DE2062617A1 - Magnetische Stellmittel - Google Patents

Description

Patentanwälte ₁

)ipl. Ing. C. Wallach
Dipl. Ing. G. Koch
Dr. T. Haibach

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Sand Corporation, "ihs-j. Y

3 feel l.nit ί«δ1

Die Erfindung fceaifchs si^h «iu£ niagr.1*;t.U;öhe Stölltalttel dex* Art, die £.?rfei rilavi.¹/ aiiainindäär drehbare Teile auf-

von denen das ela-i* Ji^ Poi'na- elnss. Magnaten hat das andere Tail »Ine an.uaü, von Cpiüe-i aufweist. Die Erregung einer der- Spulst bfcviirkt, dsö die i'eile einer relativen Drehung auf eine entsprechende einer Vielzahl von relativen llinkeAstell langen ausge-ge«;2,t werden. Kin Xiel der vorliegenden Erfind»ing ist ea, ntagnetische Stellmittel zu schaffest, bal denen eine Prüfung der richtigen Wirkungsweise der Stellt«! fctöi dui-chgofUhrt werden kann,

ErfindungsgemSß wird ein rfi^gnetißches Stellmittel geßchaffen, das awei rslati.v aueinaridcr drehbare Teile aufweist, von denen das eint* die Form «ines Magneten hat und daa andere eine Ansah! von räumlich derart angeordneten Spulen aufwfil8fcj. data die Erregung einet· dieser Spulen, wenn notwendig,- ein-; ra.latlve Jürfehung der zwei

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Teile auf eine entsprechend® sirs? Ansahl von relativen Winkelstellimgen bewirkt* wobei der Magnet einen .Körper ans magnetisch»p@nit@&feleia Material trägt, der bei einer Erregung dissjsr einen Spule eins induzierte Spannung, in einer anderen dieser Spulen hervorrufe., und daß weiterhin Mittel sur Feststellung der· induzierten Spannung zur Prüfung der richtigen Wirkyngswsxs© u&r- Stellmittel vorgesehen sind. Vorzugsweise- isfe dsr Magnet mit sichtbaren Einsteilmarken zuv Scliaffung eines Magnetrotor« Anzeigers verbunden*

Die Betriebsweise eines bekannten M&gnetrofcor-Anzeigers kann in Kurse wie folgt beschrieben werdenί Der Rotor kann aus einem drehbar auf einer- Welle befestigten Magnet bestehen und an ihm ist ein Süßeres, die vorgeschriebenen Einstellmarken tragendes JUtseigerad befestigt. Der Rotor wirkt mit einem mehrere In ihrer Stellung den Einsteilmarken auf dam Anzsigarad entspresharide Spulen aufweisenden Stator zusammen. Durch passend© elektrische-Mittel wird eine ausgewählte dieser Spulen err&gt „■ wodurch el.ne Drehung des Hagnet an "und des Ans-äigerade©-' hervorgeruf sn wird, bis der -©ntspraehende Magnatpol mit der .erregten Spule ausgeriöhfett ist» Ein Gehäuse für diese Kombination weist eine Öffnung auf, durch- die u:l<3 'gewünschte, der erregten Spule entsprechende Einstellmarke sichtbar 1st»

Ein derartiger Anzeiger ist Ina allgemeinen zuverlässig, ea sind Jedoah keine'Mittel zur Feststellung vorgesehen^ ob die dargestellte Einstellmark® wirklich dia gewünschte Einstellmarke 1st, Bs ist möglich, daß dia Lagerungen fest hängen oder daß eine oder mehrer» Spulen ausfeilen und daß das Rad dennoch für einige Eingänge wirksam ist.

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Solange das Rad zumindest su fvxnvulo^iervn seheint-, kann der Betrachter nieht feststeilen, daß es nicht auf alle und jede Stellungsäudemmg anspricht. Diesem Mangel kommt größere Bedeutung su, wenn d&s Had in einer Reihe von Bädern angeordnet ist, in« eine rpiiaä^e Darstellungs« information 211 liefern» wie s.E. «£;!& Eu^s-- oder Höhen» Information bei einem FlugiKstruß!©r.ft» Die Hinzufügung von mechanischen Verbindungsglieder^ sur Verwendung zur Einstellung oder Überprüfung des PM^s Siebt seine Beweglichkeitsvortelle auf, die darin toe^tehen^ daß es Iceinen Kontakt mit äußeren Teilen* tiuEtsP der Lagerung* be-

