DE4033584A1 - Automatische verstelleinrichtung fuer durch eine haupt-zeitschaltuhr gesteuerte nebenuhren - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß das bei Zeitschaltungen gewählte allgemeine Prinzip in der durch jede Nebenuhr erfolgende Inkrementierung der durch eine Hauptuhr ausgesandten Impulse besteht. Diese Impulse werden entweder mit gleichnamiger Polarität (Empfang durch Elektromagneten) oder im allgemeinen mehr mit umgekehrter Polarität empfangen, was die Verwendung von Gleichstrom-Schrittmotoren gestattet. Bei einem solchen System kann das Verstellen der Nebenuhren nur für das gesamte Netz erfolgen, und zwar entweder durch Abschalten der Impulsaussendung, wenn zurückgestellt werden soll, oder durch Aussenden von beschleunigten Impulsen, wenn vorgestellt werden soll. In keinem Fall kann bei den bekannten automatischen Anlagen eine Nebenuhr getrennt verstellt werden.

Die vorliegende Erfindung hat vor allem den Zweck, die Nebenuhren mittels Gleichstrom-Schrittmotor gemeinsam und/oder getrennt zu verstellen.

Gegenstand der Erfindung ist eine automatische Verstelleinrichtung für Nebenuhren, die durch eine Impulse aussendende Hauptuhr gesteuert werden, wobei die genannte Verstelleinrichtung für jede Nebenuhr einen Motor bekannten Typs, der mit Gleichstrom mit umgekehrtem oder nicht umgekehrtem Impuls der elektronischen Mittel zum Steuern des Motors funktioniert, sowie mechanische Mittel zum Antrieb der Zeiger der Nebenuhr durch den besagten Motor enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung außerdem Kontrollmittel für die jeweilige Stellung des Minuten- und des Stundenzeigers zu einem genauen Zeitpunkt enthält, wobei die genannten Kontrollmittel Signale zu den elektronischen Mitteln zur Steuerung des Motors aussenden, wodurch die automatische Verstellung jeder einzelnen Nebenuhr ermöglicht wird. Die Kontrollmittel für die Stellung der Zeiger jeder Nebenuhr beinhalten eine Ablesescheibe, die auf jede Zeigerachse geklemmt ist, um den Nullpunkt eines jeden Zeigers zu bestimmen. Jede Ablesescheibe weist eine Kerbe auf, die vor einem Lesegerät vorbeistreicht, wenn sich jeder Zeiger in Nullstellung befindet, d. h. also zweimal täglich für die Stundenzeiger-Scheibe und einmal stündlich für die Minutenzeiger-Scheibe.

Bei der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung können die elektronischen Steuermittel erforderliche Angaben durch eine Hauptuhr erhalten, die ständig durch eine Sendestation kontrolliert wird, jedoch können sie die Angaben auch direkt von dieser Sendestation erhalten, welche automatisch jede Minute der Nebenuhr verstellt, was besonders zum Zeitpunkt des Stundenwechsels durch einen heftigen Übergang um eine Stunde vorwärts oder eine Stunde rückwärts bzw. durch eine vollständige Neueinstellung der Uhrzeit erfolgt, wenn die Hauptuhr aus irgendeinem Grund vorübergehend stillgestanden hat.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben, von denen:

Abb. 1 ein Zusammenstellungssschema der Einrichtung ist,

Abb. 2 eine synoptische Ansicht des mechanischen Teils ist.

Von einer Hauptuhr 1 aus sendet man in ein elektronisches System bekannter Konzeption 27 eine Absolutwertangabe für die Stunde und die Minute, z. B. "8 Uhr 35".

Zum leichteren Verständnis wird nachstehend diese Elektronikbaugruppe 27 in sehr gedrängter Form beschrieben.

