DE1960036C3 - Optischer Zeichenmelder - Google Patents

Description

des Motors. Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich jedoch auch unter Verwendung mehrerer Signalijucllcn zur kodierten Dircklanzcigc und Rückmeldung der jeweiligen Stellung des Zeichenmcldeis aus-5 hauen, was in besonders vorteilhafter Weise dadurch möglich ist, daß das drehverbundene Glied eine Kodescheibe mit als Polschuhe dienenden Vorspriingcn ist und daß jeder Signalquellc eine magnctfeklabhiingige Impedanz zugeordnet ist, wobei je nach Steinend ein bestimmtes Zeichen zur Anzeige zu bringen,
ist es dabei von Vorteil, daß die Modulationsvorrichtung den Stromkreis zur Speisung des Elektromagneten in Abhängigkeit von der Stellung des Zeichenträgers in einer ausschließlich für Wechselstrom durchlässigen Weise mit der Speiseleitung des Motors; verbindet, so daß ein über den Stromkreis zur Speisung
des Elektromagneten zum Betätigen der Einrichtung
von der Signalquclle zugeführtes Wechselstromsignal
durch die Modulationsvorrichtung in seiner Ampli- io lung der Kodescheibe eine durch einen Kode bctude beeinflußt der Speiseleitung des Motors zufuhr- stimmte Auswahl von mehreren magnclfeldabhängibar ist. pen Impedanzen vom Magnetfeld eines Dauermagne-

In Weiterbildung der Erfindung kann die Signal- ten durchflössen und die von den verschiedenen Siquelle mindestens ein einen Schwingkreis enthalten- gnalquellen stammenden Signale nach Maßgabe der der Generator sein, bei dem die Frequenz oder die 15 Stellung der Kodescheibe und des verwendeten Ko-Amplitude des von ihm abgegebenen Signals durch des durch die zugehörigen magnctfeldabhängigcn Imdie Modulationsvorrichtung beeinflußbar ist, wobei pcdanzen in ihrer Amplitude oder Frequenz bccinder Generator mit Vorteil über einen Zwciwcggleich- flußbar sind.

richter aus der Speiseleitung betrieben werden kann. Weitcrc Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der

Bei den bereits eingangs genannten Zcichenmel- 20 Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Bedern, bei denen der Motor ein mittels abwechselnd schteibung einiger Ausfülmingsbcispiele an Hand gepoller Impulse angetriebener Schrittmotor ist, der der Figuren der Zeichnung. Die durch positive und negative Impulse jeweils in unter- F i g. 1 und 2 zeigen zum Teil schematischc Dar-

schiedliche stabile Stellungen verbracht werden kann Stellungen einer ersten Variante eines Zeichenmcl- und der den Zeichenträger über eine Obersetzung an- 15 ders mit einer von einem Schrittmotor über eine treibt, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgese- Übersetzung angetriebenen Trommel, an deren Umhen sein, daß das drehverbundene Glied mit dem fang Zeichen anzeigende Blättchen angebracht sind. Motor verbunden ist und in Abhängigkeit von der Dieser Zcichcnmelder enthält Mittel, mit denen die Stellung des Motors verschiedene Stellungen ein- Stellung der Motorachse überwacht werden kann, nimmt, so daß die Frequenz oder die Amplitude des 30 Die F i g. 1 zeigt dabei eine Seitenansicht dieses McI-Rückmeldesignals verschiedene Werte annimmt, die ders, wobei dessen Deckplatte entfernt ist, und dio den verschiedenen stabilen Stellungen des Schrittmo- - - - ■ tors entsprechen. Die Modulationsvorrichtung kann
dabei eine magnetfeldabhängige Impedanz enthalten,
welche die Frequenz oder die Amplitude des Rück- 35
meldesignals beeinflußt, wobei das drehverbundene
Glied eine segmentförmige Scheibe ist, die bei ihrer
Verdrehung das auf die. Impedanz wirkende Magnetfeld beeinflußt. Das drehverbundene Glied kann stau
dessen auch einen Dauermagneten enthalten, welcher 40
auf eine feststehende magnelfeldabhängige Impedanz

Fig. 2 zeigt eine Ansicht von oben. In beiden Figuren sind dabei einzelne Teile weggeschnitten, um die Sicht auf wesentliche Einrichtungen freizugeben; die

F i g. 3, 4 und 5 zeigen von weiteren Varianten von Zeichenmeldern mit Mitteln zur überwachung der Stellung der Motorachse schematische Darstellungen derjenigen Teile, die für die genannte Überwachung wesentlich sind; die

F i g. h zeigt die schematische Darstellung der für das Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eines Zeichenmelders mit einer Synchronisiercinrich tung und Mitteln zur Rückmeldung der Stellung der Motorachse; die

Fig. 7 zeigt wie die Fig. 3, 4 und 5 eine weiten· in Zeichenmeldern gemäß den F i g. 1, 3 oder 6 an wendbare Variante für die Überwachung der Stellιιη>· der Motorachse; die

F i g. 8 und ^l> zeigen von einem weiteren, nicht nä

einwirkt.

