DE2029108A1 - Kontaktloser Schalter, insbesondere für kontaktlose Weckerauslösung - Google Patents

Description

• Kontaktloser Schalter, insbesondere für kontaktklose Weckerauslösung.
• Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Schalter, der insbesondere für eine kontaktlose Weckerauslösung geeignet ist.
• Durch die Zeitschrift "Neue Uhrmacherzeitung, 1968, Seite 12 ff" ist eine elektronische Schlagwerksteuerung für Uhren bekannt geworden Dabei wird eine Dämpfungsscheibe zwischen zwei Spulen gebracht, wodurch in der Spule mit der hoheren Windungszahl eine Spannung induziert wird, die den Basisstrom für einen nachgeschalteten Transistor liefert Dieser öffnet und bringt einen zweiten Transistor hierdurch in leitenden Zustands so daß ein Elektromotor an Spannung gelegt wird und ein Schlagwerk aufziehen kann0 Hierbei werden Luftspulen verwendet, deren elektromagnetische Eigenschaften bekanntlich verhältnismässig stark von der räumlichen Anordnung der Spulen abhängt, Ausserdem ist der beim Einbringen der Dämpfungsscheibe induzierte Spannungsstoß verhältnismässig gering, so daß die Anordnung nicht sehr sicher arbeitet.
• Ferner ist es bekannt9 zwischen der Schwing- und Rückkopplungsspule eines Oszillators ein dämpfendes Mittel, beispielsweise eine Metall-Lamelle, einzubringen0 Von einer derartigen Anordnung machen sogenannte Grenzwertmelder für messinstrumente, Schwimmerschalter, Endschalter etc. Gebraucht Ferner sind Anordnungen bekannt geworden, die zum Einschalten eines Antriebsmotors für ein Schlagwerk verwendet werden. Weiter ist es bekannt, eine derartige Anordnung zum periodischen Schalten von Mebenuhren zu verwenden.
• Alle bekannt gewordenen Anordnungen sind jedoch sehr aufwendig und damit teuer, weil umfangreiche schaltungstechnische Maanahmen erforderlich sind, und zwar einerseits zur Temperaturstabilisierung und andererseits wegen der Ansteuerung nachgeschalteter elektrischer Aggregate.
• Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen kontaktlosen Schalter vorzuschlagen, der bei geringem Schaltungs- und Fertigungsaufwand insbesondere für eine kontaktlose Weckerauslösung geeignet ist, wobei dieser Schalter sehr sicher arbeiten soll.
• -Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei Spulen in einer Schwingschaltung vorgesehen sind, und daß ein die Schwingung dämpfendes oder die Kopplung der beiden Spulen heraufsetzendes Bauelement in einem zwischen beiden Spulen vorgesehenen Luftspalt einbringbar ist.
• Dabei können beide Spulen über ein verstärkendes Element, beispielsweise einen Transistor, miteinander verbunden sein.
• mit Vorteil werden beide Spulen durch die Schwing-bzwo Rückkopplungsspule eines Schwingkreises gebildet, Dabei kann jeweils ein derartiges Spulenaggregat beidseitig des erwähnten Bauelementes vorgesehen sein.
• Die Dimensionierung der Anordnung ist so vorgenommen, daß bei Entdämpfung die Rückkopplungsschwingung sofort einsetzt0 Einerseits lässt sich die Rückkopplungsschwingung direkt einem elektro-akkustischen oder anderen Wandler zuführen, und zwar, falls erforderlich, unter vorheriger Verstärkung, andererseits lässt sich die Hüllkurve beispielsweise einer Kippstufe oder einem astabilen rnultivibrator zuführen, der ausgangsseitig einen elektro-akkustischen oder anderen Wandler beaufschlagt.
• Eine vorteilhafte Weiterbildung der Neuerung besteht darin, daß die Schwing- oder Rückkopplungsspule gleichzeitig Sc;wing- und Rückkopplungsspule eines elektro-akkustischen oder anderen Wandlers bzw, Generators bildet, so daß ein äusserst einfacher und preisgünstiger Aufbau erzielt wird. Bei Bedarf lässt sich durch Verändern der Windungszahl einer der beiden Spulen die Triebspannung den Erfordernissen entsprechend verändern. Wird ein piezoelektrischer Wandler eingesetzt, so wird zweckmässigerweise die Spannung herauftransformiert, so daß das relativ hochohmige piezoelektrische System dem niederohmigen Generator angepasst wird.
• Weiter besteht die Möglichkeit, den zur Schwingungserzeugung erforderlichen Transistor gleichzeitig als einen Transistor einer vorgeschalteten Kippstufe bzw. eines astabilen Multivibrators zu verwenden.
• Zur Änderung des Schwingungszustandes des Oszillators kann die Schwingung auch verstärkt werden0 Hierzu wird beispielsweise ein Ferromagnetkern in eine der Spulen eingebracht.
