DE2850325C3

DE2850325C3 - Zeithaltendes Gerät, insbesondere Quarzgroßuhr mit elektronisch geregeltem Anzeigesystem

Info

Publication number: DE2850325C3
Application number: DE19782850325
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Heribert 6382 Friedrichsdorf Schäffer
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1978-11-20
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2850325A1; DE2850325B2

Description

Die Erfindung betrifft ein zei'haltendes Gerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art

Uhren dieser Art, die einen Schwingquarzoszillator in Verbindung mit einem Frequenzteilerund ein direkt von den Ausgangsimpulsen des Frequenzteilers gesteuertes elcktromechar.isches Anzeigesystem enthalten, ° sind bekannt (DE-OS 21 25 224, DE-AS 23 05 682).

Besondere Nachteile bekannter Quarzuhrsysteme bestehen darin, daß das mechanische Anzeigesystem solcher Uhren zur Erzielung einer hohen Fortschaltsicherheit eine relativ große Leistungsaufnahme erfordert, die nur herabgesetzt werden kann, wenn eine größere Störempfindlichkeit zugelassen wird. Weiterhin ist bei bekannten Systemen, die mit direkt gesteuerten Schrittschaltmotoren, direkt synchronisierten Schwingungssystemen und Motoren arbeiten, eine Anordnung notwendig, die schon innerhalb einer einzigen Schaltperiode eventuelle Fehler rückgängig machen muß. Bei solchen Systemen kann die Stoßempfindlichkeit zu einer bleibenden Standabweichung führen.

Um diese Nachteile weitgehend zu beseitigen, mußten aufwendige Sonderkonstruktionen für das Anzeige- und Fortschaltsystem vorgesehen werden; z. B. Schwingungssysteme mit hohem Energiegehalt, d. h. mit großer Amplitude und hoher Frequenz.

Diese prinzipiellen Schwierigkeiten treten, wie Versuche und praktische Ergebnisse an Gebrauchsquarzuhren, gezeigt haben, bei allen bisher verwendeten elektromechanischen Antriebsarten für Anzeigesysteme auf, seien es Stimmgabel-, Blattfeder', Unruh-Systeme, Synchronmotoren, synchronisierte Motoren, direkt synchronisierte Schwingungssysteme, Schriitschalimotorc oder elektromechanische Schrittschaltwerke. Man ha« auch versucht, bei Schritttchaltwerken Sperrvorrichtungen einzubauen, um eine Fortschaltung durch Störungen zu verhindern. Auch diese Vorrichtung sind störanfällig, wenn ein äußerer mechanischer Siörimpuls während des Schaltvorganges auftritt.

Durch Schüticlbcwegungen und DrehstöOe, wie sie im Fahrzeug vorkommen können, erhall man bei Uhren mit Unruhschwingiingssystcmcn mil einer Frequenz von 2,5 M/ Fehler, die vor allern durch tlas Prellen verursacht werden, entsprechend einer Standdifferenz

von mehreren Sekunden innerhalb eines Zeitraums von einer Minute, Deshalb läßt sich auch eine niederfrequente Unruhe üblicher Frequenz nicht mit der notwendigen Sicherheit direkt synchronisieren.

Bei weiteren bekannten Systemen werden Stell- oder Anhaltevorrichtungen verwendet, die zusätzliche elektromechanische Wandler z.T. einen relativ hohen Energieaufwand benötigen. Um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, wird bei einer anderen bekannten Ausführung der Motor, der ein Anzeigesystem antreibt, mit mindestens zwei Drehzahlen betrieben, wobei mindestens eine Drehzahl höher, und mindestens eine niedriger als eine der Quarzfrequenz entsprechende Solldrehzahl steuerbar eingestellt werden kann, wobei ein Speicher vorhanden ist, dessen einer Eingang von den impulsen der geteilten Quarzfrequenz und dessen anderer Eingang vom zeithaltenden System abgeleiteten Impulsen, die nahezu die gleiche Folgefrequenz wie die Impulse der geteilten Quarzfrequenz haben, angesteuert wird und dessen Ausgang ein Schahglied zur Umschaltung der Drehzahl des Anzeigesystems steuert, wobei als Speicher eine bistabile Kippstufe vorgesehen ist, und die vom zeithaltenden System, bzw. Motor abgeleiteten Impulse über einen Frequenzteiler den Eingang der bistabilen Kippstufe zugeführt werden.

Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß mit dieser bekannten Schaltung ein zeitgenaues Betreiben des Motors nicht möglich ist, wenn eine sehr geringe Belastung des Motors vorgesehen ist. Abhilfe schafft zwar eine extrem feine Abstufung des Frequenzteilers, eine solche feine Abstufung macht jedoch einen zusätzlichen hohen Bauaufwand, z. B. weitere Teilerstufen notwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein zeithaltendes Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringem Bauaufwand und bei geringer Stromaufnahme innerhalb kürzester Zeit Gangungenauigkeiten reguliert und das darüberhinaus stoßunempfindlich arbeitet.

Dies wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der Zeichnung, die das Blockschaltbild des Antriebs einer Quarzgroßuhr mit nur einer oberhalb der Nenndrehzahl eingestellten Drehzahl zeigt, dargestellt.

Dem die Frequenz von 4,19MHz erzeugenden Oszillator 1 sind die Teilerstufe 2 und 3 nachgeschaltet, von denen die Teilerstufe 3 einen Zeittakt von 1 Hz erzeugt. Dieser Zeittakt wird unter Zwischenschaltung eines Impulsformers 5 als Sollzeit auf dem Eingang einer bistabilen Kippstufe 4 geführt. Die Istzeit wird von der Steuerwicklung des (nicht näher dargestellten) Synchronmotors 6 erzeugt, der mit 8 U/min umläuft und das Zeigergetriebe antreibt, und über Teilerstufen 7 auf einen zweiten Eingang der bistabilen Kippstufe 4 geführt, wobei der Teilerstuf-- 7, Impulsformer 8,9 vor- und nachgeschaltet sind. Der Regler besieht aus einem mehrstufigen Frequenzteiler 10, dessen Eingangsffequenz von 512 Hz aus dem Oszillatorteiler 2 entnommen ist.

Der Ausgang des Frequenzteilers 10 ist über ein Gate 11 und einen Inverter 12 auf die Antriebsspule 13 (nicht dargestellt) des Synchronmotors 6 geschaltet, so daß die Motordreh/.ahl direxi von den Ausgangsimpiilscn des Frequenzteilers 10 abhängig isl. Die /.eilhallende bistabile Kippstufe 4 schultet nun nachdem der

3 - 4

Sollimpuls (I Hz) vom Zeitnormal 2,3 gekommen ist,das ist erreicht, dann wird das Ausgangsgate ti zwischen

Gate 11 zwischen Teiler 10 undAusgangsverstärker auf, Frequenzteiler 10 und Ausgangsverstärker gesperrt,

wobei der Teiler IO bewirkt, daO der Synchronmotor 6 Dem Motor 6 wird kein Strom zugeführt unö die

auf die maximale eingestellte Drehzahl beschleunigt Drehzahl fällt ausreichend ab, bis der nächste

wird. Liegt nun am zweiten Eingang der bistabilen · Soll-Impuls die zeithaltende bistabile Kippstufe 4

Kippstufe 4 der Steuerimpuls vom Motorteiler 7 an, umschaltet,
d.h., die erforderliche Drehzahlfrequenz von z. B„ 16 Hz

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Zeithaltendes Gerät, insbesondere Quarzgroßuhr, das einen Quarzoszillator mit elektronischen Frequenzteilern, sowie einen elektronisch gesteuerten Motor mit Antriebsspule und Steuerspule enthält, wobei eine bistabile Kippstufe vorgesehen ist, deren einer Eingang von den Impulsen der geteilten Quarzfrequenz und deren anderer Eingang vom Motor abgeleiteten Impulsen, die nahezu die gleiche Folgefrequenz wie die Impulse der geteilten Quarzfrequenz haben, angesteuert wird und deren Ausgang ein Schaltglied zur Umschaltung der Drehzahl des Anzeigesystems steuert, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Drehzahl oberhalb der Nenndrehzahi steuerbar einstellbar ist, wozu die zeithaltende bistabile Kippstufe (4) nach Eingang des Soll-Impulses vom Zeitnormal (2,3) ein zwischen Teiler (10) und Ausgangsverstärker (12) angeordnetes Gate (U) ansteuert und den Motor (6) auf die maximal eingestellte Drehzahl beschleunigt.