DE2113233C3 - Zeithaltendes Gerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zeithaltendes Gerät, bestehend aus einer Taktgebereinheit mit einem Synchronmotor, dessen Drehzahl durch die Frequenz einer Wechselspannungsquelle gesteuert wird und der durch seine Drehung einen Signalsender betätigt, welcher in gleichbleibenden Zeitabständen Ultraschallwellen abgibt, und einer zum Empfang der Ultraschallwellen ausgelegten und zur Steuerung der Zeitanzeige dienenden Zeitanzeigeeinheit mit einer aus Batterien bestehenden Stromquelle sowie Kontaktvorrichtungen zur Aktivierung des Steuerstromkreises.

Frequenzgesteuerte Zeitmcßvorrichtungen oder Zeitgeber sind bekannt und allgemein im Gebrauch. Bei den herkömmlichen Zeitmeßvorrichtungen ist jedoch die Taktgebereinheit in einem Block zusammen mit der Zeitanzeigeeinheit ausgeführt, und diese muß wann wci ucu nuuui~ii, —— —
jemand über die zwischen Zeitgeber und ί erforderliche Zuleitung stolpert und auf diese Weise ein Unfall hervorgerufen wird.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wurde bereits ein schnurloser Zeitgeber vorgechlagen, der mit Trokkenbatterien zum Antrieb der Taktgebereinheit ausgestattet ist. Mit diesem bekannten schnurlosen Zeitgeber ist es jedoch schwierig, ein im Vergleich zu dem oben beschriebenen älteren Gerät, das an die Wechselspannungsquelle angeschlossen ist, genaue Zeitanzeige zu erzielen. Aus diesem Grunde haben Fehler, die sich während einer kontinuierlichen Zeitanzeige akkumulieren, eine ungenaue Zeitanzeige zur Folge. Auch ein Versuch, die Ungenauigkeit bei der Zeitanzeige vermittels einer Präzisionsvorrichtung auszuschalten, bedingte natürlich eine große Steigerung der Herstellungskosten, so daß die betreffenden Zeitgeber sehr teuer sind.

Ferner ist eine Synchronisationseinrichtung für das Reglerorgan zeithaltender Geräte mit einer vom Reglerorgan gesteuerten elektronischen Schalteinrichtung bekanntgeworden. Die Steuerung erfolgt hier durch eine als Induktionsfühler vorgesehene Synchronisationssteuerspule, die mit dem eine Magnetanordnung enthaltenden Reglerorgan zusammenwirkt. Die Schaltvorrichtung steuert eine Synchronisationswicklung derart, daß diese nur in einer Lage des Reglerorgans während eines Zeitraumes gespeist wird, der der wirksamen Sendezeit der Signale entspricht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine schnurlose Zeitmeßvorrichtung zu schaffen, die aus einer Taktgebereinheit, welche durch die Frequenz der in Haushalten zur Verfügung stehenden Wechselspannung gesteuert wird und in gleichbleibenden Zeitabständen Ultraschallwellen abgibt, und einer getrennt von dieser Taktgebereinheit ausgebildeten Zeitanzeigeeinheit besteht, welche eine zum Empfang der Ultraschallwellen dienende Vorrichtung und eine mit der Empfangsvorrichtung gekoppelte und zur Betätigung der Zcitanzeige-Stellvorrichtung dienende Vorrichtung aufweist, und an einer von der Wechselspannungsquellc entfernten Stelle angeordnet werden kann, ohne durch eine Zuleitung mti dieser verbunden zu sein, d. h. ein schnurloser Zeitgeber ist. Die Zeitanzeigevorrichtung soll dabei so ausgelegt sein, daß sie von äußeren Störungen unbeeinflußt ist und stets synchron mit der Taktgebcreinheil arbeitet.

