DE1265207B

DE1265207B - Electromechanical decoder

Info

Publication number: DE1265207B
Application number: DE1964P0035520
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eberhard Conrad; Oskar Klemisch; Johann Weiss
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1964-11-18
Filing date: 1964-11-18
Publication date: 1968-04-04

Description

Elektromechanischer Decodierer Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Decodierer für Impulse, deren Anwesenheit und Lage innerhalb der Perioden einer Impulsfolge Ziffernwerte repräsentieren, bei dem mechanische Schieber, die durch impulsartig erregte Magneten bewegt werden, die stufenartige Einstellung eines Anzeigeorgans steuern.Electromechanical Decoder The invention relates to a electromechanical decoder for pulses, their presence and location within of the periods of a pulse train represent numerical values in which mechanical Slides that are moved by impulsively excited magnets, the step-like Control the setting of a display device.

Bekannte Lösungen des gleichen Problems arbeiten mit Hub- oder Zugmagneten. Verschiedentlich werden auch Klappankermagnete verwendet. Elektromotoren sind dafür auch verwendet worden. Alle diese Lösungen benötigen zum Betätigen der Schaltelemente eine relativ große Leistung, die nur von speziellen Leistungstransistoren oder steuerbaren Leistungsdioden aufgebracht werden kann. Die Magneten haben verhältnismäßig große Ankermassen, deren Beschleunigung viel Energie verbraucht. Besonders kraß wird dieses Verhältnis, wenn die im Decodiergetriebe bewegten Massen sehr klein sind. Viele dieser Lösungen benötigen außerdem ein gesondertes Abfühlsystem für das Meßergebnis und betätigen dieses System mit einer Hilfskraft. Dafür benötigte Maschinenelemente müssen mit einem Vorlauf betrieben werden, um die Meßstrecke kraftfrei zu halten und notwendige Lagerspiele usw. auf einfache Weise auszuschalten.Known solutions to the same problem work with lifting or pulling magnets. Hinged armature magnets are also used in various ways. Electric motors are for it also been used. All of these solutions need to operate the switching elements a relatively large power that can only be achieved by special power transistors or controllable Power diodes can be applied. The magnets are relatively large Anchor masses whose acceleration consumes a lot of energy. This is particularly blatant Ratio when the masses moved in the decoding gear are very small. Many these solutions also require a separate sensing system for the measurement result and operate this system with an assistant. Machine elements required for this must be operated with a forward run in order to keep the measuring section free of force and to switch off necessary bearing play etc. in a simple manner.

Es ist ferner eine Codeiibersetzungsvorrichtung bekannt, bei der mittels lageveränderbarer Kugeln Tastenkombinationen eingestellt werden können. Hierbei kann jede Taste nur auf eine unterschiedliche Stufe eingestellt werden, so daß diese Vorrichtung für eine Auswahl einer Ziffer aus einer Dekade ungeeignet ist. Es ist ferner ein elektromechanischer Wertwandler bekannt, bei dem durch Magneten betätigte Schieber eine bestimmte Wegstrecke blockieren bzw. freigeben, woraus die Stellung eines Schaltstücks abgeleitet wird. Die Schieber wirken hierbei nicht auf das Antriebsmittel ein, so daß die einzelnen Zahlen immer erst nach Ablauf eines Antriebsvorganges eingestellt werden können.There is also a code translation device is known in which means Movable balls keyboard shortcuts can be set. Here each key can only be set to a different level, so this Device for a selection of a digit from a decade is unsuitable. It is also known an electromechanical value converter in which actuated by magnets Block or release slide a certain distance, from which the position of a contact piece is derived. The slide does not act on the drive means a, so that the individual numbers always only after the end of a drive process can be adjusted.

Die Nachteile dieser Systeme beseitigt die Erfindung mit einfachen Mitteln, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Antriebsmittels des Anzeigeorgans durch die Schieber treppenartig veränderbar ist und den innerhalb der Treppe einzeln einstellbaren Stufen ein Ziffernwert zugeordnet ist.The invention eliminates the disadvantages of these systems with simple Means, and it is characterized in that the length of the drive means of the Display organ can be changed like a staircase by the slide and within the staircase is assigned a numeric value to individually adjustable steps.

Der neue Decodierer besitzt eine sehr große Variationsbreite, ohne Zusatzelemente zu benötigen.The new decoder has a very large range of variation, without Need additional elements.

