DK168257B1 - Elektromekanisk pulsgiver - Google Patents

Description

5 i DK 168257 B1

Opfindelsen angår en elektromekanisk pulsgiver til digital spændingsregulering i et elektronisk apparat, fortrinsvis et mikroelek-tronisk apparat, såsom en volumenkontrol i et høreapparat.

Mi kroelektroniske mekanismer uden digital spændingsregulering til volumenkontrol i et høreapparat er kendt f.eks. fra dansk patent nr. 134.876 og dansk patentansøgning nr. 1229/89, der angår volumenkontrolmekanismer i høreapparater med anvendelse af henholdsvis en 10 potentiometerbane eller af en selvoprettende miniatureomskifter. Det er imidlertid ønskeligt især i mi kroelektroniske høreapparater også at kunne anvende digitalelektronik på grund af dennes mulighed for at opnå bedre resultater end ved de hidtil benyttede ikke digitalt regulerede mekanismer. Der er således behov for en spændingsregule-15 ringsmekanisme, som er umiddelbart anvendelig inden for digitalelektronikken, og som'derved giver mulighed for en meget nøjagtig indstilling af et høreapparats parametre og dermed yderligere gør apparatet brugervenligt.

20 Elektromekaniske pulsgivere til digital spændingsregulering er dog kendte f.eks. fra radio- og fjernsynsapparater, hvor sådanne pulsgivere imidlertid er forsynet med komponenter af optisk, magnetisk eller lignende karakter. Således kendes f.eks. fra det elektroniske udstyr til radioapparater en digital spændingsregulering baseret på 25 lys/skygge-virkningen i en optisk komponent indbygget i udstyret.

Det siger sig selv, at disse elektromekaniske pulsgivere på grund af sådanne indgående komponenters størrelse er uegnede som dele af et mi kroelektronisk høreapparat, hvor komponenternes samlede ydre mål skal være af størrelsesordenen 3-4 mm. En minimering af udstyr af 30 denne art til mi kroelektronisk anvendelse er søgt foretaget med den elektromekaniske pulsgiver ifølge ansøgerens tidligere danske patentansøgning nr. 1838/90. Det har imidlertid vist sig, at denne pulsgiver er relativt vanskelig og kompliceret at fremstille og montere på grund af pulsgiverens forholdvis store antal sårbare 35 enkeltkomponenter af meget ringe størrelse, ligesom mulighederne for, at funktioneringsfejl opstår under anvendelsen af pulsgiveren, også er forholdsvis store på grund af den komplicerede samvirken mellem de enkelte komponentdele.

I DK 168257 B1 2

Endelig kendes fra US-A-4282415 endnu en pulsgiver af nævnte art, og som ligeledes egner sig til minimering. Denne pulsgiver er bl.a. ejendommelig ved to symmetrisk anbragte og ens virkende simple kontaktsæt til at slutte et elektrisk kredsløb gennem en slagvirk-5 ning, idet et eftergiveligt kontaktben i det enkelte sæt bringes til anslag mod sættets faststående kontaktben. I denne konstruktion kan det opståede kontaktprel imidlertid være uheldigt i forbindelse med det elektriske kredsløb, idet prellet kan frembringe uønskede multiple aktiveringer af kredsløbet blot ved drejningen af pulsgi--10 verens rotor et enkelt trin.

Det er derfor formålet med opfindelsen at angive en elektromekanisk pulsgiver med en rent mekanisk virkemåde til digital spændingsregulering i et mi kroelektronisk udstyr, og hvor pulsgiveren afhjælper 15 de forannævnte ulemper ved hidtil kendte pulsgivere, og som egner sig til at blive fremstillet med meget små ydre mål, og til en sikker og problemløs funktionering under hele produktets levetid, samtidig med at pulsgiveren er fremstillet af få, simple og indbyrdes enkelt samvirkende komponenter, hvorved pulsgiveren tillige 20 kommer til at fremstå som et overraskende prisbilligt produkt.

Formålet opnås ved hjælp af en elektromekanisk pulsgiver af den i indledningen til krav 1 angivne art, og hvis karakteristiske træk er angivet i kravets kendetegnende del.

25

Pulsgiveren ifølge opfindelsen kan derudover indeholde de i kravene 2, 3 og 4 angivne træk.

