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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige
von Messwerten bzw. auf ein Verfahren zur Anzeige von Messwerten.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
36 33 770 A1 wird ein elektrisches Messinstrument mit auswechselbarer
Skala beschrieben. In dieser Schrift wird lediglich auf die Realisierung
eines Deckels für ein Gehäuse eines elektrischen
Messinstruments abgestellt, mit welchem ein einfaches Auswechseln
der Skala bei einem geschlossenen und kalibrierten Instrument ermöglicht
wird.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
102 46 874 A1 wird ein Messgerät beschrieben,
welches in einem zylindrischen Gehäuse ein als Potentiometer
ausgebildetes Einstellelement beinhaltet, durch welches ein Parameter
des Messgeräts eingestellt werden kann. Nachteil dieses
Messgeräts ist, dass die Einstellung des Parameters per
Hand über einen drehbaren Einstellring erfolgen muss.
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In
dem
Gebrauchsmuster
79 01 355 wird ein Gehäuse für Messinstrumente
mit austauschbarer Skala beschrieben. In dieser Schrift wird lediglich
auf die Gehäusekonstruktion abgestellt. Die austauschbare
Skala weist lediglich eine veränderte Gradskala auf.
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Aufgabe
der Erfindung ist daher, die Nachteile des Standes der Technik zu
vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
sowie dem Verfahren gemäß den unabhängigen
Ansprüchen gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Gemäß eines
ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
(10) zur Anzeige von Messwerten, umfassend ein Anzeigeelement (40)
und ein Gehäuse (20) bereitgestellt, wobei das Anzeigeelement
(40) ein veränderbares Anzeigeelement (41)
ist, welches ein Kodierelement (50) umfasst, wobei auf
dem Kodierelement (50) mindestens ein Parameter (60)
ablegbar ist.
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Mit
Hilfe dieser Vorrichtung kann beim Verändern des Anzeigeelements
automatisch erkannt werden, welches Anzeigeelement im Moment vorliegt.
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Die
Vorrichtung dient zur Anzeige von Messwerten jeglicher Art. Beispielsweise
wird elektrische Spannung oder elektrischer Strom oder Temperaturen
oder Feuchtigkeit oder Entfernungen oder Geschwindigkeiten oder
Drücke oder Kräfte oder eine bestimmte Durchflussquantität
oder ein Schallpegel oder eine Beleuchtungsstärke oder
die Stärke eines Magnetfeldes als Messwerte oder eine Kombination diesser
Messwerte angezeigt. Bevorzugt wird die Vorrichtung zur Anzeige
von Druckmesswerten verwendet, welche in den üblichen Einheiten
Pascal (Pa) oder bar (bar) oder technische Atmosphäre (AT) oder
physikalische Atmosphäre (ATM) oder Torr (Torr) oder Pfund
pro Quadratzoll (PSI) angegeben werden. Folglich handelt es sich
bei der Vorrichtung bevorzugt um ein Manometer. Zusätzlich
zu den Messwerten werden bevorzugt Schaltpunkte und/oder Setfunktionen
und/oder Warnsignale angezeigt.
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Die
Vorrichtung umfasst ein Anzeigeelement, welches die Aufgabe hat,
bevorzugt alleine, besonders bevorzugt in Kombination mit einem
oder mehreren Zeigern einen oder mehrere Messwerte anzuzeigen. Dient
das Anzeigeelement alleine zur Anzeige von Messwerten, so ist das
Anzeigeelement bevorzugt eine elektrische oder elektronische Anzeige
und umfasst damit bevorzugt Leuchtdioden und/oder organische Leuchtdioden
und/oder Flüssigkristallanzeigen und/oder Fluoreszenzanzeigen und/oder
Braun'sche Röhren und/oder Glühlampen und/oder
NIXIE-Röhren und/oder einen Bildschirm und/oder einen TFT-Monitor.
In Kombination mit einem Zeiger ist das Anzeigeelement bevorzugt
eine mechanische oder elektromechanische Anzeige. Hier umfasst das
Anzeigeelement bevorzugt eine Skaleneinteilung oder eine Zifferneinteilung
oder eine Kombination aus beidem, wie beispielsweise ein Ziffernblatt.
Das Anzeigeelement ist aus Frontansicht bevorzugt rund, besonders
bevorzugt vieleckig, am meisten bevorzugt viereckig oder fünfeckig
oder sechseckig oder achteckig oder zehneckig oder zwölfeckig.
Das Anzeigeelement befindet sich räumlich gesehen (Fall:
Anzeigeelement plus Zeiger) bevorzugt vor, besonders bevorzugt hinter
dem Zeiger. Bevorzugt weist das Anzeigeelement mindestens eine Bohrung
auf. Besonders bevorzugt nimmt diese Bohrung die Antriebswelle eines
Schrittmotors auf, wobei die Antriebswelle bevorzugt so aus dem
Anzeigeelement herausragt, dass ein aufgebrachter Zeiger auf dieser
Welle bei Drehung der Welle parallel über dem Anzeigeelement
bewegt wird. Bevorzugt befindet sich eine Bohrung im geometrischen
Mittelpunkt der Fläche des Anzeigeelements und besonders
bevorzugt weist das Anzeigeelement zwei oder drei oder vier oder
fünf Bohrungen auf.
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Besonders
bevorzugt ist das Anzeigeelement ein veränderbares Anzeigeelement.
Veränderbar bedeutet bevorzugt, dass die oben genannten elektrischen
oder elektronischen Anzeigen bevorzugt je nach Programmierung unterschiedliche
Skaleneinteilungen oder Zifferneinteilungen oder Farbbereiche oder
eine Kombination aus diesen Elementen anzeigen können.
Besonders bevorzugt ist das veränderbare Anzeigeelement
austauschbar, d. h. aus oder vom Gehäuse entfernbar und
bevorzugt wieder einschiebbar oder am Gehäuse anbringbar.
Bevorzugt ist die veränderbare Anzeige ein Ziffernblatt,
besonders bevorzugt ein durchsichtiges Ziffernblatt, am meisten
bevorzugt eine auf der Frontscheibe anbringbare Folie. Wird die
veränderbare Anzeige beispielsweise hinter dem Zeiger eingeschoben,
so weist diese bevorzugt eine Nut auf, welche bevorzugt vom äußeren
Rand der veränderbaren Anzeige zum Mittelpunkt der Anzeige
einschneidet, um die Antriebswelle des Schrittmotors aufzunehmen.
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Das
Gehäuse dient zum Schutz des Anzeigeelements, nimmt dieses
und bevorzugt andere Komponenten wie beispielsweise mindestens einen Sensor,
mindestens einen Antrieb für mindestens eine Zeigereinheit,
insbesondere einen Schrittmotor auf und bildet um diese bevorzugt
in Kombination mit einer Frontscheibe einen geschlossenen Körper.
In Frontansicht ist das Gehäuse bevorzugt kreisförmig, besonders
bevorzugt oval oder ellipsenförmig, am meisten bevorzugt
vieleckig. Der Durchmesser des Gehäuses in Frontansicht
liegt bevorzugt zwischen 5 und 30 cm, besonders bevorzugt zwischen
10 und 20 cm, am meisten bevorzugt zwischen 12 und 17 cm, des Weiteren
bevorzugt bei 15 cm. Das Gehäuse ist bevorzugt 2–10
cm tief, besonders bevorzugt 4–9 cm, am meisten bevorzugt
6–8 cm. Das Gehäuse kann aus sämtlichen
Metallen, Stählen, Kunststoffen oder Legierungen bestehen.
Bevorzugt besteht das Gehäuse aus Aluminium oder Eisen
oder Chrom oder Nickel oder Legierungen aus diesen Metallen oder Automatenstahl
oder Betonstahl oder Einsatzstahl nicht rostender Stahl oder ferritische
und austenitische Stähle oder Nitrierstahl oder säurebeständigem Stahl
oder Spannstahl oder Tiefziehstahl oder Vergütungsstahl
oder Werkzeugstahl. Insbesondere aber aus Edelstahl oder metallischem
Glas oder Glasmetall. Bevorzugt werden unter anderem amorphe Metalllegierungen
aus den Bestandteilen Zirconium und/oder Niobium und/oder Kupfer
und/oder Nickel und/oder Aluminium und/oder Titan. Bevorzugt zählt die
Frontscheibe zum Gehäuse, welche mit diesem einen bevorzugt
geschlossenen Körper bildet. Bevorzugt zählt die
Frontscheibe zum veränderbaren Anzeigeelement als Teil
des Gehäuses, welches mit diesem einen bevorzugt geschlossenen
Körper bildet, der in sich modular aufgebaut sein kann,
um eine für den Hersteller und/oder Anwender des Gerätes
sinnvolle Variantenvielfalt mit möglichst wenigen Grundmodulen
zu erreichen.
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Bevorzugt
umfasst das veränderbare Anzeigeelement ein Kodierelement.
Das Kodierelement ist bevorzugt ein Speicher, welcher in mechanischer (Codierstifte,
etc.) oder optischer oder elektrischer oder magnetischer Form Informationen über
das veränderbare Anzeigeelement als Parameter speichern kann.
Das Kodierelement ist bevorzugt auf dem veränderbaren Anzeigeelement
angebracht, besonders bevorzugt ist das Kodierelement Teil des veränderbaren
Anzeigeelements. Bevorzugt befindet sich das Anzeigeelement in oder
auf einem markierungsfreien Bereich des veränderbaren Anzeigeelements,
um die Ablesbarkeit nicht zu behindern.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung
(10) mindestens einen Antrieb für mindestens eine
Zeigereinheit, insbesondere einen Schrittmotor (90).
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Der
Antrieb für die Zeigereinheit ist bevorzugt ein Schrittmotor.
Der Zeigerantrieb kann in verschiedenen Bauformen auftreten, beispielsweise
als Drehspulanzeige, Dreheisenanzeige, Hitzedrahtanzeige, Piezomotor,
Piezoaktuator, Formgedächtnis-Metall, Bimetall oder Reduktanzschrittmotor
oder Permanentschrittmotor oder als Kombination der beiden Motoren
als Hybridschrittmotor. Bevorzugt ist eine 360°-Drehung
des Schrittmotors in 1440 Schritte eingeteilt, besonders bevorzugt
in 2880 Schritte eingeteilt. Bevorzugt ist der Zeigerantrieb auf
der Rückseite des Anzeigeelements angebracht, besonders
bevorzugt hinter dem veränderbaren Anzeigeelement angebracht,
am meisten bevorzugt an der Innenseite des Gehäuses befestigt.
Bevorzugt liegt die Antriebswelle des Schrittmotors im Mittelpunkt
der geometrischen Form des veränderbaren Anzeigeelements.
Bevorzugt ist der Zeigerantrieb mit einem Steuerelement verbunden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die
Vorrichtung (10) mindestens einen Zeiger (47).
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Der
Zeiger dient bevorzugt dazu, um in Kombination mit einem Anzeigeelement
bzw. einem veränderbaren Anzeigeelement einen Messwert
anzuzeigen. Dabei deutet die Spitze des Zeigers bevorzugt auf eine
Skaleneinteilung oder einen Messwertbereich oder eine Zahl. Der
Zeiger ist bevorzugt ein mechanischer Zeiger, besonders bevorzugt
ein elektronischer Zeiger, welcher vom veränderbaren Anzeigeelement
bzw. einem Anzeigeelement dargestellt wird. Im Falle eines mechanischen
Zeigers ist der Zeiger bevorzugt mit der Antriebswelle eines Schrittmotors
verbunden, im Falle eines elektronischen Zeigers wird dieser bevorzugt
von einem Display oder Leuchtelementen dargestellt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die
Vorrichtung (10) ein Steuerelement (70).
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Das
Steuerelement ist bevorzugt das Bindeglied zwischen Kodierelement
und der Antriebeinheit für den Zeiger. Das Steuerelement
nimmt bevorzugt die auf dem Kodierelement gespeicherte Information in
Form eines Parameters auf und modifiziert diese Information, um
eine für den Zeigerantrieb brauchbare Informationsstruktur
bereitzustellen. Das Steuerelement übernimmt also bevorzugt
zwei hintereinander geschaltete Aufgaben bzw. Schritte. Der erste Schritt
ist bevorzugt das Erkennen bzw. das Aufnehmen des Parameters. Der
zweite Schritt ist bevorzugt das Umwandeln der aufgenommenen Information. Bevorzugt
besteht das Steuerelement aus einer technischen Einheit, besonders
bevorzugt aus zwei technischen Einheiten, wobei jede Einheit einen
der vorher beschriebenen Schritte übernimmt.
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Dies
bedeutet, dass der Parameter (60) von dem Steuerelement
(70) bevorzugt auswertbar ist, bzw. der Zeigerantrieb (90)
von dem Steuerelement (70) parametrisierbar ist.
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Parametrisiert
bedeutet, dass der Zeigerantrieb, insbesondere der Schrittmotor
Information über das Anzeigeelement besitzt, welche er
bevorzugt mit eingehenden Messsignalen vergleicht. Das Bewegungsverhalten
des Zeigerantriebs bei bestimmten eingehenden Messsignalen, bedeutet
Parametrisierung des Zeigerantriebs. Eine solche Information wäre
beispielsweise:
gehe bei einer Erhöhung des Drucks
um 1 bar 5 Schritte und/oder wechsle nach 8 bar die Taktung auf 10
Schritte für einen Anstieg des Drucks um 1 bar, usw.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform enthält der
Parameter Informationen über Schaltpunkte und/oder Skalenspreizung
und/oder Zahlenwerte und/oder Kreiseinteilungen und/oder Einheiten und/oder
Segmentaufteilungen und/oder gemischte Anzeigen und/oder Farbbänder.
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Der
Parameter trägt bevorzugt Nutzinformation, die von einer
Art Informationsquelle, d. h. von dem Kodierelement, zu einer Art
Informationssenke, d. h. an das Steuerelement übertragen
wird. Bevorzugt wird der Parameter in Form einer physikalischen Größe
wie beispielsweise mechanische Reibung oder mechanischer Impuls
oder mechanischer Kraftstoß oder mechanisches Drehmoment
oder mechanischer Druck oder thermische Energie oder Wärmestrom
oder elektrische Stromstärke oder elektrische Ladung oder
elektrische Spannung oder magnetische Feldstärke oder optische
Lichtstärke oder optische Lichtmenge oder optische Beleuchtungsstärke oder
durch Kombination dieser physikalischen Größen
dargestellt bzw. übertragen.
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Durch
die Variation dieser physikalischen Größen in
beispielsweise Dauer oder Intensität können die
oben beschriebenen Informationen übertragen werden. Bevorzugt
enthält der Parameter Information über Schaltpunkte,
d. h. Information über die Grenzen der Sollwerte.
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Unter „Information über
Skalenspreizung” versteht man bevorzugt den Winkel, unter
welchem die Skaleneinteilung aufgespannt wird.
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Unter „Information über
Zahlenwerte” versteht man bevorzugt die Anzahl der gezeigten
Zahlen auf dem Anzeigeelement, besonders bevorzugt die Zahleneinteilung,
d. h. den Zahlenverlauf im Messbereich.
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Die „Information über
Einheiten” bedeutet bevorzugt in welcher Einheit oder in
welchen Einheiten das Anzeigeelement abzulesen ist.
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Wenn „Information über
Segmentaufteilungen” übertragen wird, dann versteht
man bevorzugt darunter die Winkel, welche ein oder mehrere Segmente
aufspannen.
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„Information über
gemischte Anzeigen” bedeutet, dass bevorzugt eine Kombination
aus verschiedenen oben genannten Parameterinformationen gewünscht
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das
Steuerelement (70) mindestens einen Sensor (71)
und/oder mindestens ein Lesegerät (72) und/oder
mindestens einen Empfänger (73).
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Wie
bereits erläutert umfasst das Steuerelement bevorzugt eine
aufnehmende und eine verarbeitende Einheit. Zu der Parameter aufnehmenden Einheit
zählen bevorzugt Sensoren oder Lesegeräte oder
Empfänger. Falls das Steuerelement einen Sensor umfasst,
ist dieser bevorzugt ein Messgrößenaufnehmer,
welcher bevorzugt Wärmestrahlung oder Temperatur oder Druck
oder Schall oder Helligkeit qualitativ oder quantitativ erfassen
kann und in weiterverarbeitbare Größen bevorzugt
elektrische Signale umwandelt. Bevorzugt ist der Sensor ein aktiver, besonders
bevorzugt ein passiver Sensor. Die etwaige verarbeitende Einheit,
welche bevorzugt zwischen Sensor und Schrittmotor angebracht ist,
wird bevorzugt als Signalaufbereitung, besonders bevorzugt als Verstärker,
am meisten bevorzugt als eine Kombination aus beiden verstanden.
Im Falle, dass das Steuerelement ein Lesegerät umfasst,
ist dieses bevorzugt ein Lesegerät (RFID-Reader) zum Auslesen
eines RFID-Transponders, besonders bevorzugt ein Lesegerät
zum Auslesen eines Barcodes. Umfasst das Steuerelement einen Empfänger,
so ist dieser bevorzugt ein Empfänger für Funksignale,
besonders bevorzugt elektromagnetische Wellen. Bevorzugt demoduliert
der Empänger die ursprüngliche Nachricht und gibt
diese in Form von einem elektrischen Signal weiter.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor
ein Photodetektor oder ein Potentiometer oder Drehgeber oder ein
Druckaufnehmer oder ein Kraftaufnehmer.
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Bevorzugt
ist es die Aufgabe des Photodetektors ein Lichtsignal in ein elektrisches
Signal umzuwandeln. Bevorzugt umfasst der Photodetektor Photozellen,
besonders bevorzugt CMOS-Sensoren oder CCD-Sensoren, am meisten
bevorzugt Photodioden, des weiteren bevorzugt Phototransistoren
oder Photowiderstände oder Photomultiplier. Der Drehgeber
erfasst bevorzugt die Lageänderung des veränderbaren
Anzeigeelements (linear oder rotierend), sowohl die Wegstrecke als
auch die Wegrichtung, und wandelt diese Information in einen elektrischen Impuls
um. Bevorzugt ist der Drehgeber ein rotierender optischer Geber.
Das etwaige Potentiometer ist bevorzugt ein Drahtpotentiometer,
besonders bevorzugt ein Wendelpotentiometer, am meisten bevorzugt ein
Sichtpotentiometer. Die etwaigen Druckaufnehmer oder Kraftaufnehmer
messen den veränderten Druck oder die veränderte
Kraft und wandeln diese bevorzugt in ein elektrisches Signal um.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Empfänger
(73) ein Empfänger für elektrische Felder
und/oder magnetische Felder und/oder physikalische Wellen.
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Der
Empfänger für elektrische Felder misst bevorzugt
die richtungsabhängige Größe der elektrischen
Feldstärke, welche bevorzugt das Kodierelement produziert,
wandelt diese Information bevorzugt in ein elektrisches Signal um,
welches nach Bedarf verstärkt werden kann. Der Empfänger
für magnetische Felder misst bevorzugt die Ausrichtung
und Stärke des magnetischen Feldes und wandelt diese Information
in bevorzugt ein elektrisches Signal um. Der Empfänger
für physikalische Wellen misst bevorzugt Schallwellen,
besonders bevorzugt elektromagnetische Wellen und wertet diese bevorzugt
nach Schwingungsdauer und Amplitude aus und wandelt diese Information
in bevorzugt ein elektrisches Signal um.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kodierelement
(50) ein komplementäres Element (51)
zum jeweiligen Sensor (71) oder Lesegerät (72)
oder Empfänger (73).
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Unter
einem komplementären Element versteht man bevorzugt ein
Element, welches spezifische physikalische Eigenschaften aufweist,
welche entweder von den genannten jeweiligen Sensoren oder Lesegeräten
oder Empfängern erkannt und/oder verwertet werden kann.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das
Kodierelement (50) einen Speicher und/oder einen Mikrochip
und/oder eine Lochmaske und/oder ein Schwärzungsmuster
und/oder einen Widerstand.
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Das
Kodierelement ist beispielsweise ein solches komplementäres
Element. Umfasst das Kodierelement einen Speicher, handelt es sich
bevorzugt um einen Festwertspeicher, besonders bevorzugt um einen
elektronischen Speicher. Bevorzugt ist der Speicher ein flüchtiger
Speicher wie beispielsweise DRAM oder SRAM, besonders bevorzugt
ein permanenter Speicher wie beispielsweise ein ROM oder PROM, am
meisten bevorzugt ein semipermanenter Speicher wie beispielsweise
ein EPROM oder EEPROM oder Flash-EEPROM oder FRAM oder MRAM oder
Phase Change RAM. Bevorzugt umfasst das Kodierelement einen Teil
einer Steckverbindung, besonders bevorzugt Pins, am meisten bevorzugt
Datenstecker wie beispielsweise RJ-45 oder TERA oder BNC oder N-Stecker
oder USB-Stecker oder Fire Wire Stecker oder Centronics Stecker
oder D-Sub-Stecker oder PS/2 oder HGMI-Stecker oder Stiftleisten.
Ist die veränderbare Anzeige bevorzugt austauschbar, so
wird bevorzugt beim Einschieben der veränderbaren Anzeige
in das Gehäuse eine der genannten Steckerverbindungen in
die jeweilige komplementäre Buchse eingeschoben. Die Buchse ist
bevorzugt Teil des Steuerelements. Die Information in Form eines
Parameters kann so von dem Kodierelement auf das Steuerelement übergehen.
Die Stecker sind bevorzugt am Rand des Anzeigeelements befestigt,
besonders bevorzugt auf der Rückseite des veränderbaren
Anzeigeelements befestigt. Die Rückseite des veränderbaren
Anzeigeelements ist bevorzugt die Seite, welche ins Innere des Gehäuses
zeigt.
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Des
Weiteren ist der Speicher bevorzugt ein Magnetstreifen. Dieser Magnetstreifen
befindet sich bevorzugt am Rand, besonders bevorzugt auf der Rückseite
des veränderbaren Anzeigeelements. Zum Einsatz kommt der
Magnetstreifen bevorzugt bei austauschbaren veränderbaren
Anzeigeelementen, wobei beim Einschieben des veränderbaren
Anzeigeelements in das Gehäuse der Magnetstreifen über
ein Lesegerät gezogen wird oder in dieses eingesteckt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das kompatible
Lesegerät zum Magnetstreifen außerhalb des Gehäuses
angebracht. Hier könnte der Magnetstreifen durch das Lesegerät
gezogen werden und so die Information vom Kodierelement auf das
Steuerelement übertragen werden, bevor das veränderbare
Anzeigeelement in das Gehäuse eingesetzt wird.
