DE2460893B1 - Mehrstelliges impulszaehlwerk - Google Patents

Description

• Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist gewährleistet, daß die Erregerdauer der Magnete der einzelnen Zähler, unabhängig von den Prellungen in den von den Ziffernrollen betätigten Schleifkontakten, immer der vollen Impulsdauer entspricht; denn sobald eine Ziffernrolle während ihrer Fortschaltung am Ende einer vollen Dekade den Schleifkontakt in der Verbindungsleitung von Impulsstromkreis und Steuerelektrode des Thyristors im Magnetkreis des die
• nächsthöhere Dekade anzeigenden Dekadenzählers schließt, schaltet der Thyristor durch und verbindet die Erregerspule des Magneten mit dem Impulsstromkreis.
• Prellerscheinungen in dem Schleifkontakt haben keine Auswirkungen, da der einmal gezündete Thyristor so lange leitend bleibt, bis seine Anoden-Katodenspannung zu null wird, bzw. der ihn durchfließende Strom unter den Haltestrom des Thyristors absinkt. Dieses ist der Fall, wenn der Impuls in dem Impulsstromkreis abgeklungen ist. Somit sperrt der Thyristor und bleibt bei Auftreten eines neuen Impulses im Impulsstromkreis so lange gesperrt, bis der Schleifkontakt in der Verbindungsleitung seiner Steuerelektrode mit dem Impulsstromkreis am Ende der nächsten Dekade des die niedrigere Dekade anzeigenden Zählers, also bei Fortschaltung dessen Ziffernrolle um eine volle Umdrehung, wieder geschlossen wird.
• Diese Schaltungsanordnung hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß die von den Ziffernrollen mechanisch zu schließenden Kontakte nicht mehr die volle Magneterregerleistung schalten müssen, sondern lediglich den Strom führen, der zur Zündung der Thyristoren erforderlich ist. Dieser Strom beträgt aber nur einen Bruchteil des Magneterregerstromes, so daß Kontaktabbrand oder Abnutzungserscheinungen an den Schaltkontakten nicht mehr auftreten können.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist den Steuerelektroden eines jeden Thyristors jeweils ein Widerstand vorgeschaltet, wodurch der zu den Steuerelektroden gelangende Steuerstrom auf ein zur Zündung des Thyristors erforderliches Minimum reduziert wird.
• Es ist leicht zu ersehen, daß in der erfindungsgemäßen Schaltanordnung des mehrstelligen Impulszählwerkes auf den Thyristor zwischen der Magneterregerwicklung des die Einer-Dekade anzeigenden Einzeldekadenzählers und dem Impulsstromkreis verzichtet werden kann, da dieser Thyristor durch die unmittelbare Verbindung seiner Steuerelektrode mit dem Impulsstromkreis ohnehin bei Auftreten eines Impulses im Impulsstromkreis durchzündet. Genauso gut könnte die Magneterregerwicklung dieses Einzeldekadenzählers unmittelbar an den Impulsstromkreis angeschlossen werden. Man sieht jedoch auch in diesem Fall einen Thyristor vor, da dieser räumlich in das geschlossene Gehäuse des Einzeldekadenzählers mit einbezogen wird und somit Einzeldekadenzähler identischen Aufbaus entstehen, so daß alle Einzeldekadenzähler ohne Unterschied zum Anzeigen einer Dekade beliebiger Ordnungszahl innerhalb eines Impulszählwerkes benutzt werden können.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die perspektivische Darstellung eines Einzeldekadenzählers, F i g. 2 die Vorderansicht eines sechsstelligen, aus sechs Einzeldekadenzählern gemäß F i g. 1 aufgebauten Impulszählwerkes, F i g. 3 eine schematische Darstellung des konstruktiven Aufbaus eines Einzeldekadenzählers und F i g. 4 die Schaltanordnung des sechstelligen Impuls zählwerkes nach Fig. 2.
• Der in F i g. 1 dargestellte Einzeldekadenzähler weist ein geschlossenes, sehr flaches Gehäuse 1 auf, an dessen Stirnseite ein Ablesefenster 2 die Ziffer einer im Gehäuseinnern angeordneten Ziffernrolle 3 (F i g. 3) sichtbar werden läßt.
• Die Ziffernrolle 3 ist auf einer Achse 4 drehbar gelagert und trägt am Umfang gleichmäßig verteilte Ziffern »0« bis »9« einer Dekade. Außerdem ist sie starr mit einem Schaltrad 5 verbunden, in dessen Verzahnung 6 die beiden Schaltklinken 7 und 8 eines Magnetankers 9, der als sogenannter Grahamanker ausgebildet ist, abwechselnd eingreifen.
• Der Magnetanker 9 ist im Drehpunkt 10 schwenkbar gelagert und weist zwei Arme 9a und 9b auf, die jeweils mit den beiden Schenkeln 12a und 12b des U-förmigen Eisenkernes eines Magneten 11 zusammenwirken. Auf jedem Schenkel trägt der Eisenkern je eine Erregerwicklung 13a und 13b, die einen gleichsinnigen Erregerfluß in dem Eisenkern hervorrufen. Der Magnet 11 ist im Gehäuse 1 des Einzeldekadenzählers befestigt.
• Die Schaltklinken 7 und 8 und der Magnetanker 9 sind fest miteinander verbunden und werden bei nicht erregtem Magneten durch die Kraft einer Feder 15 so gehalten, daß die Schaltklinke 7 in die Verzahnung 6 des Schaltrades 5 eingreift und dieses an einer Drehung hindert.
• An der Ziffernrolle 3 ist eine Schleiffeder 16 befestigt, die mit zwei Schenkeln 16a und 16b in einer bestimmten Stellung der Ziffernrolle auf zwei an der Gehäusewand getrennt voneinander angeordnete Schleifbahnen 17 und 18 aufläuft. Diese Schleifbahnen sind mit aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlußklemmen 19 und 20 verbunden. Schleifbahnen 17 und 18, Schleiffeder 16 und die am Umfang der Ziffernrolle angeordneten Ziffern »0« bis »9« sind einander so zugeordnet, daß in dem Augenblick, in dem im Ablesefenster 2 des Einzeldekadenzählers die Ziffer »9« sichtbar ist, die Schleiffeder mit ihren Schenkeln 16a und 16b die beiden Kontaktbahnen 17 und 18 miteinander verbindet, so daß zwischen den Anschlußklemmen 19 und 20 eine elektrische Verbindung besteht. Bei der nächsten Fortschaltung der Ziffernrolle verläßt die Schleiffeder die Bahnen 17 und 18, bevor die Ziffernrolle ihre volle Umdrehung beendet hat, also unmittelbar bevor die Ziffer »O« im Ablesefenster 2 erscheint.
• Die Wirkungsweise des Einzeldekadenzählers ist bekannt und soll daher nur kurz beschrieben werden.
• Sobald der Magnet 11 erregt wird, wird der Anker 9 von dem U-förmigen Eisenkern 12 des Magneten angezogen, wobei der Anker eine Drehung in Uhrzeigerrichtung ausführt. Dadurch greift die Stoßklinke 8 in die Verzahnung 6 des Schaltrades 5 ein und dreht das Schaltrad und damit die Ziffernrolle um eine halbe Ziffernteilung im Uhrzeigersinn. Fällt die Magneterregung weg, so zieht die Feder 15 den Magnetanker in seine Ruhelage, wobei die Stoßklinke 7 in die Verzahnung 6 des Schaltrades 5 eindringt und das Schaltrad und damit die Ziffernrolle 3 um eine weitere halbe Ziffernteilung im Uhrzeigersinn fortschaltet.
• Durch die Erregung des Magneten wird also insgesamt die Ziffernrolle um eine Ziffernteilung weitergeschaltet, so daß die nächstfolgende Ziffer im Ablesefenster 2 erscheint.