Die Angabe der Hauptuhr kommt in der Elektronikplatte bei einer Empfangseinrichtung 2 an, welche die übermittelte Zeit registriert und sie am Eingang eines Vergleichswerks anordnet, und zwar bei 3 für die Stundenangabe "8" und bei 4 für die Minutenangabe "35". Auf der anderen Seite dieses Vergleichswerks registriert eine elektronische Einrichtung die Impulse, die bei der Nebenuhr inkrementiert wurden.

Es wird davon ausgegangen, daß die Nebenuhr um Mitternacht auf Null zurückgestellt wurde, d. h. wenn sich der Stundenzeiger in senkrechter Stellung befindet und der Minutenzeiger ebenfalls in senkrechter Stellung. Seit Mitternacht hat der Gleichstrommotor eine Anzahl umgekehrter Impulse erhalten, die der Anzahl der bis um "8 Uhr 35" verstrichenen Minuten entspricht, und diese Impulse haben den Minutenzeiger veranlaßt, acht vollständige Umdrehungen plus 35 Minuten zu vollziehen, und den Stundenzeiger, eine Teilumdrehung zu machen, um 8 Uhr anzuzeigen.

Diese Impulse wurden nicht nur an den Motor 9, der die Zeiger vorrücken läßt, übermittelt, sondern auch an das auf der anderen Seite des Vergleichswerks angeordnete Elektroniksystem 6 und 5. Dieses Elektroniksystem hat also in seinem Element 5 acht Inkrementierungen registriert, die dem Verstreichen der Zeitspanne von "0" Uhr bis "8" Uhr entsprechen, und es hat im Teil 6 acht × sechzig Inkrementierungen zuzüglich der 35 Inkrementierungen der letzten Minuten registriert.

Nur die letzten Inkrementierungen bleiben registriert, denn jedesmal wenn 6 sechzig Inkrementierungen registriert, erteilt 6 einen Befehl, um eine Inkrementierung in 5 zu registrieren und sich selbst auf Null zurückzustellen. Daraus folgt also, daß auf Elektronikebene die Ablesung der beiden Zählwerke 5 und 6: "8-35" erscheinen läßt. Zwischen der Zählwerkgruppe 3-4 und der Zählwerkgruppe 5-6 ist ein Vergleichswerk 7 bekannten elektronischen Typs angeordnet, und dieses Element vergleicht ständig die von der Hauptuhr ausgegebene Zeit mit der an die Nebenuhr ausgegebene Zeit. Ist dieser Vergleich übereinstimmend (8-35 für 8.35), so geschieht nichts.

Wird der Vergleich zerstört (Beispiel: wenn die Hauptuhr zur folgenden Minute übergeht und 8 Uhr 36 anzeigt), wird das Vergleichswerk unverzüglich einen Befehl an den elektronischen Geber 8 erteilen, um einen Impuls auszusenden, der einerseits den Zeigermotor 9 um einen Schritt vorlaufen und andrerseits das Elektroniksystem 5-6 um einen Schritt inkrementieren läßt, wodurch die Wiederherstellung der Übereinstimmung ermöglicht wird.

Diese Beschreibung trifft für den normalen Funktionsablauf zu.

Es kommt jedoch vor, daß die Hauptuhr 1 übergangslos eine zusätzliche Stunde anzeigt, was z. B. der Fall beim Zeitwechsel im Monat März ist, und das Vergleichswerk 7 stellt fest, daß die Nebenuhr eine Stunde Verspätung hat. In diesem Fall erteilt das Vergleichswerk dem Geber 8 einen Befehl, worauf der Geber die erforderliche Anzahl von Impulsen (im vorliegenden Fall 60) aussendet, um die Nebenuhr in die gleiche Stellung zu bringen, die von der Hauptuhr gefordert wurde. Anders ausgedrückt, damit das Vergleichswerk 7 wieder feststellt, daß beide Uhren übereinstimmen.

Man kann sich jetzt einen umgekehrten Ablauf vorstellen, d. h., daß die Hauptuhr 1 ohne Übergang eine Stunde früher anzeigt, was der Fall beim Zeitwechsel im Monat September wäre. In diesem Fall handelt das Vergleichswerk 7, das die Falscheinstellung der Nebenuhr feststellt, wie im vorhergehenden Fall: es bewirkt eine beschleunigte Inbetriebsetzung der Steuerung 8 des Schrittmotors 9, der die Nebenuhr um elf Stunden verstellt, um sie auf die Hauptuhr abzugleichen, d. h. auf den Punkt, an dem des Vergleichswerk feststellt, daß das Inkrementierungssystem 5-6 den gleichen Wert wie das Pilotsystem 3-4 erreicht hat.

Die Elektronik ist indessen so konstruiert worden, daß die Nebenuhr, wenn es sich lediglich um eine kleine Verstellung unter drei Minuten handelt, sich nicht um 12 Stunden verstellt, sondern während maximal 3 Minuten in Wartestellung verharrt.

Diese Wartestellung wird durch das Vergleichswerk hervorgerufen, das die Übertragungen des Schrittmotors drei Minuten lang blockiert und das sie wieder freigibt, sobald das Vergleichswerk die zeitliche Übereinstimmung zwischen Nebenuhr und Hauptuhr feststellt.

Die so beschriebene Elektronikbaugruppe wird mittels einer Stromversorgung 28 bekannter Bauart mit einer Spannung von 220 V gespeist.

Die Nebenuhr hat einen Minutenzeiger 10 auf einer Achse 19, an deren Ende sich ein Zahnrad 11 befindet, das den genannten Zeiger 10 antreiben soll.

Dieses Zahnrad 11 wird durch ein zweizahniges Getriebe 12 angetrieben, das mit dem Rotor 13 eines Motors 9 verbunden ist. Natürlich kann das Zahnrad 11 und das Zweizahngetriebe durch ein gewöhnliches Getriebe ersetzt werden.

Die in die Spule 15 geschickten (+/-)- und (-/+)- Impulse lassen den Motor im Schrittsystem laufen und bringen so den Zeiger 10 zum Drehen.

Ein Getriebe 14, 16 und 17 treibt den kleinen Zeiger 18 an.

Der beschriebene Ablauf bezieht sich auf die normale Funktion einer mit umgekehrtem Gleichstrom betriebenen Nebenuhr, doch könnte er auch für eine Nebenuhr angewandt werden, die durch ein Steuergerät mit nicht umgekehrtem Strom betrieben wird.

Gemäß der Erfindung ist auf der Minutenzeigerachse 19 eine Scheibe 20 angebracht, die eine Kerbe 21 aufweist. Diese Kerbe läuft einmal pro Stunde vor einem Lesegerät 22 vorbei. Diese Kerbe 21 entspricht der Nullstellung des Zeigers 10, d. h. wenn der Minutenzeiger 12 Uhr mittags überführt.

Auf der Achse 23 des kleinen Zeigers 18 ist ebenfalls eine Scheibe 24 angebracht, die eine Kerbe 25 aufweist, deren Vorbeilauf durch ein Lesegerät 26 abgelesen wird. Der Vorbeilauf an diesem Lesegerät 26 erfolgt, wenn der kleine Zeiger 18, wie der Zeiger 10, ebenfalls auf 12 Uhr mittags steht.

Mit anderen Worten, diese beiden Kerben ermöglichen es, einmal alle zwölf Stunden eine Nullstellung für den Stundenzeiger und einmal jede Stunde eine Nullstellung für den Minutenzeiger vorzunehmen, und zwar zu dem Zeitpunkt, zu dem jeder Zeiger jeweils vor dem Punkt "12 Uhr mittags" steht.