Die vorgeschlagene Zeitineßvorrichtung. bestellend aus einer Taktgebereinheil mit einem Synchronmotor, dessen Drehzahl durch die Frequenz einer Wechselspannungsquelle gesteuert wird und der durch seine Drehung einen Signalsender betätigt, welcher in gleichbleibenden Zeitabständen Ultraschallwellen abgibt und einer zum Empfang der Ultraschallwellen ausgelegten und zur Steuerung der Zeitanzeige dienenden Zeitanzeigeeinheit mit einer aus Batterien bestehenden Stromquelle sowie Kontaktvorrichtungen zur Aktivierung des Steuerstromkreises ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufladung eines Kondensators in Reihe geschaltete Transistoren leitend sind und dadurch ein Signalempfänger empfangsbereit ist und

bei Signalempfang einem Elektromagneten eines Nockenscheibe Λ 3 führt dementsprechend eine UmSchaltwerkes Strom zuführt, daß dann durch einen drehung pro Minute aus. Bei einem Umlauf der Nok-Anschlaghebel des beweglichen Eisenkerns des kenscheibe wird der Schalter AS während 5 Se-Schaltwerkes gegen die Kraft einer Rückstellfeder künden durch den Nocken A 3a geschlossen, wähder bewegliche Kontakt eines Schalters mit dessen 5 rend der Schalter Λ 5 in der übrigen Zeit, d.h. außerfeststehendem Kontakt verbunden wird, so daß der halb der 5 Sekunden während des 1 Minute Kondensator sich entlädt und danach die Transistoren dauernden Umlaufs der Scheibe in der öffaungsstelsperren und dadurch der Sign.alempfänger in den lung bleibt. In der ganzen Zeitspanne, in welcher der nicht empfangsbereiten Zustand versetzt wird und Schalter Λ 5 in der Schließstellung gehalten wird, ist dali dann durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum io der Sender A 4 in kontinuierlichem Betrieb und gibt Elektromagneten mittels der Feder der bewegliche eine Ultraschallwelle mit einer Frequenz in der Grö-Eisenkern und damit auch der bewegliche Kontakt in ßenordnung von mehreren zehn kHz ab, die außerdie Ausgangsstellung zurückgeführt werden, wobei halb des Hörbereiches liegt und im wesentlichen durch die Klinke des Eisenkernes das Schaltrad der keine große Richtwirkung hat.

Zeitanzeigevorrichtung um einen Zahn weiterge- 15 In Fig. 2 ist eine ZeilanzeigeeinheitB dargestellt,

schaltet wird. In dieser Zeitanzeigeeinheit bezeichnet das Bezugs-

Infolge der erfindungsgemäßen Auslegung der zeichen B1 eine aus Batterien bestehende Strom-Zeitanzeigeeinheit, daß nämlich die Zeitspanne, in quelle, das Bezugszeichen B 2 eine Einschal izeitwelcher sie ein Signal von der Taktgebereinheit emp- Schaltung, B 3 einen Empfänger für das Ultraschallfangen kann, begrenzt ist, und die Zeitanzeigeeinheit ao wellensignal, B 4 ein Schaltwerk oder Anker mit außerhalb dieser begrenzten Zeitspanne in einen Zu- einer Schaltklinke B4a zum Verstellen eines Schalts'.and versetzt ist, in der sie keine Ultraschallwellen radcsßS, das seinerseits mit einer Minuten-Anzeiempfangen kann, wird ein durch äußere Störeinflüsse getafel gekoppelt ist. B 6 eine erste Ausschaltzeitbedingtes fehlerhaftes Arbeiten der Zeitanzeigeein- Schaltung, die zur zeitlichen Verzögerung des Ausheit ausgeschaltet. Die Zeitspanne für die Abgabe 25 gangssignals für eine bestimmte Zeitspanne und zum von Ultraschallwellen durch die Taktgebereinheit Rückstellen der Einschaltzeit-Schaltung B 2 mit diewird stets synchron mit der Antriebszeitspanne für ser Verzögerung dient, und B 7 bezeichnet einen die in der Zeitanzeigeeinheit befindliche Zeitan- Schalttransistor.

zeige-Stellvorrichtung gehalten, wodurch eine genaue Die in F i g. 2 dargestellte Zeitanzeigeeinheit B ar-

