DE645947C - Einrichtung zur Umwandlung von kartesischen Koordinaten in Polarkoordinaten oder Kreisfunktionen - Google Patents

Description

Il

oder Kreisfunktionen

Zusatz zum Batent 604

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Einrichtung zur .Umwandlung von kartesischen Koordinaten in Polarkoordinaten oder Kreisfunktionen unter Anwendung zweier Schlitten, die durch ein schwenkbar und verschiebbar gelagertes Organ in sich kreuzenden Richtungen verschiebbar sind. Bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent enthalten zwei Steuerschalter für die beiden AntriebsmascmV nen, von denen die eine die Schwenkung und die andere die Verschiebung des die Schlitten verstellenden Organs bewirkt, einen entsprechend den umzuwandelnden kartesischen Koordinaten· verstellbaren Teil und einen von den Schlitten verstellten Teil. Die Anordnung ist so getroffen, daß jede der beiden Antriebsmaschinen das die Schlitten verstellende Organ so lange einstellt, bis die beiden Teile des Steuerschalters wieder in die Ausgangsstellung gelangt sind. In den Steuerstromkreis ist noch ein Springschalter eingeschaltet, welcher in jedem Quadranten des Schwenkungsbereiches des die Schlitten verstellenden Organs die Arbeitsweise der beiden Antriebe nach der vorgeschriebenen Gesetzmäßigkeit umschaltet. ,

Die Einrichtung nach dem Hauptpatent arbeitet für alle solche Fälle einwandfrei, bei denen jede der beiden umzuwandelnden kartesischen Koordinaten von Null verschieden ist.

Die ErEndung bezweckt, den Anwendungsbereich der Einrichtung nach dem Hauptpatent zu erweitern für solche Fälle, wo die eine'kartesische Koordinate den Wert Null annehmen kann, während gleichzeitig die andere Koordinate von positiven' Werten zu negativen übergeht oder umgekehrt. Das wird gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß von der die Verschiebung des schwenkbar und verschiebbar gelagerten Organs zur Verstellung der beiden Schlitten bewirkenden Antriebsmaschine ein Schalter für die die Drehung des Organs bewirkende zweite Antriebsmaschine betätigt wird, derart, daß bei Stellung des Organs in der Nullstellung für die Drehung der Schalter geschlossen ist. Der Schaltekontakt für die zweite Antriebsmaschine wird zweckmäßig mit einem der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Robert Helwig in Berlin-Zehlendorf.

beiden für die erste Antriebsmaschine vorgesehenen Endlagenschalter baulich als Umschaltekontakt vereinigt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. :■.'··;'

Ein Schneckenrad ι ist mittels eine|i; Schnecke 2 um 360 Winkelgrade drehbar artS? geordnet. An dem Schneckenrad 1 ist mittels eines Bügels 3 eine Schraubenspindel 4 drehbar gelagert, welche über Kegelräder 5 von einer Welle 6 aus gedreht wird. Auf der Schraubenspindel ist eine Schraubenmutter 7 axial verschiebbar angeordnet. Ein an der Schraubenmutter 7 befestigter Stift 8 greift gleichzeitig in die beiden senkrecht zueinander angeordneten Schlitze 9 und 10 zweier Schlitten 11 und 12 ein, die senkrecht zueinander verschiebbar gelagert sind.

Gemäß dem Hauptpatent sind nun zwei Steuerschalter 13 und 14 vorgesehen, welche je einen entsprechend den umzuwandelnden kartesischen Koordinaten verstellbaren Kontakt 13' und 14' und damit zusammenarbeitende Gegenkontakte 13" und 14" enthalten. Die Gegenkontakte 13" und 14" werden von den Schlitten 11 und 12 aus verstellt. Die Verstellung der Gegenkontakte 13" erfolgt über Zahnräder 15, 16 von dem Schlitten 12 aus, während die Gegenkontakte 14" unmittelbar an dem Schlitten 11 befestigt sind.

Die beiden Steuerschalter 13 und 14 dienen zur Veränderung des Antriebes des Schnekkenrades 1 und der Schraubenspindel 4 dadurch, daß mittels dieser Steuerschalter über einen zusätzlichen Springschalter 17 zwei elektrische Wendegetriebe 18 und 19 gesteuert werden, über welche zwei ständig möglichst mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufende Antriebsmotoren 20 und 21 auf die Organe 1 und 4 einwirken. Die beiden elektrischen Wendegetriebe, welche z. B. als elektromagnetische Kupplung ausgebildet sein können, enthalten je zwei Elektromagnetwicklungen 18' und 18" sowie 19' und 19", die mit je einem Ende mittels einer Leitung 22 an den einen Pol einer Gleichstromquelle 23 angeschlossen sind. Die anderen Enden der Wicklungen 18' und 18" sowie 19' und 19" sind zu je einer von vier ruhenden Kontaktanordnungen 24", 24⁶, 25° und 25^& geführt, die in dem Springschalter 17 unter sich um je 90⁰ versetzt angeordnet sind. An der Welle 17' des Springschalters 17 sind vier ebenfalls unter sich um je 90⁰ versetzte Kontaktarme 17", 17⁶, I7^C und i7^d befestigt, welche über Schleifbürsten 26«, 2O⁶, 26^C und 26"* an die Stromquelle gelegt sind und mit den vorerwähnten Kontakten 24", 24*, 25« und 25* zusammenarbeiten. Die beiden Schleifbürsten 26" und 26^C sind mittels Leitungen 27 und 28 an die beiden durch eine Unterbrechungsstelle 29 getrenn-

ten Teile der Gegenkontakte 14" gelegt., während die Schleifbürsten 26* und 26^J mitteis Leitung 30 und 31 an die durch Unierbrechungsstellen 32 und 33 getrennten Half-. ten des Kontaktringes 13" gelegt sind. Die ^Heiden Kontakte 13' und 14' sind mittels der. ί Leitungen 34 und 35 an den zweiten Pol der Stromquelle 23 angeschlossen. Der Antrieb des Springschalters 17 wird durch den Motor 20 über das elektrische Wendegetriebe 18 mittels einer Schnecke 36 und eines Schneckenrades 37 bewirkt. Der Schalter 17 hat insgesamt nur vier Stellungen, die durch die Gegenkontakte 24", 24^s, 25" und 25* gekennzeichnet sind, und die auf der Welle 17' befestigten Kontaktarme 17" bis i"^d werden über den Schneckentrieb 36, 37 sprungweise von der einen der vier möglichen Stellungen in die andere überführt.

Die bisher beschriebene Einrichtung, die vollständig derjenigen nach dem Hauptpatent entspricht, wirkt in der Weise, daß alle mit Hilfe der Kontakte 13' und 14' eingestellten kartesischen Koordinaten, die von Null verschieden sind, in Polarkoordinaten umgewandelt werden, und zwar erfolgt die Anzeige der richtigen Werte für die Polarkoordinaten mittels der Anzeigevorrichtungen 39, ^o und 42,43·

Um nun die Einrichtung nach dem Hauptpatent aber auch anwendbar zu machen für solchen Fall, wo die eine kartesische Koordinate Null ist und die andere von positiven zu negativen Werten übergeht, oder umgekehrt, d. h. für solche Fälle, wo die Mutter 7 unterhalb des Mittelpunktes des Schneckenrades 1 steht, und eine Drehung des Schneckenrades über l8o° hinaus in dieser oder jener Richtung erfolgen soll, ist gemäß der Erfindung ein Umschaltekontakt 45 für den einen Antriebsmotor 20 vorgesehen. Dieser Umschaltekontakt 45 wird von dem Antriebsmotor 21 aus über die Schnecke 41, das Schneckenrad 46 und eine mit einer Einkerbung 47 versehene Schaltscheibe 48 betätigt. Die Schaltscheibe 48 steuert gleichzeitig noch die beiden Endlagenschalter 49 und 50 für die Antriebsmaschine 21. Über diese beiden Endlagenschalter ist der Erregerstromkreis no für die beiden Elektromagnetwicklungen 19' und 19" des dem Antriebsmotor 21 zugeordneten Wendegetriebes geführt. Der eine Endlagenschalter 49 ist mit dem Umschaltekontakt 45 in der Weise baulich vereinigt, daß die Kontaktfeder 51, die in allen Stellungen mit Ausnahme der einen Endlage den Kontakt 49 geschlosesn hält, beim Einfallen in die Lücke des Schaltrades 48 nach erfolgter Unterbrechung des Kontaktes 49 sogleich den Um- no schaltekontakt 45 schließt. Der Umschaltekontakt ist mittels einer Leitung 52 mit den