Die Funktion des Gerätes ist wie folgt zu verstehen:

Im Normalbetrieb läuft die Nebenuhr schrittweise durch die vom Vergleichswerk gesteuerten Impulse. Diese Impulse inkrementieren, wie oben gesagt, die Geräte 5 und 6. Es ist allerdings angebracht, sich in regelmäßigen Zeitabständen zu vergewissern, daß diese Inkrementierungen auf einem sicheren Ausgangspunkt beruhen. Infolgedessen erfolgt eine Nullrückstellung mit Hilfe der Lesegeräte 22 und 26. Diese Nullrückstellung erfolgt jede Stunde für das Lesegerät 22, d. h. für den Minutenzeiger, und alle 12 Stunden für das Lesegerät 26, d. h. für den Stundenzeiger.

Konkreter ausgedrückt, jedesmal, wenn die Uhr eine volle Stunde anzeigt (8 Uhr-9 Uhr-10 Uhr, usw.), stellt sich der Minutenzeiger zwangsläufig über seine Kurvenscheibe 20, deren Kerbe 21 und sein Lesegerät 22 auf Null zurück, falls erforderlich.

Jedesmal, wenn die Hauptuhr 12 Uhr bzw. 24 Uhr anzeigt, stellt sich der Stundenzeiger mittels seiner Kurvenscheibe 24, deren Kerbe 25 und seines Lesegerätes 26 auf Null zurück, falls erforderlich.

Ausgehend von diesen Referenzpunkten, wird anschließend mit Inkrementierung gearbeitet, und man ist sicher, daß keine dauerhafte Verstellung möglich ist, da ja in regelmäßigen Zeitabständen für jeden der beiden Zeiger eine Überprüfung - und erforderlichenfalls eine Nachregulierung - bei jedem Nulldurchgang erfolgt, wobei im vorliegenden Fall der Nullpunkt auf "12 Uhr mittags" liegt.

So erhalten die Zählwerke 5 und 6 regelmäßige Angaben, und zwar einerseits durch den Geber 8, welche Angaben genau den Inkrementierungen entsprechen, die der Geber 8 in den Motor 9 der mechanischen Empfangseinheit schickt, und andrerseits durch die Lesegeräte 22 und 26, die den Zweck haben, die beiden Zählwerke 5 und 6 zum Zeitpunkt des Vorbeilaufs der Kerbe auf Null zurückzustellen.

Daraus folgt, daß sich zu diesem Zeitpunkt, falls in der laufenden Stunde oder den vorhergehenden Stunden eine Falschanzeige erfolgt ist, diese Zählwerke wieder in die richtige Einstellung zu den Uhrzeigern gebracht werden und daß, wenn sie sich aus diesem Grunde nicht mehr in Übereinstimmung mit den Zählwerken 3 und 4 befinden, das Vergleichswerk tätig wird, um sowohl dem Motor als auch den Zählwerken die erforderlichen Impulse zu geben, damit die Nebenuhr und ihre entsprechenden Zählwerke wieder phasengleich mit der Hauptuhr laufen.

Eine derartige Erfindung findet eine besondere Anwendung, wenn die Uhren per Funk gesteuert werden. Diese Steuerung besteht in der Verwendung einer Hauptuhr, die ständig durch die von einer Sendestation (für Frankreich z. B. FRANCE-INTER) ausgegebenen Angaben kontrolliert wird, welche Sendestation automatisch in jeder Minute die Nebenuhr nachstellt, und zwar besonders bei Zeitwechsel durch übergangsloses Verstellen um eine Stunde vorwärts bzw. eine Stunde rückwärts, oder durch eine völlige Neueinstellung der Uhrzeit im Falle eines vorübergehenden Stillstands der Hauptuhr aus irgendeinem Grund.

In jedem Fall stellt sich mit einer wie oben beschriebenen Einrichtung die Nebenuhr selbst automatisch nach.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann man in einer einzigen Baugruppe eine Nebenuhr und eine Hauptuhr zusammenfassen, um eine unabhängige Uhr zu bilden, die über das Netz und/oder eine interne Batterie gespeist wird, wobei die Hauptuhr an eine Antenne angeschlossen ist und die von einer Funkstation ausgesandten Angaben empfängt. Auf diese Weise sind die Nebenuhr und folglich deren Zeiger stets auf eine absolut genaue Zeit eingestellt, die in völliger Übereinstimmung mit den vom Sender ausgehenden Angaben ist.