Zcitmessung gewährleistet ist. 30 beitet in der Weise, daß ihr Signalempfänger B 3 die

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand von der Taktgebereinheit A ausgesandte Ultraschallbeispielsweise dargestellt, und zwar zeigt welle empfängt und dadurch den Anker B 4 antreibt,

F i g. 1 eine zur Erläuterung dienende schemati- so daß dessen Klinke B 4 α das Schaltrad B 5 um

sehe Darstellung einer Taktgebereinheit, die mit einen Zahn weilerdreht, wodurch die Zeitanzeige um

einer Haushaltsstromquelle verbunden ist, 35 eine Minute weitergestellt wird. Während dieses Teils

F i g. 2 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungs- des Vorgangs und nach Ablauf einer Zeitspanne, die

form einer Zeitanzeigeeinheit der erfindungsgemäßen ausreichend groß bemessen ist, damit der Anker das

Zeitmeßvorrichtung zeigt, wobei die Zeitanzeigeein- Weiterrücken der Zeitanzeige vollständig zu Ende

heit getrennt von der in F i g. 1 dargestellten Taktge- führen kann, wird die Einschaltzeit-Schaltung B Z

bereinheit angeordnet ist, 40 durch die erste Ausschaltzeit-Schaltung B 6 der

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer elektri- Rückkopplungsschaltung zurückgestellt, die eine besehen Schaltung entsprechend der Erfindung, die stimmte Zeitkonstante aufweist. Daraufhin senkt die Einzelheiten der in Fig. 2 dargestellten Anzeigeein- Einschaltzeit-SchaltungB 2 die zu dem Signalempheit zeigt, dieser weitgehend entspricht, sich jedoch fänger ß 3 fließende Stromstärke auf einen Wert ab. von der Einheit der F i g. 2 unterscheidet. 45 der niedriger ist als der Ausschaltstrom des Transi-

Im folgenden werden die bevorzugten Ausfüh- stors. Dieser Zustand hält etwa 55 bis 59 Sekunden rungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. In lang an, wobei der Signalempfänger B 3 in dem nicht Fig. 1 ist eine Zeit- oder TaktgebereinheitA darge- betriebsbereiten Zustand gehalten wird. Dann macht stellt. Das Bezugszeichen A 1 an der Taktgeberein- die Einschaltzeit-Schaltung ß 2 den Transistor B 7 erheit A stellt einen Stecker dar, der mit einer Haus- 5° neut leitend, so daß der Empfänger B 3 in den Signalhaltsstromquelle verbunden wird. Das Zeichen A 2 empfangszustand gebracht wird. Daraufhin gibt die bezeichnet das Gehäuse zur Aufnahme eines (nicht oben beschriebene Taktgebereinheit A eine Ultradargestellten) Synchronmotors, der durch die Fre- schallwelle ab, wodurch der vorbeschriebene Ablauf quenz der Stromquelle geregelt wird. Das Gehäuse von neuem eingeleitet wird.

enthält außerdem eine Nockenscheibe A 3 mit einem 55 Die in F i g. 3 in größeren Einzelheiten dargestellte

Nocken A 3 a, und die Scheibe wird von dem Motor elektrische Schaltung lediglich der Zeitanzeigeein-

mit der Frequenz von einer Umdrehung pro Minute heit.B stellt eine teilweise Abänderung der in Fig. 2

gedreht. Mit A 4 ist ein Sender bezeichnet, der eine dargestellten Ausführung dar. Es ist zu bemerken.

Frequenz in der Größenordnung von mehreren zehn daß in F i g. 3 die Taktgebereinheit weggelassen ist.

kHz aussendet, die oberhalb des Hörbereiches liegt. 60 Für diese Ausführungsform läßt sich ebenfalls die in

A S bezeichnet einen Schalter, durch den der Sen- F i g. 1 dargestellte und bereits beschriebene Taktge-

der/14 betätigt wird, wenn der Schalter durch den bereinheit A verwenden.

