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Analog-Digital-Umsetzer mit Codescheibe Die Erfindung betrifft eine
Codescheibenanordnung für einen Analog-Digital-Umsetzer mit Binärcodeausgang, bestehend
aus einer mit einem Meßgerät eindeutig verbundenen und sich proportional mit der
Meßgröße drehenden Drehfläche, die längs achsengleichen Ringen mit abwechselnd leitenden
und nicht leitenden Zonen versehen ist, die durch elektrisch leitende Kontaktvorrichtungen
abgetastet werden.
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Bei einer bekannten Codescheibenanordnung dieser Gattung sind ständig
auf der Codescheibe aufliegende Bürsten vorgesehen. Die bei der Bewegung der Scheibe
auftretende Reibung zwischen Scheibe und Bürsten verhindert die Verwendung einer
solchen Scheibe derari, daß sie von einem empfindlichen Gerät, z. B. einer Waage,
angetrieben wird.
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Es sind auch bereits andere Arten von Codescheiben vorgeschlagen worden,
die durch Fotozellen abgetastet werden, in welchem Fall die Scheiben aus durchsichtigem
Werkstoff bestehen und undurchsichtige Zonen aufweisen. Auch sind Codescheiben mit
magnetischen Bahnen bekannt, die durch Ferrit-Mikroelemente abgetastet werden. Diese
letzteren Ausführungen von Codescheiben können, nachdem die auftretende Reibung
vernachlässigbar klein ist, unmittelbar *an empfindlichen Meßgeräten angebracht
werden, erfordern jedoch für die Ablesung mehr oder weniger komplizierte elektronische
Einrichtungen.
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Es ist auch eine Vorrichtung für Rechen- Schreib-und ähnliche Maschinen
bekannt, bei der die elektrische Verbindung bei Schleifkontakten erst nach Beendigung
der Relativbewegung zwischen Schleifer und Kontaktbahn durchgeführt wird, wobei
zum Zusammendrücken von Schleifer und Kontaktbahn steuerbare Elektromagneten verwendet
werden. Die Schleifer sind bei der bekannten Vorrichtung als Federlamellen ausgebildet.
Solche Federlamellen biegen sich je nach dem Kontaktdruck mehr oder weniger
durch, wenn sie mit den Kontaktbahnen in Berührung kommen. Damit ist nicht mehr
die Gewähr gegeben, daß sie an einer engbegrenzten Stelle mit dem Gegenstück in
Berührung kommen. Bei feiner Unterteilung einer Codescheibe würden dadurch Fehlablesungen
entstehen.
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Die Kontaktgabe erfolgt bei der bekannten Vorrichtung mittels eines
Elektromagneten, dessen Tauchanker eine Schaltplatte verschiebt, die sich den Federlamellen
nähert. Die Relativverschiebung zwischen Kontaktplatte und Federlamellen erfolgt
also nicht individuell für jede Kontaktstelle, so daß bei Unterschieden im Abstand
zwischen den Kontaktstellen unterschiedliche Kontaktdrücke entstehen, was wiederum
zu Fehlablesungen führen kann. Durch die Erfindung soll eine Codescheibenanord-.nung
der eingangs genannten Gattung so ausgebildet werden, daß auch bei fein unterteilter
Codescheibe eine sichere Ablesung möglich ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung
dadurch gelöst, daß die Kontaktvorrichtungen aus axial verschiebbaren Kontaktstiften
bestehen, welche erst nach dem Stillstand der Codescheibe gegen dieselbe bewegbar
sind, um mit den genannten Zonen in Berührung zu kommen.
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Axial verschiebbare Kontaktstifte lassen sich an einer genau definierten
Stelle lagern, so daß nicht die bei Federlamellen vorhandenen Schwierigkeiten bestehen.
Kontaktstifte können mit einer Spitze versehen werden, so daß gie eine nur kleine
Berührungs-#stelle mit der Codescheibe haben. Durch die Möglichkeit einer genauen
Lagerung und die kleine Berührungsstelle können auch fein unterteilte Codescheiben
fehlerfrei abgetastet werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist jeder Kontaktstift zwischen
den Polschuhen eines Elektromagneten verschiebbar und wird durch eine stromführende
Feder in seiner Ruhestellung gehalten, wobei der Kontaktstift isoliert vom Magnetkreis
gelagert ist und aus einem magnetischen Teil, der durch den Magnetfluß des Elektromagneten
beeinflußbar ist, sowie aus einem unmagnetischen, jedoch elektrisch leitenden Teil,
der mit der Codescheibe in Berührung kommen kann, besteht.
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Bei einer anderen Ausführungsform hingegen besteht jeder Kontaktstift
aus leitendem Werkstoff und ist in einem Isolierstoffkörper entgegen der Wirkung
einer Druckfeder axial verschiebbar gelagert, wobei auf das Ende des Kontaktstiftes
eine sthwenkbar gelagerte, elektrisch leitende Federlamelle einwirkt, die den Anker
eines Elektromagneten bildet und bei Erregung
desselben angezogen
wird, um den Kontaktstift entgegen der Federwirkung gegen die Codescheibe zu verschieben.