Kontaktfedern 24° des Springschalters 17 verbunden, an welche in Übereinstimmung mit dem Hauptpatent das eine Ende der Elektromagnetwicklung 18' des dem Antriebsmotor 20 zugeordneten elektrischen Wendegetriebes angelegt ist.

Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist wie folgt: " ■

In der gezeichneten Stellung der Teile besteht der Stromkreis: Gleichstromnetz 23, Leitung 35, Kontakt 14', 1.4", Leitung 27, Kontaktarme 26^s, 17^s, Kontakt 49, Wicklung 19', Leitung 22 zurück zum Gleichstromnetz 23. Die in diesem Stromkreis liegende Elektromagnetwicklung 19' verbindet über das elektrische Wendegetriebe 19 den ständig laufenden Antriebsmotor 21 über Kegelräder 38, Welle 6 und Kegelräder 5 mit der Schraubenspindel 4, deren Schraubenmutter 7 sich zufolge dieses Antriebes in Richtung auf die Kegelräder S zu verschiebt. Gleichzeitig wird über Schnecke 41 und Schneckenrad 46 die Schaltscheibe 48 in Richtung auf die Kontaktfeder 51 Mn gedreht.

Gleichzeitig besteht noch der folgende Stromkreis:

Gleichstromnetz 23, Leitung 34, Kontaktarm 13', Kontaktstück 13", Leitung 31, Kontaktarme 2&, I7^b, Wicklung 18", Leitung 22 zurück zum Gleichstromnetz 23. Die Elektromagnetwicklung 18", die an dem eben betrachteten Stromkreise liegt, schaltet das elektrische Wendegetriebe 18 in solchem Sinne ein, daß der ständig laufende Antriebsmotor 20 über die Schnecke 2 das Schneckenrad ι entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne dreht. Dabei wird gleichzeitig auch noch über die Schnecke 36 der Springschalter 17 verstellt.

Entspricht nun die Einstellung des> Kontaktarmes 13' dem Wert Null, so wird das Schneckenrad 1 bis in die 9O°-Stellung gedreht. Ist diese Stellung erreicht, so kommt der Kontaktarm 13' auf die Unterbrechungsstelle 32 zu stehen, so daß damit der Stromkreis für die Elektromagnetwicklung 18" unterbrochen ist.

Entspricht nun gleichzeitig die mittels des Kontaktarmes 14' eingestellte Stellung einem negativen Wert, so läuft die Schraubenmutter 7 zunächst richtig, bis sie unterhalb der Achse 6, also unterhalt) des Mittelpunktes des Schneckenrades 1, zu stehen kommt. Dann müßte eine Drehung des Schneckenrades 1 um i8o° erfolgen, damit die Schraubenmutter 7 über die Mitte des Schneckenrades 1 hinaus in die dem gewünschten negativen Koordinatenwert entsprechende Stellung überführt werden kann. Das läßt sich mit der Einrichtung nach dem Hauptpatent indessen nicht ohne weiteres durchführen.