• Verwendet man hierzu Eisenspulen, so ergibt sich eine besonders gute Konstanz der Schwingungseigenschaften.
• Es können aber auch Eisenspulen und teilweise Luftepulen oder auch nur Luftspulen zur Verwendung kommen, wobei in den Aufnahmeraum der Luftepulen dann die den elektrischen Zustand der Schaltung ändernden Elemente eingebracht werden können. Auch sind Luftspulen preisgünstiger herzustellen, als Eisenspulen.
• Ferner kann dem Oszillator ein kontaktloser Zeitschalter nachgeschaltet sein. Ausserdem kann zusätzlich ein kontaktloser intermittierender Signalgeber nachgeschaltet sein.
• Die Schaltung reagiert b.esonders empfindlich, wenn das erwähnte Dämpfungselement zwischen die Pole eines HF-Tastkopfes gebracht wird Ferner kann ein Intervallschalter von dem kontaktlosen Schalter angesteuert werden0 Die Hochfrequenzschwingung des Oszillators kann auch durch-eine Selbeteperrechaltung oder eine Rückkopplungsschaltung moduliert werden. Hierbei kann die positive und/oder negative Hüllkurve der HF-Schwingung für die Steuerung des Signals verwendet werden.
• Eine weitere Möglichkeit zur Modulation einer Oszillator-Hochfrequenzschwingung ist gegeben, wenn diese durch eine auf einem Programmträger aufgezeichnete Niederfrequenz moduliert wird. Dieser Programmträger ist beispielsweise ein Magnetband, dessen gespeicherte Signale in die HF-Schwingung eingekoppelt werden.
• Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausführung des kontaktlosen Schalters nach der Erfindung ist ein von einem Uhrwerk gesteuertes Steuerteil, beispielsweise ein Stundenrad, vorgesehen, das über das Uhrwerk zu einer voreinstellbaren Zeit bewegt wird, wobei diese Bewegung das genannte schwenkbar gelagerte Dämpfungselement zwischen die Spulen des HF-Tastkopfes bringt. Hierdurch wird also der Schwingungszustand des Oszillators geändert.
• Dieses Steuerteil kann so ausgebildet sein, daß es nach einer voreinstellbaren Zeit in seine Ausgangslage zurückfällt, wodurch die Änderung der Oszillatorschwingung, beispielsweise also die Schwingungsdämpfung, ausgehoben wird.
• Das Dämpfungselement kann an einem Arm eines zweiarmigen Hebels vorgesehen sein, dessen anderer Arm das Steuerteil umfasst0 Dieses Steuerteil kann ein Rad sein, das axial beweglich gelagert ist. Bei manchen Anwendungsfällen kann das Dämpfungselement auch von Hand eingeschwenkt werden0 Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei gehen weitere merkmale der Erfindung aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung hervor.
• Es zeigt: Fig. 1 schematisch eine Darstellung eines kontaktlosen Schalters; Fig. 2 schematisch die Steuerung eines Dämpfungselementes durch ein Stundenrad; Fig0 3 eine modulierte Hochfrequenzschwingung eines Oszillators; Fig. 4 eine ebenfalls modulierte Hochfrequenzschwingung, wobei positive und negative Impulse erzeugt werden; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Dämpfungselementes mit an einem Arm angeordnetem Stundenrad; Fig. 6 eine seitliche Ansicht durch ein Bauelement, bei dem das Element nach Fig. 7 eingebaut ist, wobei der HF-Oszillator entdämpft ist und Fig. 7 eine Ansicht entsprechend Fig. 6 mit bedämpftem Oszillator und einer abgeänderten Bauform der Schwingspulen.
• Dem in Fig. 1 dargestellten Oszillator 1 ist ein HF-Tastkopf 2 vorgeschaltet, der zwei Spulen 3, beispielsweise Eisenspulen, trägt. In die Öffnung zwischen diesen beiden Spulen kann eine Aluminiumfahne 4 gebracht werden, die in Richtung des Doppelpfeiles 5 beweglich ist. Falls die Aluminiumfahne 4 nach rechts zwischen die beiden Eisenspulen 3 gebracht wird, wird die HF-Schwingung des Oszillators 1 gedämpft oder verstemmt, Dem Oszillator ist eine Kippstufe 5 mit einem Ausgang 7 nachgeschaltet, an den ein Verbraucher, beispielsweise ein elektrischer Summer, angeschlossen werden kann. Der Verbraucher kann aber auch beispielsweise eine Lampe oder ein Läutwerk sein.
• In Fige 2 ist eine Konstruktion zur Schwenkung des Dämpfungselementes in den Bereich der Spulen dargestellt.
