DE1051540B - Abtaststeueranordnung fuer mechanische Zaehlwerke, insbesondere Umlauf-Zaehlwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine vorzugsweise elektronische Steuerung der vor- bzw. nacheilenden Ziffernabtastung in Kommutator-Anordnungen.

In bekannten Kommutator-Anordnungen sind auf einer Welle oder Scheibe einzelne Kontaktstücke für jede Zahl sowie entsprechende Lesebürsten und ein gemeinsamer Schleifkontakt für die Stromzuführung vorgesehen. Für die Abtastung mehrerer Ziffern erfordern derartige Anordnungen sehr enge mechanische Toleranzen, insbesondere eine scharfe relative Justierung an den Übertragstellen bei Einer- und Zehner-Abtastungen. So können z. B. bei den aufeinanderfolgenden Zählwerkeinstellungen 39, 40, 41 die falschen Abtastungen39, 30, 40, 41 oder39, 49, 40,41 auftreten. Um diese Fehler zu vermeiden, hat man an Stelle der einzelnen Lesebürsten je eine voreilende und eine nacheilende Lesebürste verwendet, von denen die voreilende zum Lesen nach den Übertragstellen und die nacheilende zum Lesen vor den Übertragstellen dient. Hierfür sind zusätzliche Steuermittel notwendig, beispielsweise bei dezimaler Teilung um 180° versetzte Wechselkontakte.

Für die Anwendung in Analogrechnern oder Schnellsteuerungen sind derartige Anordnungen wegen ihrer mechanischen Toleranzen und wegen der Geschwindigkeitsbegrenzung durch Relais oder Kommutator-Schalter ungeeignet. In erhöhtem Grade treten die genannten Mangel bzw. Schwierigkeiten bei der Abtastung binär verschlüsselter Ziffern auf.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, für die Ausgabe von Codezeichen geeignete Abtastung zu schaffen.

In einer Abtaststeuerung für den Abgriff eines Zifferncodes in mechanischen Zählwerken, insbesondere Umlaufzählwerken, wird erfindungsgemäß der für die Codierung vorgesehene Kontaktraster zur Steuerung der vor- bzw. nacheilenden Abtastung verwendet. Insbesondere für schnell umlaufende Zählwerke, deren den Kontaktraster tragende Coderäder gleichzeitig als Codiermittel und als Steuermittel für die Abtastung dienen, wird damit eine Geschwindigkeitsbegrenzung durch Relais oder Wechselkontakte vermieden.

Um durch die Coderäder eines Umlaufzählwerkes gleichzeitig die Ausgabe der Codeelemente und das Vor- bzw. Nacheilen der Abtastung zu steuern, wird die Anordnung vorteilhaft aus einem Abtastgenerator zur periodischen Abtastung der einzelnen Codeelemente, einem Abtastwähler und einer Abtastmatrix zur Umschaltung von den voreilenden Lesebürsten auf die nacheilenden Lesebürsten aufgebaut.

Dabei wird zweckmäßig ein solcher Coderaster verwendet, daß der Abtastwähler unter der Steuerung durch nur ein Codeelement die Abtastmatrix von vor-Abtaststeueranordnung

für mechanische Zählwerke,

insbesondere Umlauf-Zählwerke

Anmelder:
International

Standard Electric Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. November 1956

Joseph Luongo, Cedar Grove, N. J.,

Richard Henry Rymer, Belleville, N. J.,

und Frank Philip Turvey, Melbourn, Fla. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

eilender auf nacheilende Abtastung und umgekehrt umschaltet.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden im Zusammenhang mit den Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Abtastung eines dreistelligen Umlaufzählwerkes,

Fig. 2 die Codierung und eine Abwicklung des Kontaktrasters eines Coderades mit Dezimalteilung.

Eine nach der Erfindung aufgebaute Abtaststeuerung zeigt Fig. 1. In dieser ist ein dreistelliges Umlaufzählwerk mit den Coderädern 10,11 und 12 dargestellt. Die Coderäder 11 und 12 werden über je vier voreilende Bürsten 13 und 14 und je vier nacheilende Bürsten 15 und 16 abgetastet. Das Coderad 10 für die Dezimalziffern mit kleinstem Stellenwert ist mit vier Lesebürsten 17 versehen, die weder vor- noch nacheilen. Die Bürsten 13 bis 17 sind mit der Abtastmatrix 18 verbunden. Die Zeilendrähte dieser Matrix sind über Dioden 19 bis 22 mit dem Abtastgenerator 23 über Eingangsleitungen 24 bis 27 verbunden. Die Leitung 27 ist über die Leitung 29 mit einem »Und«-Tor 28 verbunden, dessen anderer Eingang über die Leitung 30 mit dem Ausgang 31 der Lesematrix 11 verbunden ist. Über einen Arbeitswiderstand 31 α ist der

