DE830072C - Einrichtung zur Sichtbarmachung eines oder mehrerer Zeichen auf dem Schirm einer Kathodenstrahlroehre mittels periodisch veraenderbarer Spannungen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 31. JANUAR 1952

ρ 3157! I 'i Il a j 21 a I)

ist als Erfinder genannt worden

veränderbarer Spannungen

Die Erfindung l>etrirrt eine Anzeigevorrichtung, insbesondere für eine Mehrzahl von verschiedenen, einer Auskunft dienenden Zeichen.

Anzeiger dieser Art werden in der Meldetechnik viel 'gebraucht, !'"ür ihre Gestaltung ist schon viel Zeit aufgewandt worden, ohne daß bisher eine vollkommen l>efriedigende Lösung gefunden wurde. Ein häufiges Anwendungsgebiet für solche Einrichtungen sind Xummernanzeiger in Fernsprechämtern, insbesondere mit Wählerbetrieb. Eine der jetzt gebräuchlichen Anzeiger l>esteht in einer Anzahl Lampen hinter einer Glasplatte mit Nummern, ζ. B. werden vier Satz von je zehn Lampen in vier getrennten Gruppen angeordnet. Dieser Anzeiger ist wegen seiner Größe und unbequemen Ablesung unzweckmäßig. Ein anderer Anzeiger, z. B. für Totalisatoren. l>esteht aus Zeichen, die strichweise zusammengesetzt werden, der aber auch für l>eschränkte Raumverhältnisse viel zu groß wird. Außerdem gibt es viele mechanische Anzeiger, solche mit Nummerrädern oder Uhrzeigern, deren Nachteil in der Langsamkeit der Einstellung, schweren Alllesbarkeit und in der verwickelten Bauart liegen.

Durch die Erfindung wird nun eine Einrichtung as geschaffen, die ein klares Erscheinen einer oder mehrerer im voraus festgelegter Zeichen in beliebiger Zusammensetzung gewährleistet.

Die Erfindung besteht nun darin, daß Einrichtungen vorgesehen sind, welche es ermöglichen, eine Mehrzahl von periodisch veränderbaren und gleichbleibenden Spannungen derart auf eine Kathodenstrahlröhre wirken zu lassen, daß die Zeichen in der erforderlichen räumlichen Anordnung (Platzanweisung) auf dem Schirm der Röhre sichtbar werden. Zu diesem Zweck kann eine Mehrzahl von Wählereinrichtungen, z. B. Drehwähler oder Relaiswähler, verwendet werden, welche die den sichtbar zu machenden Zeichen entsprechenden periodisch wechselnden Spannungen auswählen.

Gemäß weiterer Erfindung werden die veränderbaren Spannungen nacheinander unter der Kontrolle von Schaltmitteln an die Kathodenstrahlröhre gelegt. Diese Schaltmittel steuern auch die unveränderbaren auf die Kathodenstrahlröhre wirkenden Spannungen, und zwar derart, daß die Zeichen in jeder erforderlichen räumlichen Anord-

ao nung auf dem Schirm sichtbar werden. Diese Schaltmittel leiten die periodisch veränderbaren Spannungen nacheinander zur Kathodenstrahlröhre, und zwar in fortlaufender Wiederholung.

Der Schirm der Kathodenstrahlröhre soll derart

as nachleuchten, daß der Anschein des gleichzeitigen Erscheinens der Zeichen hervorgerufen vvird.

Die Spannungsquelle ist mit einer Mehrzahl von Leitwerten verbunden. Die Leitwerte ändern die Spannungen periodisch, die nach Gleichrichtung zur Anzeige auf der Kathodenstrahlröhre verwendet werden.

