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Synchronisiereinrichtung an einem optischen Signalmelder mit einem in einer Richtung angetriebenen drehbaren Signalträger Es sind seit längerer Zeit optische Signalmelder bekannt, welche insbesondere zur Anzeige von Zahlen dienen und in welchen ein drehbarer Signalträger vorhanden ist, welcher - gesteuert durch eine Gebereinrichtung - in Abhängigkeit seiner Stellung auf irgendeine Weise Signale zur Anzeige bringt. Dabei ist es üblich, eine Synchronisiereinrichtung anzu- bringen, mit Hilfe derer der Signalträger bei jeder Umdrehung mit der Gebereinrichtung synchronisiert wird.
In vielen Fällen wird bei der Neueinstellung eines Signalträgers in der Weise vorgegangen, dass der Signalträger zuerst zu einer Rückstellbewegung veranlasst wird, indem er mit erhöhter Geschwindigkeit in eine Synchronisierstellung gedreht wird, wo er durch eine mechanische Hemmung am Weiterdrehen verhindert wird. Sodann wird mittels einer Magneteinrichtung die mechanische Hemmung gelöst und der Signalträger zu einer Einstellbewegung veranlasst, indem er mit reduzierter Geschwindigkeit in die neue Stellung gedreht wird.
Die Rückstellung kann mit erhöhter Geschwindigkeit erfolgen, da dort keine grosse Präzision notwendig ist, denn der Signalträger gelangt - sofern die Rückstellbewegung lange genug dauert - auch dann in die Synchronisier- Stellung, wenn seine Bewegung von der Gebereinrichtung nicht vollständig beherrscht wird. Demgegenüber kann die Einstellbewegung, welche genau erfolgen muss, nur relativ langsam erfolgen.
Sofern nun eine grosse Anzahl von Zeichen anzuzeigen ist, beispielsweise sämtliche Buchstaben des Alphabets, so kann die Einstellzeit des Signalträgers relativ lange dauern, was in vielen Fällen unerwünscht ist.
Die Erfindung ermöglicht nun eine Beschleunigung der Einstellung des Signalträgers, indem bei ihrer Anwendung der während einer Einstellbewe- gung durchschnittlich durch den Signalträger zurückzulegende Drehwinkel unter sonst gleichen Voraussetzungen auf die Hälfte reduziert werden kann. Sie betrifft eine Synchronisiereinrichtung an einem optischen Signalmelder.mit einem in einer Richtung angetriebenen drehbaren Signalträger. Diese Synchro- nisiereinrichtung umfasst eine mechanische Hemmungseinrichtung, welche in Abhängigkeit vom Erregungszustand eines Elektromagneten in bestimmten Stellungen des Signalträgers die Weiterbewegung des Signalträgers hindert oder freigibt.
Die Synchroni- siereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hemmungseinrichtung in zwei verschiedenen Stellungen des Signalträgers wirksam ist. Die Verhältnisse sind dabei derart gewählt, dass in der einen der genannten Stellungen die Behinderung bei erregtem und die Freigabe bei nicht erregtem Elektromagnet und in der andern der genannten Stellungen die Behinderung bei nicht erregtem und die Freigabe bei erregtem Elektromagnet stattfindet.
Es wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei diesem Beispiel handelt es sich um einen Signalmelder mit einem Signalträger, welcher aus einer Trommel mit an ihrem Umfang befestigten umwendbaren, die anzuzeigenden Signale tragenden Plättchen besteht. Diese Trommel wird dabei über passende übersetzungen von einem Schrittmotor angetrieben, welcher seinerseits durch Impulse mit wechselnder Polarität fortgeschaltet wird.
Die Fig. 2 zeigt einen Aufriss des Signalmelders und Fig. 1 stellt einen von unten gesehenen Horizontalschnitt dar.
Dieser Signalmelder ist zwischen zwei Platinen aufgebaut. Er wird von einem Schrittmotor angetrieben, welcher aus Jochen 2 mit einer Erregerspule
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1 und einem Anker 3 besteht. Der Anker seinerseits besteht aus einem nichtmagnetischen Isolierstoff und enthält in seinem Innern den Dauermagneten 22. Ein Teil 4 des Ankers ist als Zahnrad ausgebildet, das den später erläuterten Anzeigemechanismus antreibt. Sofern an die Spule 1 abwechselnd polarisierte Spannungsimpulse angelegt werden, so ändert jeweils die Polarität der Joche, wodurch der Anker 3 bei jedem Impuls um einen Schritt, d. h. um eine halbe Umdrehung im Uhrzeigersinne gedreht wird.
Das erwähnte Zahnrad 4 des Ankers greift in das Zahnrad 5 ein, welches mit dem Zahnrad 6 starr gekuppelt ist. Das Zahnrad 6 seinerseits greift in das Zahnrad 7 ein, welches mit dem Zahnrad 8 verbunden ist. Dieses Zahnrad 8 treibt das Zahnrad 9 gleichen Durchmessers an, welches in derselben Weise wie die beiden Scheiben 10 mit der Achse 24 starr verbunden ist. Zwischen diesen beiden Scheiben sind Anzeigeplättchen 11 angeordnet, welche mit seitlichen Zapfen in Löchern der genannten Scheiben beweglich gelagert sind. Diese Löcher sind in einer regelmässigen Teilung auf einem zur Achse 24 konzentrischen Kreis angeordnet.
Die aus den Scheiben 10 und den Plättchen 11 gebildete Trommel dreht sich im Ge- genuhrzeigersinn, wobei jedes der Plättchen auf der hintern Seite der Trommel emporsteigt und sich dann nach vorn bewegt, bis es am Anschlag 12 ansteht. Beim Weiterdrehen der Trommel gleitet es unter dem Anschlag 12 hindurch, fällt entsprechend dem strichlierten Halbkreis 25 hinunter und wird an- schliessend von den später herabfallenden Plättchen wieder zugedeckt.
Die Plättchen sind, was auf den Figuren nicht sichtbar ist, beidseitig beschriftet, und zwar auf der einen Seite mit dem obern Teil und auf der andern Seite mit dem untern Teil je eines Zeichens, so dass jeweils die beiden von vorn sichtbaren Plättchen zusammen ein Zeichen anzeigen, welches auf den Figuren nicht sichtbar ist. Die übersetzungsverhältnisse der Zahnräder sind derart gewählt, dass je eine halbe Drehung, d. h. ein Schritt des Ankers 3 einer Bewegung der Trommel um eine Teilung entspricht.
Da die Zahnräder 8 und 9 den gleichen Durchmesser aufweisen, bewegen sie sich winkeltreu, wodurch jede Stellung des Zahnrades 8 und somit auch des mit ihm starr gekuppelten Zahnrades 7 einer bestimmten Stellung der Trommel entspricht. Zum Zwecke der Synchronisierung des Signalmelders mit einer nicht dargestellten Gebereinrichtung ist nun eine mechanische Hemmungseinrichtung angebracht, welche in bestimmten Stellungen des Signalträgers denselben an der Weiterbewegung hindert oder ihn freigibt. Diese Hemmungseinrichtung umfasst zwei Stifte 13 und 15, welche am Zahnrad 7 an zwei um 180 versetzte Stellen in verschiedenen Abständen von der Drehachse des Rades 7 angebracht sind. Der Stift 13 liegt dabei auf einer äussern Kreisbahn 14 und der Stift 15 auf einer innern Kreisbahn 16.
Ein weiterer Bestandteil dieser Hemmungseinrichtung ist ein abgewinkelter beweglicher Hebel 19, welcher an einer Achse 20 gelagert ist. Dem hintern Teil des Hebels 19 gegenüber befindet sich ein durch eine Spule 18 erregbarer Elektromagnet 17. Sofern dieser Magnet erregt wird, zieht er den abgewinkelten Teil des Hebels 19 an, worauf der Hebel im Uhrzeigersinne um die Achse 20 gedreht wird. Der Hebel 19 kann daher zwei durch den Erregungszustand des Elektromagneten 17 bestimmten Lagen einnehmen, welche durch das Anschlagen des Hebels an den Anschlägen 23 bestimmt sind. Die obere Lage nimmt er unter Einwirkung des erregten Magneten 17, die untere Lage bei nicht erregtem Magneten unter Einwirkung der Schwerkraft ein.
Der Hebel 19 weist vorn eine Nase 21 auf, welche in seiner untern Lage in die Bahn 14 des Stiftes 13 und in seiner obern Lage in die Bahn 16 des Stiftes 15 ragt. Durch diese aus dem Hebel und den Stiften bestehende Hemmungseinrichtung wird der Signalträger, d. h. die Trommel, in bestimmten Fällen an der Fortbewegung gehindert. Diese Behinderung kann in zwei Stellungen des Signalträgers erfolgen, nämlich in einer ersten, in welcher sich der Stift 13, und in einer zweiten, in welcher sich der Stift 15 bei der Nase 21 befindet. In der ersten Stellung befindet sich die mit 26 bezeichnete Hälfte des Signalträgers unten und in der zweiten Stellung oben. In der ersten Stellung erfolgt eine Behinderung der Weiterbewegung des Signalträgers in der untern Lage des Hebels 19.
In der obern Lage dieses Hebels erfolgt dagegen eine Freigabe, da dann die Nase 21 aus der Bahn 14 herausbewegt wird. In der ersten Stellung des Signalträgers erfolgt somit eine Behinderung bei nicht erregtem und eine Freigabe bei erregtem Elektromagnet 17. In der zweiten Stellung des Signalträgers ist es umgekehrt, indem dort die Behinderung bei erregtem und die Freigabe bei nicht erregtem Magnet erfolgt. Durch den Erregungszustand des Elektromagneten 17 kann somit die Stellung des Signalträgers, d. h. der Trommel, in welcher er an der Weiterbewegung gehindert wird, bestimmt werden.
Sofern nun, ausgehend von einer beliebigen Stellung der die Plättchen tragenden Trommel, ein bestimmtes Zeichen angezeigt werden soll, wobei die Stellung der Trommel der nicht dargestellten, den Einstellvorgang steuernden Gebereinrichtung nicht bekannt ist, so muss zuerst eine Rückstellbewegung zur Synchronisierung der Trommelstellung mit den Stromkreisen der Gebereinrichtung erfolgen. Diese Synchronisierung kommt dadurch zustande, dass auf den Schritmotor eine mindestens einer ganzen Umdrehung entsprechende Anzahl von Rückstellimpul- sen gegeben wird, wobei infolge der Wirkung der aus dem Hebel 19 mit der Nase 21 und den beiden Stiften 13 und 15 bestehenden Hemmungseinrichtung die Trommel nur so weit drehen kann, bis einer der Stifte 13 oder 15 an der Nase 21 ansteht.
Diese Stellung wird als Synchronisierstellung bezeichnet. Die weiteren Impulse bleiben wirkungslos. In Abhängigkeit vom Erregungszustand des Elektromagneten 17 befindet sich - wie früher erklärt - die mit 26 be-
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zeichnete Hälfte der Trommel unten oder oben. Durch Erregung oder Nichterregung des Elektromagneten 17 durch die Gebereinrichtung vorgängig der Abgabe der Rückstellimpulse wird somit die Syn- chronisierstellung der Trommel vorgewählt, und zwar derart, dass sich diejenige Hälfte der Trommel, welcher das anzuzeigende Plättchen angehört, oben befindet.
Sofern nun genügend Rückstellimpulse auf den Schrittmotor gegeben wurden, erfolgt die Einstellung der Trommel, ausgehend von einer der beiden Syn- chronisierstellungen. Vorgäng-g zu dieser Einstellung wird nun der Erregungszustand des Magneten 17 ge- ändert, d. h. die Erregung wird ausgeschaltet, sofern sie eingeschaltet war, und umgekehrt. Durch diese Zustandsänderungen wird die Behinderung der Fortschaltung wieder aufgehoben, so dass die weitern von der Steuereinrichtung auf den Schrittmotor gegebenen Impulse die Trommel wieder drehen können.
Da für diese Einstellung die Ausgangslage der Trommel, nämlich eine der Synchronisierstellungen, genau bekannt ist, entspricht jeder auf den Schrittmotor gegebenen Impulszahl die Anzeige eines bestimmten Zeichens, so dass mittels Abzählung der Impulse durch die Gebereinrichtung ein bestimmtes Zeichen angezeigt werden kann. Infolge der Anordnung von zwei verschiedenen Synchronisierstellungen ist dabei zur Einstellung höchstens eine Zahl von Impulsen erforderlich, welche der Hälfte der Gesamtzahl der Plättchen entspricht. Gegenüber einer Einrichtung mit nur einer Synchronisierstellung ergibt sich dabei für die durchschnittliche Einstellzeit eine Verminderung auf die Hälfte.
D:e Rückstellzeit, d. h. die Zeit für die vor der Einstellung notwendige Drehung der Trommel bis zum Anschlag, ist in beiden Fällen gleich gross, denn in beiden Fällen muss die Trommel im ungünstigsten Fall eine volle Umdrehung ausführen. Da wie eingangs erwähnt - die Impulsfolge für die Rückstellung schneller sein kann als für die Einstellung, so fällt die Verkürzung der Einstellzeit wesentlich ins Gewicht. Die Synchronisiereinrichtung kann auch in Signalmeldern mit projizierten Zeichen oder in solchen mit auf ihrem Umfang Zeichen tragenden, umlaufenden Trommeln angewendet werden.
Man ist auch nicht an die symmetrische Verteilung der beiden Synchro- nisierstellungen auf zwei um 180 versetzte Stellungen gebunden. Grundsätzlich kann eine andere Anordnung gewählt werden, aber die symmetrische Verteilung wird im allgemeinen die günstigste sein.
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Synchronizing device on an optical signal transmitter with a rotatable signal carrier driven in one direction Optical signal transmitters have been known for a long time, which are used in particular to display numbers and in which a rotatable signal carrier is present, which - controlled by a transmitter device - depending on its position somehow displays signals. It is customary to attach a synchronization device with the aid of which the signal carrier is synchronized with the transmitter device with each rotation.
In many cases, when a signal carrier is readjusted, the procedure is that the signal carrier is first caused to move back by rotating it at increased speed into a synchronizing position, where it is prevented from rotating further by a mechanical inhibition. The mechanical inhibition is then released by means of a magnetic device and the signal carrier is caused to perform an adjustment movement by rotating it into the new position at a reduced speed.
The resetting can take place at increased speed, since no great precision is required there, because the signal carrier will - provided the resetting movement lasts long enough - also then move into the synchronization position when its movement is not completely controlled by the transmitter device. In contrast, the setting movement, which has to take place precisely, can only take place relatively slowly.
If a large number of characters are to be displayed, for example all letters of the alphabet, the setting time of the signal carrier can take a relatively long time, which is undesirable in many cases.
The invention now enables the setting of the signal carrier to be accelerated, in that when it is used, the angle of rotation to be covered on average by the signal carrier during an adjustment movement can be reduced to half under otherwise identical conditions. It relates to a synchronization device on an optical signal transmitter with a rotatable signal carrier driven in one direction. This synchronization device comprises a mechanical inhibiting device which, depending on the state of excitation of an electromagnet in certain positions of the signal carrier, prevents or enables the further movement of the signal carrier.
The synchronizing device is characterized in that the inhibiting device is effective in two different positions of the signal carrier. The relationships are chosen so that in one of the positions mentioned the obstruction takes place when the electromagnet is energized and the release when the electromagnet is not energized and in the other of the positions the obstruction takes place when the electromagnet is not energized and the release when the electromagnet is energized.
An embodiment of the invention will now be described. This example is a signal transmitter with a signal carrier, which consists of a drum with reversible plates attached to its circumference and carrying the signals to be displayed. This drum is driven by a stepper motor via suitable gear ratios, which in turn is advanced by pulses with alternating polarity.
FIG. 2 shows an elevation of the signaling device and FIG. 1 shows a horizontal section seen from below.
This signal indicator is built between two circuit boards. It is driven by a stepper motor, which consists of yokes 2 with an excitation coil
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1 and an anchor 3. The armature itself consists of a non-magnetic insulating material and contains the permanent magnet 22 in its interior. Part 4 of the armature is designed as a gearwheel which drives the display mechanism explained later. If alternately polarized voltage pulses are applied to the coil 1, the polarity of the yokes changes in each case, whereby the armature 3 moves by one step, i.e. by one step, with each pulse. H. turned clockwise half a turn.
The mentioned gear 4 of the armature meshes with the gear 5, which is rigidly coupled to the gear 6. The gear wheel 6 in turn meshes with the gear wheel 7 which is connected to the gear wheel 8. This gear wheel 8 drives the gear wheel 9 of the same diameter, which is rigidly connected to the axle 24 in the same way as the two disks 10. Between these two disks, display plates 11 are arranged, which are movably mounted with lateral pegs in holes of the said disks. These holes are arranged in a regular pitch on a circle concentric to the axis 24.
The drum formed from the disks 10 and the small plates 11 rotates in a counterclockwise direction, with each of the small plates rising on the rear side of the drum and then moving forward until it comes up against the stop 12. As the drum continues to rotate, it slides under the stop 12, falls down according to the dashed semicircle 25 and is then covered again by the small plates that fall later.
What is not visible on the figures, the plates are labeled on both sides, namely on one side with the upper part and on the other side with the lower part of a symbol, so that the two small plates visible from the front together form a symbol indicate which is not visible on the figures. The gear ratios of the gears are chosen so that each half turn, i.e. H. one step of the armature 3 corresponds to a movement of the drum by one pitch.
Since the gears 8 and 9 have the same diameter, they move at the same angle, whereby each position of the gear 8 and thus also of the gear 7 rigidly coupled to it corresponds to a certain position of the drum. For the purpose of synchronizing the signal transmitter with a transmitter device (not shown), a mechanical inhibiting device is now attached which, in certain positions, prevents the signal carrier from moving further or releases it. This inhibiting device comprises two pins 13 and 15 which are attached to the gear wheel 7 at two points offset by 180 at different distances from the axis of rotation of the wheel 7. The pin 13 lies on an outer circular path 14 and the pin 15 lies on an inner circular path 16.
Another component of this inhibiting device is an angled movable lever 19 which is mounted on an axle 20. Opposite the rear part of the lever 19 is an electromagnet 17 which can be excited by a coil 18. If this magnet is excited, it attracts the angled part of the lever 19, whereupon the lever is rotated clockwise about the axis 20. The lever 19 can therefore assume two positions which are determined by the state of excitation of the electromagnet 17 and which are determined by the lever hitting the stops 23. He assumes the upper position under the action of the excited magnet 17, the lower position with the non-excited magnet under the action of gravity.
The lever 19 has a nose 21 at the front, which protrudes into the path 14 of the pin 13 in its lower position and into the path 16 of the pin 15 in its upper position. This inhibiting device consisting of the lever and the pins causes the signal carrier, d. H. the drum, in certain cases prevented from moving. This hindrance can take place in two positions of the signal carrier, namely in a first position in which the pin 13 is located and in a second position in which the pin 15 is located on the nose 21. In the first position, the designated 26 half of the signal carrier is below and in the second position above. In the first position, the further movement of the signal carrier is hindered in the lower position of the lever 19.
In the upper position of this lever, however, a release takes place, since the nose 21 is then moved out of the web 14. In the first position of the signal carrier there is thus an obstruction when the electromagnet is not energized and a release when the electromagnet 17 is energized. The position of the signal carrier, d. H. the drum in which it is prevented from moving further.
If, based on any position of the drum carrying the platelets, a certain symbol is to be displayed, whereby the position of the drum is not known to the transmitter device which is not shown and which controls the setting process, a reset movement must first be performed to synchronize the drum position with the electrical circuits the encoder device. This synchronization comes about by giving the stepper motor a number of reset pulses corresponding to at least one full revolution, the drum only in this way due to the action of the inhibiting device consisting of the lever 19 with the lug 21 and the two pins 13 and 15 Can rotate far until one of the pins 13 or 15 is on the nose 21.
This position is called the synchronization position. The further impulses remain ineffective. Depending on the state of excitation of the electromagnet 17 is - as explained earlier - the 26 loaded
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drew half of the drum below or above. By excitation or non-excitation of the electromagnet 17 by the transmitter device prior to the delivery of the reset pulses, the synchronizing position of the drum is preselected in such a way that that half of the drum to which the plate to be displayed belongs is on top.
If enough reset pulses have now been given to the stepper motor, the drum is set, starting from one of the two synchronizing positions. Before this setting, the state of excitation of the magnet 17 is now changed, ie. H. the excitation is switched off if it was switched on and vice versa. By these changes in state, the hindrance to the switching is removed again, so that the further pulses given by the control device to the stepping motor can rotate the drum again.
Since the initial position of the drum, namely one of the synchronizing positions, is precisely known for this setting, each pulse number given to the stepper motor corresponds to the display of a specific character, so that a specific character can be displayed by counting the pulses by the transmitter device. As a result of the arrangement of two different synchronization positions, at most a number of pulses is required for setting which corresponds to half the total number of small plates. Compared to a device with only one synchronization position, the average setting time is reduced by half.
D: e reset time, d. H. the time it takes to turn the drum up to the stop, which is necessary before the setting, is the same in both cases, because in both cases the drum has to perform a full rotation in the worst case. Since, as mentioned at the beginning, the pulse sequence for resetting can be faster than for setting, the shortening of the setting time is significant. The synchronization device can also be used in signal indicators with projected characters or in those with rotating drums carrying characters on their circumference.
You are also not bound to the symmetrical distribution of the two synchronization positions on two positions offset by 180. In principle a different arrangement can be chosen, but the symmetrical distribution will generally be the most favorable.