' Um dies, zu ermöglichen, wird bei Erreichen der einen Endlage der Schraubenmutter 7, in welcher sie unterhalb des Mittelpunktes des Schneckenrades 1 steht, mittels der Schaltscheihe 48 der Endlagenschalter 49 unterbrochen, da in der betrachteten Stellung die Kontaktfeder 51 in die Lücke 47 der Schaltscheibe 48 einfällt, also der durch den Motor 21 bewirkte Antrieb unwirksam gemacht ist. Sogleich nach Unterbrechung des Endlagenschalters 49 schließt die Kontaktfeder 5r aber den Umschaltekontakt 45.. Üher diesen Kontakt kommt folgender Stromkreis zustande: Gleichstromnetz 23, Leitung 35, Kontakte 14', 14", Leitung 27, Kontakte 26°, 17^s, Kontakt 45, Leitung 52, Wicklung 18' zurück zum Gleichstromnetz 23. Die in diesem Stromkreis liegende Elektromagnetwicklung r8' des Wendegetriebes 18 für den Antriebsmotor 20 schaltet infolgedessen den durch diesen Motor bewirkten Antrieb um, so daß es nunmehr die Scheibe 1 im Uhrzeigersinne dreht, und zwar von der oben betrachteten 9O°-Stellung aus nach der 45°-Stellung. Erreicht die Scheibe die 45°-StelIung, so schaltet der bei dieser Verstellung mitverstellte Springschalter 17 um. Diese Umschaltung erfolgt in solchem Sinne, daß die Wicklung 18' eingeschaltet bleibt über den Kontaktarm 26° und den Kontakt 24^s. Infolgedessen dreht der Motor 20 das Schneckenrad 1 in Richtung auf Null zu weiter, und zwar so lange, bis die 3i5°-StelIung erreicht ist. In dieser Stellung erfolgt eine abermalige Umschaltung am ⁹^ Springschalter 17. Dadurch wird der Erregerstromkreis für die Wicklung 19" des Wendegetriebes 19 hergestellt über Kontaktarme 26^s, Kontakt 25^s und Endlagenschalter 50. Der Antriebsmotor 21 dreht nunmehr über die Kegelräder S^ und 5 die Schraubenspindel 4 in solchem Sinne, daß die Schraubenmutter 7 in die befohlene, einem negativen Wert entsprechende Stellung des Kontaktes 14' laufen kann.

Selbst wenn im "Verlauf der betrachteten Verstellung des Schneckenrades 1 durch Änderung der als Null angenommenen Stellung des Kontaktarmes 13' eine Erregung der Wicklung 18' des Wendegetriebes 18 über die Gegenkontakte 13" gleichzeitig erfolgen sollte, findet keinerlei Störung statt.

Durch die Erfindung wird also erreicht, daß die neue Einrichtung auch für den Wert Null einer der umzuwandelnden kartesischen ^X15 Koordinaten vollkommen einwandfrei arbeitet. Der Aufwand ist dabei außerordentlich gering, da im wesentlichen nur ein zusätzlicher Umschaltekontakt 45 neben den beiden Endlagenschaltern¹49 und 50 verwendet zu werden braucht, die im allgemeinen infolge der endlichen Länge der Schraubenspindel 4

aus Sicherheitsgründen sowieso zweckmäßig sind. Durch die bauliche Vereinigung des einen Endlagenschalters 49 mit dem Umschaltekontakt 45 wird erreicht, daß als Umschaltekontakt nur eine einzige zusätzliche Kontaktfeder benötigt wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zur Umwandlung von kartesischen Koordinaten in Polarkoordinaten oder Kreisfunktionen, bei der das die Polarwerte darstellende Organ in Antriebsverbindung mit je einem Antrieb zum Schwenken bzw. zur Radialverschiebung steht und die zweiteiligen Steuerschalter für diese Antriebe einerseits entsprechend den umzuwandelnden Werten einstellbar sind und andererseits in Einstellverbindung mit je einem von zwei Schlitten stehen, die ihrerseits in zwei sich kreuzenden Richtungen der Einstellung des die Polarwerte darstellenden Organs folgen, nach Patent 604531, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung des Durchsteuems durch, den Koordinatenursprungspunkt eine Schaltvorrichtung (51,45) vorgesehen ist, die beim Einlaufen des die Polarwerte darstellenden Organs (7) in den Koordinatenursprungspunkt anspricht und an Stelle des Antriebes zur Radialverschiebung (19) den Antrieb zur Schwenkung (18) in den betreffenden Steuerstromkreis legt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (51, 45) mit einem die Verschiebung des die Polarwerte darstellenden Organs (7) gegen den Koordinatenursprungspunkt hin begrenzenden Endlagenausschalter (49, 51) für den Antrieb zur Radialverschiebung baulich als Umschaltkontakt vereinigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen