DE2460893C2 - Mehrstelliges Impulszählwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrstelliges Impulszähliverk, 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 Schleifbah^en 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 Schleifbahncn, kurz bevor die Ziffernrolle die Fortschaltung um die zehnte Ziffernteilung beendet hat, also kurz bevor die Ziffer »0« im Ablesefenster des Zählers erscheint, wieder verläßt.

Werden mehre-e Einzeldekadenzähler zu einem mehrstelligen lmpiilszählwerk zusammengeschaltet, so werden sie in Reihe hintereinander an den Impuli.stromkreis angeschlossen. Dabei wird der die Einerdekade anzeigende Einzeliiekadenzähler 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 Impulsstrcmkreis f>° angeschlossen sind. Da diese Schleifkontakte mit eis der mit den Ziffernrollen sich drehenden Schlei federn mechanisch geschlossen werden, treten auch hier die bei mechanischen Schaltern unvermeidlichen Prellerscheinungen und Kontaktfunken auf. Das hat /ur Folge, daß <>5 die Impulsdauer von etwa 40 ms, die maximal /ur Krregung des Magneten des folgenden Zählers höherer Ordnung zur Verfügung steht, um die Prellzeiten des Schalters verkürzt wird. Wenn man bedenkt, daß be einem sechsstelligen Jmpulszählwerk sechs Einzeldekadenzähler hintereinandergeschaltet sind und somit be einer bestimmten Stellung der Ziffernrollen diesel Zähler gleichzeitig fünf Schleifkontakte geschlosser werden und bei fünf Schleifkontakten Prellerscheinun gen auftreten, die jeweils eine Verkürzung dei Magneterregung des Zählers der nächsthöheren Deka de herbeiführen, so ist leicht zu erkennen, daß die Prellungen der einzelnen Schleifkontakte sich addierer und somit in dem Magneten des Einzeldekadenzähler: der höchsten Dekadenordnungszahl nur noch eir Erregerimpuls von so geringer Dauer zur Verfügung steht daß ein ordnungsgemäßes Arbeiten des Zählen 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 Abnut zung der Kontakte herbeiführt und somit der vorstehend beschriebenen Effekt noch beschleunigt. Sc hat sich gezeigt, daß beispielsweise sechsstelliger Impulszählwerken nach kürzerer Betriebsdauer bereit« der sechste und der fünfte Zähler und nach einei weiteren Betriebsdauer dann die Zähler für die vierte und dritte Dekade ausfallen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eir mehrstelliges, aus Einzeldekadenzählern aufgebaute; Impulszählwerk der eingangs genannten Art zi schaffen, welches die vorstehend beschriebenen Nach teile beseitigt und dem Magneten eines Einzeldekaden Zählers die volle Erregerleistung während einei Zeitdauer, die der Impulsdauer der Erregerimpulse irr Impulsstromkreis entspricht, zur Verfügung stellt.

Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß jede Magneterregerwicklung dei Einzeldekadenzähler über einen ihr zugeordneter elektronischen Ein-/Ausschalter an einen allen Deka denzählern gemeinsamen Impulsstromkreis angeschlos sen ist, wobei die Steuerelektrode des Schalters für der die Einerdekade anzeigenden Zähler unmittelbar unc die Steuerelektroden der Schalter für die übrigen Dekaden höherer Ordnungszahl anzeigenden Zählei über den Kontakt des jeweils die nächstniedrige Dekadt anzeigenden Zählers mit dem Impulsstromkreis verbun den sind. Unter elektronischem Ein-/Ausschalter wire hier jeder elektronische Schalter verstanden, der mittel; eines Zündimpulses schlagartig voll leitend wird unc ebenso schlagartig wieder in seinen Sperrzustanc zurückkehren kann. Unabhängig von einer weiterei Ansteuerung bleibt er so lange leitend, bis er entwede durch einen weiteren Impuls oder durch Wegfall de Spannung an den Hauptelektroden wieder sperrt ode nach einer bestimmten Zeitspanne wieder in seinei Sperrzustand zurückkippt. In einer bevorzugten Aus führungsform wird hier ein Thyristor eingesetzt, ebensc können jedoch Unijunction-Transistoren oder pro grammierbare Unijunction-Transistoren (PUT). Thyra trons, Tetroden oder monostabile Kippstufen verwen det werden.

Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnuri| ist gewährleistet, daß die Erregerdauer der Magnete de einzelnen Zähler, unabhängig von den Prellungen in dei von den Ziffernrollen betätigten Schleifkontakter immer der vollen Impulsdauer entspricht; denn sobali eine Ziffernrolle während ihrer Fortschaltung am End einer vollen Dekade den Schleifkontakt in de Verbindungsleitung von Impulsstromkreis und Steuer elektrode des Thyristors im Magnetkreis des di

nächsthöhere Dekade anzeigenden Dekadenzählers schließt, schaltet der Thyristor durch und verbindet die Erregerspule des Magneten mit dem Imaulsstromkreis. 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 Impuisstromkreis 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 d-n 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 Schalt kontakten 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

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Einzeldekadenzählers,

Fig. 2 die Vorderansicht eines sechsstelligen, aus sechs Einzeldekadenzählern gemäß Fig. 1 aufgebauten Impulszählwerkes,

F i g. 3 eine schematische Darstellung des konstruktiven Aufbaus eines Einzeldekadenzählers und

F i g. 4 die Schaltanordnung des sechstelligen Impulszählwerkes nach F i g. 2.

Der in F i g. 1 dargestellte Einzeldekadcnzähler weist ein geschlossenes, sehr flaches Gehäuse I auf, an (.lessen Stirnseite ein Ablcsefenster 2 die Ziffer einer im Gehäuseinnern angeordneten Ziffernrolle 1 ( F i g. J) sichtbar werden läßt.

Die Ziffernrolle J 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 126 des U-förmigen

•ο Eisenkernes eines Magneten 11 zusammenwirken. Auf jedem Schenkel trägt der Eisenkern je eine Erregerwicklung 13a und 136, die einen gleichsinnigen Erregerfluß in dem Eisenkern hervorrufen. Der Magnet J 1 ist im Gehäuse 1 des Einzeldekadenzählers befestigt.

'5 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 16ö in einei 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 16£> 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 »0« 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 Sioßklinke 8 in die Verzahnung 6 des Schaltrades 5 ein und dreht das Schaltrad und damit die Ziffernrolle um eine halbe Zifferriteilung im Uhrzeigersinn. Fällt die Magneterr;-gung 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 Ziffcrnteilung 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

fto sechsstelligen Inipulszählwerk zusammengesetzt. Durch die flache Gehäuseform lassen sich die Einzeldekadenzähler mechanisch sehr gut aneinanderfügen.

Die Schaltanordnung dieses sechsstelligen Impuls Zählwerkes ist in F i g. 4 dargestellt, wobei der

<\s übersichtlichen Darstellung halber lediglich die 1-inzel· dekadenzähler für die Einerdekade, die Zehnerdekade, die Zehniausenderdekade und die llunderttausenderdekade im Schaltbild dargestellt worden sind.

Die Erregerwicklungen 13 der Einzeldekadenzähler sind jeweils über einen Thyristor 21 an einen Impulsstromkreis 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 146 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 Fi g. 4 ist wie folgt:

Sobald der Impulskoniakt 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 Impiilsstromkreises und der Impuls wird an die Erregerwicklung 13 des Magneten des Einzeldekadenzählers gelegt. Wie bereits beschrieben, zieht der Magnet 11 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 nächstfolgender Dekade an den Impulsstromkreis und so fort.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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 Einzeldekadenzähter 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. Impulszählwerk nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Ein-/Ausschalter als Thyristoren (21) ausgebildet sind.

3. Impulszählwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Steuerelektroden der elektronischen Schalter (21) jeweils ein Widerstand (24) vorgeschaltet ist.