DE2332936B2

DE2332936B2 - Synchronuhr mit Reservelauf

Info

Publication number: DE2332936B2
Application number: DE19732332936
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Phys. 8000 Muenchen Kleinschmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-28
Filing date: 1973-06-28
Publication date: 1978-03-30
Also published as: DE2332936A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Synchronuhr für Wechselstrom-Netzbetrieb, die einen als Gangreserve dienenden Akkumulator aufweist und bei der der Antrieb des Zeiger- und/oder Nockenschaltwerkes von einem über einen Oszillator und Verstärker betriebenen Synchronmotor erfolgt, wobei der Akkumulator in einem Gleichstrom-Niederspannungskreis parallel zum Oszillator und Verstärker geschähet ist, derart, daß er bei Ausfall des Wechselstrom-Versorgungsnetzes die Versorgung des Gleichstrom-Niederspannungskreises übernimmt.

Bei einer bekannten Synchronuhr mit Gangreserve, z.B. gemäß der DE-OS 20 21174, ist der als Energiespeicher bei Ausfall des Netzes dienende Akkumulator parallel im Gleichstrom-Versorgungskreis des Oszillators und Verstärkers geschaltet. Während des normalen Betriebes wird die Uhr über das Versorgungsnetz, z. B. mit einer Wechselspannung von 220 Volt und 50 Hz betrieben. Diese Netzspannung wird mittels eines kapazitiven Widerstandes und dem »Ohm'schen« Widerstand einer Anzeigelampe auf die zum Anlauf und Betrieb erforderliche Größe reduziert und mittels eines Brückengleichrichters gleichgerichtet. Parallel zu den Ausgängen des Brückengleichrichters ist der Akkumulator und der Oszillator sowie der Verstärker zum Antrieb des Synchronmotors für die Uhr geschaltet. Fällt jedoch die Netzspannung aus, so erfolgt die Energieversorgung vom Akkumulator, der während des Normalbetriebes über das Netz geladen wurde. Beim Ausfall des Netzes schwingt der Oszillator frei mit der durch seine Bauteile vorgegebenen Frequenz, die mit der Netzfrequenz nahezu überein- ^h5 stimmt.

Ferner ist aus der DT-OS 15 48 049 eine Synchronuhr für Wechselstrom-Netzbetrieb mit Gangreserve bekannt, die ebenfalls einen zur Gangreserve dienenden Akkumulator besitzt. Der Antrieb der Zeiger erfolgt hier durch ein »Schwingankerw-System. Der Akkumulator ist in einem Gleichstrom-Niederspannungskreis in Reihe mit einem Transistor geschaltet, wobei die Transistor-Basis mittelbar sowohl mit dem Wechseistrom-Netz als auch mit dem Akkumulator verbunden ist. Bei einem Ausfall des Wechselstrom-Netzes übernimmt der Akkumulator die Stromversorgung der Synchronuhr bzw. des Gleichstrom-Niederspannungskreises. Die Spannung des Akkumulators ist etwas geringer als die vom Netzteil gelieferte Betriebsspannung. In Reihe mit jeder Spannungsquelle ist eine Diode geschaltet, derart, daß jeweils die höhere der beiden Spannungen zur Wirkung kommt. Die Größe der erlaubten Spannungsdifferenz ist durch die an der Basis des Transistors liegenden Vorspannung gegeben und daher vergleichsweise gering. Bei einem Stromausfall des Netzes erfolgt somit ohne einen Zeitverzug bzw. einer Unterbrechung die Versorgung des Gleichstrom-Niederspannungskreises durch den Akkumulator. Doch auch für derartige netzbetriebene Synchronuhren dienten bisher Akkumulatoren mit einer der Spannung des Netz:-Niederspannungskreises entsprechenden Anzahl von Zellen.

Bei allen derartigen Uhren ist die Gangreserve abhängig von der Kapazität des Akkumulators. Die Nennspannung des Akkumulators entspricht dabei mindestens annähernd der vom Stromrichter gelieferten Gleichspannung. Die Kapazität des Akkumulators ist abhängig von der gewünschten Gangreserve; sie soll möglichst hoch sein, indessen steigt bekanntlich mit zunehmender Anzahl der Zellen auch das Gewicht bzw. der Aufwand für den Akkumulator. Die Anzahl der Zellen ist wiederum abhängig von der gewählten Betriebsspannung der zu betreibenden Aggregate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den technischen Aufwand zum Betrieb von Synchronuhren der vorgenannten Arten beim Ausfall des Netzes so gering wie möglich zu halten.

Es wurde gefunden, daß sich eine derartige Synchronuhr mit Reservelauf bei Ausfall des Wechselstromnetzes mit einer überraschend geringen Spannung in Gang halten läßt; die hierzu notwendige Spannung beträgt weniger als 50% der zum Anlauf der Uhr benötigten Spannung; sie kann sogar — je nach der Güte der Zeiger- und Nockenschalttriebe bei Hauptuhren — bis auf Werte von nur 20% der Anlaufspannung arbeiten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß beim Anlauf erhebliche Massen und Schwungmomente zu überwinden sind, die jedoch bei schaltloser Übernahme der laufenden Uhr durch den Akkumulator entfallen. Die gemäß der Erfindung geschaffene Uhr besitzt daher einen Akkumulator, dessen Nennspannung höchstens 50%, vorzugsweise jedoch nur 20% der am Ausgang des Netzgleichrichters bei Normalbetrieb gemessenen Spannung beträgt. Der Aufwand für einen nur zwei oder drei Zellen aufweisenden Akkumulator gegenüber einem herkömmlichen, der z. B. sechs Zellen besitzt, ist daher bedeutend geringer. Wesentlich ist es jedoch, daß der Akkumulator — wie bekannt — ständig im Gleichstromversorgungskreis des Oszillators und Verstärkers geschaltet ist.

In der Zeichnung ist anhand eines Beispiels eine gemäß der Erfindung ausgelegte Schaltung für den Akkumulator einer Synchronuhr mit Reservelauf schematisch dargestellt.

An den Klemmen 1, Γ eines Spannungswandlers 2

liegt ζ. B. eine Netzspannung von 220 Volt und 50 Hz an; sie beträgt am Ausgang z. B. 12 Volt und wird hier mittels eines Brückengleichrichters 3 gleichgerichtet, wobei der Kondensator 12 zur Glättung der Spannung dient. Im Gleichspannungsstromkreis 14, 14' sind ein Akkumulator 4, ein Oszillator 5 und ein Verstärker 6 parallel geschaltet. Die Ausgänge 7 und T des Verstärkers 6 liegen am Synchronmotor 8 der Synchronuhr mit einem Nockenschaltwerk 9 für Nebenuhren. Diese Synchronuhr besitzt beispielsweise Ό eine Anlauf- und Nennleistung von 2 Wait bei einer Anlauf- und Normalbetriebsspannung von 12 Volt. Der Oszillator erhält über eine Brückenleitung 10 und einem Vorwiderstand 11 Taktimpulse, die er über den Ausgang 5' an den Verstärker 6 liefert. Fällt das Netz aus, so übernimmt der Akkumulator 4 die Versorgung des Oszillators und Verstärkers. Der Oszillator schwingt nunmehr frei mit der durch seine Bauteilkonstanten gegebenen Frequenz von 50 Hz weiter.

Insoweit ist der Aufbau einer Synchronuhr mit Reservelauf bekannt. Es wurde gefunden, daß sich diese Uhr beim Ausfall des Netzes mit einer wesentlich geringeren Spannung weiter betreiben läßt, die nur ein Bruchteil, z. B. hier 4 Volt, der Anlaufspannung beträgt.

Der Akkumulator 4 besitzt daher pine wesentlich geringere Nennspannung — z. B. 3,8 bis 4,5 Volt — als die bei Normalbetrieb im Gleichstromnetz 14, 14' herrschende Spannung von z. B. 1? Volt. Damit nun der Akkumulator während des Normalbetriebes nichi mit einer wesentlich über seiner Nennspannung liegenden Überspannung aufgeladen wird, ist eine Diode 15 in Sperrichtung zum Brückengleichrichter 3 geschaltet. Die Ladung des Akkumulators während des Normalbetriebes mit der für ihn geeigneten Ladespannung erfolgt — wie an sich bekannt — über einen Spannungsreduzierer, z. B. über einen Vorwiderstand 16, einen Spannungswandler oder Spannungsteiler. Da die vom laufenden Synchronmotor 8 aufgenommene Leistung bei seiner Übernahme vom Normalbetrieb zum und während des Reservelaufes sehr gering ist und z. B. nur 0,4 Watt beträgt, ist die Verwendung eines Vorwiderstandes gegenüber anderen möglichen Schaltungen oder Bauteilen zur Reduzierung der Spannung besonders vorteilhaft, denn er bedeutet den geringsten Aufwand. Beim Ausfall des Netzes liegt die Diode in Durchlaßrichtung zu den Verbrauchern 5, 6 und 8, so daß nunmehr die Energieversorgung der Synchronuhr — wie bekannt — über den Akkumulator erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Synchronuhr für Wechselstrom-Netzbetrieb, die einen als Gangreserve dienenden Akkumulator aufweist und bei der der Antrieb des Zeiger- und/oder Nockenschaltwerkes von einem über einen Oszillator und Verstärker betriebenen Synchronmotor erfolgt, wobei der Akkumulator in einem Gleichstrom-Niederspannungskreis parallel zum Oszillator und Verstärker geschaltet ist, derart, daß er bei Ausfall des Wechselstrom-Versorgungsnetzes die Versorgung des Gleichstrom-Niederspannungskreises übernimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Nennspannung des Akkumulators (4) höchstens 50%, vorzugsweise jedoch nur 20% der am Ausgang (14,14') eines Netzgleichrichters (3) bei Normalbetrieb gemessenen Spannung beträgt.

2. Synchronuhr für Wechselstrom mit einem als Gangreserve dienenden Akkumulator-Netzbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumulator (4) eine in Sperrichtung zum Netzgleichrichter (3) liegende Diode (15) vorgeschaltet ist.

3. Synchronuhr für Wechselstrom mit einem als Gangreserve dienenden Akkumulator-Netzbetrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumulator (4) ein parallel zur Diode (15) liegender Ladespannungs-Reduzierer (16) vorgeschaltet ist.