DE2344823A1

DE2344823A1 - Taktgeber fuer schaltuhr

Info

Publication number: DE2344823A1
Application number: DE19732344823
Authority: DE
Inventors: Francis Joseph Maskrey; Patrick Michael Pearce; William Clifford Rayward
Original assignee: Horstmann Gear Co Ltd
Current assignee: Horstmann Gear Co Ltd
Priority date: 1972-09-15
Filing date: 1973-09-05
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2200561A1

Description

Taktgeber für Schaltuhr

nie Erfindung bezieht sich auf einen Taktgeber für Schaltuhren und Taktgeberantriebsmechanismen.

Bekannte Taktgeberantriebsmechanismen für die Verwendung in Hausuiirexi und Zeitschaltern sind in verschiedener Weise konstruiert und aufgebaut und arbeiten mit einer speziellen Antriebskraft (mit einer elektrischen Netzspannungsenergie, einer Batterie, einem Uhrwerk usw.), nach einem spezifischen Verfahren der Zeitsteuerung und schließlich durch die Energie von der utammleitung betätigte Antriebsmechanismen mit oder ohne Reservemöglichkeit.

Aufgabe der iirfindung ist es, ein System zu schaffen, welches bevorzugt in Baukastenweise gebaut ist und einen Zeitschalter oder einen Taktgeberantriebsmechanismus besitzt, bei dem eine ileihe von Alternativen für die Antriebsenergie vorgesehen ist, ■ mit oder ohne Zeitsteuerung und mit oder ohne Reservettetrieb.

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Diese Aufgabe wird durch einen Taktgeber für eine schaltuhr aus einer mit einer durch einen Elektromotor gesteuerten Takt-Zahnradfolge verbindbaren Oszillatoreinheit gelöst, der sich gemäß der Erfindung dadurch kennzeichnet, daß die Oszillatoreinheit eine Detektorstufe zum Nachweis des Vorhandenseins einer ersten elektrischen Spannungszufuhr und einen durch eine zweite elektrische Spannungszufuhr, die bei NichtVorhandensein der ersten elektrischen Spannungszufuhr wirksam wird, gesteuerten Oszillator aufweist.

Die Oszillatoreinheit hat vorzugsweise die Form eines abgedichteten Bauelementes, welches einfach an einem Standard-Niederspannungs-Niederträgheits-Taktschalter oder -Taktgeberantriebsmechanismus befestigt und bei Fehlerhaftigkeit leicht abgenommen und durch eine andere Einheit ersetzt werden kann.

Die Erfindung liefert ferner einen Taktgeber, der gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch in sich abgeschlossene und durch Stecker und Steckfassung oder ähnliches miteinander verbindbare folgende Elemente: ein durch einen Elektromotor gesteuertes Taktgetriebe, eine Oszillatoreinheit mit einem Detektor zum Machweisen des Vorhandenseins einer ersten elektrischen Spannungszufuhr und einen Oszillator, der durch eine zweite elektrische Spannungszufuhr gesteuert wird, welche eingeschaltet wird, wenn die erste elektrische Spannungszufuhr nicht anliegt, und eine zweite elektrische Spannungsversorgung in Form einer Batterie.

Weitere Merlanale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von Taktschalter oder Taktgeberantriebsmechanismus und einer Oszillatoreinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in auseinander gezogener Darstellung und

Fig. 2 einen Schaltplan einr Ausführungsform einer Oszillatoreinheii; gemäß der Erfindung.

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Ia folgenden wird auf Figur 1 Bezug genommen, in der die Schaltuhr oder der Jaktgeberantriebsmechanismus mit 1 bezeichnet ist. Lot .'üitriebsmeclianismus 1 besitzt einen kleinenHiederspannungs-'Tiederdrehmomenterzeuger-Synchronmotor 5> der eine Zahnradverbindung antreibt. Unter normalen Umständen, unter denen der Antriebsmechanismus als ITetz-gesteuerter Synchronantriebsmechanisnius ohne jede weitere Form von Reserve verwendet wird, wird der iIo tor durch einen Spannungsabnehmer (Spannungs dropper) gesteuert, cor aur? einem Aiderstend, Kapazität oder direkt mit der ITetz-"•paanuiig verbundenen Transformator haben kann, und auf einer Rückplatte 2 befestigt sein kann. Letztere besitzt eine Anzahl von i.o-italitstecldaülsen zur Aufnahme entsprechender Kontaktstifte A, '.'.>, C, J, Z-, F an einer elektronischen Oszillator einheit 3. Durch dos Einschieben der Oszillatoreinheit soll die Energiezufuhr zu ■"'.Qi'i llotor durch die Einheit abgeleitet werden. Der Spannungsabiiehmer bleibt beispielsweise durch die Ivirkung eines nichtgezei^ten Stiftes auf die Einheit 3 gegen einen Feder-vorgespannten Schalter in der Rückplatte 2 in Ruhe.

Die Itückplatte 2 besitzt ferner Kontakte zur Verbindung mit den Kontakten einer wiederauf ladbar en Batterie 4, wodurch eine Reservemöglichkeit gebildet wird. Das wird durch Steuern des Synchronmotors von dem Oszillator während der Perioden des Ausfalls der Stammleitung bewerkstelligt. Mhrend des Normalbetriebes sind« die Batteriezellen kontinuierlich dauergeladen. Die Länge der -le".ervedauer wird durch die Kapazität der wiederauf ladbaren Zelle bestimmt.

In der in Figur 2 gezeigten-Schaltung werden die Kontaktpunkte A und B mit der Netzzufuhr und die Kontakte E und F mit der Eatterie verbunden. Dioden D1 - D4 bilden eine Brückenschaltung, die mit den Kontakten A und B, einem Widerstand R1 und einem -Contalctpunkt der wiederaufladbaren Batterie 4 verbunden ist. . Der andere Kontaktpunkt der Batterie 4 ist mit dem Widerstand H1 verbunden, der über einen "Widerstand R4 mit einer Spannungs-' teilerstufe 7 verbunden ist, die Kapazitäten C3» C4, Dioden D6, D7, Transistoren T4, T5 und Widerstände R9 bis R14 aufweist.

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Die SiDannungsteij.ei stufe ist mit Transistoren Τ6, Τ7 über entsprechende Widerstände R1S, R15 verbunden. Die Transistoren Tc, T7 sind mit Kontaktpunkten C, D verbunden, d.ie vriederuin mit Spulen 5 eines Jyiiohronmotors 5 verbunden sind. Die Lpulen sind mit dem Kontaktpunkt L; und damit mit der Batterie und der Brükkenschaltung verbunden.

Im Noraialbetrieb, bei dem die IIorte.ktpunkt A und B mit der Netzspannung verbunden sind, liefert die Brückenschaltimg .01 bin D4 Triggerimpulse über Widerstände R1 und R4 an die 'Transistoren T4 und T5 der ooaniiungs teil er stufe. Die Teilorstufe erzeugt zvrei gegenphasige Ausgangssignale, die zur steuerung der Transistoren To und T7 in Gegentaktweise zur Speisung der Jjpulen C des Synchronmotors verwendet werden. Werden der Drückensüli.?ltung Impulse von 100 "Iz zugeführt, dann erzeugt die Teilerstufo ei:.o .50 "-Iz-Rechteckwelle zur Steuerung Jeder der Transistoren To und T7.

Es ist eine Detektorstufe vorgesehen mit einem Spannungsteiler R2, Po verbunden mit einer Kapazität G1. Die an der Kapazität C1 entwickelte Spannung reicht aus, einen Transistor T1 anzuschalten, der den Betrieb eines Ortsgenerators 8 durch Kurzschalten einer Taktkapazität C2 verhindert.

