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Optischer Zeichenmelder mit auf dem Umfang einer schrittweise bewegten Trommel angeordneten beweglichen Blättchen Es sind Zeichenmelder mit an einer Trommel montierten Blättchen bekannt, welche Zahlen, Buchstaben oder Wörter tragen und welche durch Drehen der Trommel nach Art der Blätter eines Buches umgewendet werden. Die Trommel wird dabei vorzugsweise von einem Schrittschaltwerk oder einem Schrittmotor angetrieben. Eine grosse Zahl von Blättchen und damit eine grosse Schrittzahl verursacht eine lange Einstellzeit eines solchen Zeichenmelders, besonders wenn eine gemeinsame Steuereinrichtung verwendet wird, welche verschiedenen Zeichenmeldern zwecks Neueinstellung abwechslungsweise zur Verfügung steht.
In diesem Falle muss, da die Stellung der neu einzustellenden Trommel der Steuereinrichtung nicht bekannt ist, die Trommel zuerst in eine Synchronisiereinstellung zurückgestellt werden. Damit dies aus irgendeiner Lage der Trommel sicher geschehen kann, muss eine einer vollen Umdrehung entsprechende Zahl von Impulsen auf das Antriebswerk gegeben werden. Die Neueinstellung beansprucht im ungünstigsten Falle nochmals eine einer vollen Umdrehung entsprechende Impulszahl, wodurch sich die erwähnte lange Dauer für jede Neueinstellung ergibt. Diese Dauer kann weder durch Steigerung der Schrittgeschwindigkeit, der gewisse Grenzen gesetzt sind, noch durch Reduktion der Zahl der Anzeigeblättchen wesentlich verkürzt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, die zur Einstellung der Trommel notwendige Schrittzahl zu reduzieren. Sie betrifft einen optischen Zeichenmelder mit beweglichen, Zeichen tragenden Blättchen. Diese Blättchen gehören dabei zwei verschiedenen Gruppen an und sind gemäss ihrer Gruppenzugehö- rigkeit abwechslungsweise auf dem Umfang der Trommel angeordnet. Die Blättchen dieses Zeichen- melders werden durch die Drehung der Trommel umgelegt und dadurch nacheinander in eine erste und eine zweite Anzeigestellung gebracht.
Der Zeichenmelder ist gekennzeichnet durch ein Antriebssystem, in welchem die auf eine volle Trommelumdrehung entfallende Zahl der Bewegungsschritte halb so gross ist wie diejenige der Blättchen. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht in einem elektromagnetisch betätigten Mittel mit zwei Stellungen, welches die Umlegevorgänge der Blättchen derart be- einflusst, dass die Gruppenzugehörigkeit des sich am Ende eines Bewegungsschritts in der ersten Anzeigestellung befindlichen Blättchens von der Stellung des genannten Mittels abhängt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Folge beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Aufriss und Fig. 2 den Grundriss eines Schaltwerks zur Anzeige von Zeichen mittels umwendbarer Blättchen. Fig. 3 zeigt schematisch ein erstes Beispiel zur Beeinflussung des Umlegevorgangs der Blättchen, in welchem sämtliche Blättchen unter sich gleich sind. Die Fig. 4-6 zeigen in grundsätzlicher Darstellung weitere Beispiele zur Beeinflussung des Umlegevorgangs der Blättchen, in welchen die Blättchen bestimmte Kennzeichen in der Form von Einschnitten tragen. Das auf den Fig. 1 und 2 dargestellte Schaltwerk ist zwischen zwei Platinen 20 aufgebaut.
Es wird von einem Schrittmotor angetrieben, welcher aus Jochen 2 mit einer Erregerspule 1 und einem Anker 3 besteht. Der Anker seinerseits besteht aus einem nichtmagnetischen Isolierstoff und enthält in seinem Innern den Dauermagneten 4. Ein auf den Figuren nicht sichtbarer Teil des Ankers ist als Zahnrad ausgebildet, das den später erläuterten Anzeigemecha-
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nismus antreibt. Sofern an die Spule 1 abwechselnd polarisierte Spannungsimpulse angelegt werden, so ändert jeweils die Polarität der Joche, wodurch der Anker 3 bei jedem Impuls nur einen Schritt, d. h. um eine halbe Umdrehung im Gegenuhrzeigersinne gedreht wird. Das erwähnte Zahnrad des Ankers greift in das Zahnrad 5 ein, welches mit dem Zahnrad 6 starr gekuppelt ist.
Das Zahnrad 6 seinerseits greift in das Zahnrad 7 gleichen Durchmessers ein, welches in derselben Weise wie die beiden Scheiben 8 mit der Achse 21 starr verbunden ist. Zwischen diesen beiden Scheiben sind Anzeigeblättchen 9 angeordnet, welche mit seitlichen Zapfen in Löchern der genannten Scheiben beweglich gelagert sind. Diese Löcher sind in einer regelmässigen Teilung auf einem zur Achse 21 konzentrischen Kreis angeordnet. Die aus den Scheiben 8 und den Blättchen 9 gebildete Trommel dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wobei jedes der Blättchen auf der hintern Seite der Trommel emporsteigt und sich dann nach vorn bewegt, bis es am Anschlag 10 ansteht. Diese Stellung des Blättchens wird in der Folge erste Anzeigestellung genannt.
Beim Weiterdrehen der Trommel gleitet es unter dem Anschlag 10 hindurch, fällt entsprechend dem strichlierten Halbkreis 22 in die zweite Anzeige- stellung und wird anschliessend von den später herabfallenden Blättchen wieder zugedeckt. Die Blättchen sind, was auf den Figuren nicht sichtbar ist, beidseitig beschriftet, und zwar auf der einen Seite mit dem obern Teil und auf der andern Seite mit dem untern Teil je eines Zeichens, so dass jeweils die beiden in den beiden Anzeigestellungen befindlichen Blättchen zusammen ein Zeichen anzeigen. Das angezeigte Zeichen ist auf den Figuren nicht sichtbar.
Die Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder sind nun derart gewählt, dass je eine halbe Drehung, d. h. ein Schritt des Ankers einer Bewegung der Trommel um zwei Teilungen entspricht. Infolgedessen ist die Zahl der Bewegungsschritte der Trommel pro Umdrehung nur halb so gross wie die Zahl der Blättchen. Daraus folgt weiter, dass, bei unveränderten Verhältnissen des Anschlages 10, bei jeder halben Drehung des Ankers zwei Blättchen umgewendet werden. Die Blättchen sind in zwei Gruppen eingeteilt und bezüglich Reihenfolge derart am Umfang der Trommel verteilt, dass die Gruppenzugehörigkeit der Blättchen dauernd abwechselt, so dass demnach von den mit jedem Schritt des Ankers umgelegten zwei Blättchen je eines der ersten und je eines der zweiten Gruppe angehört.
Jedes Blättchen, das in die erste Anzeigestellung verbracht werden soll, ist somit einerseits bestimmt durch die Stellung der Trommel und andererseits durch seine Gruppenzugehörigkeit. Neben dem Antrieb der Trommel ist deshalb ein elektromagnetisch betätigtes Mittel mit zwei Stellungen vorhanden, welches jeweils von den zwei durch die Trommelstellung bestimmten Blättchen das der gewünschten Gruppe angehörende in die erste Anzeigestellung bringt. Die Fig. 3-6 stellen einige Beispiele dar, wie diese Auswahl der Gruppe vorgenommen werden kann. Beim einfachsten Beispiel gemäss Fig. 3 sind alle Blättchen gleich geformt.
Die Gruppenauswahl wird durch Verstellung des Anschlags 10 in der Höhe um einen dem Abstand der Kanten der Blättchen entsprechenden Betrag, d. h. um den Betrag der Teilung der Scheiben 8, vorgenommen. Die beiden Stellungen des Anschlags sind in der Fig. 3 mit S1 und S2 bezeichnet. Die Blättchen gehören den Gruppen u (ungerade) und g (gerade) an. In der Stellung S1 des Anschlags befindet sich ein Blättchen der Gruppe u in der ersten Anzeigestellung. Würde sich der Anschlag in Stellung S2 befinden, so würde das zuvorderst gezeichnete Blättchen nach unten fallen, worauf sich ein Blättchen der Gruppe g in der ersten Anzeigestellung befinden würde.
