Werbeuhr mit Synchronmotor

Diese Uhr ist vermutlich ein Werbegeschenk einer Firma für Landwirtschaftsgeräte, zum Aufstellen in einem Laden oder Büro, gewesen. Das Zifferblatt ist aus bedrucktem Karton, welches eine Wiese mit Kühen und eine Windmühle im Hintergrund darstellt. Die Flügel der Windmühle drehen sich gegen den Uhrzeigersinn.

Über das Design kann man geteilter Meinung sein, die Technik der Uhr ist schon etwas außergewöhnlich. Das Uhrwerk wird von einem nicht selbstanlaufenden Synchronmotor angetrieben, welcher mit 230V Netzspannung betrieben wird. Die Zeitbasis bildet die konstante Netzfrequenz. Nach einem Stromausfall bleibt die Uhr stehen und der Synchronmotor muß mit Hilfe eines Mechanismus gestartet werden. Uhren mit Synchronmotoren wurden viele hergestellt, doch der Aufbau des Uhrwerks dieser Uhr ist schon unkonventionell.

Das Gehäuse des Uhrwerks ist aus Bakelit, was auf dem Foto von der Rückseite der Uhr zu erkennen ist.
Der linke Knopf ist zum Starten des Synchronmotors, der mittlere zum Einstellen der Uhrzeit. Mit dem rechten Knopf kann ein Tickgeräusch eingeschaltet werden. Das Ticken sollte wohl ein gewöhnliches Uhrwerk mit Unruh simulieren, oder vielleicht doch das Klappern der Mühle?

Auf den nächsten Fotos sieht man den Inneren Aufbau des Uhrwerks. Zuerst sieht man das Bakelitgehäuse des demontierten Uhrwerks. Die Rückseite des Gehäuses dient zur Befestigung einiger mechanischer Teile. Drei Bohrungen dienen als Radlager. Das Uhrwerk hat also keine Platine auf der Rückseite, nur die Oberseite wird durch eine Platine abgedeckt, in welche die vorderen Radlager gebohrt wurden. Durch Anklicken des Bildes kann man dieses Vergrößern und die Erklärungen lesen. Man kann den Starthebel, zum Starten des Synchronmotors, und den Hebel mit dem dieser betätigt wird, erkennen. Der Starthebel wird, nach dem Betätigen, mit Hilfe einer Feder in die Ausgangsposition zurück gebracht. Ein am Starthebel angebrachter Federdraht greift in einen Zahn des Rotors, welcher dadurch, beim Zurückschnellen des Starthebels, in Drehung versetzt wird.
Auf der linken Seite ist der Mechanismus, zum Erzeugen des Tickgeräusches, zu sehen. Ein Rad ist, mit Hilfe zweier Lager, quer zur Ebene der übrigen Zahnradachsen und des Rotors, befestigt. An der hinteren Seite der Rotorwelle ist ein Schneckenrad angebracht, welches dieses quer liegende Rad antreibt. Das liegende Rad hat auch ein Schneckenrad auf der Welle, welches das Rad vor dem Minutenzeigerrad antreibt. Auf der Mitte der Welle des liegenden Rades ist ein weiteres Zahnrad angebracht, in welches eine Feder greift, wenn diese mit einem Hebel an das Rad herangeführt wird. Die Feder springt von einem Zahn zum nächsten, wenn das Rad sich dreht. Dadurch entsteht das Tickgeräusch. Der Hebel, auf dem die Feder befestigt ist, mit der das Tickgeräusch erzeugt wird, ist mit der Welle des Knopfes verbunden, mit dem man das Tickgeräusch ein und ausschalten kann.

Auf dem diesem Foto sieht man das Minutenzeigerrad und das Rad, was dieses antreibt. Der Stator des Synchronmotors ist auch schon montiert. Dieser besteht aus einer Spule mit Eisenkern und zwei Polen. An den Polflächen sind Zähne ausgefräst, welche die gleiche Größe haben, wie die Zähne des Rotors. Zwischen den Polen wird der Rotor eingebaut.

Auf dem folgenden Foto sieht man den Rotor und die Platine der Vorderseite. An der vorderen Seite der Rotorwelle ist noch ein kleines Zahnrad befestigt, welches das Zahnrad der Windmühlenwelle antreibt. Die Minuten- und Stundenzeigerwelle und das Rad zwischen Minutenzeigerrad und Stundenzeigerrad sind zu sehen.

Das letzte Foto ist noch mal eine Nahaufnahme des Uhrwerks. Besonders gut ist der Rotor, das vordere Rotorlager und das Zahnrad der Windmühlenwelle zu sehen. Im Hintergrund kann man den Starthebel, mit dem Federdraht, erkennen. Auf der linken Seite sieht man noch die Befestigungsschraube für das untere Lager des liegenden Rades. Das liegende Rad kann man bei dem vollständig zusammengebauten Uhrwerk nicht sehen.

In meinen Unterlagen vom Studium habe ich noch eine Prinzipdarstellung des Synchronmotors gefunden. Der Rotor enthält, im Gegensatz zu selbstanlaufenden Synchronmotoren, keinen Magneten. Er besteht aus einem Eisenzahnrad dessen Zähne von den Zähnen des Stators angezogen werden, wenn dieser ein Magnetfeld aufgebaut hat. Wenn der Rotor in Drehung versetzt wird, werden bei jeder Halbwelle des wechselnden Magnetfeldes die Rotorzähne in Richtung der Statorzähne angezogen. Während der Nulldurchgänge werden die Rotorzähne, durch die Trägheit des Rotors, in Richtung der Zwischenräume der Statorzähne gedreht. Der Rotor dreht sich also mit einer konstanten Geschwindigkeit, welche von der Netzfrequenz und der Anzahl der Rotorzähne bestimmt wird.