Nocken A 3a der Nockenscheibe A 3 geschlossen ist. Fig. 3 zeigt somit eine vollständige Darstellung

Die in Fig. 1 dargestellte TaktgebereinheitA wird einer weiteren Ausführung der Zeitanzeigeeinheit. In

durch Verbinden des Steckers A 1 mit der Haushalts- 65 der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Si-

wechselspannungsqueile in Betrieb gesetzt. Dadurch gnalempfangsvorrichtung dargestellt, die zum Emp-

wird der Synchronmotor in Drehung versetzt und fang einer von der vorgenannten Taktgebereinheit A

dreht die Nockenscheibe A 3 im Uhrzeigersinn. Die ausgesandten Ultraschallwelle dient und einen Signal-

mit eine, JLphon ,. ^ D« ßXgs^ichen 3 bezeichnet eine mechanische Zcitan-

^Stellvorrichtung, die aus einem Schwerm einem Elektromagneten 4 der mit den Ausgangs kiemmen des Empfängers 2 verbunden «,einem be weglichen Eisenkern 5 mit einer Schaltklinke^ a und ei Anschlaghebel 5 6, die beide in einem Stuck mit dem Kern ausgebildet sind, einer reder 6 «eiche dazu dient, den Eisenkern S in seme Nonjallagc zu d im Schaltrad 7 besteht da mn ememZahn ^des j ^

Schal _{dcnsalor 10} entladen. Folglich (al

»irdα ^ ^ ^ _{des Feleff}ekttrans.stors 11

d ^ ^ _{dcr niedrigcr jst a}, _d Sourcepo-

_{Dcr Transistor u wird} abgeschaltet, d.h. gc-

wodurch die Transistoren 14 und 15 ebenfalls *«* ^^ _{Dadurch wird ied m der} Si-

g _{2 in den nicht} empfangsbereiten Zu-

g P B^ _{und dic Stromzuf hr zu} dem Elektro-

_{den nicht} empfangsberei

dazu dient, den Eisenkern S in seme Nonjg g P B^ _{und dic Stromzuf hr zu} dem Elektro-

rückzustellen, und einem Schaltrad 7 besteht da mn fe _χ unterbrochen. Infolgedessen kann der

der Zeitanzeige-Stellvornchtung B⁶KfPJ⁵JA^ bewegliche Eisenkern5 unter der von der Feder6

Ende jeder einzelnen Minute J^e«^el1* f^llSen ausgeübten Spannung in seine obere Lage zuruck-

indem sie durch die Schaltklinke 5 α des beweglichen au g ι _{oben hteten B}eue-

Eise^rns 5 verstellt wird. Mit dem Bezugszeichen 8 Kehren ™r _g ^ ^ ^^ ,

ist eine zweite Ausschataeit^hal^ dargejle U ·5 ^ \_{£ 5 fl des Eisenkcrns} 5 um einen vorbestimmten

die dazu dient, die Signalempfa^vo richtung 1 tür ^ ^^ _{die Zeit nzei}g_{e S}tellvor

eine vorbestimmte Zeitspanne m den nicht emplangs * 1

bereiten Zustand zu versetzen. Die^zweiteAu«chajt B i « aus dem ^erstand»

einen vorbestimmte ^^ _{die Zeit nzei}g_{e S}tellvor_

Minute weitergestellt wird Durch des beweglichen Eisenkerns l 13 d offnungsslcl-

bereiten Zustand zu versetzen. Die^zweiteAu«chajt ^„^egiing des beweglichen Eisenkerns

zeit-SchaltungB weist «η« aus dem ^erstand» _{außerdem der} Schalter 13 in die offnungsslcl-

d d Kdensator 10 bestehende ^Ukons Um _{bh dß d} Kondensator 10 wiederum

zeit-SchaltungB weist «η« aus dem ^ und dem Kondensator 10 bestehende ^Ukons Um tenschaltung, einen Feldeffekttransistor 11. dessen Gate ^ dem Verbindungspunkt von' ^^» und Kondensator 10 verbunden und des«η Source

potential durch ein ™™^X«™T^ desKondZl und einen Schalter 13 zum Entladen Jes Kondensa tors 10 auf. Der feststehende Kontakt 13 α des; bch« ters 13 ragt in den Bewegungsweg des Anschlag^ belsSb hinein und dient als Anschlag zur BJe zur.g der nach unten gerichteten Bewegung des be _{außerdem der} Schalter 13 in die offnug ,_{une brac;ht}. _{so daß der} Kondensator 10 wiederum Umg g _{d 6 auf eladen werden} kann. Da-