• Dabei ist ein umlaufendes Rad, beispielsweise ein Stundenrad, 8, vorgesehen, das über einen nicht gezeigten mechanismus aus der gestrichelt dargestellten Position in axialer Richtung verschoben werden kann. Der Rand des Stundenrades wird dabei von einer Klammer 9 umfasst, die an einem Ende eines zweiarmigen Hebels 1o mit. dem Drehpunkt 11 sitzt. Am anderen Ende des Hebels 1o sitzt die Aluminiumfahne 4, die wie bei der Darstellung der Fig. 1 zwischen die Eisenspulen 3 eines Oszillators gebracht werden kann.
• Dabei wird sie in Richtung des Doppelpfeiles 12 verschwenkt.
• Die axiale Verschiebung des Stundenrades 8 ist durch den Pfeil 13 erläutert. Dieses Stundenrad dreht sich in Richtung des Drehpfeiles 14, wobei es zu einer vorbestimmten Zeit aus der gestrichelt dargestellten Lage nach oben und nach einer weiteren Zeit wieder zurück in seine Ausgangslage gebracht wird.
• Die konstruktive Anordnung, beispielsweise bei einem Wecker, wird in vorteilhafter Weiss so getroffen, daß sowohl der HF-Tastkopf, wie auch alle zugehörigen elektronischen Bauelemente auf einer gedruckten Schaltungsplatte angeordnet sind. Auf dieser Schaltungsplatte sind dann auch weitere elektronische Baugruppen zusammengezogen, und zwar sowohl die Steuer- wie auch die Antriebselektronik, beispielsweise eines Zeitnormals, ferner auch die Steuer- und Antriebs elektronik des elektroakkustischen Signalgebere, so daß im wesentlichen nur ein elektronischer Baustein vorliegt, der alle funktionswichtigen elektronischen und elektromechanischen Bauteile enthält.
• Von dieser Leiterplatte sind also keine galvanischen Verbindungen mehr zu anderen Teilen des mechanischen Laufwerkes erforderlich.
• Aus dem Schalter nach der Erfindung kann noch ein Stellrad herausgeführt sein, mit dem das Dämpfungselement 4 von Hand zwischen die Spulen geschwenkt werden kann.
• Das Zurückschwenken kann dabei ebenfalls von Hand oder auch über einen zeitgesteuerten mechanismus erfolgen.
• In Fig. 3 ist eine hochfrequente Schwingung 15 dargestellt, die in bestimmten Zeiten von einer Niederfrequenz getastet wird Dabei entstehen positive oder negative Rechtecke der Hochfrequenz. Fig. 4 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. Es ist ersichtlich, daß nur die positiven oder auch nur die negativen Rechtecke, evtl. auch beide, zur Steuerung verwendet werden können.
• In Fig. 5 ist ein Stundenrad 8 gezeigt, welches an einem Arm 20 befestigt ist. Dieser Arm wird, wie auch aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, an seinem linken Ende mit einer Platine 21 verschraubt oder sonst wie fest verbunden.
• Das andere Ende des Armes 20 trägt ein Dämpfungselement 4, in Gestalt einer Metallfahne, Dieses Dämpfungselement ragt zwischen die Spulen 3 eines HF-TastkopfesO Die mit dem Dämpfungselement 4 verbundene Seite des Armes 2c kann sich in Richtung des Doppelpfeiles 22 je nach dem Schaltzustand des Oszillators bewegens (Vgl. auch Fig. 6 und 7).
• Fig. 6 zeigt das System in eingeschaltetem Zustand.
• Der HF-Oszillator ist dabei also entdämpft. Daraus ist ferner ersichtlich, daß der Arm 20 auf einer axial verschieblichen Welle 23 aufsitzt, Es ist besonders deutlich sichtbar, daß das Dämpfungselement hierbei aus dem Luftspalt 24 zwischen den beiden Spulen 3 herausgehoben ist0 Fig. 7 zeigt den ausgeschalteten Schaltzustand, in dem der HF-Oszillator durch Einbringen des Dämpfungselementes 4 bedämpft ist0 Ausserdem ist gegenüber der Darstellung nach Fig0 5 und E bei den Spulen 3 eine vergossene Baueinheit gebildet. Diese Baueinheit kann auch durch Umhüllen bzw. Umpressen gebildet werden.
• Die Fig. 6 und 7 zeigen ferner eine Öffnung 25 in der Platine 21, durch die das Dämmungselement 4 hindurchragt.
• In diesen Fig. steht die Dämpfungsfahne somit unter Vorspannung nach oben. Sobald das Stundenrad 8 bei Erreichen der Signalzeit bzw. Weckzeit einfällt, (d.h. nach oben gehoben wird), folgt die Fämpfungsfahne durch die oben genannte Vorspannung bzw.
• Federkraft, wodurch der HF-Tastkopf entdämpft wird.
• Die Oszillatorschwingung setzt ein und es ist eingeschaltet. Diesen Zustand stellt die Fig, 6 dar.
• Fig. 7 zeigt also die Lage von Stundenrad und Dämpfungsfahne im bedämpften, also ausgeschalteten Zustand.
• Als Anwendungsgebiet der Erfindung sind alle Konstruktionen zu betrachten, bei denen ein elekt-risches Signal kontaktlos ausgelöst werden soll. Dieses Signal wird bei der Erfindung insbes. in Zusammenhang mit Zeitschaltungen verwendet.
• patentansprüche

