DE1033595B

DE1033595B - Circuit arrangement for contactless control of slave clocks

Info

Publication number: DE1033595B
Application number: DES51918A
Authority: DE
Inventors: Marius Lavet; Jacques Dietsch; Leo Hartner
Original assignee: Leon Hatot SA France
Current assignee: Leon Hatot SA France
Priority date: 1953-10-21
Filing date: 1954-09-13
Publication date: 1958-07-03

Description

Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung von Nebenuhren Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung von Nebenuhren mit periodischen Stromimpulsen. Es ist bekannt, zur Steuerung vc:i Nebenuhren ohne Kontakte und Batterien dienende Stromimpulse in Hauptuhrwerken zu erzeugen, welche mit relativ zueinander beweglichen Magnet- und Spulensystemen ausgestattet sind; abgesehen davon, daß dieses System im allgemeinen ziemliche Kraftleistungen., also ein recht robustes Hauptuhrwerk verlangt, lassen sich damit doch nur verhältnismäßig kurze und schwache Impulse erzeugen, wodurch sowohl hinsichtlich der Zahl als auch der Größe bzw. Arbeitsleistung der anschließbaren Nebenuhren recht bald eine Grenze erreicht wird.Circuit arrangement for the contactless control of slave clocks The invention relates to a circuit arrangement for the contactless control of Slave clocks with periodic current pulses. It is known to control vc: i slave clocks generating current impulses in main clockworks without contacts and batteries, which are equipped with magnet and coil systems that can move relative to one another are; apart from the fact that this system is generally quite powerful., So a very robust main clockwork is required, but can only be used in proportion produce short and weak pulses, reducing both in terms of number the size or work performance of the connectable slave clocks soon a limit is achieved.

Man verwendet in solchen Fällen entweder neutrale Nebenuhren, die auf Steuerimpulse gleicher Polarität ansprechen, oder polarisierte Nebenuhren, welche auf Impulse wechselnder Polarität ansprechen.In such cases, either neutral slave clocks are used respond to control pulses of the same polarity, or polarized slave clocks, which respond to pulses of alternating polarity.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur kontaktlosen Steuerung von Nebenuhren mit periodischen Stromimpulsen und induktiver Erzeugung derselben im Hauptuhrwerk kennzeichnet sich durch die Verwendung einer derartigen elektronischen Verstärkeranordnung, vorzugsweise einer derartigen Transistoranordnung, zwischen den Nebenuhren und der Hauptuhr, daß die in der Hauptuhr erzeugten induktiven Impulse verstärkt und in Impulse von den Nehenuhren angepa.ßter Polarität und Schaltdauer umgewandelt werden.A circuit arrangement according to the invention for contactless control of slave clocks with periodic current pulses and inductive generation of the same in the main clockwork is characterized by the use of such an electronic one Amplifier arrangement, preferably such a transistor arrangement, between the slave clocks and the master clock that the inductive pulses generated in the master clock amplified and in pulses from the next clocks adapted polarity and switching duration being transformed.

Die erfindungsgemäße Zwischenschaltung von Verstärkermitteln äußert sich in verschiedener Richtung in vorteilhafter Weise; insbesondere wird die Anpassung der I-1.auptuhr an die Nebenuhren verschiedener Systeme und verschiedener Größe, insbesondere auch in bezug auf Polarität und Dauer der Impulse erleichtert.The interposition of amplifier means according to the invention expresses itself moving in different directions in an advantageous manner; particular will be the adjustment the I-1st master clock to the slave clocks of different systems and different sizes, in particular also with regard to the polarity and duration of the pulses.

Bei kontaktgesteuerten Nebenuhrenanla.gen und über Kontakte erfolgender Synchronisierung selbständig gehender Uhren ist die Zwischenschaltung von Verstärkerschaltungen zwischen den Steuerkontakt und die Nebenuhren bzw. abhängigen Uhren an sich bekannt; hier ist jedoch die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Hauptuhr von allen Kontakten frei zu machen und trotzdem ausreichend lange und kräftige Fortschaltimpulse für die Nebenuhren zu erhalten, nicht gelöst, da selbst so »entlastete« Kontakte infolge der häufigen Betätigung .sehr empfindliche Störungsquellen sind.With contact-controlled slave clock systems and via contacts Synchronization of independently running clocks is the interposition of amplifier circuits between the control contact and the slave clocks or dependent clocks known per se; However, here is the underlying task of the invention, the master clock of all To make contacts free and still sufficiently long and powerful incremental impulses for the slave clocks, not resolved, since contacts themselves were "relieved" in this way are very sensitive sources of interference due to frequent operation.

