-
Vorrichtung zur schrittweisen Anzeige von Zeitintervallen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur schrittweisen Anzeige von Zeitintervallen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
die die Zeit nicht in der für Uhren üblichen Weise mit Uhrzeigern oder digl;en Anordnungen
anzeigt, sondern in technisch einfacher Woze eine anschaulichere Darstellung des
Zeitablaufs ermöglicht. Eine solche Vorrichtung soll insbesondere dazu geeignet
sein, Kinder mit der Einteilung der Zeit in Zeitintervalle sowie mit deren Ablesung
und Ordnung vertraut zu machen. Andererseits soll auch eine anschauliche Übersicht
von ?landarstellungen möglich sein, beispielsweise von Verkehrsfahrplänen.
-
Eine Vorrichtung zur schrittweisen Anzeige von Zeitintervallen ist
zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein schienengebundenes,
elektrisch angetriebenes und steuerbares Modellfahrzeug mit einem Markier- bzw.
-
Anzeigeelement versehen ist und an einer in Zeitintervallen geeichten
und parallel zum Schienenverlauf angeordneten Skala schrittweise vorbeigeführt wird.
-
Eine auf diese Weise ausgebildete Vorrichtung liefert eine chr anchauliche
Anzeige der Uhrzeit, denn die zur Anzeige verwendcen Elementc sind einem Kind vertraut,
so daß es die Ablesung der Uhrzeit leichter lernen kann. Die schrittweise Bewegung
des Modellfahrzeugs kann in beliebige Abstände
bzw. Bewegungsstrecken
aufgeteilt werden, was lediglich davon abhängt, wie lang der insgesamt zur Verfügung
stehende Bewegungsbereich ist. So ist es beispielsweise möglich, Bewegungsschritte
nach Ablauf jeweils einer Minute, nach Ablauf von fünf Minuten, fünfzehn Minuten
oder nach Ablauf größerer Zeitintervalle durchzuführen. Die Bewegungsschritte können
jedoch auch unregelmäßig erfolgen, wenn z.B. die Darstellung eines Fahrplanablaufs
erforderlich ist und der jeweilige Standort gon planmäßig betriebenen Fahrzeugen
entsprechend den Zeitintervallen eines Fahrplans angezeigt werden soll. Entsprechend
der jeweiligen Unterteilung der gesamten zur Zeitanzeige verfügbaren Strecke ergibt
sich natürlich eine bestimmte Anzeigegenauigkeit, die mit größerem Bewegungsbereich
des Modellfahrzeugs erhöht werden kann. Die Bewegung des Modellfahrzeugs kann in
einem geschlossenen Kreis oder geradlinig erfolgen, in letzterem Falle ist jeweils
bei Erreichen des Endes des Bewegungsbereiches eine Rückfünrang des Modellfahrzeugs
an den Anfang des Bewegungsbereiches erforderlich. Insgesamt wird mit der Erfindung
eine technisch einfach aufgebaute Vorrichtung zur schrittweisen Anzeige von Zeitintervallen
geschaffen, die ein leichtes Erfassen des Zeitablaufs ermöglicht, Eine Vorrichtung
nach der Erfindung ist zweckmäßig derart weiter-ausgebildet, daß die Steuerung der
Schrittbewegungen des Modellfahrzeugs mit einem Taktgenerator erfolgt, der für jedes
Zeitintervall einen Taktimpuls abgibt und damit über eine erste bistabile Schaltung
die Einschaltung des Fahrzeugantriebs bewirkt und dessen Ausschaltung nach jeweils
einem Bewegungsschritt durch Rückstellung der ersten bistabilen Schaltung über einen
von mehreren, mit den Zeitintervallen entsprechenden gegenseitigen Aoständen an
den Schienen angeordneten und durch das Modellfahrzeug jeweils betätigbaren Kontakten
erfolgt. Damit ist es nicht erforderlich, die Stromquelle für das Modellfahrzeug
entsprechend den Schrittbewegungen aus- und einzuschalten, sondern die jeweilige
Stillsetzung des Modellfahrzeugs erfolgt genau an der durch die Lage
eines
KontSstes bestimmten Stelle. Zweckmäßig zwischen den Schienen mu-ß lediglich eine
Reihe von Kontakten vorgesehen sein; die in regelmäßigem Abstand zueinander angeordnet
sind.