Diese Verhältnisse betreffend Gruppenzugehörigkeit des Blättchens in der ersten Anzeigestellung sind für alle Stellungen der Trommel dieselben. Anstelle eines in senkrechter Richtung bewegbaren Anschlags können auch zwei Anschläge in den beiden in Frage kommenden Höhenlagen angeordnet werden, wobei in erster Linie der tiefer liegende wirksam ist. Sofern dieser auf irgendeine Weise aus seinem Wirkungsbereich ausgeschwenkt wird, wird der höher liegende Anschlag wirksam. Ein Beispiel einer solchen Anordnung zur Ver- schwenkung ist später zusammen mit andern Ausführungsbeispielen beschrieben.
Als Nachteil der Anordnung gemäss Fig. 3 sind die relativ grossen Anforderungen an die Präzision der Masse der Blättchen, deren Lagerung der Bewegung des Anschlags und der Lagerung der Trommel anzuführen. Dies gilt insbesondere beim Vorhandensein einer grossen Anzahl von Blättchen.
Auf den Fig. 4 bis 6 sind schematisch andere Möglichkeiten zur Auswahl der Gruppenzugehörigkeit des nach Beendigung der Trommelbewegung in der ersten Anzeigestellung stehenden Blättchens angegeben, welche zum Teil die der Anordnung ge- mäss Fig. 3 anhaftenden Nachteile nicht aufweisen. In diesen Beispielen sind überall Blättchen verwendet, deren Bänder sich durch eine charakteristische Form unterscheiden, und zwar werden zwei Formen von Rändern verwendet, von denen je eine den beiden Gruppen von Blättchen zugeordnet ist. Die Unterscheidungsmerkmale zwischen den beiden Arten von Rändern bestehen dabei in verschiedenartigen Einschnitten.
Jede der drei Fig. 4-6 besteht aus drei Teilfiguren a, b und c, wobei a und b schematisch gezeichnete Schnitte durch die Blättchen darstellen. Die Teilfigur c zeigt jeweils als Beispiel der Formgebung je eines jeder Gruppe angehörenden Blättchens Ausschnitte aus dem obern Rand der beiden Blättchen 1 und 4. In den Teilfiguren c sind auch die Schnittlinien für die Schnitte a und b eingezeichnet. In den Teilfiguren a und b sind jeweils sechs von 1 bis 6 numerierte Blättchen in stufenförmiger Anordnung gezeichnet. Diese Anordnung entspricht der Abwicklung der Trommel auf einer Tangente, d. h. der Anordnung, in welcher sich die
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Blättchen am Anschlag oder an den Anschlägen vorbeibewegen.
Alle Blättchen sind in der unbeschnit- tenen Grösse gezeichnet, wobei der nicht schwarz angelegte Teil weggeschnitten ist. Zur bessern Veranschaulichung des Zusammenspiels von Blättchen und Anschlag ist jeweils der Anschlag dreimal dargestellt, und zwar entspricht der Abstand zwischen je zwei dieser Darstellungen derjenigen Strecke der Fortbewegung der Blättchen unter dem Anschlag hindurch, die durch einen Schritt des Ankers hervorgerufen wird. Aus der Fig. 4a können beispielsweise die Verhältnisse ersehen werden, die sich ergeben, wenn sich der Anschlag 10 auf der Schnittlinie a in Fig. 4c befindet.