Det, der således især udmærker opfindelsen overfor den hidtil kendte 30 teknik, er, at pulsgiveren ligesom pulsgiveren ifølge ansøgerens tidligere danske patentansøgning nr. 1838/90 kan minimeres til de ydre mål, der kræves til den omhandlede mi kroelektroniske anvendelse, og at den fremtræder som en rent mekanisk komponent, hvis indstillingsgreb kan drejes uendeligt i begge retninger og ikke er 35 forsynet med nogen form for endestop. Dette betyder, at et høreapparats indstilling bliver uafhængigt af indstillingsgrebets absolutte position, idet indstillingen alene udtrykkes gennem den relative drejning af indstilllingsgrebet i forhold til en grund- stilling.

i 3 DK 168257 Bl

En af de særligt karakteristiske komponenter ved opfindelsen er derfor den U-formede kontaktfjeder, som i hvilestilling er forbundet til pulsgiverens ene terminalsæt, og som ved aktiveringen af pulsgiverens kredsløb gennem drejning af pulsgiverens medbringer bringes 5 til anlæg mod en terminal i det andet terminalsæt. Dette skift fra en terminal til en anden terminal bevirker i det benyttede elektroniske kredsløb, f.eks. i et høreapparat, at de ovenfor nævnte negative virkninger af kontaktprel elimineres.

10 Opfindelsen vil blive forklaret nærmere i det følgende og under henvisning til de vedføjede tegninger, som for figurerne 1-5's vedkommende diagrammati.sk viser et eksempel på en ikke begrænsende udførelsesform for opfindelsen.

15 Fig. 1 er et sidebillede af en elektromekanisk pulsgiver forsynet med et hjulformet håndgreb eller en hjulformet indstillingsknap.

Fig. 2 er en pulsgiver med en indstillingsknap med gribevinger.

20 Fig. 3 er et lodret snit gennem en pulsgiver efter linien III-III i fig. 4.

Fig. 4 er et vandret snit gennem en pulsgiver efter linien IV-IV i fig. 3.

25

Fig. 5 viser forskellige trin af pulsgiverens mekaniske funktione-ring. . ·

Fig. 6 er et kredsløbsdiagram visende principperne for 30 omskifterfunktionerne ifølge opfindelsen.

Fig. 7 er principdiagrammer for de eksempelvis frembragte digitale pulstog i kredsløbene ifølge opfindelsen.

35 På figurerne 1 og 2, som begge er sidebilleder forstørret ca. 10 gange af pulsgiveren, angiver 1 et takthjul, der er fast monteret i en ydre kappe 2a, 2b, og som er drejeligt monteret omkring en aksel 3 (fig. 1), der er fastgjort i en basisdel 7 på pulsgiveren. I basisdelen 7 er endvidere fastgjort kontaktben A, B, C, D og E til DK 168257 B1 4 to i huset monterede omskiftere, hvis funktion vil blive omtalt senere. Den omgivende kappe, der er frit drejelig i begge retninger om akslen 3, kan have· form som et udvendigt roulletteret hjul 2a (fig. 1) eller være forsynet med gribevinger 2b (fig. 2).

5

Fig. 3 og 4 er begge ca. 20 gange forstørrede illustrationer af opfindelsen og viser henholdsvis et lodret og et vandret snit gennem pulsgiveren uden kappen 2a, 2b. Takthjulet 1 er ved hjælp af en holdeskive 14 lejret frit drejeligt om akslen 3, der er fastgjort i 10 basisdelen 7, i hvilken kontaktbenene, på fig. 3 kun vist som A, D og E, også er monterede. Kontaktbenene rager med deres øvre del et stykke op over basisdelens opadvendende indvendige flade. En U-formet bladfjeder 6 med ben 6' og 6" udgør en for terminalerne fælles kontaktfjeder og er ved U'ets "nedre" del fastgjort til 15 kontaktbenet A og i øvrigt anbragt parallelt med basisdelens vandrette flader inde i det af takthjulet 3 og basisdelen 7 dannede hus, således at kontaktfjederen i en ikke påvirket stilling ligger an mod kontaktbenene B og D,· mens den under en ydre påvirkning, jfr. nedenfor, vil kunne bringes til anlæg mod henholdsvis kontaktbenet C 20 og kontaktbenet E.

Ligeledes drejelig om akslen 3 er inde i huset og oven over fjederen 6 lejret en ringformet medbringer 5, der langs sin ydre omkreds er forsynet med et fremspring 13 og på sin nedadvendende flade med et 25 andet, cirkelbueformet fremspring 4, som kan bevæges i et ligeledes cirkelbueformet spor 15 i basisdelen 7. Medbringerens centrale udskæring 8 og den indbyrdes udformning af fremspringet 4 og sporet 15 tillader endvidere, at medbringeren under en bestemt påvirkning, som vil blive omtalt i det følgende, også kan foretage en diametral 30 bevægelse inde i huset.

