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Elektrische 1Vlultipliziervorrichtung. Die Erfindung betrifft eine
hauptsächlich für die Preisberechnung bei sogenannten Preisberechnungswaagen dienende
elektrische Multipliziervorrichtung. Im Gegensatz zu bekannten elektrischen Multipliziervorrichtungen,
welche auf dem Prinzip der Wh@eatstoneschen Brücke aufgebaut sind, und bei denen
Widerstände so lange verändert werden müssen, bis die VVheatstonesche Proportion.
erreicht ist und das Galvanometer auf Null zeigt, beruht die Erfindung auf dem Prinzip
der Spannungsteilung oder Spannungsabgreifung von zwei einer gemeinsamen Stromquelle
parallel geschalteten, unveränderlichen und unter sich vorzugsweise gleichen Widerständen.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch die Handhabung zweier den
zu multiplizierenden Faktoren, z. B. Gewicht und Preiszahl, entsprechender mechanischer
Elemente zwei Stromkreise geschlossen und zur gegenseitigen Einwirkung gebracht
werden, durch deren gegenseitige Beeinflussung ein Anzeigegetriebe in Tätigkeit
gesetzt wird, welches bei seiner Bewegung so lange eine Rückwirkung auf die Spannung
in dem einen Faktorenstromkreis hervorruft, bis das Anzeigegetriebe eine dem Produkt
der beiden Faktoren entsprechende Stellung angenommen hat und dadurch die gegenseitige
Beeinflussung der beiden Stromkreise aufgehoben wird.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht, wobei Abb. i die allgemeine Anordnung der Elemente und Stromkreise,
Abb. 2 das Schaltdiagramm darstellt. A ist ein Zifferblatt, beispielsweise eine
Wiegeskala, deren Zeiger i das Gewicht eines Gegenstandes angeben möge. B ist das
Produktenzifferblatt, dessen Zeiger 3 das Produkt aus dem Wert der Einstellung des
Zeigers i und dem Zahlenwert einer Taste :2 anzeigt. Die Zifferblätter A und B besitzen
kreisförmige Gleitwiderstände 4 und 5, die @rorzugsweise unter sich gleich sind
und über die Kontakte gleiten, welche an den Enden der Zeiger i und 3 befestigt
sind. C ist die Batterie, welche durch Drähte 6, 7 an die Enden des Widerstandes
4 und durch Drähte 8, 9 an die Enden des Widerstandes 5 angeschlossen ist.
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Die beiden Widerstände sind sonach zur Batterie C parallel geschaltet,
deren Strom sich teilt und durch, die beiden Widerstandsdrähte 4 und 5 fließt. Der
Widerstand der Drähte 4 und 5 ist so groß, daß er den Durchfluß eines bestimmten
bekannten Stromes gestattet. Längs der Drähte 4 und 5 findet ein der Länge nach
linearer Abfall der praktisch gesamten, von der Batterie C gelieferten Spannung
statt.
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D ist ein aus zwei Spulen 12 und 15 bestehendes Relais, dessen Spule
i2 durch Drähte io, i i an die Enden des Widerstandsdrahtes 4 angeschlossen ist.
Die Spule 15 ist durch einen Draht 16 mit ihrem einen Ende an den Zeiger
3 des Zifferblattes B angeschlossen. Vom anderen Ende der Spule 15 verläuft ein
Draht 14 zu einer Reihe unterer Kontakthebel 18, welche beim Anschlag einer Taste
2 über einen Widerstand 21 und Leitungen 22 und 13 an das eine Ende des Widerstandes
5 angeschlossen ,werden. Die
unteren Kontaktarme 18 liegen gewöhnlich
an untere Kontakte 37 an; der einer angeschlagenen Taste 2 entsprechende Widerstand
21 wird gemäß Abb. i über die unteren Kontakthebel 18 sämtlicher links von der angeschlagenen
Taste befindlicher, nicht angeschlagenerTasten an die Leitung22 angeschlossen.
