Vorrichtung zur binären Winkelwertübertragung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur binären Winkelwertübertragung. Diese Vorrichtung hat eine Rei he von Kontakten, deren jeder, mit Ausnahme des letzten, während jeder Betätigungsperiode des nachfol genden Kontaktes zweimal betätigt wird.
Diese Vorrichtung kann entweder als Codierer oder Decodierer verwendet werden.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art hat eine Schei be, die in mehrere Ringe unterteilt ist. Jeder Ring besteht aus abwechselnd elektrisch leitenden und nichtleitenden Ringsektoren, wobei der innerste Ring zwei und die folgenden Ringe vier, acht usw. Sektoren haben. Auf jedem dieser Ringe schleift ein Schleifkontakt (Handbuch für Hochfrequenz- und Elektro-Techniker, Berlin-Borsig- walde, 1960, Band VI, Seite 677). Diese bekannte Vor richtung hat sowohl als Codierungsscheibe als auch als Decodierungsscheibe den Nachteil der gleitenden Kon takte.
Man hat deshalb die Kontaktabtastung schon durch eine photoelektrische Abtastung ersetzt. Diese erfordert aber einen grösseren Aufwand und ist wegen der begrenzten und nicht vorbestimmten Lebensdauer der Beleuchtungslampen nicht genügend betriebssicher. Da die Genauigkeit mit der Anzahl der Ringe steigt, sind für hohe Genauigkeiten grosse Scheiben erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kon taktschwierigkeiten zu vermeiden und eine zuverlässige, ohne Photozellen und Beleuchtungslampen arbeitende und auch für hohe Genauigkeiten ausführbare Vorrich tung der genannten Art zu schaffen.
Erfindungsgemäss ist jeder Kontakt durch eine Nok- kenscheibe betätigbar, und jede Nockenscheibe ist von einer der Wellen hintereinander geschalteter, gleicher Getriebe angetrieben. Jedes dieser Getriebe hat ein periodisch wechselndes Übersetzungsverhältnis, welches im Durchschnitt 2 : 1 beträgt. Dabei ist in jeder Stellung der Getriebe, in welcher eine der Nockenscheiben den ihr zugeordneten Kontakt betätigt, das übersetzungsverhält- nis jedes der am Antrieb dieser Nockenscheiben beteilig ten Getriebe wenigstens annähernd 1 : 1.
Im folgenden wird anhand der beiliegenden Zeich- nung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Vor richtung zur binären Winkelwertübertragung.
Fig.2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung hat Springschalterkontakte 11, 21, 31, deren jeder durch eine Nockenscheibe 12, 22 bzw. 32 betätigbar ist. Jede dieser Nockenscheiben ist von einer der Wellen 13, 23 bzw. 33 hintereinander geschalteter, gleicher Getriebe über ein Zahnradgetriebe 14, 15 bzw. 24, 25 bzw. 34, 35 angetrie ben, welches ein Übersetzungsverhältnis (Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten von Antrieb und Abtrieb) von 2 : 1 hat. Die Getrieberäder der hintereinander geschalte ten Getriebe sind mit 16, 27 und 26, 37 bezeichnet.
Das Antriebsrad 16 bzw. 26 der hintereinander ge schalteten Getriebe ist ein kreisförmiges, exzentrisch auf der Welle 13 bzw. 23 drehfest angebrachtes Zahnrad, welches mit dem unrunden Zahnrad 27 bzw. 37 kämmt, das auf der Welle 23 bzw. 33 drehfest angebracht ist.
In Fig. 1 sind zentrische Räder mit einem Kreis, exzentrische Räder mit einem Kreis, welcher einen exzentrischen Punkt enthält, und unrunde Räder durch eine Ellipse symbolisch bezeichnet.
Infolge der Exzentrizität der Antriebsräder 16 und 26, welcher die Abtriebsräder 27 und 37 angepasst sind, hat jedes der hintereinander geschalteten Getriebe 16, 27 und 26, 37 ein periodisch wechselndes übersetzungsverhält- nis. Dabei ist die Exzentrizität so gewählt, dass das durchschnittliche Übersetzungsverhältnis (Verhältnis der Antriebsdrehzahl zur Abtriebsdrehzahl) 2: 1 und das maximale Übersetzungsverhältnis ungefähr 1 : 1 beträgt.
Ausserdem haben die Räder dieser Getriebe solche Lagen in bezug aufeinander und in bezug auf die Nockenscheiben 12, 22, 32, dass in der Stellung, in welcher die Nockenscheibe 22 den Kontakt 21 betätigt, das Getriebe 16, 27 ein Übersetzungsverhältnis von wenigstens annähernd 1 :1 und in der Stellung, in welcher die Nockenscheibe 32 den Kontakt 31 betätigt, sowohl das Getriebe 16, 27 als auch das Getriebe 26, 37 ein Übersetzungsverhältnis von wenigstens annähernd 1 : 1 haben.
