DE102009015781A1 - Messvorrichtung mit Zeigerrückstellung - Google Patents

Messvorrichtung mit Zeigerrückstellung Download PDF

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DE102009015781A1
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DE200910015781
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Lorenz Halbinger
Guido Knoll
Joachim Krieger
Robert Rimmele
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IFM Electronic GmbH
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    • G01D7/00Indicating measured values

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Abstract

Vorrichtung (10) zur Anzeige von Messwerten (20), umfassend einen Zeiger (30) und eine Rückstellfeder (40) für den Zeiger (45), wobei die Vorrichtung (10) eine Federraste (50) für die Rückstellfeder (40) umfasst und der Zeiger (30) von der Rückstellfeder (40) entkoppelbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messwertanzeige mit Zeigerrückstellung.
  • Bei Messwertanzeigen ist es wünschenswert, dass ein Zeiger bei einer Funktionsstörung nicht auf der Anzeige sichtbar bleibt, sondern beispielsweise in eine Zeigergarage verfahren wird.
  • Die Patentschrift DE 197 282 94 B4 beschreibt ein elektrisches, analog arbeitendes Anzeigeinstrument mit Zeigerrückstellung, wobei der Messwertanzeiger bei Ausfall einer externen Betriebsspannung mittels der in dem Energiespeicher gespeicherten Energie auf eine vorbestimmte Rückstellposition zurückgestellt wird.
  • Die EP 133 3 572 B1 beschreibt ein elektrisches Analoganzeigeinstrument, wobei die eine Steuereinrichtung enthaltende Schaltung einen elektrischen Energiespeicher aufweist, dessen Energiegehalt bei Ausfall der Betriebspannung zum Betrieb der Steuereinrichtung und des Schrittmotors dient, so dass das Anzeigeinstrument den Zeiger ausschließlich mit elektronischen Mitteln zurückstellt.
  • Die DE 431 00 60 C2 beschreibt ein elektrisches Analoganzeigeinstrument mit einer Steuereinrichtung, wobei die in der Steuereinrichtung enthaltene Schaltung einen elektrischen Energiespeicher aufweist, dessen Energieinhalt bei Ausfall der Betriebsspannung zum Betrieb der Steuereinrichtung und des Schrittmotors dient, so dass das Anzeigeinstrument den Zeiger ausschließlich mit elektronischen Mitteln zurückstellt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zeigerrückstellung für Messwertanzeigeinstrumente bereitzustellen, welche eine konstruktionsbedingt einfache und günstige Zeigerrückstellung ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung (10) zur Anzeige von Messwerten (20) bereitgestellt, welche einen Zeiger (30) und eine Rückstellfeder (40) für den Zeiger (45) umfasst. Die Vorrichtung (10) umfasst eine Federraste (50) für die Rückstellfeder (40). Der Zeiger (30) ist von der Rückstellfeder (40) entkoppelbar.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anzeige von Messwerten dient dazu, dass bevorzugt bei einer Funktionsstörung, besonders bevorzugt bei mehreren Funktionsstörungen eine Zeigerrückstellung durchgeführt wird, bzw. durchführbar ist. Dabei können die Funktionsstörungen bevorzugt einzelnd, besonders bevorzugt synchron, am meisten bevorzugt in zeitlicher Abfolge hintereinander auftreten. Treten Funktionsstörungen in zeitlicher Abfolge hintereinander auf, so reagiert die Zeigerrückstellung bevorzugt bereits bei der ersten Funktionsstörung.
  • 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 dieser Messwerte angezeigt. Bevorzugt werden diese Messwerte gleichzeitig auf einem Anzeigeelement angezeigt, besonders bevorzugt hintereinander in zeitliche Abfolge auf einem Anzeigeelement angezeigt, am meisten bevorzugt wird eine Kombination dieser Messwerte auf der Anzeige der Vorrichtung 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. Bevorzugt handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Manometer. Zusätzlich zu den Messwerten werden bevorzugt Schaltpunkte und/oder Warnsignale angezeigt.
  • Der Zeiger dient bevorzugt dazu, in Kombination mit einem Anzeigeelement, beispielsweise einem Ziffernblatt oder einem Ziffernblatt mit Skala Messwerte anzuzeigen. Dabei deutet die Spitze des Zeigers bevorzugt auf eine Skaleneinteilung oder einen Messwertbereich oder eine Zahl. Der Zeiger ist bevorzugt ein mechanischer Zeiger. Andere Zeigerarten sind denkbar. Im Falle eines mechanischen Zeigers ist der Zeiger bevorzugt mit der Antriebswelle eines Schrittmotors verbunden.
  • Die Antriebswelle des Zeigers (bzw. des Schrittmotors) ragt bevorzugt aus dem Zentrum beziehungsweise Mittelpunkt des (runden) Ziffernblattes. Die Antriebswelle ist bevorzugt der Ursprung des Zeigers (Zeigerursprung). Die Antriebswelle des Zeigers kann aber auch auf einer beliebigen Position auf dem Ziffernblatt angeordnet sein. Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung einen Zeiger, besonders bevorzugt mehr als einen Zeiger, am meisten bevorzugt zwei oder drei oder vier oder fünf Zeiger. Die Zeiger sind bevorzugt auf einer Achse, am meisten bevorzugt auf verschiedenen Achsen angeordnet.
  • Bewegt sich ein Zeiger angetrieben durch die Antriebswelle, so spannt dieser bevorzugt eine Rotationsebene parallel zum Ziffernblatt auf. Bevorzugt liegen die Rotationsebenen einzelner Zeiger in einer Ebene, bevorzugt in verschiedenen Ebenen parallel zueinander. Beispielsweise weisen die Zeiger bei Draufsicht auf das Ziffernblatt denselben Zeigerursprung auf, verfahren aber in verschiedenen Rotationsebenen. In diesem Fall haben die übereinander liegenden Zeiger den gleichen Drehpunkt.
