des Ankers kreisbogenförmig ausgestaltefc
und stehen in einem Öffnungswinkel von 90^ zum Ankerdrehpunkt. Der
in seiner Grundform viereckige Anker ist an den Ecken kreisbogenförmig
abgedreht und an seinen Längsseiten ausgespart. Er ist mit seiner Achse
drehbar im Gestell gelagert. Diese, trägt, in der Abbildung nicht sichtbar,
hinter dem Anker ein Trieb, das mit dem Untersetzungsgetriebe des A uf­
zugs gekoppelt ist. Auf dem Ankerbutzen ist ein vierzahniges Sperrad
angebracht, in dessen Zähne die Sperrklinke S greift und den Anker in
seiner Ruhestellung, wie in der Abbildung, festhält. Der Pfeil mit 0 deutet
die Kraft des Gewichtzuges an, die auf den Anker wirkt. An dem vier8*
115
A b b . 108. S ch w a ch strom -A u fzu g m o to r, S ystem B oh m eyer,
F ein m ech . W erk e, H alle
teiligen Kollektor K liegen die beiden Kollektorfedersätze F 1 und F 2,
die in Ruhestellung des Ankers auf Kontakt stehen. Zur Funkenunter­
drückung dient die bifilar gewickelte Spule c.
Wird der Aufzugkontakt geschlossen (siehe
unten), dann werden die Pole a und b die
nächststehenden Ankerpole anziehen, der Anker
dreht sich, bis kurz vor dem Gegenüberstehen
der Magnet- und Ankerpole durch den Kollektor
der Kontakt geöffnet wird. Durch die Schwung­
kraft des Ankers dreht sich dieser weiter, bis
der nächstfolgende Kontaktschluß erneuten
Drehimpuls gibt.
Der Motor wird für 6, 8, 12 und 24 Volt ge­
baut und kann für Gleich- und Wechselstrom
verwendet werden. Bei verhältnismäßig geringer
Stromaufnahme ist er sehr leistungsfähig, läuft
leicht an und bietet die Gewähr für einen gleich­
mäßigen Aufzug der Gewichte.
Der A uf Z ugschalter:
Abb. 109. Aufzug-KippSystem Bohmeyer
Schalter,
116
Am Halter der Rolle vom Gewicht 0 1 ist ein
Auslösehaken A angebracht, der in eine Aussparung des Kippschalters K hineingreift.
Abb. 109 zeigt die Schalteinrichtung bei Beginn
des Aufzug Vorganges. Die Gewichte werden gehoben, der Auslösehaken A
nimmt den K ipper K mit und dreht diesen, bis das Übergewicht den
Kipper herumlegt. Begrenzt wird die Bewegung des Kippers durch den
Stift S, der in die Aussparung A s hineinragt. Ein, in der Zeichnung
nicht sichtbarer Federkontakt wird geöffnet und der Aufzug ist beendet.
Laufen die Gewichte ab, nimmt A deft K ipper wieder mit und dieser legt
sich um, gibt den K ontakt frei und dieser schließt den Stromkreis wieder
für einen Aufzugvorgang. Der Aufzug erfolgt in etwa zweistündigen
Abständen. Bleibt die Spannung aus, dann läuft die Uhr bis die Ge­
wichte im Gehäuseboden aufsetzen, in Kraftreserve. Beim Einsetzen der
Spannung werden die Gewichte wieder aufgezogen, bis die selbsttätige
Ausschaltung erfolgt. Dieser Aufzugschalter hat sich als unbedingt b e­
triebssicher bewährt.
K ontaktlose A u fzü ge für U hrw erke
Alle mit Kontakten ausgestatteten Aufzüge haben durch ihre Eigenart
bedingte Nachteile. Diese sind: Hohe Beanspruchung der K ontaktteile,
Funkenbildung und damit verbundene Rundfunkstörungen und beim A u f­
zugvorgang entstehende Geräusche. Wenn auch diese Nachteile teilweise
durch entsprechende Maßnahmen behoben werden können, so liegt es doch
sehr nahe, Aufzugbauarten ohne K ontakte anzuwenden, da auf diese Weise
alle vorerwähnten Nachteile hinfällig werden.
Derartige Aufzüge sind jedoch nur für Daueranschluß an daCs W echsel­
stromnetz vorgesehen, da der Polwechsel des Netzstromes in diesem Falle
die Kontakte ersetzen kann. In den bereits hergestellten kontaktlosen A u f­
zügen ist das Antriebsorgan eine durch die W irkung der Wechselspannung
in Drehung versetzte Achse, deren Umlaufzahl meist sehr niedrig gehalten
ist. Der Stromverbrauch beträgt nur 0,5 bis höchstens 3 W att, je nach
Bauart des Aufzuges, der bei Alleinbetrieb im Stromkreis vom Zähler nicht
angezeigt wird. Um den Daueranschluß an die Netzspannung zu ermöglichen,
muß die W icklung für das Magnetfeld entsprechend hochohm ig sein, was
bereits aus dem vorerwähnten geringen W attverbrauch hervorgeht. In ­
folgedessen ist auch das Drehmoment der angetriebenen Achse sehr gering,
und diese Aufzüge benötigen daher ein hohes Untersetzungsgetriebe zum
Anspannen der Zugfeder. W enn dies auch einen höheren Herstellungspreis
dieser Uhrwerke bedingt, so sind doch die Vorteile eines kontaktlosen A u f­
zuges wesentlich und bieten dafür einen wertvollen Ausgleich.
Die Entwicklung der kontaktlosen Aufzüge ist im besonderen für die
Einzeluhr von Bedeutung geworden, da der geräuschlose Aufzug vor allem
in diesen Uhren bevorzugt wird.
117
Der Ferraris-M otor
Der Ferraris-Motor, auch Wirbelstrommotor genannt, ist ein Wechselstrom-Induktionsmotor. Von deutschen Ingenieuren erstmalig entwickelt,
wurde dieser von dem Italiener Ferraris verbessert.
Die Wirkungsweise des Ferraris-Motors beruht auf Entstehen eines
magnetischen Drehfeldes. Eine in diesem Drehfeld angeordnete drehbare
Scheibe oder ein Zylinder wird unter der Einwirkung des Drehfeldes in
Umdrehung versetzt. Diese ist abhängig von dem magnetischen Feld der
Spule, von der Verschiebung der Phasen zueinander, vom Material des
Läufers und der entstehenden Wirbelstromenergie, die auf den Läufer ein­
wirkt (Scheibe oder Zylinder).
Abb. 110 zeigt einen Ferraris-Motor in schematischer Darstellung. Der
aus lamelliertem Eisenblech gefertigte Statorrahmen S trägt eine Spulen­
wicklung W. Dieser gegenüber ist der Rahmen etwa 2 bis 3 mm geöffnet,
so daß die Pole P und P 1 entstehen. Der Pol P ist geteilt, und das eine
Polende trägt einen Kurzschluß­
ring aus Kupfer K. Zwischen den
Polen P und P 1 ist eine dreh­
bare Metallscheibe R aus Alu­
minium oder Kupfer von etwa
50 mm Durchmesser so gelagert,
daß sie in der Mitte zwischen
den Polen läuft. Die Scheiben­
achse ist seitlich angeordnet, so
A b b . 110. F erra ris-M otor, S chem a
daß der Scheibenumfang nahe
den Polen zu stehen kommt.
Wird die Spule W mit Einphasen-Wechselspannung beschickt, so ent­
steht in den Polen P und P 1 ein wechselndes Magnetfeld. Um nun einen
zweiten Stromfluß künstlich hervorzurufen, der zu den Hauptstromphase^
möglichst bis nahezu 90° verschoben ist, trägt der Polschenkel den Kupfer­
ring K. In diesem entsteht ein Wirbelstrom, der im Statoreisen ein ma­
gnetisches Feld induziert, das zum Hauptstromfeld vor- oder nacheilt.
Unter der Einwirkung dieses magnetischen Drehfeldes wird die Scheibe R
in Dauerumdrehung versetzt. Das Drehmoment ist bei Einwirkung des
Antriebes nahe des Scheibenrandes am stärksten und nimmt nach der
Achse zu ab. Umgekehrt ist die Einwirkung auf die Drehgeschwindigkeit
in der Nähe der Achse am größten. Die beste Auswirkung des Antriebes
wird auf Kupfer erzielt, doch wird wegen des geringen Gewichtes meist
Aluminium für die Rotorscheibe verwendet.
Bei anderen Anordnungen ist der untere Pol P 1 ebenfalls geteilt und
der Kupferring dem oberen entsprechend über Kreuz aufgesetzt. Dieses
ganze Polschuhsystem ist um seine Achse durch Drehen einstellbar an­
geordnet. Wirken beide Drehfeldlinien in gleicher Richtung, so ist der An­
118
trieb am stärksten. Er sinkt auf den Nullpunkt, wenn sich die Drehfeld­
linien rechtwinklig schneiden. A uf diese Weise kann die Umlaufgeschwindig­
keit der Rotorscheibe abgestimmt werden.
Die verhältnismäßig geringen Anzugs- und Drehmomente der R otor­
scheibe bedingen eine entsprechend hohe Untersetzung zum Anspannen der
Zugfeder. Bei verschiedenen Bauarten trägt die Rotorwelle ein Schnecken­
trieb, das mit den Aufzugrädern in Verbindung steht. Gute Lagerung der
Rotorwelle, möglichst in Steinlagern, ist erforderlich, um ein leichtes A n ­
laufen und Drehen der Rotorscheibe zu gewährleisten. Durch die geringe
Kraftäußerung an der Rotorscheibe und die hohe Untersetzung im Aufzug­
getriebe, komm t die Rotorscheibe zum Stillstand, wenn die K raft der an­
gespannten Zugfeder dem Antrieb der Rotorscheibe über das Getriebe gleich
groß ist. Ein Schaden kann auf diese Weise nicht entstehen. Zum Teil
sind die Zugfedern mit einer Nachschlupfeinrichtung, ähnlich wie bei R oßkopf-Uhren, versehen, zum Teil sind auch auf dem Federhaus Stellungen
angebracht. Der R otor beginnt wieder zu laufen, wenn die Zugfederkraft
abnimmt.
Eine andere Scheibenbremsung wird erreicht, wenn in Zwischenräumen
ein Tasthebel die Scheibe anhält und wieder freigibt.
Der Ferraris-Motor ist für Daueranschluß an das Weehselspannungsnetz
gebaut. Spannungsschwankungen haben nur sehr geringen Einfluß auf die
Drehzahl des Rotors, diese ist jedoch abhängig von der Frequenz der
' Spannung, die für die Drehfeldgeschwindigkeit bestimmend ist.
Uhren mit Ferraris-Motor sind für jedes Wechselstromnetz verwendbar,
auch dort, wo die Frequenz nicht kontrolliert wird, da der Strom lediglich
zum Spannen der Zugfeder dient und somit der Gang der Uhr von der
Umdrehungszahl des Rotors in keiner Weise abhängig ist.
Die „ F e r r a m o -U h r “ der F irm a T h . B aeuerle & S öh n e, St. G eorgen
Die Konstruktion der Ferramo-Ubr ist aus dem Bestreben heraus ent­
standen, alle Mängel zu beseitigen, die sich bei früheren Systemen der
elektrischen Selbstaufzuguhren gezeigt haben. Der elektrische Aufzug er­
folgt bei dieser Ferramo-Uhr durch einen Ferraris-Motor mit rotierender,
zwischen Saphirsteinen völlig geräuschlos laufender Triebscheibe. Der
M otor besitzt weder Kollektor noch K ontakte oder irgendwelche H ebel­
mechanismen und ist daher unbedingt betriebssicher. Durch zweckmäßige
Konstruktion ist erreicht, daß Spannungs- und Frequenzschwankungen
des Netzstromes keinerlei Einfluß auf die Gangenauigkeit ausüben. Der
Stromverbrauch ist bedeutungslos (0,51 W att - 5 kW h jährlich). Bei A us­
bleiben des Stromes läuft die Uhr mit 24stündiger Kraftreserve weiter.
Das in allen Teilen austauschbare Uhrwerk besitzt geschliffene und lackierte
massive Platinen, gehärtete und hochglanzpolierte Stahlvolltriebe und eine
119
erstklassige Schweizer-Ankerhemmung mit 13 Steinen. Zum Schutz gegen
Temperatureinflüsse ist die Hemmung mit Invar-Unruh und Elinvar-Spirale
(Breguet) ausgestattet. Durch den
kurzperiodisch erfolgenden Auf­
zug bleibt die Antriebskraft für
den Gang praktisch gleich. Aus
diesen Faktoren in Verbindung mit
der durchweg sorgfältigen Aus­
führung des Werkes ergibt sich
die außerordentlich hohe Gang­
genauigkeit dieser Ferramo-Uhr
(Abb. 111).
|
Bei einer Neukonstruktion dieses
Wmf
Werkes sind die Hemmungsteile ho­
rizontal gestellt. Außerdem haben
.
'—
zwei Räder des Laufwerkes vor
,
,
dem Ankerrad Steinlagerungen erA b b . 111. f e rra m o-U h r, B ä u erle
,,
-r.w
i ■a •
j.
halten. Dieses Werk ist insgesamt
mit 18 Steinen ausgestattet. So­
mit ist der Forderung auf hohe Vollendung zur Erreichung bester Gang­
ergebnisse vollauf Rechnung getragen worden.
„F erra ris-M otor“ m it w alzenförm igem Anker
Einen nach dem Ferraris-Prinzip arbeitenden Kurzschlußmotor zeigen
Abb. 112 u. 113. Dieser kommt von den Heliowatt-Werken, Berlin-Charlottenburg, in verschiedenen Uhrenarten zur Anwendung. Der Anker A besteht aus
W
1
A b b . 112. F erra ris-M otor-A u fzu g , W e rk a n sich t, H e lio w a ttw erke
120
T
A b b . 113. Ferraris M o tor-S ch em a ,
H eliow a tt-W erk e
einer Kupferwalze und ist mit seiner Achse im Gestell O drehbar gelagert.
Er läuft zwischen den geteilten Polschuhen P und P 1 des geblätterten
Stators S. Die Spule W wird mit Einphasen-Wechselspannung beschickt.
An den zwei über Kreuz liegenden Polenden der geteilten Polschuhe sind
Kurzschlußringe K und K 1 aus K upfer angebracht. Die in diesen K upfer­
ringen entstehenden Wirbelströme erzeugen im Statoreisen ein magnetisches
Feld mit Phasenverschiebung zum Hauptstrom. (Siehe Seite 118 Ferraris­
Motor.) Es entsteht ein magnetisches Drehfeld, das den Anker in Dauer­
umdrehung versetzt, so lange die Spule W unter Spannung steht. Dabei
wirkt das Drehfeld fast am ganzen Umfang des walzenförmigen Ankers. Es
sind demgemäß Antriebs- und Drehmoment bei diesem walzenförmigen
Anker besser ausgenützt, als bei derartigen Motoren mit Treibscheibe.
Dieser M otor kann unter Dauerschluß am W echselstromnetz stehen,
wird aber auch für Uhraufzüge verwendet, die durch Kontaktsteuerung
zeitweise betätigt werden.
Der in Abb. 112 gezeigte M otor x/ 2 natürlicher Größe, ist ein Asynchron­
M otor für 220 Volt Wechselspannung. Sein Stromverbrauch beträgt
3,5 W att und erreicht eine Läuferdrehzahl von 1800 Umin ^ 10°/0, sein
Läuferdrehmoment beträgt 0,5 cmgr.
W ird der Anker jedoch an seinem W alzenumfang mit Ausfräsungen ver­
sehen und diese mit Eiseneinlagen bestückt, dann läuft der M otor phasen­
gesteuert als Synchronmotor. Die Spule erhält dann eine W icklung von
13000 Windungen von Kupferdraht mit 0,07 mm Durchmesser. Der W a tt­
verbrauch ist 2,2 und die Läuferzahl 750 U /m in, das Läuferdrehmoment
0,6 cmgr.
Der in den Abbildungen sichtbare, aus dem Gestell hervorstehende
Zapfen der Ankerwelle dient zur Aufnahme eines Zahnrades, das mit dem
Räderwerk des Aufzuggetriebes oder bei Synchronuhren mit dem Zeiger­
werk in Verbindung steht. Seine in sich abgeschlossene Bauart ermöglicht
ein leichtes Ab- und Anmontieren des Motors an die W erkplatten der ver­
schiedenen Uhrwerktypen.
F e rra ris-M otora u fzu g der H elio w a tt-W e rk e m it L ä u fersch eib e
Eine besondere Anordnung der Läuferscheibe und einer Bremseinrichtung
weist der Ferraris-Motoraufzug der Heliowatt-Werke auf, der in der Schem a­
zeichnung Abb. 114 dargestellt ist.
Die Läuferscheibe liegt horizontal, so daß deren W elle senkrecht steht.
Der untere Zapfen ist in Steinen gelagert, der obere Ansatzzapfen läuft
in einer Messinglagerung. Mit dem Aufzuggetriebe steht die Läuferscheibe
durch ein Schneckentrieb, das in ein Schneckenrad greift, in Verbindung.
Der Antrieb der Läuferscheibe erfolgt nach dem bereits mehrfach beschriebe­
nen Ferrarisprinzip. Die Spule des Motors liegt an der Wechselspannung
unter Daueranschluß, so daß dieser Aufzug kontaktlos ist.
121
Um die Zugfeder nur bis zu einer bestimmten Grenze gleichmäßig an­
gespannt zu halten, wird die Läuferscheibe des Motors in regulierbaren
Zeitabständen angehalten, wozu eine Bremseinrichtung vorgesehen ist. Das
Sperrad $ ist auf einem aus der Werkplatte vorstehenden Zapfen eines
Uhrwerkrades befestigt. In den Sperradzahnkranz greift die Sperrnase des
Hebels II, der auf einem Anrichtestift auf der Werkplatte gelagert ist. Dieser
Hebel H betätigt die mit diesem drehbar verbundene Bremse B. Eine
an der Werkplatte befestigte Lagerbrücke L dient zur Führung des Brems­
hebels.
Durch den Ablauf des Uhrwerkes wird das lözähnige Sperrad S in Pfeil­
richtung gedreht, so daß der Hebel H über die Sperrzähne gehoben wird
und an deren Spitze abfällt. Ist der Hebel H vom Zahn abgefallen, dann
wird die Bremse auf die Läuferscheibe fallen und diese anhalten, bis der
kommende Zahn den Hebel H anhebt, wodurch die Bremse die Läufer­
scheibe freigibt und der Motor wieder anläuft. Durch eine in der Zeichnung
nicht dargestellte Reguliervorrichtung kann die Bremsdauer so abgestimmt
werden, daß die Zugfeder unter gleicher Anspannung gehalten wird.
Der Stromverbrauch des Motors liegt zwischen 2,5 bis 2,8 Watt, da
infolge der Anordnung des Aufzuggetriebes eine erhöhte Antriebskraft des
Motors benötigt wird. Das mit Graham-Hemmung ausgestattete Pendel­
uhrwerk hat eine Kraftreserve von etwa 40 Stunden. Die Anordnung der
beschriebenen Aufzug- und Bremseinrichtung ist sehr übersichtlich gehalten,
bedingt jedoch größere Werkabmessungen als andere Werkbauarten.
122
D as „O p tim a -W e r k Nr. 5 0 0 1 “ der F irm a Jundes, fü r W ech selstrom
)
1 2 0 /2 2 0 V olt
Bei der Entwicklung dieses Selbstaufzugwerkes ist der Techniker von
der Grundlage aus gegangen, den Aufzug bedarfsweise, in größeren Zeit­
abständen arbeiten zu lassen. Abb. 115a und b zeigen das W erk in Rückund Seitenansicht.
Der an sich kontaktlos arbeitende Aufzug wird durch einen kleinen
W echselstrommotor (Ferraris Prinzip) getätigt, der über ein Triebwerk die
Zugfeder des Gehwerkes durch Drehen des Federkerns anspannt. Aus den
Abbildungen ist ersichtlich, daß
das Werkgestell von drei W erk­
platten gebildet wird und Lauf­
werk und Aufzugtriebwerk ge­
trennt gelagert sind. Gemein­
sam von Laufwerk und A u f­
zugtriebwerk wird der Mechanis­
mus zum Ein- und Ausschalten
der seitlich am W erk ange­
brachten
Quecksilber - Schalt­
röhre bedient. Die zwischen den
Werkplatten des Aufzugs gela­
gerte Welle a ist mit Gewinde
versehen und trägt das mit ihr
fest verbundene Rad b, das mit
einem Rad des Uhrwerkes im
Eingriff steht. Auf der Welle a
sitzt das Wandertrieb c, das mit
Muttergewinde ausgestattet ist
Abb. 115a. Optimawerk Nr. 5001, Jundes
und mit seiner am Umfang b e­
findlichen Verzahnung mit einem Rad des Aufzugtriebwerkes in Ver­
bindung steht. Der drehbar angebrachte Kontaktkipper d dient zur
Haltung der Schaltröhre / und wird durch das Wandertrieb an seinem
Hebelarm e gesteuert. Die Abbildungen zeigen das Uhrwerk in abge­
laufenem Zustand. W ird das Uhrwerk an die Spannungsquelle gelegt,
dann beginnt der Motor zu laufen und zieht die Feder auf. Dabei wird die
Wandermutter c auf der Welle a gedreht und wandert allmählich in R ich ­
tung nach Hebelarm e zu, bis er diesen mit seiner Stirnseite erfaßt und in
gleicher Richtung mitbewegt. Der Kontaktkipper beschreibt eine W inkel­
bewegung bis sich das Quecksilber in der Röhre verlagert und den K ontakt
öffnet. Der Aufzugvorgang ist beendet. Während des LThrablaufes wird
die Welle a durch das R ad b zwangsläufig gedreht, wodurch das W ander­
trieb nach der entgegengesetzten Seite wandert, da es sich mit seiner Ver­
zahnung im Radkranz eines Aufzugrades stützt. Der Kontaktkipper b ver­
123
dreht sich, bis die Schaltröhre ein­
schaltet und der Aufzug wieder in
Tätigkeit tritt.
Der Aufzug arbeitet fast geräusch­
los und kann die Aufzugfolge durch
Verstellung der Schaltröhre mit Hilfe
der Schraube g eingestellt werden. Die
Kraftreserve beträgt etwa 30 Stunden.
Das Werk ist mit einer elfsteinigen
S chweizer- A nkerhemmung ausgestattet
und für Zifferblätter bis 50 cm Durch­
messer verwendbar. Es ist sehr flach
gehalten, nur 44 mm hoch, bei einer
Werkgröße von 80 •90 mm. Anschluß­
klemmen für 120/220 V Wechselstrom
sind vorgesehen. Die Quecksilberschalt­
röhre bietet höchste Schaltsicherheit
und ist deren Betriebsdauer bei dem
geringen Wattverbrauch des kleinen
Motors unbegrenzt.
Das W erk Nr. 1500 der Firm a Jundes für 120/220 V W echselstrom
Ähnlich dem Werk 5001 arbeitet das in Abb. 116a und b gezeigte Werk
der Firma Jauch dh Schmid. Der Aufzug wird durch einen selbstanlaufenden
A b b . 116 a . W erk N r. 1500, J u n d es
124
A b b . 116b. W erk Nr. 1500, R ü ck seite
Synchronmotor (Ferraris-Prinzip) betätigt und in großen Zeitabschnitten
durch einen Kippschalter ein- und ausgeschaltet. Sehr deutlich ist in der
Seitenansicht des Werkes die Anordnung des Aufzugtriebwerkes vom R otor
des Motors bis zum Federkern zu sehen, durch den die Zugfeder angespannt
wird. Auf der Werkrückseite ist ein W echselgetriebe aufgebaut, das beim
Aufzug vom Federkern und beim Uhrablauf vom Federhaus in wechselnder
Drehrichtung betätigt wird. Dadurch wird ein mit diesem Wechselgetriebe
verbundener Hebelarm wechselweise verdreht, der in das bewegliche Gabel­
stück des Kontaktkippers eingreift und dieses wieder in wechselnder R ich ­
tung führt. Die zwischen dem Gabelstück und dem Kippkontakthebel auf
Spannung liegende Feder bewirkt das K ippen des Kontakthebels, so daß
bei Kontaktschluß die Kontaktschiene am feststehenden K ontaktstift an­
liegt. Der Aufzug tritt in Tätigkeit, bis das Gabelstück wieder zurückgeführt
wird und den K ipper umlegt. Die Isolierschiene des Kippers liegt am K o n ­
taktstift an, der Stromkreis ist geöffnet und der Aufzugvorgang beendet.
Das sehr kräftig gebaute W erk hat Platinengröße 137 -90 mm und ist
mit einer elfsteinigen Schweizer-Ankerhemmung mit Feinregulierung aus­
gestattet. Es hat 70stündige Kraftreserve und ist für Zifferblätter bis
80 cm Durchmesser geeignet. Durch Umwechseln der Spulenwicklung
kann das W erk für Wechselstrom 120 oder 220 V verwendet werden.
D er „C a r le y -M o to r “
Der nach dem Carley-System gebaute, auch Bürstenmotor genannte
Kleinm otor hat einen Antrieb von besonderer Eigenart. Er ist für Dauer­
anschluß an das Wechselspannungsnetz vorgesehen.
Das Grundprinzip des A n ­
Feder
triebes bei diesem Motor ist
folgendes (Abb. 117). Ein mit
schrägstehenden Borsten be­
stücktes Eisen liegt auf einer
angerauhten W erkplatte aus
Messing. Von einer Schleiffeder
wird diese Bürste unter leich­
tem Druck auf der Platte ge­
halten. Unter der Platte ist
Wirkung des magnetischen
Wechselstromfeldes
ein Elektromagnet mit den
Polenden der Platte zugekehrt
Abb. 117. Carley-Motor, Schema des Bürsten­
läufers
angebracht. W ird der Elektro­
magnet durch Gleichstrom er­
regt, so wird das Eisenstück von diesem angezogen. Die bereits schräg­
stehenden Borsten stellen sich auf der rauhen Plattenfläche fest und
vergrößern ihre Schräglage, wodurch der Eisenanker in Pfeilrichtung
seitlich verschoben wird. Bei Öffnen des Kontaktes gehen die Borsten
125
in ihre alte Lage zurück und der Eisenanker wird in seiner vorerst
verschobenen Stellung nur gehoben. Beschickt man den Magneten mit
Wechselspannung, so wird durch den dauernden Wechsel der Phasen
das Eisenstück schwach vibrieren und ein gleichmäßiges Verschieben der
Bürste hervorrufen. Abb. 118a
und b zeigt den Carley-Motor im
Schnitt dargestellt. Die Achse a
trägt in ihrer Verlängerung durch
das Joch des Magneten hervor­
stehend ein Trieb, das mit dem
Räderwerk des Aufzugs in Ver­
bindung steht. Die Blattfeder /
Pole
ist mit dieser Welle fest ver­
bunden und nahe dem Umfang
der eisernen Motorscneibe auf
dieser verschraubt. Auf der Seite
der Eisenscheibe, die der Werk­
§- Platine
platte zugekehrt ist. sind nahe
A b b . 118 a . C a rley-M otor, Schem a
dem Umfang 10 Bürsten mit
schrägstehenden Borsten ange­
bracht. Die verstellbaren
Eisenkerne des Elektro­
magneten stehen durch 2
Bohrungen der Werk­
platte hervor und kann
der Polabstand zur Motor­
scheibe durch \ erdrehen
der Eisenkerne verändert
werden. Bei Anschluß an
die Wechselspannung wird
die Motorscheibe auf oben­
geschilderte Weise in lang­
same Umdrehungen ver­
setzt. Die Umlaufszeit der
Scheibe soll normaler­
weise für 1 Umdrehung
1 Minute betragen.
Ist es erforderlich, den
Lauf des Motors abzu­
stimmen, so ist zu beach­
ten, daß die Uhr an der
N etzspa nnung angesch los­
sen bleibt, wenn die Pole
126
verstellt werden, weil dann die Veränderung des Motorgeräusches zu hören
ist. In den meisten Fällen genügt die Verstellung eines Poles.
Die Umlaufszeit der Motorscheibe wird
a) beschleunigt durch Rechtsdrehen der Pole, wodurch der Abstand zur
Platte vermindert wird,
b) verlangsamt durch Linksdrehen der Pole, wodurch sich der Abstand
von der Platte vergrößert.
Es ist erforderlich, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheibe ein­
zuregulieren, damit die Zugfeder für die Kraftreserve genügend angepannt
wird.
A u fzü g e m it elektroth erin isch betriebenem A u fzu g v o rg a n g
In der Einführung zu dem Abschnitt Bauarten elektrischer Aufzüge“
(Seite 91) wurde erwähnt, daß als aufzugbetätigende K raft in Einzelfäilen
auch die elektrothermische Wirkung (Wärmewirkung) des elektrischen
Stromes zur Anwendung gekom ­
men ist. Es sollen hier, lediglich
um auf diese Aufzugsart hinzu­
weisen, zwei Beispiele angeführt
werden, die auch zeigen sollen,
welche Versuche unternommen
wurden, um elektrisch erzeugte
Wärme beim Uhraufzug wirken
zu lassen (Abb. 119). Als A n ­
triebsorgan für den elektrischen
Aufzug dient bei diesem Werk,
das nicht mehr hergestellt wird,
ein
vierteiliges
Glaskolben karussell. Zwei von den gegen­
überliegenden Glaskolben sind je ­
mals durch eine Glasröhre m it­
einander verbunden. In den Glas­
kolben ist soviel Weingeist ent­
halten, daß jeweils ein Kolben
knapp gefüllt ist. Unter dem
A b b . 119. A u fz u g m it e le k tro th e r in is c h
Karussell links in Schräglage ist
a n g e re g te m G la s k o lb e n s y s te m
ein elektrischer Heizwiderstand
P a ja -M o t o r
so angebracht, daß sein Abstand
zu den Glaskolben einstellbar ist. Die Abstrahlungen des Heizwiderstandes
erwärmen den nächststehenden Kolben, wodurch die Flüssigkeit in der Röhre
nach oben steigt und in den oben stehenden Kolben läuft. Diese Gewichtsver­
lagerung bewirkt ein Verdrehen des Karussels im Uhrzeigersinn, so daß der
127
folgende Kolben vor den Heizwiderstand zu stehen kommt. Ist dieser ent­
sprechend angewärmt, steigt die Flüssigkeit wieder nach oben in den ent­
gegengesetzten Kolben und es erfolgt eine weitere Verdrehung des Karussels.
Auf diese Weise wird über ein Aufzuggetriebe die Zugfeder angespannt,
die auch bei Stromausfall den Antrieb der Uhr durch vorgesehene Kraft­
reserve übernimmt. Durch Vei nderung der Lage des Heizwiderstandes
zu den Glaskolben känn auf die Umlaufzeit des Karrussels eingewirkt
werden.
Anschluß
frM ,
Luftleitung für Nebenuhren
Lampenfassung
Kompressorlampe
Luftpumpe
Luftleitung
Kondensdose
Kontakt
A b b . 120. A u fz u g m it elek troth erm isch erzeugtem L u ftd ru ck ,
E lek tron om - Junghans
Es erweckt den Anschein, daß diese Anordnung in jeder Weise den An­
forderungen gerecht wird, die an einen elektrischen Aufzug gestellt werden.
Völlig geräuschlos, ohne Kontakt, nur mit Hilfe eines kleinen, leicht aus­
wechselbaren Heizwiderstandes arbeitet dieser Aufzug. Das sind Vorteile,
die unbedingt feststellbar sind, aber der Aufzug verlangt stets gleich­
bleibende Umgebungstemperatur, denn schon bei geringen Temperatur­
schwankungen wird die Wirkung des Heizwiderstandes auf die Glaskolben
wesentlich verändert, so daß beim Absinken der Temperatur die Uhr nicht
mehr genügend aufgezogen wird. Dieser Umstand und die hohe Empfind­
lichkeit der Glaskolben dürften wohl ausschlaggebend sein, daß sich diese
Aufzugart nicht durchsetzen konnte.
Abb. 120. Von der Firma Junghans, Schramberg, wurde ein durch elektrothermische Wirkung betriebener Aufzug gebaut, der nach folgendem Prinzip
arbeitet. Vom Minutenrad des Gehwerkes wird ein 60teiliges Kontaktaus128
löserad in Umlauf gehalten, das minütlich kurzzeitig einen K ontakt schließt.
In einem glühlampenähnlichen Glaskörper ist ein Heizdraht eingeschlossen,
der durch den Stromdurchgang erwärmt wird und infolgedessen die Luft
im Glaskörper anheizt. Diese dehnt sich aus, es entsteht ein Überdruck im
Glaskolben, der durch einen angeschlossenen Gummischlauch einer L u ft­
pumpe zugeleitet wird. Der K olben dieser Luftpum pe wird hochgedrückt
und betätigt über eine Hebelübertragung den Aufzug der Zugfeder. Kühlt
die Luft im Glaskörper wieder ab, dann wird der K olben der Pumpe wieder
eingezogen. Eine zwischengebaute K ondensdose ermöglicht auch die Zu­
leitung des Luftdruckimpulses, durch eine Schlauchverbindung zu einer
geringen Anzahl Nebenuhren, die ebenfalls mit einer kleinen Luftpumpe
betrieben werden.
Das Gummischlauchsystem konnte sich bei der hohen Betriebssicherheit
der Zuleitung elektrischer Energie durch Leitungsdrähte nicht durch­
setzen. Auch war die Arbeitszuverlässigkeit der kleinen Luftpum pen durch
den Einfluß des Staubes und die Veränderung der Kolbendichtungsm ittel
für längere Betriebsdauer gefährdet. Die Zugfeder mußte vor Inbetrieb­
setzung der Uhr aufgezogen werden. Bei Stromausfall ging die Uhr infolge
der aufgezogenen Feder weiter, doch wurde die verbrauchte Kraftreserve
durch den Luftpumpenaufzug nicht wieder aufgeholt. Den hohen A nforde­
rungen, die an elektrisch betriebene Uhren gestellt werden, konnte diese
Anordnung nicht gerecht werden.
E lektrisch angetriebene G angregler
Den Gangregler einer Uhr (Pendel oder Unruh) durch Kraftim pulse, die
vom elektrischen Strom hervorgerufen werden, in seinen Schwingungen zu
erhalten, ist ein seit Jahrzehnten erstrebtes Ziel. Es sind in dieser E n t­
wicklungszeit auf diesem Gebiete viele Versuche unternommen worden,
doch haben sich nur einige Konstruktionen als „allen Anforderungen ge­
rechtwerdend“ erwiesen.
Elektrisch angetriebene Gangregler werden mit Schwachstrom, je nach
Bauart von 1— 6 Volt in Betrieb gehalten. Für bestimmte Uhrengattungen
sind besondere Spezialbatterien zu verwenden, die meist bei geringer
Stromabgabe lange Betriebsfähigkeit haben. Eine Stromabschaltung findet
bei Verwendung einer Batterie nur dann statt, wenn die Uhr überholt oder
die Batterie ausgewechselt werden muß. Infolgedessen ist eine mechanische
Kraftreserve bei diesen Uhren nicht erforderlich.
Durch die Schwingungen des Gangreglers wird meistens ein einem Fort­
schaltgesperr ähnliches Getriebe betätigt, das mit dem Zeigerwerk in V er­
bindung steht, mechanisch vorwärts gestellt, somit die Schwingungen des
Gangreglers gezählt und durch Zifferblatt und Zeiger die Zeit angezeigt.
9
Schmidt, Elektrische Uhren
129
i
Für Präzisions-Sekundenpendel ist diese mechanische Betätigung des
Zeigerwerkantriebes nicht geeignet. Es wird bei diesen das Zeigerwerk durch
vom Pendel getätigte Kontakte elektrisch gesteuert.
Art und Beschaffenheit des Gangreglers sowie Wirkungsweise des An­
triebes sind bestimmend für die Gangleistung einer Uhr mit elektrisch an­
getriebenem Gangregler.
Dip Erfahrungen haben gezeigt, daß mit elektrisch angetriebenen Pendeln
weit bessere Gangergebnisse erzielt werden als mit elektrisch angetriebenen
Unruhen. In ortsveränderlichen Uhren ist jedoch die Anwendung der Un­
ruh erforderlich, für ortsfeste Uhren sollte aber das Pendel unbedingt be­
vorzugt werden.
Weiterhin ist bei einem Gangreglerantrieb die verwendete Spannungs­
quelle ein ganz bedeutender Faktor, der einesteils für die Gangleistung und
anderenteils für die Betriebssicherheit ausschlaggebend ist. Auch die elek­
trisch angetriebene Uhr verliert an Wert, wenn sie keine besseren Gang­
leistungen zeigt als eine Handaufzugsuhr.
Es sind demgemäß folgende Grundsätze richtungweisend für den Aufbau
einer elektrischen Uhr mit angetriebenem Gangregler:
1. Der Gangregler muß durch seine Beschaffenheit gute Gangergebnisse
gewährleisten.
2. Der Gangregler darf durch die ihm vermittelten Kraftimpulse in
keiner Weise in seinen freien Eigenschwingungen beeinflußt werden.
3. Die vom Gangregler zu leistende Arbeit, Betätigung der Kontakte und
Vorwärtsschaltung des Zeigerwerkes muß mit geringstem Kraftbedarf
getätigt werden können.
4. Die Spannungsquelle muß durch ihre Beschaffenheit auf lange Zeit­
dauer gleichmäßige Stromabgabe gewährleisten.
Diese Grundforderungen sind nur bei einigen Bauarten restlos erfüllt,
deren ausgezeichnete Gangergebnisse jedoch der beste Beweis für die
Richtigkeit der gestellten Forderungen sind. Im Gegenteil hierzu sei er­
wähnt, daß es ein sehr gewagtes Experiment ist, zum direkten Antrieb
einer Unruh eine Taschenlampenbatterie zu verwenden. Warum? Wir sind
mit Sorgfalt darauf bedacht, der Unruh einer mechanischen Uhr durch die
Hemmung möglichst gleichmäßige Kraft zuzuführen, damit die Schwin­
gungsweite der Unruh unverändert bleibt. Es ist dies eine der wichtigsten
Bedingungen, um gute Gangergebnisse zu erzielen. Bei der elektrisch an­
getriebenen Unruh wirken die durch den Strom hervorgerufenen Kraft­
impulse unmiteltbar auf einen viel größeren Hebelarm auf der Unruhwelle,
als dies bei der Hemmung der mechanischen Uhr der Fall ist. Infolgedessen
ist es bei der elektrisch angetriebenen Unruh um so mehr erforderlich, daß
die Kraftimpulse ganz gleichmäßig erfolgen. Eine Taschenlampenbatterie,
die für verhältnismäßig hohe Stromabgabe gebaut ist, gibt durch die un­
gleichmäßige Zersetzung der Elektroden keinen Strom von gleichem Meß130
wert ab. Diese Unregelmäßigkeiten bringen wechselnde Kraftäußerungen
hervor, die der Unruh ungleichmäßigen Antrieb verm itteln. Das hat zur
Folge, daß die Gangergebnisse dieser Uhren oft größeren Schwankungen
unterworfen sind. Es haben die Versuche gezeigt, daß die Gangergebnisse
einer Uhr mit angetriebener Unruh wesentlich besser sind, wenn diese m it
einer Spezialbatterie betrieben werden, die für geringe Stromabgabe vor­
gesehen ist, denn der Stromverbrauch beim Antriebsvorgang beträgt nur
einige Milliampere.
Zur Erzeugung der vom Strom hervorgerufenen Kraftimpulse dienen
elektromagnetische Felder, die teils durch einen Elektromagneten, teils
durch ein Solenoid gebildet werden (Solenoid, eisenkernlose Spule).
D ie K ontakte werden vom Gangregler selbst getätigt, so daß diese un­
mittelbar abhängig von den Schwingungen des Gangreglers sind und somit
den Antriebsvorgang mit bestimmen. Dieser muß schwingungserhaltend
sein, darf aber die freie Eigenschwingung des Gangreglers in keiner W eise
beeinflussen.
Der elektrische Gangreglerantrieb ist in seiner Funktionsweise sehr ver­
schiedenartig und muß der Art der Uhr und des Gangreglers angepaßt sein
und der Verwendung der Uhr zweckentsprechend ausgeführt werden. Ist
der Gangreglerantrieb in der einfachen Gebrauchsuhr in Anwendung, so
kann seine Zweckbestimmung oft nur darin gesehen werden, daß der H and­
aufzug überflüssig wird.
Seine verfeinerte und technisch vervollkom m nete Anordnung aber kann
die Gangleistung eines Pendels außerordentlich steigern, so daß auch schon
bei verhältnismäßig geringen Anschaffungskosten Uhren mit sehr guten
Gangergebnissen zur Verfügung stehen.
D ie „ A T O -U h r “ der F irm a Ju n g h an s, S ch ram berg
Als elektrische Einzeluhr mit einer Batterie als Spannungsquelle steht die
„A T O -U hr“ infolge ihrer guten Gangergebnisse und W irtschaftlichkeit mit
an erster Stelle. Besonders die Uhren mit einem Halbsekundenpendel, deren
Sekundenzeiger Sekunden springt, zeigen so gute Gangergebnisse, daß sie
als Normaluhr für den W erkstattgebrauch dienen können. Es ist in diesem
Falle angebracht, den Stand der Uhr durch die Rundfunk-Zeitzeichen zu
überwachen.
Der konstruktive Aufbau dieser Uhr zeigt sehr deutlich, daß nicht nur
eine Uhr geschaffen werden sollte, bei der das Aufziehen mit der Hand ent­
behrlich wird, sondern daß vor allem eine gute Regulierfähigkeit von langer
Dauer erreicht werden kann. Das ist bei elektrischen Einzeluhren der w ich­
tigste Faktor und das, was den Besitzer neben der Kostenfrage für die
Inbetriebhaltung am meisten interessiert.
Das Pendel als „zeiteinteilendes Glied“ in der ATO-Uhr wird in seinen
zeitengleichen Schwingungen durch die sinnreich angeordnete Wirkung
e*
131
eines elektromagnetischen Feldes erhalten und durch die Betätigung der
Kontakteinrichtung nicht gestört. Das ist auch durch die Verwendung
eines Spezialelementes gewährleistet, das beim Betrieb der Uhr auf mehrere
Jahre eine fast gleichmäßige Spannung zeigt. Die Normalspannung des
Elementes beträgt 1,5 Volt, der Stromverbrauch ist bei einem 1]2-Sekundenpendel 0,6 Milliampere und die Kontaktlänge auf etwa 1/5 Sekunde be­
messen.
In den gut übersichtlichen Abbildungen, die von der Firma Junghans
zur Verfügung gestellt wurden und den folgenden Ausführungen ist der
Aufbau und die Wirkungsweise der ATO-Uhr erläutert.
A . Allgemeine Beschreibung der ATO-Einzeluhren
Die A TO-Uhren sind im Prinzip schaltungstechnisch und uhrentechnisch
heute sehr einfach und die Anordnung aller Funktionsstellen ist sehr über­
sichtlich.
Diese sind Schwachstromuhren, deren Pendel elektrisch angetrieben
werden. Das Pendel trägt einen permanenten gekrümmten Stabmagnet 1
(siehe Abb. 121) aus hochwertigem Kobalt-Magnetstahl. Der Nordpol des
Stabmagneten taucht beim Schwingen des Pendels in die an der Grund­
platte 2 befestigte Drahtspule 3, auch Solenoid genannt, ein. Man muß
wissen, daß die von einem elektrischen Strom in bestimmter Richtung
durchflossenen Spulenwindungen Kraftlinienerzeuger sind und den Stab­
magneten anziehen. Das Pendel erhält also seinen Antrieb durch kurz­
zeitigen Stromschluß beim Einwärtsschwingen des Stabmagneten in die
linke Spule 3.
Bei jeder Pendelschwingung (in Richtung der Spule 3) wird das Schalt­
rad 4 durch die Schaltklinke 5 um einen Zahn weitergeschaltet, wobei der
Kontakt 7, 9 gleichzeitig für eine kurze Zeitspanne geschlossen und die
Zeiger durch das Räderwerk in Bewegung gesetzt werden. Bei der A TO-Uhr
wird also das Uhrwerk durch das Pendel angetrieben, während bei einer
mechanischen Uhr das Uhrwerk das Pendel antreibt.
Auf der rechten Seite der Grundplatte 2 ist ein zweiter Spulenkörper 6
ohne Drahtwicklung befestigt. Diese Spule 6 dient hauptsächlich dazu, die
sichtbaren Teile des Pendelantriebes symmetrisch zu gestalten. Jedoch werden
beim Einwärtsschwingen des Stabmagneten 1 in diese Messingattrappe 6
Wirbelströme, sogenannte Foucaultsche Ströme erzeugt, die bei kleinen
Änderungen der Schwingungsweite eine kompensierende Wirkung auf den
Pendelfehler ausüben und den Gang der Uhr weiter verbessern.
Die sinnreiche Kontakteinrichtung sorgt dafür, daß bei jeder Schwingung
des Pendels ein zeitlich konstanter Antriebsimpuls stattfindet, und zwar
unbeeinflußt von der Schwingungsweite.
Die mechanische Reibung wird durch die Ausstattung des an sich schon
kleinen und leicht gehaltenen Räderwerkes mit 6 Lagersteinen ganz wesent­
lich verringert.
132
92
!
Abb. 121. ATO-Einzeluhr, Junghans, Schema der gesamten Anordnung
B. Arbeitsweise der ATO -U hr
Der -f" Pol (positiv) des Elementes ist durch einen rotfarbig isolierten
Draht an die Goldkontaktfeder 7 mittels der Schraube 8 angeschlossen.
Der Strom fließt über den Platinkontakt 9, Einfallhebel 10, eine auf der
Rückseite des Werkes damit verbundene Stromleitspirale 32 (letztere siehe
133
Abb. 122) zur hinteren Werkplatine und weiter über die Werkpfeiler 11 zur
Grundplatte 2 (siehe Abb. 121). Die Grundplatte 2 ist mit dem Spulenwicklungsejide 12 verbunden. Sie wird als Masseanschluß bezeichnet. Der
Spulenwicklungsanfang 13 ist mit dem — Pol (negativ) des Elementes ver­
bunden und wird durch einen grünfarbig isolierten Draht über den auf der
Grundplatte 2 isoliert angebrachten Gewindebolzen 15 geführt.
31
A b b . 122.
A T O -W e r k , R ü ck a n sich t
A b b . 123. A T O -W e rk , V orderan sicht
Folgende Teile haben also miteinander Masseschluß: Platinkontakt 9, Ein­
fallhebel 10. Stromleitspirale 32, Werkplatine, Werkpfeiler 11 und Grund­
platte 2. Dagegen ist die Goldkontaktfeder 7 mit Träger 14 isoliert auf der hin­
teren Werkplatine mit den Schrauben 33 befestigt (siehe Abb. 122 u. 123).
Schwingt das Pendel gegen die Spule 3, so wird dabei das Schaltrad
nm einen Zahn fortgeschaltet und gleichzeitig der Kontakt geschlossen
und dadurch der Magnet 1 in das Kraftlinienfeld der Spule 3 tief hin­
eingezogen. Kurz nachdem das Pendel die lotrechte Lage überschritten,
bzw. die Pendelspitze den Skalenstrich I der Skala 16 erreicht hat, wird
der Kontakt unterbrochen.
134
Nun folgt noch die freie Ergänzungsschwingung bis zum schwarzen
Feld III der Skala. Bei dem anschließenden Zurückschwingen des Pendels
fällt die Schaltklinke 5 vom Zahn des Schaltrades 4 ab, und zwar muß dies
sein, wenn sich die Pendelspitze über dem Skalenstrich II der Skala 16
befindet. Die Abb. 121 zeigt diesen Moment.
C. Verwendung eines Spezialelementes mit mehrjähriger Lebensdauer
Die A TO-Uhr wurde auch schon 1000-Tage-Uhr genannt. Praktisch sind
jed och Fälle vorgekommen, daß die Elemente nicht nur drei Jahre, sondern
noch länger ihren Dienst zuverlässig versehen haben, Voraussetzung hierfür
ist natürlich, daß die Elemente sachgemäß behandelt werden.
Eine Nachprüfung der Elementspannung ist bei der Reparatur von A TOUhren notwendig zwecks rascher Feststellung des Fehlers. Es muß dies die
erste A rbeit sein.
Voltzahl
Anzahl der Jahre
A b b . 124. G ra p h is ch e D a rs te llu n g d e r L e b e n s d a u e r ein es A T O -E le m e n te s
Theoretisch hat das Element eine Spannung von 1,5 Volt. Praktisch be­
trägt die Spannung neuer Elemente nach einigen Monaten Lagerung
1,46— 1,4 Volt. Diese Spannung behält das Element lange Zeit, d. h. es tritt
nur eine ganz allmähliche Spannungsabnahme ein und erst nach vielen
Jahren zeigt sich ein rapider Spannungsabfall.
Abb. 124 ist der Spannungsabfall graphisch dargestellt, auf Grund lang­
jährig durchgeführter Messungen. W enn auch nicht jedes Element einen
so günstigen Verlauf gibt, so ist diese Leistung doch keine Seltenheit.
Das Messen der Elemente erfolgt zweckmäßig bei Stromschluß durch den
Uhrkontakt. Man spricht von „Messen bei Belastung“ .
Wenn die K ontaktgabe erfolgt und das Element also Strom an die Spule
liefern muß, so kann bei älteren Elementen die Spannung augenblicklich
weiter absinken.
Deshalb kann man sich durch „Messen bei Belastung“ das beste Bild
über den Zustand des Elementes machen. Bei neuen oder wenig verbrauch­
ten Elementen ist ein Unterschied der Messung mit oder ohne Belastung
der Uhrenspule nicht erkennbar. Wesentlich ist also, daß bei der Messung
135
älterer Elemente mindestens noch eine Spannung von 1,1 Volt bei Be­
lastung vorhanden ist. Nur dann soll dasselbe weiter benutzt werden.
Für die Elementmessung muß der kleinste Meßbereich, in der Regel
= 6 Volt benutzt werden.
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r
A b b . 125. M essen der B a tteriespan nu n g b e i B etrieb der
A T O -U h r
A b b . 126. M essen des S tro m ­
du rchganges b ei B etrieb der
A T O -U h r
Abb. 125 zeigt anschaulich, wie die Spannung bei Belastung bzw. bei
Betrieb der Uhr gemessen wird. Anlegen der Instrumentenkabel an die
Klemmen des Elementes. Während der Messung führe man das Pendel
mit der Hand hin und her, so daß die Kontaktgebung nicht zu kurzzeitig
erfolgt. Man beobachtet sodann, ob bei Kontaktgebung bzw. bei Belastung
ein Spannungsrückgang am Voltmeter auf tritt.
Wenn die Messung der Spannung ergibt, daß das Element in Ordnung
ist, so kann der Fehler — sofern derselbe nicht am mech. Teil zu suchen
ist — nur an einer Kontaktverschmutzung oder, was ganz selten der Fall
ist, an einem Spulendefekt oder an mangelhaften Verbindungsstellen
liegen.
136
W enn ein geeignetes Meßinstrument (Volt- und Milliamperemeter) zur
Hand ist, so kann auch der Stromdurchgang gemessen werden und zwar
nicht ausschließlich zur Ermittlung des Stromverbrauches, sondern um ein
fehlerhaftes Arbeiten der K ontakte oder einen D efekt der Spule bzw. fest­
zustellen. Zu diesem Zweck schaltet man das Milliamperemeter in den
Stromkreis der Uhr (in Abb. 126 ist dies veranschaulicht), also mit Element
und Spule hintereinander, und beobachtet, ob der Zeiger bei langsamer B e­
wegung des Pendels einen Ausschlag macht. Der Stromverbrauch muß bei
1/2 Sek.-Pendel ca. 0,6 Milliamp., bei 2/ 5 Sec. ca. 0,8 und bei 1/3 Sek.-Pendel
ca. 1,2 Milliamp. betragen. Ist dies nicht der Fall oder überhaupt kein Aus­
schlag des Zeigers festzustellen, so kann man daraus schließen, daß keine
gute Kontaktgebung vorhanden ist. W ird die Messung während des Ganges
der Uhr vorgenommen, so erreicht der Zeiger durch die Trägheit des M eß­
systems im Instrument keinen vollen Ausschlag infolge der zu kurzzeitig
wirkenden Kontaktdauer. Der volle Zeigerausschlag am Meßinstrument wird
also nur erzielt, wenn man das Pendel ganz langsam hin und her führt. Um
genügend große Ausschläge zu bekommen, muß der kleinste Meßbereich
benutzt werden. Im Beispiel der A bb. 126 ist der kleinste Meßbereich
■
— 6 Milliamp. Es gibt aber auch Milliamperemeter mit Meßbereich =
1,2 Milliampere, was für den vorliegenden Fall noch günstiger wäre.