nötigt. *

Die vorliegende Erfindung überwindei diese Nachteile dadurch, daß der Körper aus magnetisch-permeablem Material vorgesehen ist, der es ermöglicbfcx ue.Q die induzierte Spannung in der anderen Spule zur Überwachungsprüfung der richtigen Wirkungsweise der Stellmittel verwendet werden kann. Der Körper kann ein kleiner lioehpermeabler gebogener Streifen sein, der an deir, ungefähren Mittelpunkt einer der Pole des Magneten I»festigt ist. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius d-as Streifens liegt zweckmäßlgerweise am Mittelpunkt de·^ Drehung des Magneten, und der Streifen kann sich üb@x^T eine Bogenentfernung er- ύ strecken, die etwas größer ist als üie Bogenentfernung zwischen zwei oder mehreren benachbarten Spulen auf dem Stator. Der hochpermeable metallische Streifen koppelt den Magnetfluß zwischen benachbarten Spulen auf dem Stator. .

In einem bevorzugten Ausführungsbei£*piel sind die Spulen auf dem Stator derart gewickelt _t daß der Magnetpol, auf dem der Metallstrelfen befestigt ist, von den Stator-

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spulen angezogen wird* wenn sie ©Inseln mit Impulsen angesteuert werden« Di© Spulen des Stators sind derart ausgebildet, daß sie den Magnetpolen gegenüberstehen und dazwischen einen sohmalen Luftspalt ergeben. Im Betrieb werden Impulse periodisoh an die Spulen übertragen, um die erwünschte Magnetrotor-Stellung ^u erneuern. Das durch die Impuls® erzeugte elektromagnetische Feld wird durch den hochpermeablen metallischen Streifen auf eine bestimmte benachbarte Spule auf dem Stator magnetisch gekoppelt. Wenn der Impuls eingeleitet wird, wächst das elektromagnetische Feld an und ruft eine kurze, jedoch feststellbare Spannungsspitze in der benachbarten Spule hervor. Die zur angesteuerten Spul© benachbarte Spule ist über passende elektrische Schaltungen mit einer Torschaltung verbunden. Während des Ansteuerimpulses ist die Torsteuerschaltung geschlossen. Die geschlossene Torsteuerschaltung ermöglicht es dann einer beliebigen induzierten Spannung an der benachbarten Spule, zu einer Begrenzerschaltung zu gelangen. Die Begrenzerschaltung ist erforderlich, weil eine gewisse Spannung in allen der Spulen induziert wird, Jedoch weist lediglich die benachbarte Spule aufgrund der magnetischen Kopplung eine relativ erhebliche Spannung auf« Der Begrenzer hat eine derartige Schwellwertspannung, daß all© Spannungen, außer der erwünschten Spannung, unterdrückt werden. Wenn die erwünschte Spannußg nicht ϊη der vorgeschriebenen Zeitperiode vorhanden ist, wird ein Ausfall-Anzeiger betätigt

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen bei einer Ausführungsforra eines magnetischen Stellmittels noch näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine magnetische Hotorrad-Anzeiger-Anordnung der Stellmittel;

Fig. 2 eine schräge perspektivische Ansicht, die

die Funktionsbeziehungen zwischen dem Rotor, einer Magnetspule, den Einstellmarken und einer Betrachtungsöffnung für das Stellmittel zeigt;

Fig. 2a eine Modifikation;

Flg. 3a insgesamt ein ausführliches Schaltbild der und 3b elektrischen Schaltung, wobei die Figuren

durch die Leitungen a, b, c und d verbunden

sind;

Fig. 4a, Diagramme typischer Befehls- und Abfrage-4b, 4c impulse, die beim Betrieb der Stellmittel verwendet werden.

