DE1276946B

DE1276946B - Electromechanical pulse counter

Info

Publication number: DE1276946B
Application number: DE1964F0044165
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alois Lennartz; Hans Pauli
Original assignee: ZACHARIAE OELSCH MEIER
Current assignee: ZACHARIAE OELSCH MEIER
Priority date: 1964-10-08
Filing date: 1964-10-08
Publication date: 1968-09-05

Description

Elektromechanischer Impulszähler Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Impulszähler, bei welchem Zählstufen Kontaktarme aufweisen, die über je eine Kontaktbank mit zehn feststehenden Kontakten schleifen und Stromkreise für dekadische elektrische Anzeige- oder Auslesemittel, z. B. Anzeigeröhren, schließen.Electromechanical pulse counter The invention relates to an electromechanical pulse counter, in which counting stages have contact arms that each grind over a contact bank with ten fixed contacts and circuits for decadic electrical display or readout means, e.g. B. Display tubes, close.

Es sind elektromechanische Impulszähler mit einem Rollenzählwerk bekannt. Diese können jedoch im allgemeinen nur bis zu einer Impulsfolge von maximal 25 Impulsen pro Sekunde benutzt werden. Diese Grenzfrequenz ist durch die stoßweise Betätigung der Ziffernrollen bedingt, die eine große Massenbeschleunigung zur Folge hat. Bei hohen Umdrehungszahlen der Einer-Rolle ergeben sich dabei Kräfte, die auch bei Verwendung der besten Materialien nur für eine begrenzte Zeit ein einwandfreies Arbeiten des Zählers zulassen.Electromechanical pulse counters with a roller counter are known. However, these can generally only be used up to a pulse train of a maximum of 25 pulses per second. This limit frequency is due to the intermittent actuation of the number rollers, which results in a large acceleration of the mass. At high speeds of rotation of the single roller, forces result which, even if the best materials are used, only allow the meter to work properly for a limited time.

Es sind elektronische Zähler mit Ziffernanzeigeröhren bekannt. Derartige Zähler lassen eine hohe Zählfrequenz zu. Sie sind jedoch recht kompliziert und störanfällig. Es wurden deshalb Zähler entwickelt, deren »Einer« elektronisch gezählt und dann in den »Zehnern« auf einen elektromechanischen Impulszähler für die höheren Dekaden weitergeleitet werden. Der Nachteil dieser Einrichtung ist ihr relativ hoher technischer Aufwand und die Unübersichtlichkeit ihrer kombinierten Anzeige. Letzteres führt vor allem dann zu Ablesefehlern, wenn auf die dekadische Decodierung verzichtet und die »Einer«-Stelle binär angezeigt wird.Electronic counters with digit indicator tubes are known. Such Counters allow a high counting frequency. However, they are quite complicated and prone to failure. That is why counters were developed whose »one« was counted electronically and then in the "tens" to an electromechanical pulse counter for the higher decades to get redirected. The disadvantage of this device is its relatively high technical level Effort and the confusion of their combined display. The latter leads especially to reading errors if decadal decoding is not used and the "ones" digit is displayed in binary.

