DE2322355A1

DE2322355A1 - Analog-binaerdigital-wandlereinrichtung

Info

Publication number: DE2322355A1
Application number: DE2322355A
Authority: DE
Inventors: Donald H Ross
Original assignee: American Manufacturing Co Inc
Current assignee: American Manufacturing Co Inc
Priority date: 1972-05-10
Filing date: 1973-05-03
Publication date: 1973-11-29
Also published as: CA1007378A; DE2322355B2; US3813668A; GB1431200A

Description

Priorität: 1o. Mai 1972, USA, Nr. 251 922

Die Erfindung bezieht sich auf Ziffernräder zur Verwendung in Zeitsteuer- oder Zählapparaten und betrifft insbesondere Ziffernräder zur Umwandlung von Dezimalziffern in Binärziffern.

Es sind viele Analog-Digital-Codewandler bekannt, darunter solche, die mit sogenannten gedruckten oder geätzten Schaltungen arbeiten, sowie jene, bei denen eine Anzahl konzentrischer Nuten und eine durch den Anker eines Miniatur-Differentialtransform&tors verlaufende Welle vorgesehen sind, wobei die Welle an einer Rolle oder einem Rad befestigt ist und die Rolle bzw. das Rad quer zu den Nuten auf- und abläuft. Die ersteren Typen sind relativ teuer und haben den Nachteil, daß die Bürsten oder sonstigen Kontaktstükke, die mit leitenden Teilen elektrischen Kontakt bilden, eine Abnützung der leitenden Segmente bewirken. Die letzteren Typen, die Anker, Federn und kleine Feldv;.icklungen erfordern, sind ebenfalls sehr teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verhältnismäßig billige und einfache Analog-Digital-Wandlereinrichtung zu schaffen, die keine übermäßige Abnützung hervorruft und in hohem Kaße zuverlässig arbeitet.

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Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine zerlegte isometrische Ansicht des von hinten gesehenen Apparates mit einem teilweisen Blockschaltbild ;

Fig. 2 eine zerlegte isometrische Ansicht der mechanischen Teile des in Fig. 1 gezeigten Systems, von ■ vorne gesehen;

. Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines Ziffernrades sowie eines Drucktasten-Betätigungselements zur Drehung des Ziffernrades; und

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 1 zur Darstellung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung.

In Flg. 1 bis 4 ist eine Analog-Digital-Wandleranordnung zur Umwandlung von Dezimalziffern in Binärgrößen darstellende Spannungen gezeigt. Der Wandler umfaßt im wesentlichen vier Hauptteile, nämlich ein generell mit Io bezeichnetes Kunststoffgehäuse, ein manuell zurückstellbares Drucktasten-Betätigungselement 16, ein Ziffernrad 5 und tastende Binär-Schaltelemente 7, 8.

Das Gehäuse 1o 1st mit einer Vielzahl von seitlichen Bohrungen 13 versehen, durch die lange Schrauben hindurchgeführt werden können, um benachbarte Dekaden, aie jeweils aus den gleichen vier Elementen bestehen, pakexartig zu stapeln. Das Gehäuse 1o umfaßt ein vorderes Ziffernfenster 18, das aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuse 1o bestehen kann, falls der Kunststoff transparent ist. Das Gehäuse ist ferner mit einer horizontalen Welle 22 versehen, auf der die Ziffernräder 5 drehbar angeordnet sind» An der Innenwand 1oa des Gehäuses ist in herkömmlicher Weise, etwa mittels Stiften, ein metallisches Federslement 19 "befestigt_r dersen gekröpfte Spitze 19a als Gegen-Rasteiement wirkt, wenn das Ziffernrad schrittweise fortgeschaltet wird«, Das Feder element *° ist seitlich gegen das Rad 5 vorgespannt- und übt«, wenn das Rad auf der Welle 22 montiert ist, einen seitlichen Druck auf das Rei

aus. Vorgesehen ist ferner eine von vorne nach hinten verlaufende Nut 19b, in der ein länglicher, metallischer Betätigungsabschnitt 16c hin- und herbewegbar angeordnet ist. In der Wand 1oa ist ferner ein horizontaler Schlitz 1ob vorgesehen, der einen umgebogenen Abschnitt 16a des Betätigungselementes 16 aufnimmt.