Der Aufbau und die Wirkungswelse des magnetischen Rades wird im folgenden anhand der Flg. 1, 2 und 2a beschrie* ben. Bin Magnet 12 weist eine in ihm angeordnete Lagerung 13 zur Drehung um eine Achse 14 auf. Obwohl der Magnet 12 als Rotor bezeichnet ist, ist seine Bauart nloht auf eine kreisförmige Form begrenzt; sie kann von balkenförmiger, rechteckiger oder Irgendeiner anderen Auebildung sein. Der Rotor 12 ist (Über nicht gezeigte Mittel) mit einer Scheibe mit einem zur Achse 14 kon-

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zentrischen Flansch 12a verbunden. Die die gewünschten Einstellmarken darstellenden Ziffern O bis 9 sind auf dem Plansch 12a markiert. Ein Gehäuse 17 für die Magnetradanordnung ist mit einer öffnung 17a von ausreichender Größe und passender Anordnung versehen, um die Betrachtung irgendeines der gewünschten Einstellmarken zu ermöglichen. Der Stator 11 der Radanordnung besteht aus ferromagnetischem Material und ist als konzentrisch innerhalb des Flansches 12a angeordneter Zylinder aufgebaut« Am inneren Umfang des Stators 11 ist eine Anzahl von Vorsprüngen 1 bis 9 angeordnet, die jeweils mit einer zugehörigen Spulenwicklung 111 bis 120 versehen sind. In dem gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Spülen gleich der Anzahl der erwünschten Ziffern» d.h. 10 Spulen, die jeweils den Ziffern 0 bis 9 entsprechen. Die Größe der sich von dem inneren Umfang des Stators 11 nach Innen erstreckenden Spulen 1st derart, daß ein kleiner Luftspalt zwischen dem innersten Teil jeder Spule und dem Magnetrotor 12 verbleibt. Die Größe des Luftspaltes ist im allgemeinen durch den erwünschten Wert des Kraftflusses zwischen dem Magnten 12 und jeder Statorspule bestimmt.

Der Kern der Erfindung liegt in dem hochpermeablen magnetischen Materlalkörper 15 in der Form eines an der äußeren Oberfläche des Magneten 12 angeordneten Metallstreifens. Der Vorteil des Streifens 15 kann In Kürze wie folgt beschrieben werden: Wenn die angesteuerte Spule erregt wird, ist die Änderung im Aufbau des magnetischen Qleichstrorafeldes nicht auf diese Spule allein begrenzt und ein magnetisches Feld wird in jeder der anderen Spuleninduziert, jedoch mit abnehmender Dichte proportional zur physikalischen Entfernung von der erregten Spule. Der magnetische Feldaufbau erzeugt

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natürlich eine Spannung längs jeder der Spulen» die proportional zur Änderungsgeschwindigkeit der Kraftflußdichte ist. Der Unterschied in der Spannungsgröße zwischen den Spulen 1st jedoch sehr gering und es wäre äußerst schwierig und aufwendig, eine Begrenzerschaltung für die erforderlichen Toleranzen zu entwerfen und zu bauen. Weiterhin sind die Xnderungen in den Ansprecheigenschaften der Schaltungselemente selbst ausreichend, um Generatorspannungsänderungen hervorzurufen, die größer 'sind, als die, die zwischen den Spulen bestehen. Selbst wenn das obige Problem Überwunden würde, würde das sich daraus ergebende System keine unzweideutige Abfrage ergeben. Wenn z.B. die Spule 111 angesteuert würde und die Spule 112 abgefragt würde, würde sich kein Unterschied Im Ausgang der Spule 112 ergeben, ganz gleich, ob der Hagnetrotor 12 gedreht wurde.

Es wurde empirisch bestimmt, daß die grüßte, bei einem Prototyp erhältlicheSpannungsantwort 0,8 Volt beträgt, wenn der Rotor sich nicht in der angesteuerten Stellung befindet. Dieser Wert wurde mit einer 12-V-Gleichspannungserregung für die Spulen 111 und 120 und mit einem Ansteuerimpuls in der Form eines Abschaltimpulses von 0 Volt für 0,OJ Sekunden erhalten, wie dies- In Fig. 4a dargestellt 1st. Fig. 4b zeigt den in der Abfragespule 112 erzeugten Ausgangsimpuls, wenn der Rotor nicht in der angesteuerten Stellung 1st. Die Antwort von der Abfragespule steigt auf einen Ilindeatwert von 1,20 V an, wenn, sich der Rotor in der angesteuerten (d.h. richtigen) Stellung befindet, wie dies in Flg. 4o dargestellt let« Diese Differenz In Ausdrücken von sowohl Absolutwerten als auch Verhältnissen ergibt keine Probleme bei der Festlegung der elektronischen Bauteilkriterien oder der Parameter «in«· passenden Pegelsohalters zur Feststellung

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der induzierten Spannung.

