CH258347A - Einrichtung zur Erzeugung eines Schattenbildes eines beweglichen Gegenstandes. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Erzeugung eines Schattenbildes eines beweglichen Gegenstandes.    Es ist bekannt, z. B. vergrösserte Schat  tenbilder     von,        Gegenständen    dadurch zu er  zeugen, dass man     diese    Gegenstände in den       Strahlengang    eines optischen     Linsensystems          bringt.     



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein  richtung zur     Erzeugung    eines Schattenbildes        < eines    beweglichen     Gegenstandes,    Sie ist da  durch     gekennzeichnet,    dass eine Mehrzahl  von ihrer Länge nach lichtleitenden, der  Länge nach mindestens     teilweise    aneinander  grenzenden     Leitern.,    die zusammen einen  dichtleitenden     Körper    bilden,

   und deren     licht-          eintrittsseitige        Querschnittsflächen        in    einer  der Bahnfläche der     schattenwerfenden    Fläche       ,der    Gegenstandes     unmittelbar    benachbarten  Fläche liegen, während die     ausgangsseitigen          Querschnittsfläehen    der     Liohtleiter    eine  Fläche bilden, von der aus das Licht der  Schattenbildfläche zugeleitet     wird.    An die  Stelle     eines        Linsensystems    bekannter Ein  richtungen tritt also ein lichtleitender Kör  per,

   dessen     Eintrittsfläche    je nach der Stel  lung des bewegten Gegenstandes verschieden  beleuchtet wird. An den beleuchteten     Stellen     dringt     da=s    Licht in die Leiter und wird von  diesen der     @SchattenbIldfläche    zugeführt. Die  Zahl und der     Querschnitt    der Leiter richtet  :Sich zweckmässig nach der verlangten     Schärfe     der Abbildung. Kleineren     Querschnittsab-          messungen        entspricht    grössere Schärfe.  



  Die     Zeichnung    zeugt zwei Ausführungs  beispiele der Erfindung.     Fig.    1     zeigt    .schema  tisch     einen.    Längsschnitt ,durch ein sogenann-         tes        Schattenpfeilinstrument,    bei welchem die  Drehbewegung eines     Messzeigers    durch einen  veränderlichen Licht- oder Schattenpfeil  sichtbar gemacht wird.     Fig.    2 zeigt das In  strument mit Skala von vorn gesehen.

       Fig.    3       zeigt    ein     @Schattenp.feilinstrument    mit zwei       Messwerken,    also ein Doppelinstrument, und       Fig.    4 dessen     Vorderansicht.     



  Bei bekannten Einrichtungen mit     Linsen-          eystem    erhält man je nach der Güte dieses  Systems     ,ein    mehr oder weniger     L!cha-rfes    und       verzerrtes        Bild.        Bewegt        sich    die     schatten-          werfende    Fläche 'des     Gegenstandes.    auf einer  gekrümmten Bahn, so muss das Objektiv zur  Erzielung eines,

       .genügenld        ischarfen        Bildes     auf einer     eibenen    Bildfläche entsprechend  ausgebildet werden. Die Anforderungen an  die     Güte    und     mechanische        Stabilität    dieses  optischen Systems steigen     umsomehr,    je klei  ner im     Verhältnis    zum erzeugten Bilde der be  wegte     Gegenstand    ist. Auch kann aus     Preis-          gründen    die     Apertur    des Systems nicht be  liebig gross gewählt werden.

   Praktisch geht  daher der grösste Teil des von der punktför  migen     Lichtquelle        ausgehenden        Lichtstromes     für die Abbildung verloren. Da ausserdem  mit wachsender     Apertur    die     Schwierigkeiten     in der Herstellung der     Linsen    wachsen,     ist     der Abstand ,

  der Lichtquelle vom     Bilde        stets     erheblich     grösser    als die grösste     Bilddimension     und     ein        solches    Abbildungssystem     dement-          ,sprechend    gross und     teuer.    Diese     Nachbeile          wind    bei den dargestellten     Einrichtungen     weitgehend behoben.

        In     Fig.    1 stellt 1 :die Schmalseite eines  im     Querschnitt    rechteckigen, vollen Licht  leiters dar.     Eine    Mehrzahl solcher das Licht  ihrer Länge nasch leitender Leiter     in    einer  : Reihe übereinander     angeordnet    und ihrer  ganzen Länge nach     aneinandergrenzend     bilden zusammen den     liehleitenden        Körper,     welcher aus zwei gleichen Teilen 2     und    3 be  steht. Bei     gewissen        lichtleitenden    Materialien  ist     :es    zweckmässig, dass die Lichtleiter 1 sieh  z.

   B. nur am Anfang und Ende- berühren,  auf !dem     übrigen.        Teil    jedoch ein Luftspalt  sich befindet, welcher     den.        Lichtübertritt        er-          schwert.    Die     Liehteintrittsquerschnitte    4 der  Leiter bilden zusammen die     Eintrittsfläche     6, welche die Form eines Teils eines     Kreis-          zylindermantels    hat.<B>Die</B>     Ausrtrittsquer-          schnitte    5 der     Leiter    bilden eine ebene Aus  trittsfläche 7,

   von der aus das Licht der       Schattenbildfläche    zugeleitet     -wird.    Auf der       Austrittsfläche    ist die     lichtzerstreuende          @Sehicht    8 angebracht, welche die Schatten  bildfläche bildet. Die Leiter 1 können     hohl          -sein    und Rohre bilden, die reflektierende  Innenwände     aufweisen;    zweckmässig ist     eq,     sie, wie     dargestellt,    voll aus einem durchsich  tigen.     Kunststoff    herzustellen, welcher viel  leichter als     Glas    :sein kann.

   Ihre Herstel  lung     :erfolgt    -dann durch     Giessen.,    Spritzen,  Pressen oder     Herausschneiden    aua geeignet       vorgeformten        Platten.     



  Das kleine     Gewischt    des relativ kurzen,  schmalen,     zweiteiligen,        lichtleitenden    Kör  pers 2, 3 ergibt ein     leichtes    und trotzdem  stabiles Instrument. Die vollen Leiter 1  werden mit Vorteil mit einem Überzug ver  sehen, der den Austritt des steil auf die       Seitenflächen        fallenden    Lichtes verhindert.  Ein     reflektierender    Überzug wird etwa  durch einen hellen     Farbanstrich        ader    eine       Metallisierung    erzielt. Man kann auch Folien       zwischen.    die Leiter legen. Die Leiter werden  z.

   B. von aussen     zusammengehalten    oder,  wenn sie sieh längs einer Fläche berühren  und in einer     Reihe    angeordnet sind, durch  einen durch die Reihe     hindurchgestossenen     Bolzen     zusammengehalten.    Durch     Aufein-          an.derkleben    der Leiter oder geeignete nach-         trägliche    Wärme-     unid    Druckbehandlung     des          lichtleitenden        Körpers    können die Leiter  dazu gebracht werden,

       fesrt    aneinander zu       haiften.    Eine     solche    Verbundenheit kann  auch dadurch erzielt werden, dass man     Zwi-          schlagen    und Kunststoff in einem Arbeits  gang zu     einen.        lichtleitenden    Körper formt.  



  Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel  soll die Winkellage eines Gegenstandes er  kennbar gemacht werden, hierzu wird das  Schattenbild     des        steifen,        zylindermantelför-          migen        Blattes    9 :erzeug, welches     Blatt    über  einen Arm 10 auf     der    Achse 11     befestigt    ist und  einen Teil des Gegenstandes     bildet.    Zur Er  fassung dieser Lage genügt die Abbildung  einer Kante des:     wls    Zeiger dienenden     Blattes:     9 auf der     8kalenstheibe    17.

   Die Kante trennt  dann gemäss     Fig.    2 einen     beleuchteten    Teil  22 von einem     beschatteten    Teil 23. Die  Länge des     beleuchteten    Teils ist das Mass für       den.    Drehwinkel des     Messwerkes    21, welches  seitlich des     olptischen    'Systems angeordnet ist.  Die Leiter     haben.    an der Austrittsseite die       Breite    .des     Lichtpfeils    22, welcher sich zwi  schen den beiden auf der ',Scheibe 17 ange  brachten Skalen 24 bewegt.

   Auf der     Ein-          trittoseite    6 können     isieschmäler    sein. Die  Leiter werden mit Vorteil an der     Einti@itts-          seite    auch     seitlich        vorn    Blatt 9 überdeckt, wo  durch jeder     seitiche        Lichteintritt    verhindert  ist. Das     Blatt    ist an der (der Lichtquelle ab  gewendeten Seite geschwärzt, so dass ihn an  strahlendes Licht nicht in von ihm     aibge-          ,deckte        Leiter    fallen kann.

   Aus demselben       Grunde    ist der     Luftspalt        zwischen    9 und 6  möglichst klein gemacht, das heisst die     licht-          eintrittsseitigen        Querschnittsflächen    der Lei  ter liegen in einer der Bahnfläche der schat  tenwerfenden Fläche 9     unmittelbar        bena:ch-          barten    Fläche 6.  