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Des
Weiteren umfasst das Kodierelement bevorzugt einen Mikrochip. Bevorzugt
ist der Mikrochip ein RFID-Transponder. Dieser RFID-Transponder
ist bevorzugt auf der Rückseite des veränderbaren
Anzeigeelements angebracht, besonders bevorzugt seitlich am veränderbaren
Anzeigeelement befestigt, am meisten bevorzugt auf der Vorderseite
des veränderbaren Anzeigeelements angebracht. Dadurch wird
eine berührungslose Identifizierung und Auslesung der Information
von dem RFID-Transponder erreicht. Der gespeicherte Parameter geht
somit auf das Lesegerät (Steuergerät) über.
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Des
Weiteren ist das Kodierelement bevorzugt eine Lochmaske. Bevorzugt
ist die Lochmaske im veränderbaren Anzeigeelement integriert,
besonders bevorzugt ist die Lochmaske am veränderbaren Anzeigeelement
angebracht. Ist die Lochmaske in das veränderbare Anzeigeelement
integriert, so ist bevorzugt ein Teil des veränderbaren
Anzeigeelements die Lochkarte, besonders bevorzugt ist das gesamte
veränderbare Anzeigeelement die Lochkarte. Bevorzugt sitzt
das Lochmuster dann auf einem markierungsfreien Teil des veränderbaren
Anzeigeelements. Zum Auslesen der Information, welche auf der Lochkarte
gespeichert ist, wird bevorzugt ein optisches Lesegerät
oder ein mechanisches Lesegerät oder ein Sensor wie beispielsweise
ein Photodetektor oder Druckaufnehmer oder Kraftaufnehmer verwendet.
Die Lochmaske umfasst bevorzugt ergänzend oder anstatt
Löchern Buchstaben oder Muster oder Linien. Bevorzugt sind
die Skaleneinteilungen und/oder die auf der veränderbaren
Anzeige aufgebrachten Ziffern das eigentliche Lochmuster der Lochkarte.
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Des
Weiteren ist das Kodierelement bevorzugt ein Schwärzungsmuster.
Das Schwärzungsmuster ist bevorzugt in das veränderbare
Anzeigeelement integriert. Bevorzugt ist der Teil des veränderbaren
Anzeigeelements, auf welchem das Schwärzungsmuster aufgetragen
wird, durchsichtig. Das Schwärzungsmuster umfasst bevorzugt
eine einheitliche Schwärzung von Graustufen unterschiedlicher Intensität,
besonders bevorzugt Teilbereiche, die grau oder schwarz gekennzeichnet
sind. Bevorzugt können durch die Teilbereichsschwärzung
unterschiedlichste Muster entstehen. Das Schwärzungsmuster
wird bevorzugt von einem optischen Sensor, welcher bevorzugt hinter
dem Bereich des Schwärzungsmusters liegt und bevorzugt
Teil des Steuerelements ist, erkannt und von diesem optischen Sensor bevorzugt
ausgelesen wird.
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Bevorzugt
umfasst das Kodierelement des Weiteren einen Widerstand. Dieser
Widerstand ist bevorzugt an der Seite oder auf der Rückseite
des veränderbaren Anzeigeelements angebracht. Wird das
veränderbare Anzeigeelement beispielsweise in das Gehäuse
eingeschoben, so wird der Widerstand durch das Einschieben bevorzugt
in einen Stromkreis eingebaut, wobei ein Widerstandsmesser die Höhe des
Widerstands feststellt und daraus eine Information zum Betreiben
der Antriebseinheit für den Zeiger bzw. des Schrittmotors
ableiten kann.
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Des
Weiteren umfasst das Kodierelement bevorzugt ein Potentiometer.
Das Potentiometer ist bevorzugt am veränderbaren Anzeigeelement
angebracht, besonders bevorzugt in der geometrischen Mitte des Anzeigeelements
angebracht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das veränderbare
Anzeigeelement (41) mindestens eine Skala (42)
auf.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das veränderbare
Anzeigeelement (41) Schaltpunkte und/oder Zahlenwerte und/oder
Kreiseinteilungen und/oder kundenspezifische Beschriftungen und/oder
Einheiten und/oder LEDs und/oder Setfunktionstasten und/oder eine
Displayfläche und/oder farbige Segmente und/oder durchsichtige Bereiche
auf.
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Die
aufgezählten Elemente lassen sich bevorzugt auf dem Anzeigeelement
verändern, besonders bevorzugt werden diese Elemente dadurch
verändert, dass das veränderbare Anzeigeelement, bzw.
die gesamte, dieses Anzeigeelement aufnehmende Einheit, ausgetauscht
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das veränderbare
Anzeigeelement (41) über einen Verstellmechanismus
(80) veränderbar.
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Der
Verstellmechanismus umfasst bevorzugt eine Elektronik, besonders
bevorzugt eine Mechanik, welche es bevorzugt ermöglicht,
Schaltpunkte oder Zahlenwerte oder die Skalenspreizung zu verändern. Dazu
sind bevorzugt am Gehäuseäußeren beispielsweise
Verstellschrauben oder Verstellringe oder Verstellhebel angebracht.
Bevorzugt wird durch diesen Verstellmechanismus ein Potentiometer
mit verstellt. Beispielsweise ist die Mechanik, welche die Schaltpunkte
auf dem veränderbaren Anzeigeelement anzeigt, mit einem
Potentiometer verbunden. Damit wird der Widerstand des Potentiometers
verändert, wenn die Schaltpunkte auf dem veränderbaren
Anzeigeelement verändert werden.
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Bevorzugt
kann der Vorstellmechanismus (80) zusätzlich mit
einem Taster versehen sein (Dreh-rast-Schalter), über den
eine zusätzliche Programmierung der Gesamteinheit erfolgen
kann. Ein Display innerhalb der Anzeige kann die Menüführung unterstützen.
Besonders bevorzugt sind dazu mindestens zwei Verstellmechanismen
(80) vorhanden, über die ein Menüdurchlauf
mit Verstellung der Parameter ermöglicht wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform umfasst das veränderbare
Anzeigeelement durchsichtige Bereiche. Hinter dem veränderbaren
Anzeigeelement ist bevorzugt eine Drehscheibe mit aufgetragenen Zahlenwerten
befestigt, welche einerseits über den Verstellmechanismus
gedreht werden kann, andererseits mit dem Potentiometer verbunden
ist. Durch die durchsichtigen Bereiche sind bevorzugt Zahlenwerte zu
erkennen. Durch eine Drehung der Drehscheibe verändern
sich die sichtbaren Zahlenwerte und wie beim vorherigen Beispiel ändert
sich damit auch der Widerstand am Potentiometer.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das veränderbare
Anzeigeelement (41) ein aufklebbares Anzeigeelement (43).
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Das
aufklebbare Anzeigeelement ist bevorzugt eine Folie, besonders bevorzugt
eine Kunststofffolie. Bevorzugt ist diese Folie eine Adhäsionsfolie aus
bevorzugt PVC, besonders bevorzugt aus PE, welche bevorzugt ohne
Klebstoff auf der Frontscheibe der Vorrichtung befestigt werden
kann. Bevorzugt können auf dieser Folie alle Elemente wie
Schaltpunkte oder Zahlenwerte oder Skaleneinteilungen usw. aufgebracht
sein. Bevorzugt umfasst das aufklebbare Anzeigeelement eine Ausrichtungsmarkierung,
welche beim Aufkleben auf die Frontscheibe zur Ausrichtung behilflich
ist. Bevorzugt kann das aufklebbare Anzeigeelement jedes bereits
genannte Kodierelement enthalten, besonders bevorzugt ist ein Schwärzungsmuster
auf der Folie aufgebracht, am meisten bevorzugt ein RFID-Transponder
in die Folie eingearbeitet. Die Erkennung der Folie bzw. das Auslesen
des gespeicherten Parameters auf dem Kodierelement kann auch hier
wie bei den bereits beschriebenen Beispielen erfolgen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das veränderbare
Anzeigeelement (41) ein einschiebbares Anzeigeelement (44).
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Ein
einschiebbares Anzeigeelement ist ein Anzeigeelement, welches bevorzugt
aus dem Gehäuse entfernt, bzw. wieder in das Gehäuse
eingebracht werden kann. Hierzu ist bevorzugt ein Einschubfach nötig.
Das Einschubfach hat bevorzugt die Aufgabe, ein einschiebbares Anzeigeelement
in das Gehäuse einzubringen, besonders bevorzugt das eingeschobene
Anzeigeelement zu arretieren, bzw. zu fixieren, am meisten bevorzugt
die Aufgabe, das einschiebbare Anzeigeelement aufzunehmen. Das Einschubfach
befindet sich bevorzugt zwischen Zeigerantrieb und Zeiger, besonders
bevorzugt zwischen Zeiger und Frontscheibe, am meisten bevorzugt
vor der Frontscheibe.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das veränderbare
Anzeigeelement (41) ein in das Gehäuse (20)
fest integriertes Anzeigeelement (45).
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Ein
fest integriertes veränderbares Anzeigeelement hat den
Vorteil, dass die Dichtheit des Gehäuses einfacher gewährleistet
werden kann.
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In
einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung mittels eines
Verfahrens zur Anzeige eines Messwerts gelöst, wobei ein
Zeiger (47) mit einem vorbestimmten Ausschlagverhalten
und ein Anzeigeelement (40) bereitgestellt wird, wobei
das Anzeigeelement (40) verändert wird und das
Ausschlagverhalten des Zeigers (47) automatisch parametrisiert
wird.
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Die
Anzeige eines Messwerts erfolgt über eine Kombination von
Zeiger und Anzeigeelement. Dabei verfährt die Zeigerspitze
bevorzugt in einer Kreisbewegung über das Anzeigeelement,
besonders bevorzugt linear über das Anzeigeelement. Durch
das Zeigen der Zeigerspitze auf bestimmte Markierungen, welche auf
dem Anzeigeelement aufgebracht sind, können ein oder mehrere
Messwerte abgelesen werden. Dabei verfährt der Zeiger bevorzugt
angetrieben von einem Schrittmotor über das Anzeigeelement.
Der Schrittmotor ist bevorzugt ein drehender Schrittmotor, besonders
bevorzugt ein Linearschrittmotor.
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Das
Verändern des Anzeigeelements besteht bevorzugt im Verändern
von Markierungen eines Anzeigeelements. Dabei wird bevorzugt das
Anzeigeelement an sich modifiziert, besonders bevorzugt getauscht.
Das Anzeigenelement kann auch Teil einer Einheit sein, die mit Sichtscheibe
und einem vorderen Gehäuseteil eine Einheit bildet, die
als Modul vorliegt und vor Auslieferung an den Kunden in der Endmontage
zusammengesetzt wird, entsprechend dem Kundenwunsch. Diese Einheit
muss beim Kunden nicht mehr verstellbar sein. Eine Modifikation des
Anzeigeelements erfolgt bevorzugt über ein mechanisches
Verstellen von Ziffern oder Markierungen auf dem Anzeigeelement,
besonders bevorzugt durch das Verändern des elektronischen
Erscheinungsbildes des Anzeigeelements.
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Wird
das Anzeigeelement verändert, so hat dies ein automatisches
Parametrisieren des Ausschlagverhaltens des Zeigers zur Folge. Das
automatische Parametrisieren des Ausschlagverhaltens des Zeigers
wird dadurch beeinflusst, dass bevorzugt ein auf einem Kodierelement
gespeicherter Parameter (das Anzeigeelement umfasst bevorzugt dieses Kodierelement)
auf ein Steuerelement übertragen wird, welches den Parameter
der in Form einer physikalischen Größe vorliegt,
erkennt, diesen aufnimmt, u. U. modifiziert und/oder verstärkt
und dieses Signal an den Schrittmotor weitergibt. Der Schrittmotor
erhält somit Information über seinen Bewegungsablauf bei
eintreffenden Messsignalen der Vorrichtung. Durch diese Parametrisierung
des Schrittmotors wird gleichzeitig das lineare oder rotative Ausschlagverhalten
des Zeigers parametrisiert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Verfahren
bereitgestellt, wobei das Verändern des Anzeigeelements
(41) das Verändern von Skalenspreizung und/oder
von Zahlenwerten und/oder von Schaltpunkten und/oder von Kreiseinteilungen
und/oder von Einheiten und oder von kundenspezifischen Beschriftungen
und/oder von Displayflächen und/oder farbigen Segmenten
und/oder das Einschieben von Anzeigeelementen (41) oder das
Aufkleben von Anzeigeelementen (41) umfasst.
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Die
Veränderung der genannten Merkmale auf dem Anzeigeelement
nimmt bevorzugt Einfluss auf die gespeicherte Information auf dem
Kodierelement, besonders bevorzugt ist die Information des Kodierelements
fix auf ein bestimmtes veränderbares Anzeigeelement abgestimmt.
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Wird
beispielsweise die Skalenspreizung verändert, wird bevorzugt
der Abstand der Skaleneinteilungsstriche zueinander verändert,
besonders bevorzugt der Winkel, den die Skaleneinteilung aufspannt,
verändert. Die Veränderung der Skalenspreizung
findet bevorzugt über eine mechanische Stellschraube, besonders
bevorzugt über eine mechanisch/elektronische Stell-Tast-Schraube,
am meisten bevorzugt elektronisch über einen Touch-Screen statt.
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Das
Verändern von Schaltpunkten bedeutet, dass die gesetzten
Schaltpunkte einen geringeren oder größeren Zahlenbereich
als vorher abdecken, besonders bevorzugt mehr oder weniger Einteilungsstriche
zwischen einander aufweisen. Die Schaltpunktveränderung
oder Einstellung erfolgt bevorzugt wie die der Skalenspreizung.
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Bei
einer Zahlenwertveränderung werden bevorzugt die vorhandenen
Zahlenwerte verändert, besonders bevorzugt wird die Anzahl
der Zahlenwerte verringert, am meisten bevorzugt kommen Zahlenwerte
hinzu. Des Weiteren können Zahlenwerte verändert
werden, indem nicht nur ganze Zahlen sondern bevorzugt auch Zahlenwerte
mit Kommastellen dargestellt werden. Die Zahlenwerte werden bevorzugt
auf einer Drehscheibe hinter dem Anzeigeelement verdreht, besonders
bevorzugt werden neue Zahlenwerte mit Hilfe einer Folie auf die
Frontscheibe aufgeklebt, am meisten bevorzugt werden neue Zahlenwerte
mit einem neuen veränderbaren Anzeigeelement eingeschoben,
des Weiteren bevorzugt werden Zahlenwerte elektronisch auf ihrer
bisherigen Position verändert, was bevorzugt möglich
ist, wenn der Zahlenwert auf einem Bildschirm dargestellt wird.
-
Das Ändern
von Einheiten geschieht bevorzugt in Kombination mit der Änderung
von Zahlenwerten, besonders bevorzugt werden die Einheiten verändert,
ohne dass die Position der Zahlenwerte verändert wird.
Wird also beispielsweise bei gleich bleibender Skaleneinteilung
und gleich bleibenden Zahlenwerten die Einheit von bar auf PSI verändert, indem
beispielsweise das Anzeigeelement ausgetauscht wird, so wird über
das neu eingebrachte Anzeigeelement mit integriertem Kodierelement
diese Information an die Zeigerbewegung weitergeben. Beispielsweise
wird bei einem gemessenen Druckanstieg von 1 bar auf der Skala mit
PSI-Einteilung der 14,5-fache Weg zurückgelegt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beschreibt das
Ausschlagverhalten des Zeigers (47) über eine
vom Zeiger (47) zurückgelegte Wegstrecke eine
oder mehrere mathematische Funktionen oder beliebig angeordnete
Zahlenwerte.
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Wie
bereits erwähnt, wird das Ausschlagverhalten des Zeigers
von der Bewegung des Schrittmotors bestimmt bzw. dieser von einem
Parameter parametrisiert. Dabei wird die zurückgelegte
Wegstrecke bevorzugt von der Y-Achse der Funktion beschrieben, besonders
bevorzugt die dargestellten Zahlenwerte von der X-Achse der Funktion.
Bevorzugt beschreiben verschiedenen Funktionen abschnittsweise das
Ausschlagverhalten des Zeigers.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens
eine mathematische Funktion linear und/oder logarithmisch und/oder
exponentiell oder bevorzugt symbolisch, d. h. keiner mathematischen
Funktion folgend.
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Lineares
Ausschlagverhalten bedeutet, dass der Zeiger bei einem Wechsel von
einem ganzen Zahlenwert auf den nächsten ganzen Zahlenwert eine
gewisse Strecke zurücklegt, welche sich dann wiederholt,
wenn der darauf folgende ganze Zahlenwert angezeigt wird. D. h.
ein Schritt von einem zum nächsten Zahlenwert liefert immer
die gleiche zurückgelegte Wegstrecke. Bevorzugt wird bei
der Anzeige von Druckmesswerten das Ausschlagverhalten des Zeigers
von zwei linearen Funktionen beschrieben. Bevorzugt liegt im normalen
Messbereich eine größere Steigung der Funktion
an als beispielsweise im Überdruckbereich. Im Überdruckbereich
ist die Steigung der Funktion bevorzugt flacher, damit größere
Zahlenwertsprünge von einem Skalierungsstrich zum nächsten
realisiert werden können. Des Weiteren bevorzugt ist die
Funktion, welche das Ausschlagverhalten des Zeigers definiert, logarithmisch. D.
h. dass mit zunehmenden Zahlenwerten die zurückgelegte
Wegstrecke von einem zum nächsten Zahlenwert abnimmt. Entgegengesetzt
verhält sich die zurückgelegte Wegstrecke, wenn
das Ausschlagverhalten von einer exponentiellen Funktion beschrieben
wird.
-
In
der Figurenbeschreibung werden weitere bevorzugte Ausführungsformen
dargestellt. Die Figuren zeigen:
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1 ein
Monometer mit einschiebbarem Anzeigeelement
-
2 ein
Manometer mit aufklebbarem Anzeigeelement
-
3 ein
Manometer mit einschiebbarem Anzeigeelement
-
4 ein
Manometer mit integriertem Anzeigeelement
-
5 ein
Manometer mit integriertem Anzeigeelement
-
6 ein
Manometer mit einschiebbarem Anzeigeelement
-
1 zeigt
ein Manometer 10 mit einem aus Frontansicht runden Stahlgehäuse 20,
welches eine runde Öffnung besitzt, die durch eine Frontscheibe 30 mit
dem Gehäuse 20 einen geschlossenen Körper bildet.
Die radiale Seitenfläche des Gehäuses 20 besitzt
ein Einschubfach 31, in welches ein veränderbares
Anzeigeelement 41, in diesem Fall ein einschiebbares Anzeigeelement 44 eingeschoben
werden kann. Das einschiebbare Anzeigeelement ist eine weiße
Kunststoffscheibe, auf welcher Skaleneinteilungen und Zahlenwerte
von 10–300 in hPa aufgetragen sind. Des Weiteren umfasst
das einschiebbare Anzeigeelement 44 bei Frontansicht am
linken unteren Rand ein Kodierelement 50, auf dem ein Parameter 60 abgelegt
ist. Das Kodierelement 50 besteht aus einem Speicher in
Kombination mit einer Stiftleiste. Des Weiteren umfasst das runde
einschiebbare Anzeigeelement 44 eine Nut 93, welche
vom unteren Rand bis zur Kreismitte reicht, um beim Einschieben in
das Gehäuse 20 bzw. in das Einschubfach 31 die Antriebswelle 91 des
Schrittmotors 90 aufnehmen zu können. Das Einschubfach 31 bzw.
der Einschubschlitz für das einschiebbare Anzeigeelement 44 befindet
sich räumlich gesehen im Gehäuse zwischen dem
Zeiger 47 und dem Schrittmotor 90. Am linken unteren
Rand des Gehäuseinnenraums, d. h. auf der radialen Innenwand
des Gehäuses 20 auf Höhe des Einschubfachs 31 befindet
sich das komplementäre Element 51, welches als
Steuerelement 70 bezeichnet wird. Das Steuerelement 70 umfasst
eine Buchse kompatibel mit der Stiftleiste des Kodierelements 50, eine
Rechnereinheit und eine Signalverstärkungseinheit, welche
mit dem Zeigerantrieb bzw. Schrittmotor 90 verbunden ist.
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Um
das einschiebbare Anzeigeelement 44 in das Gehäuse
einzubringen, wird das Einschubfach 31 geöffnet.
Das einschiebbare Anzeigeelement 44 wird mit senkrecht
nach unten gerichteter Fräsnut 93 in das Einschubfach 31 eingeschoben.
Die Skala 42 des einschiebbaren Anzeigeelements zeigt in
Richtung Frontscheibe 30 der Vorrichtung 10 und
ist damit aus Frontalansicht durch die Frontscheibe 30 sichtbar.
Im eingeschobenen Zustand des einschiebbaren Anzeigeelements 44 rastet
das Kodierelement mit seiner Stiftleiste in die Buchse des Steuerelements 70 ein.
Der auf dem Speicher des Kodierelements 50 gespeicherte
Parameter 60 enthält Information über die
Skala 42, die Zahlenwerte an den Skaleneinteilungen, über
die Position der Zahlenwerte und über die Skaleneinteilungen,
sowie über die Einheit hPa, in welcher die Zahlenwerte
angegeben sind. Des Weiteren enthält der Parameter Information über
die zwei linearen Funktionen, welche die Zahlenwerteinteilungen
auf dem einschiebbaren Anzeigeelement einmal von 10–100
und von 100–300 beschreiben. Das Kodierelement 50 ist
nun über einen elektrischen Kontakt mit dem komplementären
Element 51 und damit mit dem Steuerelement 70 verbunden.
Die Rechnereinheit des Steuerelements 70 liest nun den auf
dem Speicher des Kodierelements 50 gespeicherten Parameter 60 aus,
wandelt diesen in ein für den Zeigerantrieb bzw. Schrittmotor 90 brauchbares elektrisches
Signal um. Der Schrittmotor 90 ist damit auf das einschiebbare
Anzeigeelement 44 parametrisiert. Wird nun ein elektrisches
Signal, welches von dem Drucksensor der Vorrichtung 10 stammt,
an den Schrittmotor 90 weitergegeben, so steuert dieser
das Ausschlagverhalten des Zeigers 47 nach Vorgabe des
einschiebbaren Anzeigeelements, bzw. dessen übergebenen
Parameter. Der Zeiger zeigt nun ein lineares und kontinuierliches
Ausschlagverhalten von Wert 10–100. D. h. die zurückgelegte
Wegstrecke bei einem Anstieg um 10 hPa bleibt in diesem Bereich identisch.
Nach dem Überschreiten der Marke 100 ist die Wegstrecke
bei einem Druckanstieg von 10 hPa nur noch 1/10 der bisher zurückgelegten
Wegstrecke. Die lineare Funktion, welche die Wegstrecke von 100–300
hPa beschreibt, hat folglich eine wesentlich geringere Steigung.
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2 zeigt
ein Manometer 10, welches aus einem Edelstahlgehäuse 20 besteht,
welches aus Frontansicht rund ist und einen Durchmesser von 14 cm
aufweist, wobei die radiale Außenfläche bzw. die Tiefe
3 cm beträgt. Aus Frontalansicht blickt man in die Hauptöffnung
des Manometers, welche von einer Frontscheibe 30 verschlossen
ist. Die aus Plexiglas bestehende Frontscheibe 30 bildet
mit dem Gehäuse 20 zusammen einen dichten, geschlossenen
Körper. Im Inneren des Körpers befindet sich ein
Zeigerantrieb bzw. Schrittmotor 90 mit einer Antriebswelle 91, an
welcher ein Zeiger 47 befestigt ist. Zwischen Zeiger 47 und
Zeigerantrieb bzw. Schrittmotor 90 ist eine Kontrastscheibe 46 eingebracht,
welche bei Frontalansicht ein Loch in der Kreismitte aufweist, um
die Antriebswelle 91 des Zeigerantriebs bzw. Schrittmotors 90 aufzunehmen
und des Weiteren den Blick auf den Schrittmotor 90 versperrt.
Auf der Kontrastscheibe 46 befinden sich zwei optische
Sensoren 71, welche Teil der Steuereinheit 70 sind.
Des Weiteren verfügt die Kontrastscheibe 46 über
drei Markierungen 92, welche untereinander einen Winkel
von ca. 120° einschließen. Diese Markierungen
sind aus Frontalansicht deutlich sichtbar. Das aufklebbare Anzeigeelement 43 ist
eine kreisförmige, durchsichtige, aufklebbare Adhäsionsfolie,
welche eine Skaleneinteilung mit Zahlenwerten von 10–230
PSI umfasst, des Weiteren drei Markierungen aufweist und im unteren rechten
Bereich ein Schwärzungsmuster aufweist, welches das Kodierelement 50 darstellt.
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Zum
Wechsel des wechselbaren Anzeigeelements bzw. der Folie wird die
Folie von der Frontscheibe 30 abgezogen bzw. aufgeklebt.
Das Aufkleben erfolgt durch Adhäsion, was ein Verunreinigen der
Frontscheibe 30 beim Ablösen der Folie verhindert.
Das aufklebbare Anzeigeelement 43 wird so auf der Frontscheibe 30 aufgebracht,
dass die drei Markierungen 92 auf der Folie mit den drei
Markierungen 92 auf der Kontrastscheibe 46 übereinstimmen.
Dabei sind zwei Markierungen 92, d. h. jeweils auf dem aufklebbaren
Anzeigeelement und eine auf der Kontrastscheibe 46, etwas
größer, so dass kein fehlerhaftes Aufkleben möglich
ist. Das Schwärzungsmuster der Folie überdeckt
nun den rechten der beiden Sensoren 71. Der linke optische
Sensor 71 misst die Belichtungsstärke der Umgebung,
wobei der rechte Sensor 71 durch das Schwärzungsmuster
des Kodierelements 50 eine weniger starke Belichtungsstärke
wahrnimmt. Diese beiden Signale werden an das Steuerelement 70 weitergegeben.
Durch die Schwärzungsintensität des Kodierelements 50 wird
ein Parameter 60 kodiert, welcher Information über
Skaleneinteilung, Einheit, Zahlenwerte enthält. Der rechte Lichtsensor 71 misst
die Lichtdurchlässigkeit in %, wozu der Abgleich mit dem
linken Sensor 71, welcher die wahre Umgebungslichtstärke
misst, nötig ist. So kann bei wechselnden Lichtverhältnissen
das Ablesen der kodierten Information bzw. des Parameters unverfälscht
geschehen. Die abgeglichene Information der beiden Lichtsensoren
oder Optiksensoren 71 wird verarbeitet und in ein für
den Schrittmotor 90 brauchbares elektrisches Signal umgewandelt. Durch
dieses elektrische Signal wird der Schrittmotor 90 parametrisiert,
woraus das Ausschlagverhalten des Zeigers 47 bei eingehendem
Messsignal berechnet wird.
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3 zeigt
ein Manometer mit fast identischem Aufbau wie das Manometer, welches
in 1 beschrieben wurde. Das Manometer 10 besteht
aus einem Gehäuse 20 mit einer Frontscheibe 30,
einem Schrittmotor 90, einem Zeiger 47 und einem
Einschubfach 31. Unterschied zu 1 ist, dass
das Manometer 10 in Frontansicht auf der inneren hinteren
Seite des Einschubfachs 31 ein komplementäres Element 51 aufweist,
welches ein mechanischer Lochkartenleser ist. Das einschiebbare
Anzeigeelement 44 weist eine Nut 93 auf sowie
eine Skala 43 mit zugehörigen Zahlenwerten. Im
unteren rechten Bereich neben der Nut 93 befindet sich
das Kodierelement 50, welches eine Lochkartenstruktur aufweist. Diese
Lochkartenstruktur beschreibt die Parameterinformation, welche vom
Kodierelement auf das komplementäre Element übergeben
werden soll. Im eingeschobenen Zustand des einschiebbaren Anzeigeelements 44 im
Gehäuse 20 bzw. im Einschubfach 31, liegt
das Lochkartenmuster des Kodierelements 50 über
dem mechanischen Abtaster des komplementären Elements 51.
Durch den Lochkartenleser wird die Information aus dem Lochkartenmuster
ausgelesen, d. h. der Parameter übergeben und in ein für den
Schrittmotor 90 verständliches elektrisches Signal
umgewandelt. Dadurch wird der Schrittmotor 90 parametrisiert.
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4 zeigt
ein Manometer 10 mit den üblichen Merkmalen bzw.
Bauelementen Gehäuse 20, Frontscheibe 30,
Zeigerantrieb bzw. Schrittmotor 90, Zeiger 47,
des Weiteren aber ein integriertes Anzeigeelement 45. Das
integrierte Anzeigeelement 45 ist eine runde Kunststoffscheibe,
welche im Gehäuse 20 parallel zur Frontscheibe 30 zwischen
Zeiger 47 und Schrittmotor 90 eingebaut ist. Diese
Scheibe weist eine vorbestimmte Skalierung auf, wobei an den längeren
Skalierungsstrichen viereckige Löcher in das fest integrierte
Anzeigeelement eingelassen sind. In Frontalansicht direkt hinter
dem integrierten Anzeigeelement befindet sich eine Drehscheibe,
welche als Drehmittelpunkt die Antriebsachse 91 des Schrittmotors 90 hat.
Die Drehscheibe 48 weist in den Randbereichen Zahlenwerte
auf, welche je nach Rotationsstellung durch die Zahlenwertkästchen 49 zu
sehen sind. Die Drehscheibe 48 wird über eine
Mechanik gedreht, welche von außerhalb des Gehäuses 20 über
einen Verstellmechanismus 80 betätigt wird. Das
Anzeigeelement 45 weist des Weiteren ein Kodierelement 50,
d. h. ein Potentiometer, auf. Das Potentiometer ist mit seinem beweglichen
Teil mit der Drehscheibe 48 verbunden und mit dem starren
Teil mit dem integrierten Anzeigeelement 45. Dahinter sitzt
das komplementäre Element 51, in diesem Fall ein
Ohmmeter, welches Teil des Steuerelements 70 ist. Besonders
bevorzugt wird der Verstellmechanismus (80) mit einem Taster
versehen, über dessen Betätigung noch zusätzlich
eine elektronische Programmierung mit Hilfe eines hier nicht angezeigten Displays
stattfinden kann. Der Verstellmechanismus kann indirekt über
die verstellte Anzeigeneinheit die für die Steuerung wichtige
Information auf das Kodierelement übertragen oder bevorzugt
auf ein direkt mit ihm verbundenes Poti oder einen ähnlichen
Mechanismus, wodurch die Einstellung für die Elektronik transparent
wird.
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Dreht
man nun das Rad des Verstellmechanismus 80, so greift die
Mechanik auf die Drehscheibe und verschiebt diese gegen das fest
integrierte Anzeigeelement 45. Dadurch verschwinden die
Zahlen aus den Zahlenwertkästchen 49 und neue
Zahlenwerte werden bei weiterem Drehen in den Kästchen 49 gezeigt.
Zeigte das Anzeigeelement vorher Zahlenwerte von 10–80,
so zeigt es beispielsweise nach einigen Umdrehungen einen Bereich
von 10–1000. Die eben gezeigte Zahlenwertinformation wird
durch einen bestimmten Widerstandswert, welcher durch Drehung des
Verstellmechanismus eingestellt wird, wiedergegeben. Das Ohmmeter
des komplementären Elements 51 bzw. des Steuerelements 70 greift
den Widerstandswert am Potentiometer ständig ab. Durch
ein Verstellen des Widerstandswerts am Potentiometer durch das Drehen
der Drehscheibe 48 wird dem Steuerelement 70 mitgeteilt, dass
eine Zahlenwertveränderung in den Zahlenwertkästchen 49 vorgenommen
wurde. Der abgegriffene Widerstandswert steht also für
eine bestimmte Zahlenwertstruktur, welche auf dem integrierten Anzeigeelement 45 abgelesen
werden kann. Der gemessene Widerstandswert wird vom Steuerelement 70 in
ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann dem Schrittmotor 90 zugeführt
wird und diesen parametrisiert. Das Ausschlagverhalten des Zeigers 47 wird
also von der Stellung des Potentiometers und dadurch von der Stellung
der Drehscheibe 48 und dadurch von den widergespiegelten
Zahlenwerten beeinflusst.
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5 zeigt
ein Manometer 10 mit den üblichen Merkmalen bzw.
Bauelementen Gehäuse 20, Frontscheibe 30,
Schrittmotor 90, Zeiger 47, des Weiteren aber
ein integriertes Anzeigeelement 45. Das integrierte Anzeigeelement 45 ist
eine runde Kunststoffscheibe. Diese Scheibe weist eine vorbestimmte
Skalierung und Skalenwerte auf. Zwei Schaltpunktpfeile 49 Stellen
die Schaltpunkte dar. Diese sind mit einer Mechanik verbunden, welche von
außerhalb des Gehäuses 20 über
einen Verstellmechanismus 80 betätigt wird. Der
Verstellmechanismus kann in Zweipositionen herausgezogen werden. In
Stellung 0 greift 80 nicht in die Mechanik ein. Stellung 1 bewegt
den rechten Pfeil 49.2. Stellung 2 den linken
Pfeil 49.1. Das Anzeigeelement 45 weist des Weiteren
ein Kodierelement 50, d. h. ein Potentiometer, auf. Das
Potentiometer ist mit den Pfeilen 49 verbunden. Dahinter
sitzt das komplementäre Element 51, in diesem
Fall ein Ohmmeter, welches Teil des Steuerelements 70 ist.
-
Dreht
man nun das Rad des Verstellmechanismus 80 in Stellung 1,
so greift die Mechanik auf den rechten Pfeil und verschiebt diesen
auf einer Kreisbahn. Das Selbe gilt für Stellung 2 und
den linken Pfeil. Die Pfeile arbeiten gleichzeitig hinter dem Anzeigeelement 45 als
ein Potentiometer, welches in Form eines Schiebestellers bogenförmig
in das Gehäuse 20 eingelegt ist. Verstellt man
die Schaltpunkte, also damit die Pfeile, verstellt man auch den
Widerstand des Potentiomenters. Das Ohmmeter des komplementären
Elements 51 bzw. des Steuerelements 70 greift
den Widerstandswert am Potentiometer ständig ab. Durch
ein Verstellen des Widerstandswerts am Potentiometer durch das Drehen
am Verstellmechanismus wird dem Steuerelement 70 mitgeteilt,
dass eine Stellwertveränderung vorgenommen wurde. Der abgegriffene
Widerstandswert steht also für bestimmte Schaltpunkte.
Der gemessene Widerstandswert wird vom Steuerelement 70 in
ein elektrisches Signal umgewandelt, welches dann dem Schrittmotor 90 zugeführt
wird und diesen parametrisiert. Die Schaltpunkt-Pfeile (49.1/49.2)
können auch Bestandteil von Ringen oder Scheiben vor oder
hinter der Ziffernscheibe sein. Das Verdrehen derselben über
Verstellmechanismus (80) kann direkt oder indirekt über
Potentiometer an die Steuerung/Elektronik übertragen werden.
-
Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante können
die Schaltpunktpfeile auch als Clipse am Umgang des Gehäuses
aussen angebracht werden. Das Verschieben derselben wird elektronisch
etc. durch das Glas hindurch abgetastet und der jeweilige Wert an
die Elektronik übertragen.
-
6 zeigt
ein Manometer aus der Seitenansicht, welches die bereits beschriebenen
Bauteile Gehäuse 20, Frontscheibe 30,
Schrittmotor 90, Schrittmotorantriebswelle 91 und
Zeiger 47 enthält. Des Weiteren beinhaltet die
Vorrichtung 10 eine Kontrastscheibe 46, welche
ein Loch in ihrer geometrischen Mitte aufweist, durch welches die
Antriebswelle 91 des Schrittmotors 90 aufgenommen
wird. Der Schrittmotor 90 ist auf der Rückseite
der Kontrastscheibe 46 befestigt. Im Gehäuseinneren
befindet sich des Weiteren ein RFID-Reader 72. Vor der Frontscheibe 30 sitzt
das Einschubfach 31, welches ein einschiebbares Anzeigeelement 44 aufnehmen kann.
Das einschiebbare Anzeigeelement 44 umfasst ein Kodierelement 50,
welches ein RFID-Transponder ist. Das einschiebbare Anzeigeelement 44 wird
von vorne in das Einschubfach 31 eingebracht. Markierungen
auf dem einschiebbaren Anzeigeelement 44 sichern das korrekte
Einbringen. Vorteil dieser Konstruktion ist, dass beim Austauschen
des Anzeigeelements nicht in den Innenraum des Gehäuses eingegriffen
werden muss, da das Anzeigeelement 44 vor der Frontscheibe 30 eingebracht
wird. Der RFID-Transponder des Kodierelements 50 beinhaltet dieselbe
Information wie in den vorher genannten vier Figuren. Ausgelesen
wird der Parameter dadurch, dass der RFID-Reader ein elektromagnetisches
Hochfrequenzfeld erzeugt. Dadurch werden die im Transponder gespeicherten
Parameterdaten übertragen und zusätzlich der Transponder
mit Energie versorgt. Die ausgelesene Information wird in Form eines
elektrischen Signals an den Schrittmotor 90 übertragen
und parametrisiert diesen dadurch.
-
- 10
- Vorrichtung
- 20
- Gehäuse
- 30
- Frontscheibe
- 31
- Einschubfach
- 40
- Anzeigeelement
- 41
- Veränderbares
Anzeigeelement
- 42
- Skala
- 43
- Aufklebbares
Anzeigeelement
- 44
- Einschiebbares
Anzeigeelement
- 45
- Integriertes
Anzeigeelement
- 46
- Kontrastscheibe
- 47
- Zeiger
- 48
- Drehscheibe
- 49
- Schaltpunktpfeile
- 50
- Kodierelement
- 51
- Komplementäres
Element
- 60
- Parameter
- 70
- Steuerelement
- 71
- Sensor
- 72
- RFID-Reader
- 80
- Verstellmechanismus
- 90
- Schrittmotor
- 91
- Antriebswelle
des Schrittmotors
- 92
- Nut
zur Aufnahme von 91
- 93
- Markierung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3633770
A1 [0002]
- - DE 10246874 A1 [0003]
- - DE 7901355 U [0004]