Es ist ferner ein elektromechanischer Impulszähler bekannt, der einen Schrittschaltmotor aufweist, welcher über ein Zahnradgetriebe eine Skala oder Zählscheibe antreibt, welche vor einem Zeiger verdrehbar ist. Wenn man eine solche Zählscheibe mit einer Hunderter-Teilung versieht und die übersetzung so wählt, daß die Zählscheibe bei 100 Impulsen eine volle Umdrehung ausführt, dann kann man auf diese Weise die ersten beiden Dekaden anzeigen. Für die weiteren Dekaden erfolgt dann die Fortschaltung mit wesentlich geringeren Frequenzen, so daß hierfür ein übliches Rollenzählwerk mit gebräuchlichen Zehner-Übertragungsgetrieben benutzt werden kann. Diese Anordnung erfordert zwar einen relativ geringen technischen Aufwand und gestattet auch verhältnismäßig hohe Zählfrequenzen. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die verschiedenen Dekaden unterschiedlich angezeigt werden, einmal als Skala vor einem Zeiger und zum anderen an einem Rollenzählwerk, so daß sich leicht Ablesefehler ergeben können.An electromechanical pulse counter is also known which has a stepping motor which drives a scale or counting disk via a gear drive, which can be rotated in front of a pointer. If one provides such a counting disc with a hundred division and the gear ratio is chosen so that the counting disc executes a full revolution for 100 impulses, then one can display the first two decades in this way. For the following decades, the switching takes place at significantly lower frequencies, so that a conventional roller counter with conventional tens transmission gears can be used for this purpose. This arrangement requires relatively little technical effort and also allows relatively high counting frequencies. However, it has the disadvantage that the different decades are displayed differently, on the one hand as a scale in front of a pointer and on the other hand on a roller counter, so that reading errors can easily result.

Es ist weiter ein kontinuierlich angetriebenes Zählwerk bekannt, bei welchem Schaltarine mit sich je- weils wie 1: 10 verhaltenden Winkelgeschwindigkeiten angetrieben werden. Diese Schaltarme schleifen über Kontaktsegmenten. Dabei überstreicht der mit dem einen Pol einer Speisequelle verbundene Schaltann der Kontakteinrichtung der niedrigsten Wertstelle auf einer Kontaktplatte nacheinander zehn den Ziffernwerten entsprechende Einzelkontakte, welche mit dem Eingang einer Auswerteinrichtung '(0 bis 9) dieser Wertstelle verbunden sind. Andererseits werden die Einzelkontakte der Kontaktplatten der folgenden Wertstellen von einem voreilenden und nacheilenden Schaltann entsprechend dem Vorrücken des Zählwerkes überstrichen, wobei diese vor- und nacheilenden Schaltarme abhängig von der Stellung des Schaltarmes bzw. der Schaltarrne der Kontakteinrichtung der nächstniedrigen Wertstelle im Abstand von fünf Zählschritten abwechselnd mit dem einen Pol der Speisequelle in Verbindung gebracht wird.It is known further a continuously driven counter, wherein Schaltarine with them in each case as 1: 10 behaving angular velocities are driven. These switch arms slide over contact segments. The switch of the contact device of the lowest value point connected to one pole of a supply source passes over ten individual contacts corresponding to the numerical values one after the other on a contact plate, which are connected to the input of an evaluation device (0 to 9) of this value point. On the other hand, the individual contacts of the contact plates of the following value points are swept over by a leading and a lagging switch in accordance with the advance of the counter, with these leading and trailing switch arms alternating at intervals of five counting steps, depending on the position of the switch arm or the switch bar of the contact device of the next lower value point is associated with one pole of the source of supply.

Durch diese Anordnung soll gewährleistet sein, daß nicht vorübergehend zwei benachbarte Ziffern gleichzeitig ansprechen und zu einer zweideutigen Anzeige führen. Zu diesem Zweck wird der Stromkreis über Schleifringe geführt und schließlich doch von der niedrigsten Zähldekade umgeschaltet. Eine solche Anordnung mit Schleifringen ist relativ kompliziert, und zwar unabhängig davon, wie die elektrischen Anzeigemittel aufgebaut sind.This arrangement is intended to ensure that it is not temporary address two neighboring digits at the same time and result in an ambiguous display to lead. For this purpose, the circuit is led through slip rings and finally but switched from the lowest counting decade. Such an arrangement with slip rings is relatively complicated, regardless of how the electrical display means are constructed.