Es hat sich herausgestellt, daß die Bogenlänge des Streifens 15 die besten Ergebnisse ergibt, wenn seine Länge gleich der Entfernung zwischen den Mittelpunkten zweier benachbarter Spulen plus 20$ der Bogenentfernung zwischen zwei benachbarten Spulen ist. Das befestigte Ende des Streifens 15 sollte sich um 10 % über den Mittelpunkt des Magnetpols hinaus erstrecken, so daß der Streifen symse= trisch in Bezug auf die erregte Spul® 111 und die abgefragte Spule 112 angeordnet ist. Die geringe Überlappung ergibt ™ eine ausreichende Änderung der Flußkopplung, um die erforderliche minimale Spannungsspitze zu erzeugen, selbst wenn der Hagnetrotor bis zu einem Drittel des der Einstellmarke gegenüberliegenden Winkels außerhalb des Mittelpunktes liegt. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß eine derartige Fehleinstellung vom Standpunkt des Betrachters nicht unzulässig ist. Die Ansprechcharakteristik des Stellungsfühlers kann schärfer gemacht werden, indem die Überlappung verringert wird. Die Dicke des Streifens 15 sollte zwischen 0,15 und 0,25 ram (0,006 und 0,010 Zoll) liegen und die Breite sollte gleich oder größer als die Breite des Magnetrotors 12 sein.

Wenn sich der Streifen 15 über einen Abstand erstreckt, der gleich drei oder mehreren Spulen entspricht, arbeitet das erfindungsgemäße System befriedigend, hat jedoch einige Nachteile. Es ergibt einen unzweideutigen Stellungsfühler, wenn die Ansteuerspule und die Abfragespule so angeordnet sind, daß ihr Abstand der Länge des Streifens 15 entspricht. Eine derartige Anordnung ergibt zwei Schwierigkeiten. Erstens wird die Kraftflußdichte im Vergleioh zn dem bevorzugten Ausführungsheispiel verringert und es ergibt sich

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dadurch eine niedrigere DifferenzsspannungsBpitze. Der Größenunterschied zwischen der Spannungsspitze einer dem Streifen 15 zugeordneten und einer nicht derart zugeordneten Spule ist geringer und erfordert daher eine engere Toleranz in dem Pegelschälter. Zweitens ist bei Auftreten einer derartigen fehlerhaften Funktion in der elektronischen Schaltung, daß die Abfragespule nicht die art äußersten Ende des Streifens, sondern an einer näher zur Ansteuerspule gelegenen Stelle 1st« die GrUBe der Spannungsspitze fast Identisch mit der gewünschten Antwort· Damit ist es möglich« daß der Rotor sich nicht in die erwünschte Stellung dreht und daß die Abfragespule dennoch eine schein- * bar richtige Positionsanzeige ergibt.

In dem gezeigten bevorzugten Ausfilhrungsbeispiel ergibt sowohl eine fehlerhafte Rotorstellung als auch ein elektrischer Fehler In Bezug auf eine abfragende Spule eine Anzeige einer fehlerhaften Rotorstellung,

In der in Fig. 2a dargestellten Modifikation ragt der Streifen 15 Über beide Stirnflächen des Magneten 12 hinaus, so daß der Streifen 15 außerdem durch das von der erregten Spule erzeugte Randfeld beeinflußt wird.

Es relativ unwichtig, ob der Streifen 15 benachbart zum %

Nord- oder Süd-Pol angeordnet ist. Das einzig wichtige Verhältnis besteht darin, daß die Wicklungen auf den Spulen 111 und 120 so gewickelt sind, daß sich eine Anziehung zwischen den Spulen und dem Magnetpol mit dem daran befestigten Streifen 15 ergibt, wenn jede der Spulen erregt wird. Die Masse der sich drehenden Anordnung 1st relativ klein und die Drehgeschwindigkeit 1st relativ gering. Für optimale Eigenschaften sollte jedoch das Rad ausgewuchtet sein und daher 1st ein Streifen 15 aus nicht permeable« Material

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vorgesehen, um das Gewicht des Streifens 15 auszugleichen.