Takthjulet 1, der i princippet har form som en nedadvendende åben cylinder, er på sin indvendige, lodrette cylinderflade forsynet med bølgeformede, akseparallelle riller 12, der hver for sig er bereg-35 nede til at kunne optage fremspringet 13 på medbringeren 5.

I en udskæring 9 i medbringeren vinkelret på det diametral pi an, i hvilket medbringeren kan bevæge sig, er anbragt en anden bladfjeder 10, arreteringsfjederen, der forspændt ligger an dels mod akslen 3 DK 168257 B1 5 og dels mod skuldre 11 i udskæringen 9 (figur 4), og som gennem sin fjederpåvirkning fastholder fremspringet 13 i en rille 12.

Det på fig. 3 viste nedadvendende fremspring 4 på medbringeren 5 5 kan, når fremspringet 13 fastholdes i en rille 12, ved drejning af takthjulet 1 bevæges til den ene eller den anden side i sporet 15 i basisdelen 7. Som antydet med stiplede linier på fig. 4 dækker sporet ca. 1/5 af en cirkel. Drejes taktringen til en af siderne ud fra den stilling, i hvilken kontaktfjederen 6 er i hvile, og hvor 10 kontaktbenene 6' og 5" er i anlæg mod kontaktbensterminalerne B og D, således at f.eks. kontaktbenet 6" derved bringes til anlæg mo<l terminalen E, standses den videre bevægelse af fremspringet 4 i drejningsretningen af endeafslutningen af sporet 15 i denne retning og dermed også den videre drejning af medbringeren. Fortsætter man 15 med at dreje takthjulet 1, glider fremspringet 13 op over en top mellem to riller 12, idet udskæringen 8 og sporet 15 tillader, at medbringeren 5 herunder udfører en tilsvarende diametral bevægelse bagud mod kraften fra arreteringsfjederen 10. Så snart fremspringet 13 har passeret en top mellem to riller, presser fjederen 10 igen 20 medbringeren 5 fremad til et indgreb af fremspringet 13 i den næste rille 12. Samtidig bringer kontaktfjederen 6 ved sin fjedervirkning fra benet 6" i retning mod udgangsstillingen fremspringet 4 tilbage til midterstillingen i sporet 15. En fortsat drejning af takthjulet 1 i den påfølgende ret'ning vil således medføre et tilsvarende antal 25 indgribninger af fremspringet 13 i rillerne 12 og et tilsvarende antal bevægelser af kontaktfjederbenene 6' og 6" mellem henholdsvis hvilestillingerne AB og AD og de aktiverede stillinger AC og AE, i praksis markeret ved et antal "hak" eller klik forårsaget af fremspringet 13's bevægelser ind og ud af rillerne 12.

30

Denne virkningsmåde hos pulsgiveren og resultatet heraf er vist på figur 5, 6 og 7. På fig. 5 er med (a), (b), (c) og (d) angivet pulsgiverdelenes bevægelser ved en drejning af takthjulet 1 i pilens retning. I (a) er pulsgiveren i hvil esti 1 ling med benene på kon-35 taktfjederen 6 liggende an mod terminalerne B og D og fremspringet 4 i midterstilling i det ikke viste spor i basisdelen.

I (b) er medbringeren 5 sammen med takthjulet 1 drejet til venstre, hvorved fremspringet 4’ presser venstre ben på kontaktfjederen 6 til DK 168257 Bl 6 anlæg mod terminalen E. Den på fig. 6 viste omskifter nr. 2 skifter derved fra hvilestilling (A-D) til aktiveret stilling (A-E).

I (c) fortsætter drejningen af takthjulet 1, men på grund af stoppet 5 i basisdelen for fremspringet 4 bliver medbringeren 5 stående, og fremspringet på medbringerens omkreds glider op over toppen mellem to riller i takthjulet, hvorved medbringeren diametralt presses bagud mod kraften fra fjederen 10.

10 I (d) går medbringeren tilbage til udgangsstillingen, idet fremspringet på omkredsen af medbringeren på grund af virkningen fra fjederen 19 presses ind i den næstfølgende rille på takthjulet l's inderflade samtidig med, at fjederkraften i venstre ben af kontaktfjederen 6 presser fremspringet 4 tilbage i midterstillingen og selv 15 igen danner et anlæg mod terminalen D.

