DE3508370A1

DE3508370A1 - Elektromechanisches anzeigeelement mit beweglichen magnetankern und verfahren zur automatischen ueberpruefung solcher anzeigeelemente

Info

Publication number: DE3508370A1
Application number: DE19853508370
Authority: DE
Inventors: Claude Mennecy Aubin
Original assignee: ALMA SA
Current assignee: ALMA SA
Priority date: 1984-03-09
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1985-09-12
Also published as: FR2561016B1; FR2561016A1

Description

ELEKTROMECHANISCHES ANZEIGEELEMENT MIT BEWEGLICHEN MAGNETANKERN UND VERFAHREN ZUR AUTOMATISCHEN ÜBERPRÜFUNG SOLCHER ANZEIGEELEMENTE

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Anzeigeelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur automatischen überprüfung von solchen Anzeigeelementen. Die am weitesten verbreiteten dezimalen Anzeigeelemente sind vom Siebensegmententyp, die Erfindung ist aber auch auf andere Mehrsegmenten-AnZeigeelemente für Ziffern oder Buchstaben anwendbar.

Trotz der besseren Lesbarkeit in hellen Räumen werden elektromechanische Anzeigeelemente zur Ziffernanzeige von Kontoständen oder sonstigen Handelstransaktionen selten verwendet, da man ihre Betriebssicherheit nicht durch automatische Tests garantieren kann.

Wie beispielsweise aus der FR-PS 22 58 480 hervorgeht, wird ein Anzeigeelement vom elektrolumineszenten Typ durch systematische überprüfung der elektrischen Kennwerte getestet. Diese Technik eignet sich zwar für solche elektrolumineszenten Anzeigeelemente, deren elektrische Kennwerte eindeutig den Anzeigezustand kennzeichnen, aber diese Tests sind nicht schlüssig bei elektromechanischen Anzeigeelementen mit beweglichen Magnetankern, da sie über die tatsächliche Bewegung der Anker keine Auskunft geben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromechanisches Anzeigeelement mit beweglichen Magnetankern anzugeben, dessen Betrieb automatisch überprüft werden kann, so daß es auch als Ziffernanzeiger für Kontostände bei kommerziellen Transaktionen verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das elektromechanische Anzeigeelement gelöst, das im Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Bezüglich einer bevorzugten Ausführungsform eines solchen Elements und des Ver-

fahrens zur automatischen überprüfung solcher Anzeigeelemente wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Perspektive ein erfindungsgemäßes Anzeigeelement.

Fig. 2 zeigt dasselbe Anzeigeelement im Schnitt.

Fig. 3 enthält ein elektrisches Schaltbild zur Steuerung eines Mehrsegment-Anzeigeelements gemäß den Figuren 1 und 2.

Das elektromechanisch^ Anzeigeelement, das in Fig. 1 dargestellt ist, soll eine Dezimalziffer nach der bekannten Siebensegmenttechnik anzeigen. Es enthält ein Kunststoffgehäuse, das von einer Basis 10 und einem Gehäusedeckel 11 gebildet wird. Die Basis 10 trägt Elektromagnete mit Remanenz-Magnetfeld, die die Stellung der Segmente steuern. Der Deckel 11 ist auf der Basis 10 oberhalb der Elektromagneten 12 mithilfe von Säulen 13 befestigt. Er enthält einen Fensterausschnitt 14 in Form einer Acht, in dem Segmente 15 in üblicher Form auftauchen oder verschwinden. Eine piezoelektrische Stoßsonde 16 ist auf die Seite des Deckels 11 aufgeklebt.

Fig. 2 zeigt genauer die mechanische Anordnung der Anker 20, die die Segmente 15 des Anzeigeelements tragen. Jeder Anker 20 liegt oberhalb eines Kopfes 21 eines Steuer-Elektromagneten 12. Der Anker besteht aus einem geknickten Arm mit dem Anzeigesegment 15 an seinem Ende, das seitlich in den Fensterausschnitt 14 hineinschiebbar ist, und mit einem anderen Ende, das an eine Drehachse 23 angelenkt ist. Diese Achse ist an der Innenseite des Deckels 11 parallel zur Längsachse des betrachteten Segments befestigt. Inder Nähe des Knicks trägt der Anker einen Dauermagneten 24 im Wirkungsbereich des zugeordneten Elektromagneten. Der Schwenkbereich des Ankers ist durch zwei Anschläge 25 und 26 begrenzt, die sich an der Innenwand des die

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piezoelektrische Stoßsonde tragenden Deckels 11 befinden.

Es sei vereinbart, in Verbindung mit Fig. 2, daß die auf den Ankern 20 befestigten Magneten ihren Nordpol den Köpfen 21 der Steuer-Elektromagneten 12 zugewandt haben. Die Fig. 2 zeigt zwei bewegliche Anker in je einer der beiden möglichen Endstellungen, nämlich im linken Teil der Figur einen Anker, dessen Permanentmagnet 24 vom remanenten Magnetfeld des Steuer-Elektromagneten 12 abgestoßen wird, so daß das zugeordnete Segment 15 im Fensterausschnitt 14 des Gehäusedeckels 11 erscheint, und im rechten Teil der Figur einen Anker, dessen Elektromagnet 24 vom remanenten Magnetfeld des zugeordneten Steuer-Elektromagneten 12 angezogen wird, so daß das Anzeigesegment aus dem Fensterausschnitt 14 des Gehäusedeckels 11 weggeschwenkt ist.

