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Vorrichtung zum periodischen Abtasten der Winkelstellung einer langsam
umlaufenden Welle auf elektrischem Wege Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum periodischen Abtasten der Winkelstellung einer langsam umlaufenden Welle auf
elektrischem Wege mit einem auf der Welle befestigten, mit umlaufendem Element,
das mindestens teilweise in eine Reihe gleicher Abschnitte geteilt ist, von denen
jeder mit einer Gruppe elektrischer Steuerkontakte versehen ist, einer Gruppe Tastkontakte,
die mit der Gruppe Steuerkontakte zusammenwirken und den Abschnitt bestimmen, der
sich zu den Tastkontakten in Taststellung befindet, wenn der Tasterstromkreis eingeschaltet
ist, und eine zweite Welle, die für jeden Abschnitt, um den sich die langsam umlaufende
Welle dreht, eine ganze Umdrehung ausführt.
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Ein typisches Anwendungsbeispiel für die Erfindung ist eine Vorrichtung
zur Aufnahme der Anzeigewerte von Meßgeräten in Flugzeugen, bei der es darauf ankommt,
daß eine fortlaufende Zeitanzeige festgehalten wird. Dazu wird jede Minute einmal
die Stellung einer Scheibe bestimmt, die sich mit den Zeigern einer Uhr bewegt.
Dabei durchläuft eine Scheibe, die in 24 Stunden eine Umdrehung ausführt, in einer
Zeitminute nur 15 Bogenminuten, so daß es beim Stundenwechsel wichtig ist, daß der
übergang für den elektrischen Steuerkontakt im Sektor von 15 Bogenminuten ergänzt
wird. Mit einem üblichen Zahnradtrieb ist es fast unmöglich, das Zahnflankenspiel
kleiner als diesen Wert zu machen. Um eine ungenaue Zeitbestimmung zu vermeiden,
müßte der Unterschied zwischen zwei elektrischen Steuerkontakten verstärkt werden.
Ein ähnliches Problem kann sich auf anderen Anwendungsgebieten ergeben, z. B. bei
der elektrischen Ablesung von Zählern mit mehreren Zifferblättern. Dabei ist es
schwierig, den Übergang von einem Sektor von 36°' im Dezimalsystem zum nächsten
Sektor innerhalb weniger Bogenminuten auf elektrischem Wege genau zu bestimmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum periodischen
Abtasten der Winkelstellung einer langsam umlaufenden Welle auf elektrischem Wege
zu schaffen, mit der die in derartigen Fällen auftretende Ungenauigkeit beim Kontaktübergang
beseitigt wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die zweite
Welle eine nach einer Umdrehung der zweiten Welle wirksam werdende Kurvenscheibe
trägt und die Tastkontakte zu der Gruppe Steuerkontakte zusätzlich relativ bewegbar
sind, und daß nach Durchlauf eines Abschnitts mitumlaufenden Elementes die Tastkontakte
die Kontaktgruppe in dem folgenden Abschnitt abtasten. Bei der praktischen Ausführung
sind die Tastkontakte auf einem Träger angeordnet, der mittels einer Vorrichtung
um die Achse der langsam umlaufenden Welle hin und her schwenkbar ist. Zweckmäßig
besteht die Betätigungsvorrichtung aus einer Kurvenscheibe, mit der eine hin und
her bewegbare Klinke in die Bahn eines Anschlages auf dem Träger bewegbar ist, so
daß der Träger gegen die Wirkung einer Feder bewegbar und anschließend in seine
Ausgangsstellung zurückholbar ist. Die hin und her bewegliche Klinke ist von einer
Kurvenscheibe antreibbar, mit der sie bei jedem Tastvorgang einmal hin und her bewegbar
ist, so daß der Tastvorgang durchführbar ist, wenn die Klinke sich in der Nähe ihrer
vorgeschobenen Stellung befindet, wodurch der Kontaktträger sich in seiner vorgeschobenen
Stellung für den Tastvorgang befindet, wenn die Klinke den Kontaktträger berührt.