Um die Funktion der Einrichtung klarzustellen, wird darauf hingewiesen, daß zwei Hauptfälle in Betracht gezogen werden können.

Im ersten Fall, dem einer Nebenuhr, die von einer externen Hauptuhr gesteuert wird, muß die Nebenuhr einmal an das durch diese Hauptuhr gesteuerte allgemeine Netz angeschlossen werden, und zum anderen an das Stromversorgungsnetz. Die Nebenuhr stellt sich denn ohne jegliche Handbetätigung richtig auf die Hauptuhr ein bzw. um.

Im zweiten Fall, dem einer Einheit, die aus einer Nebenuhr und einer eingebauten (an eine Antenne angeschlossenen) Hauptuhr besteht, braucht man die Einheit nur an das Stromversorgungsnetz anzuschließen und muß sich dann nicht mehr darum kümmern.

In den höchstens 12 folgenden Stunden, d.h. wenn beide Zeiger die 12-Uhr-Stellung (mittags) überfahren haben, wird die automatische Zeiteinstellung der Uhr auf das Funksignal von allein erfolgt sein.

Claims (7)

1. Automatische Verstelleinrichtung für Nebenuhren, die durch eine Impulse aussendende Hauptuhr (1) gesteuert werden, wobei die genannte Verstelleinrichtung für jede Nebenuhr einen Motor bekannten Typs (9), der mit Gleichstrom mit umgekehrtem oder nicht umgekehrtem Impuls der elektronischen Mittel (27) zum Steuern des Motors funktioniert, sowie mechanische Mittel (29) zum Antrieb der Zeiger (10 und 18) der Nebenuhr durch den besagten Motor (9) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung außerdem Kontrollmittel für die jeweilige Stellung des Minutenzeigers (10) und des Stundenzeigers (18) zu einem genauen Zeitpunkt enthält, wobei die genannten Kontrollmittel Signale zu den elektronischen Mitteln (27) zur Steuerung des Motors (9) aussenden, wodurch die automatische Verstellung jeder einzelnen Nebenuhr ermöglicht wird.

2. Automatische Verstelleinrichtung für durch eine Hauptuhr gesteuerte Nebenuhren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollmittel für die Zeigerstellung jeder Nebenuhr eine Ablesescheibe (20-24) beinhalten, die auf jede Zeigerachse (19-23) der Zeiger (10-18) geklemmt ist, um den Nullpunkt eines jeden Zeigers zu bestimmen.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ablesescheibe (20-24) eine Kerbe aufweist, die vor einem Lesegerät (22-26) vorbeiläuft, wenn sich jeder Zeiger in Nullstellung befindet, d. h. also zweimal täglich für die Stundenzeiger-Scheibe (24) und einmal stündlich für die Minutenzeiger-Scheibe (20).

4. Einrichtung gemäß aller vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollmittel jedesmal, wenn ein Zeiger den Nullpunkt (mittags) überfährt, Signale zu den Zählwerken für die Stunden (5) und die Minuten (6) aussenden, die Bestandteil der elektronischen Steuermittel (27) sind.

5. Einrichtung gemäß irgendeines der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptuhr ständig durch die von einer Funkstation gesendeten Angaben kontrolliert wird.

6. Einrichtung gemäß eines der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Steuermittel über Funk durch eine Hauptuhr geregelt werden.

7. Einrichtung gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, deß die Nebenuhr und die Hauptuhr in einer einzigen Einheit zusammengefaßt sind, um eine unabhängige Uhr zu bilden, die über das Netz oder über eine interne Batterie gespeist wird, wobei die Hauptuhr an eine Antenne angeschlossen ist, welche die durch eine Funkstation gesendeten Angaben empfängt.