DE1262909B

DE1262909B - Contactless control of several time-keeping devices

Info

Publication number: DE1262909B
Application number: DE1961D0036247
Authority: DE
Inventors: Richard Zaubitzer
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1961-06-02
Filing date: 1961-06-02
Publication date: 1968-03-07

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.Contactless control of several time-keeping devices The electromagnetic one DC drive of clock pendulums, unrest and pole armature motors by means of suitable Contact management has been known for a long time. The metallic contacts are through the system movement is controlled in such a way that power surges or power interruptions Time to build up or cancel electromagnetic fields in the drive coils in such a way that how this is most favorable for the mechanical drive. The electromagnetic Fields can affect both permanent magnets and soft iron components which act on the oscillating or rotating systems are appropriate.

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.It is also known that recently, instead of metal contacts, transistors be used. Here e.g. B. the emitter-collector paths of the transistors the mechanically controlled contacts, in which they become conductive when in time most favorable moment induced control current pulses in the emitter-base lines appear.

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).With such contactless controls a time-keeping device is it is also known to provide only a single coil and this over a single one Control transistor. The circuit used here corresponds to that in one case Univibrator, in the other case a trigger circuit with a bistable semiconductor arrangement (Syringe transistor, four-layer transistor).

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.Also monostable multivibrators with mutually complementary transistors are used. The advantage of this monostable multivibrator with complementary Transistors is that the drive pulse in the common control and The drive coil does not depend on the period of oscillation of the moving system, but rather is only determined by the adjustable RC element. This can reduce the vibration amplitude the magnetic pendulum arrangement are kept constant.

Weiter sind kontaktlos angetriebene Nebenuhrsysteme mit einem Transistorpendel als Hauptuhr bekannt.There are also non-contact driven slave clock systems with a transistor pendulum known as the master clock.

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.The invention is based on a contactless control of several time-keeping Devices with a monostable multivibrator with two complementary transistors the end. While in the previously known systems between a master clock and slave clocks was distinguished, it is the object of the invention to provide a common control to achieve several time-keeping devices with no difference between controlling and powered systems is made, rather, through the common control mutual error compensation can be achieved. This object is achieved according to the invention solved by the fact that several simultaneously to the control and to the flip-flop to drive a clock pendulum each serving coils in series connection in this way are connected so that all pendulums oscillating in phase initially have one in common generated control pulse on a parallel to the series connection of the coils cause lying adjustable input resistance of the trigger circuit and that the input resistance and the duration of the flow through all coils at the same time The resistance of the flip-flop circuit, which determines the drive current pulse, are set so that that the pendulums swinging too quickly are braked.

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.An embodiment of the invention is described with reference to the drawing. The drawing shows three drive systems with the same structure with their drive coils 11 connected in series to the output of the monostable multivibrator. The structure of the drive systems and their function is initially based on one of the systems connected in series.

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.The clock pendulum has a permanent bar magnet 12, which is located on a non-magnetic holding tube 13. This holding tube 13 is attached to the pendulum rod 14, which advantageously moves in a knife-edge bearing. The pendulum moves in the direction of the arrow into the drive coil 11 , which is connected one behind the other in a ring circuit to the collector of the pnp transistor 5 and to the emitter of the npn transistor 3. The movement of the permanent magnet 12 causes induction voltages in the coil 11 , namely shortly before the center of the magnet coincides with the center of the coil and shortly afterwards. The directions of the induced voltages generated in this way are opposite to one another, a positive and a negative pulse are generated. If, when the permanent magnet 12 is immersed in the coil 11, as shown, a positive control pulse of sufficient size is generated at the collector of the pnp transistor 5, the emitter-collector path of the transistor 5 becomes conductive according to the effect of the monostable toggle switch, and that The significantly higher positive potential of the battery 1 has an almost unattenuated effect on the drive coil 11 in that the previously generated induction current, which flowed through resistor 6 and braked the pendulum motion, is exchanged for a drive current from the battery 1 in the opposite direction. The permanent magnet 12 is thus drawn into the coil 11 by the drive current. When the pendulum declines, when the permanent magnet 12 dips into the coil 11 from the other side, a positive control pulse is again generated at the collector of transistor 5, which triggers a drive current pulse that pulls the permanent magnet 12 into the coil 11 from the other side. So there are two drive impulses per pendulum oscillation. If you z. B. arranges the permanent magnet 12 rotated by 180 ° so that the south pole is on the right and the north pole is on the left, so a positive control pulse is generated at the collector of 5 not when immersing, but when leaving the coil 11 and thus by the then onset drive current pulse a repulsive force generated on the pendulum. The resistor 6 is advantageously chosen to be variable, so that the current reversal in the coils 11 can be set precisely at the point in time at which d0 has a maximum and the pendulum has its greatest speed. The diode 9 serves to suppress voltage peaks at the coil 11 when the transistor 5 switches off, and to discharge the capacitor 7 after the end of the drive pulse.

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.By means of the variable resistor 8, the pulse width of the Drive current pulse can be set, whereby the size of the pendulum swing can change. If you choose the pulse width so large that there is still a pulse current flows in coil 11 after z. B. in the case of attraction of the permanent magnet 12, the coil 11 has already passed through, the pendulum is braked. One can with sufficient Width of the drive current pulse in coil 11 has an almost voltage-independent pendulum amplitude realize. By briefly pressing the hand switch 10, the pendulum set in motion from the rest position. Switches 2 and 10 can do this mechanically overstressed springs are coupled so that when switch 2 Switch 10 is only temporarily operated for a short time.

Grundsätzlich können an Stelle der Luftspulen 11 auch Elektromagneten und an Stelle der Pendelmagneten 12 permanente Oxyd-Scheibenmagneten verwendet werden.In principle, electromagnets can also be used instead of the air-core coils 11 and permanent oxide disc magnets are used in place of the pendulum magnets 12.

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.All pendulum coils 11 are now connected in series in a ring line, whereby all pendulums oscillating in phase are initially formed together Generate control pulse as the sum of all individual pulses in the same direction, which then replaced by a drive current pulse flowing through all coils at the same time when the two connection ends of the ring line to the monostable toggle switch be connected. The generated positive potential of the control pulse EMF must then also be at the collector of transistor 5. As all pendulums work together, the error of the arrangement becomes only the nth part of the time error of a single pendulum be. In this case there is no mother pendulum or daughter pendulum dependent on it, because all pendulums are equal to each other.

Claims

Claim: Contactless control of several time-keeping devices with a monostable multivibrator with two complementary transistors, thereby g e k e n n n n e i c h n e t that several (n) to the flip-flop switch at the same time for Control and for driving a clock pendulum (14) serving coils (11) connected in series are connected in such a way that all pendulums oscillating in phase initially a jointly generated control pulse on a parallel to the series connection the adjustable input resistance (6) of the flip-flop circuit and that the input resistance (6) and the duration of all coils simultaneously The resistance (8) of the flip-flop circuit that determines the drive current pulse flowing through it are set in such a way that the pendulums that are swinging too quickly are braked. In Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1073 967, 1099 949; Swiss patents No. 349 546, 354 032; French patent specification No. 1092 411; French additional patent specification No. 65 772; (Addition to the French Patent Nos. 1092 411, 1256 386, 1259 233).