Die Bewegung des Ankers 20 von der einen in die andere Endstellung ergibt sich durch Umkehr des Remanenz-Magnetfeldes im zugeordneten Steuer-Elektromagneten 12 durch Anlegen eines kurzen Stromimpulses geeigneter Stromrichtung an die Steuerspule des Elektromagneten. Am Ende der Schwenkbewegung schlägt der Anker 20 an einen der beiden Anschläge 25 und 26 an und erzeugt damit ein Signal in der piezoelektrischen Stoßsonde

Fig. 3 zeigt,wie die verschiedenen Steuerspulen der Steuer-Elektromagneten einer Reihe von Anzeigeelementen angeschlossen werden, so daß sich eine Steuerung der Segmente im Zeitmultiplex und eine gleichzeitige überprüfung des Betriebs der Anzeigeelemente ergibt.

Die Steuerspulen der verschiedenen Elektromagneten sind in Schaltbrücken angeordnet, in denen ausgehend von einer Gleichspannungsquelle während eines kurzen Augenblicks ein Stromimpuls in der einen oder anderen Richtung in die Spule geschickt werden kann, so daß das Remanenz-Magnetfeld umgekehrt wird. Entkopplungsdioden D.., D¹.. ermöglichen die Zusammenschaltung der verschiedenen Brücken und damit eine Verringerung der Anzahl der Schalter.

Die Steuerspule S.. eines Steuer-Elektromagneten für einen Anker, der zum i-ten Segment des j-ten Anzeigeelements gehört, befindet sich im Brücken-Querzweig_f während die andere Diagonale mit den Klemmen 0, +V einer Gleichspannungsquelle verbunden ist. Die Spule sitzt zwischen einem Punkt 30., der allen Brücken des j-ten Anzeigeelements gemein ist, d.h. an dem alle Steuerspulen S₁., S„ .,.., des j-ten Anzeigeelements angeschlossen sind. Das andere Ende 31 der Steuerspule ist über Entkopplungsdioden D.., D¹.. an Zwischenpunkte 32. bzw. 33. angeschlossen, die allen Schaltbrücken der Steuerspulen S.., S.-,... eines jeweils gleichen i-ten Segments der anderen Anzeigeelemente gemein ist. Der obere rechte Zweig der Brücke besteht aus einem gesteuerten Schalter A., der den Punkt 30. an die Klemme +V der Gleichspannungsquelle anschließt und der den Schaltbrücken

der Steuerspulen S₁., S₂.,... des j-ten Anzeigeelements gemein ist. Der rechte untere Zweig der Brücke besteht aus einem gesteuerten Schalter B., der den Punkt 30. der Brücke an den Erdungspunkt der Gleichspannungsquelle anschließt und der den Schaltbrücken der Steuerspulen S₁., S₉.,... des j-ten Anzeigeelements gemein ist. Der linke obere Zweig der Brücke besteht aus einem gesteuerten Schalter C, der den Punkt 32. der Brücke an die Klemme +V der Gleichspannungsquelle anschließt und der den Schaltbrücken . der Steuerspulen S..., Si₂,... des jeweils gleichen i-ten Segments der anderen Anzeigeelemente gemein ist. Der linke untere Brückenzweig enthält schließlich einen gesteuerten Schalter F., der den Punkt 33. der Brücke an die Erdklemme der Gleichspannungsquelle anschließt und der den Schaltbrücken der Steuerspulen S₁₁, S.^,... des jeweils entsprechenden i-ten Segments der anderen Anzeigeelemente gemein ist.

Die gesteuerten Schalter A. und B. entsprechen an Zahl den Anzeigeelementen und dienen der Auswahl eines dieser Elemente bei der multiplexierten Ansteuerung, während die gesteuerten Schalter C. und F. an Zahl den Segmenten eines Anzeigeelements entsprechen und der Auswahl der Segmente dienen. Die Schalter A., B., C. und F. sind mit Ausnahme der Steuerungszeitpunkte für das Schwenken eines Ankers gesperrt. Während einer solchen

Steuerung werden zwei Schalter gleichzeitig durchgeschaltet, nämlich entweder A. und F. oder B. und C, je nach der gewünschten Schwenkrichtung des Segments, wobei A. und B. abhängig von dem betroffenen Anzeigeelement und F. sowie C. abhängig vom betroffenen Segment ausgewählt werden. Die Durchschaltung erfolgt für eine kurze Zeit, die ausreicht, um einen Strom durch die Steuerspule des Elektromagneten des betroffenen Ankers zu schicken und damit das Remanenzfeld umzukehren.