W enn bei der Strommessung, wie vorstehend geschildert, kein Zeiger­
ausschlag stattfindet oder dieser sehr unsicher ist, so schließt man den
K ontakt kurz, indem man mit einem Stück Kupferdraht die Schraube 8
(siehe Abb. 121) mit der Grundplatte 2 an irgendeiner Stelle verbindet. E r­
gibt sich sodann ein einwandfreier Zeigerausschlag, so beweist dies, daß der
K ontakt verschmutzt ist und gereinigt oder ausgewechselt werden muß.
D. Pendelfeder und Festlegung des Pendels beim Transport
Die Pendelfeder, die die Regulierung unmittelbar beeinflußt, muß auch
bei der A TO-Uhr mit besonderer Sorgfalt behandelt werden. Deswegen
sind zum Schutze gegen Verdrehung zu beiden Seiten der Feder Anschlag­
lappen oder eine Schutzkappe angebracht. Das Pendel der A T O -Uhr wird
nicht, wie es bei den Federzuguhren üblich ist, auf dem Transport aus­
gehängt, sondern durch einen Pendelhalter festgelegt oder festgeschraubt.
Die Schraube, mit welcher das Pendel beim Transport festgelegt ist, wird
bei den meisten Uhrentypen als Justierschraube für die lotrechte A u f­
hängung benützt (siehe Abb. 121). Die Schraube 22 wird beim Transport
in das Loch 24 der Pendelspitze eingeführt und in dem Pfosten 23 der Grund­
platte festgeschraubt.
E. Das Regulieren der A TO -U hr
W ichtig ist, daß die A TO-Uhr zwecks Erzielung einer sehr guten Gang­
leistung erschütterungsfrei aufgehängt wird. Am besten sind gemauerte
Wände.
137
Das Regulieren der A TO-Uhr wird mit Hilfe der Pendelmasse vorgenom­
men, die höher oder tiefer geschraubt werden kann. Am unteren Ende der
Pendelmasse des 1/ 2 Sek.-Pendels sind 10 Teilstriche am Umfang angebracht.
Es entspricht:
Bei V2 Sek.-Pendel (siehe Abb. 121)
1 Teilstrich
1 Umgang der
Pendelmasse
=
6 Sek./24 h
= 60 Sek./24 h
Bei 2/ 5 Sek.-Pendel mit Pendelmasse
unterhalb des Magneten
1 Umdrehung
= 60 Sek./24 h
Bei 2/ 5 Sek.-Pendel mit Pendelmasse
oberhalb des Magneten
1 Umdrehung
= 60 Sek./24 h
Bei 1/ 3 Sek.-Pendel
1 Umdrehung
= 30 Sek./24 h
1 Teilstrich
= 3 Sek./24 h
Bei den A TO-Uhren mit 1/ 2 Sek.-Pendel befindet sich unterhalb des Pendels
(siehe Abb. 121) auf der Grundplatte 2 befestigt eine magnetische Regulier­
scheibe 18 zur Feinregulierung. Diese Scheibe wird benützt, wenn die täg­
lichen Differenzen unter 5 Sekunden betragen und kann während des
Ganges der Uhr verdreht werden. Die Wirkung der Regulierscheibe ist
etwa gleichbedeutend mit dem Auflegen oder Fortnehmen von kleinen
Gewichten auf dem Teller bei Normaluhren mit Sekundenpendel. Die R e­
gulierscheibe trägt eine Beschriftung, aus der der Betrag der notwendigen
Verdrehung abgelesen werden kann. Die Pendelstange ist aus einer Nickel­
stahllegierung mit geringem Ausdehnungskoeffizienten gefertigt. Die Pendel­
masse ist außerdem temperaturkompensierend gelagert, so daß praktisch
keine Gangfehler durch Temperaturschwankungen auftreten.
Das Ganggeräusch hat einen anderen Rhythmus als bei mechanischen
Uhren und ist zurückzuführen auf das Zusammenwirken von Schalt­
klinke 5, Schaltrad 4 und Hubrolle 17.
Der konzentrische oder exzentrische Sekundenzeiger (bei Uhren mit
1/2 Sek.-Pendel) kann während des Ganges der Uhr unbedenklich, jedoch
nicht zu hastig im Uhrzeigersinn verdreht werden. Der Minutenzeiger aller
Uhrentypen kann während des Ganges beliebig vor- oder rückwärts ver­
stellt werden.
Wie aus Abb. 121 ersichtlich ist, ist der Sekundenzeiger bei neueren
Uhren höher gesetzt worden, um einen großen, gut ablesbaren Sekunden­
kreis zur Verfügung zu haben. Der Sekundenzeiger 19 wird durch das
Sekundenzeigerrad 20, welches in das Schaltradtrieb 4 eingreift, angetrieben.
Das Sekundenzeigerrad 20 liegt also nicht im Kraftfluß des Räderwerkes
und eine dünne Feder 21 aus Klaviersaitendraht, welche auf der Sekunden­
welle mit zartem Druck aufliegt, dient dazu, die Zahnluft auszuschalten.
Die Sekundenwelle ist in einem Buchs zwischen zwei Rubinsteinen ge­
lagert. Eine Einfräsung im Buchs ermöglicht das Herausnehmen des vor­
deren Steines und Reinigung des Lagers.
138
F.
A u f folgende Punkte ist, kurz gefaßt, bei der mechanischen Überpüfung
eines ATO-Uhrwerkes besonders zu achten:
1. Bei eingefallener II abrolle 17 müssen die beiden Goldkontaktfedren
7 auf den Kontaktfederarm 29 aufliegen und die Goldkontakte
müssen vom Platinkontakt 9 0,2— 0,25 mm abstehen.
2. Die Goldkontaktfedern 7 müssen einen Druck von 0,5 bis 0,6g aufweisen
in Ruhestellung. Der Druck kann mit einem einfachen Hilfsmittel
(Federdynamometer), welcher von der Herstellerfirma bezogen oder
selbst angefertigt werden kann und in
Abb. 127 a und b abgebildet ist, geprüft
werden. Der Federdynamometer muß
so geeicht sein, daß die dünne Stahl­
zunge (aus Pendelfederstahl od. dgl.) an
der vordersten Spitze mit 0,5 g Be­
lastung sich von der Stütze nicht ab­
hebt. Bei 0,6 g Belastung muß sich die
Stahlzunge von der Stütze abheben.
Die Stahlzunge liegt also mit Vorspan­
nung auf der Messingstütze auf. In der
Abb. 127 a ist gezeigt, wie der D ynam o­
meter an die Goldkontaktfeder zwecks
Messung angelegt wird. Derselbe wird
an dem kleinen H olzheft gehalten und in
eingezeichneter Pfeilrichtung gegen die
beiden Goldkontakte gedrückt. W enn
der K ontakt richtig eingestellt ist, so
müssen sich die Goldkontakte 7 und die
A b b . 1 2 7 a u. b . D y n a m o m e te r
Stahlzunge des Federdynamometers
z u r M essu n g des K o n t a k t ­
gleichzeitig von ihren Auflagen ab­
d r u ck e s
heben.
3.
Die Goldkontakte 7 selbst dürfen nicht direkt auf dem K on takt­
federarm 29 aufliegen, sondern nur die Federn, an denen die G old­
kontakte befestigt sind (siehe Abb. 121). Beim Anheben durch den
Platinstift 9 müssen gleichzeitig beide G oldkom akte 7 berührt wer­
den, d. h. der Strom muß vom Platinstift 9 über beide Goldkontakte
gleichzeitig fließen. Darauf ist gut zu achten und mit einer starken
Lupe nachzuprüfen.
4. Das Platinröhrchen soll nicht in der Mitte des Goldkontaktes, sondern
etwas unterhalb der Mitte Kontaktberührung bekom men, damit beim
Transport bei vollständigem Ausschwenken des Einfallhebels das
Platinröhrchen nicht über die Goldkontakte springt (siehe Abb. 122
u. 123).
139
5. Die Kontakte 7, 9, die Hubrolle 17, die Schaltradzähne 4 und die
Schaltklinke 5 dürfen auf keinen Fall geölt sein.
6. Die Stromleitspirale 32 (auf der Rückseite des Werkes) (siehe Abb. 122)
darf nicht verbogen sein. Mit dem Kontaktfederträger 14, welcher
isoliert auf der Platine befestigt ist, darf die Spirale keine Berührung
bekommen, da sonst Dauerkontakt entsteht.
7. Die Stromleitspirale 32 muß gut verstiftet sein und fest auf dem
Pfosten sitzen, damit eine gute elektrische Verbindung besteht. Die
Stromleitspirale ist so verstiftet, daß dieselbe 1/ 4 Umgang gespannt
ist und zwar im Drehsinn, daß die Einfallrolle in das Schaltrad hinein­
gedrückt wird, also zusätzlich zum Eigengewicht des Einfallhebels.
Die Pendelschwineungsweise kann durch die Spannung der Spirale
korrigiert werden, d. h. bei zu großer Pendelschwingung ist die
Spirale etwas stärker und bei zu kleiner Schwingung etwas schwächer
zu spannen. Dies geschieht durch entsprechendes Verdrehen des
Spiralbuchs auf dem Pfosten.
8. Die Schaltklinke 5 am Pendel muß von selbst und leicht herunter­
fallen, wenn man dieselbe bis zum Anschlagstift 30 hochhebt und fallen
läßt (siehe Abb. 122).
9. Die an der Vorderplatine befestigte Blattfeder 26 soll dazu dienen,
die Gestelluft der Einfallhebelwelle leicht nach einer Seite zu drücken
so daß das Platinröhrchen nicht auf den Goldkontakten hin und her
tanzt, was nachteilig ist.
10. Beschädigte Pendelfedern sind zu ersetzen. Bei Uhren mit beschä­
digten Pendelfedern schlingern die Pendel oder ergeben bei jeder
Pendelschwingung knackende Geräusche und es wird kein genauer
Gang mehr erzielt.
11. Schraube 27 dient dazu, die Schaltklinke 5 so einzustellen, daß die
Hubrolle 17 gerade einfällt, wenn die Pendelspitze bei Schwingung
nach links (Abb. 121) am Teilstrich I der Skala lü steht (siehe auch
Abb. 128b). Mittels der Schraube 28 reguliert man die Tiefe des
Eingriffes zwischen Schaltklinke 5 und Schaltrad 4. Beim Weiterführen des Pendels darf
die Schaltklinke 5 den
geschalteten Zahn kaum
mehr berühren, sondern
muß haarscharf darüber
hinwegschwingen. Sämt­
77
liche Zähne sind durch­
zuprobieren wegen evtl.
a
b
c
leichtem Umrundlaufen
A b b . 1 2 8 a , b u. c. F un k tionsw eise v o n S ch altklin ke
(siehe Abb. 128 c).
un d S ch a ltra d der A T O -U h r
140
Bei zu hoher Einstellung der Schaltklinke 5 würde die Hubrolle 17
im Laufe der Zeit, insbesondere bei Eintreten einer leichten V er­
schmutzung, nicht mehr sicher abfallen. Bei zu tiefer Einstellung
hingegen bestünde die Gefahr einer doppelten K ontaktgabe, w o­
durch die Regulierung wesentlich beeinträchtigt ist.
12. Beim Zurückschwingen des Pendels nach rechts muß die Schalt­
klinke 5 am höchsten Zahn abfallen in dem Moment, wo die Pendel­
spitze den Teilstrich 11 der Skala passiert, (ln Abb. 121 ist dieser
Moment dargestellt.) (Siehe auch A bb. 128a.) Die eingezeichneten
Pfeile in Abb. 128a, b und c geben die Bewegungsrichtung des Pendels
an. Die Nummern 4, 5 und 17 stimmen sinngemäß mit denen der
Abb. 121 überein.
D ie „ D e t e x -U n io n “ ein Sch w eizer F abrik at
Uhrwerke mit elektrischem Unruhantrieb können verhältnismäßig klein
gebaut sein, wie dies aus Abb. 129 zu ersehen ist, die das W erk der „D etexUnion“ in natürlicher Größe zeigt.
Der Größe der Unruh entspre­
chend sind alle Werkteile im Maß­
h-Unruhreif
stab einer großen Taschenuhr ge­
halten, die Unruhwelle ist in Stei­
A ----nen gelagert. Das W erk muß so
'Anker
in Betrieb gehalten werden, daß
die Unruhachse senkrecht steht.
Der einspulige Elektromagnet
trägt ein Doppel-T-förm iges Joch,
so daß die 2 Polschuhe mit
einem Zwischenraum überein­
1 Massenanderstehen. Der Anker aus
schluß
Weicheisen mit seinen ausge­
A b b . 129. B a tte r ie -U h r D e t e x -U n io n
prägten Endstücken ist auf der
Unruhwelle befestigt, so daß er
mit der Unruh zusammen unter Einfluß der Spiralfeder eine schwingende
Masse bildet. Seine Endstücke schwingen mit geringem Luftspalt frei
zwischen den Polschuhen des Elektromagneten.
Der K ontakt besteht aus zwei Teilen, der K ontaktfeder und dem K on takt­
nehmer. Diese sind in Abb. 130 deutlich dargestellt. Die isoliert am W erk­
gestell angebrachte Kontaktfeder A wird durch eine Stützfederbrücke in
der erforderlichen Lage gehalten und ist über die Spule mit dem — Pol der
Batterie verbunden. Der Kontaktnehmer B ist auf der Unruhwelle befestigt
und steht über die Werkmasse mit dem -|-Pol der Batterie in Verbindung.
Sein Kontaktteil ist zur Schwingungsebene in einer Winkelstellung ge­
halten, so daß die K ontaktfeder A beim Einschwingen des Ankers in das
Konfakffeder^ c
'Äzria,
Polschuhe
Spt/fe
141
Magnetfeld nach unten gedrückt wird, wodurch Kontaktschluß entsteht.
Beim Rückschwung des Ankers darf der Kontaktnehmer die Kontaktfeder
auf der Unterseite mit seiner oberen Kante nur ganz kurz berühren.
Abb. 131 zeigt im Schnitt A — B den Anker C der Abb. 130 in der Winkel­
stellung a zu den Polschuhen. Diese Stellung zeigt den Beginn des Kon-
A b b . 130. K o n ta k t und
A n trie b so rg a n der D e te x U n ion
A b b . 131. A nkerstellu n g im W in k el a
D e te x -U n io n
taktes an und muß dieser kurz vor der Mittelstellung des Ankers zwischen
den Polschuhen beendet sein, damit die Unruh frei weiterschwingen kann.
Der kurzgehaltene Kontaktschluß . beim Rückschwung der Unruh erfolgt
dann ebenfalls in dieser Winkelstellung, doch ist der Anker dann bereits
soweit aus dem Feldlinienbereich, daß die Unruh in ihrer Schwungkraft kaum
beeinflußt werden kann.
Das in Abb. 129 angedeutete
Schaltgetriebe 8 und Sh ist in
Abb. 132 gesondert dargestellt. Auf
der ersten Triebwelle, die den An­
trieb des Zeigerwerkes vermittelt,
ist das Schaltrad A und der Schalt­
stern B befestigt. In die Nocken
des Schaltsternes B greift die Steil­
feder C, die die beiden Räder in
ihrer Ruhelage hält. Die an ihrem
A b b . 132. F ortsch a lta n trieb der D e te x Ende gekröpfte Schaltfeder D ist
U n ion
mit der Unruh drehbar angeordnet
und stellt das Schaltrad A beim Ein­
schwingen um einen Zahn vorwärts. Beim Rückschwung klingt diese Feder
unter dem Zahn aus. Die Fortschaltung des Zeigerwerkes spielt sich innerhalb
des Winkels a beim Einschwingen des Ankers in das Kraftlinienfeld ab.
Das Werkchen ist in einem Bakelitgehäuse von 62X 40X 32 mm unterge­
bracht und ist für den Betrieb mit einer Taschenlampenbatterie vorgesehen,
mit der die Uhr etwa 9— 12 Monate in Betrieb gehalten werden kann.
142
Frequenzgesteuerte Uhren
Mechanische Uhren haben einen Gangregler als zeitmessendes Glied
(Pendel oder Unruh). Dieser wird in seinen Schwingungen durch die K raft
des Antriebsorganes (Feder oder Gewicht) erhalten, wobei die K raft vom
Laufwerk auf die Hemmung übertragen und dem Gangregler verm ittelt
wird. Es findet in diesen Uhrwerken eine Übersetzung ins Schnelle statt,
bei der die kraftübertragenden Räder und Triebe teils sehr stark bean­
sprucht werden. Die Eigenschwingungen des Gangreglers so abstimmen zu
können, daß die Uhr mit ihrer Zeitangabe von der Normalzeit nur geringste
Abweichungen zeigt, erfordert hohe Vollendung des Uhrwerkes und des
Gangreglers. Das ist jedoch mit hohen Kosten der Fertigung der Uhr ver­
bunden und für einfache Gebrauchsuhren unwirtschaftlich.
Anstatt des Gangreglers eine W elle zu verwenden, die durch die Ein­
wirkung des elektrischen Stromes in ihrer Umlaufszahl zeitgebunden ge­
steuert wird und die als Antrieb eines Getriebes mit Uhrzeigerwerk dient,
ist der Ausgangspunkt, der als Grundlage zum Aufbau der „frequenz­
gesteuerten U hr“ führte.
Auf dem Leistungsschild einer „Synchronuhr“ finden wir z. B. folgende
Angaben: •
—'220 Volt/50 Hertz. Das bedeutet: Zum Betriebe dieser Uhr
wird eine Wechselspannung von 220 Volt, mit 50 Hertz (Phasen) in der
Sekunde benötigt.
W ird die übliche Frequenz von 50 Hertz im Tagesdurchschnitt gehalten,
also 50 Hertz in der Sekunde, mal 60 in der Minute, mal 60 in der Stunde,
mal 24 am Tage, dann ist diese Wechselspannung zum Betriebe der Syn­
chronuhren geeignet. Das Einhalten der Frequenzzahl wird im Kraftwerk
durch eine „Perioden-Kontrolluhr“ überwacht. Es ist' daher erforderlich,
wegen der Frequenzkontrolle beim Kraftwerk Rückfrage zu halten, wenn
Synchronuhren an das betreffende Wechselspannungsnetz angeschlossen
werden sollen, damit durch diese Uhren eine genaue Zeitangabe gewähr­
leistet werden kann.
In der wirtschaftlich schweren Zeit der Nachkriegsjahre war die Ein­
haltung der Frequenz durch die Kraftwerke technisch nicht durchführbar,
weshalb die Synchronuhren erhebliche Differenzen zeigten. Ein Grund, daß
die Synchronuhren in dieser Zeit kaum mehr zur Anwendung kamen. W ird
die Frequenzkontrolle in allen Kraftwerken wieder einheitlich durchgeführt,
dann wird auch die Synchronuhr durch die ihr eigenen Vorteile, unter den
elektrischen Uhren ihr Feld behaupten.
D ie F re q u e n z -K o n tr o llu h r
Um die Frequenzkontrolle der Wechselspannung im Kraftwerk durch­
führen zu können, wird die Einhaltung der Wechselzahl (Frequenz) durch
eine, diesem Zweck dienende Uhr überwacht. Abb. 133 zeigt eine „Perioden143
A b b . 133. F re q u e n z-K o n tro llu h r der A E G
Kontrollnebenuhr“ der A EG. Auf dem linken Zifferblatt wird die „astrono­
mische Zeit oder auch M EZ“ angezeigt. Das Zeigerwerk wird durch ein
polarisiertes Sekundennebenuhrwerk angetrieben, das durch eine Sekunden­
Präzisionspendeluhr mit Sekundenkontakt gesteuert wird. Die Zeiger des
rechten Zifferblattes werden durch ein Synchronuhrwerk betätigt, das am
Wechselspannungsnetz angeschlossen ist, dessen Wechselzahl überwacht
werden soll. Es zeigt demgemäß „Synchronzeit“ an.
Zur genauen Feststellung des Unterschiedes zwischen diesen beiden Zeit­
anzeigen dient ein sog. Differenzwerk, das sowohl von dem Synchron­
motorwerk als auch von dem Sekundenspringerwerk gesteuert wird. Die
Differenz zwischen den beiden Zeiten wird in Sekunden durch einen großen,
zentral angeordneten Zeiger angezeigt, der sich über ein großes Zifferblatt
bewegt. Der Umfang dieses Zifferblattes ist in 2mal 60 Teile geteilt (im
Uhrzeigersinn -f- 60 Sekunden, entgegen gesetzt dem Uhrzeigersinn — 60 Se­
kunden). Bewegt sich also der große Zeiger nach rechts (-)-) oder nach
links (— ), so besagt dies, daß alle Synchronuhren im Netz um den ange­
zeigten Betrag vor- bzw. nachgehen. Bei genauer Frequenz muß der Zeiger
stets auf „ 0 “ einspielen. Zur Anzeige von Differenzen von mehr als 1 Minute
befindet sich auf der unteren Zifferblatthälfte ein kleines Zifferblatt, auf
144
dem Abweichungen von ± 30 Minuten abgelesen werden können. Außer
dieser Differenzanzeige ist auf dem Zifferblatt die astronomische Zeit und
die Synchronzeit jederzeit genau ablesbar.
Ist eine Abweichung der W echselzahl von der Normale eingetreten, so
muß diese vom Kraftwerk ausgeglichen werden, damit die Synchron­
zeitangabe mit der M EZ übereinstimmt. Der Kontrollzeiger der Perioden­
kontrolluhr steht wieder auf 0. Alle Synchronuhren, die dem Netz des
Kraftwerkes angeschlossen sind, unterliegen zwangsläufig diesem Einsteil­
vorgang und werden auf diese Weise mit auf „richtige Z eit“ eingestellt.
Wechselspannungen anderer Staaten, z. B. der U SA sind auf 60 Hertz
abgestimmt. Diese Synchronuhren sind für Wechselspannungen mit 50 Hertz
nicht verwendbar.
D ie S y n ch ron u h r
Synchronuhren sind mit einem Lauf- und Zeigerwerk ausgestattet, das
seinen Antrieb durch eine frequenzgesteuerten Läufer erhält. Dieser wird
durch die Wechselzahl der angelegten Spannung (Frequenz) zwangsläufig
an seine Umdrehungszahl gehalten. Ist nun die W echselspannung durch eine
gute Frequenzkontrolle zeitlich genau abgestimmt und überwacht, dann
werden die an diese Wechselspannung angelegten Synchronuhren von dieser
zeitlich gleichgerichtet (synchronisiert).
Fälschlicherweise, aber allgemein üblich, werden Synchronuhren als
„elektrische Einzeluhren“ bezeichnet. Technisch ist dies jedoch ungenau,
denn die Zeitangabe dieser Uhren ist von dem Gang der Frequenzkontroll­
uhr abhängig, die in der großen und weit verzweigten Netzanlage als H aupt­
uhr anzusehen ist. Die „Synchronuhren“ sind Nebenuhren dieser Anlage,
denn sie werden durch die Frequenz gesteuert.
Einige markante Vorteile der Synchronuhr machen diese für den Gebrauch
als „einzelne elektrische U hr“ besonders geeignet, trotzdem gewisse N ach­
teile bestehen, die jedoch beim Einzelgebrauch weniger störend empfunden
werden.
Die Vorteile der Synchronuhren sind:
1. Diese Uhren können durch Anschluß an jede Steck- oder Abzw eig­
dose des Wechselspannungsnetzes in Betrieb genommen werden.
2. Diese Uhren werden von der Wechselspannung auf „richtige Z eit“
gehalten.
3. Die Betriebskosten sind außerordentlich gering.
4. Diese Uhren benötigen fast keiner Wartung.
5. Der Anschaffungspreis der Uhren ist verhältnismäßig niedrig.
Ein Nachteil der Synchronuhren is t :
10
Schmidt, Elektrische Uhren
145
Bei Ausfall der Wechselspannung bleibt die Synchronuhr stehen, oder zeigt
falsch ,je nach Bauart der Thr. Ist die Synchronuhr mit einer Kraftreserve
versehen, dann wird durch
diese die Zeit des Spannungs­
ausfalles überbrückt.
Nicht die Spannung, z. B.
220 Volt, sondern die Wechsel­
zahl 50 Hertz, ist der betriebs­
technisch wichtige Faktor für
den Antrieb der Synchronuhr.
Es ist daher auch angängig,
an niedergespannte Wechsel­
spannungen
Synchronuhren
anzuschließen. Abb. 134 zeigt
A b b . 134. S teu eru ng einer S yn ch ron u h r über
eine Synchronuhr am Netz
T ra fo 22 0 /8 V o lt 50 H z
~ 220 Volt/50 Hertz und eine.
Synchronuhr im Anschluß an
einen Trafo, -—-8 Volt. Da trotz der Niederspannung die 50 Hertz unver­
ändert bleiben, laufen beide Uhren „synchron“ . Es müssen nur die Spulen­
wicklungen im Widerstand der niederen Spannung entsprechend, geändert
werden.
D er Antrieb durch „S y n ch ron m otor“
Als Antriebsorgan in der Synchronuhr ist stets ein „Synchronkleinst­
m otor“ angewendet, nach dessen Bauart und Funktionsweise die Bezeich­
nung der Uhrenart bestimmt ist. Auch hier hat sich im Laufe der Entwick­
lung gezeigt, daß nicht alle Synchronkleinstmotore zum Dauerbetrieb der
Uhren geeignet sind, es sollen hier nur die Bauarten angeführt werden, die
sich besonders bewährt haben.
Es sind zu unterscheiden: Synchronuhren mit
a) nicht selbst anlaufendem Motor
b) selbstanlaufendem Motor
c) selbstanlaufendem Motor mit Kraftreserve;
Zu a) Der nicht selbstanlaufende Motor muß durch eine Anwurfvorrich­
tung in Betrieb gesetzt werden. Bei kürzestem Spannungsausfall bleibt
dieser Motor stehen und muß nach Einsetzen der Spannung erneut an­
geworfen werden. Ein Nachstellen der Uhr auf „richtige Zeit“ ist erforder­
lich.
Zu b) Der selbstanlaufende Motor läuft bei Anschluß an die Spannung
selbsttätig an. Bei Spannungsausfall bleibt der Motor stehen, kommt jedoch
bei Rückkehr der Spannung wieder selbsttätig in Gang. Ein Nachstellen
der Uhr auf „richtige Zeit“ ist erforderlich.
146
Zu c) In diesen Uhren wird ein selbstanlaufender M otor verwendet, der
einen Gangregler in seinen Schwingungen synchron steuert, und zugleich
eine Zugfeder anspannt. Bei Ausfall der Spannung übernimmt die Zug­
feder den mechanischen Antrieb des Gangreglers, wodurch der Spannungs­
ausfall überbrückt wird.
D er „ n ic h t selbstanlaufende S y n ch ro n m o to r “
Der M otor besteht aus 3 H auptteilen:
1. dem Stator
2. dem R otor oder Läufer
3. der Spulenwicklung.
Stator und R otor sind aus lamelliertem Eisenblech gefertigt, um die
Wirkung des Magnetfeldes zu verstärken. Der Spulenkern, ebenfalls aus
lamelliertem Eisenblech, ist meist durch Verschraubung an dem Stator­
rahmen befestigt, um die Spulenwicklung im Bedarfsfalle leicht auswechseln
zu können. Der Statorrahmen ist durch Verschraubung am Werkgestell
gehalten. Teils auf einem Anrichtestift, teils durch Wellenlagerung drehbar
im Gestell gehalten, ist der R otor zwischen den Statorteilen angeordnet.
Zwischen den Polen des Stators und des R otors ist nur geringer Abstand
gelassen, der ein freies Drehen des Rotors ermöglicht. R otor am Umfang und
Stator an den Polteilen sind mit Ausfräsungen gleicher Teilungsgrößen
versehen, so daß die Polenden beider Teile gleichmäßig aufeinander ab­
gestimmt sind.
Die Spulenwicklung steht im Dauerschluß an der Wechselspannung.
Auf Leistungsschild achten: z. B. -—-110 oder ■
—'220 Volt. Durch die Wechsel zahl der Spannung wird im
Stator ein wechselndes Mag­
netfeld hervorgerufen, das auf
die Rotorpole einwirkt und
diesen im Ruhezustand fest­
hält. W ird der R otor durch
Anwurf in Drehung versetzt
und seine Umfangsgeschwin­
digkeit ist so groß, daß dieser
A b b . 1 3 5 a u. b . S y n c h r o n m o to r 1 P o lp a a r u n d
bei einer Wechselzahl der
9 P o lp a a r e
Spannung eine Teilung v or­
wärtsschreitet,
dann kann
unter Einfluß der Schwungkraft der Rotormasse und Einwirkung des
wechselnden Magnetfeldes ein phasengesteuerter Dauerantrieb des Rotors
erreicht werden. In A bb. 135a und b sind 2 Synchronm otore schematisch
dargestellt, von denen a ein interessanter Versuch ist. Der Anker mit 1 Polpaar in entsprechende Umdrehung versetzt, läuft mit hoher Drehzahl.
io*
147
Es wird die Läuferdrehzahl n in der Minute errechnet, wenn man die
Hz
50X 60 Sek. durch die Polpaarzahl teilt. Für Beispiel e 3 a mit
1 Polpaar ist:
n __ 50^60 _ 3000 xj/Min
Dieser Versuch ist als „Schnelläufer“ zu bezeichnen.
XJm die Läuferdrehzahl herabzusetzen und damit das Antriebsmoment
günstiger zu halten, sind Statorpole und Rotorumfang mehrpolig gestaltet.
Es ist demnach für Abb. e 3 b mit 9 Polpaaren:
n _
50^60 _
3 3373 u /M in .
Synchronmotore mit dieser und naheliegenden Läuferdrehzahlen werden
als „Langsamläufer“ bezeichnet.
Könnten wir die Drehbewegungen dieser Läufer durch Zeitlupenauf­
nahme beobachten, dann würden wir feststellen, daß diese Drehbewegungen
k e in e g le ic h m ä ß ig g e b u n d e n e n s in d ,
s o n d e r n r u c k w e is e e r fo lg e n . D a s ist
b e d in g t d u r c h
d ie E in w ir k u n g d e r
w e c h s e ln d e n P h a s e n d e r S p a n n u n g .
U m d ie D r e h b e w e g u n g e n d e s L ä u fe r s
z u g lä t t e n u n d d a d u r c h w e n ig e r s t ö ­
r u n g s e m p fin d lic h z u m a c h e n , is t d e r
L ä u fe r
m it
e in e r
S c h w u n g s c h e ib e
a u s g e s t a t t e t . D ie s e S c h w u n g s c h e ib e
w ir d d u r c h F e d e r d r u c k m i t z ü g ig e r
B in d u n g a u f d e m L ä u f e r g e h a lte n .
A ls
A b b . 136. D e r R o t o r u nd seine B a u teile
S c h m ie r m it t e l
der
S ch w u n g-
S c h e ib e n h a ltu n g is t d ic k flü s s ig e s Ö l,
Sorte 4, oder Fettbox zu verwenden.
In der Abb. 136 ist ein Rotor schematisch dargestellt. Die einzelnen Bau­
teile sind voneinander getrennt gezeichnet, um eine leichtere Übersicht
zu haben. Auf der Welle a mit dem Trieb b ist die Rotorscheibe c fest ver­
nietet. Zwischen dieser und der Schwungscheibe e liegt die Gleitscheibe d,
meist aus Preßspan gefertigt, gegen die die Schwungscheibe e von der
Feder / mit Gleitsitzdruck gehalten wird. Der Druck der Feder / wird von
dem verstellbaren Vorreiber g reguliert und muß so eingestellt werden, daß
der zusammengesetzte Rotor im Synchronmotor leicht anspricht. Eine
Norm für diesen Federdruck anzugeben, ist nicht möglich, es muß durch
Ausprobieren der entsprechende Federdruck festgestellt werden, denn es
sind dabei das auftretende Drehmoment der Rotorscheibe, die Schwungkraft
der Schwungscheibe und die Reibung im Gleitsitz der Schwungscheibe aus­
schlaggebende Faktoren, die bei jedem Rotor andere sind.
148
Am Läufer ist ein Ritzel oder Trieb befestigt, das in das 1. R a d des Lauf­
werkes eingreift. Dieses R ad ist vorteilhaft aus Preßspan oder ähnlichem
W erkstoff gefertigt, um schalldämpfend zu wirken. Da in diesem Getriebe
die Kräfteübertragung unwesentlich ist, sondern es sich um die Verm inde­
rung der Umlaufszahl handelt, unterliegt das Räderwerk nur geringer B e­
anspruchung und Abnutzung. Dagegen ist der Läufer meist die Fehlerquelle,
die eine Überholung dieser Synchronuhren notwendig macht. Abgesehen von
verdicktem Öl in der Lagerung des Läufers ist es verdicktes Öl im Sitz der
Schwungscheibe. Die Schwungscheibe klebt fest, der R otor wirkt als eine
Masse, da der Schwungscheibe das Spiel genommen ist. Sind die Einzelteile
gesäubert und der Läufer zusammengesetzt, muß das Spiel der Schwung­
scheibe eingestellt werden, was durch mehr oder weniger Anspannen der
Bremsfeder geschieht. Ist das Spiel der Schwungscheibe gut abgestimmt,
dann wird der R otor beim Anwurf leicht in Umlauf kommen. Schweres A n ­
sprechen des Läufers ist fast immer auf zu leichtem oder zu festem Sitz der
Schwungscheibe zurückzuführen.
Die Seitenluft des Läufers auf dem Lager darf nicht zu knapp bemessen
sein, damit sich der R otor in das Magnetfeld des Stators einspielen kann.
Das Surren dieser Synchronmotore kann leicht dadurch entstehen, daß der
Läufer durch den Wechsel des Magnetfeldes gegen die Seitenbegrenzung des
Lagers geschleudert wird. Auch lose sitzende Verschraubungen der Stator­
befestigung ist ein Grund der auftretenden
Geräusche, da dann die Statorbleche ge­
geneinander an- und abgestoßen werden.
Ist durch Festschrauben der Fehler nicht
zu beheben, läßt man dünnen Lack zwi­
schen die Statorplatten fließen, um den
Stator stabil zu machen.
Spulenwicklung für 110/220 V olt: Die
gebräuchlichsten Wechselspannungen sind
110 oder 220 Volt. Es werden demgemäß
Synchronuhren mit Spulenwicklungen für
eine dieser Spannungen ausgestattet. Um
Synchronwerke ohne Auswechseln der
A b b . 137. E rre g e rs p u le m it A n
Spulenwicklung für beide Spannungen
Schluß fü r 1 1 0 /2 2 0 V o lt
verwenden zu können, unterteilt man
diese Spulenwicklung und versieht sie mit
3 Anschlüssen. Abb. 137. Beim Anschluß an Klemme 0 ijnd 110 V olt ist
nur ein entsprechender Teil der W icklung vom Strom durchflossen, während
bei Anschluß an 0 und 220 V olt die ganze W icklung unter Spannung steht.
Eine auf Induktionswirkung aufgebaute Einrichtung, durch die die
Synchronwerke ohne Spulenaustausch für 110 und 220 V olt W echsel­
spannung verwendet werden können, ist bei verschiedenen Werkbauarten
zu finden. Das W erk Abb. 138 z. B. ist mit einer Spulenwicklung für
149
~ HO Volt ausgestattet. Soll dieses Werk für
220 Volt Verwendung
finden, wird über die Spule eine Eisenbrücke B gelegt, die in M und M 1
verschraubt wird. Durch diese Nebenschlußbrücke wird der Induktions­
widerstand der Spule so erhöht, daß das Werk für 220 Volt betriebsfertig ist.
Die Anwurf Vorrichtung ■
. Nicht selbst­
anlaufende Synchronmotore müssen
nach Anlegen an die Spannung ange­
worfen werden, d. h. der Rotor muß
durch eine Anwurfvorrichtung in
Drehung versetzt werden, bis er durch
das wechselnde Magnetfeld phasen­
gesteuert in Umlauf gehalten wird. In
der Abb. 138 ist die Anwurfvorrich­
tung des Rotors deutlich erkennbar.
Der um einen Winkel drehbar ange­
ordnete Anwurfhebel wird durch eine
A b b . 138. S y n ch ron u h rw erk m it E isen ­
Schraubenfeder in seiner Ruhelage
N eb e n sch lu ß b rü ck e
gehalten. Eine an diesem befestigte
Drahtfeder reicht bis in die Lücken
der Rotorscheibe, wenn der Anwurfhebel angespannt wird. Beim Zurück­
schnellen des Hebels wird der Rotor durch die Feder angeworfen, der
Hebel kommt in Ruhelage, gibt den Rotor frei und dieser wird phasen­
gesteuert in Umlauf gehalten.
Synchronw erk Nr. 7000 der Firma Jauch & Schmid, Schwenningen
Das Werk zeichnet sich durch eine stabile Bauart aus, bei einem Platinen­
durchmesser von 64 mm und einer Werkhöhe von 37 mm. Es ist für 110
oder 220 Volt Wechselstrom 50 Hertz verwendbar.
Eisenkern und Statorteile sind aus lamelliertem Dynamoblech gefertigt.
An der Erregerspule ist eine Nebenschlußbrücke angebracht, die an den
Gestellpfeilern mit verschraubt wird. Ist diese Nebenschlußbrücke an­
gelegt, dann ist die Uhr für 200 Volt betriebsfertig, denn der Induktions­
widerstand der Spule wird dadurch entsprechend erhöht. Nach A b­
nehmen der Nebenschlußbrücke ist die Uhr nur für 110 Volt verwendbar.
Abb. 139.
Die Rotorscheibe ist ebenfalls aus lamelliertem Dynamoblech hergestellt.
Seine Achse ist in kräftigen Lagerbüchsen gelagert, die an ihren Ausgangs­
stellen Ölkammern haben, welche durch verstellbare Deckschrauben ver­
schlossen sind, mit denen das Spiel des Rotors eingestellt werden kann. Die
auf der Rotorachse mit Gleitsitz gelagerte Schwungscheibe aus Messing wird
durch eine Drahtfeder von einem Vorreiber einstellbar abgestützt. Das
Laufgetriebe greift in ein Preßspanrad. das geräuschdämpfend wirkt.
150
Der Synchronmotor ist ein Anwurfmotor, der bei Stromunterbrechung
ausfällt. Zum Anwerfen dieses Motores dient die auf der Rotorbrücke
angebrachte AnwurfVorrichtung.
Das W erk hat Sekunde aus der Mitte und kann das Zeigerwerk durch den
Steilknopf von der Rückseite des W erkes aus eingestellt werden.
Einfaches Umschalten, geringer Stromverbrauch, 1,2 W att pro Stunde
und ruhiger Lauf des Rotors sind einige Vorzüge, durch die sich das W erk
auszeichnet.
A b b . 139. S y n ch ro n u h rw e rk N r. 700 0 ,
Jundes
A b b . 140. L a n g s a m lä u fe r
der A E G
D er „la n g s a m laufende S y n ch ron m otor m it S elbstanlauf“
Eine wesentliche Verbesserung des Synchronmotors als Antriebsorgan
eines Uhrwerkes ist der Synchronmotor mit Selbstanlauf. Fällt die Spannung
nur wenige W echsel aus, dann bleibt der nicht selbstanlaufende M otor und
auch der selbstanlaufende M otor stehen, aber letzterer läuft selbsttätig an,
wenn die Spannung wieder einsetzt.
Bei einigen Bauarten wird in einem Zifferblattausschnitt bei Spannungs­
ausfall eine rote Warnscheibe sichtbar, die beim Einstellen der Uhr wieder
auf weiß wechselt.
Von der AEO ist ein „Langsamläufer mit Selbstanlauf“ geschaffen worden,
der sich durch fast geräuschlosen Lauf, kleine Abmessungen und leichte
Montagemöglichkeit auszeichnet und somit als Antrieb von Laufwerken
mit Zeigerwerk besonders geeignet ist. A bb. 140. Dieser M otor besteht in
der Hauptsache aus 4 Einzelteilen: den beiden Gehäuseteilen, die den Stator
bilden, der Erregerspule und dem Läufer (Abb. 141). In jedem Gehäuseteil
sind 8 Pole angebracht, die nochmals geteilt sind und wechselweise neben­
151
einander liegend einen Ring bilden, der von der Erregerspule umschlossen
wird. Die Hälfte dieser Pole ist wechselweise mit Kurzschlußringen ver­
sehen, um den selbsttätigen Anlauf zu bewirken (siehe: Ferraris-Motor,
Seite 118). Der Läufer ist trommelförmig aus gehärtetem Stahl gefertigt
und wiegt nur 4 Gramm. Um ein hohes Drehmoment beim Anlauf bis zum
Erreichen des Synchronismus zu erhalten, ist der Umfang des Läufers mit
16 Aussparungen versehen. Die ringförmig angeordneten 16 Statorpole um­
schließen den Läufer.
A b b . 141. L a ngsam läu fer der A E G , E inzelteile
Die minütliche Umlaufszahl des Rotors ist:
50 H z - 60 Sek.
71
=
8 P olp äa rcT =
3000
~
T
TT,
.
= 375 U / m in ’
Den Motor im Querschnitt zeigt Abb. 142. Die Lagerung der Achse wird
von einer Buchse, Teil mit vorstehender Zentrierwulst gehalten, die dazu
dient, den Motor beim Anbringen auf der Werkplatte in einer Aus­
drehung in stets gleicher Lage zu
(ttL. 1 ? -3
halten. Die Ölkammer, Teil 2, ist
//
mit ölgetränkten Lederringen aus­
gefüllt, vor der mit geringem
Abstand das Lager der Achse
liegt, Teil 3. Als Lagermate­
rial sind Novotext-Scheiben ver­
wendet, da sich dieses Lager­
material auch bei jahrelangem Be­
trieb bestens bewährt hat. Auf der
beiderseitig vorstehenden Läufer­
welle kann das Ritzel zum AnA b b . 142. L an gsam läu fer der A E G im
trieb des Getriebes leicht a n g e Q u ersch n itt
152
b ra ch t w erd en .
Die Leistungsaufnahme dieses „Langsamläufers“ für Uhrwerke beträgt
nur etwa 2 W att, dabei entwickelt der Motor ein Drehmoment auf einer
Achse von 1 Umdrehung in der Minute bezogen, von 450 gern im Synchron­
lauf.
Durch die beiderseitig vorstehende Läuferwelle kann der M otor für
Rechts- und Linkslauf angewendet werden. Die guten Erfahrungen, die
mit der N ovotext-Lagerung gemacht wurden und der geschlossene Gesamt­
aufbau des Motors, gewährleisten langjährige Betriebssicherheit, ohne daß
sich eine Überholung des Motors als notwendig erweist.
D er „sch n ella u fen d e S y n ch ro n m o to r“
Schnelläufer, die als Antriebsorgan eines Uhrzeigerwerkes verwendet
werden, sind ohne Ausnahme „selbstanlaufend“ . Die hohe Umlaufzahl des
Läufers bedingt eine entsprechende
Untersetzung im Getriebe, wodurch
die an sich hohe Leistung noch ge­
steigert wird. Auch für größere
Zeiger erweist sich ein derartiger
j
Schnelläufer als betriebssicher und
zuverlässig.
i
Die Arbeitsweise derartiger SynI . JSjg"
chronmotore ist bereits im Ab\
schnitt: Kontaktlose
elektrische
'
Aufzüge, Seite 117 eingehend heH w ip lP ^ P v K
sprochen worden. Der in Abb. 143
und 144 gezeigte SjTichronkleinstmotor der AEG hat geteilte P ol­
enden des Stators a, von denen jeAbb. 143. Schnelläufer der AEG
weils einer der Doppelpole d mit
kupfernem Kurzsclilußring versehen ist. Das
s — |—| _ _ ^
dadurch erzeugte Drehfeld bewirkt das selbst­
tätige Anlaufen des Ankers c, dessen Welle
das Antriebsritzel trägt. Durch Auswechseln
der Erregerspule b ist der M otor für ver­
schiedene Wechselspannungen verwendbar.
Die Leistungsaufnahme beträgt etwa 4,5
W att, sein Drehmoment im Synchronlauf
2300 gern auf eine Welle mit 1 Umdrehung
in der Minute bezogen.
Abb. 144. S ch e m a des S ch n ellDie Umdrehungszahl des Läufers dieses
lä u fers
Motors ist in 1 Minute:
50 H z •60 S ek .
3000
Der Läufer ist in einem Gehäuse gelagert, das gleichzeitig das Getriebe
enthält, welches die Läuferdrehzahl auf die Drehzahl der aus dem Gehäuse
herausragenden Antriebsachse herabsetzt. Mit Rücksicht auf den Dauer­
betrieb ist der Lagerung besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Die vor­
züglichen Erfahrungen, die mit Novotext als Lagermaterial gemacht
wurden, gaben Veranlassung, diesen Werkstoff auch bei den selbstanlau­
fenden AEG-Synchronmotoren zu verwenden. Das natürliche Gleitver­
mögen, verbunden mit der großen mechanischen Festigkeit dieses Werk­
stoffes und unbedingter Beständigkeit gegen Öl und Fett erfüllt alle Vor­
bedingungen, die an die Lagerung dieser Motoren zu stellen sind. Seine
Verschleißfestigkeit beträgt ein Vielfaches der früher verwendeten Lager­
metalle.
Die Ankerachse sowie alle Achsen des Untersetzungsgetriebes sind in
Novotext gelagert (Abb. 145).
In sinnreicher Weise ist die Lagerung der Ankerachse 1 durchgeführt.
Die beiden Novotextlagerscheiben 2 dienen hierbei gleichzeitig als A b­
schluß der Ölkammer, in der das Ölsieb 3 von dem ölgetränkten W atte­
bausch 4 umgeben ist, wodurch eine sichere und einwandfreie Schmierung
der schnellaufenden Ankerachse gewährleistet wird. Die Platinen 5 des
Untersetzungsgetriebes bestehen ebenfalls aus Novotext.
Das Laufwerk wird in Spezialöl getaucht, wodurch sich infolge der K a­
pillarwirkung eine genügende Ölmenge zwischen den Deckplatten und den
Novotextplatinen sowie in den eigentlichen Lagerstellen sammelt.
Achsen
sorgfältig
auswahl,
erreichte
dig ist.
154
und Triebe sind aus einem besonders zähen Spezialstahl gefertigt,
gehärtet und hochglanzpoliert. Diese gewissenhafte Werkstoff­
vereint mit bester fachgemäßer Fertigung, ergibt die bisher un­
Bewährung im Dauerbetrieb, wobei keinerlei Wartung notwen­
Frequenzgesteuerte G angregler
Gangregler haben Eigenschwingung, gleichviel ob Unruh oder Pendel.
Diese werden je nach ihrem konstruktiven Aufbau Abweichungen von der
Schwingungsnormale zeigen, die sich summieren und dann als Differenz
in der Zeitangabe der Uhr festzustellen sind. Mit Hilfe der frequenzkontrol­
lierten Wechselspannung können Gangregler mittels entsprechender E in­
richtungen gesteuert werden, so daß sie gezwungen sind, ihre Soll-Schwin­
gungsnormale einzuhalten. Grundlegend ist dabei zu beachten, daß die
Gangregler mittels eines mechanischen Uhrwerkes in ihren Schwingungen
erhalten werden und die Frequenz der Wechselspannung nur die zeit­
gebundene Steuerung der Schwingungen übernimmt. Setzt die Spannung
und somit die Steuerung des Gangreglers aus, dann geht die Uhr als rein
mechanische Uhr weiter, unterliegt dann aber in ihrer Zeitangabe den Eigen­
schwingungen ihres Gangreglers.
Soll ein Gangregler in seinen Schwingungen frequenzgesteuert werden,
dann ist es erforderlich, daß die Eigenschwingungen des Gangreglers so ein­
gestellt sind, daß diese um ein Mindestmaß langsamer, als die Schwingungs­
normale sind. Die Steuerung kann nur dann fehlerlos arbeiten, wenn sie
beschleunigend auf die Schwingung des Gangreglers wirkt. Durch Ein­
richtungen verschiedener Konstruktionen ist die Frequenzsteuerung der
Gangregler gelöst worden, von denen einige der bewährten hier angeführt
werden sollen.
D as freq u en zgesteu erte U hrpendel
Die Steuerung für Kurzpendel ist beispielsweise auf sehr einfache Weise
gelöst worden. Diese Uhrwerke sind mit einem elektrischen Aufzuge ver­
sehen, der von einem selbstanlaufenden Synchronm otor getätigt wird. Die
Zugfeder wird durch den Aufzug mehr angespannt, als der Ablauf des
Uhrwerkes erfordert. Es ist somit eine Kraftreserve vorhanden und eine
Nachschlupfeinrichtung verhindert ein Überspannen der Zugfeder.
Vom Motor wird außerdem eine Antriebswelle für die Pendelsteuerung
in Umlauf gehalten, deren Umlaufzahl auf die Schwingungsnormale des
Kurzpendels abgestimmt ist. Diese Welle muß demgemäß eine Umdrehung
in der Zeit von 2 Pendelschlägen oder einer vollen Pendelschwingung aus­
führen. Abb. 146. Auf dem, aus der W erkplatte vorstehenden Zapfen dieser
Welle ist ein Butzen angebracht, der in einer Bohrung einen Drahtbügel
hält, welcher am Ende rechtwinklig abgebogen ist und zur Pendelsteuerung
dient. Durch eine Halteschraube kann dieser Drahtmitnehmer in seiner
wirkenden Länge verstellt werden. Steht der Motor unter Spannung, wird
Aufzug und Steuerung zugleich betätigt. Der Steuermitnehmer wird wäh­
rend des Umlaufs dem Pendel einen einseitigen Steuerimpuls vermitteln,
indem dieser die Pendelstange streicht und somit das Pendel zur Einhaltung
der Schwingungsnormale zwingen.
Setzt die Spannung aus, so geht die Uhr mittels Kraftreserve ohne
Pendelsteuerung weiter. Nach Wiedereinsetzen der Spannung arbeitet die
Uhr in vorbeschriebener Weise.
Ein weiteres sehr gutes Beispiel für die Synchronsteuerung eines Pendels­
ist der „Synchron-Pendler“ der Firma Zacharias, Leipzig. Dieser Apparat
A b b . 146. F re q u e n z ­
gesteu ertes K u rzp e n d e l
A b b . 147. S ynch ron pen dler für
T urm uh ren , S ystem Zacharias
besteht in der Hauptsache aus einem Laufwerk, das durch einen selbst­
anlaufenden Synchronmotor angetrieben wird. Der Umlauf der Antriebs­
welle muß auf die Schwingungsnormale des zu steuernden Pendels ab­
gestimmt sein, wozu ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe dient.
Abb. 147 zeigt einen Synchron-Pendler für das Pendel einer Turmuhr.
Ist dieses Pendel ein Sekundenpendel, dann muß die Antriebswelle in
2 Sekunden 1 Umdrehung ausführen. Auf dieser Welle ist die Antriebs­
kurbel befestigt, die durch Gegengewicht ausgeglichen ist. In deren An­
triebsarm sind mehrere Gewindelöcher angebracht, die zur Verschraubung
der Drehbuchse von der Steuerstange vorgesehen sind. Je nach Schwin­
gungsweite des Pendels kann der Weg der Steuerstange eingestellt werden.
Der sichelförmige Mitnehmer ist verstellbar auf der Steuerstange ver­
156
schraubt, um eine Feineinstellung zu ermöglichen. Dieser Mitnehmer ruht
auf einem Steuerbolzen, der in der Pendelstange eingeschraubt ist.
W ird der Synchron-Pendler in Betrieb gesetzt, muß das Pendel mit der
Hand in den Steuervorgang des Synchron-Pendlers eingeschwungen
werden. Während der Pendelschwingungen reitet der Mitnehmer auf dem
Steuerbolzen und steuert das Pendel zur Einhaltung der Schwingungs­
normale.
Setzt die Spannung aus, bleibt der Synchron-Pendler stehen, dann klinkt
der Steuerbolzen unter dem Sichelmitnehmer aus und die Steuerstange
fällt seitlich ab. Die Turmuhr geht ohne Synchronsteuerung weiter.
D ie frequ en zgesteu erte U nruh
Ein W erk mit Uhruhsteuerung und Selbstaufzug hat die Firma Mauthe
hergestellt, das sich für Stil- und Wanduhren bewährt hat. A bb. 148 zeigt
den schematischen Aufbau des Werkes, bei dem die einzelnen Teile der
Übersicht wegen nicht maßstäblich wiedergegeben sind.
Aufzug und Steuerung der U n ­
ruh werden von einem selbst­
anlaufenden Langsamläufer der
AEG. getätigt. Dieser M otor ist
eingehend behandelt: (Seite 151).
Die Unruh Un wird durch die
Feder im Federhaus F e über das
normale Räderwerk vom Anker
A n in ihren Schwingungen er­
halten. Drehbar um die Unruh­
lagerung ist eine W ippe Wi ge­
lagert, die das Spiralklötzchen K
und den verstellbaren Rücker R
trägt. Im Klötzchen K ist das
Spiralende verstiftet, die Spiral­
rolle hat ihren Sitz wie üblich
auf der Unruh welle. An der W ippe
ist eine Steuerstange Ss drehbar
verschraubt, die am entgegenge­
setzten Ende auf einer kleinen
Exzenterscheibe des Rades N o
Abb. 148. M a u th e -S y n c h r o n u h r mit U n r u h ­
drehbar befestigt ist. Das R ad N o
Steuerung
erhält seinen Antrieb vom Ritzel
der Synchronmotorwelle, deren Umdrehungszahl n = 315 TJ/min auf n —
135 U/min des Rades N o untersetzt wird. Diese Umlaufzahl n = 135 ist
auf 270 Unruhschläge in der Minute abgestimmt. Durch den Rücker k kann
die Uhr vorerst einreguliert werden. Steht der Motor unter Spannung, wird
157
die Steuerstange durch den Exzenter Kurbelbewegungen ausführen und die
W ippe um einen Winkel wechselnder Richtung verdrehen. Die in K verstiftete Spirale muß diesen Bewegungen zwangsläufig folgen und wirkt somit
auf die Unruh steuernd zur Einhaltung der Schwingungsnormale. Setzt
die Spannung aus, geht die Uhr rein mechanisch durch Kraftreserve weiter.
Minuten- und Stundenzeiger werden vom mechanischen Laufwerk ge­
führt, der Sekundenzeiger jedoch erhält seine Führung unabhängig vom
Gehwerk unmittelbar vom Motor, so daß bei Stromausfall der Sekunden­
zeiger stehen bleibt.
Der Aufzug
Über den sehr gut durchdachten Aufzugmechanismus ist folgendes aus­
zuführen (Abb. 148):
.
Auf dem Federkern ist das Rad Tr befestigt, das mit dem Sperrad Sa
durch einen Trieb in Verbindung steht. Dieses Sperrad wird durch einen
Sperrkegel, der auf der Werkplatte befestigt ist, abgesperrt. Der Winkel­
hebel He trägt an einem Arm den Schaltsperrkegel, am anderen Arm steht
dieser unter Zug der Wendelfeder Wf. Diese Wendelfeder Wf dient zur
Anspannung der Zugfeder Fe. Neben dem
Schaltsperrkegel ist am Winkelhebel He
die Zugstange Zu drehbar angeschraubt
und diese steht mit dem oberen Teil der
Zugstange Zu durch das Stützgelenk A
in Verbindung. Dieses Zugstangenpaar
wird vom Rad Ku des Aufzuggetriebes in
Kurbelbewegungen gesteuert und nimmt
dabei den Winkelhebel He mit. Der Sperr­
kegel klinkt ein, die Feder Wf ist ange­
spannt und zieht den Winkelhebel He
zwangsläufig unter Führung der Zug­
stangen Zu und betätigt den Aufzug der
Feder Fe durch Verdrehen des Sperrades
Sa. Hebt die Federkraft der Zugfeder Fe
die Zugkraft der Wendelfeder Wf auf,
dann klinkt das Stützgelenk A des Zug­
stangenpaares aus und der Winkelhebel He
Abb. 149. Steuerung der Unruh bleibt in Ruhe. Dies ist in der Abbildung
durch Synchronisierhebel
durch die schwach eingezeichnete Hebel­
stellung angedeutet.
Ein Fehler ist es, wenn die Wendelfeder Wf zu kräftigen Zug ausübt, so
daß die Zugfeder Fe voll angespannt wird. Das kann Prellen der Unruh
zur Folge haben, wodurch die Uhr der Synchronsteuerung nicht mehr
unterliegt und somit ungenau zeigt.
158
Ein weiteres sehr bewährtes Beispiel für die Frequenzsteuerung der U n­
ruh ist in der Schemazeichnung Abb. 149 dargestellt.
Aufzug und Synchronisierung wird durch den im Vorabschnitt erwähnten
^Ü/Cr-Langsamläufer mit einer Umlaufszahl n = 375 U /m in getätigt. Das
vom Untersetzungsgetriebe geführte Synchronierrad N hat am Um fang
18 radzahnähnliche Nocken. Auf dem in der W erkplatte befestigten Spiral­
klötzchen ist der Synchronisierhebel Sh drehbar gelagert. Dieser greift
nach unten mit seinem Hebelarm A in den Nockenkranz des Rades N.
Am Oberteil des Hebels ist eine Feder F angebracht, die in die Nähe des
äußeren Spiralumganges reicht. Steht der M otor unter Spannung, dann
wird beim Umlauf des Rades N der Hebelarm A wechselweise über Ein­
schnitt und Nocke gleiten. Durch seine Winkelbewegung wird dabei die
Feder F im Zeitmaß von 2 Unruhschlägen auf die Spiralfeder tippen und
dadurch die Unruhschwingungen synchronisieren. Setzt die Spannung aus,
dann geht die Uhr infolge der Kraftreserve ohne Steuerung der Unruh
weiter.
Betrieb dieser Uhren bei Wegfall der Synchronsteuerung
Ist durch Störungen auf längere Zeit die Frequenzkontrolle vom K ra ft­
werk aus nicht durchführbar, zeigen auch diese Uhren mit frequenz­
gesteuertem Gangregler unregelmäßige Abweichungen von der genauen
Zeitangabe. W ird dann bei derartigen Uhren die Gangreglersteuerung außer
Betrieb gesetzt, so sind diese als „elektrisch aufgezogene U hr“ verwendbar.
In ihrer Zeitangabe sind diese dann von den Eigenschwingungen ihrer
Gangregler abhängig. Da bei Synchronsteuerung fast ohne Ausnahme
Gangregler einfachster Ausführung Verwendung finden, wird die Fein­
stellung dieser Uhren ohne Synchronsteuerung in entsprechenden Grenzen
liegen.
Elektrische U hrenanlagen
Eine Anzahl Uhren, z. B. die in einem oder mehreren zusammengehören­
den Gebäuden untergebracht sind, in ihrer Zeitangabe von einer gut­
regulierenden Hauptuhr steuern zu lassen, so daß deren Zeitangabe mit
der der Hauptuhr übereinstimmt, ist ein seit über 100 Jahren erstrebtes
Ziel. Durch den heutigen Stand der Uhrentechnik dürfte diese Aufgabe
wohl restlos gelöst sein. Es besteht praktisch die Möglichkeit, Uhren in
einem ganzen Stadt- oder Landgebiet unter den Einfluß einer Hauptuhr
zu stellen und sie von der Hauptuhr steuern zu lassen. In einer derartig
umfangreichen Uhrenanlage muß die erste Hauptuhr eine Anzahl Unter­
hauptuhren steuern, die in dem Versorgungsgebiet wieder in einzelnen
Gruppen die angeschlossenen Nebenuhren bedienen.
159
Diese Betrachtung sei hier den folgenden Ausführungen vorangesetzt,
um auf die Verantwortung hinzuweisen, die der Uhrmacher bei der Er­
stellung einer Uhrenanlage zu übernehmen hat. Nur ausreichende Kennt­
nisse der einzelnen Uhrenarten des anzulegenden Leitungsnetzes und der
zum Betrieb anzuwendenden Spannungsquelle und ein reichliches Maß
Erfahrung auf diesem Gebiete, sind das Rüstzeug, um in jedem Einzelfall
für die bestehenden Verhältnisse und die gestellten Anforderungen, die
entsprechende betriebssicher arbeitende Uhrenanlage erstellen zu können.
Grundsätzlich unterscheiden wir zwei Arten der Steuerung von Neben­
uhren durch eine Hauptuhr, die in ihrer Wirkungsweise wesentlich von­
einander abweichen:
1. Die Hauptuhr ist mit einer Kontakteinrichtung ausgestattet, die
minütlich, einhalbminutlich oder sekundlich in Tätigkeit tritt. Die dieser
Hauptuhr untergeordneten Nebenuhren sind keine selbständigen Uhren,
sondern nur Zeiger werke mit einer elektrisch betätigten Fortschaltein­
richtung. Diese werden von der Hauptuhr im Zeitmaß der Kontakt­
schlüsse vorwärtsgestellt und dadurch von der Hauptuhr zeitengleich
gesteuert.
2. Die Hauptuhr ist mit einer Kontakteinrichtung ausgestattet, die stünd­
lich oder täglich einmal in Tätigkeit tritt. Die dieser Hauptuhr unter­
geordneten Uhren sind mechanische Uhren mit eigenem Gangregler und
mit einer elektrisch betriebenen Einstellvorrichtung versehen. Diese Uhren
werden durch den Kontakt der Hauptuhr mit dieser zeitengleich ein­
gestellt.
Beide Betriebsarten erfordern, daß die Hauptuhr mit den ihr unter­
geordneten Nebenuhren durch ein gesondertes Leitungsnetz miteinander
verbunden ist.
Bei der Betriebsart 2 sind die Einsteiluhren mit elektrischem Aufzug,
Gangregler und Einstellvorrichtung ausgestattet, wodurch deren Be­
schaffungspreis verhältnismäßig hoch ist. Diese Betriebsart findet man in
Uhrenanlagen seltener vor, meist nur in sehr umfangreichen und weit­
verzweigten Anlagen. Für kleine Anlagen ist sie rein wirtschaftlich gesehen,
ungünstig.
Die Betriebsart 1 wird durch ihre wesentlichen Vorteile heute fast aus­
schließlich bevorzugt, da ihr Anschaffungspreis niedriger gehalten ist, sie
zuverlässig und betriebssicher arbeitet und rein wirtschaftlich gesehen, ver-,
hältnismäßig geringe Unterhaltungskosten bedingt. Sie bietet eine fast un­
begrenzte Ausbaumöglichkeit und kann zur Steuerung von Uhren jeder
Größe bis zur Turmuhr angewandt werden.
Es muß daher unsere Aufgabe sein, uns mit dieser Betriebsart besonders
vertraut zu machen und sie in allen Einzelheiten kennenzulernen.
160
D as L eitu n gsn etz und die in ih m h errsch en den S trom verhältnisse
Beim Anschluß einer Einzeluhr an den Netzstrom ist die Zuleitung der
Spannung bis zur Steck- oder Anschlußdose für uns ein gegebener Faktor
und nur die Zuleitung bis zu den Anschlußklemmen der Uhr erfordert
unsere besondere Achtsamkeit. Ganz anders liegen aber die Verhältnisse
bei einer Uhrenanlage, die ihre eigene Spannungsquelle und ihr eigenes
Leitungsnetz hat.
Soll eine Uhrenanlage hergestellt werden, so sind vor Beschaffung der
Haupt- und Nebenuhren folgende Fragen zu stellen:
1. W ieviel Nebenuhren sollen angeschlossen werden?
2. W elche Zifferblattabmessungen sollen diese Uhren haben?
3 W o soll die Hauptuhr stationiert werden?
4. W elche Leitungswege von der H auptuhr zu den einzelnen Nebenuhren
werden erforderlich sein?
Aus der Beantwortung dieser Fragen kann die benötigte Betriebsspannung,
der Querschnitt der Leitungen und die elektrischen Meßgrößen der Uhren
bestimmt werden.
Diese Uhrenanlagen werden meist mit Gleichstrom von 6 bis 24 Volt
betrieben. Als Spannungsquelle dienen vorwiegend Akkum ulatoren­
batterien oder auch Dauerstromanlagen (Seite 11).
Für die meisten Hauptuhrkontakte, die zur Steuerung der Nebenuhren
dienen, ist eine Höchstbelastungsgrenze von 0,5 Ampere vorgesehen. Es
können also mit einer derartigen Hauptuhr z. B. 25 Nebenuhren mit
0,02 Ampere Stromaufnahme betrieben werden. Das gibt bereits Aufschluß
über die Anzahl der Nebenuhren, die jedoch entsprechend niedriger ge­
halten werden muß, wenn Uhren mit großen Abmessungen angeschlossen
werden sollen, die höhere Stromaufnahme haben.
Günstig ist es, die Hauptuhr so zu stationieren, daß die Verzweigungen
des Leitungsnetzes möglichst gleichmäßig verteilt sind.
Ist es erforderlich, von der Hauptuhr weit entfernt liegende Nebenuhren
mit anzuschließen, so sind deren Meßgrößen besonders zu bestimmen.
Das Leitungsnetz ist grundsätzlich nur nach den VD E-Vorschriften für
Netzstromleitungen auszuführen. Der Leiterquerschnitt für K upfer soll
nicht unter 1,5 qmm genommen werden. Die Leitung ist in R ohr oder
Rohrkabel zu verlegen und mit Abzweigdosen an den entsprechenden Stellen
zu versehen. Auch für erforderliche Freileitungen — diese müssen mit
Blitzschutzsicherungen versehen werden — gelten die Bestimmungen der
VDE-Vorschriften. Ein einwandfrei verlegtes Leitungsnetz ist Grund­
voraussetzung für die Betriebssicherheit einer Uhrenanlage. Darum ist es
ratsam, das Leitungsnetz von einem erfahrenen Elektroinstallateurmeister
verlegen zu lassen. Jedoch ist der Uhrmacher für das Einrichten der Uhren­
anlage zuständig. Das Anschließen der Haupt- und Nebenuhren an das
11
Schm idt, Elektrische Uhren
161
Leitungsnetz, das Einregulieren der Anlage ist seine Aufgabe, denn der
Uhrmacher muß die Gewähr für betriebssicheres Arbeiten der Anlage über­
nehmen.
Hier wird oft vom Uhrmacher der Fehler gemacht, daß er lediglich die
Uhren liefert und diese dann dem Elektromeister zum Anschluß an das
Leitungsnetz übergibt. Ist es nun Bequemlichkeit oder Unsicherheit im
Behandeln elektrischer Uhren, stets ist dieses Verhalten vom Fachmann
aus zu verwerfen. Dagegen ist es erforderlich, daß sich der Uhrmacher von
der einwandfreien Durchführung der Netzanlage überzeugt, damit beim Ein­
richten der Anlage von dieser Seite aus keinerlei Störungen auftreten können.
Batteriespannung und Betriebs- oder Klemmenspannung
Auf dem Leistungsschild oder direkt auf den Spulen einer Nebenuhr
lesen wir: 12 Volt/600 Ohm, das bedeutet: An den Klemmen dieser Neben­
uhr muß eine Betriebsspannung von 12 Volt gemessen werden, wenn diese
Uhr vorschriftsmäßig arbeiten soll. Es ist damit aber nicht angegeben:
Die Batteriespannung muß 12 Volt betragen, wie meist fälschlicherweise
angenommen wird.
Die Betriebs- oder Klemmenspannung ist stets unter Anschluß der Uhr
an der vorgesehenen Netzstelle festzustellen. Daselbst muß mit einem hoch­
ohmigen Voltmeter die Klemmenspannung an den Anschlußklemmen der
Uhr, während des Stromdurchganges bestimmt oder gemessen werden. Es
ist nun nicht gleich, ob die Nebenuhr in Nähe der Hauptuhr oder in großer
Entfernung von dieser in Betrieb gehalten werden soll, denn durch den
langen Leitungsweg entsteht ein größerer Spannungsabfall. Bei einem vor­
schriftsmäßig ausgeführten Leitungsnetz, wie vorgehend angegeben, ist bei
kurzen Leitungswegen kaum ein merkbarer Spannungsabfall festzustellen.
Ist jedoch eine der angeschlossenen Nebenuhren z. B. 100 m von der Haupt­
uhr entfernt, so ist ein Leitungsweg von 2 ■100 = 200 m vorhanden. Messen
wir an dieser Uhr die Klemmenspannung und stellen statt 12 Volt nur
10 Volt fest, so beträgt der Spannungsabfall 12— 1 0 = 2 Volt.
Bei 12 Volt und 600 Ohm ist die Stromaufnahme der Nebenuhr
t_
^
R
600
_o 02 A
’
Diese 0,02 Ampere werden benötigt, um die Uhr betriebssicher arbeiten
zu lassen. Es muß also der Widerstand der Spulen so gehalten werden,
daß bei 10 Volt 0,02 Ampere Stromstärke gemessen werden. Demgemäß
muß der Spulenwiderstand dieser Uhr sein:
R = y = 0-Q2 = 500 Ohm­
Es ist nicht angängig, in diesem Falle die Batteriespannung zu erhöhen,
da dann die Klemmenspannung an den der Hauptuhr näherliegenden Neben­
uhren zu hoch ist.
162
Die Nebenuhren namhafter Herstellerfirmen arbeiten durchschnittlich
mit einer Toleranz von ± 10°/0 der Klemmenspannung absolut betriebs­
sicher, so daß bei kleinen Anlagen mit geringer Anzahl Nebenuhren und
keinen allzugroßen Unterschieden in den Leitungswegen die geringen A b ­
weichungen der Klemmenspannung keine Störungen verursachen, also un­
berücksichtigt gelassen werden können.
Ganz anders dagegen liegen die Verhältnisse bei einer weitverzweigten
Uhrenanlage, bei der sich also die Nebenuhren durchschnittlich in größeren
Entfernungen von der Hauptuhr befinden. In diesem Falle kann u. U .
der Spannungsverlust erheblich werden und zu Störungen im Betrieb der A n ­
lage führen. Nehmen wir a n : Eine derartige Anlage soll mit einer 6 V olt-B atte­
rie betrieben werden und es sind 15 Nebenuhren mit je 300 Ohm W iderstand
angeschlossen. Die Leitung hat einen Gesamtwiderstand von 2,5 Ohm. Für
den Betrieb der 15 Nebenuhren ist die erforderliche Stromstärke:
I = W
15 — 300 '
= 0,3 Amp.
Da nun der Spannungsveilust durch die Leitung sich ebenso wie die
Spannung berechnet, ist dieser:
U = I •R = 0,3 •2,5 = 0,75 Volt.
Die an den Nebenuhren gemessene Klemmenspannung ist demnach
6 — 0,75 — 5,25 Volt. Genau genommen ist noch der Spannungsverlust
hinzuzurechnen, der durch den inneren Widerstand der Batterie hervor­
gerufen wird. Die Batteriespannung z. B. 6 Volt ist gemessen an den
Klemmen der Batterie, wenn praktisch kein Strom fließt, sie ist die EM K ,
die „offene Spannung“ mit dem Formelzeichen E und dem Einheits­
zeichen V.
W ird an die Batterieklemmen die Leitung mit den Nebenuhren gelegt
und es fließt Strom, dann messen wir an den Batterieklemmen die K lem m en­
spannung U der Batterie, die durch den inneren W iderstand der Batterie
stets niedriger als E ist. Es tritt also auch durch die Batterie ein Spannungs­
verlust ein, der jedoch je nach Art der Spannungsquelle verschieden ist.
Nehmen wir für unser Beispiel an: W ir messen eine Batterieklemmen­
spannung U von 5,7 Volt, so beträgt der Spannungsverlust durch den
Batteriewiderstand 0,3 Volt. Dieser Verlust macht sich an den Klemmen
der Uhr mit bemerkbar, denn es stehen nur 5,7 V olt Spannung zur Ver­
fügung. Bei 15 Uhren mit je 300 Ohm Widerstand beträgt der Gesamt­
widerstand der Uhren:
R -
300 = 20 Ohm,
15
dazu der Leitungswiderstand von 2,5 Ohm, ergibt 22,5 Ohm. Diese müssen
von 5,7 Volt durchflossen werden, ergibt eine Stromstärke:
/ = § - = Ä ^ = 0,253 Am P'
li*
163
Errechnen wir damit den Spannungsverlust durch die Leitung:
U = I . R —■0,253 •2,5 = 0,63 Volt.
An den Anschlußklemmen der Nebenuhr wird demgemäß mit dem Volt­
meter gemessen: 5,7 Volt Batterieklemmenspannung — 0,63 Volt Span­
nungsverlust durch die Leitung = 5,07 Volt. Diese einfache Berechnung
ergibt jedoch nur einen Annäherungswert, der aber einen durchaus praktisch
anwendbaren Wert darstellt.
Es ist also erforderlich, die Batteriespannung um etwa 1 Volt zu erhöhen,
um den Nebenuhren die benötigte Stromstärke zum betriebssicheren Ar­
beiten zuzuführen. Wir sehen, daß diese Lösung unvorteilhaft ist!
Schließen wir an eine Batterie, z. B. 6 Volt, eine sehr lange Leitung an,
ohne jedoch Strom verbrau eher im Stromkreis zu haben, so ist die Leitung
„spannungführend“ . Das bedeutet: Wir können an jeder Stelle der Leitung
Strom entnehmen. Messen wir an verschiedenen Stellen mit einem guten
Voltmeter, so wird dieses stets 6 Volt zeigen, wie an den Klemmen der
Batterie. Das ändert sich jedoch sofort, wenn ein Stromverbraucher an die
Leiterenden gelegt wird und durch Kontaktschluß der Strom zum Fließen
kommt. Dann wird die Leitung „stromführend“ . Der Strom muß zum
Stromverbraucher geleitet werden und durch diese Arbeit geht Spannung
verloren, es macht sich also der Spannungsverlust bemerkbar.
Da nun der Spannungsverlust TJ = I ■R, also Stromstärke •Leitungs­
widerstand ist, können wir diesen durch geringe Stromstärke und niedrigen
Leitungswiderstand vermindern. Das bedeutet: Genügend großen Quer­
schnitt des gut leitenden Leitungsmaterials und Verwendung von Neben­
uhren mit geringem Stromverbrauch. Nebenuhren, die mit 24 Volt be­
trieben werden, arbeiten meist mit 0,008 bis 0,012 Amp.
Es ist demgemäß vorteilhaft, diese Nebenuhren zu verwenden und diese
mit einer Betriebsspannung von 24 Volt zu betreiben.
Das ist bei ausgedehnten Uhrenanlagen mit größerer Anzahl Neben­
uhren unbedingt erforderlich, um den Spannungsabfall möglichst klein zu
halten, damit dieser innerhalb der Toleranzgrenze von — 10°/0 der Betriebs­
spannung für die Nebenuhren liegt und infolgedessen praktisch unberück­
sichtigt bleiben kann.
Alle diese Berechnungen sind im Ohmschen Gesetz verankert, es ist
also außerordentlich wichtig, daß wir uns ganz eingehend mit diesem Ge­
setz vertraut machen, um Fehler in dieser Beziehung von vornherein aus­
schalten zu können.
164
K on taktein rich tu ngen der H auptuhren
Die ersten Versuche, von einer Hauptuhr aus Nebenuhren zu steuern,
waren auf die einfachste Weise auf der elektromagnetischen W irkung auf­
gebaut. Durch einen K ontakt in der Hauptuhr wurde mittels einer Batterie
ein Elektromagnet erregt, der einen Anker anzog. Durch eine von diesem
betätigte Schaltklinke wurde das Zeigerwerk vorwärts gestellt (Abb. 150).
Diese Anordnung jedoch, so einfach
sie erscheint, ist unvorteilhaftund
nicht betriebssicher. Das zu erzeu­
gende elektromagnetische Feld be­
dingte eine verhältnismäßig hohe
Stromstärke um die nötige mecha­
nische Arbeit leisten zu können. Da
diese K ontakte meist von der Se­
kundenradwelle der Hauptuhr aus
getätigt wurden, konnte der K on ­
taktdruck nur verhältnismäßig ge­
ring sein. Eine Verschmutzung der
K ontaktteile hatte zur Folge, daß
während des Kontaktes Zwischen­
unterbrechungen einsetzen, so daß
diese Nebenuhren dann mehrfach
vorwärtsgestellt wurden. Auch elek­
trische Entladungen der Luft, wie
diese bei Gewittern öfter auftreten,
konnten ein Vorwärtsschalten der
Zeigerwerke verursachen.
Diese angeführten Nachteile und
Abb. 150. B e is p ie l ein es d e r e rste n V e r weitere werden durch die Anwens u ch e , N e b e n u h r e n m it g le ic h g e r ic h te te n
dung „polarisierter Nebenuhrwerke“
S tr o m s t ö ß e n z u ste u e rn
behoben. Die Arbeitsweisen dieser
Nebenuhrwerke der verschiedenen Systeme werden im Abschnitt „N eben­
uhren“ eingehend besprochen. Zum Betrieb dieser Nebenuhren ist es erfor­
derlich, daß die den mechanischen Schaltvorgang bewirkenden Stromdurch­
flüsse in wechselnder Richtung erfolgen. Dabei ist es gleich, ob es sich um
Nebenuhren für Minuten, Halbminuten oder Sekunden handelt. Es müssen
die Hauptuhren mit Kontakteinrichtungen versehen sein, die den gleich­
fließenden Batteriestrom in der Folge der Kontaktschlüsse in wechselnder
Richtung durch die Zuleitungen zu den Nebenuhren fließen lassen.
Bei den früher verwendeten Spannungsquellen, nasse oder trockene E le­
mente, mußte auf äußerst sparsame Beanspruchung dieser Spannungs­
quellen geachtet werden, um deren Betriebsfähigkeit auf möglichst große
Zeitspanne zu erhalten. Daher wurden die Kontaktlängen so kurz als an165
gängig gehalten. Eine längere Kontaktdauer ist aber ein wesentlicher Faktor
für sicheres Funktionieren elektromechanischer Arbeitsvorgänge, wie diese,,
in elektrischen Nebenuhren. Durch Verwendung von Akku-Batterien mit
Ladeeinrichtung oder Dauerstromgeräten stehen zum Betrieb der Uhren­
anlagen Spannungsquellen zur Verfügung, die längere Kontaktdauer ohne
weiteres ermöglichen. In den Hauptuhren neuerer Bauart werden daher
Kontakteinrichtungen, die Kontaktlängen bis zu 2 Sekunden Dauer tätigen,
vorteilhaft angewendet.
Strom w endekontakt -Einrichtungen
Im Abschnitt „K ontakte“ Seite 40 ist grundsätzliches über die elektro­
technisch begründete Ausführung und Anordnung von Kontakten be­
sprochen worden. Es ist daher erforderlich, diese Abhandlungen gewissen­
haft zu bearbeiten, denn hier soll lediglich Auf­
bau und Wirkungsweise der Kontakteinrich­
tungen für Hauptuhren behandelt werden. Diese
Kontakte unterliegen einer sehr hohen Bean­
spruchung, denn bei Minutenkontakten erfolgt
der Schaltvorgang täglich 1440mal, das sind im
Jahre 525600, bei Sekundenuhren sind es jähr­
lich 31536000 Schaltvorgänge. Es ist daraus
ersichtlich, daß die Betriebssicherheit einer
Uhrenanlage zum größten Teil von einwandfrei
arbeitenden Kontakten abhängig ist.
Zur Betätigung der Stromwendekontakte ist
im Hauptuhrwerk meist ein vom Gehwerk ge­
trenntes Laufwerk vorgesehen, das bei Minutennebenuhren zur 60. Sekunde jeder Minute vom
Gehwerk ausgelöst wird. Durch die vom Lauf­
werk zur Verfügung stehende Kraft ist es mög­
lich, den Kontakt mit dem erforderlichen K on­
taktdruck arbeiten zu lassen, wodurch eine
sichere Kontaktgebung gewährleistet wird.
A b b . 151. P olw en d ek o n ta k t-E in rich tu n g
Abb. 151 zeigt die schematische Darstellung
eines Stromwendekontaktes in Ruhestellung.
Die Batterie ist mit dem -|- Pol an dem rotierenden Kontaktgeber E
gelegt und der — Pol führt an die Klemme der — Schiene, an welcher
im Ruhezustand die beiden Kontaktfedern R und L anliegen, die mit der
Nebenuhrleitung in Verbindung stehen.
Wird nun das Kontaktwerk freigegeben, so dreht sich der Kontakt­
geber E in der Pfeilrichtung, hebt dabei die Kontaktfeder L von der
— Schiene ab und in dieser Stellung fließt der Strom vom positiven Pol
der Batterie über den Kontaktgeber zur Feder L, geht dann durch die
166
Nebenuhrleitung zurück zur Feder R und von da über die — Schiene zum
negativen Pol der Batterie. Der K ontaktgeber E führt bei einem Schalt­
vorgang eine halbe Umdrehung aus, so daß er bei seiner nun folgenden
Buhestellung entgegen der Zeichnung nach unten zeigt.
Bei der nächsten Schaltung wird die K ontaktfeder R vom K on tak t­
geber E abgehoben, der Strom fließt dann wieder vom positiven Pol der
Batterie über den Kontaktgeber E, von diesem über die K ontaktfeder R
zur Nebenuhr und von da zur K ontaktfeder L zurück und über die — Schiene
zum negativen Pol der Batterie.
Zur Vernichtung des bei der Öffnung des Stromkreises entstehenden
Öffnungsfunkens ist parallel zu den Klemmen R und L ein induktions­
freier Widerstand angeschlossen.
Der Kontaktgeber E ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, beiderseitig
mit Isolierstücken besetzt, die bei Beginn und bei Beendigung des Schalt­
vorganges die Kontaktfedern R und L isoliert von der — Schiene abheben
und auch diese wieder isoliert anlegen. Ist diese Einrichtung nicht v o r­
handen, dann entsteht beim Abheben und Anlegen der Kontaktfedern an
die — Schiene ein momentaner Batteriekurzschluß, da der Kontaktgeber E
ständig mit dem positiven Pol der Batterie in Verbindung steht.
Dieser Moment-Batteriekurzschluß kann zur völligen Zerstörung der K o n ­
taktteile führen. Das ist beim Betrieb mit Akkus besonders gefährlich,
da in diesem Moment der Akku sehr hohe Strommengen abgibt, denn es
liegt praktisch genommen kein W iderstand in dem Stromweg. Verschmoren
der Kontakte und Ausglühen der Kontaktfedern ist oft die Folge von
fehlerhaft ausgeführten Kontakteinrichtungen. In älteren Hauptuhren
findet man bisweilen noch Kontakteinrichtungen, bei denen die K on takt­
geber keine Isolierstücke zum Abheben und Anlegen der Kontaktfedern
haben. Diese Kontakteinrichtungen sind unbrauchbar.
Es ist also unbedingt erforderlich, einen Stromwendekontakt v or­
beschriebener Bauart daraufhin zu prüfen, ob der Kontaktgeber mit
isolierten Abhebe- und Anlegeteilen
versehen
ist.
Fehlen diese, dann muß
der Stromwender entspre­
chend umgebaut werden,
was meistens mit geringem
Arbeitsaufwand geschehen
kann. Darauf zu achten ist
jedoch, daß die tatsächliche
Kontaktlänge, also die me­
Abb. 152 a, b u. c.
tallische Verbindung des
Kontaktgebers mit der Kontaktfeder, nicht wesentlich verkürzt wird,
damit den Nebenuhren der erforderliche Stromdurchfluß zugeführt
wird.
167
Nachstehend einige Beispiele, wie ein Kontaktgeber den gestellten Forde­
rungen entsprechend umgeändert werden kann (Abb. 152a, b, c):
a) seitlich angebrachte Isolierstücke aus Knochen oder anderem Isolier­
material,
b) unter dem Kontaktgeber angebrachte Metallscheibe mit Stiften aus
Isoliermaterial, oder Scheibe aus Isoliermaterial mit Metallstiften,
c) in seitliche Ausfräsungen eingesetzte Isolierteile aus Knochen.
Die Führung des Kontaktgebers E wird bei der Kontaktgabe auf ver­
schiedene Weise getätigt:
1. Der Kontaktgeber wird bei jedem Schaltvorgang durch das mit einem
Windfang ausgestattete Laufwerk in gleichmäßiger langsamer Drehung
um 180° bewegt. Die Dauer des Kontaktschlusses beträgt bei dieser
Anordnung etwa 1/ 2 bis 3/ 4 Sekunde.
2. Durch eine andere Konstruktion des Kontaktlaufwerkes sind Haupt­
uhrwerke mit einem „Springkontakt“ ausgestattet worden. Bei dieser
Einrichtung springt der Kontaktgeber E aus seiner Ruhestellung in
Pfeilrichtung um 90° herum, bleibt auf Kontaktstellung stehen und
springt bei Beendigung des Kontaktes um weitere 90° in seine nun
folgende Ruhestellung. Durch diese Anordnung kann eine Länge der
Kontaktdauer z. B. bis 2 Sekunden erreicht werden. Diese ist auch
bei schwerfällig arbeitenden Nebenuhrwerken und solchen für große
Zifferblattdurchmesser völlig ausreichend.
Kontaktschluß und Kontaktunterbrechung sind auf den Kontaktfedern
räumlich voneinander getrennt. Erfolgen diese ruckartig, dann wird die
Funkenbildung wesentlich gemindert. Durch das Abgleiten der Kontakt­
teile aneinander werden sich diese selbsttätig sauber halten.
Die Kontaktfedern R und L sind meistens Doppelfedern, um eine un­
bedingt sichere Kontaktgebung zu gewährleisten. Bei Überprüfen der K on­
takteinrichtung ist besonders auf gleichmäßigen Druck der Kontaktfedern
R und L zu achten, mit dem diese an der — Schiene anliegen. Auch ist
das isolierte Abheben und Ablegen der Kontaktfedern durch den Kontakt­
geber E an die — Schiene genauestens zu prüfen. Das kann sehr gut bei
langsamem Führen des Kontakgebers beobachtet werden.
Strom w endeeinrichtung m it Punktkontakten
Der im Schema Abb. 153 gezeigte Stromwender weicht in seiner Bauart
von den bisher besprochenen insofern ab, als bei diesen Kontaktfedern mit
Punktkontakten zur Anwendung kommen. Außerdem ist der Kontaktgeber
E aus Isoliermaterial gefertigt oder isoliert auf der Welle gehalten und nicht
spannungführend. Bei jedem Schaltvorgang führt der Kontaktgeber zwischen
zwei Ruhestellungen eine halbe Umdrehung aus-, die langsam laufend statt­
168
finden kann. Besser ist jedoch, wenn der Kontaktgeber in zwei Sprüngen
von je 90° arbeitet, damit Kontaktschluß und Unterbrechung ruckartig
erfolgen.
Die zwei Kontaktfedersätze 1, 2, 3 und la , 2a, 3a sind von einem Isolier­
block I gehalten. Mit dem -(-P o l der Batterie sind die Federn 1 und l a
verbunden, mit dem — Pol der Batterie die Federn 3 und 3a, die durch die
Isolierstifte B und B 1 abgestützt werden. An die Federn 2 und 2 a sind die
Zuleitungen zu den Nebenuhren gelegt. Dreht sich der K ontaktgeber E
in Pfeilrichtung, so wird er erst die Feder 2 a von der Feder 3 a abheben
und dann die Feder 2a an die Feder l a anlegen. Damit ist der K ontakt
geschlossen und der Stromkreislauf ist folgender:
Vom -f-P ol der Batterie über Feder l a und 2a zur Nebenuhr, die er in
Pfeilrichtung I durchfließt, von der Nebenuhr über Feder 2 und 3 zum
— Pol der Batterie zurück. Bei weiterer Drehung des Kontaktgebers wird
die Feder 2a von l a gelöst, der K ontakt ist unterbrochen und darnach
wird die Feder 2a wieder an 3a abgelegt. Der Kontaktgeber geht in R uhe­
stellung.
Beim folgenden Schaltvorgang wird der Federsatz 1 , 2 , 3 in gleicher W eise
getätigt, aber die Nebenuhr wird in umgekehrter Richtung I I ström 169
'durchflossen. Zur Löschung des Unterbrechungsfunkens ist zwischen
die Federn 2 und 2 a ein Widerstand W parallel zu den Nebenuhren ge­
schaltet.
Der unbedingte Vorteil dieser Anordnung ist der nicht spannungführende
Kontaktgeber. Die aus Platinlegierung gefertigten Punktkontakte arbeiten
unbedingt betriebssicher, wenn eine einwandfreie Funkenlöschung durch
•den Widerstand W erreicht wird.
B as Inbetriebsetzen einer Hauptuhr für eine Zeitdienstanlage
Allen Vorbereitungen bei Inbetriebsetzen einer Hauptuhr voran steht
das Überprüfen des Leitungsnetzes. Hat dieses ein gewissenhafter Elektro­
installateur gelegt, dann werden die einzelnen Leitungen auf „Nebenschluß
oder Erdschluß“ geprüft worden sein. Das ist außerordentlich wichtig,
denn nur einwandfrei befundene Leitungen gewährleisten betriebssicheres
Arbeiten der Uhrenanlage. Nebenschluß oder Erdschluß können zur Be­
schädigung der empfindlichen Hauptuhrkontakte führen, die Batterie, zer­
stören oder andere Schäden zur Folge haben. Weiterhin ist es erforderlich,
daß die Zuleitung von der Batterie zur Hauptuhr durch Einbau von Siche­
rungen geschützt ist. Im allgemeinen sind die Polwendeschalter der Haupt­
uhren mit 0,5 Ampere belastbar, sind weitere Zusatzeinrichtungen, z. B.
elektrischer Aufzug, Signale u. dgl. mit an dieser Batteriezuleitung an­
geschlossen, so wird eine Sicherung von 1 Ampere ausreichend sein. Dies
muß jedoch in jedem Falle den herrschenden Stromverhältnissen in dem
Leitungsnetz entsprechend bestimmt werden.
Hauptuhren verschiedener Bauarten sind mit mehreren Sicherungen ver­
sehen, von denen jede einzelne einen gesonderten Stromkreis sichert. Es
ist in einem derartigen Fall zu überprüfen, ob auch die Zuleitung von der
Batterie zur Hauptuhr abgesichert ist, wodurch der Einbau einer Sicherung
an der Batterie entbehrlich wird, deren Vorhandensein aber erhöhte Sicher­
heit bedeutet.
Ist die Zuleitung von der Batterie zur Hauptuhr in Drähten mit ver­
schiedenfarbigen Isoliermänteln gelegt, z. B. rot und schwarz, dann ist immer
rot -(- und schwarz — und diese entsprechend an die Batterie anzuschließen.
Andernfalls muß an den Leiterenden an der Hauptuhr nach Anklemmen
der Leiter an die Batterie, durch Prüfen mit einem Polsucher oder einen
Voltmeter -|- und — bestimmt werden. Die Leiterenden sind dann vor­
teilhaft durch Anbringung eines Klebestreifens mit -f und — zu kenn­
zeichnen. Darnach ist die Leitung zu entsichern oder von der Batterie
abzuklemmen.
170
D ie H a u p tu h r w ird ein gerich tet
Die Hauptuhren der einzelnen Bauarten weichen in der Anordnung ihrer
elektrischen Einrichtungen voneinander ab, weshalb im nachstehenden als
Beispiel eine der meistgebrauchten Hauptuhrgattung angeführt werden soll:
Hauptuhr mit Selbstaufzug, Pendel als Gangregler, Polwendeschalter
für Minutenkontakte für eine Nebenuhl Jinie.
Bei fast allen Hauptuhren, gleich ob Hänge- oder Standgehäuse, befinden
sich die Anschlußklemmen der Zu- und Rückleitungen des Leitungsnetzes
auf dem oberen Boden des Gehäuses, der durch einen Schutzdeckel ab­
gedeckt ist. Die Klemmen sind durch Zeichen oder Buchstaben gekenn­
zeichnet oder es ist eine Schaltskizze vorhanden. Die Zuleitungen im Ge­
häuse an die Werkanschlüsse werden abgeklemmt und das W erk aus dem
Gehäuse herausgenommen. Sind Sicherungen im Gehäuse oder auf dem
oberen Boden eingebaut, so werden diese entfernt. Hierbei ist zu beachten,
welche Bezeichnungen diese haben, z. B. 1 Ampere oder 0,5 Ampere. Sind
diese verschieden, dann muß an dem Sicherungshalter der entsprechende
W ert angezeichnet werden.
Die Zeiger werden abgenommen, das Zifferblatt vom W erk gelöst und
die Zeiger wieder aufgesetzt. Es sind nun eine Reihe von Arbeitsvorgängen
zu verrichten, die dem Uhrmacher geläufig sind und die dem Inbetrieb­
setzen einer mechanischen Uhr gleich sind:
Anbringen des Gehäuses, so daß es fest und erschütterungsfrei be­
festigt ist. Einhängen des Pendels, Einsetzen des Werkes, Anspannen
des Aufzuges und Regeln des Pendelschlags. Ist die Hauptuhr soweit
in Gang gesetzt, daß Gehwerk und Kontaktlaufwerk durch K ra ft­
reserve in Betrieb gehalten werden, dann sind Polwender und Aufzug
einzurichten.
Der Polwender soll zur 60. Sekunde in Tätigkeit treten, weshalb der
Sekundenzeiger entsprechend eingestellt werden muß. Am Polwender ist
zu prüfen, ob die Kontaktfedern mit gleichem Druck beiderseitig arbeiten
und der Kontaktgeber in Ruhestellung die Federn freigibt. Auch der Aufzug­
kontakt wird auf seine ordnungsgemäße Schaltfähigkeit geprüft, wenn ein
solcher bei der betreffenden Werkbauart vorgesehen ist.
Nun werden die Zuleitungen im Gehäuse an die Werkanschlüsse an­
geklemmt und an die Anschlußklemmen oben am Gehäuseboden, die -jund — Zuleitungen von der Batterie angelegt. Jetzt erst, nicht früher,
sind die Sicherungen einzusetzen!
Der Aufzug wird durch Einschalten mit der Hand in Betrieb gesetzt
und geprüft, ob dieser ordnungsgemäß in Tätigkeit tritt. Ist dies der Fall,
wird der Schalter wieder freigegeben. Bei Aufzügen, die vom Polwende­
schalter minütlich in Tätigkeit gesetzt werden, ist ein Überprüfen des A u f­
zugvorganges über mehrere Minuten zweckentsprechend.
171
Nach Prüfen des Aufzugvorganges: Sicherungen herausnehmen! Nicht
einzelne Zuleitungen abklemmen! Kurzschlußgefahr!
Die Hauptuhr wird angehalten und dabei beachtet, daß der Sekunden­
zeiger etwa auf die 30. Sekunde zeigt, damit der Polwendeschalter in Ruhe­
stellung steht.
Das Anschließen und Einrichten der Nebenuhren ist im folgenden A b­
schnitt eingehend beschrieben und nach den dort gegebenen Anweisungen
vorzunehmen.
Es ist hier jedoch nochmals unbedingt darauf hinzuweisen, daß erst
nach Anlegen der Nebenuhrlinie an die Hauptuhrklemmen, die Sicherungen
wieder einzusetzen sind. Ist die Nebenuhrlinie anschlußmäßig ausgerichtet,
wie beschrieben, dann wird der Aufzug in Betrieb gesetzt bis er selbsttätig
ausschaltet.
Sicherung lösen! Zeiger abnehmen.
Das Zifferblatt wird aufgesetzt. Es ist bei Hauptuhren neuerer Bauart
so eingerichtet, daß das Blatt auf dem eingebauten Werk mit wenig Hand­
griffen befestigt werden kann. Nach Auf setzen der Zeiger wird die Hauptuhr
in Gang gesetzt und eingestellt und die Nebenuhrlinie nach Einsetzung
der Sicherungen mit der Hauptuhr gleichgerichtet.
Sind einer Hauptuhr weitere Zusatzeinrichtungen angebaut, z. B. Signal­
geber, so sind diese bei Inbetriebsetzen, nach den Ausführungen Seite 260
einzurichten.
Das Anschließen und Einstellen der Nebenuhren bei Inbetriebsetzen einer
Zeitdienstanlage
Nebenuhren, die durch einen in den vorgehenden Abschnitten beschrie­
benen Polwendekontakt gesteuert werden, haben polarisierte Zeigerwerke.
Der in diesen eingebaute Dauermagnet bedingt, daß zum Betrieb dieser
Zeigerwerke Stromflüsse von wechselnder Richtung zur Anwendung
kommen. (Siehe Seite 205.)
Bezeichnen wir die Stromrichtungen, in denen die Nebenuhren durchflossen
werden durch Pfeile und nehmen an, alle Nebenuhren springen auf un­
gerade Minutenzahlen bei Stromrichtung -> I und auf gerade Minuten­
zahlen bei Stromrichtung II <-, so ist ohne weiteres verständlich, daß die
Nebenuhren bei mehrmals gleichgerichteten Stromimpuls nur das erste Mal
vorwärts springen können. Das zu beachten ist beim Anschließen der Neben­
uhren an eine Uhrenanlage besonders erforderlich.
Es ist zu empfehlen, sämtliche Nebenuhren vor dem Anlegen an die Zu­
leitung mit der Hand auf eine volle Stunde einzustellen. Soll die Anlage
z. B. um 12 Uhr in Betrieb genommen werden, dann stellt man die Neben­
uhren vorteilhaft auf 11 Uhr ein, um zum Einrichten der Uhren Prüfschal­
tungen vornehmen zu können. Wird nun an der Hauptuhr an die Klemmen
und — die Batteriezuleitungen und an die Klemmen für die Nebenuhr­
172
linie diese angelegt, so können durch den Nachstellhebel Impulse durch die
Nebenuhrlinie gegeben werden.
Zum Prüfen, ob alle Nebenuhren gleichgeschaltet sind, wird der N ach­
stellhebel e in m a l langsam von seiner Ruhelage aus bis zum Anschlag nach
einer Seite bewegt und wieder zur Ruhestellung zurückgeführt. Es hat
ein Impuls die Nebenuhrlinie durchflossen.
Nun ist es erforderlich zu prüfen, ob sämtliche angeschlossenen N eben­
uhren eine Minute fortgeschaltet worden sind:
a) Sind alle Nebenuhren fortgeschaltet worden, dann sind alle N eben­
uhren gleich angeschlossen.
b) Ist keine Nebenuhr gesprungen, dann muß ein zweiter Impuls durch
den Nachstellhebel in entgegengesetzter Richtung gegeben werden
(siehe dann wie unter a).
c) Sind nur einige der Nebenuhren fortgeschaltet worden, und das wird
meistens der Fall sein, dann müssen die nicht gesprungenen Neben­
uhren „um gepolt“ werden. Es sind an diesen Nebenuhren die Zu­
leitungen an den Anschlußklemmen umzuwechseln. Das Zeigerwerk
wird mit der Hand um 1 Minute vorwärts gestellt.
Nun werden alle Nebenuhren in gleicher Stromrichtung durchflossen und
können durch den Nachstellhebel vorwärts gestellt werden. Das Nachstellen
der Nebenuhren mit der Hand muß durch langsames Bewegen des Hebels
etwa im 2-Sekunden-Tempo erfolgen, damit alle Nebenuhrwerke sicher
arbeiten können.
Bei einigen Bauarten sind die Hauptuhren nicht mit einem N ach­
stellschalter beschriebener Art ausgestattet. Bei diesen wird durch einen
Hebeldruck das Laufwerk für den Polwender freigegeben. Dieser gibt
so lange wechselnde Stromimpulse, bis der Hebel wieder umgelegt
wird.
Ist nun nach Einstellen der Nebenuhren auf bestimmte Zeit die Hauptuhr
in Gang gesetzt worden, so ist darauf zu achten, daß Haupt- und N eben­
uhren zeitlich übereinstimmen. Zeigt sich dabei ein Unterschied von einer
Minute zwischen Hauptuhr und Nebenuhrlinie, so muß die Nebenuhr­
linie an der Hauptuhr umgepolt werden. Es kann auch die Hauptuhr
1 Minute angehalten werden und der Minutenzeiger wird 1 Minute v or­
wärts gestellt.
Die in den Abschnitten: Einrichten der Haupt- und Nebenuhren ge­
gebenen Hinweise, sollen richtungweisend für die Folge der Arbeitsvorgänge
beim Inbetriebsetzen einer Uhren- oder Zeitdienstanlage sein". Sie sollen
vor allem dahingehend aufklärend wirken, daß Fehler möglichst vermieden
werden und zur Sicherheit des Ausführenden beim Hantieren an den elek­
trischen Einrichtungen beitragen.
173
B edeutung der K raftreserve beim Betrieb von Nebenuhren durch eine
Hauptuhr
Der Auftrag zur Einrichtung einer elektrischen Uhrenanlage wird woh!
vorwiegend unter der Voraussetzung erfolgen, daß diese Zeitdienstanlage
„Genaue Zeitangabe“ ohne jede Störung gewährleistet. Abgesehen von
Störungen, die durch Schäden am Leitungsnetz, oder den mechanischen
und elektrischen Geräten einer Uhrenanlage auf treten können, ist hier der
Ausfall der Betriebsspannung als zuerst zu nennen. Diesen Störungen in
einer elektrischen Uhrenanlage zu begegnen, dient die Bereitstellung einer
„elektrischen oder mechanischen Kraftreserve“ . Es ist in jedem einzelnen
Falle zu entscheiden, welche Art der Kraftreserve zur Anwendung kommen
soll, um eine einwandfreie Betriebssicherheit zu erreichen.
Die Bezeichnung „Hauptuhr mit Gangreserve“ ist nicht richtig, denn
es wird in der Uhr kein „G ang“ , sondern eine „K raft“ aufgespeichert, die
dazu dient, beim Ausfall der Betriebsspannung die Hauptuhr in Gang zu
halten. Dies wird erreicht, entweder durch die zusätzliche Fallhöhe eines
Gewichtes, oder die zusätzliche Anspannung einer Zugfeder. Eine solche
Kraftreserve bietet für die Hauptuhr zunächst nur den Vorteil, daß diese
bei Spannungsausfall noch mehrere Stunden weiter geht. Für die gesamte
Anlage jedoch ist sie ein Nachteil, da bei Spannungsausfall, trotzdem das
Kontaktwerk der Hauptuhr weiter arbeitet, die angeschlossenen Neben­
uhren sofort stehen bleiben. Die Hauptuhren sind meistens an wenig zu­
gänglichen Stellen angebracht und ihr Weitergehen ist weniger wichtig,
wenn die Nebenuhren ausfallen, die als die eigentlichen Zeitvermittler für
die Öffentlichkeit, immer an gut sichtbaren Plätzen angebracht sind. Es ist
bei Wiederkehr der Spannung erforderlich, die nachgebliebenen Nebenuhren
wieder durch den Nachstellschalter mit der Hauptuhr gleichzustellen.
Um das Nachstellen der Nebenuhren nach einem Spannungsausfall auto­
matisch verrichten zu lassen, sind bei verschiedenen Uhrensystemen „Nach­
stelleinrichtungen“ angebracht, die mit dem Kraftreserveaufzug gekoppelt
sind. Diese Einrichtung tritt also nach Rückkehr der Spannung in Tätig­
keit und zieht das kraftgebende Organ (Gewicht oder Feder) wieder auf
und betätigt dabei den Nachstellschalter, bis die Nebenuhren mit der
Hauptuhr wieder gleichgestellt sind. (Siehe z. B. Seite 189.) Durch diese
sehr sinnreiche Einrichtung wird jedoch eine Hauptuhr kompliziert, denn
es sind zusätzliche Kontakteinrichtungen mit ihren Steuerorganen erforder­
lich. Trotz dieser Nachstelleinrichtung bleiben die Nebenuhren bei Span­
nungsausfall sofort stehen. Es ist also bei Einrichtung einer elektrischen
Uhrenanlage mit einer Hauptuhr zu erwägen, ob die zur Verfügung stehende
„mechanische Kraftreserve“ allein, den gestellten Forderungen gerecht
werden kann.
Bei den, in diesem Abschnitt gebrachten Beispielen, die lediglich dazu
dienen sollen, Aufschluß über die „Kraftreserve“ zu geben ist angenommen,
174
das zum Betrieb der Uhrenanlage in jedem Falle ein „Dauerstrom gerät“
Verwendung findet, bei dem die Betriebspannung für die Uhrenanlage aus­
fällt, wenn eine Störung in der Netzspannung auftritt.
W enn eine Uhrenanlage so eingerichtet wird, daß eine „elektrische Kraft-*
reserve“ vorgesehen ist, dann kann unter Umständen auch eine Hauptuhr
ohne „mechanische Kraftreserve“ die Nebenuhren sicher steuern. Die eleki
trische Kraftreserve ist in der Batterie aufgespeichert, die so bemessen sein
muß, daß sie den Betrieb der Hauptuhr und der Nebenuhren übernehmen
kann, wenn ein Spannungsausfall eintritt. Der Hauptvorteil der elektrischen
Kraftreserve liegt darin, daß die Kraftreserve auch den Nebenuhren zugute
kommt, diese also bei Spannungsausfall des Netzstromes, von der Hauptuhi
durch die elektrische Kraftreserve weiter gesteuert werden. Eine noch zu­
sätzlich vorhandene „mechanische Kraftreserve mit Nachstelleinrichtung“
wird in einem solchen Falle erst dann in Tätigkeit treten, wenn sich auch
in dem Betrieb der Uhrenanlage mit der „elektrischen Kraftreserve“ eine
Störung einstellen sollte.
Wie kann die sichere Bereitstellung einer „elektrischen Kraftreserve“
erreicht werden:
1. Die Uhrenanlage wird durch eine Akku-Batterie betrieben, die durch
ein „Dauer-Ladegerät“ vom Netzstrom aus aufgeladen wird. Fällt
bei dieser Anordnung die Netzspannung aus, dann wird die Anlage
durch die Batterie auch auf längere Zeit in Betrieb gehalten. Der Aus­
fall der Netzspannung hat also auf den Betrieb der Uhrenanlage
keinen störenden Einfluß.
2. Die Uhrenanlage wird durch ein Dauerstromgerät betrieben, das die
Netzspannung in eine gleichgerichtete und geglättete Spannung um.
formt, die zum Betrieb der Anlage dient. Um bei Ausfall der N etz­
spannung den Betrieb sicherzustellen, ist ein automatischer Schalter
eingebaut. Sobald die Netzspannung ausfällt, tritt der Schalter in
Tätigkeit und schaltet selbsttätig eine Reservebatterie auf die Anlage,
Bei Rückkehr der Netzspannung legt der Schalter wieder um und die
Anlage wird aus dem Dauerstromgerät wieder mit Strom versorgt.
Eine Störung bei Ausfall der Netzspannung kann bei dieser Anordnung
nicht auftreten.
Die Stromversorgung einer Uhrenanlage nach Beispiel 2 ist vor allem
dort zu empfehlen, wo bereits eine Akku-Batterie vorhanden ist, die aber
z. B. zum Betrieb der Hausfernsprecher vorgesehen ist. Diese kann dann
im Bedarfsfalle des Ausfalles der Netzspannung den Betrieb der Uhren­
anlage mit übernehmen.
W ird eine Uhrenanlage nur mit Akku-Batterie ohne Zusatzgerät be­
trieben, so muß diese überwacht werden, daß sie stets genügend aufgelad^n
ist. Wenn in diesem Falle auch in der Batterie ständig Energie aufgespeichert
175
ist, so kann dies als eine „elektrische Kraftreserve“ nicht bezeichnet werden,
denn nach den vorstehenden Ausführungen übernimmt die „elektrische
Kraftreserve die Stromversorgung der Uhrenanlage, wenn Störungen in
der Stromversorgung mit der vorgesehenen Betriebsspannung auftreten.
A b b . 154. A E G -H a u p tu h r,
V o rd e ra n s ich t
A b b . 155. A E G -H a u p tu h r,
R ü ck a n sich t
Die Hauptuhr der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft
Das Werk der ^.Eö-Hauptuhr mit seiner übersichtlichen Anordnung der
verschiedenen Kontakt- und elektrisch betriebenen Zusatzeinrichtungen
zeigen die Abb. 154 Vorderansicht und 155 Rückansicht.
D ie Stromwendekontakteinrichtung
Der Polwendekontakt, Abb. 154, rechts oben kann für minütliche oder
halbminutliche Steuerung der Nebenuhren eingerichtet werden. Der Feder176
satz ist leicht zugänglich angeordnet und mit Punktkontakten aus mas­
sivem Silber ausgestattet. Er gewährleistet bei hohem K ontaktdruck be­
triebssicheren Stromdurchgang, benötigt jedoch nur geringe Antriebs­
kraft zur Betätigung der Kontaktschlüsse. A uf einem, über die W erkplatte
ragenden Zapfen eines Laufwerkrades ist der Exzenter verschraubt, der
die Kurbelstange dreht. Diese ist an ihrem Ende mit der isolierten Ver­
längerung der Mittelfeder des Federsatzes beweglich gekoppelt. Bei jedem
Schaltvorgang führt die Exzenterwelle eine halbe Umdrehung aus, wodurch
wechselweise der linke und rechte Teil des Federsatzes kontaktgebend wirkt.
Dieser Stromwendekontakt arbeitet mit einer absolut sicheren K on takt­
dauer von 2 Sekunden, um zu erreichen, daß der für die Betätigung der
Nebenuhren erforderliche Stromfluß für alle in der Anlage gegebenen Ver­
hältnisse ausreichend ist. Die Höchstbelastungsgrenze dieses Stromwende­
kontaktes ist 1 Amp. bei 24 Volt. Es können demgemäß mit ausreichender
Sicherheit etwa 50 Nebenuhren betrieben werden. Eine gute Entstörung
der Kontakte ist durch bekannte Hilfsmittel vorgesehen. Zum Nachstellen
der Nebenuhren ist im Gehäuse ein besonderer Nachstellschalter für H and­
betätigung angebracht.
Die Sekundenkontakteinrichtung
Werke von Hauptuhren mit Sekundenpendel als Gangregler können
zusätzlich mit einer Sekundenkontakteinrichtung ausgestattet werden. Das
Werk erhält einen zweiten Stromwendekontakt zur Steuerung von Se­
kundenspringerwerken. Dieser wird vom sekundlich schwingenden Pendel
betätigt und gibt Stromstöße in wechselnder Richtung. Seine H öchst­
belastungsgrenze ist 100 mA. Der K ontakt ist an einer am W erk ange­
schraubten Platte montiert, die in der Werkrückansicht über der H aken­
welle zu sehen ist.
D er Synchronisierungskontakt
Der K ontakt Abb. 154 links oben, ist ein Synchronisierungskontakt. Er
dient zur stündlichen Gleichstellung selbständig gehender Nebenuhren
(Unterhauptuhren, Signaluhren, Turmuhren usw.). Die beiden nach unten
ragenden Hebelarme sind ungleich lang. Sie werden von einer Nockenscheibe
geführt, die mit dem Zeigerwerk verbunden ist und stündlich eine U m ­
drehung macht. Zur 55. Minute fällt der kürzere Hebel in einen Einschnitt
der Nockenscheibe ab und der K ontakt ist geschlossen. Zur 60. Minute
wird durch Abfallen des längeren Hebels der K ontakt wieder geöffnet.
D er elektrische Aufzug
Die Rückansicht des Werkes A bb. 155 zeigt den übersichtlich angeord­
neten elektrischen Aufzug. Der Antrieb der Hauptuhr erfolgt durch ein
Gewicht, welches an einer Rolle mit durchlaufender endloser K ette hängt.
12
S ch m id t, E le k trisch e U hren
177
Mit dem Gang der Uhr kommt das Gewicht zum Ablauf, wird aber durch
den selbsttätigen elektrischen Aufzug nach einer gewissen Zeit immer wieder
in die höchste Lage gehoben, so daß es sich stets in etwa gleicher Höhe im
Gehäuse befindet. Bei Störungen in der Stromzufuhr des elektrischen Auf­
zuges läuft das Gewicht vollständig ab und zeigt auf diese Weise das Aus­
setzen des elektrischen Aufzuges an. Die so gebildete Kraftreserve ent­
spricht bei der Hauptuhr mit 1/ 1 Sekundenpendel einer Zeitdauer von
50 Stunden, bei der Hauptuhr mit 3/ 4 Sekundenpendel einer Zeitdauer
von 25 Stunden.
Der elektrische Aufzug der Hauptuhr wird normalerweise für Anschluß
an das vorhandene Lichtnetz ausgeführt. Stromausfälle im Netz sind im
Hinblick auf die große Kraftreserve ohne Bedeutung. Der Aufzug kann
auch für Gleichstrom von 20 und mehr Volt ausgeführt werden und zu
dessen Betrieb eine Akku-Batterie dienen.
Das Gewicht treibt das Gehwerk und Kontaktlaufwerk durch den Ketten­
zug an und wird durch den Aufzug einseitig gehoben. Der Schwinganker
ist mit einer Doppelfeder bestückt, die gegen Prellstifte den Ankerweg be­
grenzt und schalldämpfend wirkt. Seitlich vom Magnet ist die Quecksilber­
schaltröhre in einem Gestell drehbar angeordnet, das zwischen den Werk­
platten einen Drahthebelarm trägt. Dieser wird bei dem Aufzugvorgang
vom Anker erfaßt, wodurch das Gestell gekippt wird und die Schaltröhre
ausschaltet. In der Abb. 155 ist der Aufzug in Kontaktstellung. Setzt die
Spannung ein, wird der Anker gedreht, die Röhre schaltet aus, der Anker
schwingt zurück, das Gestell kippt nach und der Aufzugvorgang wiederholt
sich, bis der obere Steg der Gewichtsrolle den Drahthebelarm abfängt.
Erst nach entsprechendem Ablauf des Gewichtes tritt der Aufzug erneut
in Tätigkeit.
Die Signaleinrichtung
Allgemeines über die Signaleinrichtung ist aus den Ausführungen Seite 260
zu entnehmen.
Die H auptuhr der F einm echanischen W erke Halle (Saale)
Der Werk einer Hauptuhr der Feinmechanischen Werke Halle, System
Bohmeyer, zeigt die Schemazeichnung Abb. 229 siehe Seite 262.
Die Stromwendekontakteinrichtung
Als Hauptuhr ist hier vor allem die Anordnung des Stromwendekontaktes
wichtig, dessen einfache und übersichtliche Anordnung die Arbeitsweise
des Kontaktes leicht erkennen läßt. Der Stromwender arbeitet als Spring­
kontakt, wodurch entsprechend langer und sicherer Stromfluß gewährleistet
wird. Auf der Achse des Hemm- oder Sekundenrades ist eine schnecken­
förmige Auslösescheibe befestigt, die den Auslösehebel anhebt und beim
178
Kontaktvorgang in zwei Stufen abfallen läßt, wodurch der K ontaktgeber
jemals in zwei Drehungen von 90° vorwärtsschreitet. Eine auf der Achse des
Kontaktgebers angebrachte Schwungscheibe mit abgefederter Schlupf­
haltung mindert das ruckweise
Abfangen der Kontaktgeber­
welle vorteilhaft (Abb. 156).
Der eingebaute
Naehstellschalter dient zum Nachstellen
der Nebenuhren, um diese in
der Zeitangabe mit der der
Hauptuhr gleichzustellen. Zu
beachten ist dabei folgendes:
1. Das Nachstellen der Neben­
uhren wird durch wechsel­
weises Auf- und Abbew e­
gen des Hebels im Zeitmaß
von etwa 2 Sekunden ge­
tätigt, wobei der Hebel am
Anschlag kurz in Ruhe
gehalten wird, um den
Nebenuhren einen entspre­
chend langen Arbeitsstrom
zuzuführen.
2. Das Nachstellen ist vor­
A b b . 156. P o lw e n d e k o n ta k t d e r H a u p tu h r
S y s te m B o h m e y e r
teilhaft zwischen der 55.
und 5. Sekunde zu unter­
lassen, wenn die Hauptuhr in Gang ist, damit der Hauptuhrkontakt
zur 60. Sekunde störungsfrei arbeiten kann.
Der elektrische Aufzug
Gehwerk und Kontaktlaufwerk sind je mit einem Gewichtszug aus­
gestattet, die beim Aufzugvorgang gleichmäßig gehoben werden. V on
einem , für diesen Aufzug entwickelten Schwachstrommotor, der seitlich
am W erk angebracht ist, wird der Aufzug über ein Umkehrgetriebe ge­
tätigt (siehe elektrischen Aufzug Seite 116).
Die Auslösung des Aufzugvorganges wird von dem Umlegeschalter be­
wirkt, der zwischen den Gewichtsrollen in der Abb. 109, siehe Seite 117
sichtbar ist. An dem Rollenhalter des linken Gewichtes ist ein Auslösearm
angebracht, der in die Aussparung des Umlegers eingreift. In der Abb. 109
ist der Aufzug in Kontaktstellung. Setzt die Spannung ein, werden die Ge­
wichte durch den Aufzug gehoben. Der Auslösearm nimmt den Umleger mit,,
bis dieser im Übergewicht umkippt und dadurch den Aufzugkontakt öffnet.
Beim Ausfallen der Spannung läuft die Uhr mit Kraftreserve in Fallhöhe der
12»
179'
Gewichte und zieht diese bei Einsetzen der Spannung selbsttätig wieder
voll auf.
Die Signaleinrichtung
Im Abschnitt auf Seite 262 ist über die Signaleinrichtung ausführlich be­
richtet.
P olw endekontakteinrichtung von Gebr. Junghans A .G . Schramberg
A TO-Einzeluhren (siehe Seite 131) können durch eine zusätzliche Polwendekontakteinrichtung als Hauptuhr, zum Betriebe von Nebenuhren
ausgestattet werden. Die mechanische Anordnung dieses Polwendekontaktes
9
A b b . 157. A T O -H a u p tu h rw e rk m it P olw en d ek on ta k t
weicht von dem sonst üblichen Aufbau wesentlich ab und ist lediglich auf
die in der A TO-Einzeluhr gegebenen Antriebs- und Räderwerksverhältnisse
abgestimmt.
Die Abb. 157 zeigt das A TO-Hauptuhrwerk mit dem Polwendekontakt.
Der doppelarmige Polwender ist mit der Achse des Rades 2 fest verbunden.
Das Rad 2 wird durch das Werk des A TO- Gehwerkes zwangsläufig in Um­
lauf gehalten, so daß es in zwei Minuten eine Umdrehung ausführt. Die
Endformen des Polwenders sind mit Hebekurven 1 ausgestattet, an die
sich die Platinkontakte 4 anschließen. Das eine Ende des Polwenders ist
180
getrennt und durch isolierende Verbindung gehalten. Dessen Platinkontakfc
erhält über die Federn 5 und Gleitrolle 6, die auf Isolierung 8 befestigt ist,
Stromzuführung von einem Pol der Batterie, während der andere Platin­
kontakt Stromzuführung über die Werkmasse erhält. Aus der Schalt­
zeichnung Abb. 158 ist dies ersichtlich. Dreht sieb der Polwender bei A b ­
lauf des Uhrwerkes, so werden die K ontaktfedern 3 von den H ebekurven
angehoben, fallen gleichzeitig auf die Platinkontakte, wodurch der Strom ­
kreis über die Nebenuhrlinie geschlossen ist. Nach zwei Sekunden fallen
die Federn 3 von den Kontaktteilen ab und der Stromkreis ist wieder ge­
öffnet. Der Polwender führt in einer Minute eine halbe Umdrehung aus.
ftebcnuhrtilßatcrie
Anschlußklemmen _
Hochohmwiderstand
Fortschafferfür Nebenuhren
A b b . 158. In n e n s c h a ltu n g d e r A T O -H a u p tu h r
Da der eine K ontakt mit dem -)-Pol und der andere mit dem — Pol der
Batterie verbunden ist, wird erreicht, daß über die Federn 3 die Strom ­
impulse durch die Nebenuhrlinie in wechselnder Richtung geleitet werden.
An den Stützstegen g sind Stellschrauben angebracht, durch die die Lage
der Kontaktfedern abgestimmt werden kann. Die beiden H ebel des F ort­
stellschalters für Nebenuhren (Abb. 158) sind mit einer Schiene verbunden,
so daß diese beim Stellen mit der Hand gleichzeitig betätigt werden.
Mit einer A TO-Hauptuhr können betrieben werden:
bei 6 Volt Betriebsspannung bis 10 Nebenuhren
bei 12 Volt Betriebsspannung bis 20 Nebenuhren.
Siehe auch: A TO-Polwenderelais, Seite 202.
181
Strom w endeeinrichtung m it N ebenschluß-K ontakt
U auptuhr der Telephonbau und Norm alzeit-Gesellschaft
XJm den schädigenden Einfluß des Schließung- und Öffnungfunkens auf
die Kontaktteile für die Nebenuhrsteuerung unwirksam zu machen, hat
die T. u. N.-GbS. die Stromwendeeinrichtung ihrer Hauptuhr mit Neben­
schluß ausgestattet. Das Laufwerk für die Kontaktbetätigung erhält seinen
Kraftzufluß gemeinsam mit dem Gehwerk über ein Differentialgetriebe,
durch eine gewundene Drahtfeder, die vom Aufzug unter Spannung ge­
halten wird.
Die Stromwende-Kontakteinrichtung
Der Kontaktgeber läuft bei jedem Schaltvorgang eine halbe Umdrehung,
die minütlich durch das Gehwerk ausgelöst wird. Abb. 159 zeigt das
Schema dieser Kontaktanordnung.
Der Kontaktgeber besteht aus 3 Teilen 1, 5 und 6, die auf der Welle des
Laufwerkes übereinander angeordnet sind und metallische Verbindung
haben. In der Zeichnung sind diese nebeneinander, durch die Welle ver­
bunden dargestellt, um eine bessere Übersicht des Schaltvorganges zu
haben. Der Kontaktgeber 1— 5— 6 ist durch die Schleiffeder 8 über den
Widerstand R 1 mit dem— Pol der Batterie verbunden. Die Kontakt­
feder 2 liegt als Abzweig ebenfalls an der Zuleitung zum — Pol. An die
Kontaktfedern 3 und 4 sind die Nebenuhrleitungen gelegt, zwischen die
der Funkenlösch wider stand R geschaltet ist. Die Kontaktfedern 3 und 4
liegen mit Federdruck an der mit dem -(-Pol der Batterie verbundenen
Schiene 7 an. Bei Drehung des Kontaktgebers wird dieses erst mit Teil 5
die Feder 3 abheben, dann wird Teil 1 die Feder 2 streifen, nach Abfallen
dieser Feder 2 von 1 wird Teil 5 die Feder 3 an die -(-Schiene ablegen.
Der Stromfluß bei diesem Schaltvorgang ist folgender: Abb. 159:
Nebenschlußstromweg I : Der Kontaktgeber Teil 5 berührt die Feder 3,
der Stromkreis ist geschlossen. Es wird ein kurzer Stromstoß vom -(-Pol
über -{-Schiene 7, Feder 3 zum Kontaktgeber Teil 5— 6 über Feder 8 und
über Widerstand R I nach dem — Pol der Batterie geleitet.
Nebenschlußstromweg 2: Bei geringer Drehung des Kontaktgebers wird
die Feder 3 von Schiene 7 abgehoben. Der Strom fließt vom -(-Pol über
-(-Schiene 7 und Feder 4 zu den Nebenuhren, von diesen zurück über
Feder 3 und Kontaktgeber Teil 5— 6 über Feder 8 und R I zum — Pol der
Batterie. Die Nebenuhren erhalten durch den im Stromkreis liegenden
Widerstand R I einen geschwächten Vorstrom.
Hauptstromweg 3 : Bei weiterer Drehung des Kontaktgebers berührt und
streift der Kontaktgeber Teil 1 die Feder 2 und bis diese von 1 abfällt,
verläuft der Strom: Vom -(-Pol über -(-Schiene 7 und über Feder 4 zu den
Nebenuhren, von diesen zurück über Feder 3 und Kontaktgeber 5— 6— 1,
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A b b .159
183
über Feder 2 zum — Pol der Batterie. Dieser Hauptstrom dient zur Steue­
rung der Nebenuhren. Zugleich wird aber ein schwacher Zweigstrom wie
Stromweg 2 fließen.
Nebenschlußstromweg 4: Nach Abfallen der Feder 2 von 1 verläuft ein
Nachstrom, wie der Vorstrom (Nebenschlußstromweg 2). Die Feder 3 ist
noch von der Schiene 7 abgehoben.
Nebenschlußstromweg 5 : Die Feder 3 liegt wieder an Schiene 7 und zu­
gleich an Teil 5 an. Dieser verläßt Feder 3, öffnet den Kontakt und nimmt
Ruhestellung ein. Der kurz verlaufende Stromstoß ist gleich dem Neben­
schlußstromweg 1.
ohne Druck am
Beinstift anliegend
IjO )
/
8- JOgr. ändern
K o n ta k ts tift
8-10gr. an dem
ff-14 gr an der
Kontakt walze
A b b . 160. P olw en d er der T u N Ges.
Der nun folgende Schaltvorgang verläuft in gleicher Weise, nur daß
statt Feder 3, die Feder 4 abgehoben wird und der Strom in umgekehrter
Richtung über die Nebenuhren verläuft.
Der beim Zerfall des Magnetfeldes in den Nebenuhrspulen induzierte, für
die Kontakte sehr schädliche Strom kann während der Dauer des Neben­
schlußstromweges 4, über die Widerstände R I und R verlaufen, so daß er
bei Kontaktöffnung wirkungslos ist.
Diese Anordnung des Kontaktgebers arbeitet absolut betriebssicher und sind
beschlagene Kontaktteile auch nach langer Betriebsdauer kaum feststellbar.
Die Kontaktvorrichtung ist von der Grundplatte abnehmbar und wird
in Abb. 160 gezeigt. Die in Gramm angegebenen Werte bedeuten den Druck
der Federn, mit denen diese an den Stromübergangsstellen anliegen müssen,
um sichere Kontaktgebung gewährleisten zu können.
Der G esam taufbau der T u N Hauptuhr
Von der üblichen Bauart einer Hauptuhr wesentlich abweichend, ist die
Anordnung der einzelnen Werkteilgruppen der T u N Hauptuhr. Die Vor­
184
teile leichter Zugänglichkeit zum Polwendeschalter und Aufzug kommen
bei diesem Aufbau in jeder Beziehung zur Anwendung. Abb. 161 zeigt die
T u N Hauptuhr ohne Gehäuse und gestattet in überzeugender Weise dies­
bezüglich einen Blick in die Anordnung des Gesamtaufbaues.
Abb. 161. Hauptuhr der T u N Ges.
Gehwerk- und Schaltlaufwerk sind in einem W erkgestell untergebracht,
auf dem auch das Zifferblatt befestigt ist. Der Antrieb beider WTerke erfolgt
über das Differentialgetriebe, das im Werk deutlich sichtbar ist und dessen
Antrieb über den Mitnehmer erfolgt, der auf der vorstehenden Getriebewelle
befestigt ist. Das mit einem W indfang ausgestattete Kontaktlaufwerk trägt
auf der Verlängerung der ersten Triebwelle den Mitnehmer zur Betätigung
des Polwendeschalters. W ie aus der Abbildung ersichtlich ist, kann das
gesamte Uhrwerk mit einem Handgriff von seinem Werksitz auf den 4 Ge­
185
stellpfeilern gelöst und herausgenommen werden. Die neben dem Pendel
sichtbare, gewundene Drahtfeder dient zum Antrieb des Differential­
getriebes über dessen Mitnehmer und der davorliegende Polmitnehmer wird
vom Laufwerkmitnehmer erfaßt. Beide Übertragungsorgane koppeln sich
selbsttätig nach Einsetzen
— i'X
des Uhrwerkes, wenn der
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Aufzug in Tätigkeit gesetzt
wird.
Der Polwendeschalter ist
auf einem besonderen Ge­
stell montiert und kann
durch Lösung von 2 Halte­
schrauben
abgenommen
werden. Die Zuleitung der
Batterie- und Nebenuhr­
leitungen erfolgt über die
4 Stromzuführungspfeiler,
an denen die verlängerten
Polwendefedern mit ent­
sprechendem Federdruck
anliegen. Abb. 160 zeigt
den ausgelösten Polwende­
schalter, der übersichtlich
angeordnet ist und wegen
seiner Zugänglichkeit leicht
überholt werden kann.
Auch die Einrichtung des
elektrischen Aufzuges kann
auf ähnliche Weise von der
Grundplatte gelöst werden.
Grundsätzliches über diesen
Schwingankeraufzug ist auf
Abb. 162. Aufzug der T u N Hauptuhr
Seite 104 eingehend behan­
delt worden. Im Zusammen­
hang mit dem Gesamtaufbau der T u N Hauptuhr soll hier die neue An­
ordnung des Schwingankersystems mit dem Schwungradaufzug gezeigt
werden, wie diese in der Abb. 161 nach Herausnehmen des Uhrwerkes zu
sehen sind (Abb. 162).
Der Aufzugelektromagnet mit dem Schwinganker ist von einem Eisenxahmen umschlossen, um das Aufkommen magnetischer Streufelder zu Ver­
bindern und einen geschlossenen Kraftlinienfluß zu erhalten. Ein zur Er­
regerwicklung entgegengesetzt verlaufender Widerstand 12 dient zur
Funkenlöschung. Der Schwinganker 11 ist in 10 drehbar gelagert und wird
durch Feder 1 in seiner Ruhelage gehalten. Mit der Achse 10 ist die Ver­
186
bindungslasche mit dem Kontakthebel 2 fest verbunden. Das große Schwung­
rad 3 trägt den K ontaktstift 4. Dieses ist auf der W elle 13 mit dem Butzen
und dem Schnurrad 5 drehbar und stützt sich mit Sperrkegel 6 in Sperrad 8.
Die W elle 13 trägt mit einer Schraubenverbindung befestigt die D raht­
feder 14, die dem Uhrwerk als Antriebsvermittler dient. Angespannt wird
Feder 14 durch den Zug des Gewichtes 16, der stets gleichbleibend ist und
das Schwungrad beim Uhrablauf zwangsläufig in Pfeilrichtung dreht.
Der Aufzugsvorgang spielt sich wie folgt ab: Von Batterie -f- über
Klem m e K 1 und Feststellschalter A verläuft der Strom über Zuleitung 15
nach K ontaktstift 4. Berührt dieser Kontakthebel 2 dann verläuft der
Strom weiter über die Zuleitung zur Erregerspule nach Klemm e K 2 zu
Batterie — zurück.
Das entstehende magnetische Kraftlinienfeld des Elektromagneten zieht
den Anker 11 mit seinem Polende an, dieser führt eine ruckartige W inkel­
bewegung aus, bis Magnet- und Ankerpol genau gegenüberstehen. Infolge
der Umsetzung der elektromagnetischen Kraftäußerung in mechanischer
Kraftäußerung wird diese vom K ontakthebel 2 auf K ontaktstift 4 und
somit auf Schwungrad 3 übertragen, das der Pfeilrichtung entgegengesetzt
gedreht wird. Hat der Anker 11 seine vorbeschriebene Winkelbewegung
ausgeführt, wird dieser vom magnetischen Kraftlinienfeld festgehalten, das
Schwungrad jedoch wird infolge seiner Schwungkraft noch einen zusätz­
lichen Drehwinkel durchlaufen und während seiner ganzen Drehung das
Gewicht 16 heben. Der Aufzug ist beendet, die stromlos gewordene Er­
regerspule gibt den Anker 11 frei und dieser wird durch Feder 1 wieder’ in
seine Ruhelage zurückgeführt. Das Schwungrad dreht sich wieder zwangs­
läufig in Pfeilrichtung, bis sich die Kontakte 2 und 4 berühren und der A u f­
zug wieder in Tätigkeit tritt.
Durch diese Anordnung wird ein sicherer und ruhiger Aufzug bewirkt,
der in Abständen von 5— 8 Minuten erfolgt. Infolge des gleichbleibenden
Zuges von Gewicht 16 wird die Feder 14 gleichmäßig angespannt und dem
Uhrwerk gleichbleibende K raft vermitteln. Durch Absperrung des Sperrhebels 7 in Sperrad 8 wirkt Feder 14 auch während des Aufzuges kraft­
gebend auf das Uhrwerk.
Alle einzelnen Bauteile sind auf der großen herausnehmbaren Grundplatte
aus Isoliermaterial montiert. Die Verbindungen werden über die im Ge­
häuse oben befestigte Klemmleiste geleitet. Bei Einsetzen der Grundplatte
in das Gehäuse werden die Verbindungsfedern durch sicheren Druck die
Verbindungen herstellen.
H auptuhr und K on ta k tein rich tu n g , B auart C. T h . W a g n e r , W iesb a d en
Der mechanische Antrieb des Gehwerkes und Kontaktlaufwerkes erfolgt
bei den Wagner-Hauptuhren getrennt durch Federn oder Gewichte. Die
Gewichte werden vorzugsweise elektrisch-automatisch aufgezogen. Die
187
Konstruktion des Aufzuges zeichnet sich durch einfache Herstellung aus.
Erhebliche Kraftäußerung des Aufzuges ermöglicht großen Hub der Ge­
wichte, dabei arbeitet der elektrische Wagner-Aufzug fast geräuschlos und
verbraucht wenig Strom.
Das Kontaktlaufwerk wird in Abständen von 30 bzw. 60 Sekunden vom
Gehwerk ausgelöst und schließt jeweils auf die Dauer von 1— 2 Sekunden
(Schaltkonstante der angeschlossenen Nebenuhren) den Stromkreis für die
Nebenuhrlinie (Abb. 163).
Im Zustand der Ruhelage sind die Leitungen L und R zu den Neben­
uhren über die Fedfern l, r und die Brücke m kurzgeschlossen, um Fremd­
ströme von den Uhren abzuleiten. Die K on­
taktgabe erfolgt durch eine halbe Drehung
des Exzenters e, der ebenso wie die Kontaktfedern, die aus kräftigem und bestem Feder­
stahl bestehen, mit einem Edelmetallkontakt­
teil belegt ist. Durch die Schleiffedern / und
/ 1 wird dem Exzenter e von Batterie + über
den Widerstand W Spannung zugeleitet, durch
die dieser beim Nebenstromweg stromführend
wird. Der Hauptstromweg verläuft unmittel­
bar über Federn / 2 und l oder / 3 und r über
die Nebenuhrlinie. Die Federn l und r sowie
/ 2 und / 3 sind durch ihre Befestigungen so
gehalten, daß sie in 2 Ebenen übereinander
stehen, 4o daß beim Hauptstromweg die
Verbindung zwischen den Federn l und / 2
oder r und / 3 durch den Exzenter e getätigt
A b b . 163. H a u p tu h r -K o n ta k twird.
ein rich tu n g ,
B a u a rt C. T h . W a g n e r
Der minütlich wechselnde Schaltvorgang
ist folgender:
Vorstromweg 1
Der Exzenter berührt zunächst die Feder r und hebt diese von Brücke m
ab. Es fließt ein Strom von -|-Batterie über den Anlaßwiderstand W, den
Exzenter e, die Feder r in die Uhrenlinie und über l und m zurück nach
Batterie — .
Hauptstromweg 2
Nach geringer Drehung des Exzenters e berührt und streift dieser die
Federn r und f 3 gleichzeitig, so daß der volle Strom über die Nebenuhr­
linie und über l und m zur Batterie zurückfließt. Dieser Hauptstrom dient
zur Steuerung der Nebenuhren. Es wird jedoch gleichzeitig ein Neben­
strom wie Stromweg 1 fließen.
188
Nachstromweg 3
Das Abschalten erfolgt unter Mitwirken des Widerstandes W derart,
daß zunächst der Strom abgedrosselt und dann durch das Anlegen der
Feder r an die Brücke m der restliche Induktionsstrom von dem Hauptkontakt ferngehalten und abgeleitet wird. Beim folgenden Schalt Vorgang
werden die Federn l und / 2 durch den Excenter e betätigt, wodurch der
Strom in umgekehrter Richtung über die Nebenuhren und r und m zur
Batterie zurückfließt.
Das Auftreten eines Funkens an den K ontakten ist durch diese Anordnung
der Funkenlöschvorrichtung vollständig vermieden. Der Hauptkontakt
wird durch die Reibung an den Doppelfedern l und / 2 oder r und / 3 ständig
blankgehalten, so daß ein Verschmutzen nicht auftreten kann. Dieser
Wagnersche Reibkontakt hat gegenüber den punktförmigen Druckkontakten
den Vorteil, daß ein Ein- und Ausschaltfunken, der immer an der gleichen
Stelle auftritt, vermieden wird. Des weiteren ist die Drehkraft des Wagnerschen Kontaktexzenters so hoch, daß ein Stehenbleiben im K on takt­
schluß, wodurch ein Erschöpfen der Batterie verursacht würde, unmöglich
ist. Die Abstände der Kontaktfedern sowie die Kontaktzeiten sind so be­
messen, daß auch bei Kabelleitungen von mehreren Kilometern Länge keine
störenden Erscheinungen auftreten können.
Die Auslösung des Kontaktlaufwerkes erfolgt bei der normalen Aus­
führung der Hauptuhren von einem Trieb der Minutenachse aus, mit einer
Auslösegenauigkeit von
1— 2 Sekunden. Für höhere Ansprüche gelangt
die Wagnersche Präzisionsauslösung zur Anwendung, die in Abhängigkeit
von der Achse des Sekundenzeigers steht und den Kontaktschluß auf
Bruchteile der Sekunde genau bewirkt.
•
S trom w en deein rich tu n g m it P en delk on tak tsteu eru n g und selbsttätiger N a c h ­
lau fein rich tu n g fü r N eben u h reinstellung bei S p annungsausfall H au ptu h r
Siem ens & H alske A .-G .
Bei Spannungsausfall in einer Uhrenanlage werden die Nebenuhren vom
Beginn der Störung bis zur Wiederkehr der Spannung stehen bleiben. Sie
weichen dann in ihrer Zeitangabe von der der Hauptuhr entsprechend ab
und müssen durch Nachstellen mit der Hand wieder mit der Hauptuhr
gleichgestellt werden.
Um dieses „Nachstellen“ mechanisch bewirken zu lassen, dient die
„selbsttätige Nachlaufeinrichtung“ . Fällt die Spannung aus, so bleiben die
Nebenuhren über die Zeit des Spannungsausfalls stehen. Bei Wiederkehr
der Spannung werden die Nebenuhren von der Hauptuhr selbsttätig nach­
gestellt und mit der Hauptuhr in Einklang gebracht.
In Nachstehendem ist eine „Stromwendeeinrichtung mit selbsttätiger
Nachstellvorrichtung“ der Firma Siemens & Halske beschrieben. Die Ab189
.
A b b . 164. S. & H .-H a u p tu h r
190
A b b . 165. S. & H .-H a u p tu h r , R ü c k a n s ic h t
bildungen 164 und 165 zeigen das Hauptuhrwerk in Vorder- und Rückansicht
und Abb. 166 den Prinzipstromlauf des Polwendeschalters. Im Text an­
geführte Zahlen bezeichnen Werk- und Kontaktteile, die auf die 3 A bbil­
dungen Bezug nehmen.
Diese außerordentlich sinnreiche Einrichtung arbeitet bei Betätigung des
Stromwendekontaktes in 4 Arbeitsabschnitten, tritt die „Nachstellein­
richtung“ in Tätigkeit, so bedingt dies zwei zusätzliche Arbeitsvorgänge.
Der Arbeitsvorgang des Stromwendeschalters mit selbsttätiger Nachstell­
einrichtung
Der Arbeitsvorgang des Stromwendeschalters ist unmittelbar mit dem
Arbeitsvorgang des Aufzuges gekoppelt. Um diese zu steuern, dient der
Pendelkontakt, der jedoch erst dann in Wirkung treten kann, wenn der V or­
bereitungskontakt geschlossen worden ist.
Arbeitsvorgang I : Der Vorbereitungskontakt wird geschlossen.
191
Arbeitsvorgang I I : Der Pendelkontakt steuert über den Aufzug den Polwendeschalter und schließt den Stromkreis für die Nebenuhren.
Arbeitsvorgang I I I : Der Pendelkontakt steuert über den Aufzug den Polwendeschalter und öffnet den Stromkreis für die Nebenuhren.
Arbeitsvorgang I V : Der Vorbereitungskontakt wird geöffnet.
Der Vorbereitungskontakt 113/114 wird bei Minutenkontaktuhren mit
Sekundenpendel zur 58. Sekunde jeder Minute geschlossen. Dui^ch A b­
fallen des Hebel 67 vom Exzenter 66 wird der Hebel 112 mit dem Stift 113
frei und dreht sich um einen Winkel, wodurch sich die Kontaktfeder 114
an 113 anlegt. Der Vorbereitungskontakt ist geschlossen. Der Pendel­
kontakt 63 wird vom Pendel bei jedem rechtsseitigen Pendelausschlag be­
tätigt, zur 59. Sekunde erhält nun der Aufzugmagnet 78 über den bereits
geschlossenen Vorbereitungskontakt 113J114 Strom. Er zieht den Anker 115
an. Der einseitige Pendelkontakt 63 wird vom Pendel zur 60. Sekunde
wieder geöffnet, der Aufzugmagnet wird stromlos und läßt seinen Anker
wieder in seine Ruhelage zurückfallen. Dabei wird die am Ankerarm an­
gebrachte Schaltklinke 88 das Sperrad 87 um einen Zahn vorwärtsschalten.
Mit der Achse des Sperrades 87 ist der Schaltstern 116 verbunden, der
somit um y 4-Teilung verdreht wird und der Stromlaufzeichnung nach den
Federsatz 120]121\124 des Polwendeschalters 79 betätigt. Die Nebenuhren
192
erhalten Strom von Batterie + über die Federn 118(119, Nebenuhrlinie,
Federn 120j 121 nach Batterie — .
Bei der nun folgenden 1. Sekunde erhält der Aufzugmagnet 78 wieder
Strom, denn der Vorbereitungskontakt ist noch geschlossen. Er zieht seinen
Anker wieder an und gibt diesen bei der 2. Sekunde frei, dadurch wird der
Schaltstern 116 wieder um ^ -T e ilu n g verdreht und der Federsatz 120(121/
124 in seine Anfangsstellung gelegt. Der Polwendekontakt ist geöffnet und
der Impuls für die Nebenuhren beendet. Bei Betätigung der Federsätze
des Polwendeschalters 79 tritt der Widerstand a2 in Funktion, er dient als
Funkenlöscher bei Abschalten der Nebenuhrlinie.
Auf der Achse des Sperrades 87 ist noch ein 2. Schaltstern 122 befestigt,
der beim 2. Drehschritt den H ebel 112 mit dem Stift 113 wieder in seine
Ruhelage bringt und somit den Vorbereitungskontakt durch Feder 114
wieder öffnet.
Nach Ablauf einer Minute wiederholt sich der ganze Schaltvorgang, jedoch
wird dabei der Schaltstern 116 den anderen Federsatz des Polwende­
schalters betätigen. Der Strom fließt dann in entgegengesetzter Richtung
von Batterie + über Federn 124(120, durch die Nebenuhrlinie und über
Federn 119/125 zurück zum — Pol. Zur Funkenlöschung für den Pendel­
kontakt dient der Widerstand /.
Die Betätigung des Polwendeschalters ist bei dieser Einrichtung un­
mittelbar mit dem Aufzug gekoppelt. In jeder Minute wird der Aufzug­
magnet 78 durch 2 Stromschlüsse erregt, der Anker 115 demgemäß zweimal
angezogen und das Sperrad 87 zwei Zähne vorwärts gestellt. Mit dessen
Achse ist ein R ad verbunden, das mit dem Aufzuggetriebe in Verbindung
steht und das Gewicht bei 2 Aufzugvorgängen um die Höhe des Ablaufes
in einer Minute wieder anhebt.
Fällt die Batteriespannung aus, so wird zur nächsten 58. Sekunde der
Vorbereitungskontakt, wie bereits beschrieben geschlossen. Der Aufzug­
magnet jedoch erhält keinen Strom und zieht daher nicht an. Die Hauptuhr
läuft als mechanische Uhr weiter, das Gewicht senkt sich und durch ein
mit der Saitentrommel gekoppelten Getriebe wird der Hebel 108 mit dem
Stift 126 verdreht, bis Stift 126 den Nachlaufkontakt schließt.
Nach Wiedereinsetzen der Betriebsspannung erhält der Aufzugmagnet
jede 2. Sekunde durch Schließen das Pendelkontaktes Stromimpuls, da der
Nachlaufkontakt zunächst dauernd geschlossen ist. Der Aufzug hebt das
Gewicht und betätigt zugleich den Polwendeschalter wie oben beschrieben.
Bei einer Hauptuhr mit Sekundenpendel werden demnach die Nebenuhren
im Laufe einer Minute um 15 Schritte (Minuten) nachgestellt. Sind die
Nebenuhren mit der Hauptuhr gleichgestellt, also auch das Gewicht ent­
sprechend gehoben, wird durch die Rückführung der Saitentrommel der
Hebel 108 mit Stift 126 in seine Ruhelage gebracht und der Nachlauf­
kontakt wieder geöffnet. Aufzug und Polwendeschalter arbeiten nun wieder
in normaler Betriebsweise, wie vor Eintreten des Spannungsausfalles.
13
S ch m idt, E lektrisch e XJhren
193
Bei Uhren mit 3/ 4-Sekundenpendel spielt sich der Aufzug- und Schalt­
vorgang in gleicher Weise ab, wie bei Sekundenpendeluhren, nur im Zeit­
maß von 80 Pendelschlägen in der Minute.
S ch iffs-, H au pt- und Nebenuhren der Telephonbau und Normalzeit GmbH.,
F rank furt/M ain
Für elektrische Uhrenanlagen auf Überseefahrzeugen müssen Haupt- und
Nebenuhren von besonderer Bauart verwendet werden.
1. Als Gangregler in einer Schiffshauptuhr dient eine Präzionsunruh mit
Spirale, da das Schiff ortsveränderlich ist und Schwankungen unter­
liegt. Außerdem müssen diese Hauptuhren mit einer Nachstellvorrich­
tung ausgestattet sein, mit der die Schiffsnebenuhren vorwärts und rück­
wärts gestellt werden können.
2. Die Nebenuhrwerke müssen vor- und rückwärts schaltbar sein, um
Abweichungen der Standortzeit des Schiffes bei Fahrt in Ost-West
oder West-Ost ausgleichen zu können.
Der elektromechanische Schaltvorgang sowie die Betätigung der kontakt­
gebenden Schaltorgane sind denen stationärer Haupt- und Nebenuhren
gleich. Es sind demgemäß die
Ausführungen in den entspre­
chenden
Abschnitten
über
Haupt- und Nebenuhren auch
für
die
Schiffshaupt- und
-Nebenuhren zu beachten.
Die nachstehend gezeigten
Geräte sind Erzeugnisse der
T & N GmbH, und soll hier le­
diglich deren Aufbau und An­
ordnung als Schiffsuhren be­
handelt werden.
A b b . 167. T u N -S ch iffsh a u p tu h r
194
Die Schiffshauptuhr
Zweckentsprechend sind diese
Hauptuhren in gut abgedich­
teten Metallgehäusen unterge­
bracht, wie aus den Abbildungen
ersichtlich ist. Die geschlossene
Uhr (Abb. 167) zeigt im Vorder­
teil des Gehäuses das große
Zifferblatt des Hauptuhrwerkes
mit der im Deckglas angebrach­
ten Zeigereinsteilvorrichtung.
Das kleinere obere Zifferblatt mit dem eingebauten Schiffsnebenuhrwerk ist die Kontrolluhr der Nebenuhrlinie. Im Gehäuseausschnitt rechts
oben ist ein Nachstellschalter eingebaut, der im Bild in Ruhestellung
steht. W ird dieser Schalter nach oben umgelegt, dann wird die auto­
matische Nachstellvorrichtung des Hauptuhrwerkes in Tätigkeit gesetzt
und die Nebenuhren werden im Uhrzeigersinn vorwärtsgeschaltet, bis
der Schalter wieder in Ruhestellung umgelegt wird. Beim Umlegen des
Nachstellschalters nach unten wird ebenfalls die automatische Nachstell­
vorrichtung in Betrieb gesetzt, aber die Zuleitung des Impulsgebers auf das
Rückwärtsschaltwerk des Nebenuhrwerkes umgelegt. Die Nebenuhren
Abb. 168. T u N-Schiffshauptuhr
werden entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, also rückwärtsgeschaltet, bis
der Schalter wieder in Ruhestellung gelegt wird.
Abb. 168 gestattet einen Einblick in das Innere einer Schiffshauptuhr.
Das Gehwerk dieser Uhr, das von den vier Pfeilern der in der Mitte an­
gebrachten Gestellplatte getragen wird, ist in dieser Abbildung heraus­
genommen, um den Aufzug und die Schaltorgane besser zu zeigen. Auf der
großen viereckigen Grundplatte sind die einzelnen Bauteile montiert. Nach
Entfernen der vier Halteschrauben kann die Grundplatte ohne Lösen
irgendeiner Leitungsverbindung von den vier Pfeilersitzen abgenommen
werden.
13*
195
Das elektromagnetische Aufzugorgan gibt dem Schwungrad beim Aufzug­
vorgang einen Antrieb, wodurch dieses in Drehung versetzt wird und eine
Feder anspannt, die dem Gehwerk Antriebskraft vermittelt. Eine mecha­
nische Kraftreserve ist nicht vorgesehen, da die Uhrenanlage durch Akku­
Batterie gespeist wird und somit elektrische Kraftreserve, ausreichend zur
Verfügung steht. Der Federsatz des
Polwendekontaktes ist durch eine
Schutzhülle abgedeckt. Er kann
nach Lösen der zwei Halteschrau­
ben von seinem Sitz abgenommen
werden, wenn sich eine Nach­
arbeitung der Kontaktteile erfor­
derlich macht. Ist das Uhrwerk
im Gestell eingehängt und das Ge­
häuse wird geschlossen, dann grei­
fen die beiden Kupplungsteile des
Uhrwerkes und des Zeigerwerkes
ineinander und die zwangsläufige
Verbindung zwischen den beiden
Werken ist hergestellt.
Im Vorderteil des Gehäuses,
oben in der Mitte ist das Schiffsnebenuhrwerk angebracht und
links davon ist der Federsatz des
Nachstellschalters mit den ange­
legten Zuleitungen sichtbar.
Die hohen Ansprüche, die an
eine Schiffshauptuhr in bezug
A b b . 169. T u N -S ch iff snebenuhrw erk
auf Betriebssicherheit und Gang­
genauigkeit gestellt werden, sind
durch einwandfreie Ausführung des gesamten Aufbaues unter Verwendung
von Präzisionsgangteilen mit Präzisionsgangregler gewährleistet.
Das Schiffsnebenuhrwerlc
Das in den Abb. 169 und 170 gezeigte Schiffsnebenuhrwerk ist mit zwei
elektromagnetischen Schritt-Schaltorganen ausgestattet. Deren Schalt­
vorgang ist durch Anwendung des mehrpoligen Permanetankersystems
geräuscharm arbeitend (siehe Seite 228). Der Antrieb des Zeigerwerkes er­
folgt über ein Differentialgetriebe, das in der Werkansicht vonoben, Abb. 170,
zu sehen ist. Mit der Zeigerwelle ist der Haltesteg des Differentialgetriebes
fest verbunden und die Triebe der beiden Magnetankerwellen stehen mit
je einem Differentialantriebsrad im Eingriff. Die Drehbewegungsrichtungen
der beiden Magnetanker sind von einer Blickrichtung aus gesehen, gegen­
sätzliche, so daß die Zeigerwelle durch Antrieb des einen Ankers im LThr196
zeigersinn gedreht wird. Erfolgt der Antrieb vom gegenüber liegenden
Anker, so wird die Zeigerwelle dem Zeigersinn entgegen gedreht. Das erste
Antriebsorgan wird demgemäß zum normalen Betrieb der Nebenuhren und
zum Vorstellen wie bei einfachen Nebenuhrwerken verwendet, während
das zweite Antriebsorgan nur beim Bückwärtsstellen der Nebenuhren in
Tätigkeit gesetzt wird.
Zum Voreinstellen des Zeigerwerkes in beiden Drehrichtungen dienen
die zwei Stellknöpfe. Mit diesen werden die Ankerwellen gedreht, wodurch
das Zeigerwerk über das Differential gerichtet wird.
Aus den Abbildungen ist die technisch und mechanisch übersichtliche
Anordnung des Werkaufbaues und die gediegene Ausführung des Werkes
ersichtlich.
A b b . 170. T u N -S c h iffsn e b e n u h rw e rk , v o n o b e n geseh en
Automatische Umschaltung für 2 Hauptuhren
In den Uhrenzentralen von Großuhrenanlagen sind zur Erhöhung der
Betriebssicherheit 2 Hauptuhren stationiert, um bei Störungen der B e­
triebshauptuhr (H U I) durch die Reservehauptuhr (H U II) die Steuerung
der Nebenuhren vornehmen zu lassen.
Bei eintretender Störung der Betriebshauptuhr (H U I) wird diese auto­
matisch von der Nebenuhrlinie abgeschaltet und die Reservehauptuhr über­
nimmt den Betrieb. Durch ein diesem Zweck entsprechendes Nebenuhrumschaltwerk, das mit 2 Antriebsorganen ausgestattet ist und über ein
Differentialgetriebe einen Schaltzeiger betätigt, wird die Umschaltung ein­
geleitet. Abb. 171 zeigt die Prinzipschaltung dieser Einrichtung der T u N Gesellschaft. N 1 und N 2 sind die 2 Schaltorgane des Umschaltwerkes
und Z der Umschaltzeiger, der mit einem Kontakthebel gekoppelt ist.
Von der Betriebshauptuhr H U I erhält N 1 minütlich einen Impuls, durch
den der Zeiger Z um einen Skalenstrich nach links gestellt wird, 2 Sekunden
darnach gibt Reservehauptuhr H U I I einen Impuls, der den Zeiger Z
197
wieder zurück in die Mittelstellung führt. Dieses Wechselspiel wiederholt
sich in jeder Minute.
Bei Störung in H U I wird der Zeiger nicht nach links gestellt, H U I I
schaltet Z jedoch nach rechts, so daß der Zeigerkontakt r geschlossen
wird und die Umschaltung stattfindet.
Bei Störung der H U I wird Relais A erregt:
r, A, — „H U I ge­
stört“ wird dadurch eingeschaltet: -f-, a 1, H U l g , — Das (7-Relais spricht
an: -j-, a 1, C, —
NU
-o b1
_r-i_
HUI+-X
y+Hui
U
\a-'
A
H }-
N,
B
1
r
l
"Ö“ - "
H U Ib
A b b . 171. A u to m a tis ch e U m sch a ltu n g fü r 2 H au p tu h ren ,
T u N Ges.
Es wird durch die Kontakte c 1 und c 2 die Nebenuhrlinie N U auf HU I I
geschaltet. Die Kontakte a 2 und a 3 übernehmen die Abschaltung der
Nebenuhrwerke N I bzw. N 2. Das Signal ,,HU I I in Betrieb“ wird durch
den Kontakt c 3 eingeschaltet: -)- c 3, HU I I , b, —
Bei Störung der Hauptuhr H U I I schließt beim zweiten Impuls auf
N 1 der Zeigerkontakt 1. Dadurch wird das -ß-Relais eingeschaltet: -I-,
1, B, — . Vom Ü-Relais wird mit Kontakt b 4 die Lampe HU I I g „H aupt­
uhr I I gestört“ eingeschaltet. Die Kontakte b 1 und b 2 betätigen die
Abschaltung von H U II . N I wird von H U I durch Kontakt b 3 abge­
schaltet. Ist die Störung, die sich eingestellt hat, behoben, werden die
Nebenuhrzeigerwerke N 1 und N 2 wieder in die Normalstellung ein­
gerichtet.
198
Polarisiertes U hrenrelais und dessen A n w en d u n g in einer G roßu hrenanlage
Großuhrenanlagen mit vielen Nebenuhren, z. B. Stadtuhrenanlagen,
Uhrenzentralen usw. werden in mehrere Nebenuhrlinien unterteilt. Die ein­
zelnen Nebenuhrlinien erhalten ihre Minutenimpulse über Linienrelais, die
ihrerseits unmittelbar von der Hauptuhr betätigt werden. Diese Unter­
teilung ist nötig, weil die Kontakte der Hauptuhr nur bis zu einer H öchst­
belastungsgrenze beansprucht werden dürfen. Eine Vielzahl von N eben­
uhren, die von einer Hauptuhr aus betrieben werden, benötigen zur Steue­
rung Stromstärken, die die K ontakte der Hauptuhr zerstören würden.
Nebenuhren-Uniel
Nebenuhren-Liniel
Nebenuhren-Linie M
Außerdem wird durch die Unterteilung die Betriebssicherheit erhöht, weil
bei einer Störung in einer der Linienleitung nur die betreffende Linie in
Mitleidenschaft gezogen wird. Der gesamte übrige Betrieb läuft ungestört
weiter, wenn nicht die Leitung von der Hauptuhr zu den Relais schadhaft
ist. Auch die Überwachung und die Instandhaltung der Anlage werden
durch die Unterteilung in Linien wesentlich erleichtert.
Das Schaltbild (Abb. 172) der T u N-Gesellschaft zeigt in einer Groß­
uhrenanlage das polarisierte Uhrenrelais (Abb. 173) in drei verschiedenen
Anwendungen.
Dieses Uhrenrelais ist ein gepoltes Relais, dessen Anker geteilt ist, w o­
durch zwei selbständige Kippanker a und b entstehen. Je nach Richtung
des i/[/-Im p u lses wird entweder a oder b angezogen, wobei jeder Anker
199
einen Wechselkontakt des Relais betätigt. (Siehe Schaltbild.) Aus dem
Schaltungsprinzip geht hervor, daß jeweils einer der beiden Relaiswechsel­
kontakte bei jedem Minutenimpuls der Hauptuhr, einen Stromstoß in
wechselnder Richtung in die angeschlossene Nebenuhrlinie entsendet. Die
Relaiskontakte sind durch Gleichrichter Gl, welche zur Funkenlöschung
dienen, vor Zerstörung geschützt.
Nach Beendigung des ffCZ-Impulses wird der jeweils betätigte Anker von
einer Abreißfeder in seine Ruhelage zurückgezogen. Dadurch ist die Neben­
uhrlinie im Ruhezustand
kurzgeschlossen. Das trägt
ebenfalls zur Erhöhung der
Betriebssicherheit insofern
bei, als die in dieser Linie lie­
genden Nebenuhren infolge
der kurzgeschlossenen Lei­
tung gegen etwaige Fremd­
ströme unempfindlich sind.
Im Relaisstromkreis ist
die Minusleitung bei einer
Spannung bis 24 Volt mit
1 Ampere und bis 60 Volt
mit 0,6 Ampere durch die
Sicherung Si abgesichert, um
zu verhüten, daß der Strom
bei Kurzschluß in der Neben­
uhrleitung auf einen, den
Kontakten schädlichen Wert
ansteigt.
Einführung in das Schaltbild
Die Spannung der Batterie
I
Volt, die dem Strom wende­
A b b . 173. U hrenrelais, T u N Ges.
kontakt der T u A - Haupt uhr zugeführt wird. Ausführ­
liches über die Arbeitsweise des Kontaktes, siehe Seite 182. Die minütlich
wechselnden Stromstöße betätigen über die N [/-Leitung die drei Linienrelais.
Die Zahl der zu betätigten Relais könnte je nach Bedarf erhöht werden. Sie
würde bei 6 Volt Betriebsspannung bis 20 Relais und bei 60 Volt bis 80 Relais
betragen können. Die drei im Schaltbild gezeigten Beispiele der Anwendung
der Relais sind für drei verschiedene Steuerungsanordnungen vorgesehen:
Uhrenrelais I wird durch #£7-Impuls mit einer Spannung von
12 Volt aus der Batterie I betätigt. Der zur Steuerung der Nebenuhr­
200
be
linie 1 in wechselnder Richtung dienende Relaisimpuls wird ebenfalls
mit 12 V olt Spannung aus Batterie I gegeben.
Uhrenrelais I I erhält # £ M m p u ls von 12 Volt aus Batterie I zur
Betätigung, steuert jedoch die Nebenuhrlinie I I mit einem Relaisimpujs von 6 Volt Spannung, durch Teilabzapfung der Batterie I.
Uhrenrelais I I I wird durch //?7-Im puls von 12 Volt Spannung aus
Batterie I ausgelöst, für die Steuerung der Nebenuhrlinie I I I durch
die Relaisimpulse ist eine gesonderte Batterie I I vorgesehen. Die
Spannung dieser Batterie I I kann je nach den in der Uhrenlinie I I I
herrschenden Verhältnissen 6 bis 60 Volt betragen.
Diese Uhrenrelais können durch H [/-Im pulse mit einer Spannung von
6 bis 60 Volt betätigt werden. Durch Auswechseln der beiden Spulen Sp
und Anlegen entsprechender Verbindungen zwischen den Klemmen 1— 4,
sowie Einsetzen eines Zusatzwiderstandes R3 zwischen die Klemmhalter 5
und 6, kann das Relais für die betreffende Spannung eingestellt werden.
Die Widerstände der Spulen Sp betragen bei einer Spannung
von 6
,, 12
36
,, 48
,, 60
und
und
Volt
Volt
Volt
12
24
2
2
2
Volt umschaltbar 2
Volt umschaltbar 2
•2000 Ohm -f- R3 =
-2000 O h m R3 =
■2000 Ohm -|- i ?3 =
■ 500
•2000
2000
4000
6000
Ohm
Ohm
Ohm
Ohm
Ohm
1 ohne Zusatz­
J Widerstand i ?3
— 6000 Ohm
= 8000 Ohm
— 10000 Ohm
Die Ströme i betragen:
bei 6 V olt
J — 24 mA
,, 12 Volt
J = 12 mA
,, 24 bis 60 Volt J = 6 mA
Drei Schaltungsbeispiele für die unterstrichenen Voltzahlen:
Beispiel für 6 V olt: Die Spulen Sp werden nebeneinander geschaltet durch
Verbindungen der Klemmen 1 und 3 und Klemmen 2 und 4. Der Zusatz­
widerstand i ?3 ist entfernt.
Der Gesamtwiderstand von Sp ).” >= 250 Ohm
J
11
~
2o0
= 0,024 = 24 m A .
Beispiel für 24 V olt: Die Spulen Sp werden hintereinandergeschaltet,
zwischen den Klemmen 2 und 3 wird eine Verbindung angelegt. Der Zusatzwiderstand ist entfernt.
Der Gesamtwiderstand von Sp = 2 •2000 = 4000 Ohm
Beispiel für 48 V o lt: Die Spulen 3p werden hintereinandergeschaltet durch
Einsetzen eines Zusatzwiderstandes R zwischen die Klemmenhalter 5 und 6.
Der Gesamtwiderstand beträgt: 2 •2000 + 4000 Ä3 = 8000 Ohm
LJ
48
J = R =8000 =
0 ’° 06 = 6 m A -
Die Stromzuführung für die //[/-Im p u lse erfolgt für jeden Fall über die
Anschlußklemmen 1 und 4.
A T O -P olw en derelais von Gebr. Junghans, Schramberg
Dieses Relais (Abb. 174) findet Verwendung für A TO-Uhrenanlagen mit
größerer Nebenuhrzahl. Das Relais ist mit polarisierten Stabmagneten aus-
A b b . 174. A T O -P o lw e n d e -R e la is
gerüstet und kann daher auch an Hauptuhren, die zuvor ohne Relais be­
trieben wurden, angeschlossen werden. Das Relais wird genau wie eine
Nebenuhr angeschlossen. Unterhalb des Relaisgehäuses sind nach Abnehmen
der kleinen Haube die Anschlußklemmen zugänglich. Die beiden Klemmen
die mit „Hauptuhr“ bezeichnet sind, werden durch eine Leitung mit den
beiden Klemmen der Hauptuhr verbunden, die mit „Nebenuhr“ bezeichnet
sind. An dem Relais sind ferner zwei Klemmen, die mit „Nebenuhr“ be­
zeichnet sind und zwei Klemmen mit der Bezeichnung „Batterie“ . An die
Klemme „Nebenuhr“ wird die Nebenuhrlinie angelegt, die durch das Relais
gesteuert werden soll. Die erforderliche Batterie für diese Nebenuhrlinie
erhält Anschluß an Klemme „Batterie“ .
202
Das Relais ist mit zwei getrennt arbeitenden Pendeln ausgestattet, die
durch die seitlich angebrachten Spulen durch den Hauptuhrimpuls wechsel­
weise betätigt werden. Jedes dieser Pendel trägt eine Quecksilberröhre
mit dreifachem Anschluß, deren Anschlußlitzen mit farbigen Isolier­
schlauchen gekennzeichnet sind. Jede dieser Quecksilberröhren hat eine
rote, gelbe und grüne Kennzeichnung. Das Litzenende „ r o t “ ist je an
eine der beiden Klemmen „Nebenuhren“ anzuschließen. Die Litzenenden
„g e lb “ der beiden Röhren sind zusammen an eine der beiden Klemmen
„B atterie“ und die mit „grün“ bezeichneten beider Röhren zusammen an
die andere Klemm e „B atterie“ anzuschließen.
Nachdem das Relais angeschlossen ist, muß darauf geachtet werden,
daß das Quecksilber in den Röhren nach beiden Seiten, d. h. in der Ruhe­
stellung und in der Anzugstellung richtig ver­
teilt ist bzw. das Quecksilber die entsprechende
äußere Elektrode berührt.
In der Skizze
(Abb. 175) ist die richtige Lage der Queck­
silberröhre in der linken und rechten Aus­
schwungstellung bzw. Ruhestellung und Anzug­
stellung abgebildet.
Setzt der Hauptuhrstromimpuls ein, wird
jemals eins der Pendel aus der Ruhestellung
in die Anzugstellung umgelegt, wodurch das
Quecksilber in der Röhre entsprechend ver­
lagert wird. Die Relaisnebenuhrlinie erhält
Stromimpuls von der Batterie. Nach Beendi­
gung des Hauptuhrimpulses geht das Pendel
wieder in seine Ruhelage zurück, das Queck­
silber wird wieder umgelagert und der RelaisA b b . 175. S c h a ltr ö h r e in
stromimpuls ist beendet. Der nächste HauptR u h e - u n d A n z u g ste llu n g
uhrimpuls in entgegengesetzter Stromrichtung
betätigt das andere Pendel in gleicher Weise, der Relaisstrom wird da­
durch in umgekehrter Richtung durch die Nebenuhrlinie geleitet.
N ach stellein richtun g fü r N ebenuhren
Sind Störungen in einer Uhrenanlage eingetreten und die Nebenuhren
unterschiedlich in ihrer Zeigerstellung stehengeblieben, so muß die Gleich­
stellung der Uhren zum Teil einzeln mit der Hand erfolgen. Sind in der
Anlage schwer zugängliche Uhren, z. B. in großen Hallen, Außenuhren
oder Säulenuhren, so kann dies oft nur vorgenommen werden, wenn ein
Gerüst errichtet wird.
Ist nur eine derartige schwer zugängliche Nebenuhr in der Anlage, so
verfährt man vorteilhaft so, daß alle anderen leicht zugänglichen Neben­
uhren mit der Hand auf den Stand der schwer zugänglichen Nebenuhr
203
eingestellt werden und dann die gesamte Anlage durch den Fortstell­
schalter der Hauptuhr auf genaue Zeit gerichtet wird.
Es ist jedoch zweckentsprechend bei einer Uhrenanlage mit schwer zu­
gänglichen Uhren, eine Nachstellvorrichtung vorzusehen.
B e is p ie l 1 :
Die Leitung zu einer schwer zugänglichen Nebenuhr wird an einer gut
erreichbaren Stelle mit einer Schaltklinke K und zwei Steckbuchsen B
versehen (Abb. 176). In die Steckbuchsen
werden die Stecker eines tragbaren Nach­
\
stellers mit eingebauter Batterie eingeführt.
/
Mit diesem kann die Nebenuhr gesondert auf
den Zeigerstand der anderen Nebenuhren ge­
bracht werden.
NU
B
©
Ti - e L
ß
I h ' Ti.
(a
J K
NUL
1
A b b . 176. N a ch stellein ­
rich tu n g fü r N eben u h ren
HU
A b b . 177. N ach stellein rich tu n g fü r N e b e n ­
uhren
B e is p ie l 2:
Die Nachstellung einer Nebenuhr mittels eines Kippschalters mit zwei
Arbeitsstellungen zeigt Abb. 177. Um zu vermeiden, daß an der Stelle,
an der der Nachstellschalter eingebaut ist, eine Batterie oder eine Batterie­
zuleitung erforderlich wird, muß an der Hauptuhr ein Erdungsschalter E
eingebaut werden, der für die Zeit des Nachstellens umgelegt wird und
dadurch den — Pol der Batterie erdet. Nun kann die Nachstellung durch
wechselweises Umlegen des Schalters T 1 und T 2 erfolgen. Wird T 1 um­
gelegt, so fließt der Strom wie folgt durch die Nebenuhr:
Erde T 1, N U T 2, Batterie, E, Erde.
Der Strom fließt in umgekehrter Richtung durch die Nebenuhren, wenn
T 2 betätigt w ird:
Erde T 2, NU, T 1, Batterie, E, Erde.
204
Nebenuhren
Die Bezeichnung „Nebenuhr“ ist im allgemeinen gebräuchlich und wir
werden diese auch in nachstehenden Ausführungen der leichteren Verständ­
lichkeit wegen anwenden. Nach den „Bezeichnungsvorschriften für Uhren“
ist diese Bezeichnung unzutreffend. Nebenuhren haben kein Uhrwerk, denn
es fehlt als Hauptbestandteil der Gangregler. Es sind die Nebenuhren nur
mit Zeigerwerken ausgestattet, die durch Stromimpulse elektromechanisch
vorwärts geschaltet werden.
Die Zeigerwerke sind eine Zusammenstellung mechanischer und elek­
trischer Einzelteile, die teils in einem Werkgestell gelagert, teils auf diesem
befestigt sind. Sie werden durch Einwirkung eines eingebauten Dauer­
magneten „polarisiert“ . Der zum Vorwärtsstellen der Zeigerwerke dienende
„elektro-mechanische Schalt Vorgang“ kann nur durch Gleichstromimpulse
betätigt werden, die den Elektromagnet in wechselnder Richtung durch­
fließen. Je nach Art der Nebenuhr müssen die Stromimpulse in Abständen
von 1 Minute, 1/ 2 Minute oder 1 Sekunde erfolgen. Nebenuhren sind dem ­
gemäß von einer Hauptuhr abhängig, die die Stromimpulse in den ent­
sprechenden Zeitabschnitten und in wechselnder Richtung durch die Neben­
uhren fließen läßt und dadurch die Nebenuhren zeitgebunden steuert. Die
Zeitangabe der Nebenuhren ist daher von dem Gangergebnis der Hauptuhr
abhängig und es ist erforderlich, Hauptuhren mit Gangreglern auszustatten,
die eine möglichst genaue Feinstellung gewährleisten.
Die W irk u n gsw eise
des elek trom ech an isch en S ch altvorgan ges in p o la r i­
sierten N ebenuhrw erken
In vorhergehenden Abschnitten sind die Polwende-Kontakteinrichtungen
der verschiedensten Ausführungen eingehend behandelt worden. Sie werden
von der Hauptuhr in Tätigkeit gesetzt und
________________
dienen dazu, den Nebenuhren die Gleichstrom­
impulse in wechselnder Richtung zuzuführen.
Wie wirken die Gleichstromimpulse wechselnder
Richtung in einem Magnetsystem ?
(Bezeichnung der Stromrichtung -> I und I I <-).
B e is p ie l 1 (Abb. 178):
Werden die Spulen eines Elektromagneten an­
------- I
j - —
genommen in Stromrichtung I durchflossen,
Abb. 178. (Beispiel 1)
Beispiel 1, und es wird an den Polenden a Nordund an b Südmagnetismus hervorgerufen, so
.
werden die Pole umgekehrt magnetisch, wenn der Strom in Richtung I I
fließt. Ein über den Polen gehaltener Weicheisenanker wird bei beiden
205
Stromrichtungen in gleicher Weise vom Elektromagneten angezogen, als
wenn die Stromrichtung nicht umgekehrt würde.
B e is p ie l 2 (Abb. 179):
Wird der Weicheisenanker durch einen Stabdauermagneten c ersetzt,
der beweglich über dem Elektromagneten aufgehängt ist, Beispiel 2, so
wird der Arbeitsvorgang wesentlich anders.
Infolge seiner Eigenschaft als Dauermagnet wird sich der Anker an
einem Weicheisenkern des Elektromagneten anziehen. In der Abbildung
der iV^-Pol an a. Durchfließt angenommen ein Stromimpuls die Spulen
in Richtung I, so wird a Nord- und b Südpol. Der Nordpol a wirkt
n
A b b . 179. (B eisp iel 2)
abstoßend auf N und der Südpol b wirkt anziehend auf N. Die Folge davon
ist, daß der Anker c von a nach b umlegt. Ist der Stromimpuls I beendet,
zerfällt das Elektromagnetfeld und der Anker c wird durch N an b in seiner
Lage gehalten. Kommt Stromrichtung I I zur Wirkung, wird b Nord- und a
Südpol, b stößt dann N ab und a zieht N an. Der Anker c kehrt in seine
Ausgangsstellung zurück und wird nach Beendigung des Stromimpulses
durch N an a in seiner Lage gehalten.
B e is p ie l 3 (Abb. 180):
Die an- und abstoßende Wirkung kann erheblich verstärkt werden,
wenn ein Weicheisenanker angewendet wird und dieser, sowie der Elektro­
magnet mit seinem Eisengestell durch einen Dauermagneten beeinflußt,
diese also „polarisiert“ werden. Beispiel 3.
Der Dauermagnet d ist mit seinem *S'-Pol am Joch des Elektromagneten
verschraubt und liegt mit seinem iV-Pol nahe dem in seiner Mitte drehbar
206
gelagerten Anker c. Es werden demgemäß a und b südmagnetisch und der
Anker c nordmagnetisch durch den Dauermagneten beeinflußt.
In der Abbildung wird der Anker c mit seinem iV-Pol an den $-P ol von a
angezogen und somit in seiner Lage gehalten. Durchfließt ein Strom den
Elektromagneten angenommen in Richtung I , so wird der $-P ol a in einen
.AT-Pol umgekehrt, der $-P ol b aber in seiner Wirkung verstärkt. Es stößt
also der elektromagnetische i^-Pol a den Anker-iV-Pol N ab, während der
verstärkte &-Pol b anziehend auf N wirkt, wodurch der Anker c von a
nach b umlegt. Nach Beendigung des Stromimpulses wird der wirkende
Dauermagnetismus N an b S wirken und den Anker in seiner Lage halten.
K om m t Stromrichtung I I zur Wirkung, wird b S nordmagnetisch, wirkt
Abb. 182. (Beispiel 5)
abstoßend auf N , das von a S angezogen wird. Der Anker c kehrt in seine
Ausgangsstellung zurück und wird dort wieder durch den Dauermagnetismus
in seiner Lage gehalten. Es wirken bei dieser Anordnung anziehende und
abstoßende magnetische Kräfte, die die Winkelbewegung des Ankers be­
tätigen. Befindet sich der Anker in Ruhestellung, so bildet sich ein ge­
schlossenes magnetisches Kraftlinienfeld, das auch bei schwacher magneti­
scher Wirkung den Anker sicher in seiner Lage hält.
B e is p ie l 4 (Abb. 181):
Durch zweckentsprechende Formgebung des Ankers können die ma­
gnetischen Kräfte an zwei Ankerarmen zur W irkung kommen. In ver­
schiedenen Bauarten der Zeigerwerke wird der dachförmig gestaltete Kippanker verwendet. Beispiel 4. An seinen Polenden trägt dieser, vom Kreis­
bogen nach innen abweichende Schnäbel, die vor den im Kreisbogen liegen­
den Polschuhen des Elektromagneten schwingen. Da sowohl anziehende,
207
wie abstoßende Kräfte am stärksten wirken, wenn sich die Polenden nahe
stehen, ist aus den Ausführungen Beispiel 3 ohne weiteres zu folgern, daß
durch diese Formgebung des Ankers die wirkenden abstoßenden und an­
ziehenden elektromagnetischen Kräfte vorteilhaft ausgenützt werden.
Die „Kippanker“ führen bei ihren Schaltvorgängen Winkelbewegungen
aus, die im Wechsel in entgegengesetzter Richtung erfolgen. Um diese
Bewegung des Ankers in wechselnder Richtung in Drehung der Zeiger werksräder in eine gleichverlaufende Bewegung umzuformen, sind ver­
schiedene mechanische Anordnungen angewendet worden, die bei den ein­
zelnen Zeigerwerken dieser Antriebsart erklärt werden.
B e is p ie l 5 (Abb. 182):
Wie bereits bei Beispiel 4 angeführt wurde, muß der Antrieb der Zeiger werksräder in einem Drehsinn erfolgen. Es ist daher zweckentsprechend,
den Anker so anzuordnen, daß dieser bei seinen einzelnen Schaltvorgängen
Drehungen im gleichen Drehsinn ausführt. Die Achse des Ankers ist bei
dieser Anordnung mit einem Trieb ausgestattet, das das erste Rad des
Zeigerwerkes antreibt. Es wird auf diese Weise die mechanische Arbeits­
leistung des Antriebs vorteilhaft ausgewertet.
Der Anker c ist S-förmig gestaltet, seine Polschnäbel weichen nach ihren
Spitzen zu vom Kreisbogen nach innen ab. Die Polschuhe des Elektro­
magneten dagegen liegen kreisbogenförmig zur Achse des Ankers und stehen
zu dieser im Öffnungswinkel von 90°. Der Dauermagnet d ist mit seinem
*S’-Pol am Joch des Elektromagneten verschraubt und liegt mit seinem
j\T-Pol nahe dem drehbar gelagerten Anker c. Es werden vom Dauer­
magneten die Polschuhe des Elektromagneten süd- und die Polschnäbel
des Ankers nordmagnetisch beeinflußt. In der Abbildung wird der Anker
mit seinem Polschnäbel e N an b S durch den Dauermagnetismus fest­
gehalten. Durchfließt die Spulen angenommen ein
i---------—g ------ i
Strom in Richtung I und kehrt den b S in N um
und verstärkt a S, so wird der Anker von b N ab­
gestoßen und von a S angezogen. Er dreht sich um
90° in Pfeilrichtung. Nach Beendigung des Strom­
impulses wird der Anker an eN von aS wieder fest­
gehalten. Bei Stromrichtung I I kommen eN und fN
des Ankers c gemeinsam zur Wirkung, Es wird aS
umgekehrt zum iV-Pol und stößt den Anker an eN
ab, bS wird verstärkter S-Pol und zieht fN an. Der
Anker dreht sich wieder um 90° und nimmt die in
der Abbildung gezeichnete Stellung ein, bei der er
nach Ende des Impulses von bS festgehalten wird.
A b b . 183. (B eispiel 6)
208
B e is p ie l 6 (Abb. 183):
Bei Nebenuhrwerken mit besonders kräftiger
Schaltwirkung wendet man vorteilhaft einen
Doppelanker an. Es sind bei diesem auf der Ankerwelle zwei S-förmige
Anker um 90° versetzt angebracht, die von einem Messingbutzen in
entsprechendem Abstand voneinander gehalten werden. Der Elektro­
magnet ist mit breiten Polschuhen ausgestattet, vor dem die Anker mit
kleinem Luftspalt spielen können. Ein Hufeisendauermagnet St wird
so gehalten, daß er mit beiden Polenden nahe der zwei Anker A A liegt
und diese magnetisch beeinflußt. Der Elektromagnet E mit seinen P ol­
schuhen ist bei dieser Anordnung nicht mit dem Dauermagneten verbunden.
In Ruhestellung des Ankers werden sich die den Polschuhen nahestehenden
Ankerteile, durch den Dauermagnetismus an den Polschuhen festhalten.
Beispiel 6. Es entsteht ein geschlossenes magnetisches Kraftlinienfeld, das
durch den Kreis mit Pfeilen angedeutet ist. Durchfließt angenommen
ein Strom in Richtung I die Magnetspulen und erzeugt im Polschuh 1 einen
iV-Pol und in 2 einen a S - P o I , so wird Ankerteil 3 von 1 abgestoßen und von 2
angezogen. Zugleich wird auch Polschuh 2 Ankerteil 4 abstoßen und der
ihm gegenüberliegende Ankerteil von 1 angezogen. Der Anker dreht sich
um 90° unter doppelt abstoßender und anziehender magnetischer Wirkung.
Nach Beendigung des Stromimpulses wirkt wieder der Dauermagnetismus
und die den Polschuhen nahestehenden Ankerteile halten den Anker in
seiner Lage fest.
Stromrichtung I I erzeugt im Polschuh 1 einen $-P ol und in 2 einen
N-Po\, die auf den Anker in seiner Stellung in gleicher beschriebener Weise
wirken und diesen um weitere 90° verdrehen.
Die Voraussetzungen für eine hohe Betriebssicherheit der Nebenuhren sin d :
Ein hohes Drehmoment
Die K raft an der Zeigerachse muß bei einer guten Nebenuhr hoch sein.
Es muß die magnetische Wirkung in dem Nebenuhrwerk so zur Anwendung
kommen, daß diese die größten Drehkräfte ergibt.
Eine niedrige Anlaufspannung
Es ist die in Prozenten zur Betriebsspannung der Nebenuhr ausgedrückte
Teilspannung, mit der die Nebenuhr noch springt.
Ein hohes Überlastungsmoment
Es ist der in Prozenten zur Betriebsspannung der Nebenuhr ausgedrückte
Überspannungswert, bei dem die Drehmomentkurve ihren Scheitelpunkt
erreicht.
Ein niedriger Stromverbrauch
Dieser ergibt geringere Belastung der Hauptuhrkontakte, Ersparnisse
an Batteriegröße und Ladestrom und ermöglicht geringeren Querschnitt
der zu verlegenden Leitungen.
Alle diese Voraussetzungen in einer Konstruktion von Nebenuhrwerken
zu verwirklichen, ist bei verschiedenen Bauarten bestens gelöst worden.
14
S ch m id t, E lek trisch e Uhren
209
Die A bfangvorrichtung
Bei rotierenden Ankern ist das, durch den Elektromagnetismus erzeugte
Drehmoment, zur Masse des Ankers verhältnismäßig groß. Der Anker führt
seine Drehung in entsprechender Geschwindigkeit aus, soll aber bei 90°
Drehung ruckartig angehalten werden. Die Masse des Ankers wird jedoch
infolge des Beharrungsvermögens diesem ruckartigen Anhalten entgegen­
wirken, so daß der Anker erst nach mehrfachem Hin- und Herbewegen
zur Ruhe kommt. Dieser Umstand wird noch durch die Maße der Zeiger
begünstigt. Um das ruckartige Anhalten der Anker (Beispiel 5 und 6) zu
bewirken, haben Zeigerwerke mit derartigen Ankern eine „Abfangvor­
richtung“ (Abb. 184).
Der Anker trägt eine Scheibe mit vier Stahlstiften oder diese sind im
Ankerbutzen angebracht. In deren Bereich greift ein seitlich drehbar ge­
lagerter Fanghebel! Führt der Anker
eine Drehung um 90° aus, dann wirft
Stift 1 den Fanghebel am Arm a
hoch. Arm b steht dann in Höhe
von Stift 2 und fängt diesen ab.
Der Anker kommt zur Ruhe und
der Fanghebel fällt wieder in
seine Ruhelage zurück. In Ruhe­
stellung ist der Anker durch
Abb. 184. Abfangvorrichtung
Arm a gegen Rückwärtsdrehung
gesichert.
Sehr wichtig ist! Diese Abfangvorrichtung darf nicht geölt werden, da
bei Verdickung des Öles sehr leicht ein Kleben des Fanghebels an den
Stiften eintreten kann. Bei Nebenuhren dieser Bauart ist dies oft der Fehler,
wenn Störungen im elektromagnetischen Schaltvorgang eintreten und so­
mit die Uhren Fehler zeigen.
Abarten dieser Einrichtung lernen wir bei den verschiedenen Arten der
Zeigerwerke kennen.
i
B estim m ung der W iderstände von N ebenuhren, die in eine vorhandene A n ­
lage eingeschaltet w erden sollen
Die Bestimmung der Widerstände elektrischer Nebenuhren, welche in
eine bestehende Anlage eingeschaltet werden sollen, läßt sich nicht nach
einem einfachen Schema durchführen. Es muß hierbei berücksichtigt
werden, daß die verschiedenen Fabrikate auch verschiedener Konstruktion
sind und infolgedessen ganz verschiedenen Strombedarf haben.
Es besteht vielfach die Annahme, daß sämtliche Nebenuhren, die an
eine Hauptuhr angeschlossen werden, gleichen Widerstand haben müssen.
Deshalb wird bei Bestellung von Nebenuhren oft fälschlicherweise vor­
210
geschrieben, z. B . : „F ür 12 Volt-Spannung, W iderstand 300 Ohm“ , weil
die bereits vorhandenen Uhren zufällig 300 Ohm Widerstand haben und
die Anlage mit 12 Volt-Spannung betrieben wird. Bei dieser Vorschrift
läßt der Besteller jedoch außer acht, daß gewisse Nebenuhren sehr wenig
Strom brauchen. W erden nun diese Uhren nach obigen Angaben von einer
Herstellerfirma geliefert, so kann der Umstand eintreten, daß diese Uhren
in der bestehenden Anlage nicht fehlerlos arbeiten. Ist z. B. der W iderstand
für die neu anzuschließenden Uhren des betreffenden Fabrikates zu gering,
dann nehmen sie bei der angegebenen Betriebsspannung zu viel Strom
auf. Wenn sich dies auch nicht bei jedem Fabrikat dahin auswirkt, daß
diese Uhren beim Springen Fehler zeigen, so muß doch berücksichtigt
werden, daß bei derartigen Anlagen beim Öffnen des K ontaktes E xtra­
ströme auftreten, die bei geringen Widerständen der Nebenuhren verhältnis­
mäßig stark sind. Diese Extraströme können leichtanspringende Neben­
uhren um weitere Minuten vorwärtsschalten.
Bei derartigen Anlagen besteht durchaus die Möglichkeit, daß die vor­
handenen Nebenuhren tatsächlich einen so geringen Wirkungsgrad haben,
so daß man diesen Uhren verhältnismäßig viel Strom zuführen muß, um
ein einwandfreies Arbeiten zu erzielen. Infolgedessen muß der Widerstand
entsprechend niedrig gehalten werden. In vielen Fällen ist es aber auch so,
daß aus Unkenntnis über den tatsächlichen Stromverbrauch der Neben­
uhren ganz willkürlich eine viel zu hohe Betriebsspannung verwendet wird,
in der Annahme, daß eine hohe Betriebsspannung besser ist, als eine niedrige.
Handelt es sich hierbei um Uhren mit ungünstigen magnetischen Ver­
hältnissen, so werden auf diese Weise sehr leicht Störungen verursacht.
Außerdem wird dadurch der K ontakt der Hauptuhr unnötig belastet und
die Erweiterungsmöglichkeit der Anlage beschränkt.
Soll nun eine bestehende Anlage, die mit viel zu hoher Spannung arbeitet,
so instandgesetzt werden, daß die Nebenuliren nur so viel Strom erhalten,
wie diese zu ihrem sicheren Betrieb benötigen, dann muß zunächst festgestellt
werden, bei welcher niedrigster Spannung die Uhren zu arbeiten beginnen.
Zu diesem Zweck wird eine Nebenuhr vom Netz abgeschlossen und
mittels eines Handstromwenders und einer Batterie betätigt. Die Spannung
wird dabei der Batterie von der höchsten zur niedrigsten Spannung stufen­
weise entnommen, z. B. 12, 10, 8, 6, 4, 2 Volt, bis festgestellt ist, bei welcher
geringsten Spannung die Uhr noch einwandfrei arbeitet. Als normale B e­
triebsspannung ist dann die doppelte Spannung festzusetzen, um auch auf­
tretenden Spannungsabfall mit zu berücksichtigen. H at z. B. eine solche
Uhr 300 Ohm Widerstand und sie beginnt bei 4 Volt fehlerfrei zu arbeiten,
dann ist als ihre normale Betriebsspannung 8 Volt anzusehen. Der Strom ­
verbrauch ist dann 8 V o lt : 300 Ohm = 0,026 Amp. Der W att verbrauch
beträgt demnach 8 Volt ■0,026 Amp. = 0,213 W att.
Soll die betreffende Anlage nun mit 12 Volt-Spannung betrieben werden,
dann müßten die Nebenuhren eine Wicklung mit höherem Widerstand
14*
211
erhalten. Dieser wird errechnet: Wattverbrauch durch Betriebsspannung
ergibt die Stromstärke, welche die Uhr benötigt. Das ist: 0,213 W att:
12 Volt = 0,0177 Amp. Zur Berechnung des Widerstandes wird die Be­
triebsspannung durch die soeben errechnete Stromstärke geteilt und ergibt:
12 V olt: 0,0177 Amp. = 678 Ohm.
Es ist nun zu berücksichtigen, daß der Kontakt an der Hauptuhr nur
mit 0,5 Amp. belastet werden darf. Da nun eine Nebenuhr, wie oben an­
geführt, bei 12 Volt 0,0177 Amp. benötigt, können insgesamt 0,5 : 0,0177
= 28 Nebenuhren an die Hauptuhr angeschlossen werden, ohne den Kontakt
der Hauptuhr zu überlasten.
Arbeitet eine Nebenuhr z. B. mit 0,12 W att bei 12 Volt Spannung, so
nimmt sie 0,12 W att: 12 Volt == 0,01 Amp. Strom auf. Infolgedessen muß
diese Nebenuhr 12 V o lt : 0,01 Amp. = 1200 Ohm Widerstand erhalten.
Von diesen Uhren können insgesamt 0,5 : 0,01 = 50 Nebenuhren an­
geschlossen werden, ohne daß dadurch der Kontakt höher belastet wird,
als bei 28 der zuerst erwähnten Uhren, welche je 0,213 Watt benötigten.
Aus den angeführten Beispielen ist zu ersehen, daß es unmöglich ist,
eine Formel aufzustellen, nach der in allen Fällen die Widerstände der
an eine Uhrenanlage neu anzuschließenden Uhren berechnet werden könn­
ten. Es ist hierzu unbedingt erforderlich, den Wattverbrauch der vorhan­
denen und der neuzubeschaffenden Uhren zu kennen.
In Anlagen, in denen bereits durch Zuschaltung von weiteren Uhren
eine Überlastung der Hauptuhrkontakte besteht, müssen die gesamten in
der Anlage befindlichen Nebenuhren mit neuen Bewicklungen ausgestattet
werden, deren Widerstände entsprechend höher sind.
Um nun die Verhältnisse einer Anlage, in welche neue Uhren eingeschaltet
werden sollen, einigermaßen beurteilen und die Widerstände passend für
die Anlage bestimmen zu können, wird es immer notwendig sein, bei der
Bestellung weiterer Nebenuhren anderer Fabrikate folgende Angaben zu
m achen:
1. Betriebsspannung: Volt?
2. Höchstbelastungsgrenze des Hauptuhrkontaktes: Ampere?
3. Angabe über die Verhältnisse in der Anlage: z. B. Leitungsweg zwi­
schen der Hauptuhr und der nächstliegenden Nebenuhr und der ent­
ferntesten Nebenuhr.
4. Querschnitt und Art des Leitermaterials.
5. Anzahl der Nebenuhren und Angabe der Fabrikate.
6. Größe der einzelnen Nebenuhren. Z. B. 30 cm Zifferblatt, Stückzahl?
60 cm Zifferblatt, Stückzahl ?
7. Wattverbrauch der Nebenuhren. Z .B . 30cm Zifferblatt, W att?
60cm Zifferblatt, W att?
212
W enn diese Aufstellung der Angaben auch mühevoll und mit entsprechen­
dem Zeitaufwand verbunden ist, so bietet sie jedoch die Grundlage dafür,
daß die neuzuerstellenden Uhren in der bestehenden Anlage fehlerlos ar­
beiten werden.
A uftretende F ehler bei N ebenuhren m it polarisierten W e rk e n und deren
B eh ebu n g
Sind in einer Uhrenanlage Nebenuhren, die fehlerhaft zeigen, so kann
die Fehlerursache sehr verschiedener Art sein. Es ist nicht ratsam die
betreffende Nebenuhr abzuklemmen und ohne weitere Prüfung der Anlage
zu „überholen“ , denn nur in den Fällen kann dieses sicher zur Abhilfe des
Fehlers führen, wo in einer einwandfrei hergestellten Anlage eine einzelne
Nebenuhr durch Verschmutzung oder dickes Öl Fehler zeigt. Aber auch
dazu gehört ein gutes Teil Erfahrung, um von vornherein beurteilen zu
können, ob damit die Fehlerursache beseitigt ist.
Bei schwer aufzufindenden Fehlern ist es ratsam wie folgt vorzugehen:
1. Die Batteriespannung wird gemessen (Voltmeter).
2. Die Stromaufnahme der Anlage wird gemessen (Amperemeter).
3. Die Zuleitung von der Batterie zur Hauptuhr wird geprüft. A uf gute
Verschraubung an den Anschlußklemmen ist zu achten.
4. Der Hauptuhrkontakt wird untersucht, die K ontakte gereinigt.
5. Zur Kontrolle wird eine einwandfrei arbeitende Nebenuhr, nahe der
Hauptuhr mit einer Behelfszuleitung angeschlossen und in Betrieb
gesetzt.
6. Alle Nebenuhren der Anlage werden mit der Hauptuhr gleichgestellt.
7. Zeigen sämtliche Nebenuhren Fehler, außer der Kontrolluhr, dann ist
ein Fehler in der Zuleitung zu den Nebenuhren. Sind es nur Gruppen
von Nebenuhren, die Fehler zeigen, dann ist der Fehler in der A b ­
zweigung der Leitung zu suchen.
8. Ist es eine einzelne Nebenuhr die fehlerhaft arbeitet, die Zuleitung
jedoch ist als einwandfrei befunden, aber der Fehler in der Nebenuhr
ist nicht ohne weiteres zu erkennen, dann wird diese mit der K ontroll­
uhr ausgewechselt. Die fehlerhaft arbeitende Nebenuhr wird an die
Kontrolluhrzuleitung geschlossen und die Kontrolluhr an die Zu­
leitung der fehlerhaft arbeitenden Nebenuhr.
9. Zeigt die Kontrolluhr an diesem Leiterende fehlerfrei, dann kann die
Fehlerursache nur an der abgenommenen Uhr liegen.
Die in einer polarisierten Nebenuhr auftretenden Fehler können in zwei
Gruppen eingeteilt werden:
a) Fehler in den rein mechanischen Teilen des Nebenuhrwerkes,
b) Fehler in den elektro-magnetischen Teilen des Nebenuhrwerkes.
213
Zu a) Die Behebung dieser Fehler ist durch die Reparatur der mechani­
schen Uhr bekannt und wird es sich in der Hauptsache um die Überholung
der Zapfen und Lagerungen, sowie um die Berichtigung der Getriebe han­
deln. Das Zeigerwerk und die Abfangvorrichtung sind eingehend zu prüfen
und nötige Abhilfen vorzunehmen. Die Zeiger müssen einwandfrei aus­
geglichen und möglichst leicht sein. Auf eine sichere Befestigung der Zeiger
auf der Minutenradwelle und dem Stundenrohr ist zu achten. Dies kann
durch seitlich in den Butzen eingesetzte Stellschrauben erreicht werden.
In Nebenuhrwerken älterer Bauart findet man oft Zeiger, die viel zu schwer
sind. Dadurch entsteht starker Zapfendruck und Reibung in den Lage­
rungen, die ebenso wie Trägheit der Zeigermaße, beim Schaltvorgang über­
wunden werden müssen. Es ist vorteilhaft, solche Zeiger durch ent­
sprechend leichtere auszutauschen.
Zu b) Fehler festzustellen, die durch Störungen an den elektrischen und mag­
netischen Werkteilen hervorgerufen werden, kann nur dann mit Sicherheit
erreicht werden, wenn die Fehlersuche auch hier gründlich durchgeführt wird.
Zuerst ist die Stromaufnahme der Magnetwicklung mit einem Amper­
meter, bei Anlegen der vorgesehenen Betriebsspannung zu prüfen. Dies
gibt Aufschluß, ob die Wicklung von einwandfreier Beschaffenheit ist. Ist
der Stromverbrauch nicht aus dem Leistungsschild, oder den Aufschriften
auf den Spulenhüllen zu ersehen, kann zum Vergleich eine gleiche, ein­
wandfreie Nebenuhr genommen werden. Schadhafte Spulenwicklungen
müssen durch neue ersetzt werden.
Die Dauermagnete werden auf ihre Feldstärke geprüft. Geschwächte
Magnete müssen durch Neumagnetisieren gestärkt werden. Der Anker und
die Eisenteile des Elektromagneten dürfen keine magnetische Wirkung
zeigen, wenn diese nicht unter Einwirkung des Dauermagneten stehen.
Das kann mit einer Magnetnadel leicht festgestellt werden. Zeigt sich an
diesen Teilen magnetische Wirkung, so ist das ein Zeichen, daß diese Eisen­
teile nicht weich genug sind. Durch Ausglühen und langsames Abkühlen
kann in diesen Teilen der Magnetismus restlos gelöscht werden. Das ist er­
forderlich, da sonst die beim Schaltvorgang wirkenden anziehenden und
abstoßenden magnetischen Kräfte geschwächt werden. Betätigt man eine
Nebenuhr mit Drehanker, der bei vier Schaltungen eine Umdrehung aus­
führt, mit einem Nachstellschalter durch kurz aufeinanderfolgende Strom­
impulse, so kann man Ungleichheiten in der magnetischen Schaltwirkung
beobachten und abhören.
Die elektromagnetische Wirkung muß zu der des Dauermagneten gut
abgestimmt sein. Ist die elektrisch hervorgerufene magnetische Feld Wirkung
zu schwach, wird die abstoßende magnetische Feldwirkung nicht voll er­
reicht, ist sie zu stark, kann dadurch die vorhandene magnetische Feld­
wirkung des Dauermagneten geschwächt werden. In beiden Fällen können
Störungen im elektro-magnetisch getätigten Schaltvorgang auftreten. Hier
ist auch auf die Ausführungen Seite 205 hinzuweisen.
214
Nebenuhren älterer Bauart mit Drehanker, haben sehr oft S-förmige
Doppelanker, die aus Plattenmaterial herausgearbeitet sind und daher
hohes Gewicht haben. Das ist ein sehr großer Nachteil, denn die große
Masse wirkt verzögernd am Anfang des elektromagnetischen Schaltvor­
ganges. Diese Uhren sprechen sehr schwer an. Beim Abfangen des Ankers
schlägt dieser hart an, wodurch die Abfangvorrichtung sehr beansprucht
wird. Nicht die Masse des Ankers wirkt auf den Antrieb günstig, sondern
eine schnelle Drehung des Ankers, die möglichst ohne Verzögerung be­
ginnen soll. Es ist vorteilhaft diese Anker von ihrer Verschraubung zu
lösen und durch Ausdrehen an der Innenseite leichter zu machen. Dabei
wird die Seiteriwand zwischen Mittelteil und Schnäbeln etwa 1,0 bis 1,5 mm
stark gelassen. Auch bei den Schnabelenden genügt diese Abmessung, ohne
daß die magnetische Wirkung auf den Anker geschwächt wird. Mit diesem,
so bearbeiteten Anker, wird die Nebenuhr leichter ansprechen, die Anker­
drehung schneller getätigt und der Anschlag beim Ab fang geschwächt.
Die hier gebrachten Ausführungen können nur als Hinweise angesehen
werden, die bei der Instandsetzung von Nebenuhren das Feststellen und
Abhelfen von Fehlern erleichtern sollen, denn die Bauarten der Nebenuhr­
werke sind sehr verschieden, so daß von Fall zu Fall zu entscheiden ist,
welche Abhilfe an dem betreffenden W erk vorgenommen werden muß, um
entsprechende Fehler zu beheben, oder die elektromagnetische Wirkung
auf den Schaltvorgang günstiger zu gestalten.
\\ as hier vom rotierenden Anker angeführt wurde, ist für den Kippanker
nur zum Teil anwendbar. Die Winkelbewegung des Kippankers beim Schalt­
vorgang beträgt nur etwa 10 bis 15°, er wirkt bei seinem Antrieb direkt
oder durch Hebel auf das Minutenrad, weshalb in diesem Falle eine ent­
sprechende Ankermasse erforderlich ist, um den Schaltvorgang sicher
tätigen zu können.
D ä m p fu n g der Schaltgeräusche in N ebenuhrw erken
Der Technik sind viele Möglichkeiten geboten eine Aufgabe zu lösen!
Es ist daher an dieser Stelle wohl angebracht, an einigen Beispielen zu
zeigen, mit welchen Hilfsmitteln und Umgestaltungen der Antriebsorgane
in den Nebenuhrwerken eine Dämpfung des Schalt Vorganges erreicht werden
kann. Erwähnt sei jedoch, daß diese Beispiele einer Vielzahl gleicher und
ähnlicher Bauarten entnommen sind und hier nur auf die däm pfung­
wirkende Anordnung Bezug genommen werden soll.
B e i s p i e l 1:
Ein anschauliches Beispiel für die Anwendung einer Öldämpfung ist das
Sekunden-Nebenuhrwerk der T u N GmbH. Auf der W elle a des K ip p ­
ankers ist ein schaufelförmiger Dämpfungsflügel / befestigt, der sich beim
Schaltvorgang in einer Ölkammer g bewegt. (Abb. 185) Auf diese Weise wird
215
A b b . 185. Ö ld ä m p fu n g im N eben u h rw erk , T u N Ges.
die Ankerbewegung verlangsamt und dadurch eine starke Geräuschminderung
erreicht. Das 30zähnige Schaltrad st ist aus dem Preßstoff Novotext gefertigt,
das sich durch große Haltbarkeit auszeichnet und geräuschlos arbeitet. Die
gut abgefederten Stifthebel sth greifen nur so weit in die Verzahnung ein, als
zur sicheren Weiter Schaltung des Rades erforderlich ist. Durch diese Anord­
nung ist ein fast geräuschloses Arbeiten des Schaltvorganges erreicht worden.
B e i s p i e l 2:
Ein von der Firma Siemens & Halske angewendeter Antrieb der Zeiger­
werkswelle durch einen rotierenden Anker arbeitet ohne Abfanghebel be­
216
triebssicher und geräuscharm (Abb. 186). Das elektromagnetische Schalt­
werk wird durch den Dauermagneten dm polarisiert und dreht den Z-förmigen
Anker a bei jedem Schaltvorgang durch Einwirkung der uneieichen Magnet­
pole p l und p2 um einen Schaltwinkel von 90°. Die Ankerachse ist zur
dm
Achse der Zeigerwelle rechtwinklig angeordnet und trägt ein Schnecken­
trieb, das in ein Schneckenrad greift, welches auf der Zeigerwelle befestigt
ist. Durch das Schneckentrieb wird das Zeigerwerk fortbewegt und zugleich
nach Beendigung des Schaltvorganges abgesperrt. Durch Anwendung eines
dreiteiligen Ankers wird der Schaltwinkel auf 60° gehalten und somit die
Dämpfung weiter begünstigt.
Abb. 187. Geräuscharm arbeitendes Nebenuhrwerk, T u N GesB e i s p i e l 3:
Eine umwälzende Anordnung im Aufbau der Nebenuhrwerke, die den
meisten führenden Herstellerfirmen Anlaß zu Neukonstruktionen gegeben
hat, ist die Anwendung eines „rotierenden Dauermagneten“ anstatt des
217
bisher üblichen feststehenden Dauermagneten. Dieser rotierende Dauer­
magnet dient entweder unmittelbar als Anker oder zur Magnetisierung eines
Weicheisenankers, mit dem er auf der Ankerwelle fest verbunden ist. Diese
Anordnung begünstigt die magnetische Wirkung beim Abfangen der Anker­
drehbewegung, so daß der Abfanghebel in Wegfall kommt. Der Schalt­
vorgang bei derartigen Nebenuhren ist fast geräuschlos. Als Beispiel hierzu
Abb. 187, ein Nebenuhrwerk der T u N G m b H .
Der 6polig magnetisierte zylindrische Tromalitmagnetanker ist zwischen
den Polschuhen P I und P2 des einspuligen Elektromagneten drehbar ge­
lagert. Durch die wechselnden Stromimpulse führt der Anker jedesmal eine
Drehbewegung von 60° aus, die durch die günstige magnetische Wirkung
fast geräuschlos begrenzt wird.
In dem Abschnitt Nebenuhren sind die verschiedensten Bauarten von
Nebenuhrwerken angeführt und unter diesen auch die neuesten Ausfüh­
rungen von „geräuscharm arbeitenden Nebenuhrwerken“ , bei denen der
Konstrukteur zielbewußt mehrere geräuschdämpfende Wirkungen zur mög­
lichst vollständigen Beseitigung der Geräusche beim Schaltvorgang an­
wendet.
Nebenuhren (Systeme)
N ebenuhrwerk der feinm echanischen W erk e, Halle
Nach dem System „Bohm eyer“ wird von den feinmechanischen Werken
Halle ein Nebenuhrwerk hergestellt, das in seiner Bauart besondere Eigen­
arten aufweist. Bei dem verhältnismäßig flachgehaltenen Werk sind zwei
winkelförmige Dauermagneten b und c seitlich so angeordnet (Abb. 188),
A b b . 1 8 8 a u. b . N eb en u h rw erk , S ystem B o h m e y e r, F ein m ech .
W e rk e , H alle
218
daß diese mit ihren Südpolen am Joch a des Elektromagneten angeschraubt
sind und sich mit den beiden Nordpolen mit geringem Luftspalt gegenüber
stehen. Vor diesen ist der sehr leicht gehaltene Weicheisenanker / mit ge­
ringem Abstand, durch eine im Gestell drehbar gelagerte W elle gehalten.
Der Anker ist eine Abart der meist üblichen Z- Form, hat aber wie diese
vom Kreisbogen nach innen abweichende Endformen. Aus lamelliertem
Eisenblech ist das Elektromagnetgestell gefertigt und steht mit seinen Polschuhen e und d in einem Öffnungswinkel von 90° zum Drehpunkt des
Ankers. Seine Polschuhe sind kreisbogenförmig zum Drehpunkt ausgear­
beitet, und ist der Anker so gelagert, daß zwischen seinen Endformen und
den Polschuhen des Elektromagneten ein kleiner Luftspalt bleibt.
Durch die zwei Dauermagnete werden Elektromagnet und Anker polari­
siert und der Anker dadurch sehr sicher in seiner Ruhestellung gehalten.
Der vom Polwender der Hauptuhr in wechselnder Richtung gesteuerte
Strom durchfließt die beiden Erregerspulen des Elektromagneten und wirkt
bei entsprechender Richtung am Polschuh d abstoßend und am Polschuh e
anziehend auf den Anker / (Abb. 188a). Durch diese Magnetfeldwirkung
führt der Anker eine Drehung von 90° aus und nimmt die Stellung Abb. 188b
ein. Der nächste Impuls, bei dem der Strom in umgekehrter Richtung fließt,
wirkt am Polschuh e eine abstoßende
und am Polschuh d eine anziehende
magnetische K raft, der Anker dreht
sich um weitere 90° und nimmt die Aus­
gangsstellung (Abb. 188a) wieder ein. Die
magnetische Kraftfeldwirkung ist bei
dieser Anordnung sehr günstig und er­
reicht durch den lamellierten Elektro­
magnet einen weit höheren W irkungs­
grad, als bei massiven Elektromagneten.
Außerdem wird die Selbstinduktion da­
durch weit herabgemindert. Der leicht
gebaute Anker springt schnell an und
erreicht ein verhältnismäßig hohes Dreh­
moment. Seine Drehung wird durch
eine sehr leicht arbeitende Abfangvor­
richtung begrenzt. Durch die günstige
Anordnung der beiden Dauermagnete
wird der Anker nach dem AbsperrAbb. 189. Nebenuhrwerk, System
Vorgang in seiner Ruhelage sicher geBohmeyer, Feinmech. Werke, Halle
halten. Infolge der hohen Drehge­
schwindigkeit des Ankers und seiner sicheren Absperrung werden die sehr
leicht gebauten und ausgeglichenen Zeiger fast sprunghaft vorwärts gestellt.
Die Ankerdrehbewegungen werden durch ein Trieb der Ankerwelle auf
das Minutenrad des Zeigerwerkes übertragen. Abb. 189 zeigt das Neben­
219
uhrwerk von der Rückseite. Diese Nebenuhrwerke werden den verschie­
denen Zifferblattdurchmessern entsprechend bis zu 2 m, in 6 Größen ge­
fertigt. Für die meist angewendeten Betriebsspannungen von 6, 12 und
24 Volt werden die Nebenuhren umschaltbar 6/12 oder 12/24 Volt geliefert,
was sich bei der Fertigung und der Lagerhaltung als sehr vorteilhaft er­
wiesen hat.
D rehanker-N ebenuhrw erk der VEB E lektrofeinm echanik Mittweida
Ein Nebenuhrwerk mit Drehanker der VEB Elektrofeinmechanik Mitt­
weida zeigt Abb. 190a u. b. Das Werk ist mit einem Anker ausgestattet,
der von den in vorgehen­
den Abschnitten beschrie­
benen abweicht. Die bei­
den Ankerflügel umfassen
eine Viertelkreisfläche und
weichen in ihren Endfor­
men vom Kreisbogen nach
innen ab. Die Flügel sind
mit großen Aussparungen
versehen, um das Gewicht
des Ankers zu mindern.
Dadurch entstehen rah­
menartige Flügel, auf die
jedoch die wechselnde
Magnetfeldwirkung den
gleichen Einfluß haben,
als auf einen vollen An­
a
b
ker. Infolge des geringen
A b b . 1 9 0 a u. b . D reh a n k erw erk der V E B E le k tro Ankergewichtes
wird aber
fe in m e ch a n ik M ittw eid a
ein hohes Drehmoment
mit großer Anfangsgeschwindigkeit erreicht und beim Abfang der Schritt bewegung wirkt sich geringes Gewicht des Ankers günstig aus.
Elektromagnet und Anker werden durch einen Stabdauermagneten polari­
siert, der am Joch des Elektromagneten verschraubt ist. Der elektromagne­
tische Schaltvorgang ist im Prinzip gleich dem im Beispiel 5 erklärten. Eine
Abfangvorrichtung begrenzt sicher die Schrittbewegung des Ankers. Zur
Funkenlöschung ist ein Widerstand parallel zu den Magnetspulen gelegt.
Diese Nebenuhrwerke werden für minütliche und halbminutliehe Impuls­
gabe durch die Hauptuhr gebaut und ist zu deren Betrieb eine Impulsdauer
von einer Sekunde vorgesehen. Für die verschiedenen Betriebsspannungen
von 12— 60 Volt werden diese Nebenuhrwerke von der Lieferfirma an­
schlußfertig eingestellt.
220
Die elektrischen Betriebswerte sind folgende:
Spannung:
Strom :
12 V
15 m A
24 V
7,5 m A
48 V
4,5 m A
60 V
4 mA
Für Zifferblattdurchmesser bis 800 mm können diese Werke verwendet
werden. Zum Schutz gegen Staub und Beschädigung dient ein Preßstoffgehäuse von 124 mm Länge, 71 mm Breite und 41 mm Tiefe.
Siehe auch Seite 237. Schivingankerwerk der Elektrofeinmechanik Mittweida.
N eben u h rw erk der F irm a C. T h. W a g n er, W iesbaden
Ein Nebenuhrsystem, das mit zu den ältesten gehört, hat sich durch ab­
solute Betriebssicherheit jahrzehntelang bestens bewährt. Diese Nebenuhren
sind mit einem D oppel­
drehanker ausgestattet und
ist diese Bauart nach den
Erfindern „ System Grau­
Wagner“ genannt.
Das Grundprinzip dieses
Systems, das in den Nebenuhrwerken der FIrma C. Th.
Wagner, Wiesbaden zur A n ­
wendung kommt, ist aus
Abb. 191a u. b leicht zu
erkennen.
Der Elektromagnet steht
mit seinen Polen N und S
einem Anker gegenüber,
der aus zwei Z-förmigen
Eisenstücken besteht, die
Anziehung CN -S.S-N )
durch Influenz des perma­
Abstoßung
(N~N,S-S)
nenten Magneten die an­
gedeuteten magnetischen
a
b
Nord- bzw. Südpole auf­
A b b . 191 a u. b . S ch e m a des N e b e n u h rw e rk e s,
B a u a r t G r a u -W a g n e r
weisen. Schließt die H aupt­
uhr den Stromkreis des
Elektromagneten, so erhalten die Polschuhe Nord- bzw. Südmagnetismus.
Die gleichnamigen Pole von Anker und Elektromagnet stoßen sich ab, und
die ungleichnamigen ziehen sich an. Die hierdurch entstehenden vier K räfte
sind in der Abb. 191a entsprechend bezeichnet. Da diese alle in der gleichen
Richtung wirken, dreht sich der Anker aus der gezeichneten Mittellage im
Uhrzeigersinn soweit, bis sich ungleichnamige Pole gegenüberstehen und
den Anker in seiner Lage festhalten. W ürde der nächste Stromstoß in glei­
cher Richtung erfolgen, so wird der Anker nicht weiter bewegt, sondern durch
221
Anziehen der ungleichnamigen Pole festgehalten. Es ist deshalb erforder­
lich, den folgenden Stromstoß in umgekehrter Richtung durch die Spulen
des Elektromagneten zu senden, damit dessen Polschuhe ummagnetisiert
werden und demgemäß wieder vier Kräfte auftreten, die den Anker um
eine weitere Viertelumdrehung fortbewegen.
Die fortlaufende Ankerdrehung von 90° nach jedem Stromstoß wird
durch einfache Zahnradübersetzung auf die Zeiger übertragen. In Abb. 191 b
ist angenommen, daß jede Minute ein Stromstoß die Uhr vorwärtsschaltet.
Der Anker treibt den Minutenzeiger durch ein Trieb- und ein Zahnrad an.
Aon dieser Achse aus wird auch das Zeigerwerk mit der Übersetzung für
den Stundenzeiger betrieben. Die in der Abbildung noch eingezeichneten
vier Stifte a— d und die Fanggabel dienen dazu, bei großen Uhren die
genaue Einstellung des Zeigers zu verbessern und die Schrittbewegung genau
zu begrenzen. Bei kleineren Uhren kann diese Einrichtung fortgelassen
werden. Die Uhren springen ganz geräuschlos, was u. a. in Krankenzimmern
u. dgl. erwünscht ist.
Die beschriebene Wagner-Konstruktion wurde mit Rücksicht auf alle
gegebenen Umstände, die die Betriebssicherheit einer Nebenuhr erhöhen,
bewußt gewählt und unter Ausnutzung der jahrelangen Erfahrungen
ständig verbessert.
N ebenuhrwerk m it zweipoligem Perm anentdrehanker
der Gebr. Junghans A .G . Schram berg
Ein Nebenuhrwerk, das für Uhren bis 50 cm Zifferblattdurchmesser von
der Gebr. Junghans A.G. Verwendung findet, zeigt Abb. 192. Als Anker
dient ein zweipoliger Permanentmagnet, in Form einer Scheibe mit kreisförmigem Umfang. Dieser ist drehbar
im Werkgestell gelagert und durch den
lösbaren Haltesteg leicht herausnehm­
bar. Die beiden Polschuhe des Elektro­
magneten umschließen den Anker mit
ihren fast halbkreisförmigen Endformen
so, daß zwischen Anker und Polschuhen
geringe Luftspalte bleiben. Einer Mag­
netfeldstreuung wird durch diese An­
ordnung vorteilhaft begegnet. In Ruhe­
stellung wird der Anker durch seinen
Eigenmagnetismus zwischen den Pol­
schuhen sicher gehalten. Durchfließt die
Magnetspulen ein Strom in der Rich­
tung, daß die Polschuhe gleichpolig den
gegenüberstehenden Polen des Ankers
A b b . 192. N eb en u h rw erk N r. 255,
magnetisiert werden, wird der Anker um
G ebr. Ju ngh an s
222
180° verdreht, bis die Wirkung der ungleichnamigen Pole von Polschuhen und
Anker die Drehung begrenzt. Eine Abfangvorrichtung sorgt für exakte Be­
grenzung der Drehbewegung und verhindert Rücklauf des Ankers. Durch
die vom Polwender der Hauptuhr gegebenen minütlichen Stromstöße
in wechselnder Richtung werden
auch die Polschuhe des Elektro­
magneten wechselweise magnetisiert,
wodurch der Anker jemals eine Dre­
hung von 180° ausführt. Das auf­
tretende günstige Drehmoment b e­
wirkt eine sichere Betätigung des
S chalt Vorganges.
Das Werk Nr. 255 ist für 6,12 und
24 Volt lieferbar und hat einen
Stromverbrauch von 0,07 W att.
Ein größeres Werk Nr. 241 mit glei­
cher Drehankeranordnung benötigt
0,13 W att bei 6, 12 und 24 Volt Be­
triebsspannung. Dieses Werk kann
auch mit doppelseitigem Zeigerwerk
A b b . 193. N e b e n u h rw e rk N r. 241,
ausgestattet werden (Abb. 193).
G eb r. J u n g h a n s
N ebenuhrw erk m it polarisiertem D oppeldrehanker
S ystem : Siem ens & H alske A .G . W e r k -T y p : U Ifw 71
Mit dieser Neukonstruktion der S. & H .-A.O ist ein geräuscharm arbei­
tendes Nebenuhrwerk geschaffen, das sich durch hohe Leistung beim
Schaltvorgang auszeichnet, der durch ein ausgeprägtes magnetisches Sperr moment sicher begrenzt wird. Infolgedessen arbeitet das W erk ohne A b ­
fangvorrichtung geräuscharm. Durch den Doppeldrehanker wird eine hohe
Betriebssicherheit erreicht. Die Anwendung eines Doppeldrehankers, der
durch einen mitrotierenden Permanentmagneten polarisiert wird, ist eine
zweckentsprechende und günstige Anordnung um magnetischen Streu­
verlusten zu begegnen.
Aufbau des Nebenuhrwerkes U Ifw 71
Dieses Nebenuhrwerk hat gepoltes Antriebssystem mit Drehanker. Durch
eine stromdurchflossene Erregerspule wird ein magnetisches Feld erzeugt
und über einen Ständer einem R otor zugeführt. Dadurch wird eine Dreh­
bewegung des Rotors bewirkt, die über ein Räderwerk das Zeigerwerk an­
treibt.
Die Erregerspule enthält 2 Wicklungen und 4 Anschlußklemmen. Bei
einer Betriebsspannung von 12 Volt werden beide Wicklungen parallel ge­
schaltet und entsprechende Brücken gelegt. Bei 24 Volt liegen beide W ick­
223
lungen hintereinander, bei entsprechend gelegter Brücke. Ersetzt man diese
Brücke durch einen Widerstand von 8000 Ohm, so kann das Laufwerk für
60 Volt Betriebsspannung verwendet werden.
An den Weicheisenkern der Erregerspule schließen sich die Polschuhe
des Stators, die dem Rotor mit je 2 Ausläuferflächen umgeben. Der Rotor
besteht aus einem Oerstit-Magneten, dessen Achse in der Rotorachse liegt
und der an beiden Polen Scheiben mit je 3 hakenförmigen Ausläufer (1, 3, 5
und 2, 4, 6) Abb. 194 zur Festlegung
der Drehrichtung trägt. Diese Aus­
läufer sind an ihren Enden etwas zur
Mitte gebogen. Das eine Tripel (i,
3, 5) ist gegen das andere (2, 4, 6)
um 60° um die Rotorachse versetzt.
A b b . 194. S ch em a des N eben u h rw erk A n trie b e s, S. & H .
A b b . 195. A n k er des N eben u h r Werkes, S. & H .
So kommt, in Achsenrichtung gesehen, zwischen die Flügel 1 und 3 des
einen Tripels der Flügel 2 des anderen Tripels zu stehen. Zwischen beiden
Rotorscheiben läuft ein Rutschgewicht aus Messing zur Sprungabgrenzung
(Abb. 195).
Ein Ritzel auf der Rotorachse überträgt die Drehbewegung auf das Räder­
werk. Die Räder bestehen aus Termoplast, einem Kunststoff, durch den die
Räder leichter als Metallräder werden und infolge der Beschaffenheit des
Materials kaum einer Abnützung unterliegen. Das begünstigt geräusch­
armen Schaltvorgang beim Zeigersprung, zumal noch zusätzlich eine Sattel­
feder den Rotor gegen den Stator abbremst und eine Bremsfeder das
Stundenrad gegen die Minutenachse drückt.
Impulsgabe und Zeigersprung
Der genaue mechanische Ablauf des Hauptuhrlaufwerkes bestmimt Ein­
satz und Dauer eines Impulses. Gebräuchlich sind Impulslängen von 2 Se-
künden (1-Sekundenpendel-Hauptuhr) und V-j2 Sekunden (3/4-Sekundenpendel-Hauptuhr). Für Sekundenkontakte beträgt die Impulsdauer 0,3 bis
0,5 Sekunden.
Diese W erktype liegt in vier verschiedenen Ausführungen vor: Aus­
führung d und g für minütliche, e für halbminutliche und / für sekundliche
Fortschaltung. Alle vier Ausführungen besitzen gleichen Rotor- und Stator­
aufbau, daher ist der Vorgang des Zeigersprunges bei allen Werken gleich.
Der R otor befindet sich in A bb. 194 in einer Stellung, wie sie durch den
letzten Schaltschritt gegeben wurde.. Je 2 Flügel der polarisierten R otor­
seitenscheiben (z. B. 2 und 6, bzw. 3 und 5) stehen zwei Statorpolschuhe
(I und I' bzw. I I und I I ' ) gegenüber, während die Flügel 1 und 4 zwischen
den Statorpolschuhen I und I' und I I und I I ' zu stehen kommen.
Fließt nun ein Gleichstromimpuls durch die Erregerspule, so suchen sich
die magnetischen Kraftlinien über die Polschuhe und den R otor zu schließen.
Da das eine Flügeltripel {1, 3, 5) Nordpolarität, das andere Flügeltripel
(2, 4, 6) Südpolarität besitzt, so muß zwecks Fortbewegung des R otors die
Wickelung so durchflossen werden, daß an dem Statorlappen I und I I '
ein Südpol, an den Lappen I I und I V ein Norpol entsteht. Nun stehen sich
gleiche Pole bei I I — V , 6 — I und 3 — II' , 5 — I I gegenüber, die ein A b ­
stößen bewirken. Andererseits werden die Flügel 1 und 4 zu Lappen / ' und I I
hingezogen, wodurch — vor allem durch die flügelförmigen Ansätze — auf
den R otor ein Drehmoment wirkt, das ihn solange bewegt, bis sich die
ungleichnamigen Pole gegenüberstehen (1 — 1’ , 5 — I, 4 — I I , 2 — II').
In dieser Stellung wird der R otor nicht nur solange festgehalten, bis der
Impuls beendet ist, sondern auch nach Impulsende noch durch das Sperrmoment, das sich durch den permanenten Magneten zwischen R otor und
Stator bildet. Der R otor hat nun eine Drehung von 60° ausgeführt.
Sichere und geräuscharme Fortschaltung
Dem R otor steht mit dem Beginn eines Impulses ein bestimmtes Start­
moment zur Verfügung, das ihn zur Drehung veranlaßt. W ährend der
Drehung nimmt das wirkende Moment in Abhängigkeit vom Drehwinkel
zu und zwar bis zu einem Höchstwert, fällt aber dann wieder ab und ver­
schwindet nach einem Winkel von etwa 55°. Nach Impulsende löst sich die
starre elektromagnetische Kopplung mit der Hauptuhr. Das nun wirkende
Sperrmoment bringt den R otor auf einen Drehwinkel von 60°, hält ihn in
dieser Stellung fest und sperrt damit das Zeigerwerk ab.
Die Leistungsfähigkeit dieses Nebenuhrwerkes hat ihre Ursache in der
zweckmäßigen Konstruktion des Werkes, wodurch z. B. das Aufkommen
von magnetischen Streuverlusten vermieden wird. Es ergibt sich eine große
Funktionsreserve, so daß das W erk je nach Belastung durch das Zeiger­
werk auch noch bei etwa halber Betriebsspannung arbeitet. Dem Arbeits­
moment muß jedoch entgegengewirkt werden, um Mehrfachsprünge des
15
S ch m idt, E lektrische Uhren
225
Rotors zu vermeiden. Auch bewirkt die Härte des Sprunges ein Geräusch,
das durch das plötzliche Aufeinandersohlagen der Zähne im Räderwerk
hervorgerufen wird.
Alle diese Umstände haben dazu geführt, dem Rotor eine gewisse mecha­
nische Trägheit zu geben, um so den Zeigersprung ruhig ablaufen zu lassen.
Es wird dadurch das Werk auch gegen Fremdimpulse unempfindlich ge­
macht. Darüber hinaus erhält das Laufwerk zusätzliche Abbremsung durch
das Rutschgewicht am Rotor, die Sattelfeder zwischen Rotor und Stator
und die Drahtfeder am Stundenrad. Der Einfluß dieser Reibungen ist
kontrollierbar und schafft so bindende Zeigerbewegungen. Der ruhige Zeiger­
sprung trägt ebenso, wie die Weichheit der Termoplasträder, wesentlich
zur Geräuschdämpfung bei.
Abb. 196 zeigt den Antrieb im Schemabild dieses Nebenuhrwerkes in der
jetzigen Ausführung, bei der die 4 Lappen eines Statorteiles den Doppel­
anker umschließen. Der Anker ist ohne das
Rutschgewicht nur mit dem Oerstit-Magneten dargestellt, um seine Stellung zu
den Lappen des Stators gut sichtbar zu
machen. Die magnetische Selbstwirkung
beim Schaltvorgang ist die gleiche, wie in
Abb. 194. Infolge der vierteiligen Um­
schließung des Rotors durch die Lappen
des Stators wird der einseitige Druck in
den Lagern des Rotors gemindert. Die
gleichzeitige viermalige abstoßende und
anziehende Magnetfeldwirkung auf den
Rotor begünstigt dessen auszuwertende
Drehkraft beim Antrieb des Zeiger­
werkes.
In den meisten Uhrenanlagen werden
diese Werke in Parallelschaltung an eine
Hauptuhr angeschlossen. Bei ausgedehnten
Uhrenanlagen (Stadtanlagen) kann jedoch
für die weit abgelegenen Nebenuhren der
A b b . 196. A n trie b des neuen
Spannungsabfall so groß werden, daß eine
N eb en Uhrwerkes, S. & H .
sichere Schaltung der Nebenuhren nicht
mehr stattfindet. In diesem Falle ist die
Reihenschaltung zweckmäßig, da bei dieser alle Nebenuhren von gleichem
Strom durchflossen werden. Es muß jedoch der Strom bei Impulsgabe
einen bestimmten Wert haben (350 mA). Bis zu 70 Laufwerke vom
Typ U Ifw 71 können sowohl in Parallel- als auch in Reihenschaltung
an eine Hauptuhr angeschlossen werden, ohne die Betriebssicherheit zu
gefährden.
226
N ebenuhrw erk
m it m eh rp oligem P erm an en tm agn etan k er der T eleph on bau
und N orm alzeit G esellschaft, F ra n k fu rt/M a in
Ein geräuscharm arbeitendes Schrittschaltwerk für Nebenuhren, das bei
kleinem Raumbedarf und geringerem Stromverbrauch größere Leistung
aufweist, ist die Neukonstruktion der Telephon und Normalzeit Gesellschaft
in Frankfurt!Main. Infolge erhöhter magnetischer Einstellkraft wird die
Schrittbewegung des rotierenden Ankers exakt begrenzt, wodurch der
Fanghebel in Wegfall kommt und das neue Werk geräuscharm arbeitet.
Abb. 197 zeigt in schematischer Darstellung ein Nebenuhrwerk älterer
Bauart mit 2 Magnetspulen, Anker aus Weicheisen und Fanghebel. Der
oben !
Stator
- Wicklung
Mtnuten rad
Wechselrad
Stundenrad
Magnet
Weicheisenanker
A b b . 197. N e b e n u h rw e rk m it ro tie r e n d e m D a u e r ­
m a g n e ten
Anker wird durch einen Dauermagneten so vormagnetisiert, daß seine
beiden Z-förm ig ausgebildeten Flügel gleichsinnig polarisiert sind. Durch
Wirkung der Stromimpulse wird der Anker um jeweils 90° weitergedreht.
Der Fanghebel sorgt für eine exakte Begrenzung der Schrittbewegung.
In dieser Bauart ist der Anker durch die Vormagnetisierung in Achsrichtung und durch die Magnetisierung im Stator quer zur Achse druck­
belastet, was für die Zapfenlager in bezug auf Schmierung und Verschleiß
ungünstig ist. Der Fanghebel verursachte beim Abfangen der Anker­
bewegung einen störenden Schlag und damit auch erhöhte Abnützung am
Fanghebel und den Zapfenlagern des Ankers und Fanghebels.
Diese Anordnung zeigt einen der ersten Versuche, das Nebenuhrwerk
durch einen rotierenden Dauermagneten zu polarisieren, statt des sonst
15*
227
verwendeten stationären Dauermagneten. Der zylinderförmige Dauer­
magnet ist auf der Ankerwelle befestigt und magnetisiert den Z-förmigen
Weicheisenanker, wodurch die Polarisierung des elektromagnetischen
Schaltsystems erreicht wird.
Die nachfolgend beschriebene Konstruktion (Abb. 198) löst die obigen
1 lobleme in vollkommener Weise. Dem 6polig magnetisierten Permanent­
anker stehen 4 ausgeformte Pole des Stators in einer Teilung von
60— 120- 60— 120° gegenüber. Diese Ausführung ergibt 6 Stellungen, in
denen sich starke Einstellkräfte bemerkbar machen.
- Stator
A b b . 198. P rin zip sch em a des N ebenuhrw erks m it m eh r­
p o lig e m P erm a n en tm a gn eta n k er, T u N Ges.
Zu jedem ausgeformten Pol des Stators gehört, um 180° versetzt, ein
zweiter Gegenpol, wodurch ein einseitiger Zug auf die Ankerlager nicht auf­
treten kann. Die starke magnetische Einstellkraft macht einen Fanghebel
entbehrlich.
W ird die Statorwicklung von einem Stromimpuls durchflossen, der gleich­
namige Pole gegenüber den Polen des Permanentankers erzeugt, so bewegt
sich dieser in Richtung des Uhrzeigers um 60°, bis sich wieder ungleich­
namige Pole gegenüberstehen und anziehen. Ein zweiter Stromimpuls
gleicher Richtung würde auf den Anker keinerlei Drehkräfte mehr ausüben
können. Erst ein Stromstoß umgekehrter Richtung, der den Stator umpolt,
erzeugt wieder gleichnamige Pole in den Polschuhen und veranlaßt eine
weitere Drehung des Ankers um 60. Dabei wird durch die besondere Form­
gebung der Polschuhe (Hilfspole) der Luftspalt zwischen Stator und Anker
228
unsymmetrisch, d. h. nach einer Seite rascher größer als nach der anderen,
so daß eine Drehrichtung des Ankers bevorzugt und damit einwandfrei
festgelegt ist.
Vorteile der 'polarisierten Systeme
Diese polarisierten Systeme weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Neben
der erwähnten größeren Sicherheit gegen Fremdströme, die nur dann eine
die Zeitangabe fälschende Wirkung auf das Nebenuhrwerk ausüben könnten,
wenn sie mit der gerade „richtigen“ Polarität auftreten, ist vor allem der
Wirkungsgrad des Nebenuhrwerkes mit polarisiertem Anker wesentlich
größer als mit Weicheisenanker. Man kann mit weniger Aufwand an elek­
trischer Leistung, an Kupfer und Eisen mehr mechanische Leistung er­
zeugen. Dieser Effekt wird darauf zurückgeführt, daß die abgegebene Lei­
stung eines derartigen elektromagnetischen Schrittschaltwerkes proportional
dem im Arbeitsluftspalt wirkenden Felde des magnetischen Ankers und dem
Feld des vom Impulsstrom erregten Stators ist. Damit wächst die Leistung
etwa in gleichem Verhältnis mit der Feldenergie des Ankers.
Die vielseitige Anwendung der elektrischen Nebenuhren stellte an die
Leistung, Einfachheit und Güte der Nebenuhrwerke immer größere A n ­
forderungen.
Man wollte vor allem :
A Größte Sicherheit der Funktion, auch unter ungünstigen Verhältnissen,
z. B. bei tiefen Temperaturen und Verschmutzung,
A mit weniger Material, vor allem Kupfer, bei
A weniger Raumbedarf auskommen, und ein
A geräuscharmes Arbeiten erzielen. Daneben sollten auch konstruktive
Verbesserungen, wie
A
A
A
A
leicht (ohne Verwendung von Werkzeugen) zugängliches Werksinnere,
einfache Zeigerstellung,
*
bequemen Anschluß und leichten Polwechsel,
zuverlässige und doch einfache Zeigerbefestigung (ohne Vierkantwelle,
Zeigermutter oder Querstift) sowie eine
A verbesserte Befestigung des Werkes durchgeführt werden.
Da aus naheliegenden Gründen, die mit der Kontaktlebensdauer und
der Kontaktrückwirkung auf die Ganggenauigkeit Zusammenhängen, die
abgegebene elektrische Leistung der Hauptuhr nicht vergrößert werden
sollte, versuchte man vor allem den Wirkungsgrad der Nebenuhrwerke so
hoch wie möglich zu machen. Aus diesem Grund setzen sich die „polari­
sierten Nebenuhren“ mehr und mehr durch. Gestützt auf jahrelange E r­
fahrungen auf dem Gebiete elektrischer Uhren gelang es der Firma „T ele­
fonbau und Normalzeit“ eine Neukonstruktion herauszubringen, die in der
Lage ist, alle Anforderungen zu erfüllen.
229
Abb. 199— 201 zeigen das neue Nebenuhrwerk der T u N mit und ohne
aufgesetzter Schutzkappe. Das polarisierte System entspricht im wesent­
lichen dem in Abb. 198 gezeigten Prinzip. Der rotierende Anker besteht
aus einem ringförmigen Permanent­
magnet, der mit einer Aluminium­
scheibe auf den Ankertrieb aufgesetzt
wird (Abb. 202). Für das Magnetmate­
rial wird eine feinkörnig zerkleinerte
Legierung von Stahl, Aluminium,
Nickel und Kobalt, unter dem Handels­
namen ,,Alni“ oder ,,Oerstit“ bekannt
, __mit Phenolharz vermischt und zusam'
\
men mit der als Träger dienenden Alu­
* ' U
miniumscheibe zu einem Formteil ver•‘
' ■
preßt. Nach dem Aufpressen auf die
Triebachse magnetisiert man den Anker
6polig (drei Polpaare). Zur Beruhigung
der Zeigerbewegung und Verringerung
des Schrittgeräusches setzt man auf
die Triebachse neben dem Anker eine
Schwungscheibe auf, die mit Reibung
drehbar ist. Sie wird bei der plötz­
A b b . 199. N eu es N eb en u h rw erk der
lichen Beschleunigung des Ankers
T u N Ges.
durch den Stromimpuls nur über diese
„Reibungskupplung“
mitgenommen
und dämpft daher die Schwingungen des Magneten um die neue Ruhe­
lage rasch ab.
Der Stator wird wegen der einfachen Herstellung aus einzelnen ge­
s t a lt e n Blechen zusammengesetzt. Die beiden Schenkel laufen in je
zwei Pole aus, die den Anker fast vollständig umschließen. Die Polbreite
entspricht der Magnetisierung des Ankers.
Jedem Polansatz ist ein Hilfspol zugeordnet, der für eine allmähliche
Vergrößerung des Luftspaltes nach einer bestimmten Richtung sorgt, um
den Drehsinn eindeutig festzulegen. Der Spulenkern des Stators, ebenfalls
ein Blechpaket, wird mit den Enden der beiden Schenkel verblattet und
zusammen verschraubt. Auf diese Weise erhält man einen Stator, der den
magnetischen Kraftlinien einen sehr geringen Widerstand bietet.
Der Spulenkörper aus Isolierpreßstoff trägt 1 bis 3 Wicklungen, deren
Anschlüsse auf die Klemmen des Anschlußsockels geführt werden (Abb. 203).
Die Klemmen 1 und 5 sind mit den herausragenden Steckerstiften ver­
bunden, auf denen die Steckkupplung der Nebenuhrleitung aufgesteckt
werden kann. Mit beigefügten Verbindungsbrücken kann nach Angabe des
Schaltungsbildes (Abb. 204) der Anschluß an die vorhandene Spannung
230
A b b . 200
A b b . 202. R in g fö r m ig e r
P e rm a n e n tm a g n e ta n k e r,
T u N Ges.
A b b . 201
A b b . 2 03. A n sch lü sse des n e u e n N e b e n u h r W erkes, T u N Ges.
vorgenommen werden. Diese leichte Umschaltbarkeit erleichtert die Lager­
altung, die Disposition und die Bestellung.
Der Anschluß von Nebenuhren mit Steckern bedeutet gegenüber den
früher üblichen Schraubklemmen einen großen Fortschritt. W er einmal
eine elektrische Uhr, auf der Leiter stehend, mit einem Arm die Uhr haltend,
mit der anderen Hand die Anschlußdrahtenden einführend, versuchte
mit dem Schraubenzieher die Klemmschrauben festzuziehen, wird dies
231
WI
WS WM
JVI
WV W M
W I
|i//
A b b . 204. S ch a ltb ild d er W icklun gsan sch lü sse der T u N N eben u h r
rasch einsehen. Dagegen ist das Anschließen und Aufhängen einer Nebenuhr
mit Steckeranschluß ein Kinderspiel, ebenso das Abnehmen.
Es kommt vor, daß nach dem Anschluß die Nebenuhr eine Differenz von
einer Minute aufweist, ein Zeichen, daß die Polarität nicht richtig ist, und
man nur die Anschlüsse vertauschen braucht, um die Zeitdifferenz aus­
zugleichen. Dieses Wechseln der beiden Anschlußdrähte war früher um­
ständlich; heute genügt das einfache Umdrehen der Steckkupplung, ein
Umstand, der es empfehlenswert erscheinen läßt, auch ältere Nebenuhren
nachträglich mit Stecker und Kupplung auszustatten.
Der mechanische Aufbau
Die Vorderplatine trägt mit vier Pfeilern das Magnetjoch und die hintere
Platine. Die zwei Hauptpfeiler sind mit präzise gedrehten Ansätzen ver­
sehen, die eine genaue Ausrichtung der Polflächen des Blechpaketes und der
Hinterplatinen gewährleisten. Kräftige Muttern und Schrauben verbinden
das Gestell mit Magnetjoch zu einer starren, erschütterungsfesten Einheit.
Der Anker mit seiner gehärteten und polierten Triebachse ist in einer
besonderen Lagerbüchse der Vorderplatine und in der Hinterplatine ge­
lagert. Die Lagerbohrung der Buchse wird nach der Seite der Zifferblatt­
auflage mit einer Stahlkugel verschlossen, damit das Öl nicht abwandert
und nicht verschmutzt.
Der Anker und die Polflächen des Magnetjoches werden von zwei dicht
anliegenden Messingkappen umschlossen. Damit verhindert man, daß
Staub und Eisenspäne in den Luftspalt eindringen und vermeidet eine bei
anderen Konstruktionen häufig auf tretende Störungsquelle.
Die nach hinten verlängerte Triebachse des Ankers ragt durch die Schutz­
kappe und trägt einen Stellknopf. Mit diesem Steilknopf können die Zeiger
der Nebenuhr eingestellt werden, ohne daß man die Schutzkappe abnehmen
muß. Die Minutenzeigerachse ist im Stundenrohr gelagert, das bei ver­
längerten Zeigerwellen noch ein besonderes Lager erhält.
Das zeigertragende Wellenende ist zylindrisch ausgeführt. Die Zeiger­
buchse oder die Befestigungsplatte (zugleich Gegengewicht) nach Abb. 205
232
A b b . 205. Z e ig e r d er T u N N e b e n u h r
gestattet ein sicheres Festklemmen und leichtes Ausrichten des Zeigers
nach den Minutenstrichen des Zifferblattes. Außerdem kann der Zeiger,
auch nach Jahren, bequem und schnell abgenommen werden. Der Stunden­
zeiger wird wie üblich mit einer geschlitzten Buchse auf das hervorragende
Stundenrohr aufgesetzt. Der 12-Stunden Wechsel (also die Übersetzung vom
Minuten- auf das Stundenrad) ist im Innern des Nebenuhrwerkes unter­
gebracht und kräftig ausgeführt. Durch diese Art der Anordnung wird eine
gute Befestigung geschaffen und eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit
erreicht.
Die sehr starke magnetische Einstellkraft gestattet es, den bisher übliehen Fanghebel wegzulassen (Abb. 198). Dadurch wird die H aupt­
geräuschquelle vermieden und der Verschleiß des ganzen Werkes wesent­
lich vermindert.
Das Nebenuhrenwerk besitzt eine Schutzkappe aus Kunstharzpreßstoff.
Die Befestigung am Werkgestelle erfolgt mit einer Verriegelungsfeder
(Abb. 199), die in die Rillen der beiden Pfeilerschrauben einrastet. Dadurch
läßt sich die Schutzkappe leicht und ohne Werkzeug abnehmen. Der Zeiger­
einstellknopf ragt genügend weit aus dem Boden der Schutzkappe heraus,
und auch die beiden Steckerstifte bleiben frei für das Aufstecken der A n ­
schlußkupplung bei aufgesetzter Schutzkappe.
Die Leistungen dieses Nebenuhrwerkes der ,, Telefonbau und Normal­
zeit“ Ges. sind im Verhältnis zu den Abmessungen und zu der elek­
trischen Leistung außerordentlich groß. Für größere Zifferblattdurch­
messer bis 80 cm wird ein Nebenuhrenwerk mit vergrößertem Drehmoment
hergestellt.
Die Leistungsaufnahme beträgt bei Nennspannung 120 bis 240 Milliwatt.
Die W icklungen sind so berechnet, daß mit zwei Drittel der Nennspannung
noch ein genügend großes Drehmoment wirksam ist und auch bei Unter­
spannung ein einwandfreier Betrieb gewährleistet bleibt.
233
Die außergewöhnlich große Leistung dieses polarisierten Nebenuhrwerkes
und die vorteilhafte Konstruktion haben den Anwendungsbereich erheblich
erweitert. So ist z. B. die Zahlenbildnebenuhr (Abb. 206) damit ausgerüstet
worden. Aber auch als Antrieb für
Signalgeber, als Steuerwerk fürMotor­
zeigertriebwerke, Impulsumsetzer, als
Schaltnebenuhr, für Sportplatzuhren
und als Rieszähler konnte dieses
drehmomentstarke Werk sich ebenso
durchsetzen wie in Schiffs-, Sekundenund Suchnebenuhren, Differential­
relais, Frequenzkontrolluhren und Be­
triebsstundenzählern. Weitere An­
wendungen, an die man mit den
früheren Ausführungen nicht denken
konnte, werden schon in allernächster
Zeit dem leistungsfähigen polarisierten
Schrittschaltwerk der T u N Neben­
uhr Gelegenheit geben, sich in neuen
A b b . 206. Z a h le n b ild -N e b e n u h r der
Aufgaben zu bewähren.
T u N Ges.
N ebenuhrw erk der A llgem . Elektrizitäts-Gesellschaft
Die Nebenuhren der AEG sind mit einem sehr stabil gebauten und ein­
wandfrei arbeitendem W erk ausgestattet. Das mit einem Schwinganker
arbeitende Werk ist in seinem Aufbau übersichtlich angeordnet und der
zweiarmige Sperrklinkenantrieb des Zeigerwerkes eine technisch bewährte
Lösung. Die Abb. 207, 208 und 209 zeigen das Werk im Gesamtaufbau und
im Schemabild die Seitenansicht und das Werk ohne Vorderplatine. Am
Joch des Elektromagneten ist ein permanenter Magnet mit seinem Südpol
verschraubt, der mit seinem abgekröpften Nordpolende, nahe dem auf
einer Welle drehbar angeordneten Schwinganker steht. Der Schwinganker
arbeitet durch die Polarisierung des Dauermagneten und den Einfluß der
wechselnden Stromimpulse, indem er wechselweise von einem zum anderen
Polschuh des Elektromagneten umlegt (siehe Seite 206, Beispiel 3). Auf
der Welle des Schwingankers ist ein Lagerträger für die beiden Sperr­
klinkenhebel angebracht, die durch ihre außermittige Anordnung beim
Schwingen des Ankers Schaltbewegungen ausführen, ln der Abb. 209 liegt
der Anker nahe dem linken Polschuh des Elektromagneten. Beim folgenden
Stromimpuls schwingt der Anker vom linken zum rechten Polschuh und
der Sperrhebel Sx nimmt das 30zähnige Sperrad des Zeigerwerkes um eine
halbe Teilung in Zeigerdrehrichtung mit, während der Sperrhebel S2 über
den anliegenden Zahn hinweggleitet. Beim nächsten Stromimpuls schaltet
der Sperrhebel S2 das Rad um eine halbe Teilung vorwärts, und der Sperr 234
hebel
gleitet über den Zahn hinweg, während der Anker in seine Aus­
gangsstellung zurückschwingt. Die beiden Stellschrauben dienen als A n ­
schlag für die Sperrhebel und kann mit diesen der W eg des Schwingankers
und somit der Arbeitsweg der Sperrhebel begrenzt werden.
Die lange aus der W erkplatte
vorstehende W elle des Antriebs­
rades dient zur Aufnahme des
Minutenrohrs, das auf dieser mit
zügiger Reibung auf gepaßt ist
und somit das Zeigerwerk führt.
Das Einstellen dieser Nebenuhren
erfolgt durch Verdrehen des Mi­
nutenzeigers mit der Hand. Ein
Umpolen, wie dies bei verschie­
denen W erkbauarten erforderlich
ist, wenn diese in der Anlage nicht
impulsmäßig ausgerichtet sind,
kommt daher bei diesen Neben­
uhren in Wegfall. Durch die Anord­
nung des Sperrhebelschaltvorganges wird erreicht, daß die Zeiger­
sprungweise vorwärts schreiten und
das Zeigerwerk zwischen zwei
Schalt Vorgängen abgesperrt ist.
Diese Nebenuhrwerke arbeiten
auch bei freistehenden Zeigern, also
ohne Glasschutz über dem Ziffer­
blatt, unbedingt betriebssicher.
Durch Umschalten und Auswech­
seln der Spulenwicklungen kann
dasW erk für verschiedene BetriebsAbb. 207. Nebenuhrwerk der AEG
Spannungen verwendet werden.
Ein Nebenuhrwerk mit Schwinganker älterer Bauart zeigt Abb. 210.
Der Anker ist bei diesem W erk dachartig gestaltet. Die elektromagnetische
Arbeitsweise dieser Anordnung ist auf Seite 207, Beispiel 4, beschrieben.
Auf den Ankerarmen ist seitlich je eine verstellbare Lasche durch Schrau­
ben gehalten, die einen Schaltstift .trägt. Diese beiden Stifte greifen wechsel­
weise in die Verzahnung des 30zähnigen Minutenrades ein und schalten
dadurch das Minutenrad um je eine halbe Teilung vorwärts. Die Zähne
haben eine schrägstehende Hebefläche und am Zahngrund eine Rastausfräsung, in die der Schaltstift mit geringem Spielraum einklinkt. Die R ü ck ­
ansicht des Werkes zeigt den rechten Ankerarm eingeschwungen und den
Schaltstift in der Raststellung. W ird der Anker durch den folgenden Strom ­
impuls umgelegt, dann schwingt der rechte Arm aus und gibt das R ad frei.
235
A b b . 208. S ch em a des N eben u h rw erk es
derA E G
A b b . 209. S chem a des N eben Uhrwerkes der A E G
A b b . 210. N eben u h rw erk der A E G ,
ältere B au art
236
Der linke Arm schwingt ein und sein Schaltstift schlägt auf die H ebe­
fläche des Zahnes. Diese gleitet unter seiner Kraftwirkung aus, bis der
Stift in die Rast einklinkt. Beim folgenden Schalt Vorgang wiederholt sich
dieses Spiel in umgekehrter Wirkung der Stifte und der Anker nimmt seine
Anfangsstellung wieder ein. Die Winkelbewegung des Ankers wird durch
die Tiefe der Rastausfräsungen begrenzt. In einem Teilwinkel der Anker­
bewegung befindet sich das R ad ohne Führung, wenn der eine Stift aus
der Rast geschwungen ist und der andere die Hebefläche noch nicht erfaßt
hat. Dieses W erk kann daher nicht für größere Zeiger Verwendung finden.
Die Einstellung der Nebenuhr kann am Zeiger durch die Hand erfolgen,
da das Viertelrohr auf der Minutenradwelle zügig drehbar angeordnet ist.
Das W erk eignet sich auch für kleinere Uhren ohne Glasschutz über dem
Zifferblatt.
Sch w in ga n k ern eb en u h rw erk der V E B E lek trofein m ech an ik M ittweida
Das in Abb. 211a u. b gezeigte Nebenuhrwerk ist mit einem Schwinganker
ausgestattet und wird von der V E B Elektrofeinmechanik Mittweida hergestellt.
Elektromagnet und Anker
werden durch einen Stab­
dauermagneten polarisiert,
der am Joch des Elektro­
magneten verschraubt ist.
Der über dem Elektromag­
neten
drehbar
gelagerte
Schwinganker trägt auf sei­
ner Welle einen Butzen,
auf dem die beiden Sperr haken außermittig durch
Gelenkverschraubung befes­
tigt sind. Die Arbeitsweise
des Schwingankersystems ist
dem im Beispiel 4 erklärten
ähnlich, nur daß die Form
a
b
des Ankers dieser Anordnung
entsprechend angepaßt ist.
A b b . 2 1 1 a u. b . S ch w in g a n k e rw e rk d e r V E B
E le k tro fe in m e ch a n ik , M ittw e id a
Beim Schwingen des A n ­
kers wird das Sperrad wech­
selweise durch einen der Sperrhaken vorwärtsgeschaltet, während der andere
über den Zahn hinweggleitet. Das mit 30 Zähnen versehene Sperrad ist
das Minutenrad für ein Nebenuhrwerk für minütliche Impulsgabe. Durch
verstellbare Schrauben kann der Ankerweg entsprechend begrenzt werden,
wodurch zugleich durch das Abstützen der Sperrhaken das Sperrad fest­
gestellt wird.
237
Das Einstellen der Uhren erfolgt durch die Zeiger, da das Minutenrohr
auf der Zeigerwelle mit zügiger Bindune drehbar ist. Ein Umpolen dieser
Nebenuhren, um diese auf zeitengleichen Stand zu bringen, ist bei dieser
Anordnung nicht erforderlich.
Diese Uhrwerke eignen sich auch für Zifferblätter ohne Glasschutz bis zu
einem Durchmesser von 1200 mm. Vom Lieferwerk werden die Nebenuhr­
werke für Spannungen von 12 bis 60 Volt anschlußfertig eingestellt. Das
1 reßstoffschutzgehäuse ist 124 mm hoch, 71 mm breit und 49 mm tief.
(Siehe auch Seite 220. Drehankerwerk der VEB Elektrofeinmechanik Mitt­
weida.)
Schw ingankernebenuhrw erk der Gebr. Junghans A . G. Schramberg
Das Nebenuhrwerk Nr. 244 der Gebr. Junghans A. G. ist mit einem
Schwinganker ausgestattet und für Zifferblätter bis 1,60 m Durchmesser
unter
Glasschutz
verwendbar
(Abb. 212). Das Schwinkankersystem arbeitet nach dem im Bei­
spiel 4 erklärten Prinzip. Auf der
Schwingankerwelle ist werkrück­
seitig ein Butzen aufgeschraubt,
an dem außermittig die beiden
Schaltklinkenarme drehbar befes­
tigt sind. An ihren freien Enden
tragen die Schaltklinkenarme die
klotzartig gestalteten Schaltklin­
ken, durch deren Gewicht ein
sicheres Einfallen in die Zähne des
30zähnigen Schaltrades gewähr­
leistet wird. Bei der folgenden
Winkelbewegune des Ankers gleitet
die rechte Schaltklinke über die
A b b . 212. S ch w in g a n k erw erk ,
G eb r. J u n g h a n s
Schräge des Sperrzahnes, während
die linke das Sperrad verdreht
(Siehe Ausgangsstellung wie Abbildung.) Die Winkelbewegung des Ankers
wird durch die beiden Stellschrauben begrenzt, die so eingestellt werden
müssen, daß das Sperrad jemals um eine halbe Teilung verdreht wird.
Beim nächsten Stromimpuls in entgegengesetzter Richtung arbeitet die
rechte Klinke vorwärtsschaltend, während die linke über den Zahn gleitet.
Nach beendetem Schaltvorgang wird gleichzeitig durch das Abstützen der
Schaltklinken, das Rad festgestellt.
Das Sperrad ist zugleich das Minutenrad, so daß nur das Zeigerwerk für
die Untersetzung zum Stundenzeiger erforderlich ist. Das Werk arbeitet
mit 0,3 W att und ist für 12 und 24 Volt Betriebsspannung verwendbar.
238
H auptuhr-Sekundenkontakt-E inrichtungen und SekundenNebenuhren
Für astronomische, wissenschaftliche und technische Beobachtungen, so­
wie öffentliche Zeitdienstanlagen u. dgl. wird die Zeitangabe in Sekunden
benötigt. Nur in seltenen Fällen ist eine Zeitangabe in Teilabschnitten
einer Sekunde erforderlich. Derartige Zeitdienstanlagen müssen den ge­
stellten Forderungen entsprechend aufgebaut werden und sind Sonder­
anfertigungen von Spezialzeitmeßgeräten.
Sekundenhaupt- und Nebenuhren sind in ihrer Betriebsart den Hauptund Nebenuhren für minütliche Schaltung ähnlich, infolgedessen dienen
die vorgehenden Ausführungen über Haupt- und Nebenuhren als Einführung
in das Gebiet der Sekundenzeitdienstanlagen.
Als betriebsbestimmende Faktoren für eine Sekundenzeitdienstanlage
sind zu bezeichnen:
1. Als zeitmessendes Glied dient in einer Sekundenzeitdienstanlage ein
Sekundenpendel.
2. Das Sekundenpendel, oder dieses in Verbindung mit dem Norm al­
uhrwerk, muß mit einer Zusatzeinrichtung ausgestattet sein, durch
die Sekundenkontakte getätigt werden.
3. Die Sekundenkontakte müssen nach Arbeitsweise der Polwender, den
Nebenuhren Stromimpulse in sekundlich wechselnder Richtung zu­
führen.
4. Die Nebenuhren müssen mit polarisierten Zeigerwerken ausgestattet
sein, die durch entsprechende Übersetzung Sekunden, Minuten und
Stunden anzeigen.
D er Sek undenk ontak t
Die Arbeitsweise eines Polwenders ist in den Ausführungen Seite 166
eingehend beschrieben. Seine Aufgabe ist es Stromschlüsse zu tätigen, die
den Nebenuhren in wechselnder Stromrichtung Impulse zuleiten. Diese
Kontakteinrichtungen benötigen jedoch Kraftaufwendungen, die bei Se­
kundenkontakten durch Betätigung des Pendels nicht geleistet werden
können. Es ist daher erforderlich die Sekundenkontakteinrichtungen so
auszuführen, daß diese mit geringstem Kontaktdruck arbeiten und dabei
größte Betriebssicherheit gewährleisten.
An Stelle eines Polwenders kann eine Doppelbatterie angewendet
werden, der durch den Sekundenkontakt wechselweise aus Batterie I und
Batterie II Strom entnommen wird. Die auf diese Weise in wechselnder
Richtung durch die Nebenuhrleitung fließenden Stromimpulse dienen zur
Steuerung der Sekundennebenuhren. Abb. 213 zeigt eine Prinzipschaltung
mit Doppelbatterie. Der zweiteilige Pendelkontakt K I und K I I wird
239
wechselweise beim Schwingen des Pendels betätigt. Beim Pendelausschlag
nach links wird Kontakt K I geschlossen, der Strom fließt vom - f Pol B I
über K I und Pendelfederbock in Richtung -> I durch die Nebenuhren
und über den Nulleiter zum — Pol B I zurück. Beim Pendelausschlag nach
rechts wird K I I geschlossen und der Stromfluß erfolgt vom - f Pol B I I
über den Nulleiter in Richtung I I
durch die Nebenuhren und über den
Pendelfederbock und K I I zum — Pol B I I zurück.
Die Vorteile, die die Anwendung einer Doppelbatterie, dem Polwendeprinzip gegenüber bietet, sind hauptsächlich die Verwendung einfacher Be­
rührungskontakte, die mit geringem Kontaktdruck arbeiten.
A b b . 213. P rin zip stro m la u f eines S ek u n d en p en d el­
k on ta k tes
Die in Abb. 213 gezeigte Kontaktanordnung wird meistens so ausgeführt,
daß die beiden Kontaktarme am unteren Pendelfederbacken befestigt sind.
Bei dieser Anordnung ist jedoch die Pendelfeder spannungführend, da die
Rückleitung an dem Pendelfederbock angelegt ist. Außerdem wird die
Pendelfeder mit den Kontaktarmen erst durch das Pendel in seiner richtigen
Lage gehalten.
Nachteile für die Betriebssicherheit der Kontakte und den Gang der
Uhr sind durch diese Anordnung nicht bedingt.
Die Feinheit der Sekundenkontakte erfordert eine niedrige Belastungs­
grenze, die durchschnittlich bei 100— 150 mA liegt. \'ird eine erhöhte
Schaltleistung durch Betrieb einer größeren Anzahl Nebenuhren erforder­
lich, dann läßt man den Pendelkontakt nicht unmittelbar auf die Nebenuhr­
leitung arbeiten, sondern auf ein Schaltschütz (Relais) das dann mit einer
besonderen Spannungszuleitung die wechselnden Stromimpulse für die
Nebenuhren tätigt.
Die Aufeinanderfolge von Kontakten in Abständen von einer Sekunde
bedingt, daß die einzelne Kontaktdauer unter einer Sekunde begrenzt ist,
240
damit eine kontaktlose Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Kontakten liegt. Eß muß also bei Sekundennebenuhren, entgegen der Regel
für Minutenkontakte, mit verhältnismäßig kurzen Stromimpulsen gearbeitet
werden.
Eine außerordentlich hohe Beanspruchung der Sekundenkontakte ist
auch die Vielzahl der Kontaktschlüsse. In einem Jahr sind es 31536000 K o n ­
takte. In vielen derartigen Uhrenanlagen arbeiten die Sekundenkontakte
mehrere Jahre hindurch ohne Unterbrechung einwandfrei und zeigen nach
dieser hohen Leistung nur geringsten Verschleiß. Diese Ergebnisse sind
jedoch nur zu erreichen, wenn alle Bedingungen erfüllt sind, die ein ein­
wandfreies Arbeiten der K ontakte gewährleisten. Nur in seltenen Fällen
liegt es am K ontakt selbst, wenn dieser in kürzerer Zeit ausfällt, fast stets
sind es Fehler in der gesamten Anlage: Überschreitung der Belastungs­
grenze für die Kontakte, Induktionsstörungen, ungeeignetes K ontakt­
material u. dgl. (Siehe Seite 40.)
Es ist daher auch erforderlich, eine einwandfreie Funkenlöschung durch,
die gleichzeitig Funkentstörung erreicht wird durchzuführen, um die K on ­
takte auf längere Dauer betriebssicher zu halten. (Siehe .Seite 48.)
Als Kontaktmetall hat sich hartgewalztes Feinsilber für Hebelkontakte
mit größeren Kontaktflächen besonders gut bewährt. Platin oder Platin­
iridium und W olfram findet meist bei Kontaktfedersätzen mit Punkt­
kontakten Verwendung. (Siehe Seite 41.)
S ek u n den k on tak tein rich tu n g der Siem ens & H alske A .-G .
Einen Sekundenkontakt der unmittelbar mit dem Uhrwerk gekoppelt
ist, verwendet die Firma S. & H, A.-G. (Abb. 214). Der dreiteilige Feder­
satz 225 wird mit dem Haltesteg 222 auf dem W erkpfeiler befestigt. Auf
der Ankerwelle 104 ist der Gabelhebel 223 durch Verschraubung gehalten.
Der Gabelhebel ist am Ende mit einem Einschnitt versehen, der in eine
kreisrunde Aussparung verläuft. Dieser greift über die vorstehende Mittel­
feder des Federsatzes. In der Ruhelage des Pendels muß die Mittelfeder
genau in der Mitte des Einschnittes vom Gabelhebel stehen. (Abb. 214)
Zur Feineinstellung dient die Schraube 224. Beim Schwingen des Pendels
wird die Mittelfeder abwechselnd mit den Seitenfedern 220 in Berührung
kommen und somit Kontakt betätigen.
Wird diese Kontakteinrichtung direkt zum Betrieb von Sekundenneben­
uhren verwendet, so sind bei Anwendung einer Doppelbatterie, die beiden
Seitenfedern 220 mit -(-Pol Batterie 1 und — Pol Batterie 2 zu verbinden.
An die Mittelfeder wird die Rückleitung des Nulleiters ( ^ der über die
Sekundennebenuhrschleife führt, gelegt. Mit Hilfe der Abstützstege an den
Federn 220 können diese in ihrer Stellung zur Mittelfeder gerichtet werden.
Eine Einstellung der Kontaktdauer ist auf diese Weise möglich.
16
Schmidt, Elektrische Uhren
241
Sollen mehrere Sekundennebenuhren mit dieser Kontakteinrichtung be­
trieben werden, so läßt man diese nicht direkt auf die Nebenuhrleitung
arbeiten. In diesem Falle wird ein Relais von dem Pendelkontakt gesteuert,
das von einer gesonderten Stromzuführung aus die Sekundennebenuhren
betätigt.
A b b . 214. S ek u n d en p en d elk on ta k t-E in rich tu n g ,
S. & H.
Je nach Schaltung können mit dieser Anordnung auch Stromstöße in
gleicher Richtung gegeben werden. Für Nebenuhren kommt dies kaum
zur Anwendung. Zur Synchronisierung von Pendelschwingungen wird dieser
Kontakt in der Weise angewendet, daß nur eine Seitenfeder kontaktgebend
wirkt und somit Stromstöße in Abständen von 2 Sekunden erfolgen.
(Siehe Seite 253.)
D er „P fe iffe r-P e n d e lm o to r“ m it K ontakteinrichtung zum Betrieb von
Sekundennebenuhren
Dem Bestreben gerecht zu werden: „Ein Uhrpendel in seinen Schwin­
gungen zu erhalten, ohne daß es mit einem Uhrwerk gekoppelt ist, durch
das dem Pendel die schwingungerhaltende Kraft vermittelt wird“ , hat zu
verschiedenen Ausführungen von Pendelantrieben Anlaß gegeben.
Eine außerordentlich günstige Lösung dieser Aufgabe hat Uhrmacher­
meister Edmund Pfeiffer, Dresden, mit seinem Pfeiffer-Pendelmotor ge242
A b b . 2 15. P fe iffe r -P e n d o lm o to r
A b b . 2 16. P fe iffe r -P e n d e lm o t o r ,
S e ite n a n s ic h t
troffen, dessen Kontakteinrichtung gleichzeitig den Pendelantrieb und die
Steuerung der Sekundennebenuhren tätigt (Abb. 215 und 216).
Ein eiserner runder Sockel dient als Grundplatte zur Aufnahme der
Einzelteile. Dieser ist auf Bolzen verschraubt, die in die Mauer eingelassen
sind. Im Pendelfederbock ist die Prndelfeder,
wie üblich, mit einem Bolzen gelagert. Die
Pendelfeder (Abb. 217) ist mit vier im unteren
Backen verschraubten Lamellen ausgestattet,
von denen die zwei mittleren im oberen Pendel­
federbacken befestigt sind und mit diesem zur
Aufhängung des Pendels dienen. Die zwei äuße­
ren Lamellen tragen ein Rähmchen, das mit
entsprechendem Zwischenraum über den oberen
Pendelfederbacken angeordnet ist. W ird diese
Pendelfeder mit dem Pendel eingehängt und
das Pendel angeschwungen, so werden sich die
A b b . 217. P fe iffe r -M o to r
mittleren Lamellen den Bewegungen des Pen­
P e n d e lfe d e r ,
S y s te m S trasser
dels entsprechend durchbiegen. Das Rähmchen
mit den äußeren Lamellen jedoch wird den
Bewegungen des Pendels folgen; Das Pendel wird allmählich wieder in
seine Ruhelage kommen.
16*
243
W ird jedoch das Rähmchen durch einen Kräfteeinfluß zum entsprechen­
den Zeitpunkt des Pendelausschlages um einen kleinen Winkel umgelegt,
so werden die äußeren Lamellen angespannt und geben dem Pendel einen
Antrieb. Wiederholt sich der Vorgang im Zeitmaß des Pendelausschlages,
so wird das Pendel in seinen Schwingungen erhalten werden. Die äußeren
Pendelfederlamellen sind um ein Drittel ihrer Länge gegen die inneren nach
oben versetzt, damit die Durchbiegungspunkte der 4 Lamellen in einer
Ebene liegen. Auf diese Weise wird dem Pendel der Antrieb praktisch ge­
sehen, im Durchbiegungspunkt der Pendelfeder vermittelt.
Den Antriebsvorgang elektro-magnetisch zu betätigen, ist die Aufgabe
des Magnetaggregates, das über dem Pendelfederbock angebracht ist und
der Kontakteinrichtung. Am unteren Pendelfederbacken sind seitlich zwei
Kontaktarme angeschraubt, die an ihren Enden je ein rechtwinklig an­
gesetztes Querstück tragen, das mit hartgewalzten Feinsilberkontaktteilen
belegt ist. Die seitlich angeordneten Kontakthebel hängen an ihren äußeren
Enden in kurzen Federn, die in den darüber eingesetzten Pfeilern verschraubt
sind. Diese Hebel werden durch eine regulierbare Feinstellung nahe dem K on­
taktende abgestützt. Die Kontaktteile sind ebenfalls mit hartgewalztem
Feinsilber belegt. Auf jeder Seite sind je drei dieser Kontakthebel nebenein­
ander angeordnet, um eine unbedingt sichere Kontaktgebung zu gewährlei­
sten. Die Kontaktgebung erfolgt in der Ebene des Pendelfederdurchbiegungs­
punktes und ist diese Anordnung als außerordentlich günstig zu erwähnen.
Am Rähmchen der Pendelfeder ist ein T-förmiger Anker angeschraubt,
der in dem Raum zwischen den Elektromagnetpolen hineinragt. Der Elek­
tromagnet trägt zwischen den Spulenkörpern einen permanenten Magnet,
der am Joch befestigt ist. Dieser polarisiert den Elektromagnet und den
Anker und bewirkt zugleich durch sein Anziehen des Ankers, daß die rähm­
chentragenden Lamellen gespannt und entlastet werden. Die Polenden des
Elektromagneten und die des Ankers sind um 45° zur Senkrechten geneigt.
Der Anker hat zwischen den Magnetpolenden einen Spielraum, der durch
Stellschrauben begrenzt wird und dem Antriebsspiel entsprechend ein­
gestellt werden kann.
Als Spannungsquelle dient eine Doppelbatterie von 2 mal 4 oder 2 mal 6 V
im Dreileitersystem. Der Pendelantrieb arbeitet mit nur 3—5 mA betriebs­
sicher. Die Höchstbelastungsgrenze für die Kontakte beträgt 150 mA.
Abb. 218 zeigt das Schaltschema. Der -|-Pol Batterie I ist mit Kontakt
K I und der — Pol Batterie II mit Kontakt K I I verbunden. Der ^ Leiter,
auch Nulleiter genannt, führt über den Antriebsmagnet zum Pendelfeder­
bock und in einer Abzweigung über die Sekundennebenuhren. Schwingt
das Pendel Richtung I, so wird Kontakt K I betätigt und der Strom fließt
von £ / . - ) - über K I und Pendelfederbock in Richtung I
über den An­
triebsmagnet zum — Pol B I zurück. Der Anker wird vom Pol I angezogen
und von Pol I I abgestoßen und in Richtung I
umgelegt. Die Rähmchen­
lamellen werden angespannt und geben dem Pendel einen Antrieb.
244
Schwingt das Pendel Richtung II, so wird K ontakt K I I geschlossen
und der Strom fließt von B I I ^ über den Antriebsmagnet in Richtung
-> I I nach dem Pendelfederbock über K ontakt K I I zum — Pol B I I zu­
rück. Die Umkehrung der Stromrichtung bew irkt: P I stößt den Anker
ab, P I I zieht ihn an, der Anker legt in Richtung -*■ I I um. Die Rähm chen­
lamellen sind angespannt und geben dem Pendel Antrieb.
Durch die Einstellung der Ankerwegbegrenzung wird die Anspannung
der Rähmchenlamellen reguliert und infolgedessen der Pendelantrieb feinßl
7
BI
gestellt. Auch der permanente Stabmagnet läßt sich in seinem Abstand
zum Anker verstellen, um seine Magnetfeldwirkung auf den Anker ab­
stimmen zu können. Auf gleichbleibende Betriebsspannung ist zu achten,
da deren Veränderung auf die Magnetfeldwirkung Einfluß hat und somit
Unregelmäßigkeiten im Pendelantrieb zur Folge haben kann. Die störende
Funkenbildung ist durch Nebenschlußwiderstände und Kondensatoren be­
seitigt.
Als Pendelantrieb ist der Pendelmotor mit dem Pendel nur als zeitein­
teilendes Organ zu betrachten, dessen Ergebnisse der Zeitmessung durch
einen angeschlossenen Sekundeiispringer überwacht werden. Es ist bei­
spielsweise von Vorteil, wenn das Motorpendel an einem erschütterungs­
245
freien und temperaturbeständigen Raum in Betrieb gehalten wird, während
die Sekundennebenuhr in einem davon entfernt liegenden Raum auf­
gehängt ist.
In der Abb. 218 ist eine Sekundennebenuhr eingezeichnet und an dieser
die wechselnde Stromrichtung angedeutet. Es können jedoch mehrere
dieser Nebenuhren „parallel“ geschaltet werden, die Höchstbelastungs­
grenze der Kontakte darf aber nicht überschritten werden.
In jahrelangem Betrieb hat sich dieser Pendelmotor in der Zeitmeßtechnik
als zuverlässig und betriebssicher arbeitend bewährt. (Siehe auch Seite 255,
Mathem. Physikal. Salon. Dresden.)
Sekundennebenuhren
Bedingungsgemäß muß der elektromechanische Aufbau und die Arbeits­
weise des Schaltvorganges einer Sekundennebenuhr den Verhältnissen in
einer Sekundenuhrenanlage angepaßt sein, die durch die Kontaktart ge­
geben sind.
Es ist daher erforderlich, für Sekundennebenuhren Werke zu verwenden,
die leicht ansprechen und die mit niedriger Stromstärke 8— 12 mA und
4— 6 V Spannung betriebssicher arbeiten. Da bei Sekundennebenuhren
fast ausnahmslos der elektro-mechanische Schaltvorgang unmittelbar auf
die Sekundenradachse wirkt, wird für den Betrieb des Zeigerwerkes nur
geringe Kraft benötigt. Werke mit Kippankersystem (Seite 206) werden
für Sekundennebenuhren bevorzugt, da bei deren Schaltvorgang der Se­
kundenzeiger springt und unmittelbar darauf stillsteht.
Auch Werke mit Drehankersystem (Seite 208) sind für Sekundenneben­
uhren in Anwendung und haben sich bewährt, wenn sie mit leichtan­
sprechendem Drehanker ausgestattet sind. Das Vorwärtsschreiten des
Sekundenzeigers ist bei diesen Nebenuhrwerken von der Geschwindigkeit
der Drehankerbewegung abhängig.
Das charakteristische Geräusch, das beim Schaltvorgang der Nebenuhren
zu hören ist, wird bei Sekundennebenuhren besonders störend empfunden.
Oft ist jedoch das Vernehmen auch der gedämpften Geräusche des Schalt­
vorganges erforderlich, um die Sekundenintervalle durch das Ohr bei Beob­
achtungen und Vergleichen aufnehmen zu können. In Rundfunksende­
räumen müssen die dort benötigten Sekundennebenuhren völlig geräusch­
los arbeiten.
Es hat dies zur Entwicklung geräuscharmer und geräuschlos arbeitender
Nebenuhrwerke geführt. Bei diesen werden die beim Schaltvorgang ent­
stehenden Geräusche durch entsprechende Hilfsmittel abgedämpft oder
deren Werke arbeiten durch geeignete Anordnung geräuschlos.
Beide Bauarten sind für Minutennebenuhren und Sekundennebenuhren an­
wendbar, da diese in beiden Fällen die gleichen elektro-mechanischen Schalt­
organe haben und nur die Zeigerwerke entsprechenden Aufbau haben müssen.
246
Z ah len bildn eben uh r m it Sekundenzeiger der T elep h on bau und N orm a lzeitG m bH .
Eine Sekundennebenuhr, die in ihrer Zeitangabe durch ein Zifferblatt
von der üblichen Bauart abweicht, ist die in Abb. 219 gezeigte Zahlenbild­
nebenuhr der T u N GmbH.
Als Schrittschaltwerk ist das auf Seite 228 geräuscharm arbeitende b e­
schriebene Nebenuhrwerk mit sechspoligem Permanentmagnetanker ver­
wendet, das durch Sekundenkontakte betätigt, den Sekundenzeiger des
rechten Zifferblattes trägt. Durch eine Übersetzung und Auslösevorrichtung
wird das Zahlenbildwerk für Minute und Stunde gesteuert. Beim W echsel
der Zahlen fallen die oberen Teile der Zahlenblättchen nach unten, so daß
A b b . 219. Z a h le n b ild -S e k u n d e n n e b e n u h r, T u N Ges.
die folgende Zahl erscheint. Durch entsprechende Koppelung mit dem
Minutenzahlenwerk wird das Stundenzahlenwerk zum WTechsel ausgelöst
Diese Nebenuhr ist zum Einbau in die W and vorgesehen, daß die Front
platte lotrecht steht. Für spezielle Zwecke ist die Uhr auch in Schräg
Stellung bis zu einer Neigung von 60° anwendbar.
Die Uhr ist zum Anschluß für 24, 36 und 60 Volt eingerichtet und kann
durch entsprechende Verbindung oder Einschalten eines Zusatzwiderstandes
für die entsprechende Spannung umgeschaltet werden. Sekundenblatt und
Zahlenbilder sind beleuchtbar und kommen zu diesem Zweck Telephona mpen für 24, 36 oder 60 Volt zur Anwendung.
S ek u n den n eben u h r C. T h . W a g n er
Die Sekundennebenuhr (Abb. 220) der Firma C. Th. Wagner wird mit
we i verschiedenen Werkarten gefertigt:
247
A u s fü h r u n g 1 :
Die Uhr ist mit einem Sekundennebenuhrwerk ausgestattet. Der Antrieb
wird von einer Hauptuhr mit S ek u n d en k on ta k t-E in rich tu n g getätigt.
Ausführung 2 :
Die Uhr ist für Anschluß an eine Hauptuhr mit M i n u t e n k o n t a k t ­
Einrichtung vorgesehen. Es werden demgemäß minütlich wechselnde Stromstöße das Nebenuhrwerk steuern und
somit Minuten- und Stundenzeiger
vorwärts stellen. Die Steuerung des
Sekundenzeigers wird von einem ein­
gebauten Synchronmotor für 220 Volt
50 Hertz übernommen, der durch
einen entsprechenden Antrieb die
Fortschaltung des Sekundenzeigers
tätigt. Um kleinste Abweichungen
der Synchronsekunde von der ge­
steuerten Nebenuhrminute auszu­
gleichen, ist mit dem Nebenuhrwerk
eine Einstellvorrichtung gekoppelt.
Diese übernimmt minütlich beim
Schaltvorgang des Drehankers die
Einstellung des Sekundenzeigers, so
daß immer beim Zeigersprung des
Minutenzeigers, der Sekundenzeiger
A b b . 220. S ek u n d en -N eb en u h r,
60. Sekunde zeigt.
C. T h . W a g n er
Elektrische Lichtkontakt- Einrichtung
Präzisionspendeluhren können mit einem Sekundenradkontakt ausgestattet
werden, welcher für Meßzwecke die einzelnen Sekundenintervalle auf einen
Chronographen oder Oszillographen überträgt oder direkt ein Relais steuert.
Die Kontakteinschaltung bzw. Auslösung erfolgt bei diesen Radkontakten
über einen Kontakthebel, welcher über die Zähne des Kontaktrades gleitet.
Obwohl der dadurch auftretende Reibungswiderstand außerordentlich klein
ist, können Schwankungen in der Genauigkeit der einzelnen Kontaktzeichen
von einigen hundertstel Sekunden auftreten. Für Zeitvergleiche von Pendel­
uhren untereinander, für Zeitbestimmungen oder Aufnahme von Zeit­
signalen ist diese Genauigkeit des Radkontaktes im allgemeinen ausreichend.
Wenn jedoch für genaueste Meßzwecke wesentlich höhere Ansprüche
an die Gleichmäßigkeit der Sekundenkontaktzeichen gestellt werden, so
ist es zweckmäßig, die Pendeluhren zusätzlich mit einer Lichtkontakt­
einrichtung auszustatten.
248
Die elektrische L ich tk on ta k tein rich tu n g der F irm a Clem ens R iefler
F abrik m ath em atischer Instrum ente N esselw an g/B ayern
Die Kontaktauslösung erfolgt bei dieser Einrichtung direkt durch das
Pendel. Ein feiner Lichtstrahl, welcher auf eine Fotozelle geworfen wird
und dadurch diese unter Strom setzt, wird durch eine am Pendel angebrachte
Blende bei jeder Schwingung des Pendels durch die Mittellage unter­
brochen und wieder freigegeben. Hierdurch wird die Fotozelle ein- und
ausgeschaltet und dadurch ein über einen Verstärker an der Fotozelle an­
geschlossenes Relais gesteuert. Dieser reibungslose Pendellichtkontakt ar­
beitet mit einer Genauigkeit von mindestens 0,003— 0,005 Sekunden, was
A b b . 2 21. S ch e m a d e r L ic h tk o n ta k t-E in r ic h tu n g v o n
CI. R ie fle r
für genaueste Messungen jeder Größenordnung hinreichend ist. Die elek­
trische Lichtkontakteinrichtung besteht aus der Beleuchtungseinrichtung
R — 2 Sammellinsen B und E — Pendelblende b — Fotozelle F und Ver­
stärker G, in welchem ein Relais und Milliamperemeter eingebaut sind
(Abb. 221 und 222).
In der Beleuchtungseinrichtung R befindet sich eine Glühlampe, welche
an den entsprechenden Klemmen des Verstärkers G angeschlossen ist. Der
Lichtstrahl dieser Glühlampe wird durch die Glasglocke auf die Linse B
geführt, welche am Uhrwerkständer befestigt ist. V on der Linse B aus
geht der Lichtstrahl als feiner Lichtstreifen auf die Pendelblende b. Der
Lichtstrahl wird bei jeder Pendelschwingung durch die Blende b in der
einen Sekunde unterbrochen und in der nächsten Sekunde freigegeben und
249
A b b . 222. R iefler-S ek u n d en p en d elu h r m it L ich tk o n ta k t-E in rich tu n g
geht weiter über die Linse E durch die Glasglocke auf die Fotozelle F,
welche am Verstärker angeschlossen ist. Die Linsen B und E haben den
Zweck, den Lichtstrahl, welcher durch die Rundung der Glasglocke un­
scharf wird, wieder scharf auf die Blende bzw. auf die Fotozelle zu bringen.
Der Lichtstrahl setzt die Fotozelle unter Strom, welcher im Verstärker
soweit verstärkt wird, daß er zur Steuerung des im Verstärker befindlichen
Relais ausreicht.
Der Transistor als kontaktloses Steuerorgan für elektrisch angetriebene G ang­
reg ler1)
In der Chronometrie ist die kontaktlose Steuerung eines mechanischen
Gangreglers mit Hilfe der Elektronenröhre schon lange bekannt. Die elek­
tronische, d. h. durch Elektronenströme bewirkte Röhrensteuerung wird
jedoch nur in Spezialfällen, beispielsweise beim Stimmgabelgenerator an­
gewandt, während sie sich für Gebrauchsuhren bisher nicht einführen ließ.
Seit einigen Jahren ist nun der Transistor zu einem wichtigen Bauelement
der Elektronik, d. h. der Technik der Elektronenströme geworden, bei dem
die Nachteile, die sich bei Anwendung der Elektronenröhre zeigen ver­
mieden werden. Für die TJhrentechnik hat der Transistor insbesondere als
J) A uszu gsw eise den A usfüh ru n gen en tn o m m e n : D er Transistor, ein w ichtiges
elek tronisches B a u elem en t, v o n D r. G. Glaser, S ch ram berg U h rm ach er-Jah rbu ch
1956, B ielefeld er V erlags ans talt.
250
kontaktloses Steuerorgan kleinster Abmessung und geringer Steuerleistung
Bedeutung, das mit einer einzigen Batteriezelle praktisch unbegrenzt lange
Zeit betrieben werden kann.
Die Vorteile des Transistors gegenüber der Elektronenröhre sind:
a) Keine Glühelektrode zur Erzeugung der Elektronen und keine Anheiz­
zeit, daher höherer Nutzeffekt.
b) Geringe Größe, so daß schon heute Schwerhörigengeräte in Größe
eines Taschenfeuerzeuges und Rundfunkempfangsgeräte in Zigaretten­
etuisgröße hergestellt werden können.
c) Während die Lebensdauer von Elektronenröhren etwa ein Jahr be­
trägt, ist sie beim Transistor praktisch unbegrenzt.
d) Gegenüber der Röhre mit ihrem empfindlichen Aufbau des Elektroden«systems verträgt der Transistor eine robuste Behandlung.
e) Elektronenröhren benötigen eine hohe Betriebsspannung von etwa
100 Volt, der Flächentransistor nur etwa 1 Volt aus einer kleinen
Batterie.
Als Nachteile des Transistors müssen angesehen werden:
f) Der Transistor kann bis jetzt nur bis 50° C verwendet werden.
g) Die Elektronenleitung in Halbleitern und damit auch der Transistor­
strom ist von der Temperatur abhängig.
h) Die Anwendung des Transistors ist bis jetzt nicht bis zu hohen Fre­
quenzen (Ultrakurzwellen) möglich.
i) Der Transistor darf nicht überlastet werden.
Beim Betrieb einer Uhr mit Steuerung durch einen Transistor werden
die unter f, h und i angeführten nachteiligen Eigenschaften kaum als stö­
rende Faktoren in Erscheinung treten.
Die Wirkungsweise des Transistors von Grund auf zu erklären, geht weit
über den Rahmen der hier gegebenen Anregungen zur praktischen A n­
wendung des Transistors hinaus und sei hier nochmals auf die in der Fuß­
note angeführte Abhandlung verwiesen. Die Arbeitsweise eines Transistors
mit Dreielektrodenkristall könnte beispielsweise, um es auf einfachste
Weise zu erklären, mit der eines Relais verglichen werden, das durch einen
Stromkreis in Tätigkeit gesetzt wird, wodurch es einen zweiten Stromkreis
schließt.
Der Transistor besteht meist aus einer erbsengroßen Glas- oder Metall­
kapsel, in die der Kristall mit den Elektroden, der Basiselektrode B, der
Emitterelektrode E und der Kollektorelektrode C licht- und luftdicht ein­
geschmolzen ist. Abb. 223 zeigt die symbolische Darstellung eines Transi­
stors, die gezeichnete Schaltung nennt man Emitterschaltung (abgeleitet
von emittieren, d. h. senden).
251
Zwei Spannungsquellen Ue und Uc sind mit ihrem + P o l an die durch
Pfeil angedeutete Emitterelektrode gelegt. Der — Pol von Ue ist über den
Widerstand Rb an die Basiselektrode B geleitet. Von Ue ist der — Pol über
den W iderstand Rc mit der Kollektorelektrode C verbunden. Fließt ein
Strom ie von Ue -)- über E nach B, von da über Rb zu — Ue, wird durch die
im Kristall auftretende Elektronenwanderung ein Stromfluß ic hervor­
gerufen, der vom - f Pol Ue über E nach C und von da über Rc nach Uc —
fließt.
Ein Kollektorstrom ic kann nur fließen, wenn zwischen Basis und Emitter
eine negative Spannung liegt. Da beim Transistor der Kollektorstrom durch
den Emitterstrom beeinflußt wird, ist der Kollektorstrom ic um so größer,
je größer der Emitterstrom ie unter dem
Einfluß der Spannung zwischen Emitter
und Basis ist. Die Basiselektrode über­
nimmt bei diesem Vorgang die Funktion
einer Steuerelektrode'.
'c
A b b . 223. S ch em a tisch e
D a rstellu n g eines T ra n sistors
in E m itte rsch a ltu n g
A b b . 224. Schem a einer
A T O -U h r mit T ra n sistor­
Steuerung
Als Beispiel soll eine einfache Anwendung des Transistors in Emitter­
schaltung bei elektrischen Uhren zur kontaktlosen Steuerung des Schwin­
gungsystems beschrieben werden.
^ Die elektrischen Pendeluhren {Junghans-A TO- Uhren) können als Proto­
typ einer elektrisch gesteuerten Uhr angesehen werden. Bei diesen befindet
sich an der Pendelstange P ein kreisbogenförmiger Stabmagnet NS, der
in eine Arbeitsspule ASp (Abb. 224) beim Schwingen des Pendels taucht.
Schickt man durch diese Spule im richtigen Augenblick einen Strom, so
wird der Magnet in diese hineingezogen. Die Steuerung kann nun in ein­
facher Weise durch einen Transistor erfolgen. Bei dieser Anordnung wird
die Batterie Ue und der Basiswiderstand Rb (Abb. 223) durch eine Steuer­
252
spule StSp (Abb. 224) ersetzt. Beim Bewegen des Stabmagneten in der
Steuerspule wird in der einen Bewegungsrichtung eine Spannung induziert,
die so gerichtet ist, daß an der Basis B eine negative Spannung gegenüber
dem Emitter liegt und daher den Transistor öffnet. Im K ollektor kreis
fließt dann durch die Arbeitsspule ein Strom, der dem Pendel einen A n ­
triebsimpuls erteilt.
Merksatz
Durch den in der Steuerspule induzierten Spannungsstoß wird der
Transistor geöffnet und dadurch ein Stromstoß in der Arbeitsspule
erzeugt. Beim Rückschwingen des Pendels wird in der Steuerspule eine
umgekehrt gerichtete Spannung erzeugt, die den Transitor absperrt.
Durch diese einfache Steuerung lassen sich mechanische K ontakte ver­
meiden. Die Transistorsteuerung bringt allerdings einige andere Probleme
mit sich, insbesondere den schon oben erwähnten Temperatureinfluß, die
zu erörtern jedoch hier zu weit führen würde.
Dieses Beispiel möge zeigen, daß der Transistor als elektronisches Steuer­
system auch für die Uhrentechnik von Bedeutung ist. Es wäre jedoch falsch
zu prophezeien, daß die elektrische Uhrensteuerung mit Transistor einmal
die mechanische Uhr ersetzen kann. Dies hängt nicht nur von der weiteren
Entwicklung ab, sondern auch von wirtschaftlichen Gesichtspunkten.
Immerhin soll die Anwendung bei Pendeluhren zeigen, daß die Elektronik
auch in der Uhrentechnik mehr und mehr Fuß faßt und daß es sich auch
für einen Uhrentechniker und Uhrmacher lohnt, sich damit zu beschäftigen.
Einrichtung zum Synchronisieren von Pendelschw ingungen
Es ist oft erforderlich, in größeren und wichtigen Zeitdienstanlagen eine
Hauptuhr mit einer anderen Hauptuhr in gleichem Gang zu halten. Es
kann z. B, die Hauptuhr einer Zeitdienstanlage der Hauptuhr einer Stern­
warte untergeordnet werden, oder in einer Uhrenanlage mit zwei H aupt­
uhren wird die Reservehauptuhr in „synchronem Gang“ mit der Betriebs­
hauptuhr gehalten. Erreicht wird die Synchronisierung auf die Weise, daß
die übergeordnete Hauptuhr durch einen zusätzlichen K ontakt Strom­
impulse gibt, durch die das Pendel der zweiten Uhr gezwungen wird, mit
dem Pendel der ersten Uhr synchron zu schwingen und infolgedessen die
Uhren in genauer Übereinstimmung gehalten werden.
Die übergeordnete Hauptuhr ist mit einem zusätzlichen Pendelkontakt
ausgestattet, der bei jeder Linksschwingung des Pendels einen K ontakt­
schluß tätigt. Der auf Seite 242 Abb. 214 gezeigte Sekundenkontakt kann
253
A b b . 225. P en d el-S y n ch ron isierein rich tu n g
für diese Synchronisierung Verwendung finden, wenn nur die mittlere und
die obere Feder des Federsatzes 220 zur Kontaktgabe benutzt werden.
Die untergeordnete Uhr erhält eine Synchronisiereinrichtung (Abb. 225).
Der Elektromagnet 257 ist auf einem Träger 259 verstellbar angeordnet
und mit diesem an der Rückwand des Uhrgehäuses seitlich links unterhalb
des Pendels befestigt. Auf der Pendelstange unter der Pendelmutter ist
der Ankerträger 261 angebracht, der durch die Rändelschraube 262 ge­
254
halten wird. Der Anker 264 wird von den zwei Trägerstangen 263 getragen,
die verstellbar im Ankerträger angeordnet sind. Beim Einstellen der Syn­
chronisiereinrichtung ist darauf zu achten, daß die beiden Trägerstangen
genau parallel zur Schwingungsebene des Pendels stehen und der Anker
symmetrisch über die Spulenkerne schwingt. Der Abstand zwischen dem
Anker und den Polenkernen soll etwa 8 mm betragen und der Anker beim
größten Pendelausschlag genau über den Polkernen stehen. Durch die Ver­
stellbarkeit der einzelnen Teile ist die genaue Einstellung der Einrichtung
leicht zu tätigen.
Durch die Kontakteinrichtung der übergeordneten Hauptuhr wird beim
Linksschwingen des Pendels ein K ontakt getätigt und der dadurch ge­
gebene Stromimpuls erregt den Elektromagneten der Synchronisiereinrich­
tung der untergeordneten Uhr. In das entstehende Magnetfeld wird der
Anker 264 hineingezogen, wodurch die Schwingungen des Pendels be­
einflußt und mit denen des steuernden Pendels „synchronisiert“ werden.
Bei Inbetriebnahme der Einrichtung wird das untergeordnete Pendel mit
der Hand in den Synchronisierungsvorgang eingeschwungen. Diese von
der Siemens & Halske AG. angewendete Synchronisiereinrichtung ist für
Sekundenpendeluhren vorgesehen, in ähnlicher Weise können jedoch auch
3/ 4 Sekundenpendel und andere synchronisiert werden. Es ist z. B. auch
angängig, von einem Sekundenpendel ein Halbsekundenpendel synchroni­
sieren zu lassen, jedoch ist es dann vorteilhaft, wenn der Steuerkontakt
Stromimpulse in Abständen von einer Sekunde gibt.
Die Norm alzeitdienstanlage vom M ath. P h ysik. Salon in Dresden
Bei den Instandsetzungsarbeiten des durch anglo-amerikanische Bomber
zerstörten Dresdner Zwingers wurde auch der weltbekannte Mathemat.
Physikal. Salon wieder aufgebaut und mir der Auftrag erteilt, die Normal­
zeitdienstanlage wieder in Betrieb zu setzen. Die wertvollen Instrumente
hatten durch die Zerstörung und ihre Folgen sehr großen Schaden genom ­
men und es war mit erheblichen Mühen verbunden, die gesamte Anlage
wieder zu der erforderlichen Präzisionsleistung aufzuarbeiten.
Als öffentliche Normaluhr der Zeitdienstanlage dient eine Sekunden­
nebenuhr von 50 cm Zifferblattdurchmesser, die im Kronentor angebracht
ist. In dieser Uhr ertönt zur 60. Sekunde jeder Minute ein Glockenschlag.
Der Schaltvorgang des mit Kippanker ausgestatteten Werkes ist gut ver­
nehmbar, so daß bei Uhrvergleichen das Abhören der Sekunde leicht vor­
genommen werden kann. Die Entfernung dieser Kronentoruhr bis zur
Hauptuhrzentrale beträgt etwa 60 Meter. Alle zugehörigen Nebenuhren
und die Hauptuhren befinden sich in den Räumen des Mathemat. Physik.
255
Salons. In der Verwaltung ist eine Strasser-Pendeluhr mit Sekundenkontakt
aufgestellt, daneben eine Sekundennebenuhr und die Schalttafel mit den
Meßgeräten angebracht. Eine ausgebaute Mauernische im Erdgeschoß dient
als Uhrkammer, sie ist erschütterungsfrei und temperaturbeständig. In
dieser ist ein Pfeiffer-Pendelmotor mit Riefler-Pendel als Hauptantriebs­
organ der Normalzeitdienstanlage aufgehängt (siehe Seite 242). Eine
Sekundennebenuhr dient auch hier dazu, eine Kontrolle über den Gang der
Anlage zu haben. Im Sammlungsraum ist eine gleiche Sekundenuhr in Be­
trieb, die den Besucher des Salons die MEZ vermittelt (Abb. 226). Der Gang
der Strasser-Sekundenpendeluhr in der Verwaltung wird durch Vergleiche
mit dem Rundfunkzeitzeichen überwacht. Es ist zu diesem Zweck ein
256
Rundfunkgerät in der Verwaltung aufgestellt. Die Feinstellung der vom
Pfeiffer-Motorpendel gesteuerten Zeitdienstanlage wird nach der durch die
Strasser-Uhr ermittelte M EZ vorgenommen. Durch eine elektrisch betätigte
Einrichtung zum Auflegen und Abheben eines Reguliergewichtes auf den
Auflageteller des Motorpendels können Abweichungen von der M EZ aus­
geglichen werden. Im Gehäuse des Motorpendels ist seitlich ein Elektro­
magnet mit Kippanker angebracht. Der Anker trägt einen Hebelarm, an
dessen Ende an einem Seidenfaden ein Auflagegewicht hängt. In der Ruhe­
lage schwebt das Gewicht frei über dem Auflageteller des Pendels. Durch
Umlegen eines Schalters an der Schalttafel in der Verwaltung wird der
Anker der Reguliereinrichtung gekippt und das Reguliergewicht legt sich
auf den Regulierteller des Pendels. Das Gewicht des Auflegers ist für das
Pendel so abgestimmt, daß es in 10 Stunden ein Vorgehen von 1 Sekunde
bewirkt. Es ist auf diese Weise möglich, die Zeitdauer der Gewichtauflage
zu bestimmen, um das Pendel mit der M EZ abzugleichen. Vorbedingung
für die Anwendungsmöglichkeit dieser Feinstelleinrichtung ist, daß das
Pendel mit einer Mindestabweichung im Nachgehen vorreguliert ist. Es
besteht auch die Möglichkeit, das Pendel mit Dauerauflage des Regulier­
gewichtes einzuregulieren und bei geringem Vorgang das Reguliergewicht
entsprechende Zeitdauer abzuheben (Abb. 226) (Schalttafel, Pendel­
steuerung).
Die Strasser-Uhr ist mit einer Sekunden-Kontakteinrichtung aus­
gestattet, die zur Steuerung der Zeitdienstanlage dienen soll, wenn Stö­
rungen im Betrieb mit dem Motorpendel auftreten, oder dies einer Über­
holung bedarf. An der Schalttafel ist ein Doppelumlegschalter U montiert,
der in der Zeichnung „Betriebsstellung M otorpendel“ zeigt. Nach rechts um ­
gelegt ist die Strasser-Uhr eingeschaltet und übernimmt die Steuerung der
Anlage. In der Mittelstellung dieses Schalters sind beide kontaktgebende
Organe ausgeschaltet und es können die Nebenuhren mit dem N -Steuerungs­
schalter an der Schalttafel nachgestellt werden.
Das Glockenzeichen der Uhr im Kronentor wird durch einen K ontakt
getätigt, der zur 60. Sekunde jeder Minute vom Sekundenspringer ge­
schlossen wird. Ein schneckenförmiger Nocken ist auf der Sekundenrad­
welle befestigt und läßt zwei ungleich lange Kontakthebel nacheinander
abf allen.
Der K ontakt ist geschlossen, wenn der erste Hebel abfällt. Das Hammer­
werk läßt das Glockenzeichen ertönen. Nach einer Sekunde fällt der zweite
Hebel ab und der Kontakt ist wieder geöffnet.
Um die Uhr im Kronentor unter steter Kontrolle zu haben, ist im Uhr­
gehäuse ein Mikrophon eingebaut, das mit einer Leitung verbunden ist, die
zur Verwaltung führt. Setzt man in die Steckbuchsen dieser Mikrophon­
leitung die Stecker eines Kopfhörers ein, so kann man in diesem den Se­
kundenschlag und das Glockenzeichen der Kronentoruhr abhören und das
Übereinstimmen dieser Uhr mit der MEZ überprüfen.
17
S c h m id t. E lektrisch e Uhren
257
Abb.
227.
S trom v ersorg u n g sg erä t der Z e itd ie n st­
anlagen
Die Strom versorgung der Zeitdienstanlage
Als Spannungsquelle dient eine Doppel-Akkubatterie von 2mal 6 Volt
wie aus der Schaltungszeichnung ersichtlich ist. Die Stromversorgung der
Anlage ist noch durch ein Dauerstromgerät erweitert worden. Dieses wird
durch Netzstrom -—<220 Volt gespeist und gibt der Anlage entsprechend
2mal 6 Volt Gleichstrom ab (Abb. 227).
Der Netzstrom ~ 220 Volt wird in einem Trafoaggregat niedergepsannt
und gibt dieses 2 getrennte Spannungsgruppen von je 2m al'—- 4 = ~ 8 Volt
ab. Über regulierbare Widerstände wird diese Wechselspannung den Gleich­
richtern zugeleitet, die in Graetz-Schaltung (Seite 30) angeordnet sind.
Beide Phasen der Wechselspannung werden gleichgerichtet „Vollweg­
gleichrichtung“ . Durch beigeschaltete Kondensatoren von je 2500 fiF
wird eine ausreichende Glättung des Stromes erreicht, der zum unmittel­
258
baren Betrieb der Zeitdienstanlage zur Anwendung kommt. Die regulier­
baren Widerstände ermöglichen ein genaues Abstimmen der 2 Spannungs­
gruppen auf je 6,5 Volt, um auch bei Netzspannungsabfall noch die er­
forderliche Betriebsspannung zu haben. Die 2 vom Gleichrichteraggregat
abgegebenen Spannungen werden im Drei-Leitersystem der Anlage zu­
geführt. In dem Schaltschema ist der in den vorgehenden Ausführungen als
Nulleiter angegebene Leitungsweg richtiger mit ^ bezeichnet.
Ein automatischer Umschalter ergänzt das Gerät. Dieser dient dazu, bei
Netzspannungsausfall die Akku-Batterie selbsttätig einzuschalten. In
einem Trafo wird die Netzspannung von
220 Volt auf '—- 16 Volt nieder­
gespannt und im Vollweggleichrichter in Gleichspannung umgeformt. Diese
erregt ein Solenoid, das in seinem Hohlraum einen unter Federspannung
liegenden Eisenkern hineinzieht. Der Eisenkern ist mit dem dreiteiligen
Umschalter gekoppelt. In dem Schaltschema steht das Solenoid unter
Spannung, der Eisenkern ist eingezogen und der dreiteilige Schalter steht
auf Netz. Fällt die Netzspannung aus, wird der Eisenkern von der Feder­
kraft zürückgeführt und der dreiteilige Schalter legt auf „B atterie“ um.
Das einwandfrei und sicher arbeitende Dauerstromgerät wurde von der
Firma Radio-Quelle, Dresdtn-A. entwickelt und fertiggestellt. Zur Kontrolle
der Betriebsspannung und des Stromverbrauches dienen die in der Schalt­
tafel eingebauten Meßinstrumente Volt- und Milliamperemeter.
D ie „ E n ts tö r u n g “ der Z eitdienstanlage
Die beim Betrieb auf tretenden Funkenbildungen gefährdeten die Be­
triebssicherheit der Anlage, da durch diese der Verschleiß der Kontakte
begünstigt wird. Außerdem tra­
ten starke Rundfunkstörungen
im Empfangsgerät der Verwal­
tung durch die Funkenbildung
auf.
Die durchgeführte Funken­
löschung und Entstörung zeigt
Abb. 228. Mit A ist der eiserne
Sockel bezeichnet, auf dem das
Pendel mit der Einrichtung
für die Sekundenkontakte des
Pfeiffer - Pendelmotors aufmontiertist. Diese Platte ist an der
Mauer auf eingelassene Eisen­
bolzen aufgeschraubt. Die auf der
Platte angebrachten Anschluß­
klemmen sind mit B bezeichnet,
A b b . 2 28. E n ts tö r u n g d e r Z e itd ie n s ta n la g e
17»
259
C sind Glättungskondensatoren und D Funkenlöschkondensatoren mit ein­
gebautem Widerstand. Von den Anschlußklemmen 1 bis 6 dient:
Klemm e 1 zum Anschluß vom — Pol
Klemm e 2 zum Anschluß vom -|- Pol
Klemm e 5 zum Anschluß vom Nulleiter (-f- — )
Klemme 6 zum Anschluß der Rückleitung
Klemmen 3 und 4 sind für den Anschluß einer Fernsteuerung der elektroautomatischen Reguliereinrichtung, die jedoch nur bedarfsweise be­
tätigt wird.
Die Leitungswege von und nach der Stromquelle und nach und von den
Nebenuhren und der Fernsteuerung sind wegen der besseren Übersicht hier
nicht mit eingezeichnet, um die vorgenommenen Anschlüsse für die Ent­
störung deutlicher hervorzuheben. Vergleiche auch Seite 256. Als Funken­
löschkondensatoren wurden verwendet: 0,5 juF -f- 50 Ohm und als Sieb­
oder Glättungskondensatoren 4 /uF.
Die restlose Beseitigung der Rundfunkstörungen und die damit ver­
bundene vollkommene Funkenlöschung ist ein Beweis dafür, daß die ver­
hältnismäßig einfachen Hilfsmittel ausreichend sÄid, wenn diese sachgemäß
ausgewählt und in die Anlage eingebaut werden. Zugleich aber wird die
Betriebssicherheit der Anlage wesentlich gesteigert.
Aus den Ausführungen über die Normalzeitdienstanlage vom Mathemat.
Physik. Salon ist zu entnehmen, daß alle Vorkehrungen getroffen wurden,
Betriebssicherheit der Anlage zu gewährleisten und deren Überwachung
und Bedienung übersichtlich zu gestalten, damit durch diese Zeitdienst­
anlage der Öffentlichkeit die Vermittlung der MEZ sichergestellt ist.
Uhren mit Signal-Einrichtungen
Uhren mit Signaleinrichtungen kommen allerorts dort zur Anwendung,
w o sich keine Zentraluhrenanlage befindet, der Betrieb (Schulen, Fabriken
u. dgl.) jedoch durch Signale zum Arbeitsbeginn und Ende und den Pausen
geregelt werden soll. Die Signaluhr übernimmt mechanisch und zeitgebunden
gesteuert, die Abgabe von Signalen, deren Zeitfolge durch entsprechende
Einrichtungen festgelegt werden kann. Diese Signaluhren sind meist Pendel­
uhren mit Hand- oder elektrischem Aufzug und erfüllen ihre abgegrenzte
Aufgabe restlos, wenn diese Uhren auf genauen Gang gehalten werden.
Ist in einem Betrieb eine Zentraluhrenanlage eingebaut, dann wird die
Hauptuhr zweckmäßig mit einer zusätzlichen „Signaleinrichtung“ aus­
gestattet, wodurch erreicht wird, daß die Signale zeitgebunden mit der
260
Zeitangabe der gesamten Uhrenanlage gegeben werden. Es besteht auch
die Möglichkeit, eine „Signalnebenuhr“ von der Hauptuhr steuern zu
lassen, die dann die Abgabe der Signale übernimmt. In weitverzweigten
Anlagen mit unterschiedlichen Signalzeiten einzelner Betriebsabteilungen
können mehrere Signaluhren von der Hauptuhr gesteuert werden, die dann
die entsprechenden Signale in den einzelnen Abteilungen geben.
Die Kontakte der Signaleinrichtungen sind bei den einzelnen Bauarten
der verwendeten Stromart entsprechend (Gleich- oder Wechselstrom) bei
24 Volt mit 0,5— 1,0 Amp. belastbar. Ist eine höhere Schaltleistung bei Ver­
wendung mehrerer Signalgeber erforderlich, oder sollen diese mit 110 bis
220 Volt Wechselspannung betrieben werden, dann wird vom Signalkontakt
ein Relais gesteuert, das den Stromkreis für die Signalgeber schließt.
Fast ausnahmslos ist die Kontakteinrichtung so angeordnet, daß von
5 zu 5 Minuten ein K ontakt betätigt wird, dessen Kontaktdauer zwischen
5 und 20 Sekunden einstellbar ist. Im Stromkreis liegt meistens jedoch ein
zweiter Kontakt, dessen Betätigung wahlweise geregelt wird und somit
das Signal nur dann ertönt, wenn beide Kontakte gleichzeitig geschlossen
sind. Andere Bauarten betätigen nur einen Kontakt, der durch Absperrung
außer Tätigkeit gesetzt wird und nur zur Signalzeit in Funktion treten kann.
Der Kontaktvorgang wiederholt sich mit gleicher Signalfolge im Tages­
ablauf (24 Stunden), kann aber durch weitere zusätzliche Einrichtungen tage­
weise abgeschaltet oder wahlweise auf andere Signalfolgen umgelegt werden.
Auch kann die Betätigung verschiedener Signalfolgen über gesonderte Strom­
kreise durch die entsprechend ausgebaute Signaleinrichtung erfolgen.
D ie Signaleinrichtung : Von den vielen Bauarten der Signaleinrichtungen,
die im Laufe der Entwicklung entstanden sind, haben sich diese Einrich­
tungen als besonders zweckmäßig und betriebssicher erwiesen, deren Auf­
bau nach folgendem grundsätzlichen Prinzip durchgeführt ist.
Vom Zeigerwerk wird eine 12teilige Nockenscheibe in Umlauf gehalten,
die mit dem Minutenrohr verbunden ist und demgemäß in einer Stunde
eine Umdrehung ausführt, zwei ungleich lange Hebel liegen mit ihren
Enden am Umfang dieser Nockenscheibe an und fallen bei Drehung der­
selben nacheinander ab. Es ist erforderlich, die Anordnung so zu treffen,
daß beide Hebel von einer Nocke betätigt werden, damit die eingestellte
Signaldauer bei jedem Signal die gleiche ist. Sind die Hebel z. B. um 90°
versetzt, so können durch Teilungsfehler der Nockenscheibe größere U n­
regelmäßigkeiten in der Signaldauer auftreten. Der eine Hebel ist in seiner
wirkenden Länge verstellbar, so daß die Kontaktdauer auf diese Weise ein­
stellbar ist. Fällt der kürzere Hebel ab, wird der K ontakt geschlossen.
Die Nockenscheibe dreht sich weiter und der längere Hebel fällt ab, wodurch
der Kontakt wieder geöffnet wird.
Als grundsätzliche Anordnung ist hier die Anwendung der zwei ungleich lan­
gen Hebel zu bezeichnen, die direkt kontaktgebend wirken können, wenn sie
mit Kontaktteilen belegt sind oder über Kontaktfedern Verbindung herstellen.
261
L
A b b . 229. S ig n a l-E in rich tu n g , S ystem B oh m eyer,
F ein m ech . W erk e, H a lle
Signaleinrichtung der Feinm echanischen W erk e, Halle
Eine Signaleinrichtung für einen Stromkreis zeigt Abb. 229 nach „System
Bohm eyer“ .
Die beiden Hebel H und K wirken kontaktgebend, wenn der kürzere
Hebel K von einem Nocken der zwölfteiligen Scheibe N abfällt. Hebel H ist
durch den Steuerhebel L zur Signaldauerbegrenzung einstellbar. Fällt
Hebel H ab, ist der Kontakt beendet. Das Spiel wiederholt sich in A b­
ständen von 5 zu 5 Minuten. In das vom Zeigerwerk zwangsläufig im 24Stundenumlauf gehaltene Schaltrad B werden zur Signalzeit Signalstifte
eingeschraubt, die den Hebel B um einen Winkel verdrehen, so daß sich
die Kontaktfeder S an die Kontaktschraube J legt, die entsprechend ver­
stellt werden kann. Dieser Kontakt S — J dient als Vorkontakt für H — K
262
und muß etwa 2 Minuten vor der Signalzeit geschlossen und etwa 2 Minuten
nach der Signalzeit wieder geöffnet werden, damit K ontak H — K sicheren
Kontaktschluß tätigen kann.
Um an bestimmten Tagen, z. B. sonntags die Signale außer Betrieb zu
setzen, dient Schaltstern E mit den Hebeln A und D. Der 14zähnige Schalt­
stern E wird vom Schaltrad R nachts gegen 24 Uhr um eine Teilung v or­
wärts geschaltet. Hebel A liegt in Ruhestellung mit Schiene D in Ver­
bindung, solange bis ein Stift des Schaltsterns E diesen verdreht und sein
Schaltarm von der Schiene D auf die Isolierablage gleitet. Die Signale sind
außer Betrieb gesetzt.
A b b . 230.
S ig n a le in rich tu n g m it z w e i S tro m k re ise n ,
S y s te m B o h m e y e r
Es liegen demgemäß in diesem Stromkreis ein Hauptkontakt und zwei
Vorkontakte. Der Stromweg verläuft: -|- Batterie über die Werkmasse
Hebel H zum isolierten Hebel K , zur Brückenschraube J, über Feder 8 und
Hebel B, dessen Haltebrücke mit Schiene D in Verbindung steht, über
H ebel A von da aus über die Signalgeber zur Batterie — .
Diese Signaleinrichtung, durch einen zweiten Stromkreis erweitert, er­
möglicht an bestimmten Tagen, z. B. sonnabends, andere Signale als wochen­
tags zu geben. Bei dieser Anordnung sind statt einem Hebel B zwei
nebeneinander gelagerte Hebel B ( B 1 und B 2) mit zwei Kontaktteilen
S — J (8 1 und 8 2— J 1 und J 2) eingebaut (vgl. Abb. 229).
Das Schaltrad R ist mit 2 Schraublochteilungen versehen und die ein­
zusetzenden Signalstiftschrauben verschieden lang, so daß vom Lochkreis 1
Hebel B l und vom Lochkreis 2 Hebel B 2 betätigt wird (Abb. 229/230). Die
263
Umschaltung z. B. sonnabends, erfolgt durch den Schaltstern, der mit
seinem Stift im äußeren Lochkreis den Hebel A von Schiene D 1 nach
Schiene D 2 umlegt. Da Schiene D 2 mit dem Hebel B 2 in Verbindung
steht, werden die Signale gegeben, die im Lochkreis 2 eingestellt sind.
Der im inneren Lochkreis des Schaltsterns eingesetzte Stift betätigt die
Sonntagausschaltung und stellt dabei den Hebel A auf Isolierung ein.
Signaleinrichtung v on Gebr. Junghans A .G ., Schramberg
Eine zusätzliche Signaleinrichtung, mit der die A TO-Einzeluhren (siehe
Seite 131) als Signaluhren ausgestattet werden, wird in verschiedenen Aus­
führungen mit 1 oder 2 Sienalkreisen mit und ohne Umschaltung und Aus­
schaltung an Sonntagen gefertigt.
A b b . 231. S ign a lein rich tu n g v o n G ebr. Junghans A G ., Sohram berg
Vorstehende Abbildung zeigt eine A TO- Signaluhr mit zwei Loch­
kreisen (Abb. 231).
Jedem Lochkreis ist eine Kontakteinrichtung zugeordnet, die links und
rechts der Minutenwelle angeordnet sind.
Die zu jedem Lochkreis gehörende Kontakteinrichtung ist gleichartig
konstruiert. Die nachstehende Erläuterung über die Funktion des Signal­
kontaktes hat also Gültigkeit für Signaluhren mit einem und für Signal­
uhren mit zwei Lochkreisen.
264
Funktion der Signaleinrichtung
Die Lochkreise des 24stündigen Signalrades sind mit 288 Löchern ver­
sehen. Der Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Gewindelöchern
entspricht einem Zeitraum von 5 Minuten. Die Signalzeiten können durch
Einschrauben von Signalstiften in die Gewindelöcher zu jeder beliebigen
Zeit während 24 Stunden in Abständen von 5 zu 5 Minuten gewählt werden.
Es ist also möglich, ein Signal 5 Minuten vor 12 Uhr und das zweite Signal
Punkt 12 Uhr ertönen zu lassen.
Auf der Minuten welle sitzt das Sternrad A , dessen Trieb in das 24stündige
Signalrad B eingreift. Bei den Signaluhren mit zwei Lochkreisen ist außer­
dem rechts ein Sternrad A ' angebracht, dessen Trieb ebenfalls in das Signal­
rad eingreift. Das Signalrad B treibt seinerseits das Sonntagsausschalt­
rad G an (bei Uhren mit Sonntagsausschaltung).
Auf dem Sternrad A bzw. A ' schleifen die Hebel G und D bzw. C' und D '.
Auf dem Hebel C und G' ist isoliert eine Kontaktschraube, auf dem Hebel D
und D' isoliert ein Kontaktplättchen befestigt.
Sobald ein Signalstift die Spitze des Hebels E bzw. E' berührt, wird der
letztere gehoben und gleichzeitig senkt sich der Hebel C bzw. C' auf das
Sternrad A bzw. A '. Bei weiterer Drehung des Sternrades fällt der H ebel C
bzw. C ', welcher etwas kürzer ist als der H ebel D bzw. D ', zuerst ab und
berührt dann mit seiner Kontaktschraube (wie in der Abb. dargestellt) die
Kontaktplatte des Hebels D bzw. D '. Dadurch wird der Stromkreis ge­
schlossen und das Signal ausgelöst. Nach 8— 25 Sekunden fällt der Hebel D
bzw. D' ebenfalls vom Sternrad A bzw. A ' ab, wobei der Stromkreis wieder
unterbrochen wird.
Die Regulierung der Signaldauer (8— 25 Sekunden) erfolgt mittels des
Hebels F bzw. F ', und zwar bewirkt die Bewegung des Hebels F nach unten
oder des Hebels F ' nach oben eine Verkürzung der Signaldauer und die
entgegengesetzte Bewegung dieser Hebel eine Verlängerung der Signal­
dauer. Bemerkt sei noch, daß der rechte Hebel F ' nur bei Signalrädern
mit zwei Lochkreisen eingebaut ist.
Zu beachten ist folgendes:
a) B e i S i g n a l u h r e n m i t S a m s t a g s u m s c h a l t u n g u n d S o n n t a g s ­
au sschaltung (Signalrad mit zwei Lochkreisen).
Der linke Hebel F ist für die Signale der W ochentage Montag bis
Freitag und der rechte Hebel F ' für die Samstagsignale.
Je zwölf kurze und lange Signalstifte liegen der Uhr lose bei.
Die kurzen Signalstifte sind für die Wochensignale (Montag bis
Freitag) und müssen in den äußeren Lochkreis des Signalrades ein­
geschraubt werden. Die langen Signalstifte sind für die Samstags­
signale und müssen im inneren Lochkreis des Signalrades eingeschraubt
werden.
265
b) B e i S i g n a l u h r e n m i t z w e i g e t r e n n t e n S i g n a l k r e i s e n mit
o d e r o h n e S o n n t a g s a u s s c h a l t u n g ( S i g n a l r a d mit zwei
Lochkreisen).
Der linke Hebel F ist für die Signale des Signalstromkreises 1 und
der rechte Hebel F' für die Signale des Signalstromkreises 2. Die
oberhalb am Gehäusekasten angebrachten Anschlußklemmen sind mit
„Signalkreis 1“ und „Signalkreis 2 “ bezeichnet.
Je zwölf kurze und lange Signalstifte liegen der Uhr lose bei.
Die kurzen Signalstifte sind für Signalkreis 1 und müssen in den
äußeren Loebkreis des Signalrades eingeschraubt werden. Die langen
Signalstifte sind für den Signalkreis 2 und müssen im inneren Loch­
kreis des Signalrades eingeschraubt werden.
Funktion der Sonntagsausschaltung
Auf der Welle des Ausschaltrades G sind hinter der Platine zwei Kontakt­
scheiben isoliert aufgesetzt, damit am Sonntag der Strom ausgeschaltet
ist und zwar eine volle Scheibe und eine Scheibe mit einem segment­
förmigen Ausschnitt. Durch Schleiffedern mit starkem Druck erfolgt der
Kontakt mit diesen Scheiben. Bei Signaluhren mit zwei getrennten Signal­
kreisen ist auf der Sonntagsausschaltradwelle G ein doppelter Satz dieser
Kontaktscheiben aufgesetzt.
Bei den Signaluhren mit Samstagsumschaltung und Sonntagsausschal­
tu n g sind ebenfalls zwei Kontaktscheibensätze auf der Sonntagsausschalt­
radwelle G aufgesetzt. Diese Kontaktscheiben haben entsprechende segment­
förmige Ausschnitte, so daß bei den Wochentagen (Montag bis Freitag) die
linke Kontakteinrichtung (A —F) eingeschaltet ist und am Samstag die
rechte Kontakteinrichtung (A '—F'). Am Sonntag ist auch die rechte K on­
takteinrichtung ab geschaltet.
Unterhalb der Zifferblattmitte ist bei den Signaluhren mit Sonntags­
ausschaltung ein Schauloch angebracht, durch welches man die Wochentags­
bezeichnung des Sonntagsausschaltrades ablesen kann. Die Wochentage
sind wie folgt abgekürzt:
Montag = Mo, Dienstag = Di, Mittwoch = Mi. Donnerstag = Do,
Freitag = Fr, Samstag = Sa, Sonntag = So.
Zwischen den Wochentagen ist auf dem Sonntagausschaltrad jeweils ein
schwarzer Punkt markiert. Steht die Wochentagsbezeichnung in der Mitte
des Zifferblattschauloches, so ist es immer mittags 12 Uhr; erscheint der
schwarze Punkt auf dem Sonntagausschaltrad in dem Zifferblattausschnitt,
so ist es 24 Uhr.
Einstellung der Signalkontakte
Die Feder H bzw. H ', welche den Hebel D bzw. D' nach unten drückt
und gleichzeitig als Stromzuführung dient, muß so angerichtet sein, daß
266
bei abgefallenem Hebel an der Stelle des Kontaktplättchens ein Druck von
ca. 2,5 bis 3 gr. vorhanden ist. (In der Abbildung steht der Hebel D bzw. D'
kurz vor dem Abfall. Es muß der Druck gemessen werden, nachdem der
Hebel D von der Zahnspitze abgefallen ist). Der Hebel C bzw. C' muß einen
Druck von ca. 7 bis 8 gr. aufweisen, und zwar an der Stelle der K on tak t­
schraube in abgefallenem Zustand, d. h. wenn dieselbe, wie auf der A b ­
bildung dargestellt, auf dem Kontaktplättchen des Hebels D bzw. D ' auf­
liegt. Der Hebel E bzw. E' muß an seiner äußersten Spitze, wenn er durch
einen Gewindestift des Signalrades angehoben wird (in der Stellung wie in
der Abbildung dargestellt) einen Druck von 8— 9 gr. aufweisen.
S ign alein rich tu n g der T eleph on bau und N orm alzeitgesellschaft
Bei dieser Signaleinrichtung werden an die stündlich umlaufende
Fünfminutenscheibe N zwei Hebel a und b an deren Umfang durch
Federdruck gehalten. Der kürzere Hebel b fällt bei Umlauf der Scheibe N
an der Nockenkante zuerst ab. Die Kontaktfeder 1 wird vom H ebel b frei­
gegeben und legt sich kontaktgebend
an Feder 2. Der Stromkreis ist ge­
schlossen (Abb. 232). Fällt Hebel a ab,
der Feder 2 stützt, wird der Stromkreis
wieder geöffnet.
Hebel c sperrt jedoch den Hebel b ab
und gibt diesen nur dann frei, wenn ein
Signalauslösestift im Schaltrad den H e­
bel c abklinkt. Das mit 288 Gewinde­
löchern versehene, 24stündige Schalt­
rad kann mit Signalstiften von 5 zu 5
Minuten besetzt werden.
Bei dieser Anordnung ist durch die
Absperrung des Kontaktes nur ein
Kontakt bei täglich gleicher Signal­
folge erforderlich.
A b b . 232. S ig n a l-E in r ic h tu n g d er
T e le p h o n b a u u n d N o r m a lz e it G es.
Für eine zusätzliche Signalfolge zur Umschaltung z. B. sonnabends, sind
ein Federsatz 3/4/5 und zwei Signalhebel d und e eingebaut, die durch ver­
schieden lange Signalstifte betätigt werden (Abb. 233 und 234).-Sperrhebel c
wird bei jedem Signal betätigt und gibt Kontakthebel b frei (Abb. 232).
Diese Signalzeiten der gewöhnlichen W ochentage werden mit kurzen Signal­
stiften, wie oben angeführt, eingestellt. Der Stromkreis führt dabei über
die Federn 3 und 4, die in Ruhestellung bleiben (Abb. 233).
Zur Betätigung der Signale am Sonnabend werden mittellange Stifte
in das Schaltrad eingesetzt, die Hebel c und d zugleich betätigen. Dabei legt
Hebel d die Feder 4 an Feder 5 an. Über einen Wochentagumschalter mit
267
Signalhebel
A b b . 233
A b b . 234
A b b . 237. S ch a ltb ild einer U h ren an lage m it S ig n a l-E in rich tu n g ,
T u N Ges.
268
Hebel g und Federsatz 6/7[8 sind diese Federn 4 und 5 auf diesen Strom ­
kreis gelegt und das Signal ertönt (Abb. 235) wochentags (Abb. 236)
sonntags.
Stimmt ein Signal von Sonnabend mit einem Signal der übrigen W ochen­
tage überein, dann muß an diese Stelle im Schaltrad ein langer Stift ein­
gesetzt werden. Dieser betätigt außer Hebel c und d auch den Hebel e, der
die Feder 3 noch mit an Feder 4 legt, wodurch beide Stromkreise geschlossen
werden.
Die Abschaltung der Signale, z. B. sonntags, erfolgt über einen tageweise
regelbaren Ausschalter, der durch ein Schaltrad betätigt wird, dessen V or­
wärtsschaltung nachts gegen 24 Uhr stattfindet. Durch Einsetzen von Auslösestiften in den Schaltstern kann die Ausschaltung wahlweise erfolgen.
Abb. 237 zeigt im Schema eine T u iV-Hauptuhr mit Signaleinrichtung,
aus der das Zusammenarbeiten der einzelnen Kontaktbetätigungen für
Signale, Stromwender und Aufzug sowie die gesamte Anlage mit Batterien,
Uhren und Signalgebern ersichtlich ist.
Signaleinrichtung der Siem ens & H alsk e, A . Gr. fü r 5 Signalstrom kreise
In einem größeren Betrieb kann die Notwendigkeit bestehen, verschie­
dene Signalempfängerkreise zu bilden, die unterschiedliche Signale er­
halten müssen; z. B .: Büros, Werkstätten, Lagerplätze usw. Für derartige
Bedarfsfälle hat die S & H A.G. ein Signalschaltwerk für fünf Signalkreise
geschaffen.
Abb. 238 zeigt im Teilausschnitt ein Hauptuhrwerk mit angebautem
Signalschaltwerk für fünf Signalstromkreise. Der Hauptkontakt 164 wird
von der zwölfteiligen Nockenscheibe 167 über zwei ungleich lang wirkende
Hebel in Abständen von 5 zu 5 Minuten geschlossen. Durch Verstellen des
Hebels 168 läßt sich die Kontaktdauer zwischen 5 und 15 Sekunden ein­
stellen. Die Steuerhebel 158 sind in ihren Endformen verschieden gestaltet,
so daß jeder dieser Hebel einen der fünf Federsätze 154 betätigt. Zu jedem
der fünf Steuerhebel gehört ein Fühlhebel 159. W ird einer dieser Fühlhebel
von einem Schraubstift 160 im Schaltrad 153 gehoben, dann gibt dieser
den zugehörigen Steuerhebel frei und dieser schließt den Kontakt über
einen der fünf Federsätze 154.
Der Schaltstern 155 mit 14 Zähnen wird durch zwei Schaltschrauben 156
alle zwölf Stunden weitergeschaltet. In die 14 Schraublöcher 157 des
Schaltsternes werden unterschiedlich profilierte Schrauben eingesetzt, die
alle fünf Steuerhebel oder wahlweise nur einige blockieren. Dadurch kann
ein Abschalten der fünf Stromkreise z. B. für sonntags, oder teilweise A b ­
schaltung eines oder mehrerer Stromkreise, je nach Bedarf, erfolgen.
In Abb. 239 betätigt der profilierte Schraubstift die Fühlhebel 1, 3 und 5,
wodurch zu dieser Schaltzeit die Signale über Signalstromkreise 1, 3 und 5
gegeben werden. Der bei 17 Uhr im Schaltrad eingesetzte walzenförmige
269
A b b . 238. H a u p tu h rw erk m it S ig n a l-E in rich tu n g fü r 5 Strom kreise
270
Schraubstift betätigt gleichzeitig alle fünf Signalstromkreise. Die Schraubstifte sind in ihrem Profil zusammensetzbar. Es werden auf dem dünnen
Schraubenhals der Schraubstifte zylinderförmige Scheiben von zwei ver-
A b b . 239. S ig n a l-E in rich tu n g fü r 5 S tro m k re ise
schiedenen Durchmessern so aufgesetzt, daß zu der gegebenen Zeit die
Fühlhebel für die entsprechenden Signalstromkreise betätigt werden und
somit die Signale ertönen.
Eine derartige Signaleinrichtung kann noch erweitert werden, wenn von
den fünf Stromkreisen Schwachstromsignalgeber und zugleich Relais be­
tätigt werden und diese den K ontakt für Starkstromsignalgeber (Sirenen
und Hupen) schließen.
271
Das Signalw erk der V E B E lektrofeinm echanik Mittweida
Die Signaleinrichtung ist ein Zusatzgerät. Es zeigt automatisch den Ar­
beitsbeginn, Arbeitsende und Pausen durch Schwachstromglocken-, Hupenund Sirenenzeichen an und wird in die Hauptuhr eingebaut und kann zu
gewünschten Zeiten in beliebigen Abständen von 5 zu 5 Minuten Signale
geben. \ om T^hrwerk aus wird der Zahnradsatz K der Signaleinrichiung
angetrieben. Auf dieser befindet sich ein Ritzel für den Antrieb des Zeit­
rades b. Dieses macht in zwölf Stunden einen Umlauf und ist mit den
Stundenzahlen 1— 12 versehen. Die am Rand sichtbaren Schraublöcher
sind so gebohrt, daß durch Einsetzen von Schrauben in Abständen von 5
zu 5 Minuten Signal gegeben werden kann. Die Kontakthebel e und d
dienen zur Betätigung des Signalkontaktes /. Über den Signalkontakt wird
der Stromkreis geschlossen. Normal ist die Kontakteinricbtung geöffnet,
die beiden Hebel d und e werden vom Federsatz gegen das Schrittrad a
gedrückt, dessen Zahnteilung so gehalten ist, daß die Hebel in Abständen
von 5 zu 5 Minuten einfallen. Würde dieses ungehindert geschehen, so würde
die Kontakteinrichtung alle 5 Minuten ausgelöst. Durch die Hebel d und e
wird auch die Signaldauer durch Verstellen des Hebels c, welcher mit L
und K (lang und kurz) bezeichnet ist, eingestellt. Der linke Arm des Hebels d
greift in die drei Sperrhebel g, g1 und h ein. Hierdurch ist der Hebel d ge­
sperrt, so daß, solange einer der genannten Hebel eingreift, eine Bewegung
des Hebels und damit eine Betätigung der Kontakteinrichtung unmög­
lich ist.
Links neben dem Zeitrad groß b befindet sich der Schaltstern, ferner die
3 Sperrhebel, welche auf der Achse 1 gelagert sind. Der obere und untere
Hebel (g und g1) sind doppelarmig und werden von den Signalschrauben der
Signaleinrichtung betätigt. Der mittlere Hebel dient nur zur Unterdrückung
der Signale und wird von den Signalschrauben des Zeitrades klein i be­
tätigt.
Am äußeren Rand des Zeitrades i befindet sich eine Lochreihe, in diese
werden Signalschrauben für die Betätigung des mittleren Hebels h ein­
gesetzt. Sind alle Schraubenlöcher bestückt, so ist der Hebel h dauernd außer
Eingriff und wirkungslos. Eine zweite Lochreihe befindet sich auf dem Zeit­
rad i, in diese werden Signalschrauben zur Betätigung des oberen und
unteren Hebels g und g1 eingeschraubt. Das Zeitrad i ist 14teilig. Es ent­
fallen auf jeden Tag 2 Schraublöcher. Mit jedem Umlauf des Zeitrades b wird
das Zeitrad um eine Teilung fortgeschaltet. Die Zeit für die Fortschaltung
des Zeitrades i muß durch entsprechende Bestückung des Zeitrades b fest­
gelegt werden. Nach Abb. 240 erfolgt dies um 11.30 Uhr. Zu diesem Zweck
befindet sich in dem Zeitrad b eine 2. Lochreihe. Die Fortschaltung des
Zeitrades i dauert 15 Minuten. Während dieser Zeit darf keine Signalgabe
erfolgen. Soll z. B. die Fortschaltung des Zeitrades i um 8.00 Uhr erfolgen,
so dürfen in der Zeit von 8.00 bis 8.15 Uhr keine Signale gegeben werden.
272
K
aSchrittrad
lahnradsati
d Kontakthebel
Kontakthebel
V\
f Signalkontakt
Transporlstäck
iZeitrad ' /r/e/ir?
'y— bZeitrad groß
g l h, g Signalsfeuerhebel
g 7Hebel f. Nachtsignal
fr 'ebelf. Blockierung
QHebe! f. Tagessignat
C Signaldauerhebel
Platine
v
0 S -W 7
^Nachtsignal D5-496
'-fogessignal DS-4-97
— Tages -u. Nachtsignal D5-5W
^
05-^96
A b b . 240. S ig n a lw erk d e r E le k tr o -F e in m e c h a n ik , M ittw e id a
Da das Zeitrad b in zwölf Stunden einen Umlauf macht, sind für die Signal­
gabe innerhalb von 24 Stunden 2 Hebel g und g1 erforderlich. Der Hebel g wird
für die Signalgabe innerhalb der ersten zwölf Stunden und der Hebel g1 für die
Signalgabe innerhalb der nächsten zwölf Stunden ausgenutzt. Dementspre­
chend werden für Signale innerhalb der ersten zwölf Stunden Schrauben mit
nach oben herausragendem K opf und für die folgenden zwölf Stunden nach
unten herausragende Schrauben für die Betätigung des unteren Hebels in
das Zeitrad b eingesetzt. Bei gleichen Signalzeiten müssen lange Schrauben
benutzt werden, welche einmal den Hebel g, ein andermal den Hebel g1
betätigen. Ist das Zeitrad b einmal umgelaufen, so wird das Zeitrad i um
eine Teilung fortgeschaltet. Durch entsprechende Bestückung des Zeit­
18
Schmidt, Elektrische Uhren
273
rades i muß dann der obere Hebel g gesperrt und der untere gl freigegeben
werden. Dies erfolgt durch Einsetzen einer Signalschraube, welche nach
oben herausragt, in das nächste Schraubloch. Die Schraublöcher für die
anderen Tage sind entsprechend zu bestücken. Sollen Signale der ersten
zwölf Signalstunden an irgendeinem Tage unterdrückt werden, so ist diese
Schraube des Zeitrades i, welche den Hebel h hält, herauszunehmen, so daß
dieser einfällt und den Hebel d blockiert. Diese Kombination gibt eine viel­
seitige Anwendungsmöglichkeit.
Bei Signalgabe nur innerhalb von zwölf Stunden, für die nur der obere
Hebel g ausgenutzt wird, kann auch der untere Hebel gl dazu benutzt
werden, um Signale an bestimmten Tagen innerhalb derselben zwölf Stunden
oder innerhalb der folgenden zwölf Stunden zu anderen Zeiten auszulösen,
ln diesem Falle wird zweckmäßig das Zeitrad i so bestückt, daß der Hebel gl
immer dann blockiert ist, wenn er nicht für die Signalgabe an bestimmten
Tagen benutzt werden muß. Der Hebel g ist dauernd in der Arbeitsstellung
und wird nur dann durch entsprechende Bestückung des Zeitrades i blockiert,
wenn der untere Hebel arbeiten soll. Da das Zeitrad b innerhalb von zwölf
Stunden einen Umlauf macht und damit die innerhalb von 24 Stunden 2mal
wiederholt werden, ist es erforderlich, den mittleren Hebel h innerhalb der
zwölf Stunden einfallen zu lassen, in denen keine Signale gegeben werden
sollen. Dies erfolgt durch Herausnahme der entsprechenden Signalschraube
im äußeren Lochkreis des Zeitrades i.
Auf dem Zeitrad i ist der Buchstabe S, d. h. Sonntag, aufgedruckt, wel­
cher bei der Einstellung des Zeitrades i bzw. bei In-Betrieb-setzen einer
Hauptuhr beachtet werden muß.
Allgemein gestattet die beschriebene Signaleinrichtung, Signale inner­
halb von 12 oder 24 Stunden zu geben. Falls die Signalzeiten innerhalb von
zwölf Stunden liegen, können mit der Signaleinrichtung an jedem ge­
wünschten Tage innerhalb derselben oder der folgenden zwölf Stunden die
Signale zu anderen Zeiten gegeben werden. Es ist weiter möglich, die Signale
in den einmal festgelegten zwölf Stunden an jedem Tage zu unterdrücken.
Die Unterdrückung der Signale innerhalb von 24 und 36 Stunden usw. kann
immer geschehen. Maßgebend ist auch hier die Zeit für die Umschaltung
des Zeitrades i, da von ihm aus die Signalgabe blockiert und freigegeben
wird. Bei der Signalgabe innerhalb von zwölf Stunden können die Signale
an bestimmten Tagen innerhalb derselben zwölf Stunden oder der folgenden
zwölf Stunden zu anderen Zeiten gegeben werden.
Die Signalnebenuhr der V E B E lektrofeinm echanik M ittweida
Soll eine Nebenuhr mit einer Signaleinrichtung zur Abgabe von Signalen
ausgestattet werden, so ist eine weitere -Zusatzeinrichtung erforderlich,
die die Länge der Kontaktdauer regelt. Ohne diese zusätzliche Einrichtung
274
würden die Signale bei minütlicher Steuerung des Nebenuhrwerkes durch
die Hauptuhr eine Mindestdauer von einer Minute haben.
Die in Abb. 241 gezeigte und beschriebene Signaleinrichtung wird von
der V E B Elektrofeinmechanik Mittweida in die Signalnebenuhr einge­
baut und von einem kräftigen Schwingankerwerk durch die minütlichen
Hauptuhrimpulse betätigt. Die
Signalstiftbestückung ist die glei­
che, wie bei der Hauptuhr mit
Signaleinrichtung.
Zur regelbaren Begrenzung der
Signaldauer zwischen 8— 15 S e­
kunden ist in der Zusatzeinrich­
tung ein „Bim etallschalter“ ein­
gebaut. Ein Bimetallstreifen wird
elektrisch erwärmt, biegt sich
durch und schließt einen K o n ­
takt. Die Erwärmung des B i­
metallstreifens kann abgestimmt
A b b . 2 4 1 . S ig n a l-N e b e n u h r -Z u s a tz g e r ä t,
werden, wodurch die Signaldauer
E le k tr o -F e in m e c h a n ik , M ittw e id a
regelbar ist.
D ie Signalgabe
W enn die Signalgabe durch den Signalkontakt / von der Signaleinrichtung
(Abb. 240) erfolgt, wird nach dem Schaltbild durch diesen der Schalter S
geschlossen und dadurch die Signalglocken über den K ontakt R I an plus
gelegt. Das Signal ertönt. Zu gleicher Zeit wird über R I I der Bimetall­
schalter BS an Spannung gelegt. Dieser erwärmt sich und schließt nach
etwa 8— 15 Sekunden den Kontakt B. Dieser legt das Relais R an plus,
Relais R zieht an, schließt R I I I für Haltestrom und öffnet R I, wodurch
das Signal beendet is t; öffnet zugleich R I I , wodurch der Bimetallschalter
spannungslos ist, sich ab kühlt und in Ruhelage geht.
Die Einstellung der Signaldauer erfolgt durch Verstellen des Potentio­
meters P, der die Beheizung des Widerstandes im Bimetallschalter BS
regelt. Durch eine Sicherung von 2 A ist die Anlage vor Überlastung ge­
schützt.
E lektrische G on gsch lagein rich tu n g der T eleph on bau und N orm alzeit­
G esellschaft
Allgemeines
Die Einrichtung der Gongschlagübertragung gestattet, die elektro­
magnetisch abgenommenen Schwingungen der Gongstäbe einer Westminsteroder ähnlichen Uhr über Verstärker auf den Westminsterklangabstrahler
zu übertragen. Der Verstärker und das elektrische Gongschlagwerk werden.
18*
275
hierbei über einen besonderen Kontakt in der Uhr nur für die kurze Zeit
der Melodie und des Stundenschlages eingeschaltet und dann wieder ab­
geschaltet.
Die Übertragungseinrichtung besteht aus
1. der Schlagwerknebenuhr
2. dem Spezial Verstärker
3. dem Westminsterklangabstrahler (Abb. 242).
Spezial -Lautsprecher
Schciitu.hr
Z.N.U
i
Leitung "
.,
Verstärker
_____ Jchtagwerk_-Nebenuhr_ _
Schlagwerk mofore
zur NU
Leitung
i
i
Ii
'
A r?
- ' ' "Lautstärkeregler
x/ Netzschalter
I 'Sicherung £
’ 0f.',t’ASA
, Signallampe
Klemmleiste
Abschirmung
Tonabnehmer
Verstärker-Klemmleiste
1
0
2
0
3
„0 ,
40
frde
Abschirmuna
5
6
0
0
ü iu t s p r e ^
7
0
8
0
HO
0
9
0
10
e
125 220 V*
Klemmen a-b
Tonabnehmer'
A b b . 242. E le k trisch e G o n g sch la g -E in rich tu n g , T u N Ges.
1. Schlagwerknebenuhr
Die Minutenwelle des Nebenuhrwerkes ist mit der Zeigerwelle des Schlag­
werkes gekuppelt, und auf der Rückseite ist eine Nockenscheibe mit Stark­
stromkontakt (K ) montiert. Durch diesen Kontakt werden der Verstärker
und die Gongschlagmotoren 1 Minute vor dem Schlagen eingeschaltet und
eine Minute nach dem Auslösen des Schlages wieder abgeschaltet. Das Lauf­
werk für den Viertel- und Stundenschlag wird durch je einen kleinen Elektro­
motor angetrieben. Diese Motoren, die zur Betätigung der Hämmer dienen,
ersetzen gleichzeitig die bei mechanischen Schlagwerkuhren notwendigen
Windfänge. In der Nähe der Gongstäbe ist ein elektromagnetischer Ton­
abnehmer mit keramischem, permanentem Elektromagnet angebracht.
276
Dieser Tonabnehmer spricht nur auf die Schwingungen der Gongstäbe,
nicht aber auf akustische Geräusche (Nebengeräusche), etwa wie ein Mikro­
phon, an.
Das erwähnte, eingebaute Nebenuhrwerk übernimmt an Stelle eines
Pendel- oder Unruhwerkes den Antrieb der Zeigerwelle.
Dieses Nebenuhrwerk ist entsprechend den gegebenen Verhältnissen für
6, 12 oder 24 V olt umschaltbar. Das W erk ist an jede elektrische Hauptuhr
mit minütlicher Impulsgabe wechselnder Stromrichtung anschließbar.
Die beiden W e c h s e l s t r o m m o t o r e werden jeweils für die angegebene
Spannung vorgesehen und geliefert.
Sollte bei Inbetriebnahme der Schlagwerkuhr eine Differenz zwischen
dem Zeigerstand und der Schlagfolge bestehen oder durch Ausfall der N etz­
spannung entstanden sein, so wird diese automatisch in max. 1 Stunde
ausgeglichen.
W ill man aber diese Differenz sofort korrigieren, dann betätigt man
den am Schaltwerk links oben befindlichen Korrekturhebel durch leichtes
Niederdrücken.
Das Nebenuhrwerk läuft bei Ausfall oder Abschaltung der Netzspannung
weiter, jedoch erfolgt in dieser Zeit keine Schlagübertragung, da die M o­
toren und der Verstärker ohne Spannung sind.
W ird die Gongschlagübertragung auf den Westminsterklangabstrahler
während der Nachtstunden nicht gewünscht, so erfolgt die Abschaltung
durch Umlegen des am Verstärker befindlichen Kippschalters. Natürlich
kann auch die nächtliche Abschaltung des Verstärkers evtl. durch eine
Schaltuhr erfolgen. Die Anordnung der Schaltuhr innerhalb der Anlage ist
aus der Schaltung Nr. SSk-362/11 zu ersehen.
Soll auch in der Uhr das Schalten abgestellt werden, so kann dies durch
Umlegen eines Hebels erfolgen, der sich unterhalb des Zifferblattes befindet.
2. Der Spezialverstärker
Der Spezialverstärker ist dreistufig mit Gegentaktstufe. Bei einer Ein­
gangsempfindlichkeit von 100 mV an 100 kOhm liefert er eine unverzerrte
Ausgangsleistung von 10 W (Klirrfaktor max. 5 °/0). Der Eingang ist somit
hochohmig und unsymmetrisch. Ein Pol der Tonabnehmerzuleitung ist mit
der Erdleitung bzw. Abschirmung verbunden. Die Röhrenbestückung ist
folgende:
EF 40 als Vorstufe
ECC als Phasenumkehrstufe und
2 Hochleistungspentoden E L 41 im Gegentakt.
Als Gleichrichterröhre arbeitet eine EZ 40. Die Frequenzkurve des Ver­
stärkers ist im Bereich von 50— 10000 Hz mit einer Toleranz von ^ 2 db
geradlinig. Die Leistungsaufnahme aus dem Lichtnetz beträgt 50 W att.
277
Eine Signallampe (6,3 0,3 V) zeigt an, daß der Verstärker eingeschaltet
ist. Neben dieser Lampe ist eine Sicherung, die für den Anschluß an 220 V
1 A, an 110 und 125 V 1,6 A betragen soll. Der Netzschalter dient zum
Abschalten des Verstärkers. Am rechten Ende des Verstärkers wird mit
einem Schraubenzieher die L a u t s t ä r k e bei Inbetriebnahme einmalig ein­
gestellt. Sie ist von 0 bis zur vollen Verstärkung regelbar. Zur guten Be­
lüftung des Verstärkers ist die Schutzkappe mit Schlitzen versehen, so daß
auch bei Dauerbetrieb keine unzulässige Erwärmung eintreten kann. Die
Anschlußklemmen sind nach Abheben der Schutzkappe an einer Seite zu­
gänglich. Wie aus beiliegendem Übersichtsplan ersichtlich, sind die beiden
ersten Klemmen für den Tonabnehmeranschluß vorgesehen. Die Klemme 1
führt zum Gitter der ersten Röhre. Die Klemme 2 ist im Verstärker bereits
mit der Erdungsklemme verbunden. An die Klemme 3 ist auch die A b­
schirmung der Tonabnehmerzuleitung anzuschließen und das Gerät gleich­
zeitig mit 2 mm Durchmesser CVDraht g u t zu erden. Durch diese Erdung
wird auch über die Abschirmung der Tonabnehmerzuleitung das Uhrwerk
mitgeerdet; die Erdung ist auf alle Fälle erforderlich. Sie dient nicht nur
dem Berührungsschutz, sondern verhindert auch das Brummen durch Ein­
streuung von Fremdfeldern auf die Tonabnehmerzuleitung. Die Klemme 4
bleibt leer. An Klemme 5 und 6 ist der niederohmige Klangabstrahier an­
geschlossen. Die Klemmen 7, 8, 9 und 10 sind für den Netzanschluß (aus
dem Schaubild ersichtlich). Der Ausgang des Verstärkers (Klemme 5 und 6)
ist für 10 Ohm Belastung dimensioniert.
3. Der Westminsterlclangabstrahler
Im Westminsterklangabstrahler befinden sich 2 x 6 W att Klangabstrahlsysteme, bei welchen die Schwingspulen in Serie geschaltet sind, so daß sie
einen Widerstand von 8 Ohm darstellen. Der Widerstand der Zuleitung
vom Verstärker zum Klangabstrahier soll höchstens 2 Ohm betragen. Der
Querschnitt der Leitungsadern soll 0,75 mm2 nicht unterschreiten. Die
Klangabstrahier können während des Betriebes vom Verstärker getrennt
werden, ohne daß die Röhren Schaden leiden.
Ist ausnahmsweise eine größere Zuleitung, beispielsweise 60 oder 100
oder noch mehr Meter erforderlich, so muß diese Zuleitung durch zwei
Übertrager an die Widerstände des Verstärkungsausgangs und der Klangabstrahlsysteme angepaßt werden.
278
Schaltbild-Schem azeichnungen von Signaluhr- und H auptuhr anlagen
Signaluhren und Hauptuhren haben je nach ihrer Bauart entsprechend
voneinander abweichende Innenschaltungen. Die meist oben auf dem Ge­
häuse angebrachten Anschlußklemmen für Batterie, Nebenuhrlinie und
Signalgeber, sind jedoch bei Uhren für kleinere Anlagen, bis auf Spezial­
bauarten, in fast gleicher Weise angeordnet.
Die nachfolgenden sechs Schaltbilder sollen als Beispiele angesehen
werden, um bei Erstellung einer kleineren Anlage Anhaltspunkte für die
Anordnung der Leitungswege und Spannungsquellen zu haben.
Klingel\trafo\
110 oder
2 2 0 V O "'
A b b . 2 43. S ign alu h r m it H a n d a u fz u g , K o n t a k t fü r S o n d e r ­
sign al u n d A u ssch a lte r, fü r B a tte rie - o d e r T r a fo b e tr ie b
279
A b b . 244. Sign alu h r m it elek trisch em S elbstau fzu g. D ie S ign a lk on ­
ta k te b e tä tig e n Signalrelais, das d en S trom kreis fü r d ie Signalgeber
m it g eson d erter Spann u n gsquelle sch ließt
11 0 oder
2 2 0 Volt ~
A b b . 245.
280
H a u p tu h r m it elek trisch em S elbstau fzu g und M in u ten kontakten für
eine N ebenuhrlinie
t j
—
- e
S ign al-H au ptuh r mit elektrischem
S elbstau fzu g, Nebenuhren
und
S p a n n u n g sq u elle
>
0 ?
i?
Oj
A b b . 247.
trieb
von
S elbstau fzu g. Z u m
Signalgeber
d ien t
:= 5 0
A b b . 246. Hauptuhr mit elektrischem
S elbstau fzu g, der Minutenkontakt betätigt ein Relais für die N eben u h rsteu erü n g,
bei der es einen gesonderten Stromkreis für die Nebenuhrlinie
schließt, bei Anwendung einer Spannungsquelle für S e lb s ta u f­
zug, Relaissteuerung und N eb en u h rlin ie
® .aö
cq
' <D
0)
A b b . 248. S ig n a l-H a u p tu h r m it elektrisch em S elbstaufzug.
Z u m B etrieb v o n S elb sta u fzu g u n d N eben u h ren d ien t eine
B a tte rie , fü r d ie S ign algeber ist ein T ra fo vorgeseh en
282
Sachverzeichnis
A b fa n g v o r r ic h tu n g 210
A k k u , D a s L a d e n d er 9
A k k u m u la to r, D e r 8
A k k u -P u ffe rg e rä t 32
A llstro m u h r 113
A m p e re 36
A m p e re m e te r 58
A n la u fsp a n n u n g 209
A node 9
A n sch lu ß d o se 12
A n trie b so rg a n d e r elek tr. U h r 87
A n w u rfv o rrich tu n g 150
A r b e it des elek tr. S trom es 37, 38
A u fz ü g e , elek tr. 89, 91
— , ele k tro th e rm isch 127
— , k o n ta k tlo s 117— 127
— , M o to r 115, 125
— , S ch w in g a n k er 92
A u to m a tis ch e P e n d e l-F e in ste llu n g 257
— , U m sch a ltu n g a u f N e tz s tr o m 259
B a tterie 7
— , in n erer W id e r sta n d d er 163
B a tte rie - u n d B etrieb ssp a n n u n g 162
B a u sto ffe , p a ssive 14
B eisp iel m it d e m W a sse r 69
B etrieb sa rten elek tr. U h ren a n la g en 160
B etrieb ssich erh eit der N e b e n u h re n 209
B e z e ich n u n g sv o rsch rifte n fü r U h re n 83
B rü ck e n - o d e r G ra etzsch a ltu n g 30
B ü rste n m o to r 125
C a rley -M otor 125
C hem isch e W irk u n g des elek tr. S trom es 3
D ä m p fu n g der M eß w erk e 59
— , des N e b e n u h rsch a ltv o rg a n g e s 215
D au erm a gn etism u s 24
D a u e rstro m g e rä t 32
D o p p e lb a tte r ie 2 3 9 , 245
D re h a n k e r 207
D r e h m o m e n t 209
D ru ck fo r tp fla n z u n g sg e s ch w in d ig k e it 1
D y n a m o m e te r 139
E in h e itsle itw e rt 19
E in h eits w id e rsta n d 15
E le k tris ch a n g e trie b e n e G a n g reg ler
1 2 9 -1 4 2
E le k tris ch e A u fz ü g e 89, 91
— , E in ze lu h r 86
— , G o n g srh la g p in rich tu n g 275
E lek tris ch e M eß g erä te 54
— — , A m p e r e m e te r 58
— — , D re h sp u l- 56
— — , E le k tro d y n a m isc h e ,57
— — , O h m m e te r 58
, V o ltm e te r 58
— — , W a ttm e te r 58
--------, W e ic h - o d e r D reh eisen - 56
E le k tris ch e r S tro m , D e r 1
— S trom k reis 1
E le k tris ch e U h ren a n la g en 159
— — , B e trie b sa rte n 160
E le k triz itä t, W a s ist 1
E le k triz itä tsm e n g e 38
E le k tro d e n (-p la tte n ) 6 , 9
E le k tr o d y n a m is c h e W ir k u n g des e le k tr.
S trom es 3
E le k tr o ly t 6
E le k tro m a g n e t 26
.
E le k tro m a g n e tis m u s 25
E le k tro n e n 1
E le k tro n e n s tr o m 1
E le m e n t, D a s 6
— , p rim ä r 6
283
Element, sekundär 8
Entstörung und Funkenlöschung 4 8 ,1 7 0 ,
259
E rstellu n g ein er U h ren a n la ge,
sätzlich es 161
G ru n d ­
F a n g h eb el 210
F eld lin ien v erla u f 24, 26, 27
F erra ris-M otor 118
F orm e ld re ie ck 67
F ortsch a ltg e sp e rr 92
F req u en z 37, 38
— , a n dere z. B .: 60 H z 145
F req u en zg esteu erte G an gregler 155
— , P e n d e l 155
— , U h ren 143
— , U n ru h 157
F re q u e n z k o n tro llu h r 143
F u n k en b ild u n g 40
F u n k e n lö sch u n g 48, 170, 259
— , H ilfsm itte l 49, 50
G an gregler d er elek tr. U h r 87
— , elek tr. a n getrieb en e 129— 142
— , fre q u e n zg e ste u e rt 155
G erä u sch a rm a rb eiten d e N eben u h ren
217
G leich rich te r 1 1 , 29
— als S p a n n u n g sq u elle 11
G le ich rich terzellen 30
G leich rich tu n g — E in w eg 30
— — V o ll w eg 31
G le ich stro m 5, 11
— , p u lsieren d er, g e g lä tte te r 32
G on g sch la g ein rich tu n g , elektr. 275
G ra etz- o d e r B rü ck en sch a ltu n g 30
G ru n d sä tzlich es fü r d ie E rstellu n g einer
U h ren an lage 161
G ru p p e n sch a ltu n g , E lem en te in 8
G ru p p ieru n g d er U h ren 83
H a u p tu h re n , a u tom a tisch e U m sch a ltu n g
197
— , in B e trie b setzen 170
— , K o n ta k te 165
— , — m it N eb en sch lu ß 182, 187
— , K o n ta k tg e b e r 167
— , m it N a ch la u fein rich tu n g 189
— , m it S e k u n d e n k o n ta k t 239
284
H a u p tu h ren , Schiffs- 194
— , S p rin g k on ta k t 168
— , S trom w en d ek on ta k te 166
In d u k tio n , D ie M agnet- 26
— , gegenseitige 28
In d u k tion sström e, D ie 27
— .N a c h w e is 48
In d u k tiv itä t 37
Isola toren 14
— , D ie A n w en d u n g der 22
K a p a z itä t 37, 38
K a th o d e 9
K irch h offsch e G esetze 65, 7 0 — 72
K la n gab stra h ier 278
K o n d e n sa to re n , F un k en lösch - 50
— , G lättu n g- 50
— , Sieb- 50
K o n ta k t, D er 40
K o n ta k td ru ck , M essen des 139
K o n ta k te , B e o b a ch te n und A b h ören 45
— , P u n k t- 42
— , R eib u n g s- 42
— , fü r S ch w in gan ker 94
K on ta k tein rich tu n g en der H au ptu h ren
165
K on ta k tm e ta lle 41
K o n tro lle du rch M ik rop h on 257
K ra ftreserv e 90
— , m ech an isch , elektrisch 174
K ra ftverh ä ltn isse, w irkende eines G e­
w ich th ebels 90
K u rzsch lu ß , D er 77
— , S ch utzm aßnah m en gegen 77
L ad en der A kk u s 9
L angsam läu fer, seine B auteile 152
L eitfä h ig k eit des Leiters 15, 21
L eistu n g 37, 38
L eistu n gssch ild, D as 13
L eiter 14
L eiterq u ersch n itt fü r U hrenanlagen 161
L eitu n gsn etz, D as 161
L eitu n gsw iderstan d 163
L eitw ert 37, 38
L ich tk o n ta k t 248
M a gn etform en 24, 25
M a gn etin d u k tion , D ie 26
M a g n e tisch e W irk u n g des elek tr.
S tr o m e s 3
M a g n e tism u s, G esetz v o m 25
— , re m a n e n t 26
M a g n e tm a te ria l 230
M a g n e tn a d e l, A b le n k u n g d er 25
M a ß e in h e ite n , in te rn a tio n a le 36
M e ß b r ü ck e , A n fe rtig u n g ein er 63
— , S ch a ltu n g 62
— , W h e a tsto n e s ch e — 61
M eß g erä te 54
\ a c h la u fe in r ic h tu n g 189
N a ch ste lle in rich tu n g e n 203
N a ß e le m e n t 6
N e b e n sc h lu ß b rü c k e 150
N e b e n u h r m it S ch la g w e rk 276
N e b e n u h re n , A n sch lie ß e n d er 172
— , D ä m p fu n g d er S ch a ltg e rä u sch e 215
— , d eren B etrieb ssich erh eit 209
— , d eren F eh ler u n d B e h e b u n g 213
— , p ola risierte 229
— , S ch a ltv o rg a n g 205
— , S ch iffs- 194, 196
— , S ek u n d en - 246
— , Z a h le n b ild 2 3 4 , 247
N ich tle ite r 14
N o rm a lz e ita n la g e 255
N o v o te x tla g e r u n g 153, 154
O h m 36
O h m m e te r 5 8 , 61
O h m sch es G esetz 65
P a ra lle lsch a ltu n g , E le m e n t in 7
P e n d e lk o n ta k t 239
P e n d e lm o to r , P fe iffe r- 242
P e n d e lsch w in g u n g e n , sy n ch ron isieren
d e r 253
P e rio d e n k o n tro llu h r 143
P erm a n e n tm a g n e t, ro tie re n d e r 2 23, 227
P h y sio lo g is ch e W irk u n g des elek tr.
S trom es 4
P ola risierte N e b e n u h rsy ste m e 229
P o lw e n d e k o n ta k te 166
Q u eck silb ersch a ltröh re 44
— als A u fz u g k o n ta k t 1 11
R e ib u n g s k u p p lu n g 148
R e ih e n sch a ltu n g , A k k u s in 10
— , E lem en te in 7
R ela is 52, 199, 202
R e m a n e n tm a g n e tism u s 26
R o t o r , S ein e B a u teile 148
R o t o r u n d S ta to r 147
R u n d fu n k s tö ru n g e n , B e h e b u n g d er 51
S ch a ltb ild e r-S ch e m a z e ich n u n g e n 279
b is 283
S ch a ltrö h re 44
S ch a ltsch ü tz 5 2 , 199
S c h a ltv o r g a n g in N e b e n u h re n 205
S ch a ltz e ich e n n a ch D I N 39
S ch iff sh a u p tu h ren 194
— -n eb en u h ren 194, 196
S ch la g w e rk n e b e n u h r 276
S ch n ellä u fer 153
S c h w a c h s tr o m -M o to r a u fz u g 115
S ch w in g a n k e r 206
— , A n o r d n u n g d er 93
— -a u fzu g 92
— -a u fzü g e fü r S ch w a ch stro m 9 9 — 108
— — — S ta rk stro m 108— 113
S e k u n d e n k o n ta k t 239
S e k u n d e n k o n ta k te in rich tu n g 177
S ek u n d en n eb en u h ren 246
S e lb s tin d u k tio n , A u sw irk u n g a u f K o n ­
ta k te 46
— , D ie 29
S elen zelle 44
S ich eru n g en , D ie 78
— , T h e rm o - 98
— , W irk u n g sw eise d e r 78
S ig n a lein rich tu n g en , A llg em ein es 260
— , 1 S ign alk reis 262
— , 2 S ign alk reise 263
— , 5 S ign alk reise 269
— , S o n n ta g -A u ssch a ltu n g 266
— , Z u sa tz g e rä t 272
S ig n a l-N eb en u h r 274
S o le n o id , D a s 25
S p a p n u n g 36, 38
S p a n n u n g fü h re n d , stro m fü h re n d 164
S p a n n u n g , In d u zie re n ein er 27
— , M essen d er 60
— , p rim ä r 28
— , sek u n d ä r 28
285
S p a n n u n g sa b fa ll 162
S p a n n u n gsq u ellen (S tro m q u e lle n ) 5
S p ezia lv erstä rk er 277
S p u len w ick lu n g 110/220 V o lt 149
S ta to r u n d R o t o r 147
S teck d o se 12
S teu erorg a n , k o n ta k tlo s 250
S tro m fü h re n d , sp a n n u n g fü h ren d 164
S tro m , p rim ä r 28
— , sek u n d ä r 28
S tro m sp e ich e r (S a m m ler) 8
S trom stä rk e 36, 38
— , D ie tö d lich e 83
— , M essen d er 60
S trom v erh ä ltn isse im L eitu n g sn etz 161
S tro m v e rso rg u n g sg e rä t 258
S y n ch ron isieren d er P en d elsch w in g u n ­
g e n 253
S y n ch ron isieru n g 12
S y n ch ro n isie ru n g sk o n ta k t 177
S y n c h r o n m o to r , la n gsa m la u fen d 151
— , n ich t selb sta n la u fen d 147
— , 1 P o lp a a r/9 P o lp a a re 147
— .s c h n e lla u fe n d 153
— , selb sta n la u fen d 151
S y n ch ro n p e n d le r fü r T u rm u h ren 156
S y n ch ron steu eru n g, B etrieb oh n e 159
— d er G an gregler 155
S y n ch ro n u h re n 143— 155
— , deren V o rte ile u n d N a ch teile 145
S y n ch ro n u h r, S teu eru ng ü b e r T ra fo 146
T h erm osich eru n g 98
— , A b sch a ltu n g d u rch 114
T ra n s fo rm a to r 28
T ra n s isto r, D e r 250
T ro ck e n e le m e n t 6
Ü b erla stu n gsm om en t 209
U h ren an lagen , elektrische 159
U h rzeigerregel, D ie 25
U m sch a ltu n g , a u tom a tisch 197
U m sp a n n er, D er 28
V D E -V o rs c h rifte n fü r A lu 18
------------ K u p fe r 17
V ergleich s w iderstän de 65
V o lt 36
V o ltm e te r 58
V o rb e re itu n g sk o n ta k t 191
W ä rm e- u n d L ich tw irk u n g des elektr.
Strom es 2
W a ttm e te r 58
W ech selstrom 6, 12
— n iedergespan nt 12
— -S yn ch ron isieru n g 12
W ick lu n g , prim är 28
— , seku ndär 28
W id ersta n d 36, 38
W id ersta n d , B estim m en des 60
— , — d u rch M eß b rü ck e 60
W id erstä n d e, bifilar 49
— , in d u k tion sfreie 49
— .N e b e n s c h lu ß - 49
- , Silit- 49
— .V o r s c h a lt- 74
— , Z usatz- 49
W id ersta n d sb a u stoffe 21
W id erstan d sd räh te 19
W irb elström e 29
W irk u n g en des elektr. S trom es, D ie 2
Z a h len b ild n eb en u h r 234, 247
F ü r
die
H a n d b i b l i o t h e k
des
U h r m a c h e r s
Lehrbuch für das Uhrmacherhandwerk
BAND I
N e u b e a rb e ite t v o n U h rm a ch e rm e iste r R u d . K o c h
11.—12. A u fla g e in V o rb e re itu n g
BAN D II
B e a rb e ite t v o n U h rm a ch erm e iste r F . S c h m i d t , D re s d e n , S tu d ie n ra t
H . J e n d r i t z k i , H am bu rg,
1.—3.
G e w e rb e o b e rl. W . B r a u n s , F a lk p n se e -F in k e n k ru g
A u fla g e . 144 S eiten m it 350 A b b ild u n g e n . G eb . D M 10,60
Die Uhrmachergehilfenprüfung
V on W i l l i K ö n i g
L a n d e so b e rm e iste r des U h rm a ch e rh a n d w e rk s, W e im a r
1953.
104 S eiten m it 24 A b b ild u n g e n im T e x t u n d ein em T a b ellen a n h a n g
B ro sch . D M 3,20
Das Drehen von Trieben und Wellen
in der Uhrmacherei
V o n A l f r e d H e l w i g , G la sh ü tte (S a ch sen )
3 ., n e u b e a rb e ite te A u fla g e .
1953. 88 S eiten m it 109 A b b ild u n g e n
B ro sch . D M 3 ,—
Warenkunde für den Uhrenverkäufer
V on W i l l i K ö n i g
L a n d e so b e rm e ister des U h rm a ch e rh a n d w e rk s, W e im a r
1954. 92 S eiten . V ie le A b b ild u n g e n u n d eine v ie rfa rb ig e T a fe l. G e b . D M 3,80
VEB
W I L H E L M
K N APP
V E R L A G
HALLE
( S. )
F ü r
die
H a n d b i b l i o t h e k
des
U h r m a c h e r s
Das Pendel
V o n D ir. D r . K . G i e b e l
2. A u fla g e. M it 110 A b b ild u n g sn . 212 Seiten. G eb. D M 8,80
Die handwerksmäßige Feinstellung der Uhren
V o n O s w a l d F i r l , E rfu rt
M it 11 A b b ild u n g e n . 80 Seiten. 1956. B rosch . D M 3,80
D e r in zw isch en v erstorb en e V erfasser, ein in D eu tsch lan d anerkannter U h r­
m a ch erm eister, h a t hier seine p rak tisch en E rfah run gen niedergeschrieben.
G erade deshalb sind diese A u fzeich n u n gen v o n b eson d erem W e rt fü r den
U h rm a ch erg eh ilfon u n d den U hrm acherlehrling.
Seine beson deren A u s­
fü h ru n gen h a t er d er F ein stellu ng der U hren g ew id m et, ein Spezialgebiet,
das fü r d en U h rm a ch er v o n g roß er W ich tig k e it ist.
Chemisch-Technisches Rezept- und Nachschlagewerk
für Uhrmacher, Optiker, Feinwerkgestalter und die
metallverarbeitende Feingeräteindustrie
V o n E d m . E y e r m a n n u n d B a u ra t R . R e u t e b u c h
3 ., n eu b ea rb eitete u n d erw eiterte A u fla ge. 292 Seiten m it 44 A b b ild u n g en
H alblein en D M 8,40
D ie B e a rb eitu n g dieses B u ch es b e rü ck sich tig t w eitgeh en d die F ortsch ritte
d e r le tz te n Jah re. E in n euer A b sch n itt ü b er V erzahnungen und R ä d e r ­
w erk sb erech n u n gen ist h in zu gek om m en . D u rch Ü berh olu n g u nd E rw eite­
ru n g des T abellen an h an gs und A u fteilu n g des B uch es in A b sch n itte w urde
d ie B ra u ch b a rk eit erh öh t. D a s R e z e p tb u c h ist fü r W erk sta tt, L ad en und
F a b rik ein u nen tbeh rlich er H elfer.
VEB
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