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Durch Temperaturänderungen der Luft bewirkte selbsttätige Aufziehvorrichtung
für Uhren Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die infolge der Lufttemperaturänderungen
eine gewisse Arbeit leisten kann, welche zum Aufziehen einer Uhr oder ähnlicher
Vorrichtungen dienen kann.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß die Druckunterschiede
des gesättigten Dampfes einer Flüssigkeit (oder eines verflüssigten Gases) zwischen
einem Behälter, dessen Temperatur den Temperaturschwankungen der Luft sofort folgt,
und; einem Behälter, dessen Temperatur nahezu konstant bleibt oder nur sehr langsam
veränderlich ist, verwendet werden, um eine gewisse Energie zu leisten.
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Dieser Druckunterschied kann verwendet werden, entweder um die Formänderung
eines Blasebalges, welcher eine Hebelanordnung treibt, zu erzeugen oder um eine
gewissei Masse Quecksilber in einem Rohr zu verschieben, was :eine Schaukelbewegung
und eine gewisse Energieleistung zur Folge hat.
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Der Unterschied der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung und
den schon bekannten Einrichtungen, bei welchen nur ein Ausdehnungsgefäß benutzt
wird, ist folgender: Wenn nur ein Ausdehnungsgefäß vorhanden ist, so hat der Blasebalg
im Ruhezustand, also bevor eine Temperaturveränderung eingetreten ist, den Druckunterschied
zwischen der atmosphärischen Luft und dem Drucke des Gases innerhalb des Gefäßes
auszuhalten. Da innerhalb des Gefäßes ein hoher Druck, beispielsweise bei Benutzung
von Ammoniak von t o Atmosphären, herrscht, so ist der von der Wand des Blasebalges
zu tragende Druck 9 Atmosphären. Bei dem Gegenstand der Erfindung ist im. Gleichgewichtszustand
kein Druck auf der Wandung des Blasebalges vorhanden, da auf beiden Seiten derselbe
Druck der Gase einwirkt. Nur bei eintretender Temperaturveränderung verändert sich
der Druck in dem nicht isolierten Behälter. Die Temperatur in dem wärmeisolierten
Behälter wird sich nach einiger Zeit auf dieselbe Temperatur ausgleichen, und @es
ist dann wieder Gleichgewicht auf 'beiden Seiten des Blasebalges vorhanden. Wenn
man nur ein Ausdehnungsgefäß hat, so wird bei steigender Te@mperatur der Blasebalg
dauernd in derselben Richtung ausgedehnt werden. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung
dagegen wird die Ausdehnung des wärmeisolierten Behälters stets nach einiger Zeit
nachfolgen und das Gleichgewicht wiederhergestellt werden, d. h. der Druck außerhalb
und innerhalb des Blasebalges derselbe sein, sobald die Temperatur in dem isolierten
Behälter sich der Außentemperatur angeglichen hat. Hierdurch wird z. B. bei Verwendung
einer Quecksilbersäule diese bei der Vorrichtung der Abb.2 nicht so Boch steigen,
vielmehr immer wieder in ihre Gleichgewichtslage zurückkehren. Der Apparat wird
daher bei hoher und niederer
Temperatur stets im Gleichgewicht sein
und nur bei Temperaturänderungen so lange aus dem Gleichgewicht kommen, bis die
Wärme durch die Isolierschicht durchgedrungen ist.
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Der Dampfbehälter, dessen Temperatur konstant bleiben muß oder nur
sehr langsam veränderlich sein soll, ist vorzüglich in thermischem Kontakt mit einem
Körper von hoher spezifischer Wärme, welcher in einem wärmedichten Behälter (z.
B. einer Dewarflasche) enthalten ist. Der Körper mithoher spezifischer Wärme kann
durch einen Körper ersetzt werden, welcher infolge gewisser physikalischer oder
chemischer Eigenschaften imstande ist, eine große Wärmemenge abzugeben oder zu .absorbieren,
ohne eine merkbare Temperaturänderung anzunehmen.
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Der andere Dampfbehälter wird derart eingerichtet, daß er den Temperaturschwankungen
der Luft sofort folgen kann.
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Auf den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens
dargestellt.
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Es zeigt: Abb. i eine Ausführu bg-sform, bei welcher der Druckunterschied
die Formänderung eines Blasebalges erzeugt, Abb.2 eine Ausführungsform, bei welcher
eine gewisse Quecksilbermasse in einem Rohr verschoben wird, Abb.3 eine andere Ausführungsform
der Abb. 2, Abb. ¢ einen Querschnitt zu Abb. 3.