Im Betrieb erregt ein Ansteuerimpuls eine der Spulen, die der erwünschten Zeichenanzeige entspricht; es sei aus Erläuterungszwecken angenommen, daß die Spule 111 erregt wird. Die Glelohspannungserregung der Ansteuerspule 111 erzeugt ein magnetisches Feld um die Spule herum und zieht einen der Hagnetpole an. Der Magnetrotor 12 dreht sich dann, bis der angezogene Pol mit der erregten Spule ausgerichtet ist, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. ™ Nachdem der Rotor 12 zum Stillstand gekommen ist, befindet sich ein Teil des hoehperm@abl@n Streifens 15 In der hohen Kraftflußdichte zwischen der Spule 111 und dem Magnetpol. Die Flußänderung in der Spule 112 erzeugt nun eine Spannungsspitze mit einem Mindestwert von 1,2 Volt. Mit Hilfe später beschriebener Mittel verhindert diese Spannungsspitze mit korrektem Wert eine Betätigung der Fehleranzeige-Flagge·

In den Flg. 3a und 3h ist die elekronische Schaltung der Detektormittel zur erfindungsgemäßen Steuerung eines Aus» fallanzeigemerkraals dargestellt« Die Radstellungs-Hachrlcht φ ist im Serien-binär-dezimal-kodierten (BCD) Format und wird einem Schieberegister 200 zugeführt. Das Schieberegister weist einen Eingang für das Serien-BCD-Format und einen zweiten Eingang für die Schiebebefehle auf. Der Ausgang des Schieberegisters 200 1st in Parallelschaltung mit einem Ansteuer-Dekodierer-Treiber 201 und einem Abfrage-Dekoder-Treiber 202 verbunden. Die Treiber 201 und 202 wandeln den BCD-Elngang in ein "SLns-aus-zehn¹¹ -Dezimalformat um. Ein (der Wort-Eingangsfolgefrequenz zugeordneter) Taktgeber und eine (der Informations-Erneuerungsfolgefrequenz zugeordnete) Leseschaltung 205 betätigen ein ^ftM&KB"-O?.vtisr 203 und liefern die Schiebebefehle für das Schieberegister 200.

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Der Eingang der Leseschaltung 205 steuert außerden einen Schalter Sl1, schaltet einen Transistor Qi während des Einlesens der Serieninformation aus und schaltet den Transistor Ql während der Darstellung von Daten ein und liefert einen impulsförraigen Eingang an die Treiber SOl und 202.

Die passende Leitung Ll bis LlQ und die entsprechende Leitung L21 bis L3O (d.h. Ll und L21) werden in Abhängigkeit von dem Eingang von dem Schieberegister 200 innerhalb der Treiber 201 und 202 nur dann geerdet, wenn der Transistor Ql desSchalters 311 eingeschaltet ist. Jede der anderen neun Leitungen In den Treibern 201 und 202 liegt in einem | offenen Stromkreis. Jede der Leitungen Ll bis LlO ist mit einer der Spulen 111 bis 120 verbunden. Die Erdung der Leitung Ll schließt den Kreis für die Spule 111 und es fließt ein Strom aus einer 12-V-Gleichspannungsquelle (Pig* 3b) durch sie hindurch an Masse, wodurch die Spule erregt wird.

Jede der Leitungen L21 bis L3Q ist mit einem der Schalter Sl bis SlO verbunden, wobei lediglich der Schalter Sl in Flg. 3a gezeigt ist. Jeder der Schalter Sl bis SlO kann in irgendeiner zweckmäßigen Weise ausgebildet sein und ist nicht auf den dargestellten Transistorschalter beschränkt* j Bei dem dargestellten Schalter ist die Basis eines Transistors Q2 über einenden Strom verringernden Widerstand Hi mit der Leitung L21 verbunden. Der Kollektor 1st mit der Spule 112 verbunden. Der Emitter weist einen Vorspannungswiderstand R2 auf. Alle Emitter der Schalter Sl bis SlO sind parallel mit dem Eingang des Pegelschalters S12 nach Fig. 3b verbunden.

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Es sei angenommen» daß die Spulen 111 bis 120 in Uhrzeigerrichtung auf dem Stator 12 beziffert sind und daß die Abfragespule die in Uhrseigerrichtung der angesteuerten Spule benachbarte Spule ist. Unter Beachtung dieser Annahmen sei festgestellt, daß jeder der Schalter der Abfragespule zugeordnet sein muß und daß die benachbarte Spule 112 abgefragt wird, wenn die Spule 111 angesteuert wird.