In derjenigen Stellung der Blättchen, welche in bezug auf die Lage des Anschlags der zu unterst gezeichneten Lage dieses Anschlags entspricht, ist leicht einzusehen, dass das Blättchen 1 hinunterfällt, währenddem die übrigen vom Anschlag zurückgehalten werden. Das Blättchen 2 befindet sich dann in der ersten und das Blättchen 1 in der zweiten Anzeigestellung. Bei der anschliessenden Drehung der Trommel um einen Schritt entspricht die Stellung der Blättchen der in der Mitte gezeichneten Lage des Anschlags 10. Es fallen infolgedessen auch die beiden Blättchen 2 und 3 hinunter, so dass sich dann das Blättchen 4 in der ersten und das Blättchen 3 in der zweiten Anzeige- stellung befindet.
Sofern sich jedoch der Anschlag 10 anstelle der Schnittlinie a auf der Schnittlinie b in Fig. 4c befindet, so ergibt sich ein Bild gemäss Fig. 4b. Dort wird in der untersten Stellung des Anschlags 10 das Blättchen 1, in der mittleren das Blättchen 3 und in der oberen das Blättchen 5 in der ersten Anzeigestellung festgehalten.
Bezeichnet man die ungerad- zahligen Blättchen als erste und die geradzahligen Blättchen als zweite Gruppe, so steht bei der Stellung des Anschlags 10 gemäss Fig. 4a jeweils ein Blättchen der zweiten und gemäss Fig. 4b ein Blättchen der ersten Gruppe in der ersten Anzeigestellung. Die Gruppe, welcher das jeweils sich in der ersten Anzeigestellung befindende Blättchen angehören soll, wird demnach durch die Lage des Anschlags 10 auf der Schnittlinie a oder b bestimmt. Die genannte Gruppe kann demnach durch Verschiebung dieses Anschlags parallel zur Trommelachse gewählt werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines elektromagnetisch betätigten Mittels mit zwei Stellungen, welches eine Verschiebung des Anschlags bewirkt, ist auf den Fig. 1 und 2 abgebildet. Diese Einrichtung weist einen Elektromagneten mit dem Joch 15, der Spule 16 und dem Anker 14 auf. Der vordere Teil des Ankers drückt auf einen Hebel 12, welcher im Lager 13 drehbar gelagert ist. Dieser Hebel ist ausser- dem durch die Stäbe 11 geführt und wird samt dem Anker 14 durch die Schraubenfeder 17 in die Ruhelage gezogen. Sofern die Spule 16 erregt und daher der Anker 14 angezogen wird, so dreht sich der Hebel 12 im Uhrzeigersinn um die Achse 13, wo- durch sich der Anschlag 10 gegen den Rand der Trommel verschiebt.
Als Vorteil der Anordnung gemäss Fig. 4 gegen- über der Anordnung gemäss Fig. 3 sind die grösseren Toleranzen hinsichtlich Blättchenabmessungen und Lage des Anschlags 10 hervorzuheben. Wie aus den Figuren 4a und 4b hervorgeht, kann der Anschlag 10 in der Höhe um fast einen ganzen Schritt hinauf- und hinuntergeschoben werden, ohne dass deswegen die richtige Funktion in Frage gestellt wird. Als einziger Nachteil dieser Anordnung ist der Umstand zu werten, dass die Ausschnitte am obern Rand der Blättchen gemäss Fig. 4c relativ gross sind und deshalb die für das anzuzeigende Zeichen zur Verfügung stehende Fläche beschneiden.
Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Beispiel mit Gruppenauswahl durch Bewegung des Anschlags parallel zur Trommelachse. Dort ist die Beschneidung der Zeichenfläche auf ein Minimum reduziert ; dagegen müssen die Masstoleranzen - wie beim Studium der Fig. 6a und 6b gefunden werden kann - wiederum so eng sein wie in der Anordnung gemäss Fig. 3. Der Unterschied gegenüber der nicht dargestellten Variante von Fig. 3 mit je einem festen und einem beweglichen Anschlag liegt einzig im Umstand, dass bei der Anordnung nach Fig. 6 kein fester Anschlag notwendig ist.
Im in der Fig. 5 dargestellten Beispiel wird wiederum ein fester Anschlag verwendet. Es ist dies der Anschlag auf Fig. 5b, welcher höher liegt als derjenige auf Fig. 5a. Der Anschlag auf Fig. 5a wird dann zwecks Beeinflussung des Umlegevorganges entweder auf der Linie a in Fig. 5c zur Wirkung gebracht oder überhaupt aus dem Bereich der Blättchen ausgeschwenkt, so dass er wirkungslos ist. Dieses Beispiel weist als Vorteile die grossen zugelassenen Toleranzen wie das Beispiel Fig. 4 auf.
Daneben sind aber, wie Fig. 5c zeigt, die Ausschnitte der Blättchen nicht so gross wie diejenigen auf Fig. 4c, woraus hervorgeht, dass das Beispiel gemäss Fig. 5 die Vorteile der übrigen Beispiele vereinigt.
Die bereits beschriebenen und auf den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtungen zur Verschiebung des Anschlags und somit zur Auswahl der Gruppenzugehörigkeit der in die Signalstellungen zu verbringenden Blättchen können ausserdem für die Synchronisierung der Trommelstellung mit einer nicht dargestellten Gebereinrichtung mitbenützt werden. Der Hebel 12 trägt zu diesem Zwecke einen Nocken 19 und das Zahnrad 5 einen Bolzen 18. Die überset- zung zwischen dem Zahnrad 5 und der Blättchentrommel ist 1 : 1, so dass sich bei einer bestimmten Trommelstellung der Bolzen immer an derselben Stelle befindet.
Sofern nun die Spule 16 erregt und der Anker 14 angezogen ist und der Hebel 12 die (nicht gezeichnete) Arbeitslage einnimmt, so ragt der Nocken 19 in die Bahn des Bolzens 18, so dass sich Trommel und Antrieb nicht weiterbewegen können, wenn das sich im Uhrzeigersinne drehende Zahnrad 5 die Stellung erreicht hat, in welcher der Bolzen 18
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am Nocken 19 anstösst. Die Trommel kann erst dann wieder gedreht werden, wenn die Erregung des Magneten 16 abgeschaltet wird und Hebel 12 und Anker 14 unter der Wirkung der Feder 17 wieder in die gezeichnete Ruhelage zurückgekehrt sind.
Bei der Anzeige eines beliebigen Zeichens, von einer beliebigen Stellung der Trommel ausgehend, wird zuerst die Spule 16 erregt, so dass der Hebel 12 in die Arbeitslage geht. Sodann wird auf die Spule 1 eine erste Serie mit einer einer vollen Umdrehung der Trommel entsprechenden Anzahl von abwechselnd polarisierten Impulsen gegeben, wobei die Zahnräder und die Trommel so weit gedreht werden, bis der Bolzen 18 am Nocken 19 anstösst. Die Trommel befindet sich dann in einer definierten Stellung, der Synchronisierstellung. Die weiteren, auf die Spule 1 gegebenen Impulse bleiben wirkungslos. Nach Beendigung dieser ersten Impulsserie wird der Strom in der Spule 16 ausgeschaltet, worauf der Bolzen 18 freigegeben wird.
Sodann wird auf die Spule 1 eine zweite Serie abwechselnd polarisierter Impulse gegeben, wobei die Impulszahl dieser zweiten Serie der Lage, welche die das anzuzeigende Zeichen tragenden Blättchen innerhalb der Trommel in bezug auf die Synchronisierstellung einnehmen, entspricht. In Abhängigkeit der Gruppe, der das in die erste Anzeigestellung zu verbringende Blättchen angehört, wird der Magnet 15, nachdem die Trommel die Syn- chronisierstellung wieder verlassen hat, wiederum erregt oder im Ruhezustand belassen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Auswahl der Blättchen und die Synchronisierung zu einem wesentlichen Teil mit gemeinsamen Mitteln durchzuführen und dadurch an Aufwand einzusparen.
Es ist selbstverständlich, dass die Anwendung der Erfindung nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. So ist es z. B. ohne weiteres möglich, zur Charakterisierung der Blättchen anstelle von Einschnitten Ausbuchtungen anzuwenden. Ausserdem sind noch viele andere Möglichkeiten vorhanden, welche im Bereich des Fachmanns liegen.