DE19754465C1

DE19754465C1 - Solar time correction clock with two numeral plates

Info

Publication number: DE19754465C1
Application number: DE1997154465
Authority: DE
Inventors: Rudolf Fries
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2017-12-09

Abstract

The clock has two numeral plates. An auxiliary rotatably mounted mechanism (WOZ) which can be autonomous rotates according to the solar time equation. The change wheel for the hour pointer of the auxiliary mechanism is mounted so that it does not rotate with the auxiliary mechanism. The main mechanism (MEZ) controls a miniature motor (M) which drives a cam plate (AS) via a transmission (M, JR, JZ) which moves a gear wheel segment (ZRS) via a control surface according to the time equation. The gear wheel segment turns a transfer wheel (UR) rigidly connected to the auxiliary mechanism.

Description

The real sunny day

Bis Mitte des 19. Jahrhunderts wurde die Uhrzeit ausschließlich vom Stand der Sonne bestimmt. Wenn die Sonne um die Mittagszeit am höchsten stand, war es 12:00 Uhr. Diese Zeit stimmt weltweit für Orte überein, welche sich auf dem gleichen Längengrad zwi schen den Polen befinden. Diese Mittagslinie umrundet im Tages verlauf von 24 Stunden die Erde von Ost nach West.Until the mid-19th century, the time was exclusive determined by the position of the sun. When the sun is around noon the highest, it was 12:00. This time is right worldwide for places that are on the same longitude between between the poles. This noon line circles in the day the earth runs from east to west in 24 hours.

The middle sunny day

Die Uhrzeit wird nicht nur durch die Drehung der Erde, sondern auch von deren Lauf um die Sonne bestimmt. Diese Bahn ist nicht rund, sondern eine Ellipse, bei der die Sonne etwas seitlich zum Mittelpunkt steht. Dies führt zu folgenden Konsequenzen.The time is not only determined by the rotation of the earth, but also also determined by their course around the sun. This track is not round, but an ellipse in which the sun The focus is on. This has the following consequences.

Wenn der Beobachter um 12 Uhr mittags die Sonne im Zenit sieht und die Erde sich dann genau um 360 Grad gedreht hat (dies wäre ein Sterntag), muß sie sich noch um "etwa 4 Minuten" weiterdre hen, bis unser Beobachter die Sonne wieder im Zenit sieht. Die Ursache dafür ist, daß in diesen 24 Stunden unsere Erde auch ein Stück des Weges um die Sonne zurückgelegt hat und deshalb in einer anderen Position zur Sonne steht.When the observer sees the zenith sun at 12 noon and then the earth turned exactly 360 degrees (this would be a sidereal day), it has to go on "about 4 minutes" until our observer sees the sun at the zenith again. The The reason for this is that in these 24 hours our earth is also one Part of the way around the sun and therefore in is in a different position from the sun.

Nachdem die Erdbahn jedoch oval ist und sich die Sonne nicht in dessen Mittelpunkt befindet, sind es eben "etwa 4 Minuten", da sich dieser Betrag täglich in einem Jahresrhythmus ändert. Die tägliche Änderung der Tageslängen geht je nach Tagesdatum von null bis +/- 30 Sekunden.However, after the Earth's orbit is oval and the sun is not in whose center is located, it is "about 4 minutes" there this amount changes daily every year. The Daily change of day lengths depends on the current date zero to +/- 30 seconds.

The equation

Hierdurch ergeben sich Unterschiede zwischen der wahren Sonnen zeit und der mittleren Sonnenzeit, welche sich im Jahresverlauf zu folgenden Eckwerten aufaddieren:
This results in differences between the true solar time and the mean solar time, which add up to the following basic values over the course of the year:

11.02. -14:17    15.04. ±0:00
14.05. + 3:41    12.06. ±0:00
26.07. - 6:30    01.09. ±0:00
03.11. +18:28    24.12. ±0:0011.02. -14: 17 15.04. ± 0:00
May 14 + 3:41 12.06. ± 0:00
07/26 - 6:30 01.09. ± 0:00
03.11. +18: 28 24.12. ± 0:00

Diese Daten wären jährlich gleich, wenn unser Kalender nicht auch unterschiedliche Jahreslängen hätte. So jedoch werden jähr lich sogenannte Äquationstabellen herausgegeben, welche angeben um welchen Betrag die wahre Sonnenzeit zur mittleren Sonnenzeit zu korrigieren ist. These dates would be the same annually if our calendar didn't would also have different lengths of the year. But this is how year Lich published so-called equation tables, which indicate by what amount the true solar time to the mean solar time is to be corrected.

The solar year

Die Dauer einer Erdumrundung um die Sonne beträgt
365 Tage, 5 Stunden, 48 Minuten, 45,925 SekundenThe duration of an earth orbit around the sun is
365 days, 5 hours, 48 minutes, 45.925 seconds

Der Ausgleich auf volle Tage wird durch das 4-jährige Schaltjahr erreicht, welches bei vollen 100 Jahren ausfällt, wenn das Jahr hundert nicht durch 400 teilbar ist. Eingeführt wurde dieser Kalender im Jahre 1582 durch Papst Gregor XIII. und ist so ge nau, daß erst 3320 Jahre nach dieser Installation ein zusätzli cher Schalttag fällig wird.The 4-year leap year compensates for full days reached, which fails at full 100 years when the year hundred is not divisible by 400. This was introduced Calendar in 1582 by Pope Gregory XIII and is so ge nau that only 3320 years after this installation an additional cher leap day is due.

Durch diese ungleich langen Jahre unseres Kalenders ergeben sich für die Äquation leichte Verschiebungen im 4-jährigen, wie auch im 100- und 400-jährigen Rhythmus.These unequal years of our calendar result in for equation slight shifts in the 4-year, as well every 100 and 400 years.

The zone times

Mit dem Aufkommen der öffentlichen Verkehrsnetze um die Mitte des 19. Jahrhunderts ergaben sich Schwierigkeiten mit den unter schiedlichen Ortszeiten und der Erstellung von Fahrplänen. Aus diesem Grunde wurden allmählich weltweit Zonenzeiten eingeführt. Das heißt, alle 15 Längengrade ergibt sich rund um den Globus eine Stunde Zeitunterschied. Die Staaten erklärten deshalb die Ortszeit für den Längengrad, der im Staatsgebiet in der Mitte liegt, für ihre Zonenzeit. So wurde z. B. im Jahre 1893 für das damalige deutsche Reich die Zeit für den 15. Längengrad östlich von Greenwich als gesetzliche Uhrzeit erklärt. Dazu kamen dann noch mögliche Sommerzeiten.With the advent of public transport networks around the middle In the 19th century, difficulties arose with the under different local times and the creation of timetables. Out for this reason, zone times have gradually been introduced worldwide. That means that all 15 degrees of longitude result around the globe an hour time difference. The states therefore declared that Local time for the longitude that is in the national territory in the middle for their zone time. So z. B. in 1893 for that then German Empire the time for the 15th longitude east declared by Greenwich as the legal time. Then came still possible summer times.

Bei der Rückrechnung zur "mittleren Ortszeit" müssen deshalb bei uns von der Basis 15. Längengrad für jeden Grad 4 Minuten, und für jede Gradminute 4 Sekunden korrigiert werden. Dazu kommt dann noch die mögliche Berücksichtigung der Sommerzeit.When calculating back to the "mean local time" must therefore with us from base 15. longitude for each degree 4 minutes, and be corrected for 4 seconds for every degree minute. Add to that then the possible consideration of summer time.

The equation clocks

Seit Ende des 17. Jahrhunderts sind Uhren bekannt, welche neben der mittleren Sonnenzeit auch die Abweichung zur wahren Sonnen zeit, die Äquation oder Zeitgleichung anzeigen.Clocks have been known since the end of the 17th century the mean sun time also the deviation from the real sun time that indicate equation or equation of time.

Bei diesen Uhren war ein zusätzlicher Zeiger vorhanden, welcher den aktuellen Korrekturbetrag anzeigte.There was an additional hand on these watches, which one displayed the current correction amount.

Dieser wurde über eine sogenannte Äquationskurve gesteuert, wie diese auch bei meiner Kostruktion zu finden ist.This was controlled via a so-called equation curve, such as this can also be found in my design.

Siehe auch die Zeitschrift "Uhren, Juwelen, Schmuck" von der Bielefelder Verlagsanstalt, Dezember 1994, Seite 58 ff. See also the magazine "Uhren, Juwelen, Schmuck" from the Bielefeld publishing house, December 1994, page 58 ff.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.In the following, the invention will be illustrated by an embodiment game explained with reference to the drawings.

Fig. 1 Die Hauptplatine einer Äquationsuhr von hinten, mit Dar stellung der beiden Uhrwerke (MEZ, WOZ), eines davon be weglich und der Äquationsscheibe (ÄS). Fig. 1 The motherboard of an equation clock from behind, with Dar position of the two movements (CET, WOZ), one of them be movable and the equation disc (ÄS).

