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Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Impulsreihen mit einer vorbestimmten
Anzahl von Impulsen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung
elektrischer Impulsreihen mit einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen, insbesondere
für Überwachungsanlagen.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist bevorzugt für die Verwendung
als Zeichengeber in Überwachungsanlagen geeignet, die beispielsweise für die Überwachung
von Gebäuden oder Plätzen verwendet werden und bei Feuerausbruch, bei einem Einbruch
oder bei Arbeitsunterbrechungen und Fehlern in dem in den Gebäuden vorgesehenen
Maschinenpark eine Meldung zu einer zentralen Überwachungsstelle abgeben. An den
überwachten Stellen sind Anzeigevorrichtungen, wie beispielsweise Kontaktthermometer,
Kontaktmanometer, Grenzschalter, Thermostate, Fotozelleneinrichtungen oder andere
elektrische Schalteinrichtungen vorgesehen, die betätigt werden und den Zeichengeber
wirksam machen, sobald irgendein Umstand eintritt, über den eine Meldung zur zentralen
Überwachungsstelle gesandt werden soll. Häufig sollen die Meldungen über selbsttätige
Fernsprechvermittlungsanlagen zur Empfangsstelle übertragen werden. Der Zeichensender
und die Empfangsstelle sind in diesem Fall beide über normale Teilnehmerleitungen
an ein Selbstwähl-Fernsprechamt angeschlossen. Wenn der Zeichensender angelassen
wird, muß er zuerst Wählzeichen aussenden, die die Schaltglieder des Fernsprechamts
betätigen, so daß eine Verbindung zwischen Sender und Empfangsstelle hergestellt
wird, während er nach erfolgtem Aufbau der Verbindung Zeichen zur Übermittlung einer
Meldung aussendet. Die letzterwähnten Zeichen können beispielsweise die Identität
des Senders und/oder die Art des Fehlers oder andere die Zeichengabe hervorrufende
Bedingungen angeben. Die Wählzeichen bestehen aus einer Anzahl von Impulsreihen,
wobei jede Impulsreihe eine Ziffer in der der Empfangsstelle zugeordneten Rufnummer
kennzeichnet. Die die Meldung kennzeichnenden Zeichen bestehen dagegen vorzugsweise
aus Reihen von tonfrequenten Impulsen.
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Es sind Einrichtungen mit einer Impulserzeugervorrichtung bekannt,
bei denen zyklisch arbeitende Schalter in Reihe mit einer Spannungsquelle in einen
Stromkreis geschaltet sind, so daß bei betätigten Schaltern der Stromkreis abwechselnd
geschlossen und unterbrochen wird, wodurch während jedes Arbeitszyklus im Kreis
eine Impulsreihe erzeugt wird. Ein für diesen Zweck verwendbarer bekannter Schalter
enthält eine umlaufende Nockenscheibe, die einen in den Stromkreis eingeschalteten
Kontakt betätigt. Es ist auch bekannt, für diesen Zweck Schalter zu verwenden, die
Kontaktsegmente und mit diesem zusammenwirkende Schleifkontakte enthalten. Mehrere
solcher Schalter, die Impulsreihen mit unterschiedlicher Anzahl von Impulsen erzeugen,
können wahlweise in den Stromkreis eingeschaltet werden, wodurch die Möglichkeit
besteht, die gewünschte Impulszahl einer Impulsreihe im voraus einzustellen. Eine
solche Einrichtung ist aber aufwendig und hat einen großen Platzbedarf. Es ist zwar
möglich, die Einrichtung dadurch zu vereinfachen, daß gewisse Teile mehreren Schaltern
gemeinsam zugeordnet werden, so kann mehreren Schaltern eine gemeinsame umlaufende
Scheibe zugeordnet werden, die mit in geeigneter Weise angeordneten Kontaktsegmenten
versehen ist, mit denen feste Schleifkontakte derart zusammenwirken, daß während
jedes Umlaufs der Scheibe eine Impulsreihe im Stromkreis erzeugt wird, deren Anzahl
von den jeweilig im Kreis eingeschalteten Schleifkontakten abhängig ist. Auch diese
vereinfachte Einrichtung erfordert aber eine große Anzahl von Schleifkontakten,
was nachteilig ist, da die Schleifkontakte viel Raum erfordern und mit großer Genauigkeit
ausgeführt und angeordnet werden müssen, damit die Einrichtung einwandfrei arbeitet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung
elektrischer Impulsreihen zu schaffen, die bei einfachem Aufbau sicher arbeitet,
wobei die Anzahl der Impulse beliebig wählbar ist.
Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß eine aus einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten und in gleicher
Richtung gepolten Gleichrichtern bestehende Gleichrichterkette vorgesehen ist, die
mit einer Mehrzahl von Abgriffen versehen ist, daß ein erster zyklisch arbeitender
Schalter vorgesehen ist, der die Abgriffe nacheinander an eine Verbindung zu einem
Pol einer Gleichspannungsquelle anschließt, daß die Einrichtung ferner eine Mehrzahl
von Leitern umfaßt, denen je ein Schaltglied zugeordnet ist, mit dem der betreffende
Leiter wahlweise an einen beliebigen Abgriff der Gleichrichterkette anschließbar
ist, daß ein zweiter zyklisch arbeitender Schalter vorgesehen ist, der die genannten
Leiter nacheinander an eine Verbindung zum anderen Pol der Gleichspannungsquelle
anschließt, daß Antriebsvorrichtungen für die Schalter sowie an sich bekannte Vorrichtungen
zum Inbetriebsetzen und Stillsetzen dieser Antriebsvorrichtungen vorgesehen sind
und daß die Umlaufgeschwindigkeit des zweiten Schalters im Verhältnis zu der des
ersten Schalters derart gewählt ist, daß der erste Schalter einen Arbeitszyklus
vollführt, während der zweite Schalter einen der genannten Leiter an der Verbindung
zum anderen Pol der Gleichspannungsquelle angeschlossen hält.
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Vorzugsweise sind die genannten Leiter parallel zueinander in einer
ersten Ebene angeordnet, wobei die die Abgriffe der Gleichrichterkette bildenden
Leiter parallel zueinander in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen Ebene derart
angeordnet sind, daß die Leiter in der zweiten Ebene die Leiter in der ersten Ebene
kreuzen, und wobei die Schaltglieder aus von Hand zu betätigenden Gleitkontakten
bestehen, die entlang je einem Leiter in der ersten Ebene verschiebbar sind und
Kontaktflächen zur Kontaktgabe mit den Leitern in der zweiten Ebene aufweisen.
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Bei einer Einrichtung, in der jeder der zyklisch arbeitenden Schalter
eine Anzahl im Kreisbogen angeordneter Kontaktsegmente und einen mit den Kontaktsegmenten
zusammenwirkenden Kontaktarm umfaßt, können die Kontaktsegmente und die davon ausgehenden
Leiter als dünne, in der Technik der gedruckten Schaltungen ausgeführte Beläge auf
einer Scheibe aus isolierendem Material ausgeführt sein, wobei die Kontaktsegmente
des ersten Schalters auf der einen Seite der Scheibe und die Kontaktsegmente des
zweiten Schalters auf der anderen Seite der Scheibe und konzentrisch mit den Kontaktsegmenten
des ersten Schalters angeordnet sind.
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Bei Betätigung des Schalters wird bei jedem An-Schaltvorgang ein Stromkreis
von einem Pol der Gleichspannungsquelle über den Schalter und einen der Abgriffe
und einen oder mehrere oder keinen der Gleichrichter zum anderen Pol der Gleichspannungsquelle
geschlossen. Diejenigen Gleichrichter, die an der einen Seite des an den anderen
Pol der Gleichspannungsquelle unmittelbar angeschlossenen Abgriffs gelegen sind,
bieten dem Strom im Kreis ihren niedrigen Durchlaßwiderstand, während diejenigen
Gleichrichter, die an der anderen Seite des genannten Abgriffs gelegen sind, dem
Strom ihren sehr hohen Sperrwiderstand entgegensetzen. Wenn der Schalter während
eines Arbeitszyklus den einen Pol der Gleichspannungsquelle an den mit dem an- i
deren Pol der Gleichspannungsquelle unmittelbar verbundenen Abgriff und an die Abgriffe,
die an der einen Seite dieses Abgriffs gelegen sind, anschließt, fließt also ein
Strom durch den Kreis, während kein oder nur ein sehr geringer Strom durch den Kreis
fließt, wenn der Schalter die übrigen Abgriffe anschaltet. Während eines Arbeitszyklus
des Schalters werden somit Stromstöße oder Impulse im Kreis erzeugt, deren Anzahl
von dem jeweilig unmittelbar an den anderen Pol angeschlossenen Abgriff abhängig
ist.
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Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung
erläutert. Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Ausführungsform ist zur
Verwendung in einem Zeichensender bestimmt, der nach Auslösung eine Empfangsstelle
über eine Fernsprechvermittlung automatisch ruft und nach erfolgtem Verbindungsaufbau
an die Empfangsstelle Meldezeichen übermittelt.
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In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Gleichspannungsquelle. Der negative
Pol der Gleichspannungsquelle ist über den Leiter 8 an einen zyklisch arbeitenden
Schalter 2 angeschlossen. Der Schalter 2 enthält einen umlaufenden
Arm 3, der an seinem freien Ende eine Bürste 4 trägt, und eine Anzahl auf
einer festen Unterlage angeordneter Kontaktsegmente 20
bis 29, die in einem
Kreisbogen angeordnet sind, dessen Mittelpunkt mit der Drehachse des Arms 3 zusammenfällt.
Ein zusätzliches Kontaktsegment 5 erstreckt sich konzentrisch mit und in
einem radialen Abstand von den Segmenten 20 bis 29. An das Kontaktsegment
5 ist der Leiter 8 angeschlossen. Wenn der Kontaktarm 3 rotiert, setzt
die Bürste 4 die Segmente 20 bis 29 der Reihe nach mit dem Segment 5 in Verbindung.
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Die Kontaktsegmente 20 bis 29 sind über je einen Leiter 30 bis 39
an verschiedene Abgriffe einer Gleichrichterkette angeschlossen, die aus den in
Reihe geschalteten und in gleicher Richtung gepolten Gleichrichtern 41 bis 49 besteht.
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Die Leiter 30 bis 39 sind mindestens zum Teil parallel zueinander
gezogen und in derselben Ebene gelegen. In einer zweiten mit der ersterwähnten Ebene
parallelen Ebene sind Leiter 90 bis 99 und 100 bis 104 angeordnet, die ebenfalls
parallel zueinander, aber in einem (vorzugsweise rechten) Winkel zu den Leitern
30 bis 39 gezogen sind. Die Leiter 90 bis 99 und 100 bis 104 sind
an je ein Kontaktsegment 50
bis 59 bzw. 60 bis 64 in einem zweiten zyklisch
arbeitenden Schalter 12 angeschlossen. Der Schalter 12 hat einen drehbaren Arm 13
mit einer Bürste 14, die bei der Drehung des Arms 13 die Segmente
50 bis 59 mit dem Segment 15 und die Segmente 60 bis 64 mit dem Segment 16
der Reihe nach verbindet. Das Segment 15 ist an den positiven Pol der Gleichspannungsquelle
1 über einen ein Relais 7 enthaltenden Kreis angeschlossen. Das Segment
16 ist an den positiven Pol der Spannungsquelle 1 über einen zweiten Kreis
angeschlossen, der den Eingang eines Oszillators 10 enthält.
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Für jeden der Leiter 90 bis 99 und 100 bis 104 ist ein von Hand betätigbares
Schaltglied vorgesehen, mit dem der Leiter an einen beliebigen der Abgriffe 30 bis
39 der Gleichrichterkette 41 bis 49 angeschlossen werden kann. Diese Schaltglieder
sind in der Zeichnung nur schematisch mittels Kreisen 70 bis 79 und 80 bis
84 angedeutet. Die Schaltglieder können in irgendeiner bekannten Weise ausgeführt
sein. Sie können z. B. aus Stöpseln bestehen, die in den Kreuzungsstellen zwischen
den Leitern 90 bis 104 und den Leitern 30 bis 39 eingeführt werden
können, so
daß der Stöpsel eine leitende Verbindung zwischen den
zwei sich kreuzenden Leitern bewirkt. Die Schaltglieder können aber auch in der
Form von Gleitkontakten ausgeführt sein, die entlang je einem der Leiter 90 bis
104 verschiebbar sind und Kontaktflächen zur Kontaktgabe mit den Leitern 30 bis
39 aufweisen.
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Die Umlaufgeschwindigkeit des Arms 13 im Schalter 12 ist im Verhältnis
zur Umlaufgeschwindigkeit des Arms 3 im Schalter 2 so gewählt, daß der Arm 3 einen
Umlauf vollführt, während die Bürste 14 des Arms 13 eines der Segmente 50 bis 64
überstreicht.
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Angenommen, daß die Schaltglieder 70 bis 84 in den in der Zeichnung
gezeigten Lagen eingestellt sind, arbeitet die Einrichtung in folgender Weise.
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Wenn die Einrichtung angelassen wird, überstreicht die Bürste
14 des Schalters 12 zuerst das Segment 50,
und gleichzeitig
überstreicht die Bürste 4 des Schalters 2 alle Segmente 20 bis 29. Während dieses
Arbeitszyklus werden aber keine Impulse erzeugt, denn der an das Segment 50 angeschlossene
Leiter 90 hat keine Verbindung mit einem der Leiter 30 bis 39, da das zum Leiter
90 gehörende Schaltglied 70 in solcher Lage (durch die gestrichelte Linie 19 markiert)
eingestellt ist, da es mit keinem der Leiter 30 bis 39 in Kontakt ist. Wenn die
Bürste 14 danach das Segment 51 überstreicht, werden auch keine Impulse erzeugt,
denn der vom Segment 51 ausgehende Leiter 91 steht ebenfalls mit keinem der Leiter
30 bis 39 in Verbindung, da das entsprechende Schaltglied 71 sich in unwirksamer
Lage befindet.