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Kontaktloser Schalter, insbesondere für kontaktlose Weckerauslösung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Spulen (3) in einer Schwingschaltung vorgesehen sind, und daß ein die Schwingung dämpfendes oder die Kopplung heraufsetzendes Bauelement (1) in einem zwischen beiden Spulen vorgesehenen Luftspalt einbringbar ist.

   2. Schalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beide Spulen (3) über ein verstärkendes Element, beispielsiiieise einen Transistor, miteinander verbunden sind.

   3. Schalter nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß beide Spulen (3) durch die Schwing- bzw. Rückkopplungsspule eines Schwingkreises gebildet werden.

   4. Schalter nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z.e i c h n e t , daß die Rückkopplungsschwingung einem Wandler zugeführt wird0 So Schalter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß vor den Wandler ein Verstärker geschaltet ist.

   6. Schalter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Hüllkurve der Schwingung einer Kippstufe oder einem astabilen Multivibrator zugeführt wird, der ausgangsseitig den Wandler beaufschlagt.

   7. Schalter nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schwing- bzw.

   Rückkopplungsspule gleichzeitig Schwing. bzw.

   Rückkopplungsspule eines Wandlers oder Generators ist.

   8. Schalter nach Anspruch 6 und Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zur Schwingungserzeugung erforderliche Transistor gleichzeitig für die Kippstufe bzw. den astabilen Multivibrator verwendet wird0 9. Schalter nach Anspruch 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Dämpfungselement (4) eine schwenkbare Metallfahne, vorzugsweise eine Aluminium- oder Kupferfahne ist.

   lo. Schalter nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Oszillator (1) eine unterteilte Triebsspule undoder eine unterteilte Rückkopplungsspule besitzt und daß das Dämpfungselement (4).

   zwischen jeweils zwei dieser Spulen (3) geschwenkt wird.

   11. Schalter nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Spulen (3) Luftspulen und/oder Eisenspulen verwendet werden.

   12. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (4) zwischen die Pole eines HF-Tastkopfes (2) gebracht wird.

   13o Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Oszillator (1) ein kontaktloser Zeitschalter nachgeschaltet ist0 14. Schalter nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zusätzlich ein kontaktloser, intermittierender Signalgeber nachgeschaltet ist.

   15. Schalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die HF-Schwingung des Oszillators (1) durch eine Selbstsperrschaltung oder eine Rückkoppelungsschaltung moduliert wird.

   16. Schalter nach Anspruch 15 d a d ur c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die positive und/oder negative Hüllkurve für die Steuerung des Signale verwendet wird.

   17. Schalter nach Anspruch 15 oder Anspruch 162 dadurch gekennzeichnet, daß die HF-Schwingung (15) durch eine auf einem Programmträger aufgezeichnete Niederfrequenz moduliert wird, 18. Schalter nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Programmträger ein magnetband ist, dessen gespeicherte Signale in die HF-Schwingung (15) eingekoppelt werden.

   19. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einem Uhrwerk gesteuertes Steuerteil (8), beispielsweise ein Stundenrad, zu einer voreinstellbaren Zeit bewegt wird und diese Bewegung das schwenkbar gelagerte Dämpfungselement (4) zwischen die Spulen (3) bringt.

   20. Schalter nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuerteil (8) nach einer voreinstellbaren Zeit in seine Ausgangslage zurückfällt, wodurch die Schwingungsänderung aufgehoben wird.

   21. Schalter nach Anspruch 19 oder Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (4) an einem Arm eines zweiarmigen Hebels (lo) vorgesehen ist, dessen anderer Arm das Steuerteil (4) umfasst.

   22. Schalter nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerteil (8) ein Rad ist, das axial bewegt wird0 23. Schalter nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (4) von Hand eingeschwenkt wird.

   24. Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ferromagnetteil zwischen die Spulen (3) des Oszillators (1) gebracht wird.

   25. Schalter nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Intervallschalter n eine monostabile Kippstufe, ein monostabiler Multivibrator, ein monostabiler Oszillator, eine monostabile Rückkoppelungsschaltung oder eine ähnlich arbeitende Schaltung verwendet wird.

   L e e r s e i t e