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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Vorwahl und Zündkontrolle bei
dekadischen Zählschaltungen mit Relaisröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Schaltungsanordnung zur Vorwahl und Zündkontrolle bei dekadischen Zählschaltungen
mit Relaisröhren und Kreuzschienenverteiler, die sowohl für Vorwärtsals auch für
Rückwärtszählung geeignet sind.
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In der Industrie werden mannigfaltige Arbeitsgänge automatisch mit
Hilfe sogenannter Vorwählzähleinheiten gesteuert, bei denen nach Abzählen (vorwärts
oder rückwärts) einer vorgewählten Zahl, z. B. der Umdrehungszahl einer Welle, ein
Steuervorgang ausgelöst wird. Für den Zählvorgang werden dekadische Ringzähler mit
Relaisröhren verwendet, die zwei stabile Betriebszustände annehmen können: den gezündeten
und den ungezündeten.
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Zu Beginn der Zählung ist nur die vorgewählte Röhre (bei Vorwärtszählung
die Null-Röhre) gezündet, während alle anderen Röhren ungezündet sind. Dann haben
die Kathoden dieser Röhren eine Spannung von 0 Volt. Lediglich die vorgewählte Röhre
liegt auf einem Kathodenpotential von ungefähr 100 Volt. Die Zündelektroden aller
Zählröhren sind an die Kathoden der jeweils vorhergehenden Röhre über Vorwiderstände
(Ankoppelwiderstände) angeschlossen; dadurch liegt an allen Zündelektroden die Spannung
der Kathode der jeweils vorausgehenden Röhre, da im ungezündeten Zustand kein Zündstrom
fließt. über Kondensatoren sind die Zündelektroden aller Röhren an den Impulseingang
angeschlossen. Ein positiver Zählimpuls gelangt daher an alle Zündelektroden. Die
Amplitude dieses Zählimpulses wird nun so gewählt, daß nur bei derjenigen Röhre
die Zündspannung überschritten wird, deren Ankoppelkondensator schon durch die Vorröhre
aufgeladen ist, d. h. die der zur Zeit gezündeten Röhre folgende, während die Zündelektrode
und dazugehöriger Ankoppelkondensator aller weiteren Röhren an 0 Volt liegen. Sobald
diese Röhre gezündet hat, erhöht sich der Spannungsabfall am gemeinsamen Anodenwiderstand
um den Faktor 2, so daß die zur Erhaltung der Entladung der vorhergehenden Röhre
erforderliche Spannung unterschritten wird und diese Röhre erlischt. Der Kathodenkondensator
der neu gezündeten Röhre lädt sich über diese und den gemeinsamen Anodenwiderstand
auf und bereitet damit die Zündung der nächsten Röhre vor.
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Die Vorwahl im Zündelektrodenkreis erfolgt entweder in einer Ebene
eines Kreuzschienenverteilers oder durch eigene Vorwahlschalter. Bei den meisten
Steuervorgängen ist aber außerdem eine Zündkontrolle der Relaisröhren erforderlich,
da bei Nichtzünden einer Röhre die Zählung mit der zuletzt gezündeten Röhre fortgesetzt
wird, so daß das Zählergebnis verfälscht würde. Die Kontrolle über die Zündung wird
durch Messung des Kathodenpotentials durchgeführt. Bei ungezündeter Röhre stehen
0 Volt an der Kathode, bei gezündeter Röhre 100 Volt (bei der im allgemeinen verwendeten
Relaisröhre Z 70 U). Die Messung des Kathodenpotentials muß in einer eigenen Ebene
des Kreuzschienenverteilers erfolgen, so daß also bei einer Zählschaltung mit Vorwahl
und Zündkontrolle, bei der die Vorwahl in einer Ebene des Kreuzschienenverteilers
erfolgt, zwei Ebenen zur Verfügung stehen müssen. Eine Zündkontrolle im Zündelektrodenkreis
ließe sich bei den bekannten Schaltungen nicht durchführen, da die Kathode der gezündeten
Röhre und die Zündelektrode der folgenden Röhre auf gleichem Potential liegen, so
daß die Anzeige einer Spannung von 100 Volt bei gezündeter Röhre das Kathodenpotential,
bei nichtgezündeter Röhre jedoch das Zündelektrodenpotential der folgenden Röhre
bedeutet, also kein Kriterium für erfolgte Zündung ist. Bei Vorwahl durch Vorwahlschaiter
muß zusätzlich die Ebene für die Zündkontrolle bereitgestellt werden.
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Die Verwendung von zwei Kreuzschienenebenen oder einer Kreuzschienenebene
zusätzlich zum Vorwahlschalter hat aber den Nachteil, daß einmal erheblich mehr
Platz beansprucht wird und daß zum anderen die Anlagen, die meistens für Werkzeugmaschinensteuerungen
in Industriebetrieben verwendet werden, bedeutend störanfälliger sind.
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Diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, daß zur Zündkontrolle
dieselbe Ebene des Kreuzschienenverteilers benutzt wird wie zur Vorwahl, wobei nach
erfolgter Vorwahl die Ebene mittels eines Schalters mit der Zündkontrolle verbunden
wird.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele
für Rückwärtszählung näher erläutert und in der Zeichnung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt die neue Schaltungsanordnung mit Zündung zwischen Kathode
und Zündelektrode; F i g. 2 zeigt die neue Schaltungsanordnung mit Zündung zwischen
Anode und Kathode.
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Gleiche Bauelemente sind in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen; der besseren übersicht wegen sind nur die Relaisröhren 0, 1 und 8, 9 gezeichnet.
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Gemäß der Erfindung wird wie folgt verfahren: Durch Umlegen des Schalters
13 auf die Stellung »Vorwahl« bekommt die vorzuwählende Relaisröhre, die über den
Steckstift 15 mit dem Kreuzschienenverteiler 12 verbunden ist (in den F i g. 1 und
2 die Röhre 9), Spannung an der Zündelektrode 3. Diese Spannung muß so groß sein,
daß damit die Zündung eingeleitet wird (bei Z 70 U 150 Volt). Sobald die Zündung
an der vorgewählten Röhre eingeleitet ist, wird der Schalter 13 auf »Zündkontrolle«
umgeschaltet. Bleibt die vorgewählte Röhre gezündet, spricht die Zündkontrolle infolge
der jetzt höheren vorhandenen Spannung an der Zündelektrode 3 an, und die Zählung
kann eingeleitet werden.
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Wie in F i g. 1 dargestellt, haben die Relaisröhren 9 bis
0 den üblichen gemeinsamen Anodenwiderstand 2.
Auch der Zählkreis ist
in an sich bekannter Weise ausgeführt. Die Vorwahl erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel
über den Zündelektrodenkreis. Die positive Vorwahlspannung wird mittels Schalter
13 an den Kreuzschienenverteiler 12 gelegt. Dieser Schalter 13 kann ein Relais oder
ein elektronischer Schalter sein. Zu Beginn der Zählung ist damit die vorgewählte
Zahl gezündet. An allen anderen Zündelektroden 3 der Relaisröhren steht die Spannung
von -f-100 Volt. Durch die bei 4 an den Zählkreis gelangenden Zählimpulse
erfolgt die Zündung der betreffenden Relaisröhren in an sich bekannter Weise. An
der Kathode der gezündeten Röhre stehen dann 100 Volt; an der Zündelektrode 3 jedoch
durch den Spannungsteiler 5, 6, der an der Anodenspannung von -h300 Volt liegt und
für ein Teilverhältnis von 1: 2 dimensioniert ist, stehen theoretisch 165 Volt.
Diese Spannungsdifferenz zwischen Kathode und Zündelektrode bei gezündeter Röhre
läßt sich exakt messen. Die Anzeige von 165 Volt bedeutet also gezündete Röhre,
dabei nicht gezündeter Röhre am Spannungsteiler 100 Volt auftreten (Zündelektrode
und Kathode der vorhergehenden, gezündeten Röhre liegen auf gleichem Potential).
Auf diese Weise ist es möglich, sowohl Vorwahl als auch Zündkontrolle in derselben
Ebene 12 des Kreuzschienenverteilers durchzuführen.
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Im Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis des relativ hochohmig ausgeführten
Spannungsteilers 5, 6 mit 1 : 2 gewählt. Dieses Verhältnis hat sich für die üblicherweise
verwendeten Relaisröhren Z 70 U als vorteilhaft erwiesen. Es muß auf alle Fälle
so gewählt werden, daß die Spannungsdifferenz genügend groß ist, um ein meßbares,
einwandfreies Kriterium für die Zündung zu sein.
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Die Trenndiode 7 wird benötigt, um nur das positive Potential der
vorher gezündeten Röhre auf den Ankoppelkondensator 14 wirken zu lassen.
Beim Fehlen dieser Diode 7 würde der Kondensator 14 durch das positive Potential
der Zündelektrode 3 mit aufgeladen werden.
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In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
das besonders wenig störanfällig ist. Hier erfolgt die Zündung zwischen Anode und
Kathode der Relaisröhren. Die Vorwählspannung wird negativ (hier -200 Volt) in die
Kathode gegeben und dadurch die Röhre gezündet, auch wenn eine Relaisröhre bereits
gezündet ist. In diesem Falle ist die an der Zündelektrode 3 stehende Spannung ohne
Belang, da die Zündkontrolle im Kathodenkreis erfolgt. An den nichtgezündeten Kathoden
stehen 0 Volt, während die gemessene Spannung von 100 Volt an der Kathode gezündete
Röhre bedeutet. Diese Anordnung ist besonders niederohmig, so daß Störimpulse, wie
sie durch Umschaltschütze u. ä. hervorgerufen werden, die Betriebssicherheit nicht
mehr beeinträchtigen.
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Um die Relaisröhren zu schonen, ist es vorteilhaft, ein Differenzierglied
11 in den Vorwahlkreis zu schalten. Dadurch entstehen nur kurze Stromimpulse, und
es wird vermieden, daß der Strom durch die Röhre zu groß wird.