Die hrfitidung ist in der Zeichnung in Form von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Nebenubrenanlage, bei der die steuernden Impulse durch eine auf dem Dynamoprinzip beruhende Anordnung erzeugt wird, Fig. 2 eine Darstellung der zur Anwendung gelan-;enden Induktionsflüsse, Spannungen und Ströme, Fig.3 eine weitere Ausführungsform, bei der die :feuernden Impulse auf induktivem Wege von einem kontinuierlich umlaufenden Schaltarm ausgelöst werden, Fig.4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wir-;ungsweise einer Anordnung gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der lie steuernden Impulse von einer Pendeluhr abgeleitet werden, weiche. einen bewegten Magneten trägt, der in Fest angeordnete Spulen eintaucht und in denselben Ströme induziert.The illustration is shown in the drawing in the form of exemplary embodiments explained. It shows Fig. 1 a secondary pump system in which the controlling pulses is generated by an arrangement based on the dynamo principle, FIG. 2 is an illustration of the induction fluxes, voltages and currents used, Fig. 3 a Another embodiment in which the: firing pulses inductively from a continuously revolving switch arm, Fig. 4 is a diagram to explain the operation of an arrangement according to FIG. 3, FIG. 5 a modified one Embodiment in which the control impulses are derived from a pendulum clock, soft. carries a moving magnet that is immersed in fixed coils and induced in the same currents.

Fig. 1 stellt eine Einrichtung dar, die es ermöglicht, <urze Stromstöße in Abständen von einer Minute in °_iner Richtung oder kurze Ströme in wechselnder Richtung alle halbe Minuten zu senden.Fig. 1 shows a device that enables <short power surges at intervals of one minute in one direction or short currents in alternating directions Send direction every half minutes.

Auf einer Achse 0m der Hauptuhr, die sich mit 1 Umdr./Min. dreht. ist die doppelte Fallkurven-@cheibe 47 angeordnet. Die Kurvenscheibe 47 läßt im Abstand von einer halben Minute den Klinkenarm 48 °_infalleni. Der Arm wirkt auf einen Wechselstromr, zeuger, der über einen oder zwei Transistorverstärker (TR 1 und TR2) den Antrieb der Nebenuhren HR >ewi rkt.On an axis 0m of the master clock, which moves with 1 rev./min. turns. the double fall curve @ disc 47 is arranged. The cam 47 leaves in the Half a minute apart, the ratchet arm 48 ° _infalleni. The arm acts on an alternating current generator that is powered by one or two transistor amplifiers (TR 1 and TR2) drive the slave clocks HR> ewi rct.

Der Wechselstrc_nerzeuger besteht beispielsweise aus einem dauc-rmagnetisierten Läufer 49, der sechs im Umfang hinsichtlich Polarität abwechselnd ange-,)rdnete, mit 1', S, I\`, S, N, S bezeichnete Magnet-,)o-le besitzt. Die Pole können vor einem Ständer mit vier vorspringenden schmalen Polflächen, in der Anordnung nach Fig. 1 vorbeigehen.. Zwei Spulen BE I und BE2 sind der Sitz der induzierten elektromotorischen Kräfte, wenn der Läufer 49 eine rasche Sechstelumdrehung aus der in der Figur dargestellten Lage vollzieht.The alternating current generator consists, for example, of a permanently magnetized rotor 49, which has six magnets, denoted by 1 ', S, I \ `, S, N, S, arranged alternately in terms of polarity. The poles can be in front of a rack with four projecting narrow pole faces, in the arrangement of FIG. 1 pass .. Two coils BE I and BE 2 are the seat of induced electromotive forces when the rotor 49 is a rapid-sixth revolution from the position shown in the figure location accomplishes.

Die Spule BE 1 liefert das Eingangssignal des Transistors TR 1, dessen Ausgang Nebenuhren HR alle Minuten ein Signal in einer einzigen Richtung liefert.The coil BE 1 supplies the input signal of the transistor TR 1, whose output slave clocks HR supplies a signal in a single direction every minute.

Der Läufer 49 ist mit einem Sperrad 50 mit sechs Zähnen versehen. Es dreht sich rasch um eine Sechstelumdrehung während der aufeinanderfolgenden Einrastungen des Armes 48, d. h. in Abständen von einer halben Minute.The rotor 49 is provided with a ratchet wheel 50 with six teeth. It rotates rapidly one sixth of a turn during successive clicks of arm 48, d. H. every half a minute.

Fig. 2 a zeigt, wie der magnetische Kraftlinienfluß F, der die Geberspule BE 1 durchfließt, sich ändert. Die raschen Umkehrungen des Kraftlinienflusses erzeugen jede halbe Minute induzierte elektroinotorische Kräfte, die der Ableitung des Kraftflusses F nach der Zeit t proportional sind. Diese elektromotorischen Kräfte sind in Fig. 2b dargestellt.Fig. 2a shows how the magnetic flux F, which flows through the transmitter coil BE 1 , changes. The rapid reversals of the flux of the lines of force generate induced electromotive forces every half minute, which are proportional to the derivative of the flux of force F after time t. These electromotive forces are shown in FIG. 2b.

Auf den Transistor TR 1 wirken nur die Impulse in einer bestimmten Polarität, herrührend aus denjenigen Werten von e, die das Nullniveau überschreiten. beinentsprechend liefert der Verstärker TR 1 Stromimpulse in Abständen von einer Minute, wie Fig. 2 c zeigt. Die Energie wird von der Batterie Lt geliefert.The transistor TR 1 is only affected by the pulses of a certain polarity, originating from those values of e which exceed the zero level. Accordingly, the amplifier TR 1 supplies current pulses at intervals of one minute, as shown in FIG. 2c. The energy is supplied by the battery Lt.

Mit demselben Verfahren ist es auch möglich, den Nebenuhren Stromimpulse zuzuführen, deren. Richtung sich alle halbe Minute ändert. Dies wird dadurch erreicht, daß auf den Magnetstromkreis des Wechselstromerzeugers eine zweite Geberspule BE2 angebracht wird, die auf den Eingangskreis des zweiten Verstärkers TR2 wirkt, dessen Ausgang dein Ausgang des Verstärkers TR 1 parallel liegt. Die Schaltung ist derart, daß die induzierten Spannungen einer bestimmten Polarität (52, 53...) der Fig.2b Signale in einer bestimmten Richtung hervorrufen, während die induzierten Spannungen (54, 55 ... ) der Fig. 2 b der anderen Polarität die umgekehrten Ströme auslösen, die für die in Frage stehende Zeitgeberanlalge erforderlich sind. Es erhellt, daß die Anordnung nach Fig. 1 nach dem Prinzip arbeitet, welches man bei den empfindlichsten, gegenwärtig in Gehrauch befindlichen Hauptuhren anwendet.Using the same method, it is also possible to supply current pulses to the slave clocks. Direction changes every half minute. This is achieved in that a second transmitter coil BE2 is attached to the magnetic circuit of the alternator, which acts on the input circuit of the second amplifier TR2, the output of which is parallel to the output of the amplifier TR1. The circuit is such that the induced voltages of a certain polarity (52, 53 ... ) of FIG. 2b produce signals in a certain direction, while the induced voltages (54, 55 ... ) of FIG. 2b of the other Polarity trigger the reverse currents required for the timer system in question. It is evident that the arrangement according to FIG. 1 operates on the principle which is used in the most sensitive master clocks currently in hearing.

Die Antriebsweise nach Fig. 2 vermeidet die Gefahren eines schlechten Ganges nicht polarisierter @Tel>enuliren, denn es können keine zerhackten Stromimpulse auftreten, wie es bei Unterbrechern mit mechanischen Kontakten infolge des Eindringens von schlecht leitenden Staub- oder Rostteilchen zwischen den Kontaktorganen der Fall ist. Man kann auf die Anwendung des zweiten Transistors TR2. verzichten, wenn man nicht polarisierte Nebenuhren HR wählt.The drive mode of Fig. 2 avoids the dangers of a bad one Ganges not polarized @Tel> enulate, because no chopped current pulses can occur, as occurs with breakers with mechanical contacts as a result of penetration of poorly conductive dust or rust particles between the contact organs of the Case is. One can refer to the application of the second transistor TR2. refrain if if you choose non-polarized slave clocks HR.

Eine Anordnung, die die gleichen Dienste wie Fig. 1 zu erzielen gestattet, ist in Fig. 3 dargestellt.An arrangement that allows the same services as Fig. 1 to be achieved, is shown in FIG. 3.

Durch einen umlaufenden Hebelarm 101 wird ininutlich oder halbminutlich abwechselnd eine Schwingfeder 102 bzw. 103 gespannt. Bei der 30. b@zw. 60. Sekunde kommt die Feder 102 bzw. 103 zum Abfallen und wird in Schwingung versetzt. An den Federn 102 bzw. 103 sind- Permanentmagneten 104 bzw. 105 befestigt. Die Magneten 104 bzw. 105 tauchen in Hohlspulen BE 1 bzzv. BE 2 ein. Dadurch. daß die Feder 102 bzw. 103 in Schwingung versetzt wird, und durch geeignete Dimensionierung der Feder und des Gewichtes des Magneten wird ein pulsierender Strom etwa von 2 Sekunden Dauer erzeugt.An oscillating spring 102 or 103 is alternately tensioned every minute or every half minute by a rotating lever arm 101. At the 30th b @ zw. In the 60th second, the spring 102 or 103 comes to fall and is made to vibrate. Permanent magnets 104 and 105 are attached to springs 102 and 103, respectively. The magnets 104 and 105 are immersed in hollow coils BE 1 or. BE 2 a. Through this. that the spring 102 or 103 is set in oscillation, and by suitable dimensioning of the spring and the weight of the magnet, a pulsating current of about 2 seconds duration is generated.

In den Steuerspulen BEI bzw. BE2 wird ein Wc_'_i#elstrom erzeugt, jedoch werden durch die Transistoren TR1 und TR2 nur die Impulse einer Halbperiode durchgelassen. Dadurch ergibt sich das in Fig.4 dargestellte Strombild, das den Verlauf des gleichgerichteten Ausgangsstromes der Transistorelf zeigt. Wenn man eine hohe Schwingungszahl bzw. Frequenz zugrunde legt (etwa 50 bis 100 Hertz), so bekommt man einen pulsierenden Gleichstrom von etwa 2 Sekunden Dauer. Allerdings wird die Stromstärke während der Dauer von 2 Sekunden ptsprechend den kleiner werdenden Federschwingungen absinken. Dies ist jedoch nicht nachteilig, da bei dem Antrieb von Nebenuhren nur im ersten Moment, wenn der Anker beschleunigt werden muß, die volle Stromstärke erforderlich ist.A Wc _'_ i # elstrom is generated in the control coils BEI and BE2, but only the pulses of a half cycle are allowed to pass through the transistors TR1 and TR2. This results in the current diagram shown in FIG. 4, which shows the course of the rectified output current of the transistor eleven. If you take a high number of oscillations or frequencies (around 50 to 100 Hertz) as a basis, you get a pulsating direct current of around 2 seconds duration. However, the current intensity will decrease during the period of 2 seconds p in accordance with the decreasing spring oscillations. However, this is not disadvantageous because when driving slave clocks, the full amperage is only required at the first moment when the armature has to be accelerated.

Vom Schutzrechtsinhaber sind Anordnungen zur kontaktlosen Selbststeuerung eines Pendel- oder Unruhgangreglers vorgeschlagen' worden, welche Transistorrücldzopplungs-Schaltungen zur Erzeugung von Antriebsimpulsen der Gangregler in Verbindung mit Antriebsspulen und relativ zu letzteren bewegten Magneten vorsehen. Dabei ist der Gangregler entweder, insoweit er sich in dem Bereich der Spulen bewegt, als Magnet ausgebildet, oder aber er ist mit entsprechenden Magneten versehen. Bei geeigneter Wahl der Stromquelle und des Transistors bzw. der Transistoren kann der Gangregler einer Hauptuhr zum Betrieb von mehreren Nebenuhren, beispielsweise Sekundennebenuhren, selbst als Impulserzeuger für diese verwendet werden. 411 Fig. 5 zeigt in schematischer Form eine ZeitgeNeranlage, die aus einer Gruppe Uhren mit Sekundenzeiger und einer Anzahl HRM für Halbminutenbetrieb mit Stromumkehrung besteht. Der Pendel 58 mit 1-Sekunden-Periode ist mit einem Magneten 13 und zwei Spulen BC und BNI versehen. Der Transistor TR 1 speist einerseits die Antriebsspule BM, weiche das Pendel 58 in Schwingung hält, und andererseits den Eingang des Transistors TR2, der an die Batterie 59 für die Betätigung der Nebenuhren angeschlos# n ist. Die Betätigung des Pendels 58 erfolgt zwe.ckmä"ig durch ein Normalelement 60 mit konstanter Spannung, das nur kleine Leistung abzugeben hat.Orders for contactless self-control are issued by the owner of the property right a pendulum or balance regulator has been proposed, which transistor return circuits for generating drive impulses of the gear regulator in connection with drive coils and provide moving magnets relative to the latter. The regulator is either insofar as it moves in the area of the coils, designed as a magnet, or but it is provided with appropriate magnets. With a suitable choice of power source and the transistor or the transistors, the regulator of a master clock can Operation of several slave clocks, for example second slave clocks, themselves as pulse generators be used for this. 411 Fig. 5 shows in schematic form a timing system, the one from a group of clocks with a second hand and a number of HRM for half-minute operation with current reversal. The 1 second period pendulum 58 is with a magnet 13 and two coils BC and BNI. The transistor TR 1 feeds on the one hand Drive coil BM, which keeps the pendulum 58 oscillating, and on the other hand the Input of the transistor TR2, which is connected to the battery 59 for the operation of the slave clocks is connected. The pendulum 58 is actuated by a normal element 60 with constant voltage, which only has to deliver a small amount of power.

Der Transistor TR2 liefert relativ starke Impulse an die Relaisuhr 61. Diese Relaisuhr 61 betätigt zwei Sender- oder Gebervorrichtungen. Sie schließt z. B. periodisch bei einer Frequenz von einer Periode/Sek. einen Ouecksilberschalter, der die Leitung der Sekundenilebenuhren HRS speist, und sie betätigt auch alle halben Minuten einen Stromwender mit Trockenkontakten 62, der den Uhren HR 1-T Wechselstromstöße zuführt. Um eine zu starke Abnutzung der Kontakte 62 zu vermeiden, bedient man sich zweckmäßig' hoher Kontaktdrücke und versieht die Nebenuhren HRll#T mit Nebenschlüssen 63, die aus Halbleitern ohne Selbstinduktanz bestehen, deren elektrischer Widerstand abnimmt, wenn die Spannung wächst. Diese Nebenschlüsse bieten Nebenschlußwege, welche den Abfluß elektrischer Energie gewährleisten, die in den Wicklungen HRM auftritt, wenn die Kontakte 62 getrennt werden.The transistor TR2 supplies relatively strong pulses to the relay clock 61. This relay clock 61 actuates two transmitter or transmitter devices. She closes z. B. periodically at a frequency of one period / sec. a silver switch that feeds the line of the HRS second life clocks, and it also operates a commutator with dry contacts 62 every half minutes, which supplies the HR 1-T clocks with alternating current surges. In order to avoid excessive wear of the contacts 62, it is expedient to use high contact pressures and to provide the slave clocks HR11 # T with shunts 63, which consist of semiconductors without self-inductance, the electrical resistance of which decreases as the voltage increases. These shunts provide shunt paths that allow the drainage of electrical energy that occurs in the windings HRM when the contacts 62 are separated.

Es könnte auch die Relaisuhr 61 mit Kommutatoren versehen sein, die in einem anderen, als Sekunden-oder Halbminuten-Rhythmus betätigt werden. Das Pendel 58 könnte mittels TR 1 zwei selbstlaufende und synchronisierte Hauptuhren statt der Relaisuhr 61 betätigen; diese so gesteuerten Hauptuhren könnten den Nebenuhren HR-,11 Antriebsimpulse zuführen, so daß ein zufälliges Stehenbleiben der einen der Hauptuhren ohne Einfluß auf den Gang der Nebenuhren bleibt.The relay clock 61 could also be provided with commutators which are operated in a rhythm other than a second or half-minute rhythm. The pendulum 58 could operate two self-running and synchronized master clocks instead of the relay clock 61 by means of TR 1; These master clocks controlled in this way could supply HR, 11 drive pulses to the slave clocks, so that an accidental stopping of one of the master clocks has no effect on the operation of the slave clocks.

Claims

PATE \ TA \ SPRÜ CHE: 1. Circuit arrangement for contactless control of slave clocks with periodic current pulses, which are driven by the master clockwork, relatively movable magnet and coil systems can be generated inductively, characterized by the use of such an electronic amplifier arrangement, preferably such a transistor arrangement, between the slave clocks and the Master clock, that the inductive impulses generated in the master clock are amplified and Pulses from the slave clocks can be converted to matched polarity and switching duration.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a half-minute rhythm Step-by-step dynamo with permanent magnet armature with each switch Stroiniinpulse of alternating polarity generated in their stator winding and the same Current impulses of the same direction of current are converted into one-minute rhythm will.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the dynamo has two stator windings which each feed a transistor (Tr I and Tr2) which are connected in parallel on the output side.

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that one revolving once per minute The control arm triggers a vibrating lamella one after the other at half-minute intervals that each wear a permanent magnet and induce with the same a current coil act, and that by means of transistors from the in the coils induced decaying AC voltage trains intermittent DC voltage pulses be generated.

5. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that that the transistors are switched in such a way that they are half-minute to the slave clock system Deliver pulses of alternating polarity.

6. Circuit arrangement according to claim 1, characterized characterized in that as a pulse generator of the master clock for the inductive generation of the over the amplifier arrangements, in particular transistor arrangements, amplified and the Slave clocks feed impulses that oscillate in relation to coils and are designed as magnets or regulators provided with magnets of the master clock itself. Considered References: U.S. Patent Nos. 2,033,899, 2,097,622.