Z _soll angenommen werden. daß die Zeitkonstante _Zc^p_anne von dem Zeitpunkt an, an dem » das Potential des sich aufladenden Kondensators 10 ^ ^ ^ _{§ otenüal d} Feldeffekf . _t , _{bis zu dem} Zeitpunkt, an dem der FeId^l™ä_ttransislor „ _{und damit} anschließend auch d.e _{Tramistoren 14} und 15 eingeschaltet werden. aul eingestellt ist. Dabei ist zu beach-3» el ^ _§. ^ _{angsvorrichtung} 1 ,vahrend

_{dieser Zci},spannc im nicht empfangsbereiten Zustand d, P ^^ ^_{n anschließend die belr}ef-

g _Transisloren H. 14 und 15 im wesentlichen

en Zitkt an dem UltraschnlUvel-

dagegen ist normalerweise in die

beaufschlagt und wird dann, wenn Jr Ang

belSi, in Eingriff mit dem feststehenden Kontakt _Transisloren H. 14 und 15 im wesen

13« kommt, seinerseits i" Berührung jui en^ fest en Zeitpunkt, an dem UltraschnlUvel-

stehenden Kontakt 13« gebracht. Die Bezugszeichen Taktgebereinheit ausgestrahlt werden,

14 und 15 bezeichnen Transistoren durch jdch ^ _{haket %verden} und dementsprechend die S.gnal-

Signalempfangsvornchtung 1 mit der ^ ^{eiten A}

schaltzeit-Schaltung 8 verbunden ist Mit dem »e

zugszeichen 16 ist eine aus Batterien bcs^ncr.a.

Stromquelle bezeichnet. . ·

Es soll nun die Arbeitsweise der in Fig. J darge

stellten Zeitanzeigeeinheit beschneben ^^η^^η

der Schalter 13 der *™f\^

tung8 geöffnet wird, wird der ^^

den Widerstand 9 aufgeladen. Wenn

am Gate des Feldeffekttransistors 11

Aufladung des Kondensators 10 hoher^ird

Potential an der Source des Trans stars,

Transistor 11 in den leufahigen Zusta,nd'

Dar_allfhin werden die Transistoren f *j»J

falls leitfähig gemacht, so ^daJ.^d" ^

in den Signalempfangszustand^komrnt id daß der Sender A 4

in den Signalempfangszustand^kom genommen wird, daß der Sender A 4 der in Sargestellten Taktgeberemheit ^ inj«to während mehrerer Sekunden kontnuienich

schallwellen ausstrahlt, wird diese "^{ber ά}»₍ phon 2 _β der Signalemptan^vomchtung,1 au g men. wodurch der Empfänger^2 betätigt *iro dem Elektromagneten3 des ^^"S " llih d der ^

dem Elektrog
führt. Folglich wird der ^f Schaltwerkes in einer solchen sein Anschlaghebe, 5 ft g^ gegen die Kraft der Feder 6 ^ beweglichen Eisenkern Siin seine

zustellen, aus 7^e'^m*^ra

dnc Stellung B^eb

Zrd

len von oer idMgtuumiun, uu_Je,,,„... _— angeschaltet werden und dementsprechend die Signalempfangs\orrichtung 1 wieder in den Signalempfangszustand gebracht wird, beginnen die vorstehend »ο beschriebenen Abläufe von neuem.

Die vorstehende Beschreibung der Arbeitsweise geht von der Annahme aus, daß die Signalwelle einmal jede Minute von der Taktgebereinheit abgegeben wird. Selbstverständlich kann jedoch auch dann. wenn die Signalwelle N mal pro Minute abgegeben wird, wenn nämlich die üblicherweise nur zu Ende jeder Minute erfolgende Änderung der Zeitanzeige durch eine Reihe von schrittweisen Anzeigen von V mal während einer in N Schritte unterteilten Minute ersetzt wird, die durch den Widerstand 9 und den Kondensator 10 vorgegebene Zeitkonstante auf eine Zeitspanne eingestellt werden. die etwas kurzer ist als l/N pro Minute. Wenn die Anordnung beispielsweise so ausgelegt ist. daß zu Ende von jeweils ?i) Se-Ultra- 55 künden eine Signalwelle von der Taktgebereinhei abgegeben und demensprechend die Änderung de Zeitanzeige für jede Minute vermittels zweier zwi schenzeitlicher Vorgänge während einer Minute ii der Zeilanzeige-Stellvorrichtung der Zeitanzeiceein

■""·■' --'-ι— j:~ Tr:_„»„ii„„„ Hrr Zeit

aas der

_an. an des 6o heil gesteuert wird, erfolgt die Einstellung der Zeit

^J^J Ko_nSt 13 «teht. die^ ShäSnke sTin Eingriff mit der zweiten Ausschaltzeit-Schaltung einen Wert, der etwa kurzer ist als '/.,Minute Außerdem kann das beschriebene Schaltwerk auc durch andere elektromagnetische Vorrichtungen wi z.B. einen Elektromagneten oder ein Relais ctsci: werden. Schließlich kann die vermittels der beschrii benen Zeitmeßvorrichtung erfolgende Zeitanzcii von analoger oder digitaler Beschaffenheit sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zeithaltendes Gerät, bestehend aus einer Taktgebereinheit mit einem Synchronmotor, dejsen Drehzahl durch die Frequenz einer Wechselspannungsquelle gesteuert wird und der durch seine Drehung einen Signalsender betätigt, welcher in gleichbleibenden Zeitabständen Ultraschallwellen abgibt, und einer zum Empfang der Ultraschallwellen ausgelegten und zur Steuerung der Zeitanzeige dienenden Zeitanzeigeeinheit mit einer aus Batterien bestehenden Stromquelle sowie Kontaktvorrichtungen zur Aktivierung des Steuerstromkreises, dadurch gekennzeichnet, daß während der Aufladung eines Kondensators (10) in Reihe geschaltete Transistoren (Feldeffekttransistor 11, pnp-Transistor 14, npn-Transistor 15) leitend sind und dadurch ein Signalempfänger (2) empfangsbereit ist und bei Signalempfang einem Elektromagneten (4) eines Schaltwerkes Strom zuführt, daß dann durch einen Anschlaghcbel (5 b) des beweglichen Eisenkerns (5) des Schaltwerkes gegen die Kraft einer Rückstellfeder (6) der bewegliche Kontakt (13 b) eines Schalters (13) mit dessen feststehendem Kontakt (13 a) verbunden wird, so daß der Kondensator (10) sich entlädt und danach die Transistoren (11, 14, IS) sperren und dadurch der Signalempfänger in den nicht empfangsbereiten Zustand versetzt wird und daß dann durch Unterbrechung der Stromzufuhr zum Elektromagneten (4) mittels der Feder (6) der bewegliche Eisenkern (5) und damit auch der bewegliche Kontakt (13 b) in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden, wobei durch die Klinke (5 a) des Eisenkernes (5) das Schaltrad (7) der Zeitanzeigevorrichtung um einen Zahn weitergeschaltct wird.

2. Zeithaltendes Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalempfänger (2) mit einer Ausschaltzeit-Schaltung (8) verbunden ist und daß bei Beginn des durch den Schalter (13) erfolgenden Steuervorganges der Signalempfänger (2) für die Zeitspanne bis zur Abgabe des nächsten Signals von der Taktgebereinheit in den nicht empfangsbereiten Zustand versetzt wird.