Wie oben erwähnt, Induziert die aus dem Ansteuerimpuls resultierende Vergrößerung des Flusses an der Spule IiI eine Vergrößerung des Flusses an den benachbarten Spulen. Die Einstellung des Streifens 13 durch den Rotormagneten in der Nähe der Spulen 111 und 112 vergrößert das induzierte Feld in der Spule 112 star 1ε. Die Feldstärkeänderung erzeugt eine Spannungsspitze an der Spule 112. Wenn der Schalter Sl zu der Zelt, an der der Ansteuerimpuls eingeleitet wird, durch Erdung der Basis des Transistors Q2 über den den Strom verringernden Widerstand Rl, die Leitung L21 und den Treiber 201 geschlossen wird, durchläuft die an der Spule 112 erzeugte Spannungsspitze den Schalter Sl. Es wurde angenommen, daß bei dem Rotor kein Versagen auftritt und daß die Spannungsspit^e einen Wert von mindestens 1,2 V oberhalb der Bezugsspannung hat, wie dies in Fig. 4c dargestellt ist. Die Bezugsspannung ist 12 V Gleichspannung und die Größe der minimalen, momentan an dem gemeinsamen Ausgang der Schalter Sl bis SlO auftretenden Spannungsspitze ist 13*2 V. Der gemeinsame Ausgang der Schalter Sl bis SlO speist den Pegelschalter S12.

Der Schalter S12 kann irgendein allgemeiner Pegelschalter sein, der ein Signal mit einer kleineren als einer vorgeschriebenen Größe unterdrückt. Der im folgenden beschrie-

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bene Schalter hat sich als befriedigend herausgestellt. Der mit dem gemeinsamen Ausgang der Schalter Sl bis SlO verbundene Pegelschalter S12 wandelt die auf + 12 V Gleichspannung bezogenen Spannungsimpulse in auf Masse bezogene logische 5 V Pegelimpulse um. Der Widerstand R3 hält eine konstante Oleichspannung längs des Kondensators Cl aufrecht, um irgendwelche von den Schalters Sl bis SlO erzeugten fehlerhaften Impulse zu unterdrücken.

Die Eingangsimpulse von den Schalters Sl bis SlO werden Über den Kondensator Cl an die Spannungsteilerwiderstände R^ und R5 angekoppelt. Der Spannungsteiler und die VBE- f

Durchbruchsspannung des Transistors Q3 stellen den Schalterpegel des Transistors Q3 so ein, daß Impulse mit niedriger Amplitude unterdrückt werden.

Der Ausgang des Pegelschalters S12 liefert einen der Eingänge für einen Flip-Flop 206 und die Leseschaltung 205 erzeugt den zweiten Eingang. Im Betrieb stellt das Signal der Leseschaltung 203 den Ausgang des Flip-Flops 206 auf "Null" zurück. Das Signal von dem Pegelschalter Sl2 stellt den Ausgang des Flip-Flops 206 auf "lⁿ und stellt seinen normalen Ausgang wieder her. Ein richtiger Ausgang vom Pegelschalter an den Flip-Flop 206 liefert einen Ausgang an a die Schaltung 207. Auf den Empfang eines Signales hin liefert die Schaltung 207 ein Signal an den Transistor 05 und hält den Transistor 03 in einem "EIN"»Zustand. Wenn der Transistor Q5 "AUS" ist, ist die Uberwaohungeflaggenschaltung 209 offen und der f©derbetätigte Fehleranzeiger oder die Flagge 201 kommt ins Blickfeld. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß sie eine Einschwingung mit bestimmter Zeit vor der Erzeugung eines Ausganges benötigt, und zwar aufgrund der Zeitverzögerung zwischen dem Ansteuer-

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impuls an dem Magnetrotor und seiner Drehung in die erwünschte Stellung zur Lieferung de3 Äbfrageirapulses.In der Praxis hat sich herausgestellt, daß eine Zeitverzögerung von ungefähr 300 msec ausreiehend ist, um eine vorzeitige Fehleranzeige zu verhindern. In Einzelheiten kann die Schaltung 20? wie folgt beschrieben werden:

Bei einem Fehler liegen die Kathode von OHl und der Stelleingang des Flip-Flop 208 auf 5 V, wodurch CRl in Sperrrichtung vorgespannt wird und sich der Kondensator C2 aufgrund des Stromflusses dur©h H6 aufladen kann. Nach 300 msec (bestimmt durch die Werte von H6 und C2) hat €2 ein Potential erreicht* das hoch genug ist, ura den Uni-Junctlon-Transistor ΘΛ zu zünden, der einen positiven Impuls an der Basis 1 (Bi) der ttaiJwietlon-EIektro&e abgibt. Dieser Impuls wird invertiert und dem ^S5Rüefestell^w-Eingang des Flip-Flops 208 zugeführt, wodurch dessen Ausgang auf eine logisch© ^w0^w gesteuert wird, 05 abgeschaltet wird* und es ermöglicht wird, daß die federvorgespannte ffberwachtsngsflagge Ins Blickfeld gelangt»