Mit der Betätigungsvorrichtung sind die Tastkontakte für eine Anzahl von Tastvorgängen
im Anschluß an den Durchlauf durch einen Sektor fortbewegbar.
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Bei einem »digitiser« für eine Uhr könnte die langsam umlaufende erste
Welle eine Umdrehung in 24 Stunden ausführen, die zweite Welle eine Umdrehung pro
Stunde und die hin und her bewegliche Klinke einmal in der Minute weiterbewegt und
so eingerichtet werden, daß sie den Träger für die Tastkontakte in den ersten 15
oder 20 Minuten jeder Stunde verschwenkt.
Die Erfindung ist in der
Zeichnung im Ausführungsbeispiel eines Antriebsteiles des »digitisers« für eine
Uhr in Draufsicht veranschaulicht.
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Bei der Vorrichtung zum periodischen Abtasten der Winkelstellung einer
langsam umlaufenden Welle auf elektrischem Wege gemäß der Erfindung ist auf der
langsam umlaufenden Welle 3 ein mit ihr umlaufendes Element 1 befestigt, das eine
Umdrehung in 24 Stunden ausführt und auf dem elektrische Steuerkontakte la gruppenweise
aufgedruckt sind, - deren Lage durch elektrische Tastkontakte 2 a und
2 b bestimmbar ist, die auf einem Träger 2 angeordnet sind. Der Kontaktträger
2 ist um die Achse der langsam umlaufenden Welle 3 und des Elementes 1 schwenkbar
gelagert und durch eine Feder 4 in seiner Normalstellung an einem Anschlagstift
4a gehalten. Das Element 1 dreht sich in Pfeillichtung 5 _ und ist in 24 Sektoren
von je 15°' eingeteilt. Jeder Sektor ist mit einer bestimmten Anzahl aufgedruckter
elektrischer Steuerkontakte versehen, die auf sieben konzentrischen Ringen um die
Achse der Welle 3 . angeordnet sind, so daß aufeinanderfolgende Sektoren, wenn sie
durch die Tastkontakte 2 a und 2 b abgetastet werden, die Zeit auf der binären Skalä
in Stunden anzeigen. Da die Tastkontakte 2a drei Ringe auf einer Seite der Achse
der Welle 3 und die Tastkontakte 2 b vier Ringe auf der anderen Seite der Achse
der Welle 3 abtasten, ist jeder der Sektoren zum Abtasten aus entsprechenden Teilen
der Ringe zusammengesetzt und nicht mit geometrischen Sektoren des Elementes 1 identisch.
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Die Minuten werden in ähnlicher Weise durch Abtasten von Steuerkontakten
mittels Gruppen feststehender Tastkontakte bestimmt. Diese wirken mit Kurvenscheiben
zusammen, die auf Achsen 6 und 7 umlaufen. Die Kurvenscheibe 16 macht einen Umlauf
pro Stunde und die Kurvenscheibe 12 einen Umlauf in 10 Minuten. Es ist nicht schwierig,
auf diesen beiden Kurvenscheiben zwischen den Sektoren des Elementes 1 im Laufe
einer Zeitminute zu differenzieren, weil die Kurvenscheiben l6 und 12 in dieser
Zeit eine Winkelbewegung von 6 bzw. 36° ausführen.
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Das Element 1 führt jedoch in einer Zeitminute eine Winkelbewegung
von nur 15 Bogenminuten aus. Deshalb ist es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich,
einen eindeutigen Übergang von einem Steuerkontaktsektor auf den anderen innerhalb
dieses sehr kleinen Winkels zu erzielen. Aus diesem Grund ist der Träger 2 um die
Achse 3 schwenkbar angeordnet, so daß er nach dem dem Übergang unmittelbar vorangehenden
Tasten in den nächsten Abtastsektor auf dem Element vorgerückt wird. Diese vorgerückte
Stellung wird bei jedem Minutenwechsel für eine gewisse Zeitdauer, im vorliegenden
Fall für 20 Minuten, beibehalten.