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In Abb. i zeigt i eine Dewarflasche oder einen wärmedichten Behälter,
,welcher einen Körper mit hoher spezifischer Wärme 2 enthält (Wasser z. B.). 3 ist
ein Behälter in thermischem Kontakt mit dem Körper 2 und enthält eine gewisse Menge
Flüssigkeit 5 (oder verflüssigtes Gas) und seinen gesättigten Dampf 5' (z. B. NH3,
C02, S02). Ein Rohr' 6 verbindet den Behälter 3 mit einem formveränderlichen und
dichten Blasebalg 7, welcher selbst m einer starren Kammer 8 enthalten ist. Diese
Kammer enthält ebenfalls eine gewisse Menge Flüssigkeit 9 (oder verflüssigtes Gas)
und ihren gesättigten Dampf 9' Ferner trägt diese Kammer ein gekrümmtes Rohr io,
welches an seinem äußeren Ende mit einem elastischen Fenster i i versehen ist. Durch
dieses Fenster geht ein Hebel 12, der die Hinundherbewegung des Blasebalges 7 und
des Hebels 12' ins Äußere führt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Nehmen wir an, die
Temperatur des Stoffes 2 und infolgedessen diejenige des Behälters 3 und des in
ihm enthaltenen Dampfes 5' sei gleich der Temperatur der Kammer 8 und des in ihm
enthaltenen Dampfes; der Druck innerhalb und :außerhalb des Blasebalges wird gleich
groß sein, und das System ist im Gleichgewicht. Tritt jetzt eine Änderung der Lufttemperatur
ein, so ändert sich sofort der: Druck in der Kammer 8, aber nicht im Behälter 3,
da seine Temperatur infolge der Anwesenheit des wärmedichten. Behälters unverändert
bleibt. Dieser Druckunterschied bewirkt eine Formänderung des Blasebalges, welcher
die Hebel 12 Und 121 bewegt. Diese Bewegung, auf der Abbildung durch einen Pfeil
f gekennzeichnet, kann irgendwie gebraucht werden, um eine Uhr oder ähnliche Vorrichtung
zu betätigen.
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Abb.2 zeigt eine Vorrichtung, in welcher die Verschiebung einer Quecksilbermasse
in einem Rohr angewandt wird. 15 ist -ein U-förmiges Rohr, welches .eine
gewisse Menge Quecksilber 16 und eine Flüssigkeit 17 (oder verflüssigtes
Gas) mit ihrem. gesättigten Dampf i7' enthält (z. B. NH3, C02, S02' usw.). Die .eine
Hälfte des Rohres 15b ist in der freien Luft, dagegen taucht die andere i 5a in
einen wärmedichten Behälter i (z. B. eine D.ewax$asche), welche einen Körper 2 mit
hoher spezifischer Wärme (z. B. Wasser) enthält.
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Wie oben gesagt, treten bei Temperaturänderungen der äußeren Luft
Druckunterschiede zwischen a und b ein.; die Quecksilbermasse wird verschoben,
was zur Folge hat, daß das ganze System aus dem Gleichgewicht gebracht wird und
eine gewisse Drehung um die Achse X (lotrecht auf der Figur) ausführt. Diese Drehung
Und die dabei geleistete Arbeit kann zum Aufziehen einer Uhr oder ähnlichen Vorrichtung
gebraucht werden. Wenn sich die Temperatur später im umgekehrten Sinne ändert, so
kommt das ganze System in die Anfangslage zurück.
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Abb.3 zeigt eine andere Ausführungsform der Abb. z. Der Behälter i9,
welcher einen Stoff mit großer spezifischer Wärme 2 enthält, ist selbst in einem
größeren Behälter 2o, aber mit ähnlicher Form enthalten. Zwischen i9 und 2o befindet
sich ein thermischisolie= Tender Körper (gegebenenfalls Vakuum), und das U-förmige
Rohr hat eine besondere Form, so daß die eine Hälfte i 5a mit dem inneren, i9, die
andere, i5b, mit dem .äußeren Behälter 2o in thermischem Kontakt ist. Diese zwei
Hälften sind durch ein Kapillarrohr in Verbindung. Die Wirkungsweise ist gleich
der im Falle der Abb.2; die Drehung geschieht um die Achse X'. Abb. q. zeigt einen
Querschnitt AB der Abb.3.