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Ausgang 31 geerdet. Der Ausgang des »Und«-Tores 28 ist über die Leitung 32 mit dem Eingang des Abtastwählers 33 verbunden, dessen Ausgänge 34 und 35 mit den Eingangsdioden 36 und 37 der Spaltendrähte der Abtastmatrix verbunden sind. Die Lesematrix 11 ist einerseits mit dem Abtastgenerator 23 über den Lesegenerator 38 und andererseits mit den Coderädern 10, 11 und 12 über die gemeinsamen Zuführungen 39, 40 und 41 verbunden. Die Spaltendrähte der Abtastmatrix sind über Arbeitswiderstände 41 bis 48 an gemeinsame Betriebsspannung B + gelegt. Bei 49 ist die im Abtastgenerator 23 erzeugte Impulsfolge dargestellt, die den Eingängen 24 bis 27 zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt bei 50 den Coderaster, wie er für die drei Coderäder 10,11 und 12 verwendet wird. Der dem Raster entsprechende Binärcode ist in Tabelle 51 angegeben. Spalte 52 gibt die Zuordnung der entsprechenden Dezimalziffern.

Im folgenden sei die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 an einem Beispiel erläutert. Die gemäß Fig. 2 ausgelegten Coderäder seien auf die Zahl 299 eingestellt. Diese Zahl 299 möge beispielsweise die Geschwindigkeit eines Flugzeugs darstellen, die abgespeichert oder zum Zwecke einer automatischen Steuerung einem Rechner zugeführt werden soll. Weiterhin sei angenommen, daß diese Geschwindigkeit zunimmt und nacheinander an den Coderädern die Einstellungen 300 und 301 auftreten. Um die dabei auftretenden Vorgänge im einzelnen zu verfolgen, sind nacheinander die Coderäder 10., 11 und 12 abzufragen. Auf dem Coderad 10, also dem Coderad für die kleinste Dezimalziffer, liegt zunächst, wie man Fig. 2 entnimmt, unter den Bürsten 17 die Information 1010 an, so daß die Bürsten 53 und 54 auf Isolierstoff und die Bürsten 55 und 56 auf Metall liegen. Da nun die Ablesung am Coderad 10 die vor- bzw. nacheilende Abtastung des Codes von Coderad 11 steuert, ist zunächst das Leseergebnis an Coderad 10 zu überprüfen. Hierzu dient die Lesematrix 11, die in bekannter Weise als Serienwandler dient. Über den Lesegenerator 38, in Verbindung mit der Lesematrix 11, wird zunächst der Code vom Coderad 10 abgelesen. Das Codeelement mit kleinstem Stellenwert des Coderads 10 befindet sich unter der Bürste 56. Der Abtastgenerator 23 führt Leitung 24 im Zeitintervall T1 einen positiven Impuls zu. Dieser positive Impuls kann in einem der Punkte 57 und 58 eine Spannungserhöhung bewirken. Es sei vorausgesetzt, daß die Nacheilseite 35 des Abtastwählers 33 leitend ist. Die Zugriffe zu den Zeilen und Spalten der Abtastmatrix wirken hier als »Und«-Schaltung. Es folgt, daß Punkt 58 auf niedrigem Potential gehalten wird, wenn die Nacheilseite von 33 leitend ist, während Punkt 57 ein höheres Potential annimmt. Mit der Potentialerhöhung im Punkt 57 tritt auch am unteren Ende des Widerstandes 44 das Potential B + auf, und wenn nun über den Widerstand 31 a, über die Lesematrix 11, über die gemeinsame Zuführung 39, über die Bürsten 56 und über die untere Diode 19 eine leitende Verbindung zu dem Punkt 57 geschlossen wird, so fließt auf diesem Wege ein Strom, der ein Ausgangssignal auf Leitung 31 liefert. Da jedoch die Bürste 56 bei der Einstellung des Coderades 10 auf die Ziffer 9 keinen Kontakt gibt, ist diese Verbindung nicht geschlossen und es tritt auch kein Ausgangssignal an 31 auf. Der Lesevorgang für die beiden nächsten Codeelemente unter den Bürsten 54 und 55 verläuft in gleicher Weise über entsprechende Schaltpunkte der Matrix.

Es sei nun der Lesevorgang für das Codeelement mit größtem Stellenwert betrachtet. Bei der genannten Einstellung des Coderades ergibt sich eine Durchschaltung der Betriebsspannung B + nach Erde über die Bürste 53 und über Punkt 59 entsprechend dem schon oben beschriebenen Verbindungsweg. Der Taktimpuls T 4, der der Leitung 27 zugeführt wird, wird auch über die Leitung 29 an das »Und«-Tor 28 angelegt. Gleichzeitig liegt der Ausgangsimpuls über Leitung 31 an dem »Und«-Tor 28 an. Bei Koinzidenz des Taktimpulses T 4 und des positiven Ausgangsimpulses

ίο wird der Abtastwähler 33 auf die Nacheilseite gekippt, so daß Leitung 35 Strom führt. Tritt keine Koinzidenz zwischen dem Taktimpuls T 4 und dem Ausgangsimpuls auf, so wird der Abtastwähler 33 auf die Voreilseite zurückgestellt, so daß Leitung 34 Strom führt. In dem betrachteten Beispiel wird nun über die Nacheilbürsten 16 das Coderad 11 der 10er Stelle abgetastet. Die anliegende Information ist ebenfalls 1010, und die Lesevorgänge verlaufen wieder in der schon für das Coderad 10 beschriebenen Weise. Auch in diesem Falle erfolgt keine Rückstellung des Abtastwählers, so daß der Lesevorgang für das Coderad 12 wiederum durch die Nacheilbürsten, in diesem Falle durch die Bürsten 15, gesteuert wird. Die anliegende binäre Information am Coderad 12 ist Olli. Das bedeutet, daß die Bürsten 60, 61 und 62 geschlossen sind und eine entsprechende Durchschaltung der Lesesignale bewirkt.

Wenn die Einstellung des Zählwerkes auf den Wert 300 erhöht wird, ergibt sich, daß das Coderad 10 nun die Information 0010 den Bürsten 17 zuführt. Nachdem die Lesevorgänge schon ausführlich beschrieben wurden, sei nur der Lesevorgang für die Ziffer mit größtem Stellenwert betrachtet. Das Codeelement mit größtem Stellenwert wird über die Bürsten 53 abgetastet. Da dieses Codeelement jetzt 0 ist, also kein Ausgangsimpuls auf die Leitung 31 durchgeschaltet wird, wird der Abtastwähler 33 auf die Voreilseite 34 zurückgestellt. Es ergibt sich, daß nun für den nächsten Lesevorgang an Coderad 11 der Punkt 58 erhöhtes Potential führt und damit die Voreilbürsten 14 den nächsten Lesevorgang steuern. Nach der Ablesung der Codeelemente an dem Coderad 11 verbleibt der Abtastwähler in der Voreilstellung, und es wird anschließend das Coderad 12 ebenfalls über die Voreilbürsten 13 abgetastet.

Geht die Einstellung eines der Coderäder von der Ziffer 4 auf die Ziffer 5 über, so ergibt der nächstfolgende Lesevorgang für das Codeelement mit größtem Stellenwert ein Ausgangssignal, welches in Koinzidenz mit dem Taktimpuls Γ 4 die Umstellung des Abtastwählers auf die Nacheilseite bewirkt. Wie das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt, wird durch die Abtaststeuerung nach der Erfindung ein gegen mechanische Toleranzen praktisch unempfindliche Ablesung ermöglicht. Durch die Verwendung des Codiermittels als Steuermittel für die Abtastung wird die Betriebssicherheit auch bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten sichergestellt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Abtaststeueranordnung für den Abgriff eines Zifferncodes in mechanischen Zählwerken, insbesondere Umlaufzählwerken, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Codierung vorgesehene Kontaktraster als Steuerorgan für die vor- bzw. nacheilende Abtastung verwendet wird.

2. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Abtast-

generator zur periodischen Abtastung der einzelnen Codeelemente, einem Abtastwähler und einer Abtastmatrix zur Umschaltung von den voreilenden Lesebürsten auf die nacheilenden Lesebürsten so aufgebaut ist, daß der Abtastwähler unter der Steuerung durch nur ein Codeelement die Abtastmatrix von voreilender auf nacheilende Abtastung und umgekehrt umschaltet.

3. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastwähler durch die Abtastung des Codeelements mit größtem Stellenwert gesteuert wird.

4. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vor- bzw. nacheilende Abtastung eines Coderades durch die Abtastung des Codeelements größten Stellenwertes des Coderades mit nächstniedrigerem dezimalem Stellenwert gesteuert wird.

5. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Coderäder, nachander beginnend, mit dem Coderad kleinsten dezimalen Stellenwertes abgetastet werden und daß dabei dem Coderad kleinsten Stellenwertes nur eine Gruppe von weder vor- nach nacheilenden Lesebürsten zugeordnet ist.

6. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung eines Codes mit vier Codeelementen der Abtastgenerator mit der Abtastmatrix über vier Zuleitungen verbunden ist, auf welche zyklisch aufeinander folgende Taktimpulse aus dem Abtastgenerator übertragen werden.

7. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmatrix einerseits mit dem Abtastgenerator und andererseits mit dem Abtastwähler so verbunden ist, daß die Verbindungspunkte ihrer Zeilen- und Spaltendrähte einer »Und«-Bedingung genügen, so daß unter der zeitlichen Steuerung durch den Abtastgenerator die einzelnen Codeelemente über die Vor- bzw. Nacheilbürsten in Serie abgefragt werden.

8. Abtaststeueranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die für alle Codeelemente eines Coderades gemeinsamen Ausgangsleitungen mit der Lesematrix verbunden sind, die ihrerseits über einen Lesegenerator so gesteuert wird, daß die Coderäder nacheinander in der Reihenfolge zunehmender Stellenwerte abgetastet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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