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Messgerät mit einstellbarem unteren und oberen Grenzwert zur Bestimmung von elektrischen Grössen
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Messgerätes für elektrische
Grössen mit einstellbarem unterem und oberem Grenzwert, bei dem der störende Einfluss von
Fremdlichtquellen weitgehend vermieden wird.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Messgerät für elektrische Grössen mit einstellbarem unterem und oberem Grenzwert und mit allseitigen Anwendungsmöglichkeiten zu schaffen, das sich in verschiedenen Abmessungen und mit verschiedenen Drehbereichen des beweglichen Organs ausführen lässt.
Zur Erreichung der oben erwähnten Ziele wurde der Erfindung die Aufgabe zugrundegelegt, eine gleichmässige Verteilung des Lichtstromes bei relativ grossen Ausschlägen des beweglichen Organs durch entsprechende Formgebung des Lichtleiters zu erreichen.
Die gestellte Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Messgerät gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der Lichtleiter als flacher rotationssymmetrischer Vollkörper ausgebildet ist, an dessen oberer und unterer Stirnfläche das Licht reflektiert wird, wobei mindestens eine dieser Stirnflächen als Hohlfläche ausgebildet ist und die Lichtquelle in einer in der Achse des Vollkörpers vorgesehenen Ausnehmung angeordnet ist und der Bereich des Lichtaustrittes in die zylindrische Mantelfläche des Vollkörpers verlegt ist.
Erfindungsgemäss ist es weiter vorteilhaft, dass der Lichtleiter mit einem ebenen konzentrischen ringförmigen Flächenabschnitt versehen und die Ausnehmung in einem an den ringförmigen Flächenabschnitt angeschlossenen zentrischen Ansatz angeordnet ist.
Ein weiterer Vorteil kann erfindungsgemäss durch einen reflektierenden Überzug erreicht werden, der an den Begrenzungsflächen des Lichtleiters mit Ausnahme seiner Mantelfläche angeordnet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden erläuternden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen in denen Fig. l das erfindungsgemässe Messgerät für elektrische Grössen mit einstellbarem unterem und oberem Grenzwert in schematischer Darstellung, Fig. 2 das Messgerät gemäss Fig. l im Schnitt, Fig. 3 den Lichtleiter des erfindungsgemässen Messgerätes, bei dem die konkave Grenzfläche der grösseren Stufe und die Grenzfläche der die Lichtquelle aufnehmenden Aussparung Kegelflächen sind, Fig. 4 den Lichtleiter des erfindungsgemässen Messgerätes, bei dem die Grenzfläche der die Lichtquelle aufnehmenden Aussparung kugelig und die konkave Grenzfläche der grösseren Stufe kegelig sind, Fig.
5 einen Lichtleiter für das erfindungsgemässe Messgerät mit einem reflektierenden Überzug und einem Lichtfilter, Fig. 6 ein erfindungsgemäss ausgebildetes Messgerät für elektrische Grössen mit einstellbarem unterem und oberem Grenzwert und mit einem Ausschlagwinkel von 1600 und Fig. 7 einen Lichtleiter mit wellenartiger konkaver Grenzfläche der grösseren Stufe zeigt.
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der Luft unterscheidet. Die grössere Stufe--3--des Lichtleiters hat eine konkave Grenzfläche - und eine Seitenfläche--5--, die die Hauptfläche des Lichtleiters ist. Durch die Fläche --5-- tritt aus dem Lichtleiter der Lichtstrom aus. Die kleinere Stufe-6-hat an ihrer Stirnseite eine Aussparung -7--, in der die Lichtquelle untergebracht wird.
Vor der Grenzfläche--B-- befinden sich die lichtempfindlichen Elemente --9, 10-. Sie sind an den Grenzwertzeigern--11-- befestigt. Zwischen der Grenzfläche --5-- und der zu ihr konzentrisch liegenden Ebene, in der sich die lichtempfindlichen Elemente--9, 10-- bewegen, bewegt sich die Fahne--12--, die am Zeiger des beweglichen Messwerkorgans (nicht gezeigt) angebracht ist.
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sind.
Der von der Lichtquelle--8--, die in der Aussparung --7-- an der kleineren Stufe--6- des Lichtleiters untergebracht wird, erzeugte Lichtstrom passiert den Lichtleiter, indem er an dessen Grenzflächen, insbesondere an der konkaven Grenzfläche, mehrmals reflektiert und gebrochen wird, und tritt an der Seitenfläche --5-- aus, indem er die lichtempfindlichen Elemente-9, 10- trifft.
Bei Bewegung des Zeigers--13--, wie er bei beweglichen Organen (nicht gezeigt) der herkömmlichen Messgeräte vorhanden ist, verdunkelt die am gleichen beweglichen Organ angebrachte Fahne--12--die lichtempfindlichen Elemente--9, 10--, die im Messkreis des Gerätes liegen.
Die Elemente--9, 10-- werden dabei nur durch die reflektierten und gebrochenen Lichtstrahlen beleuchtet, die an der Seitenfläche --5-- austreten, während die direkten gebrochenen Strahlen der Lichtquelle --8-- durch Reflexion an den inneren Flächen des Lichtleiters --1--, insbesondere an der Seitenfläche der kleineren Stufe--6--abgeblendet werden, was durch Formgebung des
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Lichtleiters gewährleistet wird. Die konkave Fläche der grösseren Stufe und die Aussparung der kleineren Stufe können auch durch Kegelflächen --14, 15-- (Fig. 3) gebildet werden oder auch eine
Kombination aus einer Kegelfläche-17-und einer Kugelfläche-16- (Fig. 4) sein.
Der Verlauf der konkaven Grenzfläche des Lichtleiters hängt von der Bemessung des Lichtleiters, den Abmessungen des Messgerätes und den fertigungstechnischen Anforderungen ab.
Die Lichtleiter mit der oben beschriebenen Gestaltung ermöglichen eine gleichmässige
Lichtstromverteilung praktisch auf einem Bogen von 360 , was besonders für Zeigergeräte mit
Messwerksausschlag bis 270 und für Zeigerindikatoren mit Messwerksausschlag bis 3200 von Bedeutung ist.
Die vorwiegend für die innere Reflexion des Lichtstromes dienenden Lichtleiterflächen mit Ausnahme der konkaven Grenzfläche --4--, der Grenzfläche der Aussparung--7--und der Seitenfläche--5--können zur Verbesserung der Reflexion mit einem reflektierenden überzug --18-- (Fig. 5) versehen werden.
Der störende Einfluss von Fremdlichtquellen auf die lichtempfindlichen Elemente-9, 10- lässt sich durch einen Lichtfilter--19--vermindern, der aus dem Lichtstrom die Lichtstrahlen bestimmter Wellenlängenbereiche ausscheidet, indem die Elemente--9, 10-- die vorgegebene Empfindlichkeit besitzen.
Es ist vorteilhaft, das Winkelmass der Seitenfläche--20-- (Fig. 6), die von der optischen Achse - des Lichtleiters weiter entfernt ist und durch welche der die davor stehenden lichtempfindlichen Elemente-23, 24- beleuchtende mehrfach reflektierte und gebrochene Lichtstrom austritt bei einem Ausschlagswinkel von 160 , grösser als diesen zu wählen.
Um dem Lichtstrom bestimmte Ausbreitungsrichtung zu verleihen und die Gleichmässigkeit seiner Verteilung in der vorgegebenen Richtung zu erhöhen, kann man zumindest einen Teil der Lichtleiterflächen (die konkave Grenzfläche) als eine quer zur optischen Achse liegende Wellenfläche - 26-ausbilden. Fig. 7 zeigt eine solche konkave Grenzfläche-26-, die bei insgesamt kegeligem Verlauf Wellen --26-- aufweist. Diese Wellen gewährleisten in einigen Fällen, beispielsweise bei relativ grossen Abmessungen des Lichtleiters, gleichmässigere Verteilung des Lichtstromes.
Es ist zu beachten, dass die Erfindung im Zusammenhang mit den vorzugsweisen Ausführungsformen beschrieben und in den Zeichnungen wiedergegeben ist. Trotzdem sind selbstverständlicherweise verschiedene Varianten bezüglich der Gestaltung, Bemessung und Anordnung verschiedener Elemente möglich. So können beispielsweise die in den Zeichnungen wiedergegebenen und oben beschriebenen Teile durch gleichartige ersetzt werden, einige Elemente der Erfindung können unabhängig von den andern verwendet werden. Diese Abänderungen und Varianten befinden sich im Rahmen des Wesens der Erfindung, das in den nachstehenden Patentansprüchen niedergelegt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Messgerät mit einstellbarem unterem und oberem Grenzwert zur Bestimmung von elektrischen Grössen, mit einem Messwerk, einem Zeiger und mit einer an diesem befestigten Fahne, mit einem Lichtleiter und an verstellbaren Grenzwertmarken angeordneten lichtempfindlichen Elementen, die im Lichtstrom einer zentral angeordneten Lichtquelle liegen und bei Grenzwerteinstellung von der Fahne
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Licht reflektiert wird, wobei mindestens eine dieser Stirnflächen als Hohlfläche (4) ausgebildet ist und die Lichtquelle (8) in einer in der Achse (2) des Vollkörpers (1) vorgesehenen Ausnehmung (7) angeordnet ist und der Bereich des Lichtaustrittes in die zylindrische Mantelfläche (5) des Vollkörpers verlegt ist.
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