Fig. 2 Die Hauptplatine einer Äquationsuhr von vorne, mit dem feststehenden Zeigerwerk (ZW), der Datumsscheibe (DAT) und dem Motorimpuls-Schalter (IMP) Fig. 2 The main board of an equation clock from the front, with the fixed movement (ZW), the date disc (DAT) and the motor pulse switch (IMP)

Bei meiner Konstruktion, werden zwei Quartz- oder auch Funkuhr werke verwendet.In my design, two quartz or radio clocks works used.

Das Hauptwerk zeigt auf einem Zifferblatt die mitteleuropäische, bzw. unsere gesetzliche Uhrzeit an. Wenn eingeführt, auch mit der abweichenden Sommerzeit.The main work shows the Central European, or our legal time. If introduced, also with the different summer time.

Daneben ist ein Nebenwerk, welches vom Hauptwerk gesteuert, die wahre Ortszeit anzeigt; welche je nach Standort, bis zu zwei Stunden von der gesetzlichen Zeit abweichen kann.Next to it is a secondary plant, which is controlled by the main plant, the indicates true local time; which depending on the location, up to two Hours from the legal time.

Zwischen den beiden Uhren ist eine Kalenderanzeige (DAT) sicht bar, welche auf der Rückseite des Äquationsrades sitzt.A calendar display (DAT) is visible between the two clocks bar, which sits on the back of the equation wheel.

Das Hauptwerk liefert alle 6 Stunden einen Impuls (IMP), welcher einen Miniaturmotor (M) mit Übersetzung veranlaßt, sich jeweils um 18 Grad zu drehen. Über ein Ritzel mit 12 Zähnen (M) über trägt er die Drehung auf ein Zwischenrad (ZR) mit 67 Zähnen.The main plant delivers an impulse (IMP) every 6 hours, which causes a miniature motor (M) with translation, each to rotate by 18 degrees. Via a pinion with 12 teeth (M) over he carries the rotation on an idler gear (ZR) with 67 teeth.

Auf der anderen Seite dieses Zwischenrades sitzt ein Ritzel mit 12 Zähnen, welches seinerseits das Jahresrad (JR) mit 157 Zähnen antreibt.A pinion sits on the other side of this idler gear 12 teeth, which in turn is the annual wheel (JR) with 157 teeth drives.

Dieses Jahresrad dreht sich so genau im Sonnenjahr, daß es erst nach 1800 Jahren um einen Tag von 1800 Kalenderjahren abweicht. Die Fehlanzeige auf dem Zifferblatt würde sich dann im Jahres verlauf bis auf maximal 30 Sekunden auflaufen.This year wheel turns so precisely in the sunny year that it only after 1800 years differs by one day from 1800 calendar years. The non-report on the dial would then change in the year run up to a maximum of 30 seconds.

Auf der Welle dieses Jahresrades befindet sich
Is on the shaft of this annual wheel

a) a date disc, which by a dial cutout (DAT) shows the current date. It is adjustable through a manually operated friction on the idler gear the wave.
b) also a disc (ÄS) in which according to the equati deviation is milled into a groove.

Das Jahresrad, die Äquationsscheibe und die Kalenderscheibe sind starr miteinander verbunden.The annual wheel, the equation disc and the calendar disc are rigidly connected.

In diese Äquationsrille greift der Führungsstift, welcher sich an dem Zahnrad-Segment (ZRS) befindet, welches seinerseits das Übertragungsrad (ÜR) im Rhythmus der Äquationskurve dreht. The guide pin engages in this equation groove on the gear segment (ZRS), which in turn is the Transmission wheel (ÜR) rotates in the rhythm of the equation curve.

Mit dem Übertragungsrad ist das Nebenwerk (WOZ) starr verbunden, welches in der Hauptplatine über ein Kugellager drehbar gelagert ist.The secondary plant (WOZ) is rigidly connected to the transmission wheel, which is rotatably mounted in the main board via a ball bearing is.

Der Minutenzeiger des Nebenwerkes zeigt so immer die "wahre Ortszeit" an. Wäre der Stundenzeiger mit seinem Zeigerwerk mit dem Uhrwerk verbunden, würde er fast nie auf seine Stundenposi tion zeigen.The minute hand of the subsidiary works always shows the "true" Local time ". If the hour hand with its clockwork were linked to the clockwork, he would almost never be on his hourly posi tion show.

So aber ist das Wechselrad auf der Vorderseite der Hauptplatine montiert und korrigiert damit die Position des Stundenzeigers entsprechend der Stellung des Minutenzeigers.But that's how the change wheel is on the front of the motherboard assembles and corrects the position of the hour hand according to the position of the minute hand.