Die Steuerung erfolgt sequentiell für die verschiedenen Segmenttypen und innerhalb eines Segmenttyps sequentiell für die verschiedenen Anzeigeelemente· Bezeichnet man in üblicher Weise die sieben Segmente eines Anzeigeelements mit den Buchstaben a, b, c, d, e, f, g, dann beginnt man mit den Segmenten a, indem man nacheinander die Anker der Segmente a derjenigen Anzeigelemente ansteuert, die umgestellt werden sollen, beispielsweise in der Reihenfolge Einer, Zehner usw. Danach kommen die Segmente b, c, d, e, f und g nacheinander an die Reihe.

Für die Überprüfung der Schwenkbewegung werden systematisch die Spannungen an den Punkten 32., 33. und 30. der Schaltbrücken der Steuerspulen überprüft, wobei man sich versichert, daß nur eine einzige Spule in jedem Zeitpunkt aktiviert ist. Zugleich erfaßt man den Stoß im Stoßdetektor, wodurch man sich vergewissert, daß der Anker des erregten Elektromagneten tatsächlich umgekippt ist.

Für die nachfolgende Beschreibung wird davon ausgegangen, daß ein Anker aufgrund der kurzzeitigen Durchschaltung zweier gesteuerter Schalter B. und C. weggeschwenkt wird und daß aufgrund einer kurzzeitigen Durchschaltung der Schalter A. und F. die umgekehrte Bewegung des Ankers bewirkt wird.

Während der Nullsetzung, d.h. dem aufeinanderfolgenden Wegschwenken der sichtbaren Segmente in den zu verändernden Anzeigeelementen wird überprüft, ob genau eine Steuerspule aktiviert ist, indem die Spannungen an den Punkten 32. gemessen

wird. Diese Spannungen müssen alle Null sein mit Ausnahme der Spannung am Punkt 32,der zur Schaltbrücke der aktivierten Spule gehört. Damit ist geklärt, daß die anderen Steuerspulen des Anzeigeelements, zu dem die erregte Steuerspule gehört, spannungsfrei sind. Zugleich werden die Spannungen an den Punkten 30. überprüft, die alle den Wert +V besitzen müssen, mit Ausnahme der Spannung am Punkt 30, der zur Schaltbrücke der erregten Steuerspule gehört. Dadurch wird sichergestellt, daß die Steuerspulen der anderen Anzeigeelemente, denen die erregte Steuerspule nicht angehört, spannungsfrei sind.

Nach der Nullsetzung überprüft man während des aufeinanderfolgenden Einschwenkens der Segmente, ob stets nur eine einzige. Steuerspule erregt ist. Diese überprüfung erfolgt durch die Messung der Spannungen an den Punkten 33., die alle gleich +V sein müssen, mit Ausnahme der Spannung am Punkt 33, der zur Schaltbrücke der erregten Steuerspule gehört. Dadurch wird klar, daß die anderen Steuerspulen des Anzeigeelements, zu dem die erregte Steuerspule gehört, spannungsfrei sind. Zugleich werden die Spannungen an den Punkten 30. gemessen, die alle Null sein müssen, mit Ausnahme der Spannung am Punkt 30, der zur Schaltbrücke der erregten Steuerspule gehört. Dadurch wird klar, daß die Steuerspulen der anderen Anzeigeelemente, zu denen die erregte Steuerspule nicht gehört, spannungsfrei sind.

Die gleichzeitige Verwendung eines elektrischen Tests, durch den festgestellt wird, ob nur eine einzige Steuerspule jeweils erregt ist, und eines Stoßtests, durch den festgestellt wird, ob ein Anker umgeschwenkt ist, ergibt eine automatische und dauernde Überprüfung des Anzeigeelements, so daß dieses als Ziffernanzexgeelement für kommerzielle Transaktionen und ganz allgemein für Anzeigeelemente verwendet werden kann, bei denen eine große Sicherheit von großer Bedeutung ist.

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Claims

Fo 13671 D ALMA S.A. Maison de la Tourelle 47, rue de Paris F - 94470 BOISSY SAINT LEGER PATENTANSPRÜCHE

1. Elektromechanisches Anzeigeelement mit beweglichen Magnetankern, die durch elektromagnetische Umkehrung des Remanenzfelds von Steuer-Elektromagneten umgestellt werden, mit einem Gehäuse, dessen Deckel Fensterausschnitte aufweist, in denen Teile der Anker sichtbar werden, und das Anschläge zur Begrenzung der Bewegung der Anker besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse ein Stoßdetektor (16) befestigt ist, mit dem die sich beim Auftreffen der Anker (20) auf die Anschläge (25, 26) ergebenden Stöße erfaßbar sind.

2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßdetektor (16) ein piezoelektrischer Detektor ist.

3. Verfahren zur automatischen Überprüfung von Anzeigeelementen nach Anspruch 1, mit mehreren Anzeigeelementen, wobei die einzelnen Segmente eines Elements nacheinander betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich ein elektrischer Test, bei dem überprüft wird, ob tatsächlich jeweils nur ein einziger Steuer-Elektromagnet erregt ist, und ein Stoßtest durchgeführt wird, bei dem überprüft wird, ob der erregte Anker tatsächlich auf einen Anschlag aufgetroffen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Tests darin bestehen, das Vorhandensein der Erregungsspannung an den Spulen der Steuer-Elektromagneten festzustellen.