  Der Zeiger 9 bewegt sich im Kasten 12.  in welchen die Lichtquelle 13 hineinragt.  Das von ihr ausgehende Licht     wird    von den  Kastenwänden     reflektiert,    so dass der ganze       Lichtstrom    mit wenig Verlusten aus allen       Richtungen    auf den nicht abgedeckten Teil  der     Eintrittsfläche    6 gelangt. Die     Ausnüt-          zung    der Lichtquelle ist demzufolge     @sela.r    gut..      Sie muss nicht punktförmig und nicht     zen-          tizert    angebracht sein.

   Eine einfache Fassung  <B>15,</B> 16 im Gehäuse 18 nimmt sie auf.     Mittels     des     einfachen    Griffes 14 kann sie herausge  zogen werden. Es ist zweckmässig, das Auf  treffen von direktem Licht auf     die    Fläche 6  zu vermeiden. Mit     Änderung    des, angezeig  ten     Messwertes    kann sich die Helligkeit  etwas ändern.

   Man kann     .dies    vermeiden, in  dem die Licht     absorbierende    Fläche im  Kasten 12 konstant gehalten wird.     Ungleich-          ]leiten    in der     Ausleuchtung        des        Lichtpfeils     können leicht ausgeglichen werden durch  passende Einstellung des Verhältnisses     zwi-          sehen    den Ein- und     Austrittsquerschnitten    4,  5 der verschiedenen     Leiter.        Die    Unschärfe  des Kantenbildes wird durch die Höhe des  Querschnittes 5 bestimmt.

   Durch Änderung  dieser Höhen kann der Verlauf des Schatten  Bildes etwas beeinflusst werden.  



  Im vorliegenden Beispiel handelt. es sich  um die Anzeige eines     Stromwertes    durch ein       Messwert    mit Drehachse 11. Es können auch  andere Grössen und mit andern     Messwerken          #    angezeig  t'     --t    werden. Für Druck- oder     Tempe,-          raturanzeige    können auch     Messwerke    mit  linearer     Bewegung    des Zeigers in Frage  kommen.

   In diesem Fall ist     sdie        Lichtein-          t.rittsfläche    des Körpers eine Ebene.     Bi.meta.ll-          niesswerko    ermöglichen einen sehr einfachen  Aufbau des ganzen     Instrumentes.    Statt einer  einfachen     linearen    Abbildung durch einen  geraden Lichtpfeil können auch     Abbisldun-          gen    einer veränderlichen Fläche in Frage  kommen, wenn Leiter in :beiden Querschnitts  dimensionen     nebeneinander    gereiht werden.

         Kreieri.ngförmige    Leuchtbilder erhält man,  wenn die     aneina.ndergereihten    Leiter einen       Zylinder-    oder     Kegelmantel    bilden. Es kann       s    die Form der Eingangsfläche verschieden  sein von jener der     Ausbiangsfläche.        Beispiels-          weise    kann die Eingangsfläche kreisförmig  und. die Ausgangsfläche oval geformt sein.

    Ein solches     optisches    System käme etwa in  Frage für die vergrösserte Anzeige der Dreh  bewegungen eines     @Synschren        os.kapes.    Die       Verbindungslinie    der     Querschnittsmittel-          puukte.    des     lichtleitenden        Körpers    braucht    auch nicht gerade zu sein. Sie kann ge  krümmt sein. Insbesondere kann bei Verwen  dung von     Leitern        saus    geeignetem Kunststoff  die     Krümmung    durch nachträgliche Wärme  behandlung     hergestellt    werden.

   Beispiels  weise könnte in     Fig.    1 der     Leitkörper    2, 3  als Ganzes um 90     Gras,    abgebogen werden,  so dass     Messwerke    mit senkrechter Achse zur  Anwendung gelangen könnten.     Gewisse        Be-          wegungen.    können etwa mit Hilfe von pris  matischen Leitern     ohne    Vergrösserung darge  stellt     weirden.    Es lassen sich auch Verkleine  rungen des Zeigers erzielen.

   Mit den     bes:chrie,-          benen        Mitteln    lassen sich aber auch beispiels  weise Bewegungsvorgänge von Schiebern  oder Wehranlagen figürlich     darstellen.     



  In     Fig.    2 ist erkennbar, dass Lichtpfeil  und 'Skala von verschiedenen Lampen 13 und  19     beleuchtet    werden. Dies bringt verschie  dene     Vorteille        mit    sich. Gegenüber der Ver  wendung von nur einer Lampe bei     bekannten          Systemen    können hier     mehrere    kleinere, billi  gere und dauerhaftere Lampen angewendet  werden.

   In Anlagen mit einem     Leuchtsch.aIt-          bild    können dadurch für die Beleuchtung der       Instrumente        dieselben    Lampen wie für die  Beleuchtung der     Schaltbildelemente    verwen  det werden. Die     Lichtpfeilfläches    und, die  Skala     können,    auch mit verschiedenfarbigen  Lampen     beleuchtet    sein.

   Ein farbiger Licht  pfeil oder Schatten kann     natürlich    auch er  zielt werden, wenn das Blatt 9     durchsichtig     und gefärbt     isst.    Bei     Messwerken    mit     Mittel-          lage,

          beislpielsweise    für     Lieferung    und Bezug  von Energie kann das     Blatt    9 etwa entspre  chend dem deutschen Patent Nr.<B>578875</B> aus  <B>g</B>     o        e        bil        -det        oeiu        und        somit        -zwei        gegenläufige        gegenläufige          Licht-    oder     Schattenpfeile    hervorbringen, die  zudem verschiedenfarbig sein können.  



  Beim Erreichen besonderer     Stellungen     kann durch     Einschalten    anderer Lampen, ein       Farbwechsel    erzielt werden. Den     robusten          Lampen    kann gegebenenfalls auch Blinklicht       zugeführt    werden, indem     Mittel    vorgesehen  sind, um den     Lazüpenstrom    periodisch zu  unterbrechen.

   Ausserdem     lassen    sich ähnlich  wie in bekannten     Leuchtschaltbildern,    so  auch im     :S.kailenbild    des     Instrumentes    be-           leuchtete    farbige     Lichtmarken    anbringen, :die  eine eigene     Lampe        aufweisen    oder über eine  mechanische Klappe von einer gemeinsamen  Lichtquelle     aus    beleuchtet werden können.  Bei     Anwendung    von zwei Lampen für den  selben Zweck     ist    das Defektwerden der einen  am     schwächer    gewordenen Licht sofort er  kennbar.  



       Beim        Doppelinstrument    nach     Fig.    3 und  4 sind zwei lichtleitende Körper 25, 26     un-          mittelbar    nebeneinander angeordnet.

   Die       Verbindungslinien        ihrer        Querschnittsmittel-          punkte-stehen    schräg zur     iSchattenbildebene.     Sie können     in        parad-lelen    Ebenen, jedoch auch       windschief    zueinander liegen,     und    ermög  lichen im     letzteren        Fäll        die        Anordnung    bei  der     Messwerke    37, .38 senkrecht übereinander.

    Die Achsen 29, 30 tragen die     Schirme    27, 28,  welche sich mit Vorteil in     getrennten,    gleich  artigen     Reflektorkästen    31, 32 befinden. Die  Lampen 33, 34, sind wie aus     Fig.    4     hervor-          geht,    in der Höhe übereinander etwas ver  setzt,     gegeneinander        angeordnet.    Im Fas  sungsstück 35 sind auch die     Skalabeleuch-          tungslampen    43 untergebracht.

   Bei     dieser    An  ordnung     hast    das     Instrumentengehäuse    36 die  gleiche Länge     wie        dasjenige    nach     Fig.    1.  



  Bei einem Drei- oder     Vierfachinstrument     würden     die    weiteren     Messwerke    in einem       zweiten        Anbauteil    :39 untergebracht werden,       könnten    aber auch     zwecks        Einsiparung    an  Baubreite in Richtung     Intrumentenage.    hinter  den     Messwerken    37, 38 angeordnet werden.

    Um     einen        gleichen    lichtleitenden     Körper    als       Vergrösserungssystem    auch bei     grösserer    Bau  länge verwenden zu können, ist ein zweiter       lichtleitender    Körper zwischen     bewegtem          Gegenstand    und Bildfläche     einzuschalten,     der aus prismatischen Leitern     besteht.        Eine          Einstellung    auf gleiche Pfeillänge durch     Be-          einflussung    der Kennlinie der     Instrumente,

       wie dies beim Linsensystem bekanntlich not  wendig     ist,        erübrigt    sich hier, da die     Abbil-          dungssysteme    voneinander     unabhänb,'ig        und     gleich     sein    können. Alle Pfeile     haben    darin  gleiche Länge bei gleichen     Anzeigewerten     und auch     gleiche    Schärfe.

   Eine     Einstellung     auf gleiche     Helligkeit        neben    den Schatten-         @bildern        kann.,    falls     überhaupt    notwendig,  durch einfache     Mittel,    beispielsweise durch  Einschieben     lichts!chluckender    Körper in die       Kasten    31, 32 erfolgen, wobei etwa die Rück  wand des     Reflektors    12 von einer .schwarzen  Fläche mehr oder weniger abgedeckt wird.  



       Die-        Schattenpfeile    44 der beiden     Mess-          werke    für Wirk- und     Blindleistung    sind     un-          mittelbar        nebeneinander    angeordnet und von  den beiden =Skalen 41, 42     begrenzt    Die  Skalenscheibe 40 ist hell beleuchtet mit,       dunklen,        Aufschriften.    Es kann auch die       Scheibe    schwarz oder dunkelfarbig sein, wo  bei die Bezeichnungen leuchten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Erzeugung eines Schat tenbildes eines beweglichen Gegenstandes, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von das Licht ihrer Länge nach leitenden, der Länge nach mindestens teilweise aneinandergren- zenden Leitern, die zusammen einen lichtlei tenden Körper bilden,

   und deren lichtein- trittsseitige Querschnittsflächen in einer der Bahnfläche der schattenwerfenden Fläche des Gegenstandes unmittelbar benachbarten Räche liegen, während die ausgangsseitigen Querschnittsflächen der Lichtleiter eine Flä che bilden, von der aus das Licht der Schat tenbildfläche. zugeleitet wird. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Austritts fläche des lichtleitenden Körpers eine Ebene ist. 2. Einrichtung nach Patentanepruch, da.- dusch gekennzeichnet, dass die Eintritts fläche des lichtleitenden Körpers eine Ebene ist. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da: durch gekennzeichnet, dass die Eintritts- flä..ahe des lichtleitenden Körpers ein Teil eines Kreiszylindermantdl.s ist. 4.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen der sohattenwerfenden Fläche des Gegenstandes und der ,Schattenbildfläche mindestens ein weiterer lichtleitender Körper eingeschaltet ist, der :aus prismatischen Leitern gebildet ist. 5.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da dürch gekennzeichnet, dass die Sehattenbild- fläehe durch eine lichtzerstreuende :Schicht gebildet ist. 6. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Leiter Rohre vorgesehen. sind, deren Innenwand reflek tierend ausgebildet ist. 7. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Leiter aus durchsichtigem Kunststoff bestehen. B.

   Einrichtung nach Unteranspruch 7, dar durch gekennzeichnet, dass die vollen Leiter sich längs Flächen berühren und in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass die aneinander- gereihten Leiter einen Kegelmantel bilden. 10. Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Leiter mit einem reflektierenden Überzug versehen sind. 11. Einrichtung nach Patentanspruch, da.

   durch gekennzeichnet, dass -die Leiter fest an- einanderhaften. 12. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbin- dungs#linien der Querschnittsmittelpunkte des lichtleitenden Körpers schräg zur Schatten bildfläche steht. 13. Einrichtung nach Patentanspruch, ,dadurch gekennzeichnet, dass die Verbin dungslinie der Quersichnittsmittelpunkter der lichtleitenden Körper gekrümmt ist.

   14. Einrichtung na@.h Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Schat tenbildung dienende Teil des Gegenstandes ein Blatt bildet.

   15. Einrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die der Ein- trittsfläohe des lichtleitenden Körpers gegen überliegende Fläche des Blattes, auffallendes Licht @absorbieart. 16. Einrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Blaatt durchsichtig und gefärbt ist. 17.

   Einrichtung nach den Unteransprü- chen 3 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die der Eintrittsfläche desi lichtleitenden Körpers gegenüberliegende Fläche des Blat tes einen Teil eines Zylindermantels, bildet und um die Zylinderase drehbar angeordnet ist. 18.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Schat tenbildfläche mindestens eine Skala angeord net ist, welche Lagewerte des beweglichen Gegenstande,. abzulesen gestattet. 19. Einrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schatten bildfläche und die Skala von verschiedenen Lichtquellen von der gleichen Seite :aus be leuchtet sind. 20.

   Einrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass :Schattenbild und Skala in verschiedenen Farben sichtbar sind. 21. Einrichtung nach Unteranspruch 19, dadurch :gekennzeichnet, :dass Mittel vorge sehen sind, um mindestens eine Lichtquelle periodisch zu unterbrechen. 22.

   Einrichtung nach Unteranspruch 18, dadwrch gekennzeichnet, dass in der Skala: mindestens einer Lichtmarke angeordnet ist. 23. Einrilchtung nach Patentans[p:i-ueh, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere be wegliche Gegenstände mit ihren lichtleiten den Körpern aufweist. 24. Einsrichtung nach T-Tnteranspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Einstellen der Helligkeiten neben den Schat tenbildern vorgesehen sind.