Es sind elektrische Anzeigeröhren bekannt, die eine Mehrzahl von Eingangskontakten haben, die mit je einer Kathode der Anzeigeröhre verbunden sind. Allen Kathoden liegt eine gemeinsame Anode gegenüber. Je nachdem welcher Kontakt geschlossen ist, wird eine Glimmentladung zwischen der damit verbundenen Kathode und der Anode erzeugt. Die Verwendung einer solchen Glimmlicht-Ziffern-Anzeigeröhre als Auswerteeinrichtung für ein Zählwerk der vorerwähnten Art würde die bei solchen Zählwerken auftretenden Probleme nicht lösen.Electrical display tubes are known which have a plurality of input contacts which are each connected to a cathode of the display tube. A common anode is located opposite all cathodes. Depending on which contact is closed, a glow discharge is generated between the connected cathode and the anode. The use of such a glow-light digit display tube as an evaluation device for a counter of the aforementioned type would not solve the problems occurring with such counters.

Es ist weiterhin bekannt, einen Zähler durch einen Schrittmotor anzutreiben. Der Antrieb eines rein mechanisch arbeitenden Zählwerkes mit üblichen ungleichförmigen Zehner-übertragungsgetrieben würde wegen der auftretenden Beschleunigungskräfte zu einer unzuträglichen Beanspruchung der mechanischen Teile in der Zehner-Stelle führen. Dabei ist zu beachten, daß der Schrittmotor schon eine ungleichfönnige Fortschaltbewegung hervorruft. Die Verwendung eines Schrittmotors mit einem Untersetzungsgetriebe auf die Zehner-Stelle würde bei einem normalen Rollenzählwerk auch zu keinem befriedigenden Ergebnis führen, da sich dann die Rolle in Zehntelschritten weiterdrehen würde, so daß keine eindeutige Anzeige erhalten wird.It is also known to drive a counter by a stepping motor. The drive of a purely mechanical counter with the usual non-uniform Tens transmission would be driven because of the acceleration forces that occur to an unacceptable stress on the mechanical parts in the tens to lead. It should be noted that the stepper motor already has an uneven progressive movement evokes. The use of a stepper motor with a reduction gear on the tens digit would not be a satisfactory one with a normal roller counter either Result, as the role would then continue to rotate in tenths of a step, so that no clear indication is obtained.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einfacher mechanischer bzw. schwachstromtechnischer Mittel einen Zähler zu schaffen, der besonders hohe Zählfrequenzen gestattet. Ausgehend von einem Zähler der eingangs definierten Art wird das dadurch erreicht, daß die Kontaktarme der Einer- und Zehner-Zählstufe von einem Schrittmotor über Zahnradgetriebe mit sich wie 10: 1 verhaltenden Geschwindigkeiten angetrieben werden.The invention is based on the object of using simple mechanical or low-current technical means to create a counter which allows particularly high counting frequencies. Starting from a counter of the type defined at the outset, this is achieved in that the contact arms of the units and tens counting stages are driven by a stepping motor via gear drives at speeds that are similar to 10: 1.

Die Aufgabe der Erfindung wird somit durch eine Kombination folgender Merkmale gelöst: a) Die Anzeige erfolgt nicht durch Ziffernrollen, sondern durch elektrische Anzeigemittel, die von Kontaktsegmenten gesteuert werden. Das hat den Vorteil, daß ohne Verwendung irgendwelcher komplizierter Getriebe eine praktisch schrittweise Fortschaltung beim Übergang von einem Segment zum nächsten erfolgt. Es wird also eine springende Anzeige ohne Verwendung eines Ungleichförmigkeitsgetriebes erzeugt, welches zusätzliche Beschleunigungskräfte zur Folge hätte, die sich bei hohen Zählfolgen besonders nachteilig auswirken.The object of the invention is thus achieved by a combination of the following Features solved: a) The display is not by means of number rollers, but by electrical display means controlled by contact segments. That has Advantage that a practical one without using any complicated gears step-by-step switching takes place when transitioning from one segment to the next. So it becomes a jumping display without the use of a non-uniformity gear generated, which would result in additional acceleration forces that would result in particularly detrimental to high counting sequences.

b) Das zweite Merkmal der Erfindung besteht darin, von solchen Zählstufen wenigstens die Einer- und die Zehner-Stufe parallel Zahnradgetriebe anzutreiben. Es handelt sich also um Zahnradgetriebe und nicht um irgendwelche Ungleichförmigkeitsgetriebe, die eine schrittweise Fortschaltung bewirken sollen. b) The second feature of the invention is to drive at least the units and tens stages of such counting stages in parallel gear drives. So it is a gear transmission and not any irregularity transmission, which should bring about a step-by-step progression.

c) Der Antrieb erfolgt über einen Schrittmotor. Dieser Schrittmotor bewirkt nicht nur eine schrittweise Fortschaltung des Schleifers in der Einer-Zählvorrichtung von einem Kontaktsegment zum nächsten, sondern auch eine schrittweise Fortschaltung in der Zehner-Stufe. Dabei kann erreicht werden, daß trotz der Untersetzung zwischen Schrittmotor und Zehner-Stufe der Schleifer der Zehner-Stufe in einem Schritt den geringen isolierenden Abstand zwischen benachbarten Kontaktsegmenten überspringt.c) It is driven by a stepper motor. This stepper motor not only causes a step-by-step increment of the grinder in the unit counting device from one contact segment to the next, but also a step-by-step increment in the ten level. It can be achieved that despite the reduction between Stepper motor and ten-step the grinder of the ten-step in one step skips small insulating distance between adjacent contact segments.

Man erhält also damit auch in der Zehner-Stufe eine sprunghaft fortschaltende eindeutige Anzeige.So one also gets a step that moves by leaps and bounds in the decimal step clear indication.

Durch die Kombination dieser Merkmale wird es möglich, bei einem mechanisch und schwachstromtechnisch aufgebauten, also nicht mit Transistoren oder Röhren arbeitenden Zähler außerordentlich hohe Zählfrequenzen zu erreichen.The combination of these features makes it possible for a mechanical and low-current technology, i.e. not working with transistors or tubes Counter to achieve extraordinarily high counting frequencies.

Die Anordnung kann so getroffen werden, daß von dem Zehner-Zählglied weitere als Kontaktarme und Kontaktsätze mit dekadischen, elektrischen Anzeigemitteln ausgebildete Zählstufen über gebräuchliche Zehner-übertragungsgetriebe angetrieben werden.The arrangement can be made that of the tens counter others as contact arms and contact sets with decadic, electrical display means trained counting stages driven by common tens transmission gears will.

Die höheren Zählstufen werden je mit einer geringeren Frequenz fortgeschaltet als die Einer- und die Zehner-Zählstufe. Nach der Erfindung kann ein Zähler aufgebaut werden, welcher ohne weiteres bis zu 2 500 Impulse pro Sekunde zu zählen gestattet, da erst die dritte Dekade am Eingang mit einem Zehnerübertragungsgetriebe angetrieben wird. Am Eingang dieser Dekade liegt dann aber eine Frequenz von maximal 25 Impulsen pro Sekunde. Diese Zählfrequenzen können mit Zehner-übertragungsgetrieben üblicher Bauart ohne weiteres verarbeitet werden.The higher counting levels are each incremented at a lower frequency than the units and tens counting levels. According to the invention, a counter can be constructed which easily allows up to 2,500 pulses per second to be counted, since only the third decade is driven at the input with a tens transmission gear. At the input of this decade, however, there is a frequency of a maximum of 25 pulses per second. These counting frequencies can easily be processed with conventional tens transmission gears.

Vorteilhafterweise ist der Impulszähler gekapselt in einem vorzugsweise mit Öl oder Inertgas gefüllten Gehäuse angeordnet.The pulse counter is advantageously arranged encapsulated in a housing that is preferably filled with oil or inert gas.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and described below.

F i g. 1 ist eine schematisch schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Zählers; F i g. 2 ist eine schaubildliche Darstellung eines als Kontaktarm ausgebildeten Zählgliedes.F i g. 1 is a schematic diagram of a meter according to the invention; F i g. 2 is a diagrammatic representation of a counting element designed as a contact arm.

Mit 10 ist ein Schrittschaltmotor bezeichnet, der von einem elektronischen Schalter 12 gesteuert wird. Der Motor 10 treibt über ein Getriebe 14, 16 eine Welle 18. Auf der Welle sitzen zwei Zahnräder 20 und 22, von denen das größere, 20, mit einem Zahnrad 24 der Einer-Stufe und das kleinere 22 mit einem Zahnrad 26 der Zehner-Stufe im Eingriff steht. 10 with a stepping motor is referred to, which is controlled by an electronic switch 12. The motor 10 drives a shaft 18 via a gear 14, 16. Two gears 20 and 22 are seated on the shaft, of which the larger, 20, has a gear 24 of the one-stage and the smaller 22 with a gear 26 of the tens. Stage is engaged.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist das Zahnrad 24 mit einer Hülse 28 verbunden, die mittels Kugellagern 30 auf einer Achse 32 (F i g. 1 und 2) gelagert ist. Auf der Hülse 28 sitzt ein Ring 34 mit einer radialen Lagergabel 36 und einer Nase 38. In der Lagergabel 36 ist ein Kontaktarm 40 schwenkbar gelagert, welcher an seinem Ende eine Gabel 42 bildet, in der eine Kontaktrolle 44 gelagert ist. Am anderen Ende des Kontaktarmes 40 greift eine Zugfeder 46 an, welche andererseits an die Nase 38 angehängt ist. Dadurch sucht die Feder die Kontaktrolle 44 nach außen zu bewegen und hält sie in Anlage mit einer Kontaktbank 48 mit zehn Kontakten. Die ganze Anordnung dreht sich mit dem Zahnrad 24. In entsprechender Weise ist die zweite Zählstufe mit dem Zahnrad 26 aufgebaut. Die Zahnräder 20, 22 und 24, 26 sind so gewählt, daß die beiden Zahnräder 24 und 26 mit Geschwindigkeiten im Verhältnis 10: 1 angetrieben werden.As shown in FIG. 2, the gear wheel 24 is connected to a sleeve 28 which is mounted on an axle 32 ( FIGS. 1 and 2) by means of ball bearings 30. A ring 34 with a radial bearing fork 36 and a nose 38 is seated on the sleeve 28. A contact arm 40 is pivotably mounted in the bearing fork 36 , which at its end forms a fork 42 in which a contact roller 44 is mounted. A tension spring 46, which on the other hand is attached to the nose 38 , engages at the other end of the contact arm 40. As a result, the spring seeks to move the contact roller 44 outwards and keeps it in contact with a contact bank 48 with ten contacts. The entire arrangement rotates with the gear 24. The second counting stage with the gear 26 is constructed in a corresponding manner. The gears 20, 22 and 24, 26 are selected so that the two gears 24 and 26 are driven at speeds in the ratio 10: 1 .