Setting the clocks

Zuerst die Kalenderanzeige auf ein Datum stellen bei welchem der Äuqationsausschlag auf null steht (siehe Äquation, vier Daten sind dabei möglich).First set the calendar display to a date on which of the Equation scale is zero (see equation, four dates are possible).

Nun am Nebenwerk die Zeitanzeige um die Abweichung zum Bezugs längengrad einstellen. Gegebenenfalls auch die Sommerzeit be rücksichtigen.Now the time display of the deviation from the reference at the secondary plant adjust degree of longitude. If necessary, also the summer time take into account.

Jetzt das Hauptwerk auf die gesetzliche Uhrzeit stellen und In gangsetzen. Dieses Hauptwerk gibt den Impuls auch an das Neben werk weiter und hält damit die Zeitdifferenz konstant.Now set the main work to the legal time and In start. This main work also gives the impulse to the secondary works and keeps the time difference constant.

Nun beibt nur noch den Kalender und damit die Äquationsscheibe auf das aktuelle Datum zu stellen, womit sich die Äquationsdif ferenz auf dem Zifferblatt, und damit die wahre Ortszeit automa tisch einstellt und beibehält. Now only the calendar and thus the equation disc is released to the current date, which equates to the equation dif reference on the dial, and thus the real local time automa sets and maintains the table.

Reference list Motherboard, in the back

MEZUhrwerk für gesetzliche Uhrzeit
MMicromotor mit Übersetzung, Antriebsritzel 12 Zähne
ZRZwischenrad, 67 Zähne
JRJahresrad, 157 Zähne
ÄSÄquationsscheibe mit eingefräster Rille
ZRSZahnradsegment mit Führungsstift
ÜRÜbertragungsrad zur Drehung des nebenwerkes
WOZUhrwerk für die wahre Ortszeit
MEZ movement for legal time
MMicromotor with transmission, drive sprocket 12 teeth
ZR intermediate gear, 67 teeth
JR annual bike, 157 teeth
Equation disc with milled groove
ZRS gear segment with guide pin
Transmission wheel for rotating the auxiliary plant
WOZ clockwork for true local time

Motherboard, in front

WOZSeite für die wahre Ortszeit
MEZSeite für die gesetzliche Uhrzeit
ZWZeigerwerk auf der Platine montiert
ZTZwischentrieb zum Antrieb des Jahresrades
JR + ÄSJahresrad, Äquationscheibe und Kalenderscheibe
DATAusschnitt der Datumsscheibe, welcher durch einen Öffnung des Zifferblattes sichtbar ist
IMPImpuls für Micromotor, jeweils nach sechs Stunden, auf dem Stundenrad befestigt
WOZ page for true local time
CET time for the legal time
ZW pointer movement mounted on the circuit board
ZT intermediate drive for driving the annual wheel
JR + ÄS annual bike, equation disc and calendar disc
Cutout of the date disc, which is visible through an opening in the dial
IMP pulse for micromotor, attached to the hour wheel after every six hours

Claims

1. Equation watch with two dials, one of which is the law main time (MEZ), which is also an auto nomes, rotatable slave clockwork (WOZ) according to the Time equation twisted, with the change wheel for the hours pointer of the slave clockwork is stored so that it is not with the slave clock is rotated.

2. Equation clock according to claim 1, characterized in that the Hauptwerk (MEZ) controls a miniature motor (M) that over a Gearbox (M, ZR, JR) rotates a shit (ÄS) that mediates a gear segment according to the time equation (ZRS) moves, which in turn is a transmission wheel (ÜR) which is rigidly connected to the secondary plant (WOZ), twisted.

3. equation clock according to claim 2, characterized in that the Hauptwerk (MEZ) every six hours the miniature motor (M) causes the gearbox (M, ZR, JR), which consists of a pinion (M) with twelve teeth, an idler gear (Z) with 67 teeth, which with another sprocket with twelve teeth is connected, and an annual wheel (JR) with 157 Teeth exist to drive.

4. equation clock according to claim 3, characterized in that the disc (ÄS) is on the shaft of the annual wheel, in which a groove corresponding to the equation deviation is milled into which a guide pin, which is located on the Gear segment (ZRS) is located, engages.

5. equation clock according to one of claims 2, 3 or 4, characterized characterized that there is a date with the disc (ÄS) disc rotates, which by a dial cutout (DAT) displays the current date.

6. Equation clock according to one of the preceding claims, characterized characterized that for the two movements quartz or radio clockworks are used.