An der aus Fig. 2 ersichtlichen Seite des Gehäuses 1 ο ist ein Zapfen 17 vorgesehen, um den eine Feder 15 gewickelt ist. Das längere Ende der Feder 15 berührt den Abschnitt 16a des Betätigungselements 16 und drückt diesen nach außen, d.h. gegen das Ziffernfenster 18. Das andere Ende der Feder 15 wird von einem angeformten Stück 1oc festgehalten. Um die Lageänderungen der Schaltelemente 7 aufzunehmen, die dann auftreten, wenn die Elemente von den Rillen in dem Ziffernrad 5 bewegt werden, wie dies im folgenden erläutert wird, ist eine vertikale Rille Iod bzw. ein nach innen versetzter Abschnitt vorgesehen. Zur leichteren manuellen Bedienung dient eine Drucktaste 2, die am vorderen Ende des Betätigungselements 16 befestigt ist. Ein innerer Abschnitt 16b dieses Betätigungselements 16 dient dazu, einen der an dem Ziffernrad 5 vorgesehenen scheibenförmigen VorsprUnge 4 zu beaufschlagen, um eine unbeabsichtigte Vorwärtsbewegung des Ziffernrades zu verhindern, wenn die Drucktaste 2 gedrückt und wieder losgelassen worden ist. Das Gehäuse 1o ist ferner seitlich mit zwei Bohrungen 1oe versehen, in die Stifte 2oa einer isolierenden Montageleiste 2o genau hineinpassen. Dadurch werden die Schaltelemente 7 in eine Stellung gebracht, in der sie seitlich in die Rillen 6 des Ziffernrades 5 drücken.

Die Vorsprünge 4 des Ziffernrades 5 entsprechen in ihrer Anzahl den sichtbaren Zeichen an der Stirnseite des Ziffernrades und können einstückig an das Kunststoffrad selbst angeformt sein. Die Vorsprünge 4 arbeiten, wie oben erwähnt, mit dem inneren Abschnitt 16b des Betätigungselements 16 zusammen, so daß eine Vorwärtsbewegung des Ziffernrades 5 verhindert wird, wenn die Druck-

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taste 2 nicht gedrückt ist. Ferner werden sie bei der Rückkehr der Taste 2 zur ziffernweisen Fortschaltung des Ziffernrades 5 jeweils einzeln von einer öffnung 14b erfaßt, die in einem Abschnitt 14a eines mit dem Betätigungselement 16 verbundenen Elements 14 vorgesehen ist. An der anderen Seite des Ziffernrades 5 ist eine Vielzahl von konzentrischen ringförmigen Rillen 6 vorgesehen, die mehrere tiefe Einschnitte 6a, flache Einschnitte 6b sowie die Abschnitts 6a und 6b verbindende schräge Übergangsflächen 6c aufweisen.

In die Rillen 6 des Ziffernrades 5 greifen vorspringende Auskröpfungen 7a der metallischen federnden Schaltelemente 7 ein. Die Elemente 7 sind to der Leiste 2o montiert, die in die Bohrungen 1oe in dem Gehäuse 1o eingesteckt ist. An der Leiste 2o ist außer den Elementen 7 ein generell umgekehrt-U-förmiges federndes Metallelement 8 vorgesehen. Die unteren Enden der Elemente 7 und 8 ragen unten aus der Leiste 2o heraus und können direkt in Buchsen einer gedruckten Schaltungskarte eingesteckt werden, die bei 24 scheroatisch dargestellt ist.

