Optische Anzeigevorrichtnng, insbesondere für Präzisionswaagen
Die Erfindung betrifft eine optische Anzeigevorrichtung, insbesondere für Präzisionswaagen mit halbautomatischer Gewichtsauflage. Bisher gelangten bei derartigen Waagen zur Anzeige des Gesamtwertes der jeweils aufgewogenen Gewichte ausschliesslich mechanische Zählwerke zur Anwendung. Diese Zählwerke waren mittels mechanischer tJbersetzun- gen mit den zur Betätigung der Gewichtsauflegevorrichtung dienenden und eventuell koaxial angeordneten Bedienungsdrehknöpfen gekoppelt.
Ferner ist anzuführen, dass bei einer anderen Waagenart, nämlich bei kaufmännischen Neigungswaagen, die überhaupt ohne Gewichtsauflage arbeiten, die optische Projektion von Preisangaben und !'oder Gewichtswerten bekannt geworden ist.
Die Anwendung von mechanischen Zählwerken bei Präzisionswaagen mit halb automatischer Gewichtsauflage ist mit einigen Nachteilen behaftet.
Zwischen den Bedienungsdrehknöpfen und den Zählwerken tritt immer ein gewisser Totgang auf, wie es bei jeder mechanischen Übersetzung vorkommt. Die Übersetzungswege sind daher so kurz und einfach wie möglich zu gestalten, wodurch wiederum die Möglichkeit eingeschränkt wird, die Ablesestelle der angezeigten Werte dort am Gerätegehäuse anzuordnen, wo dies vom Standpunkt der Bedienung am günstigsten wäre. Die Grösse der abgelesenen Ziffern ist durch das angewandte Zählwerk gegeben und kann nicht geändert werden.
Die bei anderen Waagen arten bekannt gewordenen Projektionseinrichtungen für Preisangaben undzoder Gewichtswerte können nicht zur Anzeige des Gesamtwertes der von einer halbautomatischen Gewichtsauflegevorrichtung auf den Waagebalken einer Präzisionswaage aufgelegten Gewichte herangezogen werden, da sie nicht die digitale Anzeige einer jeden beliebigen Kombination von beispielsweise vier oder fünf aneinander unabhängigen Werten, wie dies die Hunderter, Zehner, Einheiten usw. von Gramm sind, gestatten.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine optische Anzeigevorrichtung, insbesondere für Präzisionswaagen mit halbautomatischer Gewichtsauflage, zu schaffen, welche die eingangs angeführten Nachteile der Anwendung von mechanischen Zählwerken beseitigt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem mit Bedienungsknöpfen versehenen koaxialen Wellensystem entweder unmittelbar oder mittels einer Übersetzung eine der Gliedzahl des Wellensystems entsprechende Anzahl von Skalenträgern mit Skalen für die einzelnen Stellenwerte der anzuzeigenden Messgrösse angeordnet ist, wobei die den jeweilig abzulesenden Gesamtwert ergebenden Zif- fern der Stellenwerte im Objektfeld und im Schärfentiefebereich eines optischen Projektionssystems liegen,
welches sie im vorgewählten Abbildungsmassstab an eine am Gerätegehäuse angeordnete Bildfläche projiziert.
Die Erfindung soll nun an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In den beiliegenden Zeichnungen sind unter Weglassung aller für das Verständnis der Erfindung unwesentlichen Teile vier Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 eine Anordnung mit einem einzigen dreiteiligen koaxialen Wellensystem,
Fig. 2 eine Ansicht der Skalenträger bei der Anordnung gemäss Fig. 1,
Fig. 3 ein zweigliedriges koaxiales Wellensystem mit Skalenträgern,
Fig. 4 eine Anordnung mit zwei gegenseitig koaxial len zweigliedrigen Wellensystemen mit Skalenträgern,
Fig. 5 eine Anordnung mit axial versetzten gegenseitig parallelen zweigliedrigen koaxialen Wellensystemen und
Fig. 6 eine Ansicht der Skalenträger bei der Anordnung gemäss Fig. 5.
Gemäss Fig. 1 und 2 sind an einem dreigliedrigen koaxialen Wellensystem 2 einerseits drei Bedie nungsdrehknöpfe 1, anderseits drei Skalenträger 3, 4, 5 angeordnet. Der Skalenträger 3 ist eine Kreisscheibe, die Skalenträger 4, 5 sind Ringscheiben, welche den Skalenträger 3 umschliessen. Alle drei Skalenträger 3, 4, 5 sind durchsichtig und mit je einer ringförmigen Skala versehen. Jede ringförmige Skala ist für eine Grössenordnung der gegebenen Messgrösse, z. B. Gramm, bestimmt. So kann beispielsweise die Ringskala auf dem äusseren Skalenträger 5 die Einheiten von Gramm, die Ringskala auf dem mittleren Skalenträger 4 die Zehntel von Gramm und die Skala auf dem inneren Skalenträger 3 die Hundertstel von Gramm anzeigen.
Die den jeweilig abzulesenden Gesamtwert ergebenden Skalenteile befinden sich im Objektfeld eines Projektionssystems, welches im wesentlichen aus einer Lichtquelle 8, einem Kondensor 7 und einem Objektiv 10 besteht. Bei vielen Messgeräten ist eine Lichtquelle bereits an und für sich vorhanden, die dann mit Vorteil gleichzeitig als Lichtquelle des Projektionssystems ausgestaltet werden kann. Das Projektionssystem projiziert die vor den Blendenöffnungen einer Blendenmaske 7 befindlichen Teile der drei Ringskalen auf eine Bildfläche 11, die am Gerätegehäuse angeordnet ist und beispielsweise von einer Milchglasscheibe gebildet wird. Die Bildfläche 11 kann an beliebiger Stelle des Gerätegehäuses angeordnet sein, da der Strahlengang des Projektionssystems mittels der Umlenkspiegel 12, 13, 14 mühelos allen Forderungen angepasst werden kann.
Als Abbildungsmassstab für die Projektion wird vorzugsweise eine mehr oder minder starke Vergrösserung gewählt, so dass die Grösse der dem Beobachter auf der Bildfläche 11 dargebotenen Zeichen im weiten Masse von der Grösse der tatsächlichen Skalen auf den drei Skalenträgern unabhängig ist. In einem Getriebekasten 6 zweigen mechanische Übersetzungen zu der nicht mehr dargestellten Gewichtsauflegevorrichtung ab, auf welche derart die Bewegungen der Bedienungsdrehknöpfe 1 übertragen werden.
Sollen lediglich zwei Grössenordnungen der gegebenen Messgrösse zur Anzeige gelangen, so kann vorzugsweise ein zweigliedriges koaxiales Wellensystem gemäss Fig. 3 angewandt werden. Die beiden Ringskalen sind an einander zugekehrten Flächen zweier Skalenträger in Form von durchsichtigen Kreisscheiben angeordnet. Der gegenseitige Abstand dieser beiden die Ringskalen tragenden Flächen ist so zu bemessen, dass sich beide Ringskalen, obwohl nicht in einer einzigen Ebene angeordnet, so doch noch im Schärfentiefenbereich des betreffenden optischen Projektionssystems befinden.
Wenn eine höhere Anzahl von Stellenwerten der gegebenen Messgrösse angezeigt werden soll, so würde sich die Gestaltung eines einzigen vielgliedrigen koaxialen Wellensystems recht umständlich erweisen. In solchem Fall werden daher die Skalenträger vorzugsweise zu zwei Gruppen zusammengefasst, von denen jede Gruppe an je einem koaxialen Wellensystem angeordnet wird, wobei sich die den jeweilig abzulesenden Gesamtwert ergebenden Ziffern der Stellenwerte weiterhin im Objektfeld eines einzigen optischen Projektionssystems befinden. Die beiden koaxialen Wellensysteme können dann entweder gegenseitig auch koaxial, oder aber axial versetzt, jedoch gegenseitig parallel angeordnet werden.
Gemäss Fig. 4 tragen die Glieder eines ersten zweigliedrigen koaxialen Wellensystems 22 die Skalenträger 18, 17, von denen der erste eine Kreisscheibe und der zweite eine Ringscheibe ist. Die Glieder eines zweiten zweigliedrigen koaxialen Wellensystems 23 tragen die Skalenträger 15, 16, die die beiden Ringscheiben und die Skalenträger 18, 17 des ersten Wellensystems 22 umschliessen. Beide Wellensysteme 22, 23 sind gegenseitig koaxial und an der Berührungsstelle in einem gemeinsamen Lager eingesetzt, so dass auch alle an den einzelnen Skalenträgern 15, 16, 17, 18 angeordneten Ringskalen gegenseitig konzentrisch sind.
Die den jeweilig abzulesenden Gesamtwert ergebenden Ziffern aller Stellenwerte erscheinen vor den Blendenöffnungen einer Blendenmaske 19 und werden von einem einzigen Projektionssystem, welches einfachheitshalber nur durch den Kondensor 20 dargestellt ist, projiziert.
Gemäss Fig. 5 und 6 tragen die Glieder eines ersten zweigliedrigen koaxialen Wellensystems 25 die Skalenträger 21', 22', von denen der erste eine Kreisscheibe und der zweite eine Ringscheibe ist.
Die Glieder eines zweiten zweigliedrigen koaxialen Wellensystems 26 tragen die Skalenträger 23', 24', von denen ebenfalls der erste eine Kreisscheibe und der zweite eine Ringscheibe ist. Die beiden koaxialen Wellensysteme 25, 26 sind axial versetzt, jedoch gegenseitig parallel. Die an den Skalenträgern je eines Wellensystems angeordneten Ringskalen sind einander konzentrisch. Die den jeweilig abzulesenden Gesamtwert ergebenden Ziffern aller Ringskalen beider Wellensysteme 25, 26 erscheinen vor den Blendenöffnungen einer Blendenmaske 27 und werden von einem einzigen Projektionssystem, welches einfachheitshalber nur durch den Kondensor 28 dargestellt ist, projiziert.
Optical display device, especially for precision balances
The invention relates to an optical display device, in particular for precision scales with semi-automatic weight support. So far, only mechanical counters have been used in such scales to display the total value of the weights weighed. These counters were coupled by means of mechanical transmissions to the operating knobs that were used to operate the weight placement device and possibly coaxially arranged.
It should also be noted that the optical projection of price information and weight values has become known in the case of another type of scales, namely commercial inclination scales that work without any weight support.
The use of mechanical counters in precision balances with a semi-automatic weight support has several disadvantages.
There is always a certain amount of backlash between the control knobs and the counters, as is the case with any mechanical transmission. The translation paths are therefore to be made as short and simple as possible, which in turn limits the possibility of arranging the reading point for the displayed values on the device housing where this would be most advantageous from the point of view of operation. The size of the digits read is given by the counter used and cannot be changed.
The projection devices for price information and / or weight values that have become known in other types of scales cannot be used to display the total value of the weights placed on the balance beam of a precision balance by a semi-automatic weight placement device, since they do not display the digital display of any combination of, for example, four or five mutually independent Allow values such as the hundreds, tens, units, etc. of grams.
The present invention has set itself the task of creating an optical display device, in particular for precision scales with a semi-automatic weight support, which eliminates the disadvantages of the use of mechanical counters mentioned above. The device according to the invention is characterized in that on at least one coaxial shaft system provided with operating buttons, either directly or by means of a translation, a number of scale carriers corresponding to the number of elements of the shaft system is arranged with scales for the individual values of the measured variable to be displayed, with the resulting total value to be read Numbers of the places in the object field and in the depth of field of an optical projection system,
which it projects in the preselected image scale onto an image surface arranged on the device housing.
The invention will now be explained in more detail using a few exemplary embodiments. In the accompanying drawings, with omission of all parts that are not essential for an understanding of the invention, four exemplary embodiments are shown, namely:
1 shows an arrangement with a single three-part coaxial shaft system,
FIG. 2 shows a view of the scale carriers in the arrangement according to FIG. 1,
3 shows a two-part coaxial shaft system with scale carriers,
Fig. 4 shows an arrangement with two mutually coaxial len two-part shaft systems with scale carriers,
5 shows an arrangement with axially offset, mutually parallel, two-part coaxial shaft systems and
6 shows a view of the scale carriers in the arrangement according to FIG. 5.
According to FIGS. 1 and 2, on the one hand, three operating knobs 1, on the other hand, three scale carriers 3, 4, 5 are arranged on a three-part coaxial shaft system 2. The scale carrier 3 is a circular disk, the scale carriers 4, 5 are annular disks which enclose the scale carrier 3. All three scale carriers 3, 4, 5 are transparent and each provided with an annular scale. Each ring-shaped scale is for an order of magnitude of the given measurand, e.g. B. grams, determined. For example, the ring scale on the outer scale carrier 5 can show the units of grams, the ring scale on the middle scale carrier 4 the tenths of grams and the scale on the inner scale carrier 3 the hundredths of grams.
The scale divisions giving the respective total value to be read are located in the object field of a projection system which essentially consists of a light source 8, a condenser 7 and an objective 10. In many measuring devices, a light source is already present in and of itself, which can then advantageously be configured as the light source of the projection system at the same time. The projection system projects the parts of the three ring scales located in front of the aperture openings of an aperture mask 7 onto an image surface 11 which is arranged on the device housing and is formed, for example, by a frosted glass pane. The image surface 11 can be arranged at any point on the device housing, since the beam path of the projection system can be easily adapted to all requirements by means of the deflecting mirrors 12, 13, 14.
A greater or lesser magnification is preferably selected as the image scale for the projection so that the size of the characters presented to the observer on the image surface 11 is largely independent of the size of the actual scales on the three scale carriers. In a gear box 6, mechanical transmissions branch off to the weight placement device, which is no longer shown, to which the movements of the rotary control knobs 1 are transmitted in this way.
If only two orders of magnitude of the given measured variable are to be displayed, a two-part coaxial shaft system according to FIG. 3 can preferably be used. The two ring scales are arranged on facing surfaces of two scale carriers in the form of transparent circular disks. The mutual distance between these two surfaces carrying the ring scales is to be dimensioned so that both ring scales, although not arranged in a single plane, are still in the depth of field of the relevant optical projection system.
If a higher number of place values for the given measured variable is to be displayed, the design of a single, multi-sectioned coaxial shaft system would prove to be very cumbersome. In such a case, the scale carriers are therefore preferably combined into two groups, each group of which is arranged on a coaxial shaft system, the digits of the place values resulting in the respective total value to be read still being in the object field of a single optical projection system. The two coaxial shaft systems can then be arranged either mutually coaxially, or axially offset, but mutually parallel.
According to FIG. 4, the members of a first two-part coaxial shaft system 22 carry the scale carriers 18, 17, the first of which is a circular disk and the second an annular disk. The members of a second two-part coaxial shaft system 23 carry the scale carriers 15, 16 which enclose the two ring disks and the scale carriers 18, 17 of the first shaft system 22. Both shaft systems 22, 23 are mutually coaxial and inserted into a common bearing at the point of contact, so that all of the ring scales arranged on the individual scale carriers 15, 16, 17, 18 are mutually concentric.
The digits of all place values, which result in the total value to be read in each case, appear in front of the diaphragm openings of a diaphragm mask 19 and are projected by a single projection system which, for the sake of simplicity, is only represented by the condenser 20.
According to FIGS. 5 and 6, the members of a first two-part coaxial shaft system 25 carry the scale carriers 21 ', 22', of which the first is a circular disk and the second is an annular disk.
The members of a second two-part coaxial shaft system 26 carry the scale carriers 23 ', 24', of which the first is also a circular disk and the second is an annular disk. The two coaxial shaft systems 25, 26 are axially offset, but mutually parallel. The ring scales arranged on the scale carriers of a shaft system are concentric with one another. The digits of all the ring scales of both shaft systems 25, 26, which give the respective total value to be read, appear in front of the aperture openings of an aperture mask 27 and are projected by a single projection system, which is only represented by the condenser 28 for the sake of simplicity.