  • Als Rückstellfeder für einen oder mehrere Zeiger wird jede Mechanik oder Elektronik bezeichnet, welche den Zeiger im Falle einer Betriebsstörung in eine Parkposition bewegt. Die Rückstellfeder ist bevorzugt als linear arbeitende Feder, besonders bevorzugt als rotatorisch arbeitende Feder ausgestaltet. Bevorzugt ist die Rückstellfeder als Tellerfeder oder als Spiralfeder oder als Schenkelfeder oder als Druckfeder oder als Kegelfeder oder als Schraubenzugfeder oder als Schraubenfeder ausgestaltet. Die Rückstellfeder dient als Speicher für potentielle Energie zum Aufbringen einer bestimmten Kraft auf den Zeiger, bzw. zum Erzeugen eines Drehmoments um die Antriebswelle des Zeigers. Dabei erzeugt die Rückstellfeder eine gewünschte Rückstellkraft, welche bevorzugt so groß ist, dass der oder die Zeiger bei einer oder mehreren Funktionsstörungen in die Parkposition bewegt werden können. Bevorzugt greift die Rückstellfeder an einem Zeiger, besonders bevorzugt an mehreren Zeigern an. Bevorzugt greifen mehrere Rückstellfedern an einem oder mehreren Zeigern an. Bevorzugt greift die Rückstellfeder in nur einer Rotationsebene eines Zeigers an, besonders bevorzugt greift die Rückstellfeder über mehrere Rotationsebenen hinweg, einen oder mehrere Zeiger an. Bevorzugt greift die Rückstellfeder an dem Zeiger selber an, besonders bevorzugt greift die Rückstellfeder an der Antriebswelle des Zeigers an, am meisten bevorzugt greift die Rückstellfeder, bzw. der Rückstellmechanismus am Schrittmotor der Vorrichtung an, bzw. in dessen Elektronik ein.
  • Die Federcharakteristik der Rückstellfeder ist derart, dass die Federkonstante D bei drehenden Federn in Newtonmeter pro Winkelgrad und bei Linearfedern in Newton pro Meter angegeben wird.
  • Bei Drehfedern hat die Rückstellfeder die folgende Charakteristik: bevorzugt 0,1 Nμm/DEG bis 1000 Nμm/DEG, besonders bevorzugt 0,5 Nμm/DEG bis 100 Nμm/DEG, am meisten bevorzugt 1 Nμm/DEG bis 10 Nμm/DEG.
  • Bei Linearfedern ist die Charakteristik der Rückstellfeder bevorzugt 0,05 N/m bis 600 N/m, besonders bevorzugt von 0,1 N/m bis 60 N/m, am meisten bevorzugt von 0,2 N/m bis 6 N/m.
  • Des Weiteren sind auch ein Gummizugsystem, beziehungsweise Gummizüge oder E-Motoren beziehungsweise ein E-Motor als Rückstellmechanismus (beziehungsweise Rückstellfeder) möglich.
  • Die Parkposition des Zeigers ist bevorzugt die Position, die von dem Zeiger im Störungsfall angefahren wird, bzw. in die der Zeiger von der Rückstellfeder gebracht wird. Besonders bevorzugt ist die Parkposition eine Position, welche von dem Betrachter der Messvorrichtung nicht sichtbar ist. Die Parkposition des Zeigers oder der Zeiger befindet sich bevorzugt hinter einem Sichtschutz, bzw. in einer Zeigergarage. Befindet sich der Zeiger in der Parkposition, so wird dies durch ein Warnsignal optischer oder akustischer Art dem Betrachter der Vorrichtung mitgeteilt, bzw. zu erkennen gegeben.
  • Die Vorrichtung umfasst für die Rückstellfeder eine Federraste. Die Federraste ist eine Mechanik oder Elektronik oder Magnetanordnung, welche die Rückstellfeder in einer Rastposition hält. Die Rastposition ist die Position der Rückstellfeder, die sie in einem gespannten Zustand einnimmt. In dieser gespannten Position weist die Rückstellfeder eine Kraft auf, welche so groß ist, dass sämtliche Zeiger der Messvorrichtung in ihre jeweilige Parkposition bewegt werden können. Die Federraste ist bevorzugt für den Betrachter der Messwertvorrichtung nicht sichtbar, bzw. befindet sich bevorzugt hinter einem Sichtschutz. Die Federraste ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie die Rückstellfeder im Falle einer Funktionsstörung oder mehrerer Funktionsstörungen freigibt. Die Freigabe erfolgt automatisch, besonders bevorzugt von einer Steuerung vorgegeben.
  • Als Funktionsstörung wird jegliche Störung definiert, welche die wahrheitsgemäße Anzeige von Messwerten beeinträchtigt. Eine Funktionsstörung ist bevorzugt ein Stromausfall, ein Anzeigefehler, ein Schrittmotorproblem, eine fehlerhafte Steuerung, ein Druck außerhalb des Messwertbereichs, eine Druckschwankung, usw.
  • Der Zeiger ist von der Rückstellfeder entkoppelbar. Bevorzugt weist der Zeiger keinen ständigen Kontakt mit der Rückstellfeder auf. Das heißt, dass der Schrittmotor des Zeigers nicht ständig gegen die Kraft der Rückstellfeder arbeiten muss. Bevorzugt führt der Zeiger vor Beginn einer Anzeige eines Messwertes eine Referenzfahrt durch. Während dieser Referenzfahrt wird die Rückstellfeder bevorzugt von dem Zeiger gespannt. Bevorzugt wird die Rückstellfeder auch von einer anderen Mechanik gespannt. Ist die Rückstellfeder gespannt, befindet sich diese in der Rastposition, das heißt wird von der Federraste gehalten. Bevorzugt ist die Rückstellfeder ab dem Zeitpunkt des Einrastens in die Federraste von dem Zeiger entkoppelt, besonders bevorzugt ist die Rückstellfeder schon während der Referenzfahrt von dem Zeiger entkoppelt. Der Zeiger bewegt sich bevorzugt unabhängig von der Rückstellfeder. Unter entkoppelbar versteht man bevorzugt des Weiteren, dass die Rückstellfeder von sämtlichen Antriebselementen des Zeigers entkoppelt ist, d. h. bspw. keine Wirkung auf Motor oder Antriebswelle ausübt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Federraste (50) einen Gegenhalter (53) und/oder einen Stift (54) und/oder einen Abstreifer (55).
  • Stift, Gegenhalter und Abstreifer sind bevorzugt Elemente der Federraste.
  • Der Stift hat bevorzugt die Aufgabe die Rückstellfeder nicht passieren zu lassen, besonders bevorzugt nur in eine Richtung nicht passieren zu lassen, am meisten bevorzugt eine Bewegungsrichtung der Rückstellfeder zu blockieren. Bevorzugt weist der Stift eine Blockierposition und eine Durchlassposition auf. Blockierposition (aktiviert) und Durchlassposition (nicht aktiviert) sind bevorzugt Zustände der Federraste.
  • Bevorzugt fährt der Stift vor die Rückstellfeder, wenn diese durch den Zeiger bei der Referenzfahrt in die Rastposition gebracht wurde. Das heißt der Stift fährt von der Durchlass position in die Blockierposition. Des Weiteren bevorzugt befindet sich der Stift bereits in der Blockierposition wenn die Rückstellfeder in der Referenzfahrt durch den Zeiger in die Rastposition gebracht wird.