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Die Tasten 2 besitzen senkrechte Stangen 17 aus nicht leitendem Material,
welche mit den unteren Kontakthebeln 18 drehbar verbunden sind. Die gleiche drehbare
Verbindung besteht mit einer entsprechenden Reihe oberer Kontakthebel 18, durch
welche beim Anschlag einer Taste Widerstände 2o eingeschaltet werden, welche über
einen von der Leitung 14 abzweigenden Draht i9 und einen die oberen Kontakthebel
r8 mit der Leitung 16 verbindenden Draht 23 angeschlossen werden. Beim Anschlag
einer Taste entsteht also, sofern vorher eine Bewegung des Zeigers i erfolgt ist,
das in Abb. --
wiedergegebene Schaltbild. Danach wird die Gesamtlänge des
Widerstandes 4 durch die Stellung des Zeigers i in zwei Teillängen a1, bi, die Gesamtlänge
des Widerstandes 5 in zwei Teillängen a2, b2 geteilt. Je nach dem Verhältnis der
Teillängen al, bi ändert sich die Spannung der Spule 12 und damit ihr Strom, je
nach dem Verhältnis der Längen a2, b2 und der Widerstände 20 und 2i Spannung und
Strom der Spule 15. Die Widerstände 21 sind also mit der Spule 15 stets in Serie,
die Widerstände :2o parallel geschaltet.
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Der Relaisspule D ist ein Anker 24 zugeordnet, dessen einer Arm je
nach dem Überwiegen der Spulen 12 oder 15 Stromschluß mit einem der Kontakte 25
oder 34 herzustellen vermag. Das eine Ende dieses Ankerarmes ist durch eine Leitung
26 dauernd an die Leitung 8 und damit an das eine Ende der Batterie C angeschlossen.
Der Kontakt 25 ist durch eine Leitung 27, einen Magneten E mit Spule 28 und Anker3o
und die Leitung29 über die Leitung 9 an das andere Ende der Batterie angeschlossen.
Der Kontakt 34 steht durch eine Leitung 35, einen Magneten F mit Stromspule 36 und
die Leitung 29 mit dem anderen Ende der Batterie C in Verbindung. Die Anker der
beiden Magnete L', F sind zu gemeinsamer Hinundherbewegung gekuppelt und vermögen
über einen Winkelhebel 31, eine Stoßtange 32 und eine Zahnstange 33 den Zeiger 3
des Zifferblattes 13 zu drehen, so (laß der Zeigerkontakt sich längs des Widerstandsdralltes
5 bewegt und (las Verhältnis a2 zu b2 entsprechend ändert.
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Die Widerstände 2o, 21 der einzelnen Tasten sind dem Tastenwert entsprechend
bemessen, und zwar die Widerstände 2o so, daß bei einem Tastenwert jt
n - i Teil des Stromes durch den Widerstand 20 und i Teil durch die Spule
15 fließen. Beiden ist der für die einzelnen Tasten gleichfalls verschieden abgestufte
Widerstand 21 vorgeschaltet, durch welchen der Gesamtwiderstand des jeweiligen Tastenstromkreises
konstant gehalten wird.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist die folgende Wird eine Preistaste
von dem Wert st gedrückt, so wird, wenn Ware auf die Wiegeschale nicht aufgelegt
ist, eine Bewegung des auf Null stehenden Zeigers 3 nicht eingeleitet und vom Draht
5 (Abb. 2) keine Spannung abgegriffen, so daß auch in der Spule 15 kein Strom fließt.
Durch den Druck auf die Preistaste werden lediglich die Widerstände R und r sowie
die Spule 15 (Widerstand K) zueinander geschaltet und der Relaisanker vorläufig
in Ruhe belassen. Wird nun der Gewichtszeiger i durch Aufgabe einer Ware auf einen
bestimmten. Betrag, z. B. sieben Einheiten, bewegt, so fließt Strom durch die Spule
12, und der Anker 24 des Relais erregt den MagnetenE durch Kontaktgebung bei 25,
so daß der Zeiger 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Damit diese Drehung eine langsame
ist und der Zeiger nicht bis an das entgegengesetzte Ende des Drahtes 5 ausschlägt,
wird seine Bewegung durch irgendwelche, in der Zeichnung nicht dargestellteDämpfungsmittel
verzögert. Sowie nun der Zeiger 3 bei dieser Bewegung eine Stelle erreicht, an der
die von ihm abgegriffene Spannung so groß ist, daß durch die Spule 15 ein dem Strom
durch die Spule 12 gleich großer Strom fließt, wird; das Relais neutralisiert, und
der ganze Apparat kommt zur Ruhe. Die Stelle, an welcher der Zeiger 3 stehenbleibt,
ist das Produkt aus dem von dem Zeiger i angegebenen Gewichtswert und dem Wert der
von dem Verkäufer angeschlagenen Preistaste.
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Damit dieses Produkt entsteht, wenn die Ströme in den Spulen 12 und
r5 gleich groß sind, ist erforderlich, daß beim Drücken einer Preistaste vom Wert
za und beim Ausschlag des Zeigers i auf die beispielsweise erwähnten sieben Einheiten
der Zeiger 3 siebenmal tt Einheiten angibt, das heißt eine v-mal so große Spannung
abgreift wie der Zeiger i. Zu dieseln Zweck sind die Widerstände K (der Spule 15)
und r (der Spule 2o) so gemessen, daß K - (it - i) y r. Dadurch
wird erreicht, daß sich der Strom in K und r so verteilt, daß i Teil des Gesamtstromes
durch die Spule 15 fließt und to - i Teil durch den Widerstand r fließen,
da sich bekanntlich die Ströme umgekehrt proportional wie die Widerstände verhalten.
Durch das Parallelschalten von K und r wird aber der resultieretlde
Widerstand dieser Kombination kleiner als der Widerstand der Spule 15
allein,
so däß man noch einen zusätzlichen Widerstand R (der Spule z i) einschalten muß,
welchen man derart bemißt, daß der resultierende Widerstand R, r und K für alle
beliebigen Werte von n (n- i, 2, 3 usw.) konstant und gleich dem Wert K der
Spule 15
ist. Es muß also jeweils für alle n Preiswerte die weitere Bedingung
erfüllt sein:
Der Bruchwert stellt den resultierenden Widerstand von K und r dar, die rechte Seite
der Gleichung den Gesamtwert der Widerstandskombination R, K, r.
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Ist nun eine Taste mit dem Wert n gedrückt, und soll: der Zeiger 3
das richtige Produkt aus iz und der Gewichtsgröße angeben, so muß, wie bereits dargetan,
in den Spulen 12 und 15 der gleiche Strom fließen. Fließen in der- Spule 12 sieben
Stromeinheiten, was der Stellung des Zeigers i auf .sieben Einheiten entspricht,
so wandert der Zeiger 3, wie oben erläutert, im Uhrzeigersinne längs des Drahtes
5. Steht der Zeiger 3 ebenfalls auf sieben Einheiten, so fließen in der Spule i5
noch keine sieben Stromeinheiten. Diese fließen zwar in der Leitung 13 und im Widerstand
R, verteilen sich aber dann so, daß in 1K nur
fließen, während in Y ein Strom von der Größe
des Gesamtstromes fließt. Soll nun Gleichgewicht im Relais herrschen, so müssen
in der Spule 15 auch sieben Einheiten fließen, was nur dann der Fall ist,
wenn die in dem Kombinationsstromkreis R, K, r wirksame Spannung n-mal so
groß ist. Dies ist der Fall, wenn der Zeiger 3 so weit gewandert ist, daß er einen
Spannungsbetrag abgreift, der iz-mal so groß ist wie der des Zeigers i. Es gibt
dann der Zeiger 3 ohne weiteres das Produkt 7 X n an. Da der Zeiger 3 in
dem Augenblick, in dem er das richtige Produkt angibt, zur Ruhe kommt, stellt seine
Ruhelage das Produkt aus der Gewichtsgröße und der Preiszahl dar. Dreht man den
Zeiger i auf einen niedrigeren Betrag zurück, wobei der Multiplikator in den Tasten
eingestellt bleibt, so wird der Strom der Spule 15 überwiegen, und der Zeiger 3
wird langsam so weit zurückgedreht, bis- er das richtige Produkt erreicht hat und
das Relais neutralisiert ist.
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Bringt man den Zeiger i wieder auf Null zurück, so wird auch der Zeiger
3 auf Null zurückgedreht, so daß der Apparat für eine neue Wägung bzw. Multiplikation
bereitsteht. -