DE841571C

DE841571C - Circuit for pulse receivers (e.g. slave clocks) controlled by pulses in alternating directions from a pulse generator (e.g. a master clock)

Info

Publication number: DE841571C
Application number: DEJ1005A
Authority: DE
Inventors: Otto Schumacher
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1950-06-02
Filing date: 1950-06-02
Publication date: 1952-06-16

Description

Schaltung für durch Impulse wechselnder Richtung von einem Impulsgeber, (z. B. einer Hauptuhr) gesteuerte Impuls-Empfänger (z. B. Nebenuhren) In elektrischenUhrenanlagen werden die Impuls-Empfänger, wie Nebenuhren und Zeitstempel, allgemein durch von einer Hauptuhr ausgesandte Impulse mit Hilfe von durch Magnete getriebenen Schrittschaltwerken fortgeschaltet. Man verwendet dabei gepolte oder neutrale Magnete. Bei einer Anlage mit gepolten Magneten wechselt bei jeder Kontaktgabe der Hauptuhr die Stromrichtung in der Nebenuhrlinie. Dem Dauerfluß der gepolten, d. h. permanenten Magnete wird der SteuerfluB eines Elektromagneten für die Zeit der Impulsgabe überlagert. Dadurch wird, abhängig von derStromrichtung in der Magnetspule, der magnetische F1uB für den einen Pol des permanenten Kreises verstärkt und für den anderen geschwächt. Dieser Unistand bewirkt dann die Bewegung des Ankers. Die gepolten Magnete sind unempfindlich gegen Doppelimpulse, die etwa durch Prellungen des Sendekontakts hervorgerufen werden, denn ein zweiter Impuls gleicher Stromrichtung kann diesen Magneten nicht beeinflussen. Zwar können die Nebenuhrwerke durch Fremdströme, z. B. durch die Induktionswirkung einer parallel geführten Leitung, um einen Schritt weiter bewegt werden, doch sprechen diese Uhren dann nicht auf den nächsten regulären Impuls gleicher Richtung der Hauptuhr an, so daB dann wieder volleÜbereinstimmung mit derHauptuhr erreicht ist. Es ist nun bekannt, daß, wie Fig. i zeigt, bei geringer elektrischer Energie die Kraft eines gepolten Magneten infolge seiner linearen Charakteristik bis zum Schnittpunkt mit der gekrümmten Kennlinie eines neutralen Magneten höher ist als die des neutralen Magneten bei gleicher Erregung. Deshalb besitzen die Nebenuhrwerke meistens permanente Magnete.Circuit for alternating direction pulses from a pulse generator, (e.g. a master clock) controlled impulse receivers (e.g. slave clocks) in electrical clock systems the impulse receivers, such as slave clocks and time stamps, are generally carried out by von Pulses sent out by a master clock with the help of stepping mechanisms driven by magnets advanced. Pole or neutral magnets are used. With a system With polarized magnets, the current direction changes each time the master clock makes contact in the slave clock line. The continuous flow of the polarized, d. H. permanent magnets the control flow of an electromagnet is superimposed for the time of the pulse generation. Through this the magnetic F1uB for strengthen one pole of the permanent circle and weaken it for the other. This unstance then causes the armature to move. The polarized magnets are insensitive to double impulses caused by bruises in the sender contact because a second impulse in the same direction of current cannot make this magnet influence. Although the slave clockworks can be driven by external currents such. B. by the induction effect a parallel line to be moved one step further, but speak these clocks then do not respond to the next regular pulse in the same direction from the master clock so that full agreement with the master clock is achieved again. It it is now known that, as FIG. i shows, when the electrical energy is low, the force of a polarized magnet due to its linear characteristic up to the point of intersection with the curved characteristic of a neutral magnet is higher than that of the neutral one Magnets with the same excitation. That is why the slave clocks usually have permanent ones Magnets.