  • Bevorzugt umfasst die Rückstellfeder einen Haken, welcher gegen die Arbeitsrichtung der Rückstellfeder ausgerichtet ist. Folglich ist es möglich, dass die Rückstellfeder an dem sich in Blockierposition befindlichen Stift durch den Zeiger vorbeigedrückt werden kann und dann an dem Stift mit dem Haken einrastet.
  • Der Stift ist bevorzugt ein Element oder eine Sperre oder eine Barriere. Der Stift hat die Aufgabe die Rückstellfeder in der Rastposition zu halten. Bevorzugt rastet der Widerhaken der Rückstellfeder an dem Stift ein, wenn sich dieser in Blockierposition befindet. Als Rastposition der Rückstellfeder wird bevorzugt die Position der Rückstellfeder definiert, in welcher der Haken der Rückstellfeder an dem Stift, welcher sich in Blockierposition befindet, eingerastet ist.
  • Der Stift weist bevorzugt eine glatte Oberfläche auf, besonders bevorzugt eine raue Oberfläche auf, am meisten bevorzugt eine Kerbe oder Ausnehmung auf. Die glatte Oberfläche ermöglicht ein leichtes Abstreifen der Zeigeraufnahme der Rückstellfeder. Die raue Oberfläche des Stifts ermöglicht einen sicheren Halt der Zeigeraufnahme, auch wenn der Stift zwischen Blockier- und Durchlassposition steht. Die Kerbe sichert die Position der Zeigeraufnahme selbst bei Erschütterungen der Vorrichtung.
  • Bevorzugt wirkt der Stift mit einem Abstreifer zusammen. Der Abstreifer hat die Aufgabe die Rückstellfeder von dem Stift abzustreifen. Dabei bewegt sich bevorzugt der Stift aus der Blockierposition in die Durchlassposition. Durch die Federkraft, welche die Rückstellfeder auf den Stift in Blockierposition ausübt, kommt es bevorzugt zwischen Stift und Rückstellfeder zu erhöhter Haftreibung. Bewegt sich der Stift bevorzugt senkrecht zur Bewegungsrichtung der Rückstellfe der, kann es passieren, dass die Rückstellfeder an dem Stift haften bleibt und sich in die Bewegungsrichtung des Stiftes bewegt. Fährt der Stift in dieser Situation an dem Abstreifer vorbei, so wird die Haftreibung zwischen Rückstellfeder und Stift überwunden und die Rückstellfeder von dem Stift durch den Abstreifer abgestriffen. Im Durchlasszustand des Stiftes bilden Stift und das Ende des Abstreifers eine Ebene. Stift und Abstreifer bilden in Durchlassposition des Stiftes keine Angriffsfläche für die Rückstellfeder. Die Rückstellfeder, bzw. die Zeigeraufnahme der Rückstellfeder kann folglich nach dem Abstreifen an dem Abstreifer ihre gewünschte Bewegungsrichtung (linear oder rotatorisch) aufnehmen und an dem Zeiger angreifen.
  • Der Abstreifer ist bevorzugt eine Platte durch welche der Stift bevorzugt senkrecht frei beweglich hindurchragt. Der Abstreifer ist bevorzugt eine Platte mit einem Loch, wobei das Loch bevorzugt einen wenig größeren Durchmesser hat als der Stift. Das Loch im Abstreifer hat bevorzugt dieselbe Form wie der Querschnitt des Stiftes. Das Loch des Abstreifers ist bevorzugt so ausgestaltet, dass der Stift möglichst passgenau aber möglichst reibungsarm hindurch gleiten kann.
  • Der Gegenhalter ist das Gegenstück zum Abstreifer. Der Gegenhalter wird von dem Stift in der Blockierposition berührt oder durch diesen bevorzugt aufgenommen. Der Gegenhalter umfasst bevorzugt ein Loch oder ein Sackloch oder eine weitere Ausnehmung, in welche der Stift bevorzugt einfahren kann. In Blockierposition des Stiftes bilden Gegenhalter, Stift und Abstreifer eine für die Rückstellfeder, bzw. die Zeigeraufnahme unpassierbare Einheit in Bewegungsrichtung. Als Bewegungsrichtung wird die Richtung der Rückstellfeder angesehen, welche gegensätzlich zur Spannrichtung verläuft.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Rückstellfeder (40) eine Zeigeraufnahme (41), wobei die Zeigeraufnahme (41) durch den Stift (54) der Federraste (50) blockiert wird oder an dem Zeiger (30) anliegt.
  • Die Zeigeraufnahme ist bevorzugt ein Element der Rückstellfeder. Die Zeigeraufnahme ist bevorzugt das Endstück der Rückstellfeder. Die Zeigeraufnahme ist bevorzugt der Teil der Rückstellfeder, der während des Zeigerrückstellprozesses an dem Zeiger angreift. Bevorzugt ist die Zeigeraufnahme am Ende einer aufgewickelten Rückstellfeder angebracht. Am meisten bevorzugt ist die Zeigeraufnahme so ausgestaltet, dass das Ende des Federdrahtes zu einem Haken gebogen ist. Die Zeigeraufnahme ist folglich bevorzugt als Haken ausgestaltet. Bevorzugt ist die Zeigeraufnahme in Spannrichtung der Rückstellfeder flexibel. Die Zeigeraufnahme bleibt bevorzugt dann an der Federraste hängen, wenn der Zeiger während der Referenzfahrt die Rastposition der Rückstellfeder erreicht hat. Bevorzugt wird die Federraste erst in die Blockierposition gefahren, wenn der Zeiger bei der Referenzfahrt die Rückstellfeder auf die Rastposition gebracht hat. Bevorzugt umfasst der Stift ein Scharnier, mit dem der Stift beim Anfahren des Zeigers, beziehungsweise der Zeigeraufnahme, durch die Zeigeraufnahme abgeknickt wird und sich erst dann wieder begradigt, wenn die Zeigeraufnahme den Stift passiert hat. Bevorzugt richtet eine Feder im Scharnier den Stift wieder auf und behält somit die Blockierposition des Stiftes bei. Bevorzugt umfasst die Zeigeraufnahme ein Scharnier.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gibt die Federraste (50) die Rückstellfeder (40) bei Funktionsstörungen der Vorrichtung (10) frei.
  • Bevorzugt liegt in der Vorrichtung eine Steuerung vor, welche eine Funktionsstörung oder mehrere Funktionsstörungen detektieren kann und dann die Federraste deaktiviert, also bspw. den Stift in Durchlassposition bringt. Eine Steuerung ist bei aktiven sowie bei passiven Federrasten möglich. Bei aktiven Federrasten soll beispielsweise die Stromversorgung eines Elektromagneten auch dann gekappt werden, wenn kein Stromausfall aber eine andere Funktionsstörung vorliegt. Diese Aufgabe könnte beispielsweise eine Steuerung übernehmen. Auch bei passiven Federrasten ist eine Steuerung denk bar. Bevorzugt analysiert die Steuerung Funktionsstörungen und aktiviert dann entweder über die noch zur Verfügung stehende Energie den Rückholantrieb beziehungsweise deaktiviert die Federraste oder nimmt die Energie zur Deaktivierung der Federraste von einem möglichen Energiespeicher.
  • Bevorzugt triggert die Funktionsstörung die Freigabe der Zeigerrückstellfeder. Besonders bevorzugt löst die Funktionsstörung die Bewegung des Stiftes der Federraste aus.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform spannt der Zeiger (30) durch seine Bewegung eine Rotationsebene (31) auf, in der sich auch die Zeigeraufnahme (41) der Rückstellfeder (40) bewegt.
  • Wie bereits erwähnt, spannt der Zeiger oder spannen die Zeiger eine Rotationsebene oder mehrere Rotationsebenen auf, welche bevorzugt parallel zum Anzeigeelement der Anzeigevorrichtung stehen. Die Zeigeraufnahme ist bevorzugt so ausgestaltet, dass sie eine Normale zu der Rotationsebene oder zu den Rotationsebenen des Zeigers oder der Zeiger bildet. Ist die Zeigeraufnahme beispielsweise als Hakenende einer aufgewickelten Spiralfeder ausgestaltet, so ragt der Haken bevorzugt aus der Ebene der Spiralfeder heraus. Dadurch, dass sich die Zeigeraufnahme in der Rotationsebene eines Zeiger befindet, kann der Zeiger die Zeigeraufnahme bei der Referenzfahrt führen, beziehungsweise andersherum, die Zeigeraufnahme den Zeiger bei einer Funktionsstörung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Rastposition (60) und eine Parkposition (70) für den Zeiger (30) und/oder die Rückstellfeder (40) auf.
  • Rast- und Parkposition sind bevorzugt Positionen, welche sich nicht sichtbar hinter der Zeigergarage befinden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Federraste (50) eine aktive Federraste (51), womit die Rückstell feder (40) unter Energieaufwand in der Rastposition (60) gehalten wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die aktive Federraste (51) einen Halteantrieb (80) für den Stift (54) und eine Rückholfeder (90) für den Stift (54) oder nur einen Rückholantrieb (81) für den Stift (54).
  • Bei einer aktiven Federraste wird der Stift bevorzugt in seiner Blockierposition unter Energieaufwand gehalten. Bevorzugt wird der Stift durch einen Halteantrieb in seiner Blockierposition gehalten. Der Halteantrieb ist bevorzugt ein Magnet oder Piezo.
  • Der Halteantrieb ist bevorzugt seitlich neben dem Stift angeordnet. Des Weiteren bevorzugt weist der Halteantrieb, beziehungsweise der Magnet eine mittige Bohrung auf, in welcher der Stift beweglich gelagert ist. Der Halteantrieb wird bevorzugt mit Elektrizität gespeist, um seine Haltekraft auszuüben. Bevorzugt ist der Stift aus magnetischem Material und der Halteantrieb nur unter Spannung magnetisch. Unter Spannung hält der Magnet (beziehungsweise Elektromagnet) den Stift in einer vorgegebenen Position, bevorzugt in der Parkposition. An dem Stift ist bevorzugt ein Rückholantrieb befestigt. Der Rückholantrieb ist bevorzugt eine Feder. Ist der Rückholantrieb eine Feder, so ist diese in der Blockierposition des Stiftes bevorzugt vorgespannt. In der Durchlassposition des Stiftes ist die Feder (Rückholantrieb) entspannt. Im Falle einer Funktionsstörung gibt der Halteantrieb den Stift frei.
  • Der Rückholantrieb ist bei einer aktiven Federraste bevorzugt dafür zuständig, dass die Federraste aktiv bleibt, das heißt die Rückholfeder in einer gespannten Position verbleibt. Bei einer aktiven Federraste ist der Rückholantrieb im Normalbetrieb bevorzugt aktiviert und hält die Position der Federraste stabil, beziehungsweise den Stift in Blockierposition. Hierfür ist bevorzugt Stell- oder Halteenergie nötig.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Federraste (50) eine passive Federraste (52), wobei die Rückstellfeder (40) ohne Energieaufwand in der Rastposition (60) gehalten wird.
  • In dieser Ausführungsform wird der Stift ohne Energieaufwand in der Blockierposition gehalten. Bevorzugt entfällt in dieser Ausführungsform der Halteantrieb. Bei einer passiven Federraste ist der Rückholantrieb im Normalbetrieb bevorzugt nicht aktiviert, wobei die Federraste in der Blockierposition gehalten wird. Bei beispielsweise einem Stromausfall wird der Rückholantrieb bevorzugt mit einer im Gerät gespeicherten Energie kurzfristig aktiviert, wodurch die Federraste deaktiviert werden kann und die Rückstellfeder freigegeben wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die passive Federraste (52) einen Drehantrieb (82) und einen Spindelkasten (91).
  • In dieser Ausführungsform ist der Rückholantrieb bevorzugt ein Drehmotor, das heißt ein E-Motor oder Schrittmotor. Des Weiteren ist der Stift bevorzugt mit einem Gewinde ausgestaltet. Das Gewinde befindet sich bevorzugt hinter dem Abstreifer, am meisten bevorzugt nicht zwischen Gegenhalter und Abstreifer im Blockierzustand des Stifts. Bevorzugt umgibt den Stift ein Spindelkasten, welcher bevorzugt mit dem Drehantrieb verbunden ist. Wird in diesem Fall eine Funktionsstörung detektiert, wird der Drehantrieb aktiviert und damit der Spindelkasten. Der Spindelkasten umfasst eine Bohrung mit einem innen laufenden Gewinde. Die Steigung des innen laufenden Gewindes ist mit der Steigung des Gewindes des Stifts identisch.
  • Um eine lineare Bewegung des Stifts zu erreichen, kann bevorzugt der Stift gedreht und der Spindelkasten gesichert werden. Wird der Spindelkasten gedreht, muss bevorzugt der Stift gedreht werden. Bleibt der Stift in eine Verdrehrichtung gesichert, so müsste der Spindelkasten sich drehen. Ein Antrieb des Stifts, beziehungsweise des Spindelkastens kann bevorzugt durch einen Drehmagneten oder E-Motor erfolgen. Die Wegstrecke, welche der Stift zwischen Gegenhalter und Abstreifer zurücklegt, liegt bevorzugt zwischen 1 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt zwischen 2 mm und 4 mm, am meisten bevorzugt bei 3 mm. Des Weiteren wird die Wegstrecke zwischen Gegenhalter und Abstreifer von dem Stift zurückgelegt, indem bevorzugt maximal eine Umdrehung vom Spindelkasten oder Stift absolviert wird, besonders bevorzugt eine halbe Umdrehung, am meisten bevorzugt eine viertel Umdrehung. Über die Steigung des Gewindes kann die gewünschte Wegstrecke bei gleichzeitig maximal einer Umdrehung eingestellt werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bewegt die Rückholfeder (90) oder der Rückholantrieb (81) oder der Drehantrieb (82) in Kombination mit dem Spindelkasten (91) die Stütze des Stiftes (54) mindestens über die Strecke (s) vom Gegenhalter (53) bis zum Abstreifer (55).
  • Bevorzugt wird für die Ausführungsform „passive Federraste” ein Energiespeicher benötigt. Dieser Energiespeicher speichert Energie für den Störungsfall. Wird eine Funktionsstörung detektiert, so reicht die gespeicherte Energie bevorzugt für die Anzahl der Umdrehungen des Schrittmotors aus, mit welcher das Gewinde und damit der Stift über eine Strecke S bewegt werden kann. Bevorzugt wird die Spitze des Stiftes über die Strecke S bewegt, welche vom Gegenhalter bis zum Abstreifer definiert ist. Der Energiespeicher dient bevorzugt dem Betrieb des Rückholantriebs, beziehungsweise von Elektromotoren oder Aktoren. Dieser Energiespeicher ist bevorzugt als Tantalkondensator oder Elektrolydkondensator oder Akku oder Batterie oder Brennstoffzelle ausgestaltet. Ein solcher Energiespeicher stellt bevorzugt Energie für die folgenden Rückholantriebe bereit: Elektromagnete, Piezoantriebe, Antriebe aus Formgedächtnismetallen. Durch den Energiespeicher ist bevorzugt ein zuverlässiges Rückstellen des Zeigers auch bei Stromausfall gewährleistet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird durch eine Referenzfahrt des Zeigers (30) die Rückstellfeder (40) gespannt und in die Federraste (50) eingerastet. Die Zeigeraufnahme ist bevorzugt so flexibel, dass diese sich beim Vorbeifahren an dem Stift der Federraste zusammendrückt (beziehungsweise verbiegt) und dann einhakt, wenn die Zeigeraufnahme den Stift passiert hat.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung (10) einen Schrittmotor (100) und ein Anzeigeelement (110) auf, wobei die Rückstellfeder (40) zwischen Schrittmotor (100) und Anzeigeelement (110) angeordnet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Rückstellfeder (40) eine Schenkelfeder oder eine Spiralfeder.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schrittmotor (100) eine Antriebswelle (120), wobei die Rückstellfeder koaxial um die Antriebswelle (120) des Schrittmotors (100) herum angeordnet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt die Rückstellfeder (40) eine Federkennlinie, wobei das Moment der Rückstellfeder (40) zu jeder Zeit größer ist als das stromlose Haftmoment des Schrittmotors (100), aber das maximale Drehmoment des Schrittmotors (100) größer ist als maximale Moment der Rückstellfeder (40).
  • Die Rückstellfeder besitzt eine Federkennlinie, die bevorzugt linear verläuft. Das heißt die Kraft der Feder steigt mit dem Spannweg linear an. Bevorzugt hat die Rückstellfeder in der Parkposition das Drehmoment von 1 Nm, besonders bevorzugt in der Rastposition 1,2 Nm Drehmoment. Das Moment der Rückstellfeder muss zu jeder Zeit größer als das stromlose Haftmoment des Schrittmotors, da beispielsweise bei einem Stromausfall der Schrittmotor in seiner zum Zeitpunkt des Stromausfalls bestehenden Position verweilt. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Stromausfall während der Referenzfahrt, das heißt während dem Spannen der Feder eintritt. „Zu jeder Zeit größer” bedeutet, dass das Drehmoment der Rückstellfeder selbst größer als das stromlose Haftmoment des Schrittmotors ist, wenn sich der Zeiger erst wenige Grad über der Parkposition bei Stromausfall befindet. In einer solchen Situation ist die Feder noch nicht auf ihre volle Kraft vorgespannt. Da die Feder jedoch schon eine Vorspannung besitzt wenn der Zeiger in der Parkposition verweilt, ist die Rückstellung zu jedem Zeitpunkt gewährleistet. Denkbar ist auch, dass eine Steuerung bei Stromausfall Energie aus einem Energiespeicher bezieht und den Schrittmotor, beziehungsweise den Zeiger in Richtung Parkposition bewegt, um das stromlose Haftmoment zu verringern. Dadurch wäre das Haftmoment bereits überwunden, wenn die Energie aus dem Speicher verbraucht ist. Die Rückholfeder übernimmt nach dem Wegfall der gespeicherten Energie. Der Rückholfeder wirkt nun nur noch die Reibungskraft des Schrittmotors entgegen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung (10) eine Zeigergarage (130) auf, welche die Rastposition (60) und/oder die Parkposition (70) für den Zeiger (30) und/oder die Rückstellfeder (40) verdeckt.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird des Weiteren durch den unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den unabhängigen Verfahrensansprüchen wieder.
  • In einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zur Zeigerrückstellung einer Vorrichtung (10) umfassend die folgenden Verfahrensschritte gelöst. In einem ersten Schritt wird die Rückstellfeder (40) durch eine Referenzfahrt eines Zeiger (30) von einer Parkposition (70) in Richtung einer Rastposition (60) gespannt. In einem weiteren Schritt rastet die Rückstellfeder (40) in eine Federraste (50) auf der Rastposition (60). In einem weiteren Verfahrenschritt wird die Rückstellfeder (40) bei einer Funktionsstörung freigegeben. In einem weiteren Verfahrenschritt erfolgt die Zeigerrückstellung des Zeigers (30) durch die Rückstellfeder (40) auf die Parkposition (70).
  • Bevorzugt umfasst die Vorrichtung einen Ausschalter, zum aktivieren, beziehungsweise deaktivieren der Vorrichtung. Besonders bevorzugt wird die Vorrichtung durch das Anflanschen an einen Messkörper aktiviert. Bei Aktivierung der Vorrichtung befindet sich der Zeiger bevorzugt in einer Parkposition. Die Parkposition ist sozusagen die Ausgangsposition oder die Grundposition, in welcher der Zeiger bevorzugt bei Deaktivierung der Vorrichtung verweilt. Die Parkposition des Zeigers ist bevorzugt für den Betrachter der Vorrichtung eine nicht sichtbare Position.
  • Nicht zu verwechseln mit der Parkposition ist die Null-Position, welche die Betriebsbereitschaft des Geräts signalisiert. Die Null-Position ist die Position, in welcher der Zeiger auf die Null des Ziffernblatts, beziehungsweise der Skaleneinteilung des Anzeigeelements zeigt. Ausgehend von der Nullposition wird bei Aktivierung der Vorrichtung eine Referenzfahrt durchgeführt. Bevorzugt steht der Zeiger vor der Referenzfahrt am Skalenanfang, anstatt auf dem Nullpunkt.
  • Mit der Referenzfahrt wird bevorzugt der Schrittmotor auf die Skala, beziehungsweise das Ziffernblatt, beziehungsweise das Anzeigeelement geeicht. Bei der Referenzfahrt bewegt sich der Zeiger bevorzugt von der Parkposition auf die Rastposition und wieder zurück auf die Parkposition. Besonders bevorzugt bewegt sich der Zeiger von der Parkposition auf die Rastposition und dann direkt auf die Null-Position. Während der Referenzfahrt nimmt der Zeiger die Rückstellfeder bevorzugt mit und bringt diese in die Rastposition. Dabei rastet die Rückstellfeder in die Federraste ein, besonders bevorzugt rastet die Zeigeraufnahme an dem Stift der aktiven oder passiven Federraste ein.
  • Bei einer Funktionsstörung wird die Rückstellfeder durch die Federraste freigegeben. Funktionsstörungen können beispiels weise Übertemperatur oder Unterspannung oder Überspannung oder Detektion von Driften im Gerät sein. Des Weiteren ist es möglich, dass ein Vergleich der beiden unabhängigen Ausgangsgrößen eines redundant aufgebauten Messumformers stattfindet und die Federraste deaktiviert, beziehungsweise die Rückstellfeder freigegeben wird, wenn der Unterschied zwischen beiden unabhängigen Ausgangsgrößen zu groß ist.
  • Des Weiteren ist es denkbar, dass die Vorrichtung im Normalbetrieb durch einen Mikrocontroller (Steuerung) gesteuert wird. Dessen fehlerfreier Betrieb wird beispielsweise durch eine unabhängige Hardwareschaltung überwacht. Diese Hardwareschaltung löst bevorzugt das Rückfahren des Zeigers unabhängig vom Mikrokontroller aus, wenn ein fehlerhafter Betrieb des Mikrokontrollers festgestellt wurde.
  • Wird die Rückstellfeder freigegeben, so fährt diese bevorzugt die Rotationsebene des Zeigers ab. Im Falle einer Spiralfeder (als Rückstellfeder) wird der Bereich des Zeigers im Anzeigebetrieb abgefahren. Während des Rücklaufs der Rückstellfeder berührt die Zeigeraufnahme (der Rückstellfeder) zu einem bestimmten Zeitpunkt den Zeiger. Bevorzugt arbeitet das Drehmoment, beziehungsweise die Federkraft der Rückstellfeder nun gegen das Haftmoment Schrittmotors an, da der Zeiger bei einer Funktionsstörung bevorzugt in einer Position verharrt. Es erfolgt die Zeigerrückstellung des Zeigers durch die Rückstellfeder auf die Parkposition. Bevorzugt umfasst die Parkposition einen Kontakt, welcher beim Auftreffen des Zeigers ein Alarmsignal, beziehungsweise eine Alarmleuchte auslöst.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Zeiger (30) während des Anzeigebertriebes ohne Funktionsstörung von der Rückstellfeder (40) entkoppelt.
  • Während des normalen Anzeigebetriebes wurde die Referenzfahrt bereits durchgeführt und die Rückstellfeder in die Federraste eingerastet. Der Zeiger zeigt nun Messwerte an, indem er über das Anzeigeelement verfährt. Während des norma len Anzeigebetriebes ist der Zeiger von der Rückstellfeder entkoppelt, das heißt er muss nicht ständig gegen das Drehmoment der Rückstellfeder arbeiten. Ein stromsparender Betrieb ist dadurch sichergestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Funktionsstörung einen Stromausfall oder eine Zeigerfehlstellung oder eine Anzeigeanomalie.
  • In der Figurenbeschreibung werden weitere bevorzugte Ausführungsformen dargestellt.
  • Die Figuren zeigen:
  • 1a, 1b Eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Manometers in Frontal- und Seitenansicht.
  • 2 Eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Federraste.
  • 3 Eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Federraste.
  • 4 Eine schematische Ansicht von verschiedenen Bauteilen einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Anzeige von Messwerten 20 in Frontalansicht (1a) und Seitenansicht (1b).
  • 1a zeigt eine Vorrichtung 10 zur Anzeige von Messwerten 20 mit Blickrichtung auf das Anzeigeelement 110. Des Weiteren ist ein Zeiger 30 über eine Antriebswelle 120 mit einem Schrittmotor 100 verbunden. Die Rückstellfeder 40 umfasst eine Zeigeraufnahme 41 und ist als Spiralfeder ausgestaltet, welche um die Antriebswelle 120 des Schrittmotors 100 aufgewickelt ist. Die Federraste 50 ist als Elektromag net ausgebildet, um die Zeigeraufnahme 41 durch Magnetkraft an sich zu binden. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 10 eine Zeigergarage 130, welche die Parkposition 60 beziehungsweise die Rastposition 70 des Zeigers 30, beziehungsweise der Rückstellfeder 40 kennzeichnet.
  • Wie aus 1b zu erkennen ist, ragt die Zeigeraufnahme 41 in die Rotationsebene des Zeigers 30.
  • Bei der Aktivierung der Vorrichtung 10 befindet sich der Zeiger 45 zunächst in der Parkposition 60. Über dem Schrittmotor 100 wird der Zeiger im Uhrzeigersinn gedreht und auf die Rastposition 70 gefahren. Während diesem Verfahrprozess nimmt der Zeiger 45 die Zeigeraufnahme 41 mit, wobei der Schrittmotor 100 gegen die zunehmende Kraft der Spiralfeder 40 arbeitet. Mit dem Aktivieren der Vorrichtung 10 wird gleichzeitig der Magnet der Federraste 50 aktiviert. Ist der Zeiger 30 mit der Zeigeraufnahme 41 in die Rastposition 70 gefahren, wirkt die Magnetkraft der Federraste 50 beziehungsweise des Magnets 50 so stark, dass er die Zeigeraufnahme 41 festhält. Der Zeiger 45 verfährt nun gegen den Uhrzeigersinn zurück in die Null-Position. Die Null-Position ist die Position des Zeigers 40, in welcher der Zeiger 45 auf die Zahl Null beziehungsweise die zugehörige Rasterung auf dem Anzeigeelement 110 zeigt.
  • Nun beginnt der Normalbetrieb der Vorrichtung 10. Der Zeiger 45 stellt sich auf den gemessenen Druckwert ein und zeigt diesen an. Tritt nun eine Funktionsstörung auf, zum Beispiel ein Stromausfall, löst sich die Zeigeraufnahme 41 von dem Elektromagneten 50, welcher durch den mangelnden Strom keine Magnetkraft mehr erzeugen kann, wobei sich die Zeigeraufnahme entgegengesetzt des Uhrzeigersinns zu bewegen beginnt. Die in Seitenansicht über die Zeigerrotationsebene hinausragende Zeigeraufnahme 41 nimmt in ihrer Bewegungsrichtung den Zeige 40 mit. Dabei überwindet das Drehmoment der Zeigeraufnahme 41, beziehungsweise der Spiralfeder 40 das Haftmoment des Schrittmotors 100. Dadurch wird der Zeiger 45 in die Parkposition 60 hinter dem Sichtschild beziehungsweise die Zeigergarage 130 verfahren.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform einer speziellen Federraste 52. Um die Antriebswelle 120 des Schrittmotors 100 ist eine Spiralfeder 40 gewickelt, welche ein gerades Ende mit einem Haken als Zeigeraufnahme 41 ausbildet. Die 2 zeigt die Zeigeraufnahme 41 in Rastposition, wobei die Zeigeraufnahme 41 an dem Stift 54 anliegt. Der Stift 54 befindet sich in Blockierposition, was bedeutet, dass er die Strecke zwischen Gegenhalter 53 und Abstreifer 55 überbrückt. Der Gegenhalter 53 beziehungsweise Abstreifer 55 sind als Platten ausgebildet, welche jeweils ein Loch aufweisen, durch welches der Stift 54 passgenau hindurch geschoben werden kann. Der Stift 54 umfasst des Weiteren ein Gewinde, welches von dem Spindelkasten 91 umschlossen wird. Der Spindelkasten 91 weist das identische Gewinde wie der Stift 54 auf. Der Spindelkasten 91 ist gegenüber dem Stift 54 fixiert. Der Stift 54 wird durch einen Drehantrieb 82 rotatorisch angetrieben. Die Gewindesteigung des Spindelkastens 91 beziehungsweise des Stiftes 54 ist so ausgelegt, dass die Spitze des Stiftes 54 bei nur einer Umdrehung die Strecke s zurückgelegt hat. Die Zeigeraufnahme 41 besteht aus einem flexiblen Draht, welcher beim Überfahren des Stiftes 54 verbogen wird und dann an dem Stift 54 einrastet.
  • Im Falle einer Funktionsstörung wird die in einem Energiespeicher gespeicherte Energie dazu verwandt, dass der Drehantrieb 82 den Stift um mindestens eine Umdrehung drehen kann. Der Stift dreht sich in dem fixierten Gewinde des Spindelkastens 91 und legt dadurch die Strecke S zurück. Es besteht die Möglichkeit, dass die Zeigeraufnahme 41 durch Haftreibung an dem Stift 54 hängen bleibt, solange dieser die Strecke S nicht vollständig zurückgelegt hat. Sobald der Stift jedoch den Abstreifer 55 passiert hat oder die Spitze des Stiftes 54 mit dem Abstreifer 55 eine Ebene bildet, ist der Zeigeraufnehmer 41 freigegeben und nimmt den Zeiger 45 in die Parkposition mit.
  • 3 beschreibt eine alternative Ausführungsform einer aktiven Federraste 51. Hier wird die Rückstellfeder 40 unter Energieaufwand in der Rastposition 60 gehalten. An dem Stift 54 ist eine Rückholdfeder 90 befestigt. Der Halteantrieb 80 ist ein Magnet (beziehungsweise Elektromagnet). Befindet sich der Stift 54 in der Blockierposition so ist der Halteantrieb 80 beziehungsweise der Elektromagnet aktiviert. Die Rückholfeder 90 ist in diesem Zustand gespannt. Die Rückholfeder 90 entwickelt selbst im gespannten Zustand eine Kraft, die geringer ist als die Haltekraft, welche der Halteantrieb 80 generiert.
  • Tritt eine Funktionsstörung auf, in diesem Fall ein Stromausfall, dann fährt der Stift 54 aus der Blockierposition in die Durchlassposition. Dies bedeutet, dass die Stiftspitze des Stifts 54 eine Strecke zurücklegt, die durch den Abstand zwischen Gegenhalter 53 und Abstreifer 55 definiert ist. Der Stift wird dadurch zurückgezogen, dass der Halteantrieb 80 seine Magnetkraft verliert und dadurch die Federkraft beziehungsweise Rückholkraft der Rückholfeder 90 größer wird als die Haltekraft des Halteantriebs 80. Als Folge wird der Stift 54 in Richtung Abstreifer 55 gezogen (ausgehend von Gegenhalter 53). Der Stift 54 weist eine Kerbe 59 auf, in welche die Zeigeraufnahme 41 eingreift. Dadurch wird verhindert, dass sich bei gegebenenfalls auftretenden Vibrationen die Zeigeraufnahme 41 von dem Stift 54 löst. Bewegt sich der Stift 54 nun angetrieben von der Rückholfeder 90 in Richtung Abstreifer 55, so wird die Zeigeraufnahme 41 bis zum Abstreifer 55 in diese Richtung mitgenommen. Sobald die Zeigeraufnahme 41 den Abstreifer 55 berührt und der Stift 54 in den Abstreifer 55 eingefahren ist, wird die Rückstellfeder 40 freigesetzt und nimmt den Zeiger 45 in die Parkposition mit.
  • 4 zeigt einen Teilausschnitt einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. Die 4 zeigt ein Schrittmotorgehäuse 1 mit zwei Bohrlöchern 1.1 und 1.2 mit welchen das Schrittmotorgehäuse in der Anzeigevorrichtung fixiert beziehungsweise befestigt werden kann. Dies geschieht über Schrauben. Das Schrittmotorgehäuse umfasst eine Nut 2 welche koaxial um das Rückstellfedergehäuse 3 angeordnet ist. Die Nut 2 deckt einen Bereich von ca. 280° um das Rückstellfedergehäuse 3 herum ab. Das Rückstellfedergehäuse 3 besitzt einen Zapfen 4 und eine Ausnehmung 5, wobei die Ausnehmung 5 von einem nach innen gerichteten Zapfen 6 unterbrochen wird. An der Antriebswelle 120 des Schrittmotors 100 ist eine Grundplatte 7 mit einem Vorsprung 8 befestigt. Die Grundplatte 7 mit dem Vorsprung 8 ist in der Ausnehmung 5 des Rückstellfedergehäuses 3 nahezu reibungsfrei rotatorisch beweglich. Der Vorsprung 8 ist jedoch in seiner Rotation durch den nach innen gerichteten Zapfen 6 des Federrückstellgehäuses 3 blockiert. Damit ist auch die Bewegungsfreiheit des Zeigers 40 eingeschränkt. Der nach innen zeigende Zapfen 6 ist mit einer Zeigeraufnahme 41 gleichzusetzen. Die Federraste 50 sitzt auf einem Schlitten 200, welcher durch einen Aktor linear bewegt werden kann.
  • Das Rückstellfedergehäuse 3 ist durch die Rückstellfeder 40 rotatorisch beweglich. Die Rückstellfeder 40 wird durch die Bewegung des Rückstellfedergehäuses 3 im Uhrzeigersinn aufgezogen. Die Rastposition 70 ist erreicht, wenn der Zeiger 45 über den Schrittmotor 100 und der an der Antriebswelle 120 befestigten Grundplatte 7 mit Vorsprung 8 das Federrückstellgehäuse 3 in die in 4 dargestellte Position gebracht hat. In der Rastposition 70 kann die Federraste 50 auf dem Schlitten 200 in die Nut 2 einfahren und den Zapfen 4 blockieren. Dadurch ist das Rückstellfedergehäuse 3 blockiert aber der Zeiger 45 kann über die Antriebswelle 120 den normalen Anzeigebetrieb ausnehmen.
  • Tritt eine Funktionsstörung auf, so wird die Federraste 50 auf dem Schlitten 200 über eine Aktor aus der Blockierposition gefahren womit der Vorsprung 4 auf dem Rückstellfedergehäuse 3 entgegen dem Uhrzeigersinn beweglich wird. Dadurch, dass in der Rastposition die Rückstellfeder 40 vorgespannt wurde, kann die Federkraft nun entgegen dem Uhrzeigersinn wirken und das Rückstellfedergehäuse 3 gegen den Uhrzeigersinn drehen. Wird das Zeigerrückstellgehäuse 3 in Drehung versetzt, so drehen sich mit dem Gehäuse auch der nach innen zeigende Zapfen 6. Trifft der Zapfen 6 auf den Vorsprung 8, welcher über die Antriebswelle 120 fest mit dem Zeiger 45 verbunden ist, so wird dieser Vorsprung 8 entgegengesetzt des Uhrzeigersinns mitgenommen und damit auch der Zeiger 45. Der Vorsprung 4 fährt rotatorisch so lange in Nut 2 entgegengesetzt des Uhrzeigersinns, bis zum Anschlag 60, beziehungsweise der Parkposition 60. Befindet sich der Vorsprung 4 in einer solchen Position, so befindet sich der Zeiger 45 ebenfalls in der Parkposition 60.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • - EP 1333572 B1 [0004]
    • - DE 4310060 C2 [0005]

Claims (19)

  1. Vorrichtung (10) zur Anzeige von Messwerten (20), umfassend einen Zeiger (30) und eine Rückstellfeder (40) für den Zeiger (45), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Federraste (50) für die Rückstellfeder (40) umfasst und der Zeiger (30) von der Rückstellfeder (40) entkoppelbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Federraste (50) einen Gegenhalter (53) und/oder einen Stift (54) und/oder einen Abstreifer (55) umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Rückstellfeder (40) eine Zeigeraufnahme (41) umfasst, wobei die Zeigeraufnahme (41) durch den Stift (54) der Federraste (50) blockiert wird oder an dem Zeiger (30) anliegt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Federraste (50) die Rückstellfeder (40) bei Funktionsstörungen der Vorrichtung (10) freigibt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei der Zeiger (30) durch seine Bewegung eine Rotationsebene (31) aufspannt, in der sich auch die Zeigeraufnahme (41) der Rückstellfeder (40) bewegt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung (10) eine Rastposition (60) und/oder eine Parkposition (70) für den Zeiger (30) und/oder die Rückstellfeder (40) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Federraste (50) eine aktive Federraste (51) ist, womit die Rückstellfeder (40) unter Energieaufwand in der Rastposition (60) gehalten wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die aktive Federraste (51) einen Halteantrieb (80) für den Stift (54) und eine Rückholfeder (90) für den Stift (54) umfasst oder nur einen Rückholantrieb (81) für den Stift (54) umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Federraste (50) eine passive Federraste (52) ist, womit die Rückstellfeder (40) ohne Energieaufwand in der Rastposition (60) gehalten wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die passive Federraste (52) einen Drehantrieb (82) und einen Spindelkasten (91) umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 10, wobei die Rückholfeder (90) oder der Rückholantrieb (81) oder der Drehantrieb (82) in Kombination mit dem Spindelkasten (91) die Spitze des Stiftes (54) mindestens über die Strecke (s) vom Gegenhalter (53) bis zum Abstreifer (55) bewegt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei durch eine Referenzfahrt des Zeigers (30) die Rückstellfeder (40) gespannt und in die Federraste (50) eingerastet wird.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Vorrichtung (10) einen Schrittmotor (100) und ein Anzeigeelement (110) aufweist, wobei die Rückstellfeder (40) zwischen Schrittmotor (100) Anzeigeelement (110) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Rückstellfeder (40) eine Schenkelfeder oder eine Spiralfeder ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei der Schrittmotor (100) eine Antriebswelle (120) umfasst, wobei die Rückstellfeder axial um die Antriebswelle (120) des Schrittmotors (100) herum angebracht ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Rückstellfeder (40) eine Federcharakteristik besitzt, wobei das Moment der Rückstellfeder (40) an jeder Zeigerposition größer ist als das stromlose Haftmoment des Schrittmotors (100), aber das maximale Drehmoment des Schrittmotors (100) größer ist als das maximale Moment der Rückstellfeder (40).
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Vorrichtung (10) eine Zeigergarage (130) aufweist, welche die Rastposition (60) und/oder die Parkposition (70) für den Zeiger (30) und/oder die Rückstellfeder (40) verdeckt.
  18. Verfahren zur Zeigerrückstellung einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend die folgenden Verfahrensschrittes a) Spannen einer Rückstellfeder (40) durch eine Referenzfahrt eines Zeigers (30) von einer Parkposition (70) in Richtung einer Rastposition (60); b) Einrasten der Rückstellfeder (40) in eine Federraste (50) auf der Rastposition (60); c) Entkoppeln der Rückstellfeder (40) von dem Zeiger (30) während des Anzeigens von Messwerten ohne Funktionsstörung; d) Freigabe der Rückstellfeder (40) bei einer Funktionsstörung; e) Zeigerrückstellung des Zeigers (30) durch die Rückstellfeder (40) auf die Parkposition (70).
  19. Verfahren zur Zeigerrückstellung nach Anspruch 18, wobei eine Funktionsstörung ein Stromausfall oder eine Zeigerfehlstellung oder eine Anzeigeanomalie oder eine Anomalie der Messelektronik oder unterschiedliche Ausgangsgrößen zweier redundant aufgebauter Messelektroniken ist.
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