Es wird nur ein verhältnismäßig einfaches Additionsgetriebe, dem eine übersetzung zur Anpassung des Ausganges an die Anzeigevorrichtung leicht nachgeschaltet werden kann, benutzt. Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele dar. Es zeigt F i g. 1 einen Decodierer mit kraftschlüssigem Zugbandgetriebe, F i g. 2 einen Decodierer mit kraftschlüssigem Zahnstangengetriebe, F i g. 3 einen Decodierer mit formschlüssigem Zugbandgetriebe.It is just a relatively simple addition gear, the one Translation for adapting the output to the display device is connected slightly downstream can be used. The drawing shows exemplary embodiments. It shows F i g. 1 a decoder with a non-positive tension belt drive, FIG. 2 a decoder with frictional rack and pinion gear, F i g. 3 a decoder with interlocking Drawstring gear.

Zwecks besserer Übersicht werden zunächst der allen Ausführungen gemeinsame Aufbau und die elektrische Ansteuerung erläutert. Auf die Besonderheiten der einzelnen Ausführungen wird dann bei der Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele eingegangen.For the sake of a better overview, all versions are first common Structure and electrical control explained. On the specifics of each Explanations are then given in the explanation of the individual exemplary embodiments.

In einer Platine 1 aus nichtmagnetischem Material sind Aussparungen angebracht, in denen z. B. vier Schieber 2 aus nichtmagnetischem Material so gelagert sind, daß jedem Schieber eine Längsverschieblichkeit x zugeordnet ist; deren Größe sich nach den Wertigkeiten richtet, welche der elektrischen Position des zugeordneten elektromagnetischen Systems entsprechen. Die Schieber 2 werden einmal in der Platine 1, zum anderen in aufgenieteten Führungen 3 gelagert. Auf diesen Schiebern sind die übertragungselemente angeordnet, deren Funktion und Aufbau unter den einzelnen Ausführungsbeispielen (F i g.1, 2, 3) erläutert ist.There are recesses in a circuit board 1 made of non-magnetic material attached, in which z. B. four slide 2 made of non-magnetic material so stored are that each slide is assigned a longitudinal displaceability x; their size depends on the valences which the electrical position of the assigned electromagnetic system. The slide 2 are once in the board 1, on the other hand stored in riveted guides 3. On these sliders are the transmission elements arranged, their function and structure under the individual Embodiments (F i g.1, 2, 3) is explained.

Allen Ausführungen gemeinsam ist die Bauweise der elektrischen Ansteuerung. In den Schiebern 2 befindet sich eine Aussparung, in die ein lateral polarisierter Permanentmagnet 4 eingelegt wird. Dieser Permanentmagnet 4 wird durch je zwei Polschuhe 5 gehalten, welche auf dem Schieber mittels nichtmagnetischer Niete 6 befestigt sind. Auf der Platine sind pro Schieber 2 zwei weitere Polschuhe 7 mit nichtmagnetischen Schrauben 8 justierbar befestigt. Sie bilden mit der Spule 9 und ihrem Eisenkern 10 ein elektromagnetisches System, welches an seiner Stoßkante mit den Polschuhen 5 des Permanentmagneten 4 den Arbeitsluftspalt bildet. Der Fluß des Permanentmagneten 4 ist im Ruhezustand über die Polschuhe 5,7 und den Spulenkern 10 geschlossen; die Spule ist ohne Strom. Wird jetzt die Spule 9 so von einem Strom durchflossen, daß das entstehende magnetische Feld am Arbeitsluftspalt die gleiche Polarität wie das Feld des Permanentmagneten 4 aufweist, so sinkt die Haltekraft des Magnetsystems unter die Abreißkraft, welche auf den Schieber aus dem Einstellwerk über das Getriebe wirkt, und der Schieber 2 kann seinen vorgegebenen Schaltweg x zum Anschlag 11 zurücklegen. Da sich dabei der Arbeitsluftspalt des Magnetsystems erheblich vergrößert, ist nach einer sehr kleinen Wegstrecke bereits keine Rückwirkung des Permanentmagneten 4 auf das ganze System mehr vorhanden. Es ist also möglich, die Spule 9 mit sehr kurzen Impulsen anzusteuern.The construction of the electrical control is common to all versions. In the slides 2 there is a recess into which a laterally polarized permanent magnet 4 is inserted. This permanent magnet 4 is held by two pole shoes 5 each, which are fastened to the slide by means of non-magnetic rivets 6. Two further pole shoes 7 are fastened to the board in an adjustable manner for each slide 2 with non-magnetic screws 8. Together with the coil 9 and its iron core 10, they form an electromagnetic system which forms the working air gap at its abutting edge with the pole pieces 5 of the permanent magnet 4. The flux of the permanent magnet 4 is closed in the rest state via the pole shoes 5, 7 and the coil core 10 ; the coil is without power. If a current flows through the coil 9 in such a way that the resulting magnetic field at the working air gap has the same polarity as the field of the permanent magnet 4, the holding force of the magnet system drops below the tear-off force that acts on the slide from the setting mechanism via the gearbox , and the slide 2 can cover its predetermined switching path x to the stop 11. Since the working air gap of the magnet system increases considerably in the process, there is no longer any reaction of the permanent magnet 4 on the entire system after a very short distance. It is therefore possible to control the coil 9 with very short pulses.

Auf der Platine 1 sind Bohrungen 27 angebracht, die zur Befestigung der Platinen in dem Gerät dienen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g.1 ist auf dem Schieber 2 mittels eines zu beiden Seiten des Schiebers herausragenden Lagerbolzens 12 eine Rolle 13 drehbar gelagert. Über diese Rolle 13 läuft ein Zugband 14, welches an einem Ende auf einer Justierrolle 15 mittels eines Stiftes 16 befestigt ist. Die Justierrolle 15 ist drehbar und wird mittels der Schraube 17 arretiert; sie ermöglicht die Einstellung der exakten Nullage des Ausganges. Das andere Ende des Zugbandes ist auf der Antriebswelle 18 der nachgeschalteten Übersetzung ebenfalls durch einen Stift 19 befestigt. Diese Übersetzung kann, wie im Beispiel gezeichnet, einfach aus einem Rad 20 mit einem Absatz 18 bestehen oder auch aus einem Zahngetriebe.On the board 1 holes 27 are made, which are used to attach the boards in the device. In the embodiment according to FIG. 1, a roller 13 is rotatably mounted on the slide 2 by means of a bearing pin 12 protruding on both sides of the slide. A tension band 14, which is fastened at one end to an adjusting roller 15 by means of a pin 16, runs over this roller 13. The adjusting roller 15 is rotatable and is locked by means of the screw 17; it enables the setting of the exact zero position of the output. The other end of the tension band is also attached to the drive shaft 18 of the downstream translation by a pin 19. This translation can, as shown in the example, simply consist of a wheel 20 with a shoulder 18 or a toothed gear.

Das Rad 20 ist mittels eines Lagerbolzens 21 auf der Platine 1 gelagert und wird durch eine Feder 22 so gegen das Additionsgetriebe verspannt, daß das Zugband 14 unter Vorspannung steht. Diese Vorspannung verdoppelt sich am Schieber 2 und wirkt als Abreißkraft auf das Permanentmagnetsystem ein. Am Ende des Schaltweges x schlägt der Schieber gegen ein Kunststoffteil 11 und kommt zur Ruhe. Die Schalt- bzw. Schubwege der einzelnen Schieber sind hier zu x, zweimal 2 x und 4 x gewählt worden, wodurch in Kombination alle Ziffern 0 bis 9 repräsentiert werden können. Die wirksame Bandlänge hat sich dabei um 2 x, 4 x oder 8 x verkürzt. Diese Verkürzung wird von der Feder 22 sofort ausgeglichen, d. h., das freigegebene Bandteil wird von der Feder 22 um die Antriebsachse 18 der Anzeigevorrichtung aufgewickelt. Dabei wird das Rad 20 verdreht und nimmt eine neue Position ein, die der elektrischen Wertigkeit der angesprochenen Magnetsysteme im Dezimalsystem entspricht. Die Rückstellung des ganzen Getriebes in die Ruhelage besorgt ein Rückstellschieber 23, der auf der Rückseite der Platine 1 angebracht ist. Er ist auf den Bolzen 21 und 25 gelagert und wird von einer Schwinge (nicht dargestellt) bewegt. An dem Schieber 23 sind schräge Aussparungen angebracht. Die Rückstellrollen 26 sind auf den Lagerbolzen 12 gelagert, welche auf die Rückseite der Schieber 2 hinausragen. Wird ein Schieber 2 geschaltet, so fällt die Rückstellrolle in die ihr zugeordnete Aussparung auf dem Rückstellschieber 23 ein, und dieser führt bei Betätigung das Schiebersystem wieder in die Nullage zurück. Die Rückstellbewegung setzt sich vom Decoder auf das Einstellwerk fort und stellt auch dieses in die Nullage zurück.The wheel 20 is mounted on the plate 1 by means of a bearing pin 21 and is tensioned against the addition gear by a spring 22 in such a way that the tension band 14 is pretensioned. This bias doubles on the slide 2 and acts as a tear-off force on the permanent magnet system. At the end of the switching path x the slide strikes a plastic part 11 and comes to rest. The switching or pushing paths of the individual slides have been chosen to be x, twice 2 x and 4 x, which means that all digits 0 to 9 can be represented in combination. The effective tape length has been shortened by 2 x, 4 x or 8 x. This shortening is immediately compensated for by the spring 22, that is, the released part of the tape is wound by the spring 22 around the drive shaft 18 of the display device. The wheel 20 is rotated and assumes a new position that corresponds to the electrical valence of the addressed magnet systems in the decimal system. A reset slide 23, which is attached to the rear of the circuit board 1, resets the entire transmission to the rest position. It is mounted on bolts 21 and 25 and is moved by a rocker (not shown). Inclined recesses are attached to the slide 23. The return rollers 26 are mounted on the bearing bolts 12, which protrude onto the rear of the slide 2. If a slide 2 is switched, the reset roller falls into the recess assigned to it on the reset slide 23, and when actuated this returns the slide system to the zero position. The reset movement continues from the decoder to the setting mechanism and also resets it to the zero position.

Nach F i g. 2 sind auf dem Schieber 2 mittels Lagerbolzen 28 abwechselnd ein oder zwei Zahnräder drehbar 29 befestigt, dergestalt, daß die mit ihnen kämmenden Zahnstangen 30 beim Schalten der Schieber 2 sich um den doppelten Betrag der Schieberwege verschieben können. Die Zahnstangen 30 werden auf der Platine 1 durch die Führungen 3 gelagert. Die Stifte 31 geben eine Führung für eine Zahnstange 32, die durch eine Schraube 33 auf der Platine 1 befestigt wird und mittels eines Schlitzes 34 die Nullpunktkorrektur des Getriebes ermöglicht. Die äußerste der Zahnstangen 30 trägt eine Verlängerung 35. Mittels dieser Verlängerung 35 wird das geschaltete Getriebe von einer Schwinge (nicht dargestellt) wieder in die Nullage gebracht. Das nachgeschaltete Übersetzungsgetriebe 36 unterscheidet sich von dem Getriebe 20 in F i g.1 dadurch, daß es auf seinem Bund 37 eine Verzahnung trägt. Außerdem ist es mit einer Achse 38 auf einer Platte 39 gelagert, die durch zwei Schrauben 40 an der Platine 1 justierbar befestigt wird. Eine Spiralfeder 22 bringt die notwendige Vorspannung auf. Wird ein Schieber 2 geschaltet, so rollt das Zahnrad 29 auf der der Zahnstange 32 zugewandten Seite in seiner zugehörigen unbeweglichen Zahnstange ab, bis der Schieber seinen Schaltweg am Anschlag 11 beendet. Die Bewegungsverhältnisse am Zahnrad ergeben bereits eine Verdoppelung des Schaltweges an der dem Ausgang zugewandten beweglichen Zahnstange. Diese Bewegung setzt sich über Zahnstangen und Zahnräder zur nachgeschalteten Übersetzung fort und stellt am Rad 36 eine der elektrischen Wertigkeit des angesteuerten Schiebers entsprechende Dezimalposition ein. Die Wahl der Schubwege zu x, 2 x, 3 x, 4 x gestattet hier eine Repräsentation der Ziffern 0 bis 10.According to FIG. 2, alternately one or two gears 29 are rotatably mounted on the slide 2 by means of bearing bolts 28, in such a way that the racks 30 meshing with them can move by twice the amount of the slide travel when the slide 2 is switched. The racks 30 are supported on the board 1 by the guides 3 . The pins 31 provide a guide for a rack 32 which is fastened to the board 1 by a screw 33 and enables the zero point correction of the gear unit by means of a slot 34. The outermost of the racks 30 carries an extension 35. By means of this extension 35, the switched gear is brought back into the zero position by a rocker (not shown). The downstream transmission gear 36 differs from the gear 20 in FIG. 1 in that it has teeth on its collar 37. In addition, it is mounted with an axis 38 on a plate 39, which is fastened to the circuit board 1 in an adjustable manner by two screws 40. A spiral spring 22 applies the necessary preload. If a slide 2 is switched, the gear 29 rolls on the side facing the rack 32 in its associated immovable rack until the slide ends its switching path at the stop 11. The movement conditions on the gear already result in a doubling of the switching path on the movable rack facing the output. This movement continues via racks and gears to the downstream translation and sets a decimal position on the wheel 36 that corresponds to the electrical valence of the activated slide. The choice of the push paths to x, 2 x, 3 x, 4 x allows a representation of the digits 0 to 10.