Als magnetfeldabhängige Impedanz kann mit Vorteil ein Schutzrohrkontakt oder ein magnelfeldabhängiger Widerstand verwendet werden. 45

Die durch das drehverbundene Glied beeinflußte
magnetfeldabhängige Impedanz kann in Reihe mit
einem Kondensator oder einer Spule des Schwingkreises des Generators angeordnet sein, um dessen , Schwingungsfrequenz oder die Amplitude der 50 her dargestellten Ausführungsbeispiel, in welchem Schwingungen zu beeinflussen. die Rückmeldung der Stellungen der Trommel

Der Schwingkreis kann auch einen Drehkondensator mit stationären Platten enthalten, wobei das drehverbundene Glied als drehbare Platte oder Platten des Drehkondensators ausgebildet ist, so daß die Ka- 55 pazitäi des Drehkondensators von der Stellung dos Zeichenträgers abhängig ist.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Modulationsvorrichtung eines erfindungsgemäßen Zci- ^ _____

chenmelders besteht darin, daß der Schwingkreis eine 60 diese Blättchen auf der inneren Seite des Zeichen auf einem Kern mit Euftspalt gewickelte Spule ent- meiders nach oben, schlagen an der RückhaltckanU

11 an und fallen, wie durch die gesirichelte Linie an gedeutet, nach unten, worauf das Spiel von neuen beginnt. Das unter der Rückhaltekanle befindlich! 65 Blättchen und das zuvorderst nach unten hängend) /eigen zusammen ein Zeichen an. Die Trommel win von einem Schrittmotor angetrieben, welcher oiw Spule 1, zwei Joche 2 und einen Anker 3 mit einen

32 verschiedene Wechselstromsignale möglich ist einen Schnitt und die Ansicht einer Kodiereinrich tung.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zeichenme! der enthält eine Trommel 9, die an ihrem Umfanj. eine gerade Anzahl von um je eine Achse drehbai gelagerten Blättchen 10 aufweist. Bei der Drehum der Trommel in der Richtung des Pfeiles steiger

häli und daß das drehverbundene Glied eine Fahne ist. die sich in der ersten Stellung außerhalb des Luftspaltcs und in der zweiten Stellung innerhalb des I.uftspaltcs befindet.

Bei den vorstehend beschriebenen Zeichenmeldern erfolgt die überwachung der Stellung des Zcichenirägcrs indirekt aus der Überwachung der Bewegung

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darin enthaltenen Dauermagneten 4 umfaßt. Aul der gnals ändert. Im extremen, für die Praxis jedoch

Welle des Ankers sitzt ein Zahnrad 5, in welches ein wichtigsten Fall werden die Verhältnisse derart gc-

Zahnradö eingreift, das seinerseits mit einem weite- wählt, daß bei eingetauchter Fahne der Generator

ren Zahnrad 7 gekuppelt ist. Dieses Zahnrad 7 nicht mehr schwingen kann.

kämmt mit einem Zahnrad 8, das seinerseits fest auf 5 Jeder Zustand des Generators entspricht somit der Achse der Trommel 9 sitzt. Die Übersetzungsver- einem der beiden stabilen Zustände des Ankers und hältnisse sind nun derart gewählt, daß bei je einer damit einer bestimmten Polarität des zuletzt auf den halben Umdrehung des Ankers 3 die Trommel 9 so Schrittmotor gegebenen Impulses. An Hand der Freweit gedreht wird, daß ein Blättchen hinunterfällt quenz- bzw. Amplitudenänderungen des vom Gene- und somit ein neues Zeichen angezeigt wird, Der io rator erzeugten und über die Speiseleitung 19 nach Schrittmotor besitzt in bekannter Weise zwei stabile der nicht dargestellten Steuereinrichtung übermittcl-Stellungen. Sofern eine Spannung einer bestimmten ten Wechselstromsignalc ist es der Steuereinrichtung Polarität an seine Spule angelegt wird, nimmt er eine durch dauernde Überwachung der Bewegung des bestimmte dieser beiden Stellungen ein, so daß jeder Motors indirekt möglich, die Stellung des Zeichen-Polarität eine der Stellungen zugeordnet ist. Zur 15 trägers zu überwachen. Diese Möglichkeit ergibt sich, Fortschaltung des Motors und damit der Trommel 9 sofern am Ende jedes an den Motor angelegten Fortmüssen somit Impulse wechselnder Polarität an die schaltimpulscs überprüft wird, ob das empfangene Spule des Schrittmotors angelegt werden. Infolge der Wechselslromsignal der Polarität des betreffenden gewählten Übersetzung zwischen Schrittmotor und Impulses entspricht. Dasselbe Ziel kann auch durch Trommel ergibt sich somit für jeden Polwechsel die ao den Vergleich der Anzahl der auf den Motor gegebe-Anzeige eines neuen Zeichens. nen Impulse und der vom Generator erzeugten

Die Schaltmittel zur Ermöglichung der Überwa- Wechsel des Signals erreicht werden. Die für diese chung der richtigen Stellung des Zeichenmeideis um- Überprüfung notwendigen, mit der Steuereinrichtung fassen eine Spule 12 mit einem geschlossenen Kern zusammenhängenden Einrichtungen können ohne 14, der einen I uftspalt 13 aufweist. Auf der Welle »5 weiteres aus allgemein bekannten Schaltmitteln auf-15 des Schrittmotors sitzt eine halbkreisförmige gebaut werden und müssen daher, da sie mit der ErFahne 16, welche in der einen stabilen Stellung des findung nicht in direktem Zusammenhang stehen, Ankers in diesen Luftspalt eingeschwenkt ist, wäh- nicht beschrieben werden. Die F i g. 4 zeigt die scherend sie sich in der anderen (in den F i g. 1 und 2 malische Darstellung der mit der Erzeugung eines dargestellten) stabilen Stellung vollständig außerhalb 30 Wechselstromsignals und mit dessen Änderung im des Luftspaltes befindet. - Zusammenhang stehenden Teile einer weiteren Va-

In Fig. 3 sind nun die im Zeichenmelder gemäß riante eines Zeichenmelders. Dieser Zeichenmelder den F i g. 1 und 2 enthaltenen Teile schemalisch dar- enthält einen Wechselstromgenerator mit Wicklungesielll, die dessen Antrieb dienen und die eine gen 42 konstanter Induktivität und einem Kondensa-Überprüfung von dessen Arbeitsweise ermöglichen. 35 tor 18 mit einer festen Kapazität. Zu diesem Kon-Auf dem Spulenkern 14 sind zwei Wicklungen eines densator ist nun ein Drehkondensator 23 parallel ge-Wechselstromgenerators angebracht, der außerdem schaltet, dessen beweglicher Teil 16 mit dem Anker 3 den Transistor 17 und den Kondensator 18 umfaßt. verbunden ist, so daß die Frequenz des Generators Dieser Generator ist in konventioneller Art aufge mit der Drehung des Ankers verändert wird. Es herrbaut, könnte aber auch eine beliebige andere Schal- 40 sehen damit ähnliche Verhältnisse wie beim vorher tung aufweisen. Die Frequenz des von ihm erzeugten beschriebenen Beispiel. Der Drehkondensator 23 Signals liegt in der Größenordnung eines Mehrfachen muß natürlich nicht parallel zu einem festen Kondender den Motor antreibenden Impulsfrequenz, vor- sator geschaltet sein, er kann auch als einzige frezugsweise im Tonfrequenzbereich. Der Ausgang des quenzbestimmende Kapazität geschaltet sein.
Generators führt nun über die Leitung 21 auf die 45 In Fig. 5, in welcher Teile einer Variante zu den Hilfswicklung22 des Motors, wodurch das vom Ge- Einrichtungen gemäß den Fig.3 und4 dargestellt ncrator erzeugte Signal induktiv auf die Hauptwick- sind, ist zum Kondensator 18 eine aus dem magnel-Iung 1 und damit auf die Speiseleitung 19 übertragen feldabhängigen Widerstand (Feldplatte) 25 und dem wird. Der Generator wird über die gleiche Leitung Kondensator 43 bestehende Serienschaltung zum 19 gespeist, über welche dem Motor die Impulse zur 50 Kondensator 18 parallel geschaltet. Der magnetfeld-Fortschaltung zugeführt werden. Dies wird mit Hilfe abhängige Widerstand 25 besitzt bekannterweise die des Zweiweg-Gleichrichters 20 bewerkstelligt, wel- Eigenschaft, daß sein Widerstand wesentlich zucher parallel zur Motorwicklung 1 an den Eingang nimmt, wenn er von einem Magnetfeld durchsetzt ist. 19 angeschlossen ist und den Generator somit immer Auf der Welle 15 des Ankers 3 sitzt eine Scheibe 26 dann speist, wenn dem Schrittmotor Fortschalteim- 55 aus unmagnetischem Material, in welcher an einer pulse zugeführt werden. Stelle ein Dauermagnet 27 eingesetzt ist. Die Lage

Das vom Generator abgegebene Signal wird nun dieses Magneten 27 innerhalb der Scheibe 26 ist nun durch die Stellung der Fahne 16 beeinflußt. Diese derart auf die stabilen Lagen des Ankers 3 abge-Beeinflussung kann zweierlei Art sein. Sofern eine stimmt, daß in einer dieser stabilen Lagen dieser Ma-Fahne aus magnetischem, elektrisch schlecht leiten- 60 gnet 27 der Feldplatte 25 gegenübersteht. Durch die dem Material verwendet wird, wird durch deren Ein- infolgedessen auftretende Erhöhung des Widertauchen in den Luftspalt die Induktivität der Spule standswertes des magnetfeldabhängigen Widerstangeändert, wodurch die vom Generator abgegebene des 25 wird die Wirkung des Kondensators 48 we-Frequenz einen anderen Wert annimmt. Sofern dage- sentlich vermindert, so daß die Frequenz des Genegen eine Fahne aus unmagnetischem, elektrisch gut 65 rators steigt. Um das auf die Feldplatte 25 wirkende leitendem Material verwendet wird, werden bei deren Magnetfeld zu verstärken, empfiehlt es sich natür-Einlauchen in den Luftspalt 13 die Verluste der Hch, einen Pfad für den magnetischen Rückschluß Spule verändert, wodurch sich die Amplitude des Si- anzubringen, welcher jedoch in der Figur der Ein-

fachheit halber weggelassen wurde. Es ist auch möglich, den magnetfeldabhängigen Widerstand 25 derart in die Schaltung einzufügen, daß, sofern dessen Widerstandswert durch ein Magnetfeld erhöht wird, die Schwingungen des Generators aufhören oder erst dann einsetzen können.

Die F i g. 6 zeigt die schematische Darstellung eines Zeiehenmeldcrs, bei welchem das über die Speiseleitung 19 des Motors an die Steuereinrichtung abgegebene Signal nicht durch einen im Zeichenmelder enthaltenen Generator erzeugt, sondern über eine weitere Leitung von außen zugeführt wird. Der dargestellte Zeichenmelder weist außer dem Schrittmotor, dessen Teile in gleicher Weise wie in den Fig. 1 bis 3 bezeichnet sind, eine Synchronisiereinrichtung auf. Diese Einrichtung dient dazu, den Zeichenträger in einer bestimmten Stellung, der Synchronisierstellung, anzuhalten, so daß er auf diese Weise von einer beliebigen Stellung vorerst in diese Synchronisierstellung verbracht werden kann, von wo aus er durch eine seinem Motor zugeführte abgezählte Anzahl von Impulsen in eine bestimmte Stellung gesteuert werden kann. Eine solche Synchronisiereinrichtung ist im allgemeinen auch bei einem Zeichenmelder gemäß den F i g. 1 bis 3 notwendig, wurde dort aber weggelassen, da deren Kenntnis zum Verständnis der Arbeitsweise der im Zusammenhang mit jenen Figuren beschriebenen Einrichtungen nicht notwendig ist. Die in Fig. 6 dargestellte Synchronisiereinrichtung weist einen Elektromagneten 44 mit einem Anker 24 auf. An der nicht dargestellten, die Anzeigeblättchen tragenden Trommel, die sich um die Achse 25 dreht, ist ein Stift 43 angebracht, in dessen Bahn 27 ein am Anker 24 befestigter Winke! 28 ragt. Wird nun die Trommel über die aus den Zahnrädern 6.7 und 8 bestehende Übersetzung durch den Motor angetrieben, wird sie in der Stellung, in welcher der Stift 43 den Winkel 28 berührt.' am Weiterdrehen gehindert und bleibt daher — unbekümmeri um weitere auf den Schrittmotor gegebene Impulse — in dieser SynchronisiersteHung stehen. Das Weiterdrehen der Trommel ist erst dann möglich, wenn gleichzeitig mit einem auf die Leitung 19 gegebenen Fortschaltimpuls der richtigen Polarität der Elektromagnet 44 über die Leitung 29 erregt und damit die Sperrung gelöst wird.

Die zur Zuführung der den Magneten 23 erregenden Gleichstromimpulse notwendige Leitung 29 ist hier auch zur Übertragung eines Wechselspannungssienals benutzt, dessen Frequenz ein Mehrfaches der zur Fortschaltung des Motors notwendigen Impulsfrequenz beträgt. Diese von der Steuereinrichtung mindestens während der Einstellung des Zeichenmelders an die Leitung 29 angelegte Wechselspannung kann infolge der Induktivität der Spule des Elektromagneten 44 nicht über diese Spule fließen. L'ber den Schutzrohrkontakt 30 und den Kondensator 31 steht die Leitung 29 mit der Hilfswicklung 22 des Schrittmoiors in einer ausschließlich für Wechselstrom durchlässigen Verbindung

Wird nun der Schutzrohrkontakt 30 geschlossen, wird die an die Leitung 29 gelegte Wechselspannung dieser Hilfswicklung 22 zugeführt und induziert dort in der Antriebswicklung des Motors eine Spannung. die über die Speiseleitung 19 zurück nach der nicht dargestellten Steuereinrichtung gelangt. Durch Öffnen und Schließen des Schutzrohrkontaktes 30 wird somit die auf der Leituns 19 befindliche Wechselspannung in der Amplitude moduliert. An Stelle einer induktiven Übertragung des Wechselstromsignals von der Leitung 29 auf die Leitung 19 hätte natürlich auch eine kapazitive angewendet werden können.

Der Schulzrohrkontakt 30 wird von einem fest angeordneten Dauermagneten 32 gesteuert. Infolge der Wirkung des an der Motorachse 15 befestigten Abschirmblechcs 45 ist jedoch die Einwirkung des Magnelen 32 auf den Kontakt 30 von der Stellung der Motorachse 15 abhängig. In der einen stabilen Stellung des Motorankers 3 befindet sich das Abschirmblech 45 zwischen dem Magneten 32 und dem Schutzrohrkontakt 30, so daß der Magnet 32 nichl auf den Kontakt 30 einwirken kann und dieser daher geöffnet ist. In der anderen stabilen Stellung des Ankers 3, wenn das Abschirmblech 45 die genannte Einwirkung nicht verhindert, ist der Kontakt 30 dagegen geschlossen. An Hand des Vorhandenseins oder des Ausbleibens der Wechselspannung auf der Leitung 19 kann durch die Steuereinrichtung festgestellt werden, in welcher Stellung sich der Anker 3 des Motors befindet.

Tn einem Zeichenmelder, welchem gemäß F i g. 6 die Wechselspannung über eine Leitung zugeführt wird, kann diese Spannung auch auf verschiedene andere als die beschriebene Art an die Leitung 19 angelegt und davon getrennt werden. Die F i g. 7 zeigt als Beispiel für eine solche An- und Abschaitemöglichkeit eine einen beweglichen Dauermagneten 27 enthaltende Scheibe 26 aus unmagnetischem Material, welche der in Fig. 6 dargestellten entspricht Sofern sich der Magnet 27 in der gezeichneten Stellung befindet, wirkt er auf den bestehenden Schutz rohrkontakt 30 ein, so daß der Kontakt 30 geschlo·, sen ist. In der anderen Stellung des Motoranke^ J und damit der Scheibe 26 ist der Kontakt 30 dagegen geöffnet.