über die zehn Kontakte jeder Kontaktbank können bei jeder ZähIstafe zehn Stromkreise für dekadische, elektrische Anzeigemittel gschlossen werden. Diese bestehen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus dekadischen Anzeigeröhren 50. Diese sind gas-"efüllt Cr und weisen Kathoden 52 und eine gemeinsame Anode 54 auf. Wenn Spannung zwischen eine der athoden 52 und die Anode 54 gelegt wird, brennt dort eine Gasentladung. Die Röhren werden aus einer gemeinsamen Spannungsquelle 56 gespeist. Der Stromkreis wird geschlossen vom Minuspol der Spannungsquelle 56, Leitung 57, Lager 58, der Achse 32, Kontaktarm 40, einem der Kontakte der Kontaktbank 48, eine der Leitungen 60, eine der Kathoden 52, Entladungsstrecke, Anode 54 und Leitung 62 zum Pluspol der Spannungsquelle 56. Ten electrical circuits for decadic, electrical display means can be closed at each count via the ten contacts of each contact bank. In the present exemplary embodiment, these consist of decadic display tubes 50. These are gas-filled with Cr and have cathodes 52 and a common anode 54. When voltage is applied between one of the athodes 52 and the anode 54, a gas discharge burns there. The tubes are fed from a common voltage source 56. The circuit is closed by the negative pole of the voltage source 56, line 57, bearing 58, the axis 32, contact arm 40, one of the contacts of the contact bank 48, one of the lines 60, one of the cathodes 52, discharge path, Anode 54 and line 62 to the positive pole of voltage source 56.

Wegen der 10: 1-übersetzung zwischen den Zahnrädern 24 und 26 kann dafür gesorgt werden, daß die Anzeigeröhre 50 die Einer und die nächste Anzeigeröhre 50' die Zehner anzeigt, wenn jeder Impuls den Schrittschaltmotor 10 ein vorgegebenes Stück weiterbewegt und damit die Zahnräder 14 bis 26. Because of the 10: 1 ratio between the gears 24 and 26 , it can be ensured that the display tube 50 displays the units and the next display tube 50 ' the tens, when each pulse moves the stepping motor 10 a predetermined distance and thus the gears 14 to 14 26th

Für die weiteren Dekaden sind ebenfalls Kontaktarme 40", 40... und Kontaktbänke 48", 48... vorgesehen, über welche in entsprechender Weise Zählröhren 50"*, 50... gesteuert werden. Diese Kontaktarme werden aber nicht mehr unmittelbar vom Schrittschaltmotor 10 her angetrieben. Das ginge praktisch gar nicht. Hier werden vielmehr gebräuchliche Zehner-übertragungsgetriebe 64 vorgesehen. Jede Zählstufe schaltet nach einer vollen Umdrehung die nächstfolgende um einen Schritt weiter. Bei diesen Frequenzen ist das dann ohne weiteres möglich.For the following decades, contact arms 40 ″, 40 ... and contact banks 48 ″, 48 ... are also provided, via which counter tubes 50 ″, 50 ... are controlled in a corresponding manner Stepping motor 10. That would not work at all. Instead, conventional tens transmission gears 64 are provided. Each counting stage advances the next one after a full revolution.

Die Anzeige erfolgt nichtsdestoweniger für alle Stellen in der gleichen Weise mittels je einer Anzeigeröhre 50 ... Nonetheless, the display takes place in the same way for all positions by means of an indicator tube 50 ...

Statt einer Anzeigeröhre können natürlich auch andere geeignete Auslesemittel vorgesehen werden.Instead of a display tube, other suitable readout means can of course also be used are provided.

Claims

Claims: 1. Electromechanical pulse counter, in which counter stages have contact arms that each grind over a contact bank with ten fixed contacts and circuits for decadic electrical display or display means, eg. B. display tubes, close, d a d urch g e - indicates that the contact arms of the units and tens counting stage of a stepper motor (10) via gear transmission (14, 16, 20, 22, 24) with it as 10: 1 restrained speeds are driven.

2. Pulse counter according to claim 1, characterized in that of the tens counter member more than contact arms (40 ", 40 ...) and contact sets (48", 48 ...) with decadic, electrical display means (50 ", 50 . ..) trained counter stages can be driven via conventional tens transmission gears 3. Pulse counter according to claim 1 or 2, characterized in that it is encapsulated in a housing preferably filled with oil or inert gas.

Considered publications: German Auslegeschriften Nos. 1 140 759, 1 144 514; French Patent No. 1297 576; Electronic Rundschau magazine, No. 4, 1959, p.137.