Das in F i g. 3 dargestellte Getriebe unterscheidet sich von dem Getriebe in F i g.1 grundsätzlich nur durch einen Formschluß des Bandes 14 mit den Rollen 13 der Schieber 2 im Additionsgetriebe.The in Fig. 3 shown transmission differs from the transmission in F i g.1 basically only by a form fit of the belt 14 with the rollers 13 the slide 2 in the addition gear.

Die Schieber 2 tragen auf der Vorderseite einen bzw. zwei Lagerbolzen 41, auf denen zwei Rollen 42 drehbar gelagert sind. Auf der Rückseite sind die Rückstellrollen 26 mit den Lagerbolzen 43 angebracht. Der Rückstellschieber 23 ist auf den Bolzen 21 und 25 gelagert. Seine Funktion ist unter F i g.1 erläutert. Über die Rollen 42 laufen zwei Zugbänder 44 und 45, welche den Schieber 2 formschlüssig umfassen und in gleicher Weise wie in F i g. 1 mit den Stiften 19 auf der Antriebsachse 18 sowie mit den Stiften 16,16' auf den Justierrollen 15 befestigt sind. Auch hier wird von dem Ausgang mittels der Feder 22 eine Kraft auf das Getriebe gegeben, die - da sie nur auf ein Zugband wirkt - die Schieber bewegt. Mit den beiden Justierrollen 15,15' kann die Nullage des Ausganges und der Formschluß eingestellt werden. Die Rollen 15, 15' werden durch die Schrauben 17,17' festgesetzt.The slide 2 carry one or two bearing bolts on the front 41, on which two rollers 42 are rotatably mounted. The reset rollers are on the back 26 attached with the bearing pin 43. The reset slide 23 is on the bolt 21 and 25 stored. Its function is explained in FIG. 1. About the roles 42 two tension straps 44 and 45 run, which enclose the slide 2 in a form-fitting manner and in the same way as in FIG. 1 with the pins 19 on the drive shaft 18 as well as with the pins 16,16 'on the adjusting rollers 15 are attached. Here too a force is applied to the transmission from the output by means of the spring 22, which - since it only acts on a drawstring - moves the slider. With the two adjusting rollers 15.15 ', the zero position of the output and the form fit can be set. the Rollers 15, 15 'are fixed by the screws 17, 17'.

Claims

Claims: 1. Electromechanical decoder for pulses whose Presence and position within the periods of a pulse train represent numerical values, at the mechanical slide, which is moved by impulsively excited magnets, control the step-like setting of a display element, characterized in that that the length of the drive means of the display member through the slide like a staircase can be changed and the individual steps that can be set within the staircase have a numerical value assigned.

2. Electromechanical decoder according to claim 1, characterized in that that the drive means is a non-positive one guided by rollers on the slides The tension band is and the display element under the tension band counteracting spring action stands.

3. Electromechanical decoder according to claim 1, characterized in that that the drive means is a rack and pinion gear driven by gears on the slides is, whose racks are arranged in parallel between the slides.

4. Electromechanical Decoder according to Claim 1, characterized in that the drive means are positive-locking Drawstring gear is in which the rollers on the slides are correspondingly of two Drawstrings are entwined.

5. Electromechanical decoder according to claim 1 or one of the following, characterized in that the same from the magnetic excitation Strength derived push paths of the individual slides selected to be of different lengths are.

6. Electromechanical decoder according to claim 1 or one of the following, characterized in that an excitable electromagnet with its poles one facing permanent magnets arranged on the slides. Considered Publications: German Auslegeschriften Nos. 1171648, 1174543.