In den bisherigen Ausführungsbeispielen wukU

immer ein zweipoliger Schrittmotor gezeigt. Es ist ,e doch klar, daß die Erfindung auch bei der Verwendung von Schrittmotoren mit mehr als zwei Polei angewendet werden kann. Die Übersetzungsverhuh nisse werden — wie bei den zweipoligen Motoren —

■15 auch dort derart gewählt, daß jedem Schritt des Motors, der durch einen Polaritätswechsel des Stromein dessen Spule ausgeführt wird, die Anzeige eine_; neuen Zeichens entspricht. Wird ein solcher Motoi mit mehr als zwei Polen verwendet, ist entwedei beim Abschirmblech 16 (Fig. 1, 2. 3) oder 4; (F i g. 6) die Anzahl der Flügel oder bei der Verwendung einer mit eingebauten Dauermagneten versehe nen Scheibe 26 (Fig. 5 oder 7) die Anzahl der Ma gnete auf einen Wert festzusetzen, der der Hälfte dei Polzahl des Motors entspricht. An Stelle einci Scheibe mit mehreren Dauermagneten kann im letz! genannten Falle auch ein sternförmiger Dauermagne oder ein scheibenförmiger, vollständig aus magnet; schem Material bestehender mit aufmagnetisierter

So Polen verwendet werden. Auch ein Drehkondensatoi gemäß F i g. 4 kann durch passende Formgebung ar Schrittmotoren mit mehr als zwei Polen angepaß werden.

Die bis jetzt beschriebenen Rückmeldeeinrichtun gen dienten lediglich der Rückmeldung der Stellunger des Schrittmotors. Wie früher dargelegt, kann au diese Weise die Stellung des Zeichenträgers nur ir.di rekt aus der Überwachung der Bewegung des Motor:

abgeleitet werden. Unter Anwendung eines größeren Aufwandes kann die Erfindung aber auch dazu dienen, jede Stellung des Zcichenmelders direkt nach der Steuereinrichtung zurückzumelden,¹ ohne daß es notwendig ist, den Weg zu überwachen, auf dem diese Stellung erreicht wurde. Die der Überwachung dienenden Einrichtungen müssen dann nicht mehr die Stellung der Motorachsc 1.5, sondern diejenige der Achse 37 des Zeichentriigcrs zurückmelden, wozu sich am besten eine auf einem Binärkode aufgebaute Einrichtung eignet. Vorteilhafterweise werden dabei zur Übermittlung der verschiedenen Stellen der Kodezeichen verschiedene Frequenzen verwendet.

Jedes einer Binärstelle entsprechende Übermittlungskriterium kann im Prinzip nach Art der bereits beschriebenen, ebenfalls auf einer binären Grundlage beruhenden Rückmeldeeinrichtungen erzeugt und beeinflußt werden. Die den verschiedenen Stellen zugeordneten Frequenzen, weiche gleichzeitig benötigt werden, können somit auch in diesem Falle entweder in einer entsprechenden Zahl von Tongcncratoren in jedem Zeichenmelder erzeugt oder von außen zugeführt und im Zeichcnmeldcr lediglich geschaltet werden. Im letztgenannten Falle können die verschiedenen Frequenzen entweder je auf einer besonderen Leitung oder, wie bei den bisher beschriebenen Beispielen, über eine einzige Leitung zugeführt werden, wobei jedoch pro Frequenz und pro Zeichenmelder ein Filter notwendig ist.

Die F i g. 8 und 9 zeigen als Teil eines Ausführungsbeispiels einer solchen Rückmeldeeinrichtung die diesbezügliche Radiereinrichtung, welche mit Hilfe von magnetfeldabhängigen Widerständen aufgebaut ist. Auf einer feststehenden Platte 34 aus magnetischem Material sind fünf magnetfeldabhängige Widerstände 35 befestigt. Die Platte 34 trägt an ihrem unteren Ende einen Dauermagneten 36. von welchem der Nordpol mit dieser Platte verbunden ist. Der Südpol des Magneten 36 ist der Welle 37 des Zeichenträgers zugewendet, deren Drehung dank des Luftspaltes 40 nicht behindert wird. Auf der Welle 37 ist eine Kode-Scheibe 38 aus magnetischem Material fest angebracht, welche Vorsprünge 39 aufweist, die nach einem Binärkode angeordnet sind. Die Anordnung der Vorsprünge 39 ist aus« F i g. 9 ersichtlich. Da binäre Kodescheiben für Lichtabtastung im Zusammenhang mit Analog-Digitalwandlern als allgemein bekannt vorausgesetzt werden können, wird hier auf deren genaue Darstellung verzichtet.

Da. wie bereits kurz erwähnt, die Platte 34 mit dem Nordpol des Dauermagneten 36 und die Kodescheibe 38 über den Luftspalt 40 mit seinem Südpo! in Verbindung steht, schließt sich der magnetische Kreis zwischen Kodescheibe 38 und Platte 34. Infolge der Wirkung der Vorsprünge 39 liegen die den Vorsprüngen 39 gegenüberliegenden magnetfeldabhängigen Widerstände 35 in einem wesentlich stärkeren Magnetfeld als die übrigen. Die betreffenden Widerstände werden infolgedessen vom besser leitenden in den schlechter leitenden Zustand gesteuert. Die räumliche Ausdehnung der magnetfeldabhängigen Widerstände 35 in der Richtung der Drehbewegung ist der entsprechenden kleinsten Ausdehnung der Vorsprünge 39 angepaßt, so daß zu jedem vom Zeichenmelder angezeigten Zeichen eine andere Kombination von magnetfeldabhängigen Widerständen 35 durch je einen gegenüberliegenden Vorsprung 39 in den sperrenden Zustand gesteuert wird. Jeder der Widerstände 35 ist nun auf nicht dargestellte Weise in die Schaltung je eines Wechselstromgenerators eingefügt, dessen Daten derart bemessen sind, daß er nur schwingen kann, wenn sich der ihm zugeordnete magnetfeldabhängige Widerstand 35 im niederohmigen Zustande befindet. Die fünf Generatoren erzeugen voneinander verschiedene Frequenzen, welche gemeinsam an die Speiseleitung des betreffenden Schrittmotors angelegt werden. Durch Aussieben der verschiedenen Frequenzen ist es dann der Steuereinrichtung möglich, die gesendete Kombination und damit die Stellung des betreffenden Zeichenmelders eindeutig festzustellen.

An Stelle einer An- und Abschaltung der Generatoren und an Stelle einer Verwendung magnetfeldabhängiger Widerstände können — wie schon früher

»ο ausgeführt — sämtliche für die Übertragung der Molorstellung beschriebenen Varianten grundsätzlich ebenfalls für die binär kodierte Übertragung der Stellung des Zeichenträgers angewendet werden.

Zeichenmelder mit Einrichtungen zur kodierten und eindeutigen Kennzeichnung der Stellung ihres Zeichenträgers sind zwar wesentlich komplizierter als die zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiele, bieten aber dafür den Vorteil, daß bei ihnen auf eine Synchronisierungseinrichtung verzichtet werden kann. Dies führt wiederum dazu, daß die Zeichenmelder schneller eingestellt werden können, indem es lediglich notwendig ist, auf jeden Zeichenmelder so lange Impulse zu geben, bis seine Stellung mit der gewünschten Stellung übereinstimmt. Dies ist nach spätestens einer vollen Umdrehung des Zeichenträgers der Fall, gegenüber bis zwei Umdrehungen, welche mit Hilfe einer Synchronisierungseinrichtung eingestellte Zeichenmelder ausführen müssen.

In sämtlichen Ausführungsbeispielen wurden für die Speisung und die Übermittlung der Überwachungssignal ausschließlich Leitungen benutzt, welche ohnehin zum Betrieb des betreffenden Zeichenmelders vorhanden sein müssen. Es werden somit außer den zur wahlweisen Anschaltung der Zeichenmelder an die Steuereinrichtung ohnehin notwendigen Anschaltorganen keine zusätzlichen derartigen Einrichtungen und auch keine zusätzlichen Leitungen benötigt. Dies erlaubt gegebenenfalls, in einer bestehenden Anlage durch Auswechseln der Zeichenmelder und durch Ergänzung der Steuereinrichtung, jedoch ohne Änderung der sonstigen Installationen, die Überprüfung der Arbeitsweise der Zeichenmelder erst nachträglich einzuführen. Mit den beschriebenen Beispielen sind die Möglichkeiten zur Anwendung der Erfindung nicht erschöpft. Es sind insbesondere Steuerungen der Rückmeldesignale durch Licht möglich. Die Rückmeldesignale müssen auch nicht im Tonfrequenzbereich liegen; die Verwendung höherer Frequenzen kann wegen der einfachen Filterung und wegen der kleinen dazu aufzuwendenden Schaltelemente Vorteile bieten. Die Erfindung ist auch nicht an Zeichenmelder mit an Trommeln befestigten Blättchen gebunden, indem auch andere Arten von mechanisch bewegten Zeichenmeldern bekannt sind, welche sich ebenfalls zui Anwendung der Erfindung eignen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Palentansprüche:

1. Optischer Zeichenmelder, der in einer bestimmten Anzahl von Stellungen eines in ihm enthaltenen, durch einen über eine Speiseleitung mit Energie einer bestimmten ersten Frequenz versorgten Motor angetriebenen Zeichenträgers Zeichen anzeigt, mit einer ein mit dem Zeichenträger direkt oder indirekt drehverbundenes Glied enthakenden Modulationsvorrichtun«, z. B. einer magnetfeldabhängigen Impedanz in einem von der Stellung des drehverbundenen Gliedes beeinflußten Magnetfeld, einem Drehkondensator oder einer Spule mit veränderlicher Induktivität oder Dämpfung zur von der Stellung des Zeichenträgers abhängigen, auf die Frequenz oder die Amplitude wirkenden Beeinflussung mindestens eines von mindestens einer Signalquelle erzeugten, eine zweite oder weitere Frequenz(en) aufr weisenden und der Überwachung der SteHungen des Zeichenträgers dienenden Rückmeldesignals, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite oder die weiteren Frequenz(en) in der Größenordnung eines Mehrfachen der ersten Frequenz liegt (liegen), daß ferner die Modulationsvorrichtung das Rückmeldesignal in digitaler Weise steuert .nd daß ein induktives oder kapazitives Kopplungsglied (22) zum Einspeisen des RückmeldesignaU in die zur Speisung des Antriebs des Motors (2,3) dienende Speiseleitung (19) vorhanden ist, an die eine die durch die Modulationsvorrichtung beeinflußten Rückmeldesignale auswertende Überwachungseinrichtung anschließbar ist.

2. Zeichenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (22) eine Hilfswicklung des Motors (2,3) ist, welche' das Rückmeldesignal induktiv &uf die Hauptwicklung (1) des Motors (2,3) überträgt und damit auf die Speiseleitung (19) gibt.

3. Zeichenmelder nach Anspruch 1 mit einer durch einen Elektromagneten steuerbaren Einrichtung zum Sperren und Freigeben der Bewegung des in bestimmten Stellungen stehenden Zeichenträgers, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung (30 in Fig. 6) den Stromkreis (29) zur Speisung des Elektromagneten (44) in Abhängigkeit von der Stellung des Zeichenträgers in einer ausschließlich für Wechselstrom durchlässigen Weise mit der Speiseleitung (19) des Motors verbindet, so daß ein über den Stromkreis (29) zur Speisung des Elektromagneten (44) zum Betätigen der Einrichtung (24, 43, 28) von der Signalquelle zugeführtes Wechselstromsignal, durch die Modulationsvorrichtung (30 in F^: g. 6) in seiner Amplitude beeinflußt, der Speiseleitung (19) des Motors (2, 3) zuführbar ist.

4. Zeichenmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalquelle mindestens ein einen Schwingkreis enthaltender Generator (17, 14, 18; 17, 42) ist, bei dem die Frequenz oder die Amplitude des von ihm abgegebenen Signals durch die Moduliitionsvorrichtung (16, 23) beeinflußbar ist.

5. Zeichenmelder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die Speiseleitung (19) angeschlossener Zweiweggleichrichter (20) zun Speisen des Generators (17, 14, 18; 17, 42) vor gesehen ist.

6. Zeichenmelder nach Anspruch 1, wobei dei Motor ein mittels abwechselnd gepoller Impuls* angetriebener Schrittmotor ist, der durch positivf und negative Impulse jeweils in unterschiedlicht stabile SteHungen verbracht werden kann und dei den Zeichenträger über eine Übersetzung antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das drehverbundene Glied (16, 26, 45) mit dem Motor (2,3) verbunden ist und in Abhängigkeit von der Stellung des Motors (2,3) verschiedene SteHungen einnimmt, so daß die Frequenz oder die Amplitude des Rückmeldesignals verschiedene Werte annimmt, die den verschiedenen stabilen SteHungen des Schrittmotors entsprechen.

7. Zeichenmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsvorrichtung eine magnetfeldabhängige Impedanz (30, 25) enthält, welche die Frequenz oder die Amplitude des Rückmeldesignals beeinflußt, und daß das drehverbundene Glied eine segmentförmige Scheibe (45) ist, die bei ihrer Verdrehung das auf die Impedanz (30, 25) wirkende Magnetfeld beeinflußt.

8. Zeichenmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das drehverbundene Glied (26 in F i g. 5 und 7) einen Dauermagneten (27) enthält, welcher auf eine feststehende magnetfeldabhängige Impedanz (30, 25) einwirkt.

9. Zeichenmelder nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldabhängige Impedanz ein Schutzrohrkontakt (30) ist.

10. Zeichenmelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldabhängige Impedanz ein magnetfeldabhängiger Widerstand (25) ist.

11. Zeichenmelder nach Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis eine auf einen Kern (14) mit Luftspalt (13) gewickelte Spule enthält und daß das drehverbundene Glied eine Fahne (16) ist, die sich in der ersten Stellung außerhalb des Luftspaltes (13) und in der zweiten Stellung innerhalb des Luftspaltes (13) befindet.

12. Zeichenmelder nach Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch das drehverbundene Glied (26 in F i g. 5) beeinflußte magnetfeldabhängige Impedanz (25) in Reihe mit einem Kondensator (43) oder einer Spule des Schwingkreises des Generators angeordnet ist.

13. Zeichenmelder nach Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis einen Drehkondensator mit stationären Platten (23 in Fig. 4) enthält und daß das drehverbundene Glied als drehbare Platte (16) oder Platten des Drehkondensators ausgebildet ist, so daß die Kapazität des Drehkondensators von der Stellung des Zeichenträgers abhängig ist.

14. Zeichenmelder nach Anspruch 1 mit mehreren Signalquellen, dadurch gekennzeichnet, daß das drehverbundene Glied eine Kodescheibe (38) mit als Polschuhe dienenden Vorsprüngen (39) ist und daß jeder Signalquelle eine magnetfeldabhängige Impedanz (35) zugeordnet ist, wobei je nach Stellung der Kodescheibe (38) eine durch einen Kode bestimmte Auswahl von mehreren magnetfeldabhängigen Impedanzen (35) vom

Magnetfeld eines Dauermagneten (36) durchfloß- jedoch für diese Überwachung und Rückmeldung sen und die von den verschiedenen Signalquellen mehrere besondere Leitungen zwischen Zeichenmelstammenden Signale nach Maßgabe der Stellung der und Steuereinrichtung benötigt, wodurch bei groder Kodescheibe (38) und des verwendeten Ko- ßen Anzeigetafeln ein großer Aufwand notwendig ist. des durch die zugehörigen magnetfeldabhängigen 5 Modulationseinrichtungen der genannten Art zur Impedanzen (35) in ihrer Amplitude oder Fre- Übertragung eines Meßwertes mit Hilfe von impulsquenz beeinflußbar sind. und/oder amplitudenmodulterten Signalen sind in an

derem Zusammenhang auch bereits aus den deutschen Patentschriften 910 513 und 945 223 bekannt-

ία geworden. Bei diesen bekannten Anordnungen ist die

Meßwertübertragung jedoch nicht Teil eines geschlossenen Steuerkreises, bei dem von einer Einga-

Die Erfindung betrifft einen optischen Zeichen- bestelle aus eine entfernte Vorrichtung mittels Signamelder, der in einer bestimmten Anzahl von Stellun- len einer ersten Frequenz gesteuert werden soll und gen eines in ihm enthaltenen, durch einen über eine 15 die tatsächliche Ausführung der Steuerung durch Si-Speiseleitung mit Energie einer bestimmten ersten gnale einer entsprechend modulierten zweiten Fre-Frequenz versorgten Motor angetriebenen Zeichen- quenz zurückgemeklet wird, um gegebenenfalls nachträgers Zeichen anzeigt, mit eh.er ein mit dem Zc:- korrigieren zu können.

chenträger direkt oder indirekt drehverbundenes Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Glied enthaltenden Modulationsvorrichtung, z. B. 20 optischen Zeichenmelder zu schaffen, bei dem die einer magnetfeldabhängigen Impedanz in einem von zur Überwachung und eventuellen Nachsteueruog der Stellung des drehverbundenen Gliedes beeinfltiß- vorgesehene Rückmeldung ohne die Anordnung zuten Magnetfeld, einem Drehkondensator oder einer sätzlicher, zwischen Zeichenmelder und Steuerein-Spule mit veränderlicher Induktivität oder Dämp- richtung verlaufender Verbindungsleitungen und fung zur von der Stellung des Zeichenträgers abhän- 25 ohne Verwendung diesbezüglicher besonderer Angigen, auf die Frequenz oder die Amplitude wirken- schalteinrichtungen möglich ist.
den Beeinflussung mindestens eines von mindestens Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem optischen

einer Signalquelle erzeugten, eine zweite oder weitere Zeichenmelder der eingangs genannten Art vorgese-Frequenz(en) aufweisenden und der Überwachung hen, daß gemäß der Erfindung die zweite oder die der Stellungen des Zeichenträgers dienenden Rück- 30 weiteren Frequenz(en) in der G/ößenordnung eines meldesignals. Mehrfachen der ersten Frequenz liegt (liegen), daß

Bevorzugt wird der Schrittmotor eines derartigen ferner die Modulationsvorrichtung das Rückmelde-Zeichenmelders durch abwechselnd gepolte Impulse, signal in digitaler Weise steuert und daß ein induktidie von einer Steuereinrichtung erzeugt und abge- ves oder kapazitives Kopplungsglied zum Einspeisen zählt werden, weitergeschaltet. Dabei besteht das Be- 35 des Rückmeldesignals in die zur Speisung des Andürfnis_% die durch die Zeichenmelder angezeigten triebs des Motors dienende Speiseleitung vorhanden Zeichen zu überwachen, da immer wieder damit ge- ist, an die eine die durch die Modulationsvorrichtmig rechnet werden muß, daß die Zeichenträger stecken- beeinflußten Rückmeldesignale auswertende Überbleiben oder eine kleinere als die der auf den Schritt- wachungseinrichtung anschließbar ist.
motor gegebenen Impulszahl entsprechende Zahl von 40 Die Erfindung bedient sich dabei des Prinzips der Schritten ausführen. Meßwertübertragung, wie es von sogenannten Netz-

Steckengebliebene Zeichenträger können zwar bei überlagerungs-Verbrauchsmeldeanlagen her bekannt Betrachtung der aus den Zeichenmeldern gebildeten ist, bei denen die an einer Verbrauchsstelle entnom-Anzeigetafel meist ohne große Mühe erkannt wer- mene Energiemenge mit von der Netzfrequenz abden, da sie stehenbleiben, während sich die in ihrer 45 weichenden Signalen an eine zentrale Erfassungs-Umgebung befindlichen Zeichenträger bewegen; da- stelle übertragen wird (man vergleiche hierzu beigegen können andere Fehler nur durch genauen Ver- spielsweise die deutsche Patentschrift 1 261 027).
gleich der Anzeigen mit ihren Sollwerten erkannt Bei diesen Netzüberlagerungs-Verbrauchsmelde-

werden, was bei großen Anlagen mit ständig wech- anlagen handelt es sich jedoch ebensowenig um einen selnden Anzeigen eines großen Arbeitsaufwandes be- 50 für optische Zeichenmelder benötigten geschlossenen darf. In vielen Fällen ist diese Übenvadiung außer- Sieuerkreis, wie bei der bekannten Eindrahtschaltung dem nur erschwert durchführbar, weil die anzuzei- für die Fernsteuerung mehrerer elektrischer Organe genden Angaben nicht anderweitig zusammenhän- mit Rückmeldung nach der deutschen Auslegeschrift gend festgehalten sind. Die Überwachungsaufgabe 1 240 975, da bei dieser Anordnung lediglich zurückwird oft weiter erschwert durch Synchronisiereinrich- 55 gemeldet wird, daß an der Empfangsseite der Steuertungen, welche mittels mechanischer Sperrung und befehl eingegangen ist, während eine echte »Ist«- Freigabe einen einmal falsch eingestellten Zeichen- Kontrolle, d. h. eine überwachung der Ausführung träger bei der nächsten Einstellung wieder in die der Steuerbefehle, nicht erfolgt,
richtige Stellung zu bringen versuchen, so daß ledig- Mit Vorteil kann das Kopplungsglied bei einem er-

lich zeitweilig auftretende Fehler überhaupt nicht er- 60 findungsgemäßen Zeichenmelder eine Hilfswicklung kannt werden können. Es sind zwar Anzeigeanlagen des Motors sein, welche das Rückmeldesignal inbekanntgeworden, bei welchen in Abhängigkeit von duktiv auf die Hauptwicklung des Motors überträgt der Stellung der Zeichenträger auf kapazitive oder und damit auf die Speiseleitung gibt,
induktive Weise die Frequenz von Schwingkreisen Bei Zeichenmeldern mit einer durch einen Elek-

beeinflußt wird, wobei durch Überwachung der Fre- 65 tromagneten steuerbaren Einrichtung zum Sperren quenz der mit Hilfe dieser Schwingkreise erzeugten und Freigeben der Bewegung des in bestimmten Stel-Signale die Stellung der Zeichenmelder überwacht lungen stehenden Zeichenträgers, um jeweils von bewerden kann. Bei diesen bekannten Anlagen werden stimmten feststehenden Ausgangsstellungen ausge-