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Drehzahl- oder Geschwindigkeits-Anzeigevorrichtung Die Erfindung betrifft
eine Schaltungsanordnung zum Anzeigen einer bestimmten Drehzahl bzw. eines bestimmten
begrenzten Drehzahlbereiches von Verbrennungsmotoren oder einer bestimmten Geschwindigkeit
bzw. eines bestimmten begrenzten Geschwindigkeitsbereiches von Kraftfahrzeugen mittels
einer elektrischen Gasentladungsröhre oder einer elektronischen Abstimm-Anzeigeröhre,
welche von einer der zu überwachenden Drehzahl oder Geschwindigkeit proportionalen
Spannung gesteuert ist und eine Anzeige ohne rotierende Teile und ohne Kontaktbetätigung
gestattet.
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Die üblichen Anzeigegeräte für eine kontinuierliche Drehzahl- oder
Geschwindigkeitsmessung benötigen zur Anzeige einer bestimmten Drehzahl oder Geschwindigkeit
mechanisch bewegte Teile mit Kontakteinrichtungen. Diese Bauteile sind im Dauerbetrieb
zwangläufig einer Abnutzung ausgesetzt, die eine Anzeigeungenauigkeit zur Folge
hat und die Lebensdauer des Gerätes begrenzt. Bei der Messung und Überwachung der
Drehzahl von Verbrennungsmotoren ist jedoch eine kontinuierliche Anzeige nur selten
erforderlich, für die aufwendige und teure Meßinstrumente benötigt werden, sondern
es genügt in den meisten Fällen eine Anzeige des kritischen Drehzahlbereiches. Das
gleiche gilt für die Anzeige einer bestimmten Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen.
Es ist aber in der Regel unzureichend, wenn die Anzeige lediglich mittels einer
einfachen Warnlampenschaltung erfolgt, weil dann entweder keine Vorwarnung gegeben
oder das Erreichen des Grenzwertes nicht genau erkennbar ist.
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Es ist bereits bekannt, für die Anzeige einer Geschwindigkeit oder
einer Drehzahl eine Glimmröhre zu verwenden, wobei die Ausdehnung des Glimmlichtes
einer solchen Röhre proportional dem anzuzeigenden Meßwert ist. Ferner sind für
die Anzeige der Abstimmung von Funkempfängern auf eine bestimmte Frequenz elektronische
Abstimm-Anzeigeröhren allgemein üblich und bekannt.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Ausführungen
zur Anzeige einer bestimmten Drehzahl oder Geschwindigkeit mit einer mechanischen
Kontakteinrichtung und verwendet für eine solