DE2345103A1 - Vorrichtung zum intermittierenden antrieb einer elektromagnetischen vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum intermittierenden antrieb einer elektromagnetischen vorrichtung

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DE2345103A1 DE19732345103 DE2345103A DE2345103A1 DE 2345103 A1 DE2345103 A1 DE 2345103A1 DE 19732345103 DE19732345103 DE 19732345103 DE 2345103 A DE2345103 A DE 2345103A DE 2345103 A1 DE2345103 A1 DE 2345103A1
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Description

PATBNTANWTALT DR. GERHARD SCHAEFER DIPLOMPHYSIKER
8023 München - Pullach Seitnerstraße Telefon 7 93 09
Kabushlkikaisha COPAL No.16-20, Shimura 2-chome Itabashi-ku, Tokyo /Japan
Vorrichtung zum intermittierenden Antrieb einer elektromagnetischen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum intermittierenden Antrieb einer elektromagnetischen, von einer elektrischen Stromquelle erregten Vorrichtung durch Regelung eines daran angeschlossenen Schaltkreises mit Hilfe von diesem zugeführten Impulsen, die von einem Impulserzeugenden Stromkreis periodisch erzeugt werden.
Als Beispiel für eine derartige elektromagnetische Vorrichtung sei ein elektrischer Motor genannt, der in einer Digitaluhr verwendet wird, in der mit Symbolen versehene Anzeigeteile von dem Motor intermittierend aktiviert werden, der selbst
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periodisch in Zeitintervallen von einer Minute aktiviert wird. Die periodisch erzeugten Impulse für die Aktivierung des Motors werden beispielsweise von einem Quarz-Oszillator erzeugt. Die Impulse haben eine Frequenz von 279 609 kHz als Bezugsfrequenz, die durch 24 in Reihe geschaltete Plip-
/ 24 Flop-Schaltkreise um den Faktor 1/2 geteilt wird und somit eine Frequenz von 1/βθ Hz, d.h. eine Schwingung pro Minute, ergibt. Die Zeitperiode, in der der Motor erregt wird, ist durch die Impulsbreite gegeben.
Die Festlegung der Zeitperiode für die Erregung des Motors durch die Impulsbreite hat jedoch den Nachteil, daß die Regelung der Belastung des Motors nicht richtig vorgenommen werden kann, da sich die Anzahl der Umdrehungen oder die vom Motor geleistete Arbeit in Abhängigkeit von den Schwankungen der Spannung des den Motor antreibenden Schaltkreises und/oder der dem Motor übertragenen Last ändert.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und nützliche Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, eine elektromagnetische Vorrichtung intermittierend anzutreiben, ohne dabei die obengeschilderten Nachteile zu besitzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein mit der elektromagnetischen Vorrichtung verbundenes Glied und einen
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normalerweise geöffneten Schalter zwischen der elektrischen Stromquelle und der elektromagnetischen Vorrichtung, wobei das Glied so konstruiert und in bezug auf den Schalter so angeordnet ist, daß der letztere von dem Glied nach der Erregung der elektromagnetischen Vorrichtung durch die Aktivierung des Schaltkreises geschlossen wird, wodurch die elektromagnetische Vorrichtung über den Schalter direkt mit der elektrischen Stromquelle verbunden und der Schalter, nach Vollendung der Aktivierung der elektromagnetischen Vorrichtung, von dem Glied geöffnet wird, so daß die elektromagnetische Vorrichtung entregt wird.
Da die elektromagnetische Vorrichtung während der für ihre Aktivierung vorherbestimmten Zeitperiode statt über den Schaltkreis direkt über den Schalter durch die elektrische Stromquelle erregt wird, wird entsprechend der vorliegenden Erfindung der Einfluß von Schwankungen der Spannung und/oder der der elektromagnetischen Vorrichtung übertragenen Last auf ein· Minimum reduziert, so daß ein genauer und stabiler Betrieb der Vorrichtung gewährleistet ist.
Entsprechend einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgedankens ist die Vorrichtung im impulserzeugenden Stromkreis mit einem rücksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreis als dessen letzte Stufe, einem im Schalter befindlichen und mit dem rücksetzbaren Flip-Flop-
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Schaltkreis verbundenen, ein Rücksetzsignal erzeugenden Stromkreis versehen, wobei der das Rücksetzsignal erzeugende Stromkreis durch ein Glied aktiviert wird, welches am Ende von deren Aktivierung mit der elektromagnetischen Vorrichtung verbunden ist, so daß die Rücksetzschaltung einsetzt, wodurch der rücksetzbare Flip-Flop-Sohaltkreis entregt wird.
Durch diese Anordnung kann z.B. die Breite des Impulses für die Aktivierung der Vorrichtung bis zur Hälfte der Impulsperiode vergrößert werden, um einen zwangsläufigen Betrieb der elektromagnetischen Vorrichtung sicherzustellen, während die Aktivierung der elektromagnetischen Vorrichtung innerhalb des Arbeitszyklus zur Sicherstellung eines stabilen und exakten Betriebes der Vorrichtung zwangsläufig gestoppt wird.
Die Erfindung sei nunmehr an Hand einiger schematlsoh dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigern
Fig. 1 ein Schaltbild, das einen elektrischen Stromkreis einer Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Flg. 2 ein Schaltbild des elektrischen Stromkreises einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
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In Pig. 1 let ein Quarz-Oszillator O mit einer Bezugsfrequenz von 279 609 kHz mit einer Reihe von Flip-Flop-Schaltkreisen F*P verbunden, die insgesamt 24 Flip-Flop-Schaltkreise um-
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fassen und dadurch die Frequenz um den Faktor 1/2 reduzieren, so daß alle 60 Sekunden auftretende Impulse P resultieren. Der Ausgang des Flip-Flop-Schaltkreises ist mit der Basis eines Transistors T, der einen Schaltkreis darstellt, verbunden.
Der Kollektor des Transistors T ist mit einem Pol eines elektrischen Motors M verbunden. Der andere Pol des Motors M ist mit dem Pluspol einer elektrischen Stromquelle verbunden, während der Emitter des Transistors T mit dem Minuspol der elektrischen Stromquelle in Verbindung steht.
Auf diese Weise wird der Transistor T jedesmal, wenn seiner Basis der Impuls P zugeführt wird, durchgeschaltet, so daß der Motor M von der elektrischen Stromquelle erregt wird und den Verbraucher betreibt.
Der Motor M ist an einen Verbraucher oder eine Last L angesohlossen, um dieselbe für den Betrieb der Vorrichtung im beabsichtigten Sinne zu aktivieren.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist ein normalerweise
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geöffneter Schalter S vorgesehen, dessen, beweglicher Kontakt mit der Verbindung des Kollektors des Transistors T und des einen Pols des Motors M verbunden ist, während der andere Kontakt an den Minuspol der elektrischen Stromquelle angeschlossen 1st. Eine Nockenscheibe C mit einer Aussparung von bestimmter Umfangslänge steht mit dem Motor M direkt oder über ein Zahnradvorgelege (nicht dargestellt) in Wirkverbindung. Die Nockenscheibe C befindet sich in einer solchen Position zum beweglichen kontakt des Schalters S, daß der bewegliche Kontakt zu einer Berührung mit dem Umfang der Nockenscheibe C gezwungen ist, dergestalt, daß der Schalter geschlossen wird, sobald sich der bewegliche Kontakt aus der Aussparung der Nockenscheibe C bei deren Umdrehung herausbewegt, so daß der Motor M über den Schalter S direkt an die elektrische Stromquelle angeschlossen wird, und zwar für eine Dauer, die definiert ist durch die Rotationsgeschwindigkeit der Nockenscheibe C und die UmfangslKnge des hervorstehenden Teils der Nockenscheibe C. Öle Rotationsgeschwindigkeit der Nockenscheibe C und ihre Gestaltung werden so gewählt, daß der Schalter S für die während des Betriebs des Verbrauchers L am Motor M benötigte Zeit geschlossen wird. Die relative Lage zwischen dem ausgesparten Teil der Nockenscheibe C und dem beweglichen Kontakt des Schalters S ist so gewählt, daß der Schalter s geschlossen wird, nachdem der Motor M durch den Transistor T erregt wurde, aber bevor der Impuls P Null
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wird. Mitvanderen Worten: Die Breite Pw des Impulses P wird so gewählt, daß der Schalter vor dem Ende des Impulses P geschlossen wird und so zwangsweise den Motor M antreibt.
Es liegt auf der Hand, daß der Transistor T auch durch einen SCR ersetzt werden kann.
Im folgenden sei der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
Sobald der Basis des Transistors T ein positiver Impuls P vom Oszillator O durch die Flip-Flop-Schaltkreise F«F zugeführt wird, wird der Transistor T durchgeschaltet, so daß der Motor M erregt wird. Durch den Motor M wird die Nockenscheibe C in Drehung versetzt, so daß der bewegliche Kontakt des Schalters S aus dem ausgesparten Teil der Nockenscheibe C herausgeführt wird, wodurch der Schalter S geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Motor M direkt an die elektrische Stromquelle angeschlossen, was es erlaubt, den Motor M für die durch die Nockenscheibe C festgelegte Zeitperiode anzutreiben, sogar nachdem der Impuls P auf Null abgesunken ist. Der Motor M wird entregt, wenn die Nockenscheibe C sich um den für einen Zyklus bestimmten Betrag gedreht hat.
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In der schematischen Darstellung zeigt die Nockenscheibe C lediglich einen einzigen ausgesparten Teil. Es liegt jedoch auf der Hand« daß auch eine Mehrzahl von ausgesparten Teilen in bestimmten Intervallen vorgesehen sein können, um denselben Betrieb zu bewirken.
Da die Umdrehung des Motors M allein durch die Rotation der Nockenscheibe C relativ zum Schalter S geregelt wird, wie bereits oben beschrieben, beeinflussen Änderungen In der Spannung und/oder in der Last den Motor M nicht, so daß ein zwangsweiser und genauer Betrieb der Vorrichtung gewährleistet 1st.
Da der Motor M ferner direkt durch den Schalter S und nicht durch den Schaltkreis erregt wird, wird der duroh den Schaltkreis verursachte Spannungsabfall vermieden, so daß an den Motor M effektiv die Spannung der elektrischen Stromquelle angelegt wird.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese Vorrichtung ist im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten ähnlich, mit der Ausnahme, daß der Flip-Flop F*F am Ende der Reihe von Flip-Flop-Schaltkreisen F* F durch einen rttoksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreis R.S.F.F. und der Sehalter S der Fig. 1
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durch einen Schalter Sf ersetzt sind. Der Schalter S1 enthält einen mit der Nockenscheibe C in Wirkverbindung stehenden beweglichen Kontakt, der mit dem Minuspol der elektrischen Stromquelle verbunden ist, und zwei Kontakte S, und S2, wobei der Kontakt S2 an die Verbindung zwischen dem Motor M und dem Kollektor des Transistors T angeschlossen ist und normalerweise offengehalten wird, so daß er als der Schalter S der Flg. 1 dient, während der Kontakt S, durch einen Widerstand r an den Pluspol der elektrischen Stromquelle ebenso wie an die Rüoksetzklemne R des rUcksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreises R.S.P.P. über eine Klemme X angeschlossen ist. Der Kontakt S1 1st normalerweise mit dem beweglichen Kontakt geschlossen, um der Rücksetzklemme R des rUcksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreises R.S.P.F. Minusspannung zuzuführen.
Wenn also dem Transistor T ein Impuls P zugeführt und der Motor M durch den vom Transistor T gebildeten Schaltkreis erregt wird, kosant der Kontakt S2 mit dem beweglichen Kontakt in Berührung, so dafl der Motor M direkt an die elektrische Stromquelle angeschlossen wird, während der Kontakt S1 vom beweglichen Kontakt entfernt wird und der Rucksetzklemme des rUcksetzbaren Flip-Plop-Schaltkrelses R.S.F.F. durch die Wirkung der vom Motor M angetriebenen Nockenscheibe C Plusspannung zuführt.
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Wenn die Nockenscheibe C sich um den für einen Zyklus vorgesehenen Betrag gedreht hat, d.h., wenn der bewegliche Kontakt in den ausgesparten Teil der Nockenscheibe C fällt, wird der Kontakt S2 wieder geöffnet, wodurch der Motor M entregt wird, während der Kontakt S« geschlossen wird und der Rücksetzklemme R durch die Klemme X Minusspannung zuführt, so dafl der rücksetzbare Flip-Flop-Schaltkreis R.S.F. F. zurückgesetzt wird und den Impuls P vernichtet, so daß der Schaltkreis zwangsweise außer Betrieb gesetzt wird»
Nachdem der Schaltkreis am Ende eines Betriebszyklus durch das vom Schalter S' ausgehende und dem rücksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreis R.S.F. F. zugeführte Rücksetzsignal zwangsweise außer Betrieb gesetzt wird, kann die Dauer oder Breite des Impulses P bis zu einer Hälfte der Periode des Impulses P verlängert werden, was es erlaubt, den Motor M zwangsweise rotieren zu laseen, bis die Nockenscheibe C den Kontakt zwischen dem Kontakt S2 und dem beweglichen Kontakt des Schalters S* unabhängig von dem Spannungsabfall und/oder der -Uberbelastung des Motors M schließt. Auf diese Weise ist ein zwangsweiser und genauer Betrieb der Vorrichtung sichergestellt.
Bei den dargestellten Ausführungsformen ist als elektromagnetische Vorrichtung ein Motor M gezeigt. In gleicher Welse
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können Jedoch auch andere Vorrichtungen, wie z.B. eine elek-
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tromagnetisch betreibbarer Plunger oder eine reziprok akti vierte elektromagnetische Vorrichtung, eingesetzt werden.
Im Falle der Verwendung eines Plungers wird lediglich der das RUcksetzsignal erzeugende Stromkreis, d.h. der Kontakt S, und der bewegliche Kontakt des Schalters S', benötigt, während ein Stromkreis für eine direkte Verbindung der elektromagnetischen Vorrichtung und der elektrischen Stromquelle, d.h. der Kontakt S2 des Sohalters S1, wegfallen kann. In diesem Falle ist der Schalter geöffnet, wenn der Plunger aufler Be trieb ist, während er am Ende des Betriebes des Plungers geschlossen 1st und auf diese Weise den rUcksetzbaren Flip- Flop-Schal tkreis R.S.F.F. rücksetzt.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Vorrichtung zum intermittierenden Antrieb einer elektromagnetischen, von einer elektrischen Stromquelle erregten Vorrichtung durch Regelung eines daran angeschlossenen Schaltkreises mit Hilfe von diesem zugeführten Impulsen, die von einem impulserzeugenden Stromkreis periodisch erzeugt werden, gekennzeichnet durch ein mit der elektromagnetischen Vorrichtung (M) verbundenes Olied (C) und einen normalerweise geöffneten Schalter (S, S1) zwischen der elektrischen Stromquelle und der elektromagnetischen Vorrichtung (M), wobei das Olied (C) so konstruiert und in bezug auf den Schalter (S, S') so angeordnet ist, daß der letztere von dem Glied (C) nach der Erregung der elektromagnetischen Vorrichtung (M) durch die Aktivierung des Schaltkreises geschlossen wird, wodurch die elektromagnetische Vorrichtung (M) über den Schalter (S, S1) direkt mit der elektrisohen Stromquelle verbunden und der Sohalter (S, S'), nach Vollendung der Aktivierung der elektromagnetischen Vorrichtung (M), von dem Oiled (C) geöffnet wird, so daß die elektromagnetische Vorrichtung (M) entregt wird.
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    2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen in dem impulserzeugenden Stromkreis als dessen Endstufe vorgesehenen rUcksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreis (F«F) und einen ein RUcksetzsignal erzeugenden Schaltkreis, der in dem Schalter (S, S1) eingebaut und mit dem rUcksetzbaren Flip-Flop-Schaltkreis (F·F), verbunden ist und der vom Glied (C) am Ende der Aktivierung der elektromagnetischen Vorrichtung (M) so aktiviert wird, daß das RUcksetzsignal erzeugt wird, wodurch der rücksetzbare Flip-Flop-Sohaltkreis (F»F) entregt wird.
    >. Vorrichtung zum intermittierenden Antrieb eines elektrischen, von einer elektrischen Stromquelle erregten Motors durch Regelung eines daran angeschlossenen Schaltkreises mit Hilfe von diesem zugefUhrten Impulsen, die von einem impulserzeugenden Stromkreis periodisch erzeugt werden, gekennzeichnet durch einen normalerweise geöffneten, zwischen der elektrischen Stromquelle und dem Motor (M) befindlichen Schalter und eine mit dem Motor (M) verbundene Nockenscheibe (C), die so konstruiert und in bezug auf den Schalter (S, S') so angeordnet ist, daß der letztere fUr eine Zeitperiode geschlossen wird, die für die Aktivierung des Motors (M) durch die Nockenscheibe (C) nach Aktivierung des Schaltkreises festgelegt wird, um den Motor (M) zu erregen, wodurch der Motor (M) während der festgelegten Zeitperiode direkt mit der elektrischen Stromquelle durch den
    Schalter (S» S1) verbunden wird (Fig. 1).
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    4. Vorrichtung zum intermittierenden Antrieb einer elektromagnetischen, von einer elektrischen Stromquelle erregten Vorrichtung durch Regelung eines daran angeschlossenen Schaltkreises mit Hilfe von diesem zugefUhrten Impulsen, die von einem impulserzeugenden Stromkreis periodisch erzeugt werden, der ein eine Bezugsfrequenz erzeugendes Element und einen vielstufigen Flip-Flop-Sohaltkreis zur Reduzierung der von dem die Bezugsfrequenz erzeugenden Element erzeugten Frequenz aufweist, gekennzeichnet durch einen rücksetzbaren Flip-Flop-Sohaltkreis (R.S.F.F.) innerhalb des vielstufigen Flip-Flop-Schaltkreises (F*F) als dessen Endstufe, einen ein RUcksetzsignal erzeugenden Stromkreis, der an den rücksetzbaren Flip-Flop-Sohaltkreis angeschlossen 1st und einen Schalter (S1) zur Aktivierung des das RUcksetzsignal erzeugenden Schaltkreises besitzt, um auf Grund von dessen Aktivierung ein RUcksetzsignal zu erzeugen, und ein mit der elektromagnetischen Vorrichtung (M) verbundenes Glied (C), das am Ende der Aktivierung der elektromagnetischen Vorrichtung (M) aktiviert wird und das mit dem Schalter (S1) so verbunden ist, dad der letztere aktiviert wird, woduroh der rUcksetzbare Flip-Flop-Sohaltkreis (R.S.P.P.) durch das von dem das RUcksetzsignal erzeugenden Schaltkreis ausgesandte RUcksetzsignal rUckgesetzt wird.
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DE2345103A 1972-09-08 1973-09-06 Anordnung zum intermittierenden Betrieb der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung in einer Digitaluhr Expired DE2345103C3 (de)

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DE2345103A1 true DE2345103A1 (de) 1974-03-28
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DE2345103C3 DE2345103C3 (de) 1979-08-23

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