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Einrichtung zur automatischen und synchronen Inbetriebsetzung genau gehender, durch einen Synchronmotor angetriebener Uhren
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen und synchronen Inbetriebsetzung genau ge- hender, durch einen Synchronmotor angetriebener Uhren, bei welcher der Sekundenzeiger in einer be- stimmten Lage stillgesetzt und mittels eines von einem Zeitetalon abgeleiteten Zeitsignals wieder in Be- trieb gesetzt wird.
Bisher wurde die Inbetriebsetzung genau gehender Uhren und das dabei erforderliche Einstellen der
Zeitangabe so vorgenommen, dass der Antriebs-Synchronmotor beim Anlaufen in einem solchen Augen- blick in den synchronen Gang gelangt, in welchem der Phasenunterschied (d. h. der Unterschied in der
Zeitangabe) der einzustellenden Uhr gegenüber dem Zeitetalon dem Nullwert am nächsten kommt. Durch die Eigenschaften des Synchronmotors bedingt, ist es jedoch nicht möglich, den Synchronmotor auf diese
Weise in einem vorbestimmten Zeitpunkt in synchronen Lauf zu bringen. Es entsteht immer eine gewisse zeitliche Abweichung gegenüber dem Etalon, die man bei der Zeitmessung stets beachten muss. Dies bedeutet aber eine Komplikation sowohl der Messung als auch der darauf basierenden Berechnungen.
Abgesehen von diesem Nachteil erfordert die Vornahme einer solchen Synchronisation die Dienste eines erfahrenen Fachmannes, wobei der Vorgang meist einige Male wiederholt werden muss. Eine weitere Verringerung der restlichen Abweichungen lässt sich durch Verdrehen des Stators des Synchronmotors oder mittels einer Einrichtung zur kontinuierlichen Phasenverschiebung erreichen. Bei diesen Einrichtungen dauert die Verminderung auch kleiner Abweichungen verhältnismässig lang. Die eigentliche Feststellung der Abweichung erfolgt hiebei mittels eines als Chronograph dienenden elektronischen Zählers, der in Intervallen von zwei Sekunden den Phasenunterschied zwischen dem Bezugssignal und dem der einzustellenden Uhr feststellt.
Aus diesen Ausführungen ist ersichtlich, dass der Inbetriebsetzungs- bzw. Einstellvorgang mit den bisher bekannten Mitteln langwierig ist und einen relativ grossen Aufwand erfordert, wobei eine vollkommene Synchronisierung trotzdem nie ganz exakt erreichbar ist. Dieser Nachteil macht sich besonders dann unangenehm bemerkbar, wenn vom Sekundenzeiger der Synchronuhr elektrische Impulse zur Steuerung weiterer an die Uhr angeschlossener Geräte abgeleitet werden (z. B. mittels des sogenannten Sekundenkontaktes).
Ziel der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile der bisher bekannten Lösungen zu beseitigen.
Dies wird bei der eingangs näher bezeichneten Einrichtung erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwischen dem Synchronmotor und dem Zeigerwerk eine Kupplung eingeschaltet ist, sowie ein vorteilhafterweise als Bremse ausgebildetes Feststellorgan zum Anhalten des Zeigerwerkes vorgesehen ist, wobei die Kupplung und das Feststellorgan durch einen Elektromagneten betätigbar sind, in dessen Stromkreis in Serie ein Arbeitskontakt eines Stop-Relais und ein vom Sekundenzeiger betätigter Minutenkontakt geschaltet sind, und dass ferner ein Start-Relais mit einem im Stromkreis des Stop-Relais liegenden Ruhekontakt vorgesehen ist, dessen Wicklung über einen Arbeitskontakt eines Selektors an einen Empfänger für das Zeitsignal anschliessbar ist, welcher Arbeitskontakt nur mittels des verlängerten Minutenimpulses des Zeitsignals betätigbar ist.
Durch die erfindungsgemässe Einrichtung kann man die Uhr in dem Augenblick in Gang setzen-d. h. das Zeigerwerk der Uhr mit dem bereits im synchronen Lauf befindlichen Antriebs-
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motor kuppeln - wenn die Zeitangabe der Uhr mit der des Zeitetalons vollkommen übereinstimmt. Der gesamte Vorgang kann gänzlich automatisch mittels eines einzigen Druckknopfes vorgenommen werden, so dass eine ungeschulte Bedienungsperson ausreicht.
Die erfindungsgemässe Einrichtung soll nun unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher beschrieben 'werden. Es zeigen Fig. l das Funktionsschema der erfindungsgemässen Einrichtung und Fig. 2 die Schaltung eines Ausführungsbeispieles dieser Einrichtung.