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Die Bürste 14 läuft dann auf das Segment 52. Der vom Segment 52 ausgehende
Leiter 92 ist mittels des Schaltgliedes 72 an den Leiter 30 angeschlossen, der mit
dem Segment 20 des Schalters 2 verbunden ist. Wenn die Bürste
4 des Schalters 2 das Segment 20
überstreicht, schließt sich daher
der folgende Kreis: Der positive Pol der Spannungsquelle 1 -- Leiter 18 -Relaiswicklung
7 - Segment 15 - Bürste 14 - Segment 52 - Leiter 92 - Schaltglied 72 -- Leiter 30
- Segment 20 - Bürste 4 - Segment 5 - Leiter 8 - der negative Pol der Spannungsquelle
1. In diesem Kreis fließt Strom, solange die Bürste 4 mit dem Segment
20 in Kontakt ist.
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Wenn die Bürste 4 danach mit dem Segment 21 in Kontakt kommt, schließt
sich wieder ein Kreis, der vom positiven Pol der Spannungsquelle bis zum Leiter
30 in gleicher Weise wie der vorher beschriebene Stromkreis verläuft, aber dann
über Gleichrichter 41 -- Leiter 31 -- Segment 21- Bürste 4 fortsetzt und von dort
sich über denselben Weg wie der vorher beschriebene Kreis schließt. In den nunmehr
geschlossenen Kreis ist der Gleichrichter 41 enthalten, und dieser ist im Verhältnis
zur Gleichspannungsquelle so gepolt, daß kein Strom durch den Kreis fließen kann.
Wenn die Bürste 4 dann die übrigen Segmente 22 bis 29 überstreicht, während die
Bürste 14 mit dem Segment 52 noch in Kontakt ist, werden auch keine Impulse erzeugt,
da dabei nur eine nach und nach wachsende Anzahl von Gleichrichtern mit sperrender
Wirkung in den Impulskreis eingeschaltet werden. Während der Arbeitszyklus, wenn
die Bürste 14 mit dem Segment 52 in Kontakt ist, wird also nur ein Impuls erzeugt.
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Die Bürste 14 läuft nun weiter an das Segment 53. Der vom Segment
53 ausgehende Leiter 93 ist mittels des Schaltgliedes 73 an den Leiter 38 angeschlossen,
der mit dem Segment 28 des Schalters 2 verbunden ist. Wenn die Bürste 4 mit dem
Segment 20 in Berührung kommt, schließt sich der folgende Kreis: Der positive Pol
der Spannungsquelle 1 - Teile 18, 7, 15 und 14 - Segment 53 - Leiter 93 - Schaltglied
73 - Leiter 38 -- Gleichrichter 48, 47 ... 41 -- Leiter 30 - Segment 20 -
Teile 4, 5, 8 - der negative Pol der Spannungsquelle. Die in diesem Kreis enthaltenen
Gleichrichter 48, 47...41 sind im Verhältnis zur Spannungsquelle so gepolt, daß
Strom durch den Kreis fließen kann. Es wird somit ein Impuls erzeugt, wenn die Bürste
4 das Segment 20 überstreicht. Es werden ebenfalls Impulse erzeugt, wenn die Bürste
4 die Segmente 21 bis 28 überstreicht. Wenn die Bürste dann das Segment 29 überstreicht,
wird aber kein Impuls erzeugt, denn in dem dabei gebildeten Kreis ist der Gleichrichter
49 mit sperrender Wirkung enthalten. Während der Zyklus, wenn die Bürste
14 mit dem Segment 53 in Berührung ist, werden also insgesamt neun Impulse
erzeugt.
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Wenn die Bürste 14 die folgenden Segmente 54 bis 59 überstreicht,
werden in analoger Weise Impulsreihen erzeugt. Die Anzahl der Impulse jeder Reihe
beträgt beispielsweise zehn, zwei, fünf, vier, acht und vier.