-
Es ist jedoch auch möglich, die Kontakte in ungleichmäßigen Abständen
anzuordnen, wenn z.B. bestimmte Zeitabschnitte auf der Skala komprimiert werden
sollen, um eine wirtschaftlichere Ausnutzung der Skala für solche Zeitabschnitte
zu gewährleisten, in denen die Ablesung der Uhrzeit häufiger erforderlich ist und
dabei gleichzeitig die Ableseg'enauigkeit zu erhöhen.
-
Die-Einschaltung des Antriebs des Nodelifahrzeugs erfolgt danndurch
jeweils einen Taktimpuls, dessen Länge nicht mit der Länge des anzuzeigenden Zeitintervalls
übereinstimmen muß, die Ausschaltung des Fahrzeugantriebs erfolgt dann durch Schließung
eines Stromkreises über jeweils einen dèr Kontakte.
-
Wird ein geradliniger Schienenverlauf verwendet, so ist eine Rückführung
des Modellfahrzeugs jeweils von der Endstellung ur Anfangsstellung des gesamten
Bewegungsberciches erforderlich. Hierzu ist zweckmäßig eine zweite bistabile Schaltung
vorgesehen, über die den Schienen der eiektrische Antriebsstrom in einer von ihrer
jeweiligen Schaltstellung abhängigen Richtung zuführbar ist. Wird die Endstellung
des Bewegungsbereiches crreicht, so kann die zweite bistabile Schaltung eingeschaltet
werden, wodurch der Antriebsstrom umgepolt und die Drehrichtung des Fahrzeugantriebs
umgekehrt wird. Die hierzu erforderliche Umsteuerung der zweiten bistabilen Schaltung
kann in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens durch Jeweils einen am Anfang
und am Ende eines vorgegebenen Bewegungsbereiches des Modellfahrzeugs angeordneten
Kontakt erfolgen.
-
Es handelt sich hierbei dann um einen Kontakt der bereits beschriebenen
Art, er ist jedoch nicht wie die anderen Kontakte geschaltet, sondern steuert in
erster Linie den Schaltzustand der zweiten bistabilen Schaltung.
-
Wird eine zweite bistabile Schaltung verwendet, so kann die z alnteb
Anord?lunLr derart ausgeführt sein, daß die Zuführung
des Antriebsstroms
bezüglich einer der beiden Schaltstellungen der zweiten.bistabilen Schaltung vom
Schaltzustand der ersten bistabilen Schaltung abhängig ist. Dadurch wird in einfacher
Weise eine schaltungstechnische Unterscheidung zwischen den beiden möglichen Befwegungsrichtungen
bei geradlinigem Schienenverlauf getroffen, denn für die eine Bewegungsrichtung
ist der schrittweise Betrieb erforderlich, während die andere BewegungsrichtungAlediglich
die Rückführung des Modellfahrzeugs in seine Anfangsstellung zum Ziel hat, wenn
nicht auch bei der Rückführung eine schrittweise Anzeige von Zeitintervallen erwünscht
ist. Dabei kann die Vorrichtung nach der Erfindung derart ausgeführt sein, daß der
am Anfang des Bewegungsbereiches angeordnete Kontakt eine Umsteuerung beider bistabiler
Schaltungen bewirkt. Somit ist gewährleistet, daß bei Erreichen der Anfangsstellung
gleichzeitig eine definierte Schaltsteiiung beider bistabiler Schaltungen erreicht
wird, so daß=ausgehend von dieser Schaltstellung ein einwandfreies Arbeiten mit
Eintreffen des nächsten Taktimpulses ohne irgendwelche zeitlichen Verzögerungen
möglich ist.