Beim Ausfall der Netzspannungszufuhr wird die Teilerstufe iiicLt durch die Brückenschaltung über den Widerstand R4 gesteuert. Der Transistor T1 ist jedoch ausgeschaltet, und das erlaubt, daß die Kapazität G2 über die Batterie 4 über einen Widerstand R 5 geladen wird. Bei einer Spannung, die durch eine Widerstandskette Ro, R7, RS bestimmt wird, wird ein Transistor T2 angeschaltet und schaltet damit einen Transistor T-j an und entlV.dt durch Rückkopplung die Kapazität C2 auf eine Spannung, die niedriger als der Wert ist, der erforderlich ist, um den Transistor T3 in leitendem Zustand zu halten. Die Kapazität G2 ladt sich dann "wieder auf, und der Oszillator liefert an der Verbindungsstelle der Widerstände Ro und R7 kurzzeitige Impulse mit einer Frequenz, die v;enigstens zum Teil durch die

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Zeitkonctante R5/C2 bestimmt wird. Auf diese ¥eise wird wie vorder eine Impulsfolge von 100 Hz entsprechend der Hetz·- r>;:a:.iiiiinjs:;requeue zu der üpamiungsteilerstufe geleitet.

^s ist cine Jiοde D5 vorgesehen, um zu verhindern, daß die 'Verb.'Liduiig der "..iderstände R4, R1 und R2 auf einen durch die !>.ttcrier.p:i: iiuag vorgegebenen ITiveau stabilisiert wird, go da3 der Abgriff der 100 Hz-Impulse an dieser Verbindung wälire.if des normalen ITetzspannungsbetriebes verhindert, wird.

Parallel zur Batterie 4 ist eine Zener-Diode geschaltet, um zu verhindern, da.3 die Gleichspannung die VCS-Auslegung (VGU Rating) der Transistoren übersteigt, wenn die Batterie abgeschaltet ist, vlUii'c:...ü die schaltung mit der ITetzspaiinungszufuhr verbunden ist, uiia eine weitere Kapazität C5 ist ebenfalls parallel zu der Batterie 4 geschaltet.

Obwohl die Erfindung oben in Bezug auf eine wiederaufladbare Batterie beschrieben wurde, kann auch eine Trockenzelle verwendet werde..!. In diesem Fall wird die Länge der Reservedauer durch die Kapazität und den Ladezustand der Trockenzelle be~

Us int zu beachten, da3 der verwendete Hotor für den beschriebenen Oscillator zwei JpLiIen hat, die in Gegentaktweise gesteuert werden. Bei der normalen Steuerung von der-otamaleituiig aber die otammleitungsabnahme wird nur eine der Motorspul en betrieben. Ede Umschaltung von der normalen Synchronbetriebsweise wird konventionell durch den Stift auJ:' der Einheit 3 bewirkt.

In.Grillen, in denen die steuerung des Antriebsmechanismus nicht direkt von der Jtammleitung erfolgen soll oder in denen die Jtai.iriilcit'aiignxrenueiiz nicht ausreichend genau gehalten wird, u:n eine genaue Zeitsteuerung zu ergeben, können in dem in ■'igur 2 gezeigten Oszillator unabhängige Frequenzsteuermittel vorgesehen sein, um den Synchronmotor zu allen Zeiten zu steuern.·

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Bevorzugt v/äre dazu eine Elektronik geeignet, r.ber ss loJnnte auch eine piezoelektrische (Cuarz) oder elelrbromechanische steuerung verwendet werden.

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Hit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird unter anderen Vorteil erreicht, daß eine einzige Ilotor- und Zaljnr?.dfolgeeinheit für einen groHen Anwendungsbereich verwendet werden kann.

Die Baukasteilweise erlaubt eine standardisierte Herstellung von Motor und Zahnradblge (Getriebe) mit der Möglichkaifc des Reservebetriebes. Zusätzlich gibt der oszillator die I-Iüglichkeit der Einführung einer Zeitsteuerung, die genauer ist, als die Frequenz der .Jtammleitung, und zwar wiederum mit dem Standardmotor und der Zahnrad!olge.

Ein weiterer Vorteil bestellt darin, o.e.3 der Antriebsmechanismus im wesentlichen an Ort und ,..teile gewartet werdsr. kain. Bei lierkönmliclien P-eserveantriebsiaechanismen ist es erforderlich, den Antriebsmechanismus abzuschalten und für die "./artimg abzunelü.ien. Mt dem erfindungs gemäß en System Izann die Reß-er\-eiiiö£lichl-:eit ausgewecliselt werden, während die Einheit in Eetrieb ist.

Die Kombination aus einem standardisierten n chroniaotor mit einem durch eine GIeI ^i: spannungszufuhr gesteuerten Oszillator ist auch allein ohne Detektorstufe zum Bewirken des Ums ehalt ens von einer Jtamialeitung auf eine elektrische l-Les ervezufuhr vorteilhaft.

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Claims

Patentansprüche

1. Taktgeber für eine Schaltuhr aus einer mit einer durch einen .J.eirtromotor gesteuerten Takt-Zahnradfolge verbindbaren Oszillator einheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoreinheit eine Detektorstufe zum .Nachweis des Vorhandenseins einer ersten elektrischen öpannungszufuhr und einen durch eine zweite elektrische Spannungszufuhr, die bei Hichtvorhandensein der ersten elektrischen ,vpa-mungs zufuhr wirksam wird^ gesteuerten "Oszillator aufweist.

2. üs2illa"boreinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch abgeschlossenen Aufbau und Anordnung zur direkten oder indirekten abnehmbaren Verbindung mit einer Zeitausschalterfolge.

5. Taktgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillatoreinheit Linschubmittel zum Herstellen dieser Verbindung besitzt.

4. Taktgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillatoreinheit äußere elektrische Verbindungsmittel zu der ersten und der zweiten elektrischen Spannungszufuhr und zu dem Motor der Taktzahnradfolge (Zeitausschal- _t ter) besitzt.

5. Taktgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen Transistor aufweist, der beim Auftreten der ersten elektrischen Spannungszufuhr so vorgespannt ist, daß er den Oszillator abschaltet.

6. Taktgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von 100 Hz erzeugt, welches einer Teilerstufe zugeführt wird, die wiederum ein Gegentakt-Ausgangssignal von 50 Hz erzeugt.

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7. Taktgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verbindung der Oszillatoreinheit mit der Zahnradfolge die erete elektrische Spannungszufuhr nur über die Einheit zu dem Motor geführt wird.

0. Taktgeber nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste elektrische Spannungszufuhr eine 50 Hz-Netzspannungszufuhr ist und daß die Oszillatoreinheit einen Vollweg-Glelchrichter und einen Spannungsteiler, der ein impulsförmiges Ausgangssignal von 100 Hz zu der Teilerstufe liefert,aufweist.

9. Taktgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elektrische 3pannungszufuhr von einer Trockenbatterie geliefert wird.

10. Taktgeber, gekennzeichnet durch/sich abgeschlossene und durch. Stecker und Steckfassung oder ähnliches miteinander verbindbare folgende Elemente: ein durch einen Elektromotor gesteuertes Taktgetriebe, eine Oszillatoreinheit mit einem Detektor zum Nachweisen des Vorhandenseins einer ersten elektrischen Spannungszufuhr und einen Oszillator, der durch eine zweite elektrische Spannungszufuhr gesteuert wird, welche eingeschaltet wird, wenn die erste elektrische 3pannungszufuhr nicht anliegt, 'und eine zweite elektrische Spannungsversorgung in Form einer Batterie.

11. Taktgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Rückplatte vorgesehen ist, zur Aufnahme der anderen Einheiten, die einen Spannungsabnehmer für die erste elektrische Spannungszufuhr besitzt.

12. Taktgeber nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktgetriebe durch einen Niederspannungs-Jynchronmotor angetrieben wird.

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13. Taktgeber nach Anspruch 10, 11/12, dadurch gekennzeichnet,

daß es sich bei der Oszillatoreinheit um eine solche gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9 handelt.

14. Taktvorrichtung, gekennzeichnet durch einen durch eine Niederspannungsbatterie steuerbaren Oszillator zur Erzeugung eines Impulsförmigen Ausgangssignales, einen durch dieses Ausgangssignal steuerbaren Standard-Niederspannungs-Synchronmotor und ein mit dem M_otor verbundenes Taktgetriebe.

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