Wenn kein Fehler auftritt, sind die .Kathode von CRl wad der^etell*-Eingang öea Flip-Flops 208 geerdet, wodurch CRl In Durchlaßrichtung vorgespannt ist, C2 entladen: ist und der Ausgang des Flip-Flops 2QS auf "1" eingestellt ' 1st» wodurch 03 eingeschaltet ist. Solang® wie €2 sich kontinuierlich vor der 300 msec Zeitkonstante entlädt, sündftt φ nicht und ^5 hält weiterhin die tlberwachtmgsfiagge 210 außerhalb des Blickfelde®.'

Erfindung ist nicht auf die oben beschrieben® Schaltwng beschränkt und im folgenden werden einig® Mödifikmtionexi beschrieben. Der Äbfrage-Dekoder*freib®F 202 'keim

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ohne nachteilige Folgen fortgelassen werden. In diesem Fall sind die Basen der Transistoren Q2 in den Schalters Sl bis SlO direkt mit de» Ausgang des Ansteuer-Dekoder-Treibers 201 verbunden. Die Schaltung von dem Schieberegister 200 und dem Schalter SIl zum treiber 202 wird dann ebenfalls fortgelassen.

Der Flip-Flop 206 in der vorliegenden Ausführung bewirkt, daß die Flagge 210 in das Sichtfeld springt« wenn kein Ausgang vom Pegelschalter S12 vorhanden ist. Die Flagge erscheint jedoch nicht« wenn die Eingangeseriendaten (und das Lesesignal) nicht mehr vorhanden sind. Somit zeigt die vorliegende Ausführung lediglich eine fehlerhafte Magnetrotordrehung (oder fehlerhafte Spulen) an. Um einen Fehler sowohl der Eingangsdaten als auch des Magnetrotors oder der Spulen anzuzeigen« kann der Flip-Flop 206 und seine zugehörige Leseschaltverbindung entfernt werden und irgendein Ausgangsfehler vom Pegelschalter S12 bewirkt, daß die Flagge 210 ins Blickfeld springt.

In dem Fall von mehrfachen magnetischen Rädern erfordert jedes einzelne Schaltungen bis zum und unter Einschluß des Pegelschalters S12- Zusätzliche logische Schaltungen können zwischen S12 oder dem Flip-Flop 208 in Abhängigkeit davon, welches der oben erläuterten Ausführungen erwünscht 1st, und der gemeinsamen Schaltung 209 eingeschaltet werden, um eine fehlerhafte Anzeige zu verhindern, wenn ein, zwei oder mehrere magnetische Räder ein falsches Signal liefern. Beliebige logische Funktionen können dabei verwendet werden. Zusätzlich kann der Eingang jedes Rades bewertet werden, um eine scheinbar korrekte Anzeige selbst dann zu ermöglichen, wenn ein oder mehrere der weniger wichtigen magnetischen Zifferräder einen falschen Ausgang aufweisen.

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Zusammenfassend ergibt die Erfindung einen unzweideutigen Rotorstellungsfühler unter Verwendimg einer einzigartigen magnetischen Schaltung, die den von dar Gleichspannung?}-erregung einer Ansteuerspule erzeugten magnetischen Gleich· und Wechselfluß leitet. Die Vorteil® der Erfindung liegen darin, daß sich die Mögllohkeit einer kontinuierlichen Fehlerüberwachung für ein magnetisches Anzeigerad ergibt, die einfach im Entwurf isfc und die erforderlichen Abmessungen des Rades nicht vergrößert. Außerdem ist der Anzeiger im ganzen von elektronischer Art ohne irgendwelche beweglichen magnetischen Teile, mit der Ausnahme der Anzeigerflagge,und das Magnetrad erfordert keinen das Rad berührenden Aufnehmer.

