Tarifschaltuhr Landis & Gyr mit Gangreserve

Diese Schaltuhr ist Eine von verschiedenen Ausführungen von Schaltuhren, die dazu benutzt wurden, die Zeiten für Tag und Nachtstrom festzulegen. In Verbindung mit einem Stromzähler, mit zwei Zählwerken, haben diese Uhren Nachts das Zählwerk des Zählers auf den günstigen Nachttarif umgeschaltet. Tagsüber wurde wieder auf das Zählwerk für den Tagtarif umgeschaltet.
So konnten von dem Stromzähler die Kilowattstunden, für den Tag und Nachttarif, getrennt abgelesen werden. Solche Zweitarifzähler wurden zur Verbrauchserfassung von elektrischen Nachtspeicherheizungen eingesetzt. Nachts wurden die Öfen, mit dem günstigen Nachtstrom aufgeheizt und Tagsüber wurde die gespeicherte Wärme, mittels eines Gebläses an die Raumluft abgegeben.

Da die Schaltuhren den Stromzähler steuerten, durften nur Personen der Elektritzitätswerke an ihnen Einstellungen vornehmen. Die Uhren waren verplombt, um Manipulationen zu erkennen.
Deshalb mußten diese Uhren Uhrwerke haben, die möglichst wartungsfrei sind und über lange Zeit eine ausreichende Ganggenauigkeit besitzen. Ein Uhrwerk mit Synchronmotor wäre zwar genau genug, würde aber bei einem Stromausfall stehen bleiben und bei Wiederkehr der Stromversorgung falsch gehen.
Die ersten Schaltuhren mit Gangreserve bei Stromausfall, waren mechanische Uhrwerke, mit elektrischem Aufzug. Die Antriebsfeder wurde aufgezogen, und im aufgezogenen Zustand belassen. Bei einem Stromausfall lief die Uhr mit der Federkraft weiter, bis dieser überbrückt war.
Die Genauigkeit eines mechanischen Uhrwerks ist aber nicht so groß, dass diese längere Zeit betrieben werden können, ohne das ein Nachstellen erforderlich ist.

Die Verwendung eines mechanischen Uhrwerks, welches durch einen Synchronmotor mit dem Stromnetz synchronisiert und aufgezogen wird, war hier die Lösung.
Es gibt einige Bauformen von Uhrwerken, die synchron mit dem Stromnetz laufen und bei Stromausfall mindestens 24 Stunden von der Antriebsfeder, mit einer Unruh als Zeitbasis, angetrieben werden. Die Synchronisation wird bei einer Bauform, mittels einer elektromagnetischen Kupplung hergestellt. Das Getriebe des Synchronmotors treibt darüber das mechanische Uhrwerk an. Bei Stromausfall wird das Getriebe vom Uhrwerk abgekuppelt und das Uhrwerk läuft mit der Federkraft. Eine weitere Form verwendet einen Excenter, mit dem eine Schubstange betätigt wird. Diese versetzt die Halterung der Unruhspirale in periodische Bewegung und erzwingt dadurch die Synchronität der Schwingungen der Unruh, mit dem Motorgetriebe. Bei Stromausfall schwingt die Unruh frei, angetrieben von der Federkraft.

Das Uhrwerk dieser Uhr ist besonders aufwendig gebaut. Hier sind zwei Getriebe vorhanden. Das Getriebe des Synchronmotors, welches die Antriebsfeder aufzieht und das Getriebe des Uhrwerks mit der Unruh als Zeitbasis. Beide Getriebe treiben über eine Sperrklinke ein gemeinsames Rad an, was mit dem Minutenrad der Uhr gekoppelt ist. Laufen beide Getriebe, so treibt das schnellere das Minutenrad an.
Wenn die Uhr am Stromnetz angeschlossen ist, wird die Unruh mittels eines Hebels, der vom Magnetfeld des Motors betätigt wird, gesperrt. Das Getriebe des Synchronmotors treibt nun das Minutenrad an. An der Unruh ist ein Stift angebracht, der in den Sperrhebel einrastet, so das diese im ausgelenktem Zustand gehalten wird. Dadurch ist ein sicheres Anlaufen der Unruh, bei Stromausfall, sichergestellt.
Fällt der Strom aus, geht der Sperrhebel in die Ruhelage zurück und gibt die Unruh frei. Das Getriebe der Unruh treibt nun das Minutenrad der Uhr an, da das Getriebe des Synchronmotors still steht.
Kehrt der Strom wieder, wird die Unruh wieder gesperrt und das Minutenrad wird vom Synchronmotorgetriebe angetrieben.

Diese strikte Trennung von mechanischem Teil und elektrischem Antrieb wurde vermutlich gewählt, um die Abnutzung der Unruh, Anker und Ankerrad, gering zu halten. Diese Teile werden ja nur bei einem Stromausfall benötigt.

Eine weitere Besonderheit gibt es noch bei dem Uhrwerk:
An einem Rad des Synchronmotorgetriebes ist eine Feder befestigt, die alle 30 Minuten den Sperrhebel der Unruh, für etwa eine Minute, in die Ruhestellung zwingt. Die Unruh läuft an und das Getriebe der Unruh läuft für etwa eine Minute. Danach wird der Sperrhebel wieder durch die Feder freigegeben und dieser bewegt sich in Richtung des Magnetfeldes des Synchronmotors. Die Unruh ist erneut gesperrt.
Durch diese periodische Freigabe der Unruh wird verhindert, dass das Öl in den Lagern des Getriebes verharzt. Wenn die Unruh längere Zeit still stehen würde, wäre ein sicheres Anlaufen bei Stromausfall nicht gewährleistet.

Wenn man den Sinn dieses Mechanismus nicht kennt, kann der Umstand, dass die Uhr im Betrieb in gewissen Abständen mal kurz tickt, schon irritierend wirken.
Zumindest ging mir das mal als Jugendlicher so. Ich war sehr verwundert, als ich einmal so eine Uhr sah, die plötzlich anfing zu ticken und dann scheinbar wieder stehen blieb.

Die Gangreserve der Uhr beträgt 36 Stunden. Der Aufzug der entspannten Feder dauert 17 Stunden. Die Feder kann auch, mittels eines Kreuzschlitzschraubendrehers, von Hand, aufgezogen werden. Es sind zwei Schaltscheiben vorhanden, die zwei unabhängige Schalter betätigen.

Weitere Bilder des Uhrwerks kann man hier sehen.