DE2427720A1

DE2427720A1 - Eisenkernlose messeinrichtung mit erweitertem anzeigebereich

Info

Publication number: DE2427720A1
Application number: DE19742427720
Authority: DE
Inventors: John D Baker; Bryce W Carus
Original assignee: Stewart Warner Corp
Current assignee: Stewart Warner Corp
Priority date: 1973-06-11
Filing date: 1974-06-08
Publication date: 1975-01-02
Also published as: US3946311A; JPS5034255A; AU6979374A

Description

tsii. 27 ToI. 61 70/^

7. Juni 1974 Gzt/Ra.

Stewart-Warner Corporation, 1826 Diversey Parkway, Chicago, Illinois. U. S. A.

Eisenkernlose Meßeinrichtung mit erweitertem Anzeigebereich

Die Erfindung betrifft allgemein eine eisenkernlose Meßeinrichtung bzw. eine Meßeinrichtung mit Luftkern und insbesondere eine eisenkernlose Meßeinrichtung mit einer neuartigen Einrichtung zur Erweiterung des Bewegungsbereiches eines Anzeigers.

Im allgemeinen verwenden eisenkernlose Meßeinrichtungen mehrere Spulen, die unter verschiedenen Winkeln bezogen aufeinander angebracht sind und entsprechend einer an einem entfernten Punkt vorliegenden Bedingung erregt werden, um ein resultierendes Magnetfeld zur Drehung eines Magneten zu erzeugen. Eine Zeigerwelle ist an den Magneten angebracht und bewegt einen Zeiger in eine Winkelstellung, um Änderungen des an dem entfernten Punkt vorliegenden Zustandes anzuzeigen. Derartige Vorrichtungen werden häufig als Drehzahlmesser oder Tachometer verwendet.

Häufig weisen derartige Einrichtungen zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Spulen auf, die derart erregt werden, daß das von einer Spule erzeugte magnetische Feld ansteigt, während das andere magnetische Feld entsprechend einem sich

409881/0992

ändernden Signal von der entfernten Position abfällt, Ms eine Spule ein maximales Feld in einer Richtung erzeugt und die andere Spule ein minimales Feld in der anderen Richtung. Unter diesen Umständen wird das resultierende magnetische Feld um 90° verschoben, was eine theoretisch maximale Zeiger bewegung um diesen Betrag erlaubt.

Um den Bereich der Zeigerbewegung bei Verwendung von zwei Spulen zu erweitern, wurden beim Stand der Technik entweder mechanische Getriebe benutzt oder Einrichtungen, die sich wiederholende Impulse, deren Frequenz den entfernten Zustand (z.B. eine Motordrehzahl) darstellt, in ein der Frequenz der sich wiederholenden Signale proportionales Gleichstromsignal umwandeln, das dann dazu benutzt wird, die Richtung des durch die Spulen fließenden Stromes umzuschalten, um die Richtung des magnetischen Feldes umzukehren.

Beispiele für Vorrichtungen, die ein derartiges Gleichstromsignal erzeugen und verwenden, sind in den US-Patentschriften 3 168 689 und 3 636 khj offenbart. Der Nachteil derartiger Systeme besteht darin, daß die Verstärkung von Gleiehstromsignalen relativ schwierig ist, da es bekannt ist, daß Gleichstromverstärker häufig Störungen unterworfen sind bzw. Verzerrungen erzeugen, die ungenaue Anzeigen ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine neuartige eisenkernlose Meßeinrichtung zu schaffen, die über einen relativ weiten Bereich relativ genau ist und unabhängig von bereits von Natur aus unstabilen Verstärkern oder anderen signalumsetzenden Einrichtungen ist.

4-09881 /0992

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter einem Winkel zueinander angeordnete Spulen vorgesehen sind sowie eine Schalteinrichtung für diejenigen Spulen, die von sich wiederholenden Signalen gesteuert werden, deren Frequenz und Dauer proportional dem Betrag eines entfernten Zustandes sind, so daß die Spulen einen resultierenden magnetischen Vektor erzeugen können, der die Drehung eines einen Zeiger tragenden Magneten in einem Verhältnis zum Betrag des Zustandes bewirkt.

Erfindungsgemäß wird somit eine vorteilhafte eisenkernlose Meßeinrichtung mit mehreren winkelmäßig orientierten Spulen geschaffen, bei der eine Schalteinrichtung mit den Spulen verbunden ist, um den Strom durch die Spulen zu steuern. Impulsgeneratoren, die auf Änderungen der Frequenz elektrischer Signale ansprechen, die einen Zustand, wie z.B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl darstellen, steuern die Schalteinrichtung zur Erregung der Spulen derart, daß ein resultierender magnetomotorischer Vektor erzeugt wird, dessen Winkelstellung auf die Frequenz der Signale bezogen ist. Der resultierende magnetomotorische Vektor veranlaßt einen Magneten und einen zugehörigen Zeiger sich zu drehen, um dadurch eine Anzeige des Betrages bzw. Wertes des Zustandes zu erhalten.

Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

40988 1/0992

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine eisenkernlose Meßeinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2A, 2B und 2C graphische Darstellungen der Beziehungen zwischen den Strömen in winkelmäßig zueinander angeordneten Spulen einer Ausfuhrungsform der Erfindung und den magnetischen Feldern in diesen Spulen, die von den Strömen erzeugt werden,

Fig. 3 ein Blockschaltbild, das allgemein die Schaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht,

Fig. h eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangsimpulsen der Steuerschaltungsanordnung, die einen Teil der Erfindung bildet,

Fig. 5a und 5B graphische Darstellungen, die veranschaulichen, wie die von den winkelmäßig angeordneten Spulen einer Ausführungsform der Erfindung entsprechend den von der in Fig. 3 allgemein dargestellten Schaltungsanordnung abgegebenen Signalen erzeugten magnetischen Felder kombiniert werden können, um die gewünschten resultierenden magnetischen Felder zu erhalten,

Fig. 6 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Leitungszustände der verschiedenen Transistoren in der Schaltungsanordnung nach Fig. 6,

409881/0992 .

Pig. 8A und 8B Schaltbilder einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 9A und 9B Schaltbilder, die mehr im einzelnen Teile der Schaltungsanordnungen nach den Fig. 8A und 8B zeigen,

Fig. IO eine "Wahrheitstabelle", die zum besseren Verständnis der in den· Fig. 8A, 8B, 9A und 9B dargestellten Ausfiihrungsform der Erfindung dient,

Fig. 11 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 13 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 12.

In Fig. i ist ein Teil einer eisenkernlosen Meßeinrichtung IO dargestellt, die gewöhnlich als Zwei-Drehmoment-Meßeinrichtung bezeichnet wird und als Tachometer oder Drehzahlmesser verwendet werden kann, wie bereits erwähnt.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind Spulen H und V auf einen Spulenkörper 12 gewickelt, wie es z.B. in der US-Patentschrift 3 69*1 750 beschrieben ist. Die Spulen erzeugen magnetische Felder entlang zueinander senkrechten Achsen, die sich in der Mitte schneiden, und die derart erzeugten Felder

409881/0992

drehen einen scheibenförmigen Permanentmagneten lh, der teilweise in dem weggebrochenen Ausschnitt der Spulen in der Zeichnung dargestellt ist. Der Magnet lh ist an einer drehbar gehaltenen Welle befestigt, die an einem Ende eine Anzeigenadel 16 trägt. Die Anzeigenadel ist an der Welle in einer gewünschten Nullposition relativ zu einer Skalenscheibe oder Skala 18 angebracht und zeigt durch ihre Drehung relativ zu dieser Skalenseheibe oder Skala eine Motordrehzahl oder einen anderen Zustand an.

Die dargestellte Skala zeigt Drehzahlmarkierungen in Umdrehungen pro Minuten an, wobei ein Winkel von 90 3000 ü/Min., ein Winkel von 180° 6OOO U/Min, und ein Winkel von 270° 9OOO U/Min. entspricht. Es ist ersichtlich, daß die Skala und ihre Markierungen lediglich beispielhaft zu verstehen sind, und daß eine Skalenscheibe 18 mit beliebigen gewünschten Markierungen oder Zeichen versehen werden kann, die den Betrag oder Wert des zu überwachenden Zustandes anzeigen.

Die Wicklungen H und V erzeugen magnetische Felder einer bestimmten Richtung und eines bestimmten Betrages entlang ihrer Achse, was von der Richtung und dem Betrag des durch die Wicklungen fließenden Stromes abhängt. Die einzelnen Magnetfelder vereinigen sich und erzeugen ein resultierendes Feld zur entsprechenden Ausrichtung des Magneten 14 und bringen dadurch den Zeiger in eine bestimmte Stellung. Richtung und Betrag der Ströme in den Spulen werden gesteuert, so daß, wenn z.B. das der Spule V zugehörige Feld einen Maximalbetrag in einer Richtung erreicht und die andere Spule H kein Feld erzeugt, der resultierende magnetische Vektor unter einem Winkel von

409881/0992

90° oder parallel zu der Achse der Spule V verläuft. Wenn die Spule H das einzige Feld erzeugt, so ist der Zeiger parallel zu ihrer Achse ausgerichtet. Die Stellung des Zeigers hängt daher zu jeder Zeit von der Winkelstellung des Magneten relativ zu den Spulen H und V ab und damit vom Betrag und der Richtung der durch diese Spulen fließenden Ströme.

Aus den Fig. 2A, 2B und 2C ist,zu erkennen, wie die Ströme in den Spulen H und V eine Drehung des Magneten über einen weiten Bereich bewirken, wodurch eine Meßeinrichtung mit erweitertem bzw. vergrößertem Meßbereich erhalten wird.