Hver gang fremspringet 13 således passerer fra en rille til en. anden, vil omskifteren 2 repræsenteret ved terminalerne A, D og E udføre en omskifterfunktion og frembringe et pulstog svarende til 20 antallet af toppe mellem rillerne, som fremspringet 13 passerer.

Dette pulstog benyttes f.eks. til en digital spændingsregulering i form af en volumenformindskelse af signalstyrken i et høreapparat.

På tilsvarende måde vil omskifteren 1 repræsenteret ved terminalerne 25 A, B og C blive aktiveret ved drejning af takthjulet i modsat retning og bevirke en digital spændingsregulering til en volumenforøgelse.

Pulstogsforløbene er vist på fig. 7, hvor der foroven er afbildet 30 pulstoget ved en aktivering af omskifter nr. 1 med terminalerne B og C og forneden er afbildet pulstoget for omskifter nr. 2 med terminalerne D og E. Hver omskifter fremstår som omtalt i det foregående, som et fjedrende ben på den for begge omskiftere fælles kontaktfjeder 6, der er fastgjort til terminalen A. Det ses også af fig. 7, at 35 det ikke aktiverede fjederben under en drejningsbevægelse af takthjulet vil være i hvil esti 1ling.

Claims (4)

1. Elektromekanisk pulsgiver til digital spændingsregulering i et elektronisk apparat, fortrinsvis et mi kroelektronisk apparat, såsom 5 en volumenkontrol i et høreapparat, og bestående af et ikke elektrisk ledende hus med en faststående basisdel (7), i hvilken udad-ragende, elektrisk ledende kontaktben (A, B, C, D og E) er monterede, en i basisdelen (7) fastgjort lodret aksel (3) og et om akslen drejeligt lejret takthjul (1), der er fast monteret i en ydre kappe 10 (2), kendetegnet ved, at den lodrette inderflade på takthjulet (1) er forsynet med akseparallelle riller (12), hvis profiler følger en sinus-lignende kurve, at der ligeledes drejeligt om akslen (3) inde i huset er lejret en ringformet medbringer 5, hvis drejebevægelse til begge sider omkring akslen ud over et givet 15 cirkeludsnit er begrænset af en i basisdelen udformet stopanordning (15), og som på sin ydre omkreds er forsynet med et afrundet fremspring (13), der kan gå i indgreb med de bølgeformede riller (12) på indersiden af takthjulet (1), at den ringformede medbringer (5) endvidere er lejret således omkring akslen (3), at medbringeren 20 foretager en diametral bevægelse inde i huset, når fremspringet (13) under en drejebevægelse af takthjulet (1) passerer en top mellem to hosliggende riller (12) og derved tvinges tilbage samt føres frem igen til indgreb mellem fremspringet (13) og den næste rille af en· arreteringsfjeder (10) monteret i et hulrum (9) inde i medbringeren 25 (5), og ved at der inde i huset mellem medbringeren (5) og basisde len (7) er anbragt en U-formet kontaktfjeder (6) fastgjort til terminalen A på en sådan måde, at fjederens ben (6', 6") af et med akslen 3 parallelt fremspring (4) på en sideflade på medbringeren (5) gennem en drejebevægelse af medbringeren fra et hvileanlæg mod 30 henholdsvis terminalen B og terminalen D kan bringes til et aktiverende anlæg mod henholdsvis terminalen C og terminalen E.

2. Elektromekanisk pulsgiver ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de bølgeformede riller (12) på takthjulets (1) inderflade er 35 således udformede, at de sammen med fremspringene (4, 13) på medbringeren (5), og arreteringsfjederen (10) ved fortsat drejning af takthjulet (1) til den ene eller den anden side sætter henholdsvis det ene eller det andet fjederben (6', 6") i en oscillerende bevæ-· gel se mellem de respektive terminal par B-C og D-E til en skiftevis DK 168257 B1 8 kontakt mellem det enkelte pars terminaler og terminalen A, hvorved der gennem kontaktanslagene genereres pulstog til digital styret spændingsforøgelse eller spændingsformindskelse i apparatet.

3. Elektromekanisk pulsgiver ifølge krav log2, kendeteg net ved, at stopanordningen (15) i basisdelen (7) udgøres af et spor for medbringernes fremspring 4, og at sporet har en sådan længde, at fremspringet kun bevæger sig inden for et cirkel udsnit svarende til ca. 1/5 af medbringerens omkreds. 10

4. Elektromekanisk p.ulsgiver ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den indeholder to omskiftere, henholdsvis terminal-parret B-C og terminal parret D-E, som hver for sig er forbundet til • - en fælles endeterminal A af en og samme kontaktfjeder (6). 15 20 25 30 35