DE1262909B - Kontaktlose Steuerung mehrerer zeithaltender Geraete - Google Patents

Description

• Kontaktlose Steuerung mehrerer zeithaltender Geräte Der elektromagnetische Gleichstromantrieb von Uhrenpendeln, Unruhen und Polankermotoren mittels geeigneter Kontaktstduerung ist seit langem bekannt. Die metallischen Kontakte werden durch die Systembewegung derart gesteuert, daß Stromstöße oder auch Stromunterbrechungen in den Antriebsspulen elektromagnetische Felder zeitlich so aufbauen oder aufheben, wie dies für den mechanischen Antrieb am günstigsten ist. Die elektromagnetischen Felder können hierbei sowohl auf permanente Magneten als auch auf Weicheisenbauelemente einwirken, welche auf den hin- und herschwingenden oder auch rotierenden Systemen angebracht sind.
• Ferner ist bekannt, daß neuerdings an Stelle von Metallkontakten Transistoren verwendet werden. Hier ersetzen z. B. die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren die mechanisch gesteuerten Kontakte, in dem sie stromleitend werden, wenn im zeitlich günstigsten Augenblick induzierte Steuerstromimpulse in den Emitter-Basis-Strecken auftreten.
• Bei solchen kontaktlosen Steuerungen eines zeithaltenden Gerätes ist es weiter bekannt, nur eine einzige Spule vorzusehen und diese über einen einzigen Transistor zu steuern. Die dabei verwendete Schaltung entspricht in einem Fall dem Univibrator, im anderen Fall einer Kippschaltung mit einer bistabilen Halbleiteranordnung (Spritzentransistor, Vierschichtentransistor).
• Auch monostabile Kippschaltungen mit zueinander komplementären Transistoren finden Verwendung. Der Vorteil dieser monostabilen Kippschaltungen mit komplementären Transistoren besteht darin, daß der Antriebsimpuls in der gemeinsamen Steuer- und Antriebsspule nicht von der Schwingungsdauer des bewegten Systems abhängt, sondern nur durch das einstellbare RC-Glied bestimmt wird. Hierdurch kann die Schwingamplitude der Magnetpendelanordnung konstant gehalten werden.
• Weiter sind kontaktlos angetriebene Nebenuhrsysteme mit einem Transistorpendel als Hauptuhr bekannt.
• Die Erfindung geht von einer kontaktlosen Steuerung mehrerer zeithaltender Geräte mit einer monostabilen Kippschaltung mit zwei komplementären Transistoren aus. Während bei den vorbekannten Systemen zwischen einer Hauptuhr und Nebenuhren unterschieden wurde, ist es die Aufgabe der Erfindung eine gemeinsame Steuerung mehrerer zeithaltender Geräte zu erzielen, bei der kein Unterschied zwischen steuernden und angetriebenen Systemen gemacht wird, vielmehr soll durch die gemeinsame Steuerung ein gegenseitiger Fehlerausgleich erzielt werden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an die Kippschaltung mehrere gleichzeitig zur Steuerung und zum Antrieb je eines Uhrenpendels dienende Spulen in Hintereinanderschaltung derart angeschlossen sind, daß alle gleichphasig schwingenden Pendel zunächst einen gemeinsam erzeugten Steuerimpuls an einem parallel zu der Hintereinanderschaltung der Spulen liegenden einstellbaren Eingangswiderstand der Kippschaltung hervorrufen und daß der Eingangswiderstand und der die Dauer des alle Spulen gleichzeitig durchfließenden Antriebsstromimpulses bestimmende Widerstand der Kippschaltung so eingestellt sind, daß die zu schnell schwingenden Pendel gebremst werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung sind drei gleich aufgebaute Antriebssysteme mit ihren Antriebsspulen 11 hintereinander an den Ausgang der monostabilen Kippstufe geschaltet. Der Aufbau der Antriebssysteme und ihre Funktion wird im folgenden zunächst an Hand eines der hintereinandergeschalteten Systeme geschildert.
• Das Uhrenpendel besitzt einen permanenten Stabmagneten 12, welcher sich an einem unmagnetischen Halterohr 13 befindet. Dieses Halterohr 13 ist an der Pendelstange 14 befestigt, welche sich vorteilhaft in einer Schneidenlagerung bewegt. Das Pendel bewege sich in Pfeilrichtung in die Antriebsspule 11 hinein, welche in Ringschaltung hintereinandergeschaltet einmal mit dem Kollektor des pnp-Transistors 5 und zum anderen mit dem Emitter des npn-Transistors 3 verbunden ist. Die Bewegung des Permanentmagneten 12 ruft in der Spule 11 Induktionsspannungen hervor, und zwar kurz bevor sich der Magnetmittelpunkt mit dem Spulenmittelpunkt deckt und kurz danach. Die Richtungen der so erzeugten Induktionsspannungen sind einander entgegengesetzt, es werden ein positiver und ein negativer Impuls erzeugt. Wenn beim Eintauchen des Permanentmagneten 12 in die Spule 11, wie gezeichnet, ein positiver Steuerimpuls genügender Größe am Kollektor des pnp-Transistors 5 erzeugt wird, so wird die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 5 entsprechend der Wirkung des monostabilen Kippschalters stromleitend, und das wesentlich höhere positive Potential der Batterie 1 kommt an der Antriebsspule 11 fast ungeschwächt zur Auswirkung, indem der vorher erzeugte Induktionsstrom, welcher über Widerstand 6 floß und die Pendelbewegung bremste, gegen einen Antriebsstrom mit umgekehrter Richtung aus der Batterie 1 umgetauscht wird. Der Permanentmagnet 12 wird also durch den Antriebsstrom in die Spule 11 hineingezogen. Beim Pendelrückgang, wenn der Permanentmagnet 12 von der anderen Seite her in die Spule 11 eintaucht, wird wiederum ein positiver Steuerimpuls am Kollektor von Transistor 5 erzeugt, welcher einen Antriebsstromimpuls auslöst, der den Permanentmagneten 12 von der anderen Seite her in die Spule 11 hineinzieht. Pro Pendelschwingung entstehen also zwei Antriebsimpulse. Wenn man z. B. den Permanentmangeten 12 um 180° verdreht anordnet, so daß der Südpol rechts und der Nordpol links liegt, so wird nicht beim Eintauchen, sondern beim Verlassen der Spule 11 ein positiver Steuerimpuls am Kollektor von 5 erzeugt und somit durch den dann einsetzenden Antriebsstromimpuls eine abstoßende Kraft auf das Pendel erzeugt. Der Widerstand 6 wird vorteilhaft veränderlich gewählt, so daß man die Stromumkehr in den Spulen 11 gerade auf den Zeitpunkt legen kann, in der d0 ein Maximum aufweist und daß Pendel seine größte Geschwindigkeit besitzt. Die Diode 9 dient zur Unterdrückung von Spannungsspitzen an der Spule 11, wenn der Transistor 5 abschaltet, und zur Entladung von Kondensator 7 nach Beendigung des Antriebsimpulses.
• Mittels des veränderlichen Widerstandes 8 kann die Impulsbreite des Antriebsstromimpulses eingestellt werden, wodurch man die Größe des Pendelausschlages verändern kann. Wählt man die Impulsbreite so groß, daß noch dann ein Impulsstrom in Spule 11 fließt, nachdem z. B. im Anziehungsfall der Permanentmagnet 12 die Spule 11 bereits durchstoßen hat, so wird das Pendel gebremst. Man kann bei genügender Breite des Antriebsstromimpulses in Spule 11 eine nahezu spannungsunabhängige Pendelamplitude verwirklichen. Durch kurzzeitige Betätigung des Handschalters 10 läßt sich das Pendel aus der Ruhelage heraus in Bewegung setzen. Schalter 2 und 10 können so mechanisch übergespannte Federn gekuppelt werden, daß beim Dauereinschalten von Schalter 2 Schalter 10 nur vorübergehend kurzzeitig betätigt wird.
• Grundsätzlich können an Stelle der Luftspulen 11 auch Elektromagneten und an Stelle der Pendelmagneten 12 permanente Oxyd-Scheibenmagneten verwendet werden.
• Alle Pendelspulen 11 sind nun in einer Ringleitung hintereinandergeschaltet, wodurch alle gleichphasig schwingenden Pendel zunächst einen gemeinsam gebildeten Steuerimpuls als Summe aller Einzelimpulse gleicher Richtung erzeugen, welcher dann durch einen alle Spulen gleichzeitig durchfließenden Antriebsstromimpuls abgelöst wird, wenn die beiden Anschlußenden der Ringleitung an den monostabilen Kippschalter angeschlossen -werden. Das erzeugte positive Potential der Steuerimpuls-EMK muß dann auch am Kollektor des Transistors 5 liegen. Da alle Pendel zusammenwirken, wird der Fehler der Anordnung nur den n-ten Teil des Zeitfehlers eines Einzelpendels betragen. Es gibt in diesem Fall keine Mutterpendel oder von diesem abhängige Tochterpendel, da alle Pendel untereinander gleichwertig sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Kontaktlose Steuerung mehrerer zeithaltender Geräte mit einer monostabilen Kippschaltung mit zwei komplementären Transistoren, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß an die Kippschaltung mehrere (n) gleichzeitig zur Steuerung und zum Antrieb je eines Uhrenpendels (14) dienende Spulen (11) in Hintereinanderschaltung derart angeschlossen sind, daß alle (n) gleichphasig schwingenden Pendel zunächst einen gemeinsam erzeugten Steuerimpuls an einem parallel zu der Hintereinanderschaltung der Spulen liegenden einstellbaren Eingangswiderstand (6) der Kippschaltung hervorrufen und daß der Eingangswiderstand (6) und der die Dauer des alle Spulen gleichzeitig durchfließenden Antriebsstromimpulses bestimmende Widerstand (8) der Kippschaltung so eingestellt sind, daß die zu schnell schwingenden Pendel gebremst werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1073 967, 1099 949; schweizerische Patentschriften Nr. 349 546, 354 032; französische Patentschrift Nr. 1092 411; französische Zusatzpatentschrift Nr. 65 772; (Zusatz zu den französischen Patentschriften Nr. 1092 411, 1256 386, 1259 233).