-
Für den Antrieb des Modeilfahrzeugs kann eine Stromquelle vorgesehen
sein, die niederfrequente Gleichstromimpulse oder mit einer Phaseflanschnittsteuerung'
aus Wechselstrom gewonnene Stromimpulse liefert. Durch eine derartige Speisung des
Fahrzeugantriebs wird vermieden, daß das Modellfahrzcug jeweils bei Erzeugung eines
Impulses mit den Steuerkontakten nicht um einen Betrag weiterfährt, der z.B. inrolge
nicht definierbarer Reibung nicht genau erfaßbar ist. Bei Speisung mit niederfrequenten
Gleichspannungsimpulsen oder-mit Impulsen einer Phasenanschnittsteuerung ist gewährleistet,
daß jeweils mit Erreichen ei-nes Steuerkontaktes eine unbedingt gleichzeitige Stillsetzung
des Modellfahrzeugs erfolgt und damit eine hohe Anzeigegenauigkeit erzielt wird.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der
Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach
der Erfindung, bestehend aus einer Lokomotive als Modellfahrzeug und einer über
dem Bewegungsbereich der Lokomotive angeordneten Zeitskala mit regelmäßiger Einteilung,
und Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung einer nach der Erfindung arbeitenden
Vorrichtung.
-
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Anzeige von Zeitintervallen dargestellt,
die als Modellfahrzeug F eine auf Schienen S bewegbare Lokomotive aufweist; An Kamin
der Lokomotive ist eine Markierungs- oder Anzeigeanordnung N vorgesehen, die bei
B'ewegung'der Lokomotive an der Zeitskala ZS vorbeigeführt wird und nach jeweils
einem Bewegungsschritt an einer Zeitmarke stehenbleibt. Die Zeitskala ZS ist im
dargestellten Ausfiihrungsbeispiel in regelmäßige- Abschnitte von jeweils fünf Minuten
eingeteilt, in Fig. 1 ist der Zeitbereich zwischen ,O Uhr und 3.25 Uhr dargestellt.
Der Verlauf der Schienen S und damit'der Zeitskala ZS kann als geschlossener Kreis
angeordnet sein, so daß das Modellfahrzeug nicht in regölmäßigen Abstanden in eine
Anfangsstellung zurückgeführt werden muß. Andererseits kann der Verlauf der Anordnung
jedoch auch geradlinig sein, dann muß das Modellfahrzeug am Ende des vorgegebenen
Bewegungsbereiches jeweils in seine Anfangsstellung zurückgeführt werden.
-
In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung einer Anzeige
von Zeitintervallen mit einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Im unteren'
Teil der Figur sind die beiden Schienen S1 und 52 gezeigt, der unteren Schiene S2
ist die Zeitskala ZS zugeordnet, die, wie bereits beschrieben, in regelmäßie Zeitintervalle
aufgeteilt ist. Als Beispiel für einen vorgegebenen Bewegungsbereich, innerhalb
dessen das Modellfahrzeug von einer Endstellung jeweils in eine Anfangsstellung
zurückgeführt werden muß, ist die Zeit zwischen 1.00 und 3.00 Uhr dargestellt, wobei
der besseren Übersicht halber Bowegungsschritte von jeweils fünfzehn Minuben Zeibintervall
Zeibintervall vorgeschen sin(l. Zwischen den Schienen S1 Ilnd S2 sind Steuercontakte
Z1 bis Zn sowie ZA und ZE vorgesehnen. Die Steuerkontakte ZA und ZE sind der Anfangs
stellung
und der Endstellung des vorgegebenen Bewegungsbereiches
zugeordnet. Zwischen diesen beiden Stellungen sind in regelmißigen Abständen die
Steuerkontakte Zl bis Zn vorgesehen, die die Bewegung des Nodell-fahrzeugs in noch
zu beschreibender Weise zwischen den Endstellungen steuern.