Die Leitwerte bestehen aus rotierenden Scheiben, die zusammen mit festen Scheuen Kondensatoren bilden. Dabei gehört zu jeder rotierenden Scheibe ein Paar fester Scheiben.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. ι zeigt die Anordnung der Hauptteile der Erfindung;

Fig. 2 ist die Schaltung des Generators zur Erzeugung der veränderbaren Spannungen;

Fig. 3 zeigt die Einteilung eines Zeichens in Abschnitten zum Auffinden der Randkurven der beweglichen Scheiben auf dem Generator;

Fig. 4 ist ein Maßstab zur Auffindung der Polarkoordinaten der Randkurven;

Fig. 5 zeigt einige Randkurven der beweglichen Scheiben;

Fig. 6 und J zeigen die Konstruktion des Generators.

Die Gesamtanordnung hat nach Fig. 1 vier Hauptteile. Erstens eine Kathodenstrahlröhre CRC), die irgendeine bekannte Bauart hat, vorzugsweise mit beträchtlichem Nachleuchten. Zweitens ist ein Steuerkreis LC zum Anlegen der Steuerspannungen für die Linienzüge über die Leitungen C)F und der Spannungen für die Platzanweisung ül>er die Leitungen LP vorgesehen. Die Steuereinrichtung kann aus Drehwählern und verschiedenen Widerständen l>estehen, wie sie z. ß. in den Fernsprechämtern mit Wählerbetrieb gebraucht werden. Der Drehwähler in LC ist mit zwei Bürsten dargestellt, die eine, LP, für die Koordinaten λ' und 5' für die Platzanweisung, die andere. C)F, für die Spannungen zur Erzeugung der Linienzüge. Die Zeichnung ist nur diagrammatisch. In der dargestellten .Ausführung werden z. B. die Spannungen X und Γ für jedes Zeichen über eigene Bürsten geschickt.

Der dritte Hauptteil wird von den Ziffernwählern FS gebildet. Er ist ein Teil der Steuereinrichtung für die Anzeige. Diese Einrichtung kann aus einer Mehrzahl von Wählern bestehen. Einer von ihnen wird die X- und F-Spannungen (Koordinaten. Fig. 3) über die Leitungen LP zu den Bankkontakten des Wählers LC leiten. Wenn beispielsweise vier Zeichen sichtbar gemacht werden sollen, wird man Vorkehrungen zur Übertragung von vier Satz X- und F-Spannungen treffen und vier Drehwähler vorsehen. Diese Wähler werden durch außerhalb der Einrichtung liegende Mittel eingestellt, beispielsweise durch Stromstöße. Die Leitungen von dem Generator werden dann entsprechend über die Wählerbankkontakte vielfach geschaltet. Hie Anordnung ist in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellt. Jeder Wähler 1^;S ist so gezeigt, als ob er sowohl die λ*- wie die F-Spannungen zu den Bankkontakten des Steuerkreises mit den Wählern LC schickt. Diese Wähler können auch durch Relaisanordnungen ersetzt werden, welche die gleichen Verbindungen herstellen.

Der vierte Hauptteil ist der Generator FC, zur Erzeugung der veränderbaren Spannungen für die Ziffern ι ...0. Ein solcher Generator beliefert eine große Zahl von Röhren und eignet sich daher zur Versorgung einer Mehrzahl von zugehörigen, sonst aber voneinander unabhängigen Anzeigevorrichtungen.

Die Schaltung des Generators ist in Fig. 2 gezeigt. Ein Schwingkreis OSC erzeugt einen Wechselstrom von 500 Hz. Diese Frequenz wird an die Antriebsachse 22 (Fig. 7) und über diese an alle beweglichen Scheiben C 2 X . . . C 3 F usw. gelegt. Jede feste Platte wird ül>er einen Widerstand RA 2 Z ... RA 3 F usw. geerdet. Die Hochfrequenz wird im Trockengleichrichter MR 2 X bis MR 3 F gleichgerichtet Ein Glättungssatz RB 2 X ... Aß 3 Γ Kondensatoren CA 2 X bis CA 3 F glättet den gleichgerichteten Strom, weil sonst dieser Strom wellig wäre.

Jede Ziffer, mit Ausnahme der Ziffer 1. erfordert zwei Steuerpotentiale. Zu diesem Zwecke sind 19 bewegliche Scheilx-u notwendig. Die Ausführung des Generators ist in Fig. 6 gezeigt. Er besteht aus einer stählernen Grundplatte 10 mit den Traglagern 11 und 12, welche auf der Grundplatte 10 mittels Schrauben 13 und 14 Ijefestigt sind. Die Grundplatte 10 trägt den Motor 15. der mittels der Schrauben 16 auf ihr befestigt ist. Ein Schwingungskreis 17, in der Zeichnung punktiert dargestellt, und die verschiedenen zahlreichen Widerstände, Gleichrichter und Kondensatoren 18. 19 sind ebenfalls auf der Grundplatte angeordnet.

Der Motor 15 treibt die Welle 20 an, welche mit der Welle 22 durch eine isolierende Kupplung 21 verbunden ist. Die Welle 22 ruht in Lagern 11,12, die als Kugellager 23 ausgebildet sind. Die letzeren

liegen in isolierenden Phenoln1>erplatten 24. die mittels Schrauben 32 an den Lagerböeken 11, 12 l>efestigt sind. Die Welle 22 trägt die beweglichen Scheiben 1 Y bis 0 Y, welche paarweise, z. 15. 2 X und 2 Y, zwischen Metallbuchsen 25 auf der Welle 22 angeordnet sind. Die Büchsen sind durch Schraul >en 26 auf der Welle 22 befestigt. Metallische Zwischenbuchsen 2~ trennen also die einzelnen ScheilxMipaare voneinander. Die rotierenden Scheihen arbeiten je mit einem l'aar ortsfesten Platten 28 zusammen, die voneinander durch metallische Distanzstücke getrennt sind und auf isolierenden Blöcken 30 mittels Schrauben 31 befestigt sind. In Fig. 7, welche eine Ansicht des oberen Endes des Generators gemäß Fig. 6 darstellt, sind die sich drehenden Scheiben als Kreise dargestellt. Dies ist nur der Einfachheit halber geschehen, da die unregelmäßige Gestaltung der Ix-nötigten Scheiben gemäß Fig. 5 schwierig auf der Zeichnung darzustellen

ao ist. Elektrische Verbindungen mit der Welle 22 können ixMspielsweise durch Bürsten und Gleitringe hergestellt werden. Sie sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Da der Motor dauernd läuft und da die Hoch-

a5 frequenz dauernd an den Flügelscheiben liegt, sind die verschiedenen Zeichenkreise dauernd verfügbar. Die verschiedenen Koordinatenpaare, 2 X und 2 Γ für die Ziffer 2, 5 X und 5 1* für die Ziffer 5 und die Einzelschei.be ι Γ für die Ziffer 1. werden über die zugehörigen Widerstände und Gleichrichter (Fig. 2) und über die Ziffernwähler FS (Fig. 1) an die Kathodenröhre gelegt. Die Zeit des Aufliegcns der Bürsten der Drehwähler auf den Lamellen ist wesentlich größer als die l^Tmdrehungszeit der Welle 22, so daß jedes Zeichen mehrmals gebildet wird. Wenn die Zahl von Zeichen je Auskunft z. B. vier ist, so wählen die Bürsten der Wähler FS ziffernmäßig je vier Flügelschei1>en aus, und je vier Bürsten der Wähler LC legen diese vier Spannungen nacheinander an die Kathodenröhre. Im die Kontaktbahnen der Wähler auszunutzen, werden die Lamellen der Wähler zu je vieren ül>er die Wähler gevielfacht. Manchmal genügt ein einziges ('herfahren des Linienzuges eines Zeichens, was von dem Nachleuchten des Schirmes abhängt.

Die Ausgangsspannung des Zeichengenerators hängt von der augenblicklichen Stellung der l>eweglicheii Scheiben ab. und wenn die Randkurven der Scheiben richtig geformt sind, kann jede erwünschte Spannungsänderung erzeugt werden. Xun soll das Verfahren zur Festlegung der Randkurven der Flügelscheil>en besprochen werden.

Der Beschreibung legen wir die Flügelscheiben für die Ziffer 2 zugrunde, siehe Fig. 2. Wir zeichnen ein karthesisches Achsenkreuz X, Y mit dem Nullpunkt im Ruhepunkt des Lichtfleckes.

Die .V-Koordinaten werden durch die A'-Spannungen. die ) -Koordinaten durch die !"-Spannungen erzeugt. In Kathodenstrahlröhren sind die .Vblenkungen des Lichtfleckes ungefähr proportional zu den an die .Ablenkplatten angelegten Spannungen, so daß die X- und V-Koordinaten der einzelnen Punkte des Linienzuges auch ein Maß der zugehörigen Spannung sind. Der Linienzug 2 wird deshalb durch eine Funktion zwischen χ und ν er-

x = f(y) (O

Der Linienzug wird durchden 'beweglichen Lichtfleck erzeugt, so daß die Gleichungen genauer mit dem Parameter der Zeit t zu schreil)en sind:

x = f_t (t)

y = /₂ (0

Das Aufzeichnen des Linienzuges wird mehrmals wiederholt, was infolge des Zeitparameters in den Funktionen möglich ist. Die Zuführungs-vvideristände für Erde RA 2.r. . (Fig. 2) sind verhältnismäßig niedrig, so daß die Ausgangsspannung ungefähr proportional zu den augenblicklichen Kapazitäten der Drehkondensatoren 1 Y ... 0 Y in Fig. 6 sind. Daher können die Gleichungen auch geschrieben werden: Cr = Z₁(O (4)

und Cv = f., (t) (5)

worin Cx und Cv die Kapazitäten der A^-- und i'-ScheilK'ti darstellen.

Der Linienzug soll eine gleichmäßige Helligkeit hal>en und der Lichtfleck soll mit einer ungefähr gleichen Geschwindigkeit über die Linienzüge fahren. Der Linienzug 2 (Fig. 3) wird deshalb in mehrere gleiche Abschnitte t = 0 bis / = 1 und t = 2 bis t = 3 usw. eingeteilt. Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die wesentlichen Krümmungen der Linienzüge zu ixTÜcksichtigeii, während die durchschnittliche Länge der Abschnitte ungefähr erhalten bleiben soll. Das erleichtert die Wiederholung ähnlicher Kurvenelemente in den verschiedenen Linienzügen. So ist in dem Linienzug 2 (Fig. 3) der waagerechte Teil durch drei Abschnitte erfaßt und die übrigen Teile des Linienzuges durch siehe η Abschnitte, zusammen also zehn Abschnitte.

Der Generator hat eine konstante Drehgeschwindigkeit ti' und die Zeitabschnitte sind also durch die Winkelstellungen des Generators festgelegt, so daß die Gleichungen (4) und (5) auch die Form annehmen können:

Cx = Z₁ (W) Cy = f_t (κ-)

(7)

wodurch die Kapazitäten der Drehkondensatoren für die Winkelstellung des Generators festgelegt sind. Die festen Platten der Drehkondensatoren sollten theoretisch nur Linien sein, was aber praktisch nicht möglich ist. Keile mit dem Winkel iK
halxm sich als zweckmäßig erwiesen. Bevor die überlappenden Keile die Gleichungen (6) und (7) wirklich erstellen, müssen zwei Korrekturen eingeführt werden.

Wegen der Keilform der festen Platten 2S (Fig. 7) muß für die Übertragung der karthesischen Koordinaten aus Fig. 3 in die Polarkoordinaten der Fig. 4 ein passender Maßstab für die polaren Strahlen in Fig. 4 gefunden werden, derart, daß die Abschnitte des Maßstal>es in Fig. 4 gleichmäßigen Zunahmen der Keile entsprechen. In der Fig. 4 werden zunächst willkürlich die Radien

der Kreise BQ mit Radius RO für den Ruhepunkt des Lichtfleckes und der Kreis B io mit Radius Rio für die größte Ablenkung des Lichtfleckes angenommen. Dann ist der Radius für B ι gegeben durch

Entsprechend die Radien der übrigen Kreise in Fig. 4. Die Radien sind also proportional zum Quadrat der Entfernung vom Nullpunkt.

Die Umfangskurven der Flügelscheiben schneiden nun die festen Platten im allgemeinen nicht in Kreislxigen, 'sondern meist in geneigten Kurvenstücken. Die tatsächlich wirksame Fläche ist daher dargestellt durch ein Integral von einem Radius zu dem anderen um 18 ° verdrehten Radius. Glücklicherweise setzen sich die Linienzüge im wesentlichen aus geraden und sinusförmigen Stücken zusammen. Daher verlangt die Abweichung von der Kreisform keine umfangreiche Anpassung, ausgenommen an Unstetigkeitspunkten. SolcheL^Tnstetigkeiten kommen in den meisten Linienzügen vor und die Enden der Linienzüge sind immer Unstetiges keitspunkte. Eine theoretisch genaue Randkurve einer l>e\veglichen Scheibe kann also nicht gefunden werden. Aber die Formen der Linienzüge sind nicht sehr kritisch und können angenähert erfaßt werden, wodurch faßt unmerkbare Abweichungen von idealen Kurven entstehen.

Es hat sich gezeigt, daß nach dem Studium der wesentlichen Teile der Linienzüge erhebliche Toleranzen der Randkurven der Scheiben zulässig sind, während immerhin einigermaßen symmetrische Kurven eingehalten werden können. Diese Toleranzen erlauben einfachere Herstellungsverfahren der Flügelscheiben. Das vollständige Verfahren ist folgendes:

Zuerst zeichnet man den Linienzug oder die wesentlichen Abschnitte in eine passende Anzahl von gleichen Abschnitten (Fig. 3 sind es zehn Abschnitte). Dann überträgt man die karthesischen Koordinaten in Polarkoordinaten (Fig. 4), in der ein Flalbkreis in ebensoviele Abschnitte geteilt ist, wie der Linienzug in Fig. 3. Die andere Kreishälfte wird für die umgekehrte Überfahrung gebraucht. Die Endpunkte der polaren Strahlen werden verbunden und für die L^Tnstetigkeitspunkte fügt man angenäherte Kurvenstücke ein. Man erhält so Randkurven, wie sie im Bilde 5 gezeigt sind. Eine weitere Korrektur kann vorgenommen werden für die Anpassung an den nichtvernachlässig-■barenWiderstand RA 2 X usw. in Fig. 2. Mit Rücksicht auf die Drehkondensatoren sollten diese Widerstände ziemlich hoch sein, im Vergleich zu den Leitfähigkeiten der Kondensatoren. Diese Ungenauigkeit ergibt kleine Abflachungen an den äußeren Kurvenstücken. Man kann dies in den zu zeichnenden Kurven berücksichtigen.

Die verlangten Kurven müssen jeweils mehrmals in großem Maßstab gezeichnet werden. Dann werden sie auf ein Brett aus Phenolfiber befestigt und die Randkurven sorgfältig durchgepaust. Das Original wird entfernt und die Kurve in eine Rille ■umgearbeitet. Mit einem bekannten Apparat zum Umzeichnen überträgt man die Rille auf eine Stahlplatte verkleinert, schneidet die Stahlplatte, härtet sie und benutzt sie als Leitstück für die Fertigung der dann einzubauenden Eliigelscheiben, die aus ! Aluminium oder einem anderen Leichtmetall hergestellt werden.

Es ist ersichtlich, daß der Erfmdungsgegeiistand eine räumlich außerordentlich beschränkte und anpassungsfähige Form einer Anzeigeeinrichtung darstellt. Die beschriebene Ausführungsform ist für die Sichtbarmachung bzw. Anzeige von Ziffern bestimmt. Es können aber auch andersartige Zeichen einzeln oder in verschiedenen Kombinationen sichtbar gemacht werden. Auch können die Anordnungen anders als l>eschrieben getroffen werden, um die veränderbaren und unveränderbaren Spannungen auf die Kathodenröhre zu übertragen. Die Anwendungsmöglichkeiten der beschriebenen Einrichtung sind vielfach in der Meldetechnik. Es ist schon darauf verwiesen, daß der Erfindungsgegenstand in Fernsprechanlage!! mit Wählerbetrieb entweder für die Kenntlichmachung des gerufenen oder des rufenden Teilnehmers Verwendung finden können. Die Stromstöße oder andere Signale, welche zur Kenntlichmachung solcher Teilnehmernummern dienen, werden auf die Anzeigeeinrichtungen der erfindungsgemäßen Einrichtung ülertragen und steuern, vorzugsweise direkt, den Ziffernwähler. In Fernsprechanlagen, welche mit solchen Einrichtungen für selbsttätige Anzeige bestimmter Verbindunigen ausgerüstet sind, kann die Einrichtung nach der Erfindung an Stelle von Einrichtungen zur Aufzeichnung oder zum Drucken der Teilnehmernummern benutzt werden. Diese Anzeige kann dann fotografisch als dauernde Aufzeichnung ioo festgehalten werden.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Sichtbarmachung eines oder mehrerer Zeichen auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre mittels periodisch veränderbarer Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (FS, LC; Fig. 1) vorgesehen sind, welche eine Mehrzahl von periodisch veränderbaren und gleichbleibenden Spannungen derart auf eine Kathodenstrahlröhre (CRO) wirken lassen, daß die Zeichen in der erforderlichen räumlichen Anordnung (Platzanweisung) auf dem Schirm der Röhre sichtbar werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wähleinrichtungen (FS) die den sichtbar zu machenden Zeichen entsprechenden periodisch wechselnden Spannungen auswählen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderbaren Spannungen nacheinander unter der Kontrolle von Schaltmitteln (LC) an die Kathodenstrahlröhre (CRO) gelegt werden, welche auch die unveränderlichen, auf die Kathodenstrahlröhre

wirkenden Spannungen derart steuern, daß die Zeichen in jeder erforderlichen räumlichen Anordnung auf dem Schirm sichtbar werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (LC) nacheinander die periodisch veränderbaren Spannungen zur Kathodenstrahlröhre (CRO) in fortlaufender Wiederholung leiten.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm der Kathodenstrahlröhre (CRO) derart nachleuchtet, daß der Anschein des gleichzeitigen Erscheinens der Zeichen hervorgerufen wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle (FG; Eig. 1) unabhängig von den zu erzeugenden Zeichen ist. welche Zeichen in jeder erforderlichen Kombination auswählbar sind, um sie auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre (CRO) darstellen zu können.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Spannungsquelle (Fi/) Einrichtungen mit veränderbaren Leitwerten (C''.V₁ CΎ; Fig. 2) angeschlossen sind und daß diese Einrichtungen eine an sie gelegte Wechsel- »5 spannung (OSC) periodisch derart ändern, daß nach Gleichrichtung (MR2X, MR2Y..) die erforderlichen Anzeigespannungen entstehen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen mit veränderbaren Leitwerten Kondensatoren (CA2.X, CA2Y..) sind, die je aus einer rotierenden Schei1>e und zwei festen Scheiben (28; Fig. 6) bestehen und derart gestaltet sind, daß die aus den Scheiben gebildeten Kondensatoren nach Gleichrichtung die erforderlichen Spannungen liefern.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Fernsprechanlagen mit An-Zeigeeinrichtungen über eine Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (Fig. 1,2) zur Ül>ermittlung der Anzeigen durch eine Mehrzahl von Stromstoßreihen vorgesehen sind, um die einzelnen Zeichen zur Erkennbarmachung der Anzeige auf dem 'Schirm der Kathodenstrahlröhre (CRO) sichtbar zu machen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

2939 1.52