Patentansprüche;

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Claims (1)

1\ Magnetisches Stellmittel mit swei relativ zueinander drehbaren Teilen, von denen eines die Form eines Magneten hat und das andere ©ine Ans&ftl von räumlich der- g

art angeordneten Spulen aufweist, daß die Erregung einer dieser Spulen, falls erforderlieh, ein© Relativdrehung der beiden Teile auf eine -entsprechende einer Anzahl von relativen Winkelstellungsn bewirkt, dadurch g e k e η η zeiehnet,daS d@r.Magnet (12) einen Körper (15) aus magnetisch permeafolem Material trägt, der bei Ansteuerung einei* Spule (ill) sine induzierte »Spannung in einer anderen dieser Spulen (112) hervorruft und daß Mittel (Fig. 3a und Fig. 3b) Eur Feststellung der induzierten Spannung sur Prüfung der richtigen Betriebsweise der Stellmittel vorgesehen sind ο

2, Stellmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 3 daß der Körper (15) aus magnetisch permeablem Material die Form eines an den Magneten (12) in der Mähe eines der Pole des Magneten (12) befestigten Streifens aufweist,

3· Stellmittel nach Anspruch 1 oder 2_t dadurch gekennzeichnet „ daß die Spulen (111 bis 120) stationär sind und auf einem Stator (11) ausgebildet sind,

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der das andere Teil darstellt _s und daß der Magnet (12) drehbar ist und einen Rotor bildet.

4. Stellmittel nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,- daß der Streifen -(15) aus permeablem Material bogenförmig ist und an der Oberfläche des Rotors (12) derart befestigt ist* daß er dem Stator (11) gegenüberliegt.

_ 5. Stellmittel nach Anspruch 4, dadurch g e— ™ kennzeichnet, daß der Streifen (15) aus permeablem Material sich über einen Winkel am Mittelpunkt des Rotors (12) erstreckt;, der größer ist als der Winkel zwischen radialen Linien durch die Mittelpunkte zweier benachbarter Spulen (111, 112) des Stators (11), wobei die Spulen unter gleichen Winkeln voneinander getrennt sind.

6. Stellmittel nach Ansprueh 5» dadurch "gekennzeichnet , daß sich der Streifen (15) über einen Winkel am Mittelpunkt des Rotors (12) erstreckt, der 20 % größer als der Winkel zwischen den radialen Linien ist.

7· . . Stellmittel nach Anspruch 5 oder 6, dadtareii gekennzeichnet , daß der Streifen (15) In Bezug auf eine Spule (Hl) und eine benachbarte Spule (112) nach der Erregung dieser einen Spule (Hl) symmetrisch angeordnet ist.

8. Stellmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ daß öle eine Spule (111) und die andere Spule (112) unmittelbar zueinander benachbart sind.

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9. Stellmittel nach einem der Ansprüche j5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnet (12) mit sichtbaren Einstellmarken verbunden ist, die eine sichtbare Anzeige der Winkelstellung des Magneten (12) relativ zum Stator ergeben, und daß die Anzahl der Spulen (111 bis 120) zumindest gleich der Anzahl der Einstellmarken ist·

10. Stellmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Stator (11) { den Rotor (12) umgibt und nach innen gerichtete, mit den Spulen (111 bis 120) bewickelte Pole (1 bis 10) aufweist.

11. Stellmittel nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Einstellmarken auf einem ringförmigen Plansch (12a) markiert sind, der den Stator (11) in konzentrischer Beziehung umgibt und mit dem Magneten (12) eine Winkelbewegung ausführen kann.

12. Stellmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet , daß es mit einer ersten elektronischen Schaltung zur selektiven Erregung einer ausgewählten Spule (111) der Spulen (111 bis 120) kombiniert ist.

13o Stellmittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung einen ersten binären Dekoder-Treiber (201) aufweist, von dem jeder Ausgang mit einer ersten Leitung jeder der Spulen (111 bis 120) verbunden ist, und daß eine Oleichspannungsquelle mit einer zweiten Leitung jeder der Spulen (111 bis 120) zusammengeschaltet 1st.

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14·· Steilmittel nach Anspruöh IJ₉ dadurch g e kennzeichnet ,.daß die Mittel zur Feststellung 'der induzierten Spannung eine leihe von mit einem zweiten binären Dekoder-Treiber (202) und mit den ersten Leitungen verbundenen elektronischen Gattern (Sl bis SlO), die in selektiver Weise im Hinblick auf die Aktivierung der Spulen ,{ill bis 120) betätigt werden,, einen mit äen ausgängen verbundenen und eine Kompensationsschaltung

tuag (207) betätigbaren Servomechanismus (209) umfaßt

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L e e r s e i t e