In Fig. l ist M der Synchronmotor, H das Zeigerwerk, K eine Kupplung, F ein Feststellorgan und 0 eine Betätigungseinheit. Beim normalen Gang der Uhr läuft der Motor M und ist über die eingerückte
Kupplung K dauernd mitdemZeigerwerkH in Verbindung, wobei das Feststellorgan F gelöst ist. Die durch ) die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglichte vollautomatische synchrone Inbetriebsetzung geht nun prin- zipiell wie folgt vor sich :
Für das z.
B. nach dem Anlassen des Synchronmotors M zunächst noch nicht synchron mit dem Zeit- etalon laufende Zeigerwerk H wird durch das Kommando P das Betätigungsorgan 0 in Tätigkeit gesetzt, welches die Kupplung K ausrückt und mittels des Feststellorgans F das Zeigerwerk H in einer ganz bei stimmten Stellung zum Stillstand bringt, welche genau jenem Zeitpunkt entsprechen muss, in welchem die neuerliche, nunmehr synchrone Ingangsetzung des Zeigerwerkes H erfolgen soll. Diese Stillsetzung kann auch als vorbereitender Schritt des synchronen Inbetriebsetzungsvorganges aufgefasst werden.
Das vom Zeitsignal abgeleitete Kommando S rückt nun in dem der Anzeige des stillgesetzten Zeigerwerkes H entsprechenden Zeitpunkt mittels des Betätigungsorgans 0 die Kupplung K ein und gibt zugleich das Fest- stellorgan F frei, wobei das Zeigerwerk H synchron mit dem Zeitetalon in Gang gesetzt wird.
Selbstverständlich kann der Vorgang der synchronen Inbetriebsetzung mittels der erfindungsgemässen
Einrichtung ausser für das Anlassen der Uhr genauso auch zum Zwecke der Richtigstellung der Uhrenanzei- ge bzw. des Uhrenganges, d. h. zum Ausmerzen von während des Betriebes auftretenden Abweichungen im Synchronismus zwischen Zeigerwerk und Zeitetalon ausgenützt werden.
Wenn vom Zeigerwerk H gesprochen wird, so wird darunter insbesondere der Sekundenzeiger ver- standen, da die Minuten- und Stundenzeiger bei genau gehenden Uhren nur Elemente von untergeordne- ter Bedeutung sind. So ist es vielfach der Zweck von genau gehenden Synchronuhren, jede Sekunde ein
Sekundenzeitsignal auszusenden. Deshalb ist in diesen Fällen der Sekundenzeiger oder ein diesem ent- sprechender Teil der Uhr z. B. mit 60 Kontakten versehen, die im Laufe einer Minute fortlaufend ge- schaltet werden. Mit dem Minuten- und Stundenzeiger sind keine weiteren Kontakte verbunden, so dass die Lage dieser Zeiger jederzeit, d. h. auch während des Uhrenganges, reguliert werden kann, ohne auf den Gang der Uhr irgendeinen Einfluss ausgeübt zu haben.
In Fig. 2 ist ein Schaltungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung zur automatischen und syn- chronen Inbetriebsetzung der Uhr nach dem Radiozeitsignal mit verlängertem Minutenimpuls dargestellt.
Die Schaltung besteht aus folgenden Teilen : einem Empfänger R für den Empfang des Zeitsignals ; einem
Selektor S, der einen Arbeitskontakt s im Augenblick des Einlangens des Minutenimpulses des Zeitsignals
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einem Start-Relais B mit Ruhekontakt b ; dem Zeigerwerk H ; einem Sekundenkontakt kg, der alle Sekunden auf einen Augenblick durch das Zeigerwerk H geschlossen wird ; einem Minutenkontakt kin, der alle Minuten auf einen Augenblick durch das Zeigerwerk H geschlossen wird ; der Kupplung K und dem Feststellorgan F, einem Elektromagneten Q zur Betätigung der Reibungskupplung K und des Feststellorgans F, das vorteilhafterweise als Bremse ausgebildet ist. Bei stromdurchflossenem Magneten Q ist die Kupplung ausgerückt und das Zeigerwerk ist durch die Bremse F fixiert.
Im entgegengesetzten Falle ist durch die Kupplung K eine mechanische Verbindung des Synchronmotors mit dem Zeigerwerk H hergestellt. Ferner sind ein Schalter V und Drucktaster tel und T vorgesehen.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Durch Einschalten des Schalters V wird die Einrichtung an die Spannungsquelle geschaltet. Bei Betätigung des Tasters T 1wird das Stop-Relais A erregt, welches über den Selbsthaltekontakt al und den Ruhekontakt b des'. zunächst noch unerregten Start-Relais B auch nach Loslassen des Tasters Tl im angezogenen Zustand verbleibt. Der Arbeitskontakt a2 des StopRelais A ist ebenfalls geschlossen. Sobald es zum gleichzeitigen Schliessen der vom Zeigerwerk H betätigten Kontakte ks und km kommt, wird der Elektromagnet Q erregt, welcher die Kupplung K ausrückt und das Zeigerwerk mittels des als Bremse ausgebildeten Feststellorgans F in der Momentanstellung festbremst.