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Die Impulsreihen, die erzeugt werden, wenn die Bürste 14 die Segmente
50 bis 59 überstreicht, betätigen das Relais 7. Dieses hat einen Unterbrechungskontakt
6, der in einer an eine automatische Vermittlungsstelle angeschlossene Fernsprechleitung
9 eingeschaltet ist. Die erwähnten Impulsreihen werden also als Wählzeichen benutzt,
die die Wähler der Vermittlungsstelle steuern, um die Verbindung zu einer gewünschten
Empfangsstelle herzustellen. Die Anzahl der Impulse in jeder Reihe entspricht in
bekannter Weise einer Ziffer in einer der Empfangsstelle zugeordneten Rufnummer.
Wenn ein Impuls der Ziffer 0, zwei Impulse der Ziffer 1, drei Impulse der Ziffer
2 usw. entsprechen, so wird mit den in der Zeichnung dargestellten Lagen der Schaltglieder
70
bis 79 die aus acht Ziffern bestehende Nummer 08914373 gewählt. Da die
gezeigte Ausführungsform insgesamt zehn Schaltglieder 70 bis 79 für die Rufnummereinstellung
hat, kann diese Ausführungsform zum Wählen einer Nummer mit bis zehn Ziffern verwendet
werden.
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Wenn die Bürste 14 bei der weiteren Drehung des Armes 13 die Kontaktsegmente
60 bis 64 überstreicht, werden weitere Impulsreihen erzeugt, wobei die Anzahl der
Impulse jeder Reihe von der Lage der entsprechenden Schaltglieder 80 bis
89 abhängig ist. Wenn diese Schaltglieder die in der Zeichnung gezeigten Lagen einnehmen,
wird die Anzahl der Impulse dieser Impulsreihen beispielsweise eins, zwei, drei,
vier und fünf. Diese Impulsreihen werden zur Steuerung eines Tonfrequenzoszillators
10 benutzt. Der Ausgang 11 des Oszillators 10 ist in nicht gezeigter
Weise an die Fernsprechleitung 9 geschaltet, so daß die vom Oszillator ausgesandten,
mit den Impulsen modulierten Tonfrequenzzeichen an die Empfangsstelle übermittelt
werden. Diese Zeichen werden für Meldungen benutzt.
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Die Anlage kann mit Einrichtungen versehen sein, die die Schalter
2 und 14 automatisch stillsetzen, wenn sämtliche Wählzeichen ausgesendet worden
sind, d. h. nachdem die Bürste 14 das Segment 59 überstrichen hat, und die Schalter
wieder anlassen, wenn ein Quittungszeichen von der Empfangsstelle einkommt. Hierdurch
wird gewährleistet, daß die
Verbindung zur Empfangsstelle wirklich
hergestellt worden ist, ehe die Meldungszeichen gesendet werden. Solche Einrichtungen
liegen aber außerhalb des Rahmens der Erfindung und werden daher hier nicht näher
beschrieben.
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Die Gleichrichter 41 bis 49 sind vorzugsweise Trockengleichrichter,
z. B. Germaniumdioden. Ein Gleichrichter hat auch in der Durchlaßrichtung einen
gewissen Widerstand. Da bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die Anzahl der bei
der Erzeugung eines Impulses mitwirkenden Gleichrichter für verschiedene Impulse
einer Reihe unterschiedlich ist, werden daher die Impulse einer Reihe unterschiedliche
Amplituden aufweisen. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird
der erste Impuls der Reihe die kleinste Amplitude und der letzte Impuls die größte
Amplitude haben. Die Auswertungseinrichtungen (Relais 7 und Oszillator
10) sollten daher eine derartige Empfindlichkeit besitzen, daß sie auf Impulse
unterschiedlicher Amplituden in gleicher Weise ansprechen. Um die Unterschiede der
Amplituden verschiedener Impulse herabzusetzen, können die Gleichrichter 41 bis
49 oder wenigstens einige derselben aus mehreren parallelgeschalteten Gleichrichterelementen
bestehen, wodurch der Widerstand herabgesetzt wird.
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Bei einer praktischen Ausführungsform der in der Zeichnung schematisch
dargestellten Einrichtung sind die Kontaktsegmente der Schalter 2 und 12 sowie der
größte Teil der in der Einrichtung enthaltenen Leiter als dünne, in der Technik
der gedruckten Schaltungen ausgeführte Beläge auf einer Scheibe aus isolierendem
Material ausgeführt. Die umlaufenden Arme 3 und 13 werden über geeignete Getriebe
von einem gemeinsamen Motor getrieben. Die Wellen der Arme 3 und 13 sind konzentrisch,
d. h., die eine Welle ist hohl und umschließt die andere Welle. Die Kontaktsegmente
des einen Schalters sind auf der einen Seite der Scheibe und die Kontaktsegmente
des zweiten Schalters auf der anderen Seite der Scheibe gedruckt.