Für Zeitregistriergeräte wird nun vom Schaltmagneten eine wesentlich höhere Arbeit als für gewöhnliche anzeigende Nebenuhren gefordert. Der Arbeitspunkt liegt bei einem räumlich begrenztere Bauvolumen solcher Geräte rechts oberhalb des Schnittpunktes der Kurven der Fig. i, d. h. ein neutraler Magnet ist für diesen Fall günstiger als ein gepolter. Da aber neutrale Magnete naturgemäß für Doppelimpulse empfänglich sind, d. h. auf Impulse beider Richtungen ansprechen, sieht die Erfindung vor, dem neutralen Magneten eines entsprechenden Empfangsgeräts durch die Kombination bekannter Schaltelemente die Eigenschaften eines gepolten Magneten zu geben. Dies geschieht dadurch, daß von dem Impuls-Empfänger, der vorzugsweise mit neutralen Magneten ausgerüstet ist, ein Wechselkontakt gesteuert wird, der den Magneten nach seiner Erregung abwechselnd je über eine Sperrzelle unterschiedlicher Durchlaßrichtung an die Uhrenlinie schaltet.For time registration devices, one of the solenoids is now becoming essential higher work than required for normal indicating slave clocks. The working point is in a spatially more limited volume of such devices to the right above the Intersection of the curves of FIG. H. a neutral magnet is for this one Case cheaper than a polarized one. Since, however, neutral magnets naturally produce double impulses are receptive, d. H. respond to pulses in both directions, sees the invention before, the neutral magnet of a corresponding receiving device through the combination known switching elements to give the properties of a polarized magnet. this happens because of the impulse receiver, which is preferably with neutral Magnet is equipped, a changeover contact is controlled, which the magnet after his excitation alternately each via a blocking cell of different transmission direction switches to the watch line.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele. Nach Fig. 2 liegt der neutrale Magnet M je nach Stellung des von ihm über ein besonderes nicht dargestelltes Steuerglied * betätigten Kontakts k entweder über Sperrzelle Spl oder Spe an der Nebenuhrenlinie. Wechselt entsprechend dem Charakter einer Anlage mit Stromstößen wechselnder Richtung bei jedem Impuls der Hauptuhr die Stromrichtung in der Nebenuhrenlinie N-N, so wird der Kontakt k jeweils erst nach einem von der Hauptuhr oder über ein Verzögerungselement beendeten Stromimpuls umgeschaltet. Der Magnet ist dann für den nächsten, in entgegengesetzter Stromrichtung ankommenden Impuls aufnahmebereit, während ein zweiter Impuls in gleicher Richtung den Magneten durch die Zelle. Spe gesperrt vorfindet. Die eigentliche Aufgabe des Magneten M ist naturgemäß die Uhrenfortschaltung. Diese erfolgt meist über eine Schaltklinke. Das Schaltrad wird durch eine Sperrklinke an der Rückwärtsdrehung gehindert. Das Schaltgetriebe ist so ausgebildet, daß der Schaltschritt durch die Rückzugsfeder des Ankers über die Klinke bewirkt wird.The figures described in the figures serve to explain the invention Working examples. According to Fig. 2, the neutral magnet M is depending on the position of the operated by him via a special control element * (not shown) k either via blocking cell Spl or Spe on the slave clock line. Changes accordingly the character of a system with current surges of alternating direction with each impulse of the master clock the current direction in the slave clock line N-N, then the contact k in each case only after one ended by the master clock or via a delay element Current pulse switched. The magnet is then for the next, in opposite directions Direction of current incoming pulse ready to receive, while a second pulse in the same Direction of the magnet through the cell. Spe found blocked. The real job of the magnet M is, of course, the clock advance. This is usually done via a Ratchet. The ratchet wheel is rotated backwards by a pawl prevented. The gearbox is designed so that the switching step by the Return spring of the armature is effected via the pawl.