Das gleichzeitige Schliessen der Kontakte ks und km erfolgt genau eine Sekunde nach einer vollen Minute, d. h. der Sekundenzeiger der Uhr wird in der Entfernung von einem Skalenstrich nach der 60.
Sekunde an der Sekundenskala zum Stillstand gebracht.
Sowohl der Kontakt km als auch der Kontakt ks werden vom Sekundenzeiger betätigt. Der Kontakt
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ks dient eigentlich nur dem bereits im vorstehenden angedeuteten Zweck, jede Sekunde ein Sekunden- zeitsignal, z. B. zur Steuerung weiterer Uhren auszusenden. Der Kontakt ks wird daher 60 mal in der Mi- nute geschlossen. Um nun die Lage des Sekundenzeigers beim Anhalten des Zeigerwerkes genau definie- ren zu können, ist ein weiterer Kontakt km vorgesehen, welcher nur einmal in der Minute geschlossen i wird, u. zw. dann, wenn sich der Sekundenzeiger am ersten Teilstrich (in der 1. Sekunde) nach der vol- len Minute befindet.
Das Stillsetzen an dem Skalenstrich der ersten Sekunde ist aus folgenden Gründen zweckmässig :
Das internationale Zeitsignal besteht aus kurzen Sekundenimpulsen (Punkten) und aus einem längeren
Minutenimpuls (Strich). Um die Verbindung zwischen dem im synchronen Lauf befindlichen Motor M und dem Zeigerwerk H mittels eines genau definierten kurzen Impulses - es wurde der erste Sekundenimpuls nach dem Minutenimpuls gewählt-herstellen zu können und die übrigen 58 Sekundenimpulse nicht wirk- sam werden zu lassen, ist der Selektor S vorgesehen, welchem das vom Empfänger R aufgenommene und verstärkte Zeitsignal zugeführt wird. Der Selektor S, der beispielsweise als Relaisschaltung mit verzöger- ter Wirkung realisiert werden kann, reagiert nur auf den längeren Minutenimpuls, nicht aber auf die kur- zen Sekundenimpulse.
Unmittelbar nach Einlangen des Minutenimpulses schliesst der Selektor S seinen
Arbeitskontakt s, wodurch der Empfänger R an den Gleichrichter U angeschlossen wird. Der dem Minu- tenimpuls nachfolgende erste Sekundenimpuls läuft daher vom Empfänger R über den Gleichrichter U und erregt das Start-Relais B, welches seinen Ruhekontakt b öffnet und dadurch den Stromkreis des Stop-Re- lais A unterbricht. Der Kontakt a2 öffnet und unterbricht den Stromkreis des Elektromagneten Q ; dadurch wird die Kupplung K eingerückt, das Feststellorgan F gelöst und das Zeigerwerk H synchron mit dem Zeit- signal in Gang gesetzt.
Mittels des Drucktasters T 2 und einer am Start-Relais B vorgesehenen zusätzlichen Wicklung kann das
Zeigerwerk H auch in jedem beliebigen Augenblick in Gang gesetzt werden.
Die Kupplung K und das Feststellorgan F müssen natürlich nicht auf der Welle des Motors M sitzen, sondern können an irgendeiner geeigneten Stelle zwischen dem Motor und dem Zeigerwerk H unterge- bracht sein, u. zw. gemeinsam oder getrennt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur automatischen und synchronen Inbetriebsetzung genau gehender, durch einen Syn- chronmotor angetriebener Uhren, bei welcher der Sekundenzeiger in einer bestimmten Lage stillgesetzt und mittels eines von einem Zeitetalon abgeleiteten Zeitsignals wieder in Betrieb gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Synchronmotor (M) und dem Zeigerwerk (H) eine Kupplung (K) ein- geschaltet ist, sowie ein vorteilhafterweise als Bremse ausgebildetes Feststellorgan (F) zum Anhalten des
Zeigerwerkes (H) vorgesehen ist, wobei die Kupplung (K) und das Feststellorgan (F) durch einen Elektro- magneten (Q) betätigbar sind, in dessen Stromkreis in Serie ein Arbeitskontakt (aj eines Stop-Relais (A) und ein vom Sekundenzeiger betätigter Minutenkontakt (km) geschaltet sind,
und dass ferner ein Start-Re- lais (B) mit einem im Stromkreis des Stop-Relais (A) liegenden Ruhekontakt (b) vorgesehen ist, dessen
Wicklung über einen Arbeitskontakt (s) eines Selektors (S) an einen Empfänger (R) für das Zeitsignal an- schliessbar ist, welcher Arbeitskontakt (s) nur mittels des verlängerten Minutenimpulses des Zeitsignals betätigbar ist.