-
Im oberen Teil der Fig. 2 ist ein Taktimpulsgenerator T dargestellt,
der eine bistabile Schaltung 1351 steuert, deren Arbeitsweise schematisch durch
einen Kontakt a dargestellt ist. Diese bistabile Schaltung BS1 ist über eine Diode
D mit einer zweiten bistabilen Schaltung 1352 verbunden, deren Funktion schematisch
durch zwei Kontakte b1 und b2 dargestellt ist. eide bistabilen Schaltungen BS1 und
BS2 sind außerdem an den Kontakten a und b2 miteinander verbunden, so daß sich eine
Reihenschaltung beider Kontakte a und b2 ergibt.
-
Die Betriebsspannung ist als Gleichspannung vorausgesetzt, und die
beiden Pole einer entsprechenden Spannungsquelle sind an die Kontakte a, b1 und
b2 geführt, wobei die in Fig.
-
2 gezeigten Polaritäten vorgesehen sind.
-
Mit der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung ist ein Betrieb der
erfindungsgemßen Vorrichtung mit geradlinigem Verlauf möglich, wobei das Modellfahrzeug
von der Endstellung bzw. dem Steuerkontakt ZE jeweils durchgehend in die Anfangsstellung
bzw. zum Steuerkontakt ZA gefiihrt wird.
-
Die Taktimpulsquelle T liefert Taktimpulse, die jeweils zu einem genau
vorgegebenen Zeitpunkt-einsetzen, wobei dic Zeitpunkte des Einsetzens der Taktimpulse
um die zu messenden Zeitintervalle gegeneinander verschoben sind.
-
Al Taltimpulsquclle kann beispielsweise ein Synchronmotor , ein mechanisches
Uhrwerk, ein quarzgesteuerber elektronischer Frequenzteiler, ein Netzfrequenzteil-er,
ein Multivibrator oder ein anderer Frequenzgeber bekannter Art vorgesehen sein.
Die Taktimpulse des Taktimpulsgeneralors T werden mit 'dem den zu-messenden Zeitintervallen
entsprechenden
Abstand an einen Steuereingang der ersten bistabilen
Schaltung BS1 geführt und bewirken jeweils eine Schließung des Kontaktes a bzw.
eine Umsteuerung der bistabilen Schaltung BS1 in ihren anderen Schaltzustand. Als
bistabile Schaltung 13S1 kann eine elektronische, mechanische oder elektromechanische
Kippstufe vorgesehen sein. Bei Schließung des Kontaktes wird die Gleichspannung
über den geschlossenen Kontakt b2 an die untere Schiene S2 angeschaltet. Die obere
Schiene S1 ist über den Kontakt b1 der zweiten bistabilen Schaltung 1352 mit dem
positiven Pol der Spannungsquelle verbunden. Über die Schienen S1 und S2 erhalt
das Modellfahrzeuz, welches an einer beliebigen Stelle des Bewegungsbereiches stehen
möge, seinen Speisestrom und kann sich so lange bewegten, bis sein mitgeführter
Kentaktgeber K, der zwischen den Schienen S1 und 52 schematisch dargestellt ist,
einen der Steuerkontakte Z1 bis Zn berührt. Im dargestellten Fall ist dies der dem
Zeitpunkt 1.45 Uhr zugeordnete Steuerkontakt. ueber den Kentaktgeber K wird dann
ein Steuerimpuls mit dem an der Schiene 52 liegenden Potential auf die bistabile
Schaltung BS1 gegeben, so daß diese in ihre AnSangsstellung. zurückgesteuert wird
und den Kontakt a öffnet. Dadurch wird die Stromzufuhr für das Modellfahrzeug unterbrochen
und eine Stillsetzung an der jeweiligen Zeitmarke erreicht.