Wird die Drucktaste 2 eingedrückt, so läuft der hintere, nach außen gebogene Abschnitt 14a des Elements 14 zunächst an dem nachstilegenden Vorsprung 4 nach außen, so daß dieser Vorsprung unter den Abschnitt 14a gleiten kann, bis er mit der Öffnung 14b fluchtet. Am Ende dieser Bewegung schnappt, der gegen das Ziffernrad 5 vorgespannte Abschnitt 14a in seitlicher Richtung gegen das Rad und umgreift den Vorsprung 4. Wird der Druck von der Taste 2 entfernt, so bewirkt die von der Feder 15 auf den Abschnitt 16a ausgeübte nach vorne gerichtete Vorspannung, daß die Drucktaste wieder nach außen bewegt wird. Infolgedessen nimmt die rückwärtige senkrechte Kante der Öffnung 14b, die den Vorsprung 4 umgreift, diesen in Richtung der Vorderseite des Apparates mit, so daß das Ziffernrad 5 eine Zehntel-Umdrehung vorwärts gedreht wird. In der äußeren Stellung der Drucktaste 2 wird das Rad 5 in seiner Vorwärtsdrehung durch die Wirkung de3

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inneren Abschnitts I6b des Betätigungselements 16 begrenzt, der am Ende der Rückkehr- oder Vorwärtsbewegung der Taste sich gegen die Oberseite eines der Vorsprünge 4 legt. Das Ziffernrad ist ferner in seiner Rückwärtsdrehung durch den Druck der gekröpften Spitze 19a des Federelements 19 gegen die Seite eines weiteren Vorsprungs 9 begrenzt.

Dreht eich das Ziffernrad 5 beispielsweise von der Ziffer "8" zur Ziffer "9", so greifen die Auskröpfungen 7a in die Rillen 6; befindet sich die Ziffer "9" hinter dem Ziffernfenster 18, so werden die äußeren beiden Schaltelemente 7 (d.h. diejenigen Elemente 7, die den beiden Enden der Leiste 2o am nächsten sind) gegen das Element 8 gedrückt. Dies kommt daher, daß die Auskröpfungen 7a dieser beiden Elemente 7 auf den flachen Einschnitten 6b der Rillen 6 aufliegen. Die beiden dazwischenliegenden Schaltelemente 7 berühren das Element 8 nicht, da sie auf den tiefen Einschnitten 6a der Rillen aufliegen. Diese Stellung entspricht der binären Schreibweise "1001". Wird die Drucktaste 2 wiederum gedrückt und losgelassen und dadurch die Ziffer "0" hinter das Ziffernfenster 18 gebracht, so berührt in ähnlicher Weise keines der Enden 7b der Schaltelemente 7 das Element 8, was der binären Zahl "0000" entspricht.

Berühren die Enden 7b den horizontalen Bügel des Elements 8, so wird ein mit einem bestimmten Teil der zugehörigen integrierten Schaltung 12 verbundener Kreis geschlossen, wobei die integrierte Schaltung 12 gemäß Fig. 1 über einen Widerstand 9 aus einer Spannungsquelle 11 gespeist wird.

Statt mit Dezimalzahlen und BinärZiffernsystemen kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Systemen verwendet werden, wobei die Markierungen auf dem Rad 5 und die Einschnitte in den Rillen 6 entsprechend zu modifizieren sind. Dabei können auch mehrere Kontaktbügel 8 und Schaltelemente 7 mit unterschiedlichen Längen oder sonstigen Formen notwendig sein.

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Claims

P_a_t_e_n_t_a_n_sjD_r_U_c_h_e

/i J Analog-Digital-Wandlereinrichtung, gekennzeichnet durch ein generell scheibenförmiges Rad (5) mit zwei entgegengesetzten Seiten, auf deren einer eine Anzahl generell konzentrischer Rillen (6) mit jeweils einzelnen Ziffern entsprechenden flachen und tiefen Einschnitten (6a, 6b) angeordnet sind, ferner eine Anzahl von länglichen federnden Elementen Cf) mit Jeweils einem ersten Abschnitt (7a), der in eine der Rillen (6) eingreift, sowie mit einen leitenden zweiten Abschnitt (7b) zur Verbindung mit einer elektrischen Schaltung (12), ferner ein in der Nähe der besagten zweiten Abschnitte (7b) angeordnetes leitendes Element (8), das an die Schaltung (12) anschließbar ist und in Abhängigkeit davon, ob der zugehörige erste Abschnitt (7a) in einen flachen oder tiefen Einschnitt (6a, 6b) der zugehörigen Rille (6) eingreift, mit dem entsprechenden zweiten Abschnitt (7b) in Berührung tritt, sowie eine dem Rad (5) zugeordnete Einrichtung (2, 14, 16.) zur Drehung des Rades (5).

ζ. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2, 14, 16) zur Drehung des Rades (5) drucktastenbetätlgt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (5) an seiner Kante Dezimalmarkierungen aufweist, daß die flachen und tiefen Einschnitte (6a, 6b) in den Rillen (6) Binärziffern entsprechen und daß

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die länglichen Elemente (7) so montiert sind, daß ihre ersten Abschnitte (7a) normalerweise einen Druck in seitlicher Richtung des Rades (5) in die Rillen (6) ausüben.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (19) zur Verhinderung einer RUckdrehung des Rades (5), wenn die Drucktasteneinrichtung (2, 14, 16) zur Fortschaltung des Rades (5) um einen Schritt verwendet worden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (16b) zur Verhinderung einer unzulässigen Vorwärtsdrehung des Rades (5), wenn die Drucktasteneinrichtung (2, 14, 16) das Rad (5) um einen Schritt fortgeschaltet hat.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g ekennzeichnet, daß das Rad (5) an einer Seite eine Vielzahl von Vorsprüngen (4) aufweist, an denen die Drucktasteneinrichtung (2, 14, 16) zur schrittweisen Fortschaltung des Rades (5) einzeln angreift.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch g ekennzeichnet, daß das Rad (J5) mindestens vier konzentrische Rillen (6) aufweist.

θ. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g ekennzeichnet, daß die länglichen Elemente (7) im wesentlichen parallele Drahtabschnitte sind, die gegeneinander isoliert eingebaut sind. 3Q98A8/1 178

9. Einrichtimg nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g ekenn zeichnet, daß das leitende Element (8) ein
generell umgekehrt-U-förmig gebogener Drahtabschnitt ist.

1q. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g ekennzeichnet, daß die besagten ersten Abschnitte (7a) der Elenente (7) generell U-förmige Auskröpfungen sind, die in die Rillen (6) in dem Rad (5) eingreifen.

11. Einrichtung nach Anspruch. 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (19) zur Verhinderung
einer Rückdrehung des Rades (5) ein an den Vorsprüngen (4)
angreifendes Federelement umfaßt.

12. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16b) zur Verhinderung einer unzulässigen Vorwärtßdrehung des Rades (5) an den Vorsprüngen (4) angreift.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16b, 19) zur Verhinderung unzulässiger Drehungen des Rades (5) mit der Einrichtung (2, 14, 16) zur Drehung des Rades verbunden ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung (13), die die
Drucktasten-Betätigungseinrichtung (2, 14, 16) in eine äußere Ruhelage vorspannt.

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15. Codiergerät, gekennzeichnet durch ein Element (5), an dessen einer Seite eine Anzahl von Rillen (6) mit Jeweils einzelnen Ziffern entsprechenden Einschnitten (6a, 6b) unterschiedlicher Tiefe angeordnet sind, ferner eine Anzahl von länglichen Federelementen (7) mit ersten Abschnitten (7a), die in die Jeweiligen Rillen (6) eingreifen, sowie zweiten leitenden Abschnitten (7b), ferner ein in der Nähe der zweiten Abschnitte (7b) angeordnetes leitendes Element (8), das mit den besagten zweiten Abschnitten in Berührung tritt, wenn die jeweils zugehörigen länglichen Elemente (7) durch das Eingreifen der ersten Abschnitte (7a) in die flacheren Einschnitte (6b) der Rillen (6) gebogen werden, sowie eine Einrichtung (2, 14, 16) zur Bewegung des Elements (5).

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