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Zu diesem Zweck ist der Kontaktträger 2 mit einem Anschlag 8 versehen,
der mit einer Klinke 9 zusammenwirkt, die während einer Zeitdauer von einer Minute
mittels einer Rolle 10 ständig hin und her bewegt wird, die an einem Arm 11 angebracht
ist und mit der Kurvenscheibe 12 zusammenwirkt, die sich um die Achse 7 dreht. Während
der normalen Abtastzeit gleitet die Rolle 10 über einen Scheitelpunkt der Kurvenscheibe
12, so daß der Kontaktträger 2 gegenüber dem -Element 1 gedreht wird, wenn die Klinke
9 mit dem Anschlag 8 im Eingd E ist. Normalerweise steht die Klinke 9 mit dem Anschlag
8 nicht im Eingriff. Die Klinke 9 ist an dem Arm 11 schwenkbar gelagert und mit
einem Schlitz versehen, der mit einem Stift 13 eines Hebels 14 zusammenwirkt. Das
andere Ende des Hebels 14 trägt eine Rolle 15, die mit der Kurvenscheibe 16 zusammenwirkt,
die eine Umdrehung pro Minute-um die Achse 6 ausführt. Diese Kurvenscheibe 16 hat
eine solche Kurvenform, daß sie die Rolle 15 gegen die Wirkung einer Feder 17 während
der 60. Minute einer Stunde anhebt, d. h. unmittelbar vor dem ersten Abtasten eines
anderen Sektors nach einem übergang von einem zum anderen Sektor auf dem Element
1. Dadurch wird der Hebel 14 um seine Achse 18 geschwenkt und zieht die Klinke 9
in den Weg des Anschlags B. In dieser Stellung wird die Klinke 9 während der ersten
20 Minuten einer Stunde gehalten. Dann erlaubt die Form einer Kurvenscheibe 16,
daß die Feder 17 den Hebel 14 wieder zurückschwenkt, wodurch die Klinke 9 wieder
aus dem Weg des Anschlags 8 gelangt. Die Steuerkontakte la auf dem Element 1 werden
nunmehr während des übrigen Teils der Stunde in der normalen Lage des Kontaktträgers
2, dessen Stellung durch den Anschlagstift 4 a bestimmt ist, weiter abgetastet.
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Um den Abtastvorgang mittels einer nicht dargestellten Vorschalteinrichtung
einzuleiten, ist eine Zahnscheibe 19 vorgesehen, die um die Achse 7 eine Umdrehung
in 10 Minuten macht und mit einer Rolle 20 zusammenarbeitet, die an einem Hebel
21 angebracht ist. Der Hebel 21 trägt einen Kontakt 22 und wird durch eine Feder
in eine Lage gedrückt, in der der Kontakt 22 einen Gegenkontakt 23 berührt. Aus
der Form der Zahnscheibe 19 ist erkennbar, daß es die Rolle 20 ermöglicht,
die Kontakte 22 und 23
sehr schnell zusammenzuführen, so daß der Tastvorgang
mit möglichst geringer Funkenbildung zwischen den Kontakten 22 und 23 sofort hergestellt
wird. Die Kontakte werden dann langsam voneinander entfernt und es ist möglich,
den Tastvorgang mit sehr kleinen Unterbrechungen ständig zu wiederholen.
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Die Erfindung wird in dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel
erläutert. Es sind zahlreiche Abwandlungen im - Rahmen der Anspruchsfassung möglich.
So kann die Relativbewegung zwischen dem Element 1 und dem Kontaktträger2 auchdadurch
erreichtwerden,daßimAntrieb des Elementes l eine Leerlaufbewegung vorgesehen ist,
so daß sich das Element in der letzten Minute jeder Stunde sehr schnell vorwärtsbewegt
und in dieser Stellung festgehalten wird, bis die Leerlaufbewegung-durch den Antrieb
aufgeholt worden ist.