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Dadurch, daß jeder Kontaktstift durch Magnetkraft in seine Kontaktstellung
gebracht wird, erhält man für alle Stifte gleichen Kontaktdruck auch dann, wenn
die Vorschubwege, z. B. infolge von Unebenheiten der Codescheibe, verschieden groß
sind. Hierdurch wird die Funktionssicherheit noch erhöht, da Fehler, die von ungleichem
Kontaktdruck herrühren können, vermieden werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt die Codescheibe samt den Kontakten im Schnitt,
F i g. 2 und 3 sind Schnitte durch zwei verschiedene Ausführungsformen
der beweglichen Kontakte. V
Die als Isolierstoffscheibe 1 ausgebildete
Codescheibe ist auf einer Achse 3 aufgekeilt, die mittels Kugellagern 4 im
Gehäuse 5 frei drehbar gelagert ist. Das Gehäuse besteht aus zwei Hälften
5 und 5",
welche die Scheibe umgeben und schützen.
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Die Achse 3 wird mittels einer Kardan- oder magnetischen Kupplung
6 an die Zeigerachse des nicht dargestellten Meßgerätes angeschlossen, dessen
Zeigerausschläge aufgeschrieben werden sollen. Da die einzige Reibung bei der Drehung
der Scheibe 1
die Kugellagerreibung ist, kann die Vorrichtung an verschiedene
empfindliche Meß- und Anzeigegeräte angeschlossen werden, wie beispielsweise an
Waagen, ohne daß die Empfindlichkeit des Gerätes beeinträchtigt wird.
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Zur Registrierung des Ziffernwertes, der am Gerät angezeigt wird,
sind an der Gehäusehälfte 5" der Vorrichtung eine entsprechende Anzahl in
axialer Richtung beweglicher Kontakte (oder Bürsten) 7 angebracht, die mit
Hilfe einer der in den F i g. 2 und 3
dargestellten Vorrichtungen elektromagnetisch
derart betätigt werden, daß sie während der Abnaihmezeit, in der die Scheibe
1 stillsteht, mit der Scheibe in Berührung kommen und das Schließen bestimmter
Stromkreise hervorrufen, die der Entkodifizierungseinrichtung angehören und die
geeignet sind, mittels elektrischer Impulse die Tasten einer Schreib- oder einer
elektrischen Rechenmaschine (nicht dargestellt) zu betätigen.
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Die axial verschiebbaren Kontakte 7 zur Abtastung der stillstehenden
Scheibe 1 sind in den F i g; 2 und 3
in zwei verschiedenen Ausführungsformen
1 bzw. II dargestellt.
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Bei der Ausführungsform 1 (F i g. 2) sind die Kontakte
7 in Isolierhülsen 8 geführt, die im Magnetkreis 9 liegen.
Zugfedern 10, die auch zur Stromführung dienen, wenn die Kontakte
7 an der Scheibe 1
anliegen (siehe gestrichelt dargestellte Lage in
F i g. 2), halten die Kontakte normalerweise in ihrer Ruhelage.
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Wird die Spule 9' des Elektromagneten erregt, dann werden die
Kontakte 7 entgegen der Wirkung der Fedem 10 in den Magneten hineingezogen
und mit ihrer Spitze an die Scheibe 1 zur Anlage gebracht. Zur Ermöglichung
dieser Bewegung ist zwischen dem verstärkten Teil 7' des Kontaktes
7 und der Schulter Y' des Magnetkreises 9 ein gewisses Spiel vorhanden.
Jeder Kontakt 7 besteht aus zwei Teilen, und zwar aus einem oberen Teil aus
magnetischem Werkstoff, der mit der Verstärkung 7' endet, und einem unteren
Teil 7" aus unmagnetischem, aber elektrisch leitendem Werkstoff. Auf diese
Weise kann die Spitze des Teiles 7" des Kontaktes durch den Magnetfluß gegen
die Scheibe 1 gedrückt werden.
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Bei der Ausführung 11 (F i g. 3) ist der Magnetkreis
9 getrennt vom Kontakt 7 angeordnet, der aus 'einem Stück aus elektrisch
leitendem Werkstoff hergestellt und in einem Isolierstoffblock 11 verschiebbar
clelagert ist. Eine Feder 10 hält den Kontakt 7 in seiner Ruhelage.
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Die erregte Magnetspule 9' zieht den Eisenanker 12 gegen den
Magnetkern 9. Der Anker 12 ist mittels einer Isolierung 13 an einer
um den Zapfen 14' drehbaren Federlamelle. 14 angebracht, die mit ihrem Ende auf
den Kontakt 7 einwirkt ' um ihn entgegen der Wirkung der Druckfeder
10 gegen die Scheibe 1
zu drücken. Die Federlamelle 14 hat auch die
Aufgabe, den elektrischen Stromkreis zu schließen.