-
Der gleiche Vorgang wird mit allen Steuerkontakten Z1 bis Zn hervorgerufen,
denn diese sind insgesamt auf den die bistabile Schaltung BS1 in entsprechender
Weise umsteuernden Steuereingang geführt. Bei Eintreffen des nächsten Taktimpulses
wird die erste bistabile Schaltung 1351 wider in ihren anderen Betriebszustand gebracht,
in dem der Kontakt a geschlossen ist, so daß das Modellfahrzeug zum nächsten Steuerkontakt
bewegt wird und dort wieder stillgesetzt werden kann. Die beschriebenen Vorgange
aliederholen sich, bis das Modellfahrzeug seine Endstellung am Kontakt ZE erreicht.
Der Kontaktgeber K bewirkt dann die Abgabe eines Steuerimpulses mit dem Potential
der Schiene S2 an die zweite bistabile Schaltung nS2 und über die Diode D an die
erste bistabile
Schaltung 1351. Beide bistabilen Schaltungen B,S1
und BS2 werden umgeschaltet, so daß der Kontakt a geöffnet und das Modellfahrzeug
stillgesetzt wird. Die Kontakte b1 und, b2 der bistabilen Schaltung 1352 bewirken
eine Umpolung der an den Schienen 51 und S2 liegenden Spannung, wobei die Spannung
nunmehr direkt an die Schienen S1 und S2 angeschaltet ist.
-
Dadurch wird der Antrieb des t'pdellfahrzeugs direkt mit Strom in
zur schrittweisen Antriebsrichtung entgegengesetzter Richtung versorgt, so daß das
Modellfahrzeug aus der Endstellung ZE in durchgehender Bewegung bis zur Anfangsstellung
ZA bewegt wird. Hier liefert der Kontaktgeber K am XontaktZA einen Steuerimpuls
fiir die bistabile Schaltung BS2, aie dadurch wieder in ihre in Fig. 2 gezeigte
Schaltstellung gebracht wird, in der eine Antriebssteuerung nur über den Kontakt
a der bistabilen Schaltung BS1 möglich ist.
-
Nit Eintreffen des nächsten Taktimpulses wird dieser Kontakt a wieder
geschlossen, die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich, wobei als erster Steuerkontakt
der Kontakt Z1 durch das Modellfahrzeug erreicht wird.
-
Mit der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnun -ist eine Steuerung
eines Nodellfahrzeugs in beliebigen Intervallcn möglich, auch kann durch unterschiedliche
Art der Taktimpulse des Taktimpulsgenerators T eine unterschiedliche Bewegung des
Modellfahrzeugs über größere oder kleinere Schritte erfolgen. Außerdem ist es auch
möglich, mit zwei Schaltungen der in Fig. 2 gezeigten Art zwei Modellfahrzeuge zu
steuern, so daß das eine beispielsweise Stun-den-, das andere Minutenschritte durchführt.
Auch könnte beispielsweise eine weitere Schaltungsanordnung der in Fig. 2 gezeigten
Art, die fiber einen Stundenbereich verfügt, während die erste chaItungsanordnung
in einem Ninutenbereich arbeitet, durch die Endsignale der ersten Schaltungsanordnung
so gesteuert werden, daß diese Endsignale in der zweiten Schaltungsanordnung jeweils
als Takt signale verwendet werden,
die einen Bewegungsschritt einleiten.
Auch auf diese Weise wäre e-ine Steuerung zweier Modellfahrzeuge nach. Stunden bzw.
Minuten möglich. Der Steuerkontakt ZE und die zweite bistabile Schaltung 1352 zur
Umpolung des Antriebsstromes können entfallen, wenn der Schienenverlauf über eine
geschlossene Strecke gelegt ist und somit keine definierte Anfangs-oder Endstellung
vorgesehen ist.