• In Fig.2 sind nunmehr sechs solcher vorstehend beschriebenen Einzeldekadenzähler 31 bis 36 zu einem sechsstelligen Impulszählwerk zusammengesetzt. Durch die flache Gehäuseform lassen sich die Einzeldekadenzähler mechanisch sehr gut aneinanderfügen.
• Die Schaltanordnung dieses sechsstelligen Impulszählwerkes ist in F i g. 4 dargestellt, wobei der übersichtlichen Darstellung halber lediglich die Einzeldekadenzähler für die Einerdekade, die Zehnerdekade, die Zehntausenderdekade und die Hunderttausenderdekade im Schaltbild dargestellt worden sind.
• Die Erregerwicklungen 13 der Einzeldekadenzähler sind jeweils über einen Thyristor 21 an einen Impu'lsstromkreis 14 angeschlossen. In diesem Impulsstromkreis treten mit unterschiedlichen Zeitabständen Rechteckimpulse mit einer Impulsdauer von beispielsweise 40 ms auf. Dieses läßt sich in einfacher Weise dadurch realisieren, daß die im Bild obere Leitung 14a des Impulsstromkreises über einen Impulskontakt 22 an den positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 23 und die im Bild untere Leitung 14b des Impulsstromkreises an den negativen Pol dieser Spannungsquelle angeschlossen ist.
• Die Anschlußklemmen 19 der Einzeldekaden sind mit der Leitung 14a und die Anschlußklemmen 20 jeweils über einen Widerstand 24 mit der Steuerelektrode des Thyristors 21 in dem die nächsthöhere Dekade anzeigenden Einzeldekadenzähler verbunden. Die Steuerelektrode des Thyristors 21 des die Einerdekade anzeigenden Einzeldekadenzählers ist über einen Vorwiderstand 24 unmittelbar mit der Leitung 14a des Impulsstromkreises 14 verbunden. Die Anschlußklemme 20 des die Dekade der höchsten Ordnungszahl (in unserem Fall die Hunderttausenderdekade) anzeigenden Impulszählers bleibt offen.
• Zweckmäßigerweise werden die zu den bekannten Einzeldekadenzählern hinzukommenden elektronischen Bauteile wie Thyristoren 21, Vorwiderstände 24 räumlich in dem Gehäuse 1 der Einzeldekadenzähler angeordnet, das in F i g. 4 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Auf diese Weise bekommt man komplette Einzeldekadenzähler, die ohne Unterschied in einem mehrstelligen Impulszählwerk zur Anzeige einer beliebigen Dekade eingesetzt werden können.
• Die Wirkungsweise der Schaltanordnung gemäß Fig.4ist wie folgt: Sobald der Impulskontakt 22 für beispielsweise 40 ms geschlossen wird, erscheint in dem Impulsstromkreis 14 ein entsprechender Rechteckimpuls. Der Thyristor 21 in dem die Einer-Dekade anzeigenden Einzeldekadenzähler zündet infolge der Verbindung seiner Steuerelektrode mit der Leitung 14a des Impulsstromkreises und der Impuls wird an die Erregerwicklung 13 des Magneten des Einzeldekadenzählers gelegt. Wie bereits beschrieben, zieht der Magnet t1 den Magnetanker 9 an, wobei die Ziffernrolle 3 um eine Ziffernteilung fortgeschaltet wird. Ist im Ablesefenster 2 dieses Einzeldekadenzählers die Ziffer »9« zu erkennen, so ist durch die Schleiffeder 16 eine elektrische Verbindung zwischen den Anschlußklemmen 19 und 20 hergestellt, d. h., der aus den Elementen 16, 17 und 18 bestehende Schleifkontakt, der dem Kontakt 25 in Fig.4 entspricht, ist geschlossen.
• Schließt nunmehr der Impulskontakt 22 wiederum, so erhält sowohl der Thyristor 21 des die Einerdekade anzeigenden Zählers als auch der Thyristor 21 des die Zehnerdekade anzeigenden Zählers einen Zündimpuls, und beide Thyristoren zünden, wodurch die Magnetwicklungen erregt werden und in beiden Zählern die Ziffernrollen jeweils um eine Ziffernteilung weitergeschaltet werden. Während dieser Fortschaltung läuft die Schleiffeder 16 der Ziffernrolle des die Einerdekade anzeigenden Zählers von den Schleifbahnen 17 und 18 ab und wenn die Ziffernrolle dieses Zählers im Ablesefenster die Ziffer »0« anzeigt, ist der Schleifkontakt bereits wieder geöffnet.
• Der gleiche Vorgang spielt sich auch bei dem die Zehnerdekade anzeigenden Einzeldekadenzähler ab, der seinerseits bei Vollendung einer vollen Dekade den Thyristor 21 im Zähler für die Hunderterdekade ansteuert und dadurch die Fortschaltung dessen Ziffernrolle um eine Ziffernteilung bewirkt. Dieser Zähler wiederum legt nach einer vollen Umdrehung seiner Ziffernrolle den Zähler der nächstfolgenden Dekade an den Impulsstromkreis und so fort.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Mehrstelliges Impulszählwerk, das aus mehreren Einzeldekadenzählern zusammengesetzt ist, die jeweils eine Ziffernrolle, einen die Ziffernrolle schrittweise fortschaltenden impulserregten Magneten und einen am Ende einer jeden Dekade der Ziffernrolle kurzzeitig schließenden Kontakt aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Magneterregerwicklung (13) der Einzeldekadenzähler über einen ihr zugeordneten elektronischen Ein-/Ausschalter (21) an einen allen Dekadenzählern gemeinsamen Impulsstromkreis (14) angeschlossen ist, wobei die Steuerelektrode des Schalters (21) für den die Einerdekade anzeigenden Zähler unmittelbar und die Steuerelektroden der Schalter für die übrigen, Dekaden höherer Ordnungszahl anzeigenden Zähler über den Kontakt (16, 17, 18) des jeweils die nächstniedrigere Dekade anzeigenden Zählers mit dem Impulsstromkreis verbunden sind.
2. 2. Impulszählwerk nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Ein-/Ausschalter als Thyristoren (21) ausgebildet sind.
3. 3. Impulszählwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Steuerelektroden der elektronischen Schalter (21) jeweils ein Widerstand (24) vorgeschaltet ist.

   Die Erfindung betrifft ein mehrstelliges Impulszählwerk, das aus mehreren Einzeldekadenzählern zusammengesetzt ist, die jeweils eine Ziffernrolle einen die Ziffernrolle schrittweise fortschaltenden impulserregten Magneten und einen am Ende einer jeden vollen Dekade der Ziffernrolle kurzzeitig schließenden Kontakt aufweisen.

   Bei bekannten Einzeldekadenzählern wird dieser Kontakt von zwei feststehenden Schleifbahnen und einer mit der Ziffernrolle drehenden, die Schleifbahnen kurzzeitig miteinander verbindenden Schleiffeder gebildet. Die Schleifbahnen sind dabei so angeordnet, daß die Schleiffeder in dem Augenblick, in dem die Ziffernrolle um neun Ziffernteilungen fortgeschaltet ist, im Ablesefenster des Zählers also die Ziffer »9« erscheint, auf die Schleifbahnen aufläuft und die Schleifbahnen, kurz bevor die Ziffernrolle die Fortschaltung um die zehnte Ziffernteilung beendet hat, also kurz bevor die Ziffer »O« im Ablesefenster des Zählers erscheint, wieder verläßt.

   Werden mehrere Einzeldekadenzähler zu einem mehrstelligen Impulszählwerk zusammengeschaltet, so werden sie in Reihe hintereinander an den Impulsstromkreis angeschlossen. Dabei wird der die Einerdekade anzeigende Einzeldekadenzähler unmittelbar mit dem Impulsstromkreis verbunden, während die übrigen.

   Dekaden höherer Ordnung anzeigenden Zähler jeweils über den Schleifkontakt des die nächst niedrigere Dekade anzeigenden Zählers an den Impulsstromkreis angeschlossen sind. Da diese Schleifkontakte mittels der mit den Ziffernrollen sich drehenden Schleiffedern mechanisch geschlossen werden, treten auch hier die bei mechanischen Schaltern unvermeidlichen Prellerscheinungen und Kontaktfunken auf. Das hat zur Folge, daß die Impulsdauer von etwa 40 ms, die maximal zur Erregung des Magneten des folgenden Zählers höherer Ordnung zur Verfügung steht, um die Prellzeiten des Schalters verkürzt wird. Wenn man bedenkt, daß bei einem sechsstelligen Impulszählwerk sechs Einzeldekadenzähler hintereinandergeschaltet sind und somit bei einer bestimmten Stellung der Ziffernrollen dieser Zähler gleichzeitig fünf Schleifkontakte geschlossen werden und bei fünf Schleifkontakten Prellerscheinungen auftreten, die jeweils eine Verkürzung der Magneterregung des Zählers der nächsthöheren Dekade herbeiführen, so ist leicht zu erkennen, daß die Prellungen der einzelnen Schleifkontakte sich addieren und somit in dem Magneten des Einzeldekadenzählers der höchsten Dekadenordnungszahl nur noch ein Erregerimpuls von so geringer Dauer zur Verfügung steht daß ein ordnungsgemäßes Arbeiten des Zählers nicht mehr gewährleistet ist. Darüber hinaus müssen die Schleifkontakte die volle Impulserregerleistung für die Magnete schalten, so daß der hierdurch hervorgerufene unvermeidliche Kontaktabbrand eine schnelle Abnutzung der Kontakte herbeiführt und somit den vorstehend beschriebenen Effekt noch beschleunigt. So hat sich gezeigt, daß beispielsweise sechsstelligen Impulszählwerken nach kürzerer Betriebsdauer bereits der sechste und der fünfte Zähler und nach einer weiteren Betriebsdauer dann die Zähler für die vierte und dritte Dekade ausfallen.

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mehrstelliges, aus Einzeldekadenzählern aufgebautes Impulszählwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt und dem Magneten eines Einzeldekadenzählers die volle Erregerleistung während einer Zeitdauer, die der Impulsdauer der Erregerimpulse im Impulsstromkreis entspricht, zur Verfügung stellt.

   Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß jede Magneterregerwicklung der Einzeldekadenzähler über einen ihr zugeordneten elektronischen Ein-/Ausschalter an einen allen Dekadenzählern gemeinsamen Impulsstromkreis angeschlossen ist, wobei die Steuerelektrode des Schalters für den die Einerdekade anzeigenden Zähler unmittelbar und die Steuerelektroden der Schalter für die übrigen, Dekaden höherer Ordnungszahl anzeigenden Zähler über den Kontakt des jeweils die nächstniedrige Dekade anzeigenden Zählers mit dem Impulsstromkreis verbunden sind. Unter elektronischem Ein-/Ausschalter wird hier jeder elektronische Schalter verstanden, der mittels eines Zündimpulses schlagartig voll leitend wird und ebenso schlagartig wieder in seinen Sperrzustand zurückkehren kann. Unabhängig von einer weiteren Ansteuerung bleibt er so lange leitend, bis er entweder durch einen weiteren Impuls oder durch Wegfall der Spannung an den Hauptelektroden wieder sperrt oder nach einer bestimmten Zeitspanne wieder in seinen Sperrzustand zurückkippt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hier ein Thyristor eingesetzt, ebenso können jedoch Unijunction-Transistoren oder programmierbare Unijunction-Transistoren (PUT), Thyratrons, Tetroden oder monostabile Kippstufen verwendet werden.