Die Umschaltung des Kontakts k kann beispielsweise mittels eines Schalters erfolgen, der so ausgebildet ist, daß er jeweils mit dem zweiten Schaltschritt wieder die gleiche Stellung einnimmt. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kontakt k durch ein vom abfallenden Magnetanker jeweils eine halbe Zahnteilung weitergeschaltetes Rad i gesteuert wird. Der Magnet M ist an die Feder 2, die Sperrzelle Spl an die Feder 3 und die Sperrzelle Spe an die Feder 4 angeschlossen. Die Kontaktfedern 3 und 4 werden durch einen isolierten Bolzen 5 so auseinandergehalten, daß jeweils nur eine Sperrzelle dem Magneten vorgeschaltet ist. Nach dem nächsten Schaltschritt stützt sich die Feder 2 auf den Zahn des Rades i ab und gibt Kontakt mit Feder 4, so daß der neutrale Magnet für den nächsten, über die Sperrzelle Spe einlaufenden Impuls aufnahmebereit ist.The switching of the contact k can, for example, by means of a switch take place, which is designed so that it is again with the second switching step occupies the same position. Fig. 3 shows an embodiment in which the Contact k is switched on by a half tooth pitch from the falling magnet armature Wheel i is controlled. The magnet M is to the spring 2, the blocking cell Spl to the Spring 3 and the barrier cell Spe connected to spring 4. The contact springs 3 and 4 are held apart by an insulated bolt 5 so that each only one blocking cell is connected upstream of the magnet. After the next switching step the spring 2 is supported on the tooth of the wheel i and makes contact with spring 4, so that the neutral magnet for the next one arrives via the blocking cell Spe Impulse is ready to receive.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Umschaltung des Kontakts k erst bei Beendigung des Stromimpulses erfolgt. Vielmehr kann diese Umschaltung bereits vorgenommen werden, sobald der Anker völlig angezogen ist. Da der Magnet sogleich nach vollendetem Schaltschritt von der Uhrenlinie abgetrennt wird, arbeitet ein solcherItnpuls-Einpfänger mit sehr geringem Stromverbrauch.It is not absolutely necessary that the switching of the contact k only takes place when the current pulse is terminated. Rather, this switchover can be done as soon as the anchor is fully tightened. Because the magnet is separated from the clock line immediately after the switching step has been completed, works such an impulse receiver with very low power consumption.

Ein mechanisch arbeitendes Steuerelement, das den Kontakt mit entsprechender zeitlicher Verzögerung nach Erregung des Magneten M umschaltet, ist in Fig. 4 schematisch gezeigt. Der Magnet M schaltet beim Anzug des Ankers über die Klinke .6 das Schaltrad 7 des Uhrwerks weiter. Am Anker8 ist eine Koppelstange 9 angelenkt, auf der leicht beweglich die Masse io geführt und durch die Feder i i in der Grundstellung gehalten wird. Die bei der Bewegung des Ankers in der Masse io aufgespeicherte Energie wird beim Anschlag des Ankers auf den Magneten frei und schaltet über die Klinke 12 das Schaltrad 13 einen Schritt weiter. Auf der Welle dieses Rades 13 sitzt die Kontaktvorrichtung nach Fig.@ 3; ein Schaltschritt des Rades 13 entspricht einer halben Teilung des Rades i in Fig. 3.A mechanically operating control element, which switches the contact with a corresponding time delay after the magnet M has been excited, is shown schematically in FIG. 4. When the armature is attracted, the magnet M switches the ratchet wheel 7 of the clockwork via the pawl .6. A coupling rod 9 is articulated on the armature 8, on which the mass io is guided in an easily movable manner and is held in the basic position by the spring ii. The energy stored in the mass io during the movement of the armature is released when the armature hits the magnet and switches the ratchet wheel 13 one step further via the pawl 12. On the shaft of this wheel 13 sits the contact device according to Fig. @ 3; a switching step of the wheel 13 corresponds to half a division of the wheel i in FIG. 3.

Ein elektrisches Steuerelement, das die Verzögerung der Umschaltung des Kontakts k bewirkt, ist in Fig. 5 beispielsweise dargestellt. Die Verzögerung tritt dadurch ein, daß der Schaltmagnet-M kurz vor vollendetem Anzug über den Kontakt 14 und den Magneten 15 eine Kontakteinrichtung nach Fig. 3 um einen halben Zahn weiterschaltet. .An electrical control that delays the switching of the contact k is shown in FIG. 5, for example. The delay occurs because the switching magnet-M shortly before it is closed over the contact 14 and the magnet 15 a contact device according to FIG. 3 by half a tooth advances. .

Fig. 6 zeigt eine Gruppe von Impuls-Empfängern, bei denen, um den Aufwand an Kontakten zu- beschränken, nur eine einzige Sperrzellenanordnung entsprechend Fig.2 vorgesehen ist. Der Kontakt k1 wird lediglich durch einen einzigen der parallel geschalteten Magnete, z. B. Ml, gesteuert.Fig. 6 shows a group of pulse receivers, in which, to the To limit the effort of contacts, only a single blocking cell arrangement accordingly Fig.2 is provided. The contact k1 is only through a single one of the parallel switched magnets, e.g. B. Ml controlled.

Der Umfang einer Uhrenanlage, also die Zahl der angeschlossenen Nebenuhren, Zeitstempel u. dgl., sowie deren Entfernung von der Hauptuhr ist sowohl vom zulässigen Spannungsabfall in den Leitungen als auch von der Belastungsmöglichkeit der Steuerkontakte der Hauptuhr oder etwa vorhandener Zwischenrelais abhängig. Es ist stets erwünscht, den Stromverbrauch der einzelnen angeschlossenen Geräte im Rahmen der Betriebssicher-. heit möglichst klein zu halten. Nach Fig: 7 wird durch einen gemäß der Erfindung geschalteten Magneten der weitere Kontakt k2 gesteuert, der kurz, bevor der Anker auf den Magneten aufschlägt, einen Widerstand W in Reihe mit M schaltet. Der Widerstand W kann auch durch eine Teilwicklung des Magneten gebildet werden und ist so bemessen, daß der für die Dauer eines Impulses fließende Strom auf einen zum Halten des Magneten ausreichenden Wert verkleinert- wird. Ferner kann der Widerstand W durch einen Magneten entsprechend 15 in Fig. 5 gebildet werden.The scope of a clock system, i.e. the number of connected slave clocks, timestamps and the like, as well as their distance from the master clock, depends on both the permissible voltage drop in the lines and the load capacity of the control contacts of the master clock or any intermediate relays. It is always desirable to keep the power consumption of the individual connected devices within the framework of operational safety. to keep it as small as possible. According to FIG. 7, the further contact k2 is controlled by a magnet connected according to the invention, which contacts a resistor W in series with M shortly before the armature strikes the magnet. The resistor W can also be formed by a partial winding of the magnet and is dimensioned so that the current flowing for the duration of a pulse is reduced to a value sufficient to hold the magnet. Furthermore, the resistor W can be formed by a magnet corresponding to 15 in FIG.

Fig. 8 zeigt den Stromverlauf während eines Arbeitsganges des :Magneten der Schaltung nach Fig. 7, wenn dieser die Umschaltung des Kontakts k2 erst nach vollendetem Stromimpuls bewirkt. Die Kurve a entspricht dem Stromverlauf bei der Schaltung nach Fig. 2 und 6, die Kurve b demjenigen bei Verwendung der Schaltung nach Fig. 7. Nach Anziehen des Ankers wird sofort der Widerstand 1F eingeschaltet. Dadurch sinkt der Strom auf einen beachtlich kleinen Wert. Die Kurve b stellt den Haltestrom dar; der Kontakt des Impulsgebers wird weniger beansprucht, so daß eine größere Anzahl von Geräten durch ihn geschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß infolge des geringeren Haltestroms die Induktionsspannung beim Abschalten irgendwelche in der gleichen Schleife liegende Nebenuhren nicht beeinflußt und infolge des kleineren Spannungsabfalls weitere Nebenuhren betrieben werden können.Fig. 8 shows the current curve during an operation of the: magnet the circuit of FIG. 7, if this the switching of the contact k2 only after accomplished current impulse. The curve a corresponds to the course of the current in Circuit according to FIGS. 2 and 6, curve b that when the circuit is used according to Fig. 7. After tightening the armature, the resistor 1F is switched on immediately. As a result, the current drops to a considerably small value. The curve b represents the Holding current; the contact of the pulse generator is less stressed, so that a larger number of devices can be switched through it. Another advantage This circuit consists in the fact that as a result of the lower holding current, the induction voltage when switching off any slave clocks that are in the same loop influenced and operated as a result of the smaller voltage drop other slave clocks can be.

Die Anwendung des in Reihe zum Magneten zum Zwecke der Verminderung der Abschaltspannungsspitze. zu schaltenden `'Widerstandes (Fig. 7) .ist nicht auf gepolte oder durch Sperrzellen, gepolt arbeitende neutrale Magnete, die nach beendetem Stromimpuls den Mechanismus schalten, beschränkt. Auch bei einfachen neutralen Magneten ist die Verringerung des Stroms von -Vorteil.The application of the in series to the magnet for the purpose of diminution the cut-off voltage peak. to be switched '' resistor (Fig. 7). is not on polarized or neutral magnets working polarized by blocking cells, which after finished Current impulse switch the mechanism, limited. Even with simple, neutral magnets is reducing the current of benefit.

Bei besonders langen Leitungen kann eine Schaltung nach Fig. 9 zweckdienlich sein. Die Kontakte kil bzw. k21 haben die gleiche Funktion wie der Kontakt k in Fig. 2. Der beim Ansprechen des Magneten M1 betätigte Kontakt k12 schaltet den Magneten Ritz des nächstliegenden Empfangsgeräts ein, der selbst wieder mittels k22 den Magneten des dritten Geräts schaltet usf. Hierdurch ist die Nebenuhrenschleife während des Einschaltvorgangs stets nur mit dem Einschaltstrom eines Magneten und den durch die Widerstände W1, W2 bedingten Halteströmen der bereits angezogenen Magnete belastet.In the case of particularly long lines, a circuit according to FIG. 9 can be useful. The contacts kil and k21 have the same function as the contact k in Fig. 2. The contact k12 actuated when the magnet M1 responds switches on the magnet Ritz of the closest receiving device, which itself again switches the magnet of the third device by means of k22, and so on. As a result, the slave clock loop is always only loaded with the inrush current of a magnet and the holding currents of the already attracted magnets caused by the resistors W1, W2 during the switch-on process.

Fig. io zeigt die Verwendung der Sperrzellen in Verbindung mit Relais. Die Relais R1 und R2 empfangen abwechselnd Impulse, die in entgegengesetzter Richtung ankommen, und geben diese weiter. Die Kontakte dieser Relais sind ri und r2. Mit diesen wird die mit + und - angedeutete Spannungsquelle für die Zeit eines jeden von dem Impulsgeber über X-\' kommenden Impulses mit jeweils abwechselnder Polarität auf die Nebenuhrenlinie Ni-Ni weitergegeben. Diese Schleife ist in der Zeit zwischen zwei Impulsen durch die das Pluspotential führende Brücke kurzgeschlossen, wodurch etwa auftretende Induktionsströme in der Schleife Ni-Ni unwirksam gemacht werden. Wird z. B. R1 erregt, so bewegt sich von dem Kontakt r1 zuerst die Feder r". Trifft diese auf die Pluspotential führende Feder r12, so ist ein ohmisch belasteter Kreis über +, ri$, r11, W3, - so lange gebildet, bis infolge des Durchziehens des Relaisankers die Feder rlf von der plusführenden Brücke abgehoben ist. Die Belastung durch den Widerstand W3 ist so bemessen, daß das Abheben der Feder r12 von dieser Brücke funkenfrei erfolgt. Bevor die Feder r12 mit r13 Kontakt gibt, ist der Linie Ni Ni der Widerstand W vorgeschaltet. Dieser ist überbrückt,@sobald r13 und damit deiMinuspol direkt an Ni liegt. Besonders vorteilhaft wirkt sich diese Maßnahme beim Abschalten aus, da das Magnetfeld der angeschlossenen Impuls-Enipfänger erst dann zusammenbricht, wenn r12, durch r11 geführt, wieder auf der plusführenden Brücke anliegt. Hierdurch ist ein funkenfreies Abschalten gesichert. In der Schleife N. _N. liegen nun die mit neutralen oder auch mit gepolten Magneten ausgestatteten Impuls-Empfänger, z. B. M. Einer dieser Impuls-Empfänger bewirkt die Umschaltung des Umsteuerkontakts k gemäß Fig. 2.Fig. 10 shows the use of the lock cells in connection with relays. The relays R1 and R2 alternately receive pulses arriving in the opposite direction and pass them on. The contacts of these relays are ri and r2. With these, the voltage source indicated with + and - is passed on to the slave clock line Ni-Ni for the time of each pulse coming from the pulse generator via X - \ 'with alternating polarity. In the time between two pulses, this loop is short-circuited by the bridge carrying the positive potential, which means that any induction currents that may occur in the Ni-Ni loop are rendered ineffective. Is z. If, for example, R1 is excited, the spring r "moves from contact r1 first. If this meets the spring r12 carrying positive potential, an ohmically loaded circle is formed over +, ri $, r11, W3, - until as a result When the relay armature is pulled through, the spring rlf is lifted from the positive bridge. The load from the resistor W3 is such that the spring r12 is lifted from this bridge without sparks. Before the spring r12 makes contact with r13, the line Ni Ni The resistor W is connected upstream. This is bridged as soon as r13 and thus the minus pole is directly on Ni. This measure is particularly advantageous when switching off, as the magnetic field of the connected pulse receiver only collapses when r12, passed through r11, again This ensures a spark-free switch-off. The loop N. _N. now contains the impulse receivers equipped with neutral or polarized magnets, e.g. BM One of these pulse receivers switches the reversing contact k according to FIG. 2.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit for pulse receivers (e.g. slave clocks) controlled by pulses in alternating direction from a pulse generator (e.g. a master clock), characterized in that a changeover contact (k) is controlled by the pulse receivers (M), the after it has been excited, it alternately switches to the transmission line (e.g. clock line NN) via a blocking cell (Spl, Spe) in the opposite direction.

2. Circuit according to claim i, characterized in that that the pulse receivers (M) are equipped with neutral magnets.

3. Circuit according to claims i and 2, characterized in that the changeover contact (k) is only switched after the end of the control pulses.

4. Circuit after den-Claims i and 2, characterized in that the changeover contact (k) directly is switched over after the magnet armature has been attracted.

5. A circuit according to claim 4, characterized in that the actuation of the changeover contact (k) takes place via a control member (8 to 13 in Fig. 4, 14 and 15 in Fig. 5), which electrically or mechanically between the switching on of the magnet and bridged the time lying in his full anchor suit.

6. Circuit according to claims i to 5, characterized in that that immediately after the response of the magnet a resistor (W) in the circuit of the pulse receiver is switched on, which is dimensioned so that it receives the current limited to the value just enough to hold the magnet.

7. Circuit according to claim 6, characterized in that the resistor is part of the magnet winding forms. B.

Circuit according to claims i to 7, characterized in that simultaneously with the switching on of the resistor in the circuit of an impulse receiver, the impulse transmission line from another impulse receiver is switched through, the himself initiates another through-connection (Fig. 9).

9. A circuit according to claim i, characterized in that a relay (R1, R =) is arranged between the changeover contact (k) and the two blocking cells (Spl, Spy) (Fig. Io), which is sent at the rate of the pulse generator and the incoming impulses give them to another transmission line (Ni-N1) in alternating directions. ok Circuit according to Claim 9, characterized by such an arrangement of the contacts (r1, r2) of the relays (R "RE) that the further transmission line (N1-N,) is short-circuited during two successive pulses and io, characterized in that before the power source is switched off from the further transmission line, a resistor (Ws) is connected in the circuit until the bridge for the transmission line is short-circuited as a result of the armature of the relay (R1, R2) falling off is.