Dadurch wird erreicht, dass sämtliche Nok- kenscheiben 12, 22 und 32 bei Betätigung des zugeordne ten Kontaktes 11, 21 bzw. 31 gleich schnell drehen, obwohl der Antrieb der Nockenscheibe 22 im Durch schnitt 2 : 1 und der Antrieb der Nockenscheibe 32 im Durchschnitt 4 : 1 gegenüber dem Antrieb der Scheibe 12 übersetzt ist, so dass die Scheibe 22 im Durchschnitt halb so schnell und die Scheibe 32 im Durchschnitt viertel so schnell läuft wie die Scheibe 12.
Die Welle 13, welche die Antriebswelle der beschrie benen Vorrichtung ist, die Nockenscheibe 22 mit dem drehfest mit ihr verbundenen Getrieberad 25 und die Welle 33 sind um eine gemeinsame Achsenlinie 41 drehbar. Die Nockenscheibe 12 mit dem fest mit ihr verbundenen Getrieberad 15, die Welle 23 und die Nockenscheibe 32 mit dem fest mit ihr verbundenen Getrieberad 35 sind um eine zweite Achsenlinie 42 drehbar, welche parallel zur ersten Achsenlinie 41 ver läuft.
Bei einer zweckmässigen Ausführungsform der be schriebenen Einrichtung sind die Nockenscheibe 22 mit dem Getrieberad 25 und eine die Welle 33 ersetzende Hülse auf einer Verlängerung der Welle 13 drehbar gelagert, und die Nockenscheibe 12 mit dem Getrieberad 15, eine die Welle 23 ersetzende Hülse sowie die Nockenscheibe 32 mit dem Getrieberad 35 sind auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert. In diesem Sinne sollen die Wellen 23 und 33 und die sie bei dieser Ausführungsform ersetzenden Hülsen Äquivalente sein.
Die beschriebene Einrichtung wird zweckmässig für den zyklisch-permutierten Code, auch Gray-Code ge nannt, ausgeführt, der gegenüber dem reinen Binärcode den Vorteil hat, dass bei jedem Schritt immer nur eine Code-Stelle wechselt.
Die beschriebene Einrichtung kann als Geber und eine gleiche Einrichtung kann als Empfänger für binäre Winkelwertübertragung, z.B. in einer der Schaltungen verwendet werden, welche für die oben erwähnten Codie rungsscheiben üblich sind.
Die beschriebene Einrichtung kann für mehr als drei Kontakte ausgeführt werden. Für jeden zusätzlichen Kontakt sind eine den Rädern 27, 24 und 26 entsprechen de Getrieberädergruppe und ein dem Rad 25 entspre chendes Abtriebsrad, welches fest mit einer weiteren, den zusätzlichen Kontakt betätigenden Nockenscheibe ver bunden ist, derart hinzuzufügen, dass die Anzahl der hintereinander geschalteten Getriebe um eins zunimmt.
Da die Kontakte von Nockenscheiben betätigt wer den, welche von hintereinander geschalteten Getrieben angetrieben sind, und da diese Getriebe trotz dem durch den Binärcode bedingten Drehzahlverhältnis von 2 : 1 im Zeitpunkt der Kontaktbetätigung jede Nockenscheibe unabhängig von der Binärstelle des Kontaktes gleich schnell antreiben, schaltet die beschriebene Einrichtung ausserordentlich zuverlässig.
Sie ist auch deshalb beson ders betriebssicher, weil sie nur mechanische, von elektri schen und magnetischen Störfeldern nicht beeinflussbare Bauelemente praktisch unbegrenzter Lebensdauer ent hält, im Gegensatz zu beispielsweise photoelektrischen Codern, deren Photozellen und Lampen und gegebenen falls anderen elektronischen Bauelementen der Alterung unterworfen und deren Stromkreise durch Störfelder beeinflussbar sind. Die Kontakte der beschriebenen Vor richtung können relativ hoch belastet werden, und diese Vorrichtung ist auch für hohen Genauigkeiten entspre chende grosse Stellenzahlen des Codes (grosse Anzahl der Kontakte) bei kleinem Raumbedarf ausführbar.
Da Drehbewegungen in bekannter Weise durch Ge triebe in andere Bewegungen und durch bekannte Wand- ler in Grössen anderer Art umgeformt werden können, eignet sich die beschriebene Vorrichtung auch zur binä ren Übertragung anderer Bewegungen und anderer Grös- sen.