Fig. 2A veranschaulicht die Beziehung zwischen den durchschnittlichen Spulenströmen bzw. den magnetischen Feldern in den
beiden Spulen H und V, wenn es erwünscht ist, eine Meßeinrichtung mit einer Anzeige von O bis 270° Zeigerdrehung zu erhalten. Die mit einer durchgehenden Linie gezeichnete Kurve stellt den durchschnittlichen Strom oder die durchschnittliche magnetomotorische Kraft in der Spule V dar, während die gestrichelt gezeichnete Kurve die gleichen Größen für die Spule H darstellt. Die spezifischen Punkte a_v bis g„ und a.„ bis g„ sollen relative Werte bei spezifischen Drehwinkeln zeigen, nämlich bei k5°, 90°, 135°, 180°, 225° und 270°. Bei einem Drehwinkel von 0° ist aus der dargestellten Ausführungsform zu ersehen, daß die Spule V einen Strom O führt und daher
keine magnetomotorische Kraft erzeugt, während die Spule H einen maximalen Strom negativen Betrages führt. Die Bezeichnungen "negativ" und "positiv" sind hier und in der folgenden Beschreibung willkürlich gewählt, wobei die Bezeichnung

409881/0992

negativ einen Strom bezeichnet, der einen magnetischen Vektor erzeugt, der sich im Falle der Spule H in der Zeichnung nach links erstreckt und im Falle der Spule V nach unten, und die Bezeichnung positiv dient zur Kennzeichnung eines Stromes, der erforderlich ist, um einen Vektor des Magnetfeldes zu erzeugen, der sich im Falle der Spule H nach rechts in der Zeichnung erstreckt und im Falle der Spule V nach oben.

Fig. 2A veranschaulicht die Vektoren des Magnetfeldes, die bei 0°, 90°, 100° und 270° erzeugt werden, wenn die Spulen H und V entsprechend den in Fig. 2A dargestellten Kurven erregt werden.

Fig. 2C veranschaulicht, wie die in den Spulen H und V erzeugten Vektoren des Magnetfeldes vereinigt werden, um resultierende Vektoren des Magnetfeldes zu erzeugen, die den Zeiger in einem Bereich von 0 bis 270 drehen. Bei 0 , also bei den Punkten a_v und a_H, hat a_v den Wert 0, während a„ den maximalen negativen Wert aufweist. Bei 45° ist der in der Spule V fließende positive Strom bis auf den mit b„ bezeichneten Wert angewachsen, während der negative Strom in der Spule H ausgehend vom Wert 0 in der Zeichnung nunmehr den Wert bjj erreicht hat. Wie Fig. 2C zu entnehmen ist, verläuft der resultierende Vektor des Magnetfeldes unter diesen Umständen? unter einem Winkel von 45°, und auda der Zeiger stellt sieh in diese Richtung. Bei 90° ist der Strom in der Spule H gleich 0, was dem Punkt c„ entspricht, während der Strom der Spule V den durch den Punkt c_y dargestellten maximalen positiven Wert erreicht hat, und der resultierende Vektor des Magnetfeldes nimmt daher einen Winkel von 90 ein. Die Art und Weise, in der die Vektoren der Magnetfelder in den Spulen

409881/0992

— Q _

H und V vereinigt werden, um die restliche Drehung bis zu dem mit 270 bezeichneten Punkt zu bewirken, Verbindung mit Pig 2C entnommen werden.

mit 270 bezeichneten Punkt zu bewirken, kann aus Fig. 2A in

Fig. 3 läßt sich die allgemeine Schaltungsanordnung einer Ausführungsform der Erfindung entnehmen. Bei dieser Ausführungsform kann ein Anschluß 20 mit einer Signalquelle verbunden werden, die Impulsfolgen abgibt, deren veränderliche Frequenz Änderungen eines entfernten Zustandes darstellt. Dieser Zustand kann die Drehzahl eines Motors sein, wobei in diesem Falle die Signale durch Schließen und Öffnen eines Kontaktes in Abhängigkeit von der Motordrehzahl erhalten werden können. Alternativ kann ein entsprechend angebrachter magnetischer Meßwertgeber verwendet werden, der Impulse erzeugt, die die Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. die Motordrehzahl bezeichnen. Natürlich kann der zu überwachende Zustand und die die repräsentativen Impulsfolgen abgebende Signalquelle von einem Fachmann je nach den speziellen Erfordernissen abgeändert werden.

Die dem Anschluß 20 zugeführten Impulse können einer Impulsformerschaltung 22 zugeführt werden, die eine beliebige übliche Ausführung sein kann, die Impulse erhält und Ausgangsimpulsfolgen erzeugt, die z.B. je nach Wunsch aus Bechteckimpulsen oder Nadelimpulsen einer bestimmten Amplitude bestehen. Der Ausgang der Impulsformerschaltung 22 wird mehreren Impulsgeneratoren 2h, 26 und 28 zugeführt, die jeweils von einem monostabilen Multivibrator gebildet werden können, der Ausgangsimpulse veränderlicher Dauer erzeugt, die entsprechend mit A, B und C bezeichnet sind.

409881/0992

Die Impulse A, B und C werden dazu verwendet, eine mit der Horizontalspule H verbundene SchaItereinrichtung 30 und eine mit der Vertikalspule V verbundene Schaltereinrichtung 32 zu steuern. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die Schaltereinrichtungen 30 und 32 jeweils mit der ihnen zugeordneten Spule verbunden, um den von einer Stromquelle, vorzugsweise einer Gleichstromquelle, den Spulen zugeführten Strom zu steuern.

Wie der folgenden Beschreibung zu entnehmen ist, ist auch die Verwendung von mehr als zwei Spulen in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beabsichtigt, und wie ebenfalls aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen ist, kann die Art und Weise, in der die Signale A, B und C die jeder Spule zugeordnete Sehaltereinrichtung betätigen, geändert werden, um einen Strom in jeder Spule und damit die gewünschten resultierenden magnetomotorischen Vektoren zu erzeugen.

Fig. k veranschaulicht das zeitliche Verhältnis der Impulse A, B und C bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In der Figur ist der der Impulsformerschaltung 22 zugeführte Eingangsimpuls durch den Impuls 3k mit der höheren Amplitude dargestellt, der bei Empfang die Impulsgeneratoren zur Erzeugung der dargestellten Impulse A, B und C veranlaßt. Wie im folgenden noch in Verbindung mit der Beschreibung einer spezifischen erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ausgeführt wird, nimmt das Zeitintervall zwischen den Impulsen 3k ab, wenn die Frequenz der Eingangsimpulse ansteigt. Bei höheren Frequenzen, d.h. also, bei höheren Geschwindigkeiten oder Motordrehzahlen, verringert sich der Abstand zwischen den Impulsen Jk und kann

409881 /0992

bis auf einen Punkt abfallen, bei dem kein Impuls C und nur noch ein Teil des Impulses B erzeugt werden. Hieraus folgt, daß die Zeiten, in denen die Schalteinrichtungen 30 und 32 betätigt werden, um einen Strom in den Spulen zu gestatten, verändert werden, und diese Veränderungen entsprechend dem Auftreten und der Dauer der Impulse A, B und C können zur Erzeugung von Strömen und resultierenden magnetomotorischen Kräften entsprechend gewählt werden, um zu bewirken, daß der Magnet und der zugehörige Zeiger Drehungen als Funktion der Frequenz der Impulse 3^ ausführen.

Den Fig. 5C und 5B läßt sich entnehmen, wie dies erfolgen kann. In Fig. 5A ist der Strom oder die magnetomotorische Kraft der Vertikalspule V mit "resultierende magnetomotorische Kraft V" bezeichnet und entspricht der in Fig. 2A mit einer ausgezogenen Linie dargestellten Kurve, wie zu ersehen ist. In Fig. 5B ist der Strom oder die magnetomotorische Kraft der Horizontalspule mit "resultierende magnetomotorische Kraft H" bezeichnet und entspricht der gestrichelt gezeichneten Kurve nach Fig. 2A.

Die resultierende magnetomotorische Kraft V kann durch Ströme in der Spule V erzeugt werden, die mit "V⁺" und "V~" bezeichnete magnetomotorische Kräfte erzeugen, indem die Impulse A und C zur Steuerung des Schaltens der Spule V benutzt werden. Zur Erzeugung der resultierenden Kurve für die magnetomotorische Kraft H, können die Kurven der magnetomotorischen Kräfte H und H~ zusammengefaßt werden, indem der Impuls B und ein die Abwesenheit eines Impulses B bezeichnender sog. B'-Impuls verwendet werden, die dazu beitragen, die resultierende magnetomotorische Kraft H zu erzeugen.

409881/0992

In Pig. 6 1st die Schaltungsanordnung einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser Schaltungsanordnung sind die Spulen V und H in Brückenschaltungen hO bzw. 42 angeordnet, die spezifische Ausführungsformen der Schalteinrichtungen 32 bzw. 30 darstellen, die allgemein in Fig. 3 gezeigt sind.

Die Brückenschaltung 40 weist Transistoren Q9, QiO, QIl und Q12 auf. D,er Kollektor des Transistors Q9 ist über einen einstellbaren Widerstand R23, einen Widerstand R24, einen Widerstand R7 und eine Diode D2 mit einer Spannungs- bzw. Signalquelle verbunden. Der Kollektor des Transistors QIl ist mit der Quelle über die gleichen Elemente und außerdem über einen Widerstand R25 verbunden. Die Spule V selbst liegt zwischen den Kollektoren der Transistoren QlO und Q12. Die Brücke wird geschlossen durch Verbinden der Emitter der Transistoren Q9 und QIl mit den Kollektoren der Transistoren QlO und Q12. Die Wirkungsweise dieser Schaltungsanordnung ist derart, daß Strom in der Spule V in einer Richtung fließt, wenn der Transistor QIl in Serie mit dem Transistor QlO leitet und ein Strom in der entgegengesetzten Richtung fließt, wenn der Transistor Q9 in Serie mit dem Transistor Q12 leitet.

Zur Steuerung der Leitung der Transistoren Q9 bis Q12 sind ihre Basisstromkreise mit den Ausgängen der Impulsgeneratoren verbunden. Der Schaltungsanordnung in Fig. 6 ist zu entnehmen, daß die Basisstromkreise der Transistoren Q9 und Qi2 über die Widerstände R26 mit dem Emitter eines Transistors Q3 verbunden sind, der den Ausgang des in Fig. 3 gezeigten Impulsgenerators 24 darstellt. Gleichzeitig sind die Basisstrom-

409881 /0992

242772Ü

kreise der Transistoren QlO und QIl über die Widerstände RIl mit dem Emitter eines Transistors Q8 verbunden, der den Ausgang des Impulsgenerators 28 bildet. Wenn der Transistor Q3 leitet, werden daher die Transistoren Q9 und Q12 durchgeschaltet und ein Strom fließt durch die Spule V in einer ersten Richtung. Wenn der Transistor Q8 leitet, leiten die Transistoren QlO und QIl, und ein Strom fließt in der Spule V in der entgegengesetzten Richtung, so daß also ein Strom in der Spule V in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Ausgangssignalen der Impulsgeneratoren 24 und 28 fließt, d.h. also, in Abhängigkeit von dem Anliegen der Impulse A und C. Die Dioden D3 und D4 bilden einen Nebenschluß für positive Spannungsspitzen, die an der Spule V auftreten können.

In Fig. 6 wird die Schalteinrichtung 30 für die Spule H von der Brückenschaltung 42 gebildet, die Transistoren Q13» Q14 und Q15 aufweist. Der Kollektorstromkreis des Transistors Q13 ist mit einem Anschluß der Spule H und mit der Spannungsbzw. Signalquelle über einen Widerstand R7 und Widerstände R28 und R29 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q15 ist mit dem anderen Anschluß der Spule H und ebenfalls mit der Quelle über die gleichen Widerstände verbunden, wie dies beim Kollektor des Transistors Q13 der Fall ist. Ein Nebenschluß für positive Spannungsspitzen wird von Dioden D5 und D6 gebildet. Die Basisstromkreise der Transistoren Q13 und Q14 sind über die Widerstände R20 mit dem Emitter eines Transistors Q6 verbunden, der den Ausgang des den Impuls B erzeugenden Impulsgenerators 26 bildet, und diese Transistoren leiten entsprechend dem leitenden Zustand des Transistors Q6. Eine Diode D7 und ein Widerstand R31 verbinden die Basis des

409881/0992

2A2772Ü

Transistors Qi5 mit der Quelle, so daß der Transistor Q15 normalerweise leitend vorgespannt ist, um einen Strom durch die Spule H in negativer Richtung zu ermöglichen, wenn die Transistoren Q13 und Q14 nicht leitend sind. Zu Beginn eines jeden Operationszyklus fließt daher ein Strom in der Spule H, um ein negatives Anfangsmagnetfeld aufzubauen, das in Fig. 2A durch den Punkt a^ repräsentiert wird und somit die Zeigernadel auf eine Nullposition einzustellen. Die Diode D8 verbindet die Basis des Transistors Q15mlt dem Kollektor des Transistors Q13, so daß bei leitendem Transistor Q13 die negative Vorspannung seines Kollektors den Transistor QI5 veranlaßt zu sperren. Um einen Schutz vor Spannungsspitzen bzw. Spannungsstößen der Spannungsquelle für die Schaltungsanordnung zu erhalten, legen die Dioden D9, DlO und DIl die Kollektoren der Transistoren, mit denen sie verbunden sind, über eine Zenerdiode Z4 an Masse und bilden somit eine Begrenzerschaltung.

Es ist somit ersichtlich, daß ein Strom in den Spulen V und H in Abhängigkeit von dem leitenden Zustand der zugehörigen Schalteinrichtungen oder Steuertransistoren fließt, und daß diese wiederum von den Ausgangstransistoren Q3, Q6 und Q8 der Impulsgeneratoren 24, 26 und 28 gesteuert werden.

Die der Schaltungsanordnung zugeführten Eingangssignale können von einer Impulsquelle 44, z.B. den Unterbrecherkontakten eines Motors, gebildet werden, die somit über einen Leiter 46 Impulse mit einer von der Motordrehzahl abhängigen Impulsfolgefrequenz zuführen. Eine Impulsformung wird mittels einer Schaltungsanordnung erreicht, die aus einem Widerstand Rl, einer Spule ¥,

409881/0992

242772Q

einem Kondensator Cl, einer Zenerdiode Zl, Widerständen R2 und R3 und einer Diode Dl besteht. Die Spule ¥ dient dazu, den eintreffenden Impulsen im wesentlichen eine Rechteckform zu verleihen, während der Kondensator Cl und der Widerstand R2 zusammen zur Differenzierung des Rechteekimpulses dienen, um einen positiven Nadelimpuls an der Basis eines Transistors Ql zu erzeugen.

Um auch für den Fall vorzusorgen, bei dem eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung als Tachometer für Motoren mit unterschiedlichen Zylinderzahlen benutzt werden soll, wird die Spannung von der Signalquelle über einen Widerstand R4 zugeführt, der über eine Zenerdiode Z2 mit Masse verbunden ist. Die Spannungsquelle ist direkt mit dem Anschluß 1 eines Schalters SWl und über entsprechende einstellbare Widerstände R8 und R9 mit den Anschlüssen 2 und 3 dieses Schalters verbunden. Wie im folgenden näher erläutert wird, kann durch diese Einrichtung die Dauer der von den Impulsgeneratoren erzeugten Steuerimpulse in Abhängigkeit von der Zylinderzahl eines Verbrennungsmotors, dessen Drehzahl erfaßt werden soll, geändert werden.

Ein Widerstand R5 führt die auf einen von der Zenerdiode Z3 bestimmten Wert begrenzte Quellenspannung über die Widerstände RIO und RIl den Kollektoren von Transistoren Ql und Q4 zu. Die Kollektorspannung für die Transistoren Q2, Q5 und Q7 wird über den Widerstand R6 und die entsprechenden zugehörigen Widerstände: R13, R14 und R15 zugeführt. Jeder Transistor Q2, Q5 und Q7 bildet ein Element der die Impulse A, B und C erzeugenden Impulsgeneratoren und steuert die Leitung der zugehörigen Ausgangstransistoren Q3, Q6 und Q8

409881/0 9 92

mittels der Verbindungen zwischen den Basen und Kollektoren dieser Transistorenpaare. Um die Eingangstransistoren Q2, Q5 und Q7 der Impulsgeneratoren in ihrem Anfangs-Ruhezustand normalerweise leitend zu halten, sind ihre Basen über einstellbare Widerstände R17, R18 und R19 über einen Abgriff ¥1 des Schalters SWl mit der Quelle verbunden. In diesem Zustand sperren die Transistoren Q9, QlO, QiI und Q12 in der Brückenschaltung 40, wie auch die Transistoren Q13 und Q14 in der Brückenschaltung 42. Hierbei wird eine veränderliche Vorspannung, abhängig von der Stellung des Abgriffes Wl, den Basen dieser Transistoren zugeführt. Gleichzeitig spannt der Widerstand R17 den Transistor Rl derart vor, daß er normalerweise nicht-leitend ist. Eine Vorspannung zur Aufrechterhaltung der Leitung des Transistors Q4 wird über die Widerstände RIO und R12 zugeführt. Damit der Widerstand Q4 die Leitung der Transistoren Q5 und Q7 steuern kann, sind die Basen dieser letzteren Transistoren mit dem Kollektor des Transistors Q4 über die Kondensatoren C6 und C7 gekoppelt. Aus dem gleichen Grunde koppelt der Kondensator C4 den Kollektor des Transistors Ql mit der Basis des Transistors Q2. Da der Transistor Q4 normalerweise leitet, werden die Kondensatoren C4, C6 und C7 über ihre zugehörigen Widerstände R17, Ri8 und R19 auf eine AnfangsSpannung aufgeladen, und der Betrag dieser Ladung wird von der Dimensionierung dieser Widerstände und der Stellung des Abgx^iffes 1 bestimmt.

Zur Veransehauliehung der Wirkungsweise der in Fig. 6 dargestellten Schaltungsanordnung wird Bezug auf das in Fig. 7 dargestellte Diagramm genommen, in dem der leitende Zustand eines jeden Transistors gezeigt ist. Durch Einstellen des

409881/099

Abgriffs Wl auf einen der Anschlüsse 1, 2 oder 3, abhängig von der Zylinderzahl des Motors, wird ein geeigneter Ladespannung s ρ eg el für die Kondensatoren C^t, C6 und C7 ausgewählt. Zu Beginn leiten die Transistoren Q2, Q4, Q5, Q7 und Q15, wie bereits erwähnt. Wenn der Transistor Q15 leitet, fließt Strom in negativer Richtung von der Quelle über einen von Widerständen R27, R28 und R29 gebildeten Stromkreis in die Spule H. Unter diesen Umständen ergibt sich das in Fig. 2C mit dem Punkt a^j bezeichnete resultierende Magnetfeld, das einen maximal negativen Betrag aufweist und im Fall eines Tachometers zur Nullanzeige einer Drehzahl verwendet wird.

Wenn der Motor in Betrieb ist, wird ein positiver Impuls in Form eines Nadelimpulses 48 über die Diode Dl zugeführt, um den Transistor Ql in die Leitung zu treiben. Wenn der Transistor Ql leitet, sperrt der Transistor Q2 und entlädt den Kondensator G^. Wenn der Transistor Q2 sperrt, wird der Transistor Q3 leitend. Die Leitung des Transistors Q3 stellt den Beginn des Impulses A dar, und dies ist in Fig. 7 durch Strichelung und den Buchstaben "A" unterhalb der Q3-Kurve dargestellt. Der leitende Zustand des Transistors Q3 bewirkt wiederum, daß auch die Transistoren Q9 und Q12 leiten. Bei leitenden Transistoren Q9 und Q12 fließt ein Strom in der Spule V in negativer Richtung, und zwar während einer von der Dauer des Impulses A bestimmten Zeit. Hierdurch wird natürlich angezeigt, daß der Motor begonnen hat, sich zu drehen und die Drehzahl daher von Null verschieden ist.

Die Impulsdauer des Impulses A wird von der Zeit bestimmt, die erforderlieh ist, um den Kondensator C4 bis zu dem Punkt zu entladen, bei dem der Transistor Q2 wiederum leitet. Wenn dies

4 09881/0992

eintritt, sperrt der Transistor Q3 und die Dauer des Impulses A ist festgelegt. Hierdurch wird bewirkt, daß ein Impuls einer bestimmten Richtung der Spule V zugeführt wird. Während sich der Transistor Qi in der Leitung befand, sperrte der Transistor Q4, und die Kondensatoren C6 und C7 begannen sieh über den Widerstand RIl auf einen von der Stellung des Abgriffes Wl bestimmten Wert aufzuladen. Diese Kondensatoren sind zunächst positiv aufgeladen, wenn der Transistor Q4 sperrt, um die Transistoren Q5 und Q7 leitend zu halten, jedoch wenn der Transistor Q4 wiederum leitend wird, wenn der Transistor Qi wiederum leitet, bewirkt die negative Spannungsamplitude am Kollektor des Transistors Q4, daß die Transistoren Q5 und Q7 synchron sperren. Wenn der Transistor Q4 leitend wird, entladen sich die Kondensatoren C6 und C7 über die Widerstände R18 und R19, wodurch die Impulsdauer der Impulse B und C bestimmt wird. Die Transistoren Q5 und Q7 bewirken jeweils beim Sperren, daß ihre zugehörigen Ausgangstransistoren Q6 und Q8 leitend werden, wobei das Einsetzen der Leitung der Transistoren Q6 und Q8 den Beginn der Impulse B und C bewirkt, was in Fig. 7 durch Strichelung und entsprechende Buchstabenbezeichnungen unter den Kurven dargestellt ist, die die Ausgänge der entsprechenden Transistoren bezeichnen.

Wenn der Transistor Q6 leitet, leiten die Transistoren Q13 und Q14 der Brückenschaltung 42, und der Transistor Q15 in dieser Brückenschaltung sperrt, da das über die Diode D8 zugeführte negative Potential die Basis des Transistors Q15 an Massepotential legt. Unter diesen Umständen fließt in der Spule H ein Strom in positiver Richtung während einer Zeitdauer, die von der Dauer des Impulses B bestimmt wird. Gleich-

4098 81/0992

zeitig verursacht der leitende Zustand des Transistors Q8 einen Strom in positiver Richtung in der Spule V während einer Zeitdauer, die von dem Impuls C bestimmt wird, da die Transistoren QlO und QIl in der Brückenschaltung 40 nun leitend sind.

Aus Fig. 7 ist zu erkennen, daß der Strom in der Spule H während der Periode, in der die Transistoren Q13 und Q14 leitend sind, größer als der Strom in entgegengesetzter Richtung ist, wenn der Transistor Q15 leitet, da der Stromkreis in letzterem Falle den Widerstand R28 aufweist, der in der vorherigen Situation nicht vorhanden ist. Das resultierende magnetische Feld in der Spule H beginnt daher in positiver Richtung gegen den Punkt b_H anzusteigen, wie es in den Fig. 2A und 2G gezeigt ist.

Im leitenden Zustand, wie es bei dem Transistor Q4 nach Ablauf der Impulsdauer des Impulses A der Fall ist, können die Kondensatoren C6 und C7 wiederum auf ihren ursprünglichen Wert aufgeladen werden, um die Transistoren Q5 und Q7 wieder in die Leitung zu treiben. Der leitende Zustand von Q5 beendet die Leitung des Transistors Q6, und die Transistoren Q13 und Q14 sperren wiederum. Das für den Transistor Q5 erforderliche Zeitintervall, um wieder den leitenden Zustand zu erreichen, nachdem der Transistor Q4 leitet, wird, wie bereits festgestellt, durch die RC-Zeitkonstante des die Widerstände R18 und R21 aufweisen Stromkreises bestimmt, wodurch die Impulsdauer des Impulses B festgelegt wird.

409881/0992

Die Impulsdauer des Impulses C wird durch die RC-Zeitkonstante des Ladestromkreises für den Kondensator C7 mit den Widerständen RI9 und R22 bestimmt und wird größer gewählt als die Zeitkonstante des die Kapazität C6 aufweisenden Stromkreises, so daß nach einiger Zeit, nachdem der Transistor Q5 entsprechend der Leitung des Transistors Q4 leitet, auch der Transistor Q7 leitet und den Transistor Q8 und somit auch die Transistoren QlO und QiI sperrt. Hieraus ist zu ersehen, daß der Impuls B annähernd die gleiche Dauer wie der Impuls A aufweist, ihm jedoch direkt folgt, während der Impuls C annähernd die dreifache Dauer wie der Impuls A aufweist und dem Impuls A ebenfalls direkt folgt.

Das Gesamtergebnis besteht daher in einer Steuerung des durchschnittlichen Stromes durch die Spulen M und V über eine bestimmte Zeitdauer zur Erzeugung von einer jeden Spule zugeordneten Magnetfeldern, die sich vereinigen und ein resultierendes Magnetfeld bilden.

Beim Viederauftreten eines Eingangsimpulses 48 wiederholt sich der Zyklus. Aus Fig. 7 ist zu erkennen, daß bei Steigerung der Eingangsimpulsrate die Impulse 48 enger zusammenrücken. Die erste zu erkennende Auswirkung besteht darin, daß das Verhältnis der Zeit, während der der Transistor Q15 leitet, zu der Zeit, während der die Transistoren QI3 und Q14 leiten, reduziert wird, so daß der durchschnittliche restliche "negative" Strom in der Spule H verringert wird, und die magnetomotorische Kraft dieser Spule sich in positiver Richtung gegen Null bewegt. Zur gleichen Zeit wird die Spule V durch die beiden Impulse A und C häufiger impulsgesteuert,

4 0 9 8 8 1/0992

und da die Impulse C die dreifache Dauer wie die Impulse A aufweisen, bewegt sich das von der Spule V erzeugte mittlere oder resultierende Feld in positiver Richtung. Wenn das mittlere negative Feld in der Spule H sich am Punkt b„ und das mittlere positive Feld in der Spule V sich am Punkt b_v befinden, verläuft das resultierende magnetische Feld somit unter einem Winkel von 45° zur Nullachse, und eine Nadel wird entsprechend in diese Richtung zeigen. Dies würde einer Drehzahl von 15OO U/Min, auf der in Fig. 1 dargestellten Tachometerskala entsprechen.

Bei Steigerung der Motordrehzahl im Falle eines Tachometers neigen die Ströme in den Spulen H und V dazu, sich in eine mehr positive Richtung zu bewegen. An den Punkten c_v und c„ gleichen sieh daher die positiven und negativen Ströme in der Spule H aus, und der von den Impulsen C erregte Strom erreicht ein Maximum bei c„. Der in Fig. 2A dargestellte Zustand entspricht demjenigen in Fig. 2C, bei dem in der Spule H ein Restfeld von Null und in der Spule V ein maximales positives Feld vorhanden ist, so daß der Zeiger auf der Skala einen Winkel von 90° einnimmt bzw. auf dem in Fig. 1 dargestellten Drehzahlmesser 3OOO U/Min, anzeigt.

Bei weiterer Steigerung der Frequenz der Eingangsimpulse 48 scheinen sie noch enger zusammenzurücken, und die leitenden und sperrenden Zustände der Transistoren Ql und Q2 treten mit noch höherer Frequenz auf, wobei sich jedoch die Transistoren während der gleichen Zeitdauer wie zuvor in leitendem Zustand befinden, da diese Zeit durch den RC-Stromkreis mit dem Kondensator C4 festgelegt ist. Der Transistor Q4 folgt

409881/0992

weiterhin dem Transistor Qi, sperrt jedoch mit einer höheren Frequenz, so daß die Transistoren Q5 und Q7 häufiger gesperrt und dementsprechend die Transistoren Q6 und Q8 häufiger leitend werden. Die Transistoren Q6 und Q8 werden jedoch während der gleichen Zeitperiode wie zuvor leitend gehalten.

Schließlich wird die Frequenz der Signale 48 eine derartige Höhe erreicht haben, daß der Transistor Ql einen Impuls 48 erhält und den Transistor Qk sperrt, bevor der Transistor Q7 normalerweise leitend ist, so daß der Transistor Q7 früher leitend wird, als wenn er von der Kapazität C7 gesteuert würde, was bewirkt, daß der Impuls C gekürzt wird und ein geringerer mittlerer positiver Strom durch die Spule V fließt. Unter diesen Umständen bewegt sieh das Feld der Spule V in negativer Richtung gegen den Punkt d„ in Fig. 2A. Zur gleichen Zeit bewirkt das häufigere Sperren des Transistors Q5 und die daraus folgende Leitung des Transistors Q6 einen mittleren positiven Reststrom oder ein Restfeld in der Spule H. Dementsprechend bewegen sich die Kurven H und V in Richtung der Punkte d„ und d„ in Fig. 2A und erzeugen ein resultierendes Feld bei einem Winkel von 135 .

Eine weitere Steigerung der Eingangsimpulsrate bewirkt eine häufigere Zuführung von Impulsen B und eine weitere Abnahme der Dauer der Impulse C. Bei 180° ist das Feld in der Spule V Null, da die Impulse A und C nun eine gleiche Dauer aufweisen, während das Feld in der Spule H den positiven Maximalwert erreicht hat. Bei 225° ist das Feld in der Spule V negativ, da die Impulse A mit einer höheren Frequenz auftreten und die gleiche Dauer aufweisen, während die Dauer der Impulse C weiterhin abnimmt. Bei 270° treten die Impulse B mit einer

Λ 0 9 8 8 1/0992

derartigen Frequenz auf, daß die von der normalen Leitung des Transistors Q15 erzeugte negative Vorspannung gelöscht wird, während die relative Stärke der Impulse A und C ein maximales negatives Feld in der Spule V erzeugt hat.

Je nach Stellung des Abgriffs Wl verändert sich die Maximalspannung für jeden der Ladestromkreise mit den Widerständen R17, R18 und Rl 9 in Abhängigkeit von der Zylinderzahl eines Motors. In der Schalterstellung 1, die für acht Zylinder vorgesehen ist, ist somit eine maximale Ladespannung verfügbar, während geringere Spannungen in den Stellungen 2 und 3, den Stellungen für sechs und vier Zylinder, erhältlich sind. Hierdurch wird bewirkt, daß während der von den RC-Zeitkonstanten der Ladestromkreise festgesetzten Zeitdauer proportional aufgeladen wird. Das bedeutet, der Kondensator C4 lädt sich auf eine geringere Spannung auf, wenn der Abgriff Wl sich in der zweiten und dritten Stellung befindet, so daß die Ausschaltzeit des Transistors Q2,nachdem der Transistor Qi leitet, länger ist, und die Ausschaltzeit der Transistoren Q5 und Q7 ebenfalls proportional länger ist.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß es möglich ist, falls erwünscht, einen vollständigen, 36O umfassenden Drehbereich zu erreichen, indem der mittlere Strom der Spule V in positiver Richtung erhöht wird, während der mittlere Strom in der Spule H sich weiter in negativer Richtung bewegt.

Es ist somit zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Ausführungsform nach Fig. 6 ein System darstellt, bei dem ein einen Zustand repräsentierender Impuls dazu verwendet wird, Steuerimpulse zu erzeugen, die eine Steuerung von mit winklig ange-

AO9881/0992

ordneten Spulen verbundenen Schalteinrichtungen bewirken, um ein resultierendes Magnetfeld zu erzeugen, das sich als Funktion einer steigenden Eingangsimpulsrate dreht.

Das Bisherige stellt eine Beschreibung einer Ausführungsfοrm der Erfindung dar. Fig. 8 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der vier Spulen verwendet werden, von denen zwei vertikal und zwei horizontal orientiert sind. Bei der soeben beschriebenen Ausführungsform kann die wesentliche Steuerung derart charakterisiert werden, daß sie von den RC-Zeitkonstanten der Schaltkreise abhängt, die die Impulsgeneratoren steuern. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist eine digitale Vorrichtung gezeigt, deren Einstellung bzw. Eichung durch Einstellen lediglich eines RC-Schaltkreises durchgeführt werden kann, anstelle der Einstellung von drei RC-Schaltkreisen wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 6.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform der Erfindung sind sowohl zwei Vertikalspulen V⁺ und V~ als auch zwei Horizontalspulen H und H vorgesehen. Eine Gleichstromquelle an einem Anschluß 99 versorgt die Spulen über einen Leiter iOi. Der Stromkreis für die Spule V⁺ wird über einen Rheostaten 82 und einen Transistor 83 zu Masse geschlossen. Wie im folgenden erläutert wird, wird der Impuls A dem Transistor zugeführt, um die Leitung der Spule V~ zu steuern. Der Stromkreis für die Spulen V⁺ und H⁺ wird über einen Widerstand und eine aus einem Widerstand 85 und einem Thermistor 86 im Nebenschluß mit einem Transistor 87 bestehende Schaltungsanordnung, gesteuert von einem Impuls B+C,nach Masse geschlossen. Die Spule H"" ist mit Masse über zwei Nebenschlußzweige ver-

409881/0992

bunden, von denen der erste aus einem Widerstand 88, einem Rheostaten 89 und einem Transistor 90 besteht und einen Impuls D erhält. Der zweite Zweig weist einen Rheostaten 91 und einen Transistor 92 auf und erhält den Impuls C.

In der in Fig. 8 dargestellten Schaltungsanordnung erhält ein Signaleingangsanschluß 95 das sich wiederholende Signal, welches einen entfernten Zustand bezeichnet, und führt dies einem Impulsformerschaltkreis 96 zu. Der Ausgang des Impulsformerschaltkreises, ein positiver Nadelimpuls, wird über einen Widerstand 97 dem Eingang eines Impulsgeneratorschaltkreises 98 zugeführt, der mehr im einzelnen in Fig. 9 gezeigt ist, um Impulse A, B, C und D zur Steuerung des mittleren Stromes durch die Spule zu erzeugen und somit ein resultierendes magnetisches Drehfeld zu erhalten, wie bereits beschrieben.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Schaltkreis zur Verwendung bei einem Tachometer ausgeführt und wird auch in dieser Hinsicht beschrieben. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß diese Schaltungsanordnung auch für einen Geschwindigkeitsmesser verwendet werden kann, und die diese Verwendungsart gestattenden unterschiedlichen Merkmale sollen im folgenden beschrieben werden.

Bei dem dargestellten Tachometer ist eine einseitig gerichtete Stromquelle mit einem Anschluß 99 verbunden, deren nicht stabilisierter Ausgang über eine Diode 100 und einen Leiter den oberen Anschlüssen der Spulen V~, V⁺, H~ und H zugeführt wird. Die Quellenspannung am Anschluß 99 wird auch über einen Widerstand 102 einem Leiter 103 zugeführt und mittels einer Zenerdiode 104, die mittels eines Kondensators 105 im Neben-

409881/0 99

sehluß mit Masse verbunden ist, auf einer gewünschten Spannung gehalten.

Die an dem Leiter 103 anliegende Spannung wird über einen Widerstand 106 einem Anschluß 6 eines 4-Stellungs-Wahlschalters und über einen Widerstand 107 einem weiteren mit h bezeichneten Anschluß des gleichen Schalters zugeführt. Der dritte Anschluß 8 dieses Schalters, der mit der Bezugszahl 109 versehen ist, ist nicht mit dem Schaltkreis verbunden. Der Kontaktarm des Schalters 109 ist geerdet und bei Einnehmen der mit k und 6 bezeichneten ersten und zweiten Stellung wird eine positive Spannung den X- und Y-Anschlüssen des Schaltkreises 98 zugeführt. In der Stellung 8 wird eine positive Spannung sowohl X als auch Y zugeführt. In der vierten Stellung des Schalters 109 werden beide Widerstände IO6 und 107 über die Dioden IO6¹ und 107' mit Masse verbunden. Diese Stellung wird benutzt, wenn es erwünscht ist, die Schaltungsanordnung als Geschwindigkeitsmesser zu verwenden.

Der Schaltkreis 98 kann allgemein als impulserzeugender Schaltkreis bezeichnet werden, und wenn er als Tachometer benutzt wird, muß die Frequenz der Steuerimpulse auf die Zylinderanzahl des Motors bezogen werden. Abhängig davon, ob eine Spannung an den Anschlüssen X und Y anliegt oder nicht, wird die Impulsfolgefrequenz des Ausganges des Schaltkreises 98 geändert, und die Art und Weise, in der dies geschieht, wird in Verbindung mit der Beschreibung von Fig. 9 erläutert.

Zur einfacheren Verwendung und aus ökonomischen Gründen kann der Schaltkreis 98 als üblicher integrierter Schaltkreis her-

£09881/0992

gestellt werden. Dieser Schaltkreis weist einen Oszillator auf, dessen Impulsausgang von einem externen RC-Schaltkreis gesteuert wird, der seinerseits einen Festwiderstand 110 und einen einstellbaren Widerstand 111 aufweist, die zwischen den mit OSC und C„ bezeichneten Anschlüssen liegen, sowie einen Kondensator 112, der zwischen den Anschluß C_T und Masse geschaltet ist. Der Ausgang des Oszillators wird über einen externen Leiter 113 einem mit A, B, C und D bezeichneten Taktanschluß zugeführt. Die Betriebsspannung für den Schaltkreis 98 wird über den mit dem Anschluß V_DI) verbundenen Leiter 103 zugeführt, während an dem Anschluß V_gs Masse liegt. Die Funktionen der restlichen Anschlüsse des Schaltkreises 98 werden inVerbindung mit der Beschreibung von Fig. 9 erläutert.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Schaltungsanordnung sind die Anschlüsse X und Y mit mehreren Dekodiergliedern 114, 115» 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124 und 125 zur Steuerung von Flip-Flops 126, 127 und 128 verbunden, wodurch die Oszillator- oder Taktfrequenz durch den Faktor 1, 3,4 oder 6 geteilt wird, was davon abhängt, ob die Anschlüsse X und Y selektiv an Masse gelegt oder wieder mit der Versorgungsspannung V_nD verbunden werden* In Fig. 10 ist eine sog. Wahrheitstabeile dargestellt, aus der der Teilungsfaktor in Abhängigkeit vom Zustand der Anschlüsse X und Y zu ersehen ist. Die Flip-Flops 126, 127 und 128 kippen im wesentlichen in Abhängigkeit vom Zustand ihrer entsprechenden D-Anschlüsse, welche wiederum in Abhängigkeit vom Zustand der Verknüpfungsglieder 118, 114 und 120 freigegeben werden.

409881/0992

Der als Eingang dem Schaltkreis 98 wiederholt zugeführte zustandsabhängige Impuls gelangt zu einem Schmidt-Trigger, der aus den Verstärkerinvertern 129 his 132 und Rückkopplungskreisen mit Widerständen 133 und 134 besteht. Der Ausgang des Inverters 132 ist daher ein Rechtecksignal, das über einen Widerstand 135 dem Verbindungspunkt eines C-Rüekstellanschlusses mit einem Inverter 136 zugeführt wird. Der C-Rückstellanschluß ist über einen Kondensator 137 mit Masse verbunden (siehe Fig. 8). Die durch den Widerstand 135 und den Kondensator 137 festgelegte RC-Zeitkonstante bestimmt die Impulsdauer eines schmalen Impulses, der als Rückstellimpuls bezeichnet wird. Der Inverter 136 und ein Inverter 138 erzeugen in Verbindung mit diesem RC-Schaltkreis einen rechteckförmigen Impuls vorbestimmter Dauer. Dieser Impuls wird während des positiven Teils des Eingangssignals erzeugt und über einen Leiter 139 als ein Eingang einem NOR-Glied 140 zugeführt. Wie zu erkennen ist, wird der Ausgang eines Inverters 129 über einen Leiter 141 einem NOR-Glied 142 zugeführt, während der Ausgang eines Inverters 130 über den Leiter 143 als Eingang dem NOR-Glied 140 zugeführt wird. Der andere Eingang des NOR-Gliedes 140 wird vom Anschluß FX2 über den Leiter 143 erhalten. Unter Bezugnahme auf Fig. 8 ist ersichtlich, daß der Anschluß FX2 über einen Widerstand 144 und den Leiter IO3 mit der Quelle verbunden werden oder aber auf Masse zurückgeführt werden kann, wie durch den symbolischen Schalter 145 angedeutet ist.

Der Ausgang der Verknüpfungsglieder 140 und 142 bildet den Eingang zu einem NOR-Glied 146, dessen Ausgang wiederum einen Eingang eines NOR-Gliedes 147 bildet.

409881/0992

Zur Bildung der Steuersignale A, B, C und D ist ein Oszillator 148 vorgesehen. Der Oszillator besteht aus zwei Feldeffekttransistoren 149 und 150 mit einem gemeinsamen Anschluß, der mit dem Anschluß C™ verbunden ist. Die Steuerelektrode des Transistors 149 ist über einen Inverter 151 und ein NOR-Glied 152 mit dem Ausgang des NOR-Gliedes 147 verbunden, während die Steuerelektrode des Transistors 150 direkt mit dem NOR-Glied 147 verbunden ist. Wie aus Fig. 8 zu ersehen ist, besteht ein RC-Zeitglied aus den Widerständen 110 und ill und dem Kondensator 112.

Wenn der Rückstellimpuls am Inverter 156 über den Leiter den Verknüpfungsgliedern 140, 146 und 147 zugeführt wird und zum Ausgang des NOR-Gliedes 147 gelangt, wird der Transistor 150 leitend und der Transistor 149 sperrt, so daß der über den Anschluß C_T mit Masse verbundene Kondensator 112 entladen wird. Hierdurch wird wiederum der Ausgang eines Verknüpfungsgliedes 157 über Inverter 158 und 159 auf einen hohen Pegel getrieben. Liegt der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 147 auf einem hohen Pegel und der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 157 auf einem hohen Pegel, so liegt auch der Ausgang eines Verknüpfungsgliedes 154 auf einem hohen Pegel. Dieses Signal wird über den Leiter I60 mit den "R"- oder Rückstellanschlüssen der Flip-Flops 16I, 162 und l63 soTwie derjenigen Flip-Flops 126, 127 und 128 verbunden, die auf einem hohen Pegel liegen, wodurch ihre "Q"-Ausgänge auf einen niedrigen Pegel absinken.

Am Ende des Rückstellimpulses am Verknüpfungsglied 11 ist der Transistor 149 leitend und der Transistor 150 sperrt. Der Kondensator 112 lädt sich nun über den Transistor 149

40988 1/0992

und den Anschluß C„, nach Masse auf. Nach einer Zeitperiode, die von der RC-Zeitkonstanten dieses Stromkreises bestimmt ist, wird das Verknüpfungsglied 157 über die Inverter 158 und 159 auf einen niedrigen Pegel geschaltet. Der Zweck des Rückstellimpulses besteht darin, immer den Kondensator des Zeitgliedes und den Oszillator 148 auf ihre Anfangsstartzustände zurückzustellen.

Wenn das Verknüpfungsglied 157 auf einem niedrigen Pegel liegt, nehmen auch die sechs Flip-Flops 126, 127, 128, l6l, l62 und 163 wieder ihre ursprünglichen Anfangszustände ein. Dieser Anfangszustand wird zu jeder Zeit während der Operationsabläufe in der Schaltungsanordnung eingenommen, sobald der Rucksteilimpuls anliegt. Wie zu erkennen ist, wird das Auftreten des Rückstellimpulses von der Frequenz des Eingangssignals bestimmt.

Bei einer Tachometer-Schaltungsanordnung kann der am Ausgang des Verkntipfungsgliedes 157 abgegebene Ausgang des Oszillators direkt dem mit ABCD bezeichneten Anschluß zugeführt und über das Verknüpfungsglied 164 mit den Anschlüssen "C" der Flip-Flops 161, J62 und 163 und über den Inverter 165 mit den Anschlüssen C~ dieser Flip-Flops gekoppelt werden, um diese Flip-Flops sequentiell zu kippen. In ähnlicher Weise kippt das Impuls-Ausgangsverknüpfungsglied 157 die Flip-Flops 126, 127 und 128 der Zählerschaltung, wodurch ihre Anschlüsse (Ϊ in Abhängigkeit von der Spannung an den Anschlüssen X und Y einen niedrigen Pegel einnehmen.

Die Ausgänge der aus den Flip-Flops 126, 127 und 128 bestehenden Zählerschaltung werden durch ein NAND-Glied I65 aufsummiert,

409881/0992

um einen Impuls zum Verknüpfungsglied ±6k zu erzeugen. Durch die abfallende Impulsflanke des von dem Verknüpfungsglied l6h erzeugten Impulses werden Flip-Flops l6l, 162 und 163 sequentiell gekippt. Verknüpfungsglieder I66, 167, 168, 169, 170 und 171 dekodieren die entsprechenden Zustände der Flip-Flops i6l, 162 und 163 und erzeugen Ausgangsimpulse, die hier mit A, B+C, C und D bezeichnet sind. Diese Impulse erscheinen tatsächlich am Ausgang der Verstärkerinverter 172, 173, 17^ und 175 und steuern die Leitung der Transistoren 83, 87, 90 und 92, um den mittleren Strom durch die Spulen der Meßeinrichtung zu ändern und das resultierende Magnetfeld, wie beschrieben, zu erzeugen.

Wenn die Anschlüsse X und Y beide mit der Versorgungsspannung verbunden sind, sind drei Oszillator-Taktimpulse erforderlich, um das Flip-Flop 161 zu kippen. Es erfordert dann drei zusätzliche Impulse, um den Ausgang dieses Flip-Flops in seinen ursprünglichen Zustand zurückzuführen und das Flip-Flop 163 zu kippen. Dementsprechend wird die Impulsdauer des Impulses A am Ausgang des Verstärkerinverters 172 durch die Dauer der drei Oszillator-Taktimpulse bestimmt und die Impulsdauer der Impulse B+C am Ausgang des Verstärkerinverters 173 entspricht neun Oszillator-Taktimpulsen, die dem Abschluß des Impulses A folgen. Die gleichen Abläufe können auf die anderen in der Tabelle nach Fig. 10 angegebenen Teilungsverhältnisse angewendet werden.

Wenn der Verstärkerinverter 175 mi* einem Impuls D erregt wird, wird ein Signal über den Inverter I76 und einen Leiter 177 zum Eingang des Verknüpfungsgliedes 157 abgegeben. Unter diesen Umständen sperrt der Oszillator 1^8 und verhindert die

409881/0992

Übertragung jeglicher weiterer Taktimpulse aus dem Anschluß OSC zum Anschluß ABCD. Die Schaltungsanordnung verharrt in diesem eingeschwungenen bzw. stetigen Zustand, bis der nächste Rückstellimpuls anliegt, um die Impulsfolge zu regenerieren.

Der Ausgang des Verknüpfungsgliedes i67 kann auch einem NOR-Glied 178 zugeführt werden, dessen Ausgang an dem mit OSC II bezeichneten Anschluß anliegt, und die dadurch erzeugten Impulse können für andere Zwecke verwendet werden.

Ein Verknüpfungsglied 179 empfängt ebenfalls den Ausgang des Verknüpfungsgliedes 167 über einen Leiter 180, und sein Ausgang wird wiederum dem Verknüpfungsglied 147 zugeführt. Hierdurch wird verhindert, daß der Rucksteilimpuls vom Verknüpfungsglied 147 während der Dauer des Impulses A erzeugt wird, so daß elektrische Fremd- oder Nebengeräusche auf dem Signaleingang nicht ein falsches Triggern der Schaltungsanordnung bei hohen Frequenzen bewirken können.

Die Gesamtwirkungsweise des Schaltkreises ist folgende. Anfänglich wird der Schalter 109 in eine Stellung gebracht, die von der Zylinderzahl des Motors bestimmt ist. Das Einstellen dieses Schalters bestimmt die Zählrate der Flip-Flops 126, 127, 128 entsprechend der in Fig. 10 dargestellten Wahrheitstabelle. Soll die Schaltungsanordnung in Verbindung mit einem 8-Zylinder-Motor betrieben werden, so wird der Schalter 109 in die Stellung 108 bewegt, und unter diesen Umständen wird eine positive Spannung beiden Anschlüssen X und Y zugeführt, so daß die Flip-Flops jeweils einmal für jeden aus drei Impulsen bestehenden Eingang zählen. Weist der

409881/0992

Motor sechs Zylinder auf, so liegt der Anschluß X auf einem hohen Pegel, während der Anschluß Y auf einem niedrigen Pegel liegt, und die Schaltungsanordnung zählt dann einmal bei jedem aus vier Impulsen bestehenden Eingang. Bei einem 4-Zylinder-Motor zählt die Schaltungsanordnung einmal bei jedem aus sechs Impulsen bestehenden Eingang. Wird die Schaltungsanordnung in Verbindung mit einem Geschwindigkeitsmesser und nicht mit einem Drehzahlmesser verwendet, liegen beide Anschlüsse auf einem niedrigen Pegel, und die Schaltungsanordnung zählt einmal bei jedem Eingangsimpuls.

Die wiederholten zustandsabhängigen Impulse werden dem Eingangsanschluß nach einer Impulsformung zugeführt, und am Ausgang 132 des Schmidt-Triggers wird ein Rechteckimpuls erzeugt, der zur Erzeugung eines RUckstellimpulses auf der Leitung 139 verwendet wird. Der Rücksteilimpuls wird als Eingang dem Oszillator 148 über die Verknüpfungsglieder 140, 146 und 147 zugeführt und beginnt einen Oszillatorzyklus durch Sperren des Transistors 149 und Treiben des Transistors 150 in die Leitung. Zur gleichen Zeit wird der Ausgang des Verknüpfungsgliedes 157 zum Rückstellen der Flip-Flops verwendet, so daß ihre Ausgänge "Q" auf einem niedrigen Pegel liegen, und ihre Ausgänge (J auf einem hohen Pegel. Am Ende des RUckstellimpulses leitet der Transistor 149 wieder, und der Kondensator 139 lädt sich auf einen Wert auf, der ausreicht, um einen Oszillator-Ausgangsimpuls am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 157 zu erzeugen. Abhängig von den an den Anschlüssen X und Y anliegenden Spannungen zählen dann die Flip-Flops in der beschriebenen Weise und erzeugen wiederum die Impulse A, B+C, C und D. Zu bemerken ist, daß der Impuls D im wesent-

409881/0992

- 3k -

lichen der nichtleitenden Dauer der Transistoren Q8, QlO und Q12 in der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 (siehe Fig. 7) entspricht und den negativen Vormagnetisierungsstrom in der Spule H~ aufhaut.

Wenn der Impuls A anliegt, verursacht er einen Strom in der Spule V~*_t indem er den Transistor 83 in die Leitung treiht. Der Impuls B+C veranlaßt den Transistor 87 zu leiten und steuert dadurch den Strom in den Spulen V⁺ und H⁺. Der Impuls C steuert den Strom in der Spule H~ durch Steuerung der Leitung des Transistors 92. Die weiteren Abläufe sind bereits voraufgehend beschrieben worden. Wenn die Frequenz der Eingangsimpulse ansteigt, wird der mittlere Strom durch die Spulen derart gesteuert, daß ein resultierender Vektor eines magnetischen Drehfeldes erzeugt wird, der bei Einwirkung auf einen drehbaren Magneten eine Zeigerbewegung als Funktion der Frequenz dieser Eingangsimpulse bewirkt.

Wie bereits erwähnt, kann die Schaltungsanordnung nach den Fig. 8 und 9 auch als Geschwindigkeitsmesser benutzt werden. Bei einer solchen Anwendung kann es erforderlich sein, die Frequenz der Rtickstellimpulse zu erhöhen, da die wiederholten Eingangsimpulse eine relativ niedrige Frequenz aufweisen können. Da die Eingangsimpulse bei einer derartigen Anwendung weitaus symmetrischer sein können, und zwar einer Sinuswelle gleichen können, kann dies durch Verwendung des Anschlusses FX2 erfolgen. Fig. 8 läßt sich entnehmen, daß der Anschluß FX2 mit der Quelle oder mit Masse verbunden werden kann. Wenn der Anschluß FX2 mit der Quelle verbunden wird, sperrt das Verknüpfungsglied 140,und lediglich die Eingangsfrequenz kann die

409881/0992

Verknüpfungsglieder 146 und 147 passieren. Liegt jedoch der Anschluß FX2 an Masse oder auf einem niedrigen Pegel, so wird das Verknüpfungsglied 140 freigegeben, und ein bei Auftreten der Vorderflanke des Eingangs erzeugter Rückstellimpuls wird weitergeleitet, und ein bei Auftreten der hinteren Flanke des Eingangsimpulses erzeugter Rtickstellimpuls wird ebenfalls weitergeleitet, so daß die Frequenz der Rückstellimpulse verdoppelt wird.

Zur gleichen Zeit wird der Schalter 109 in seine vierte Stellung bewegt, so daß die Flip-Flops 126, 12? und 128 um Eins weiterzählen, da in diesem Falle keine Division erforderlich ist. Auch ein Impulsformerschaltkreis ist in diesem Falle nicht erforderlich, da das wiederholte Eingangssignal selbst sinusförmig sein kann.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der anstelle der in der Ausführungsform nach Fig. 6 verwendeten Transistorbrücke eine Widerstandsbrücke für jede der Spulen H und V verwendet wird. In Fig. 11 sind diejenigen Schaltungselemente, die den in der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 enthaltenen Elementen entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen worden, und ihre Beschreibung kann daher entfallen. In dieser Schaltungsanordnung veranlaßt der Transistor Ql im leitenden Zustand entsprechend dem Anliegen eines Eingangsimpulses an seiner Basis den normalerweise über einen Widerstand R33 leitend vorgespannten Transistor Ql6 zu sperren, so daß das Potential an seinem Kollektor entsprechend auf einen hohen Pegel steigt und den Impuls A erzeugt, um den Transistor Q17 in die Leitung zu treiben. Wie zu erkennen

409881/0992

ist, liegt der Transistor Q17 zwischen der ^Quelle und der Spule V über eine Diode Di5 an Masse. Hierdurch wird bewirkt, daß ein Strom in der Spule V in "negativer" Richtung während der Dauer des Impulses A fließt.

Vor dem Empfang des wiederholten Impulses ist der Transistor Q18, der den Impuls B erzeugt, über die Widerstände RJk und R35 leitend vorgespannt, so daß der Transistor Q19 aufgrund des niedrigen Pegels am Kollektor des Transistors Q18 im sperrenden Zustand gehalten wird. Zur gleichen Zeit wird der Transistor Q2O über den Widerstand R36 leitend vorgespannt, und ein negativer Strom fließt über die Widerstände R37 und R38 in der Spule H. Dieser Zustand existiert, bevor der Transistor Ql leitet, so daß der Strom in der Spule H einen maximalen negativen Wert annimmt und daher in der Spule V ein Strom mit dem Wert Null fließt, so daß eine Nullposition erzeugt wird, wie bereits beschrieben. Wenn der Transistor Ql leitet, leitet der Transistor Q18 nach einem Zeitintervall, das von der RC-Zeitkonstanten eines die Widerstände R3*t und R35 und einen Kondensator C9 aufweisenden Stromkreises bestimmt wird, wodurch der Transistor QI9 in die Leitung getrieben wird und ein Strom in positiver Richtung in der Spule H erzeugt wird. Wenn der Transistor Q19 leitet, bewirkt sein auf niedrigem Potential liegender Kollektor über die Diode Di6 ein Sperren des Transistors Q20. Die Leitung des Transistors Q2 bewirkt auch die Leitung eines Transistors Q21, der den Impuls C erzeugt, welcher dem Transistor Q22 zugeführt wird, um einen positiven Strom in der Spule V zu erzeugen. Der positive Strom in der Spule V während der Dauer des Impulses C weist einen höheren Betrag als der negative Strom auf, da der negative Strom durch die Widerstände R39, R4O und R41 auf

409881 /0992

einem niedrigen ¥ert gehalten wird, während der Strom in positiver Richtung lediglich durch die Widerstände R42 und R41 beeinflußt wird. Das Ergebnis ist ein positiver Reststrom in der Spule V. Die Dauer des Impulses C wird von einem RC-Schaltkreis bestimmt., der die Widerstände R43, Rkk und den Kondensator ClO aufweist.

Es wird angenommen, daß es nicht erforderlich ist, die vollständige Beschreibung der Art und Weise zu wiederholen, in der die Impulse A, B und C die Steuerung der mittleren Ströme durch die Spulen H und V bewirken, da dies bereits in Verbindung mit Fig. 6 geschehen ist und ebenfalls auf die Schaltungsanordnung nach Fig. 11 angewendet werden kann.

Obwohl die spezifischen Ausführungsformen der Erfindung aus zwei und vier Spulen bestehende Anordnungen offenbaren und Systeme, die drei Steuerimpulse, nämlich die Impulse A, B und C erzeugen, ist es natürlich möglich, auch andere Anordnungen zu treffen. In Fig. 12 ist daher ein System dargestellt, das mit zwei Impulsen in Verbindung mit einer aus drei Spulen bestehenden Anordnung arbeitet, um eine Drehung über 240° zu erzeugen.

Bei der in dieser Figur dargestellten Schaltungsanordnung bewirken die wiederholten Eingangsimpulse vom Impulsformernetzwerk 200, daß ein Impulsgenerator 201 den Impuls A unmittelbar nach Erhalt des Eingangs erzeugt. Ein Transistor 202 wird normalerweise im sperrenden Zustand gehalten, wobei sein Kollektor auf einem hohen Pegel liegt und einen Iepuls A¹ erzeugt. Wie bereits beschrieben, bestimmt ein RC-Schaltkreis

40988 1/0992

im Impulsgenerator 201 das Ende des Impulses A und die Erzeugung des Impulses B durch den Impulsgenerator 203.

Die Spulenanordnung besteht aus drei Spulen 204, 205 und 206, die jeweils unter einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind, wobei ihre gemeinsame Mittenverbindung von einer Gleichspannung squelIe versorgt wird. Transistoren 207, 208 und steuern den Strom oder die magnetomotorische Kraft der Spulen 204, 205 bzw. 206.

Wenn anfangs kein Impuls anliegt und der Transistor 202 sperrt, leitet der Transistor 209, so daß ein Strom in der Spule fließen kann. Die Transistoren 207 und 208 sperren, so daß eine Nullposition eingenommen wird, wie in Fig. 13 dargestellt. Beim Empfang eines Eingangsimpulses wird der Impuls A von dem Impulsgenerator 201 erzeugt, und der Transistor 202 wird in die Leitung getrieben und sperrt den Transistor 209. Der Impuls A treibt den Transistor 207 in die Leitung, um einen Strom in der Spule 204 während der Dauer des Impulses A zu bewirken. Direkt nach der Erzeugung des Impulses A wird der Impuls B vom Impulsgenerator 203 erzeugt, und der Impuls A¹ tritt wieder auf. Wenn die Frequenz der Eingangsimpulse steigt, nimmt die Impulsdauer der Impulse A' ab, wodurch ein geringerer mittlerer Strom in der Spule 206 und ein größerer mittlerer Strom in den Spulen 204 und 205 fließt, so daß sich der resultierende Vektor des Magnetfeldes in Uhrzeigerrichtung dreht, wie in Fig. 13 dargestellt.

Die in leichten ausgezogenen Linien in Fig. 13 dargestellten Stromverhältnisse in den Spulen 204, 205 und 206 erzeugen

409881/0992

somit die resultierenden Vektoren des Magnetfeldes, die in stark ausgezogenen Linien in verschiedenen Positionen dargestellt sind. Bei 240° treten die Eingangsimpulse mit einer Frequenz auf, die die Erzeugung der Impulse B und A' verhindert, so daß ein Strom lediglich in der Spule 205 fließt und somit eine maximale Drehung von 2^0 erreicht ist.

409881 /0992

Claims

Patentansprüche

i.J Zustandsüberwachungsvorrichtung, gekennzeichnet durch
mehrere winklig zueinander angeordnete Spulen, durch
eine Einrichtung zum Zuführen elektrischer Energie zu
jeder dieser Spulen, durch eine Schalteinrichtung, die
mit jeder Spule verbunden ist, um den Strom in der Spule zu steuern, mit der sie verbunden ist, durch eine Einrichtung zum Empfang wiederholter Eingangsimpulse, deren Frequenz einen zu überwachenden Zustand angibt, durch eine Impulserzeugungseinrichtung, die mit der Impulsempfangseinrichtung verbunden ist und eine Folge von Steuerimpulsen entsprechend dem Empfang eines Eingangsimpulses erzeugt, und durch eine Einrichtung, die die Schalteinrichtung mit der Impulserzeugungseinrichtung verbindet, um es der Schalteinrichtung zu ermöglichen, einen Strom in der Spule zu erzeugen, mit der sie verbunden ist, um dadurch ein resultierendes Magnetfeld zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen drehbaren Magneten und einen von dem Magneten getragenen Zeiger.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine
Zeichen&ufweisende Skalenscheibe, mittels der der Betrag oder Wert des entfernten Zustandes angezeigt werden kann.

409881/0992

k. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ciθ Impulse erzeugende Einrichtung mehrere Impulsgeneratoren aufweist, die Steuerimpulse entsprechend dem
Empfang eines Eingangsimpulses erzeugen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse erzeugende Einrichtung Mittel aufweist, um
jeden Impulsgenerator nach dem Empfang eines Eingangsimpulses in seinen ursprünglichen Zustand zurückzuversetzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spulen rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse erzeugende Einrichtung drei Impulsgeneratoren aufweist, die drei Steuerimpulse entsprechend dem Empfang eines Eingangsimpulses erzeugen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster einen Impulsempfangseinrichtung verbundener Impulsgenerator an.den ersten Steuerimpuls entsprechend dem Empfang eines Eingangsimpulses erzeugt und ein erstes Zeitglied zur Bestimmung der Dauer des ersten Steuerimpulses aufweist, daß der zweite und dritte Impulsgenerator mit
dem ersten Impulsgenerator verbunden sind, wobei das erste Zeitglied mit dem zweiten und dritten Impulsgenerator ver-

409881 /0992

bunden ist, um deren Operation zu steuern und den zweiten und dritten Impulsgenerator zu veranlassen, die Erzeugung von zweiten und dritten Steuerimpulsen einzuleiten, und daß sowohl der zweite als auch der dritte Impulsgenerator Zeitglieder aufweisen, die die Dauer der zweiten und dritten Steuerimpulse bestimmen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter eine erste mit einer Spule verbundene Schalteinrichtung aufweist, um bei Freigabe einen Strom in einer Richtung zu ermöglichen, eine zweite mit der anderen Spule verbundene Schalteinrichtung aufweist, um bei Freigabe einen Strom in einer Richtung zu ermöglichen, eine dritte mit der einen Spule verbundene Schalteinrichtung aufweist, um hei Freigabe einen Strom in der anderen Richtung zu ermöglichen, und eine vierte mit der anderen Spule verbundene Schalteinrichtung aufweist, um bei Freigabe einen Strom in der anderen Richtung zu ermöglichen.

iO. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgenerator mit der ersten Schalteinrichtung verbunden ist, um sie während des ersten Steuerimpulses freizugeben, daß der zweite Impulsgenerator mit der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist, um sie während des zweiten Steuerimpulses freizugeben, daß der dritte Impulsgenerator mit der dritten Schalteinrichtung verbunden ist, um sie während des dritten Steuerimpulses freizugeben, und daß die vierte Schalteinrichtung mit der zweiten Schalteinrichtung verbunden ist, so daß die vierte Schalteinrichtung gesperrt ist, wenn die zweite Schalteinrichtung freigegehen ist. 409881/0992

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied in dem zweiten Impulsgenerator den zweiten Impulsgenerator veranlaßt, einen zweiten Steuerimpuls von relativ geringer Dauer zu erzeugen, und daß das Zeitglied in dem dritten Impulsgenerator den dritten Impulsgenerator veranißt, einen dritten Steuerimpuls von relativ großer Dauer verglichen mit der Dauer des zweiten Steuerimpulses zu erzeugen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Schalteinrichtung jeweils aus zwei Transistoren bestehen und mit der einen Spule in einer Brückenschaltungsanordnung verbunden sind, daß die zweite Schalteinrichtung aus zwei Transistoren besteht und die andere Spule mit dem Kollektor des einen Transistors und dem Emitter des anderen Transistors verbunden ist, und daß die vierte Schalteinrichtung von einem Transistor gebildet wird, und die andere Spule mit dem Kollektor dieses Transistors verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor eines Transistors in der zweiten Schalteinrichtung mit der Basis des Transistors der vierten Schalteinrichtung verbunden ist.

409881/0992

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um den Transistor der vierten Schalteinrichtung normalerweise in einen leitenden Zustand vorzuspannen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung ein mit einem Anschluß der einen Spule verbundener Transistor ist, daß die zweite Schalteinrichtung ein mit einem Anschluß der anderen Spule verbundener Transistor ist, daß die dritte Schalteinrichtung ein mit dem anderen Anschluß der einen Spule verbundener Transistor ist, und daß die vierte Schalteinrichtung ein mit dem anderen Anschluß der anderen Spule verbundener Transistor ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor des Transistors der zweiten Schalteinrichtung mit der Basis des Transistors der vierten Schalteinrichtung verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um den Transistor der vierten Schalteinrichtung normalerweise in einen leitenden Zustand vorzuspannen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zeitglied von einem einstellbaren RC-Schaltkreis gebildet wird und eine Einrichtung zur Zuführung jeweils der-

409881/0992

gleichen einstellbaren Spannung zu jedem RC-Schaltkreis aufweist, um die dadurch bestimmten Zeitintervalle proportional einzustellen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen drehbaren Magneten und einen von diesem Magneten getragenen Zeiger.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch einen drehbaren Magneten und einen von diesem Magneten getragenen Zeiger.

21. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß drei Spulen unter einem Winkel von jeweils 120° zueinander angeordnet sind und eine gemeinsame Verbindung an einem Anschluß einer jeden Spule aufweisen, und daß die elektrische Energieversorgungseinrichtung an die gemeinsame Verbindung angeschlossen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen ersten Transistor aufweist, der mit dem freien Anschluß einer ersten Spule und Masse verbunden ist, einen zweiten Transistor, der mit dem ersten Anschluß einer zweiten Spule und Masse verbunden ist sowie einen dritten Transistor, der mit dem freien Anschluß einer dritten Spule und Masse verbunden ist.

409881 /0992

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse erzeugende Einrichtung einen ersten und einen zweiten Impulsgenerator zur Erzeugung von ersten und zweiten Steuerimpulsen aufweist sowie eine Einrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals, wenn der erste Steuerimpuls nicht anliegt, eine Vorrichtung, die diese Einrichtung mit dem ersten Transistor verbindet, eine Einrichtung, die den ersten Impulsgenerator mit dem dritten Transistor verbindet und eine Einrichtung, die den zweiten Impulsgenerator mit dem ersten Transistor verbindet.

2k. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Spulenpaar, wobei das erste Spulenpaar rechtwinklig zu dem zweiten Spulenpaar angeordnet ist, und durch eine Einrichtung, die einen Anschluß einer jeden Spule mit der elektrischen Energieversorgungseinrichtung verbindet.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungseinrichtung einen direkt gespeisten Oszillator aufweist, der mit der Impulsempfangeeinrichtung verbunden ist, um von ihr gespeist zu werden und daß eine Einrichtung auf den Ausgang des Oszillators anspricht, um Steuerimpulse veränderlicher Dauer in zeitlichen Abständen zu erzeugen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Ausgang des Oszillators ansprechende Ein-

409881 /0992

richtung von einem Zähler gebildet wird, der mit dem Ausgang des Oszillators verbunden ist, wobei mehrere Teilerschaltungen vom Ausgang des Zählers betrieben werden, und daß eine Dekodiereinrichtung mit den Ausgängen der Teilerschaltungen verbunden ist, um die Steuerimpulse zu erzeugen.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Änderung der Zählrate die des Zählers.

28* Vorrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites Spulenpaar, wobei das erste Spulenpaar rechtwinklig zum zweiten Spulenpaar angeordnet ist, und durch eine Einrichtung, die einen Anschluß einer jeden Spule mit der elektrischen Energieversorgungseinrichtung verbindet.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27 _s dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung mit den freien Anschlüssen der Spulen und Masse verbunden ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 29> dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulsausgänge der Dekodiereinrichtung mit der Schalteinrichtung verbunden sind.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß in der Impulsempfangseinrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen mit der doppelten Frequenz der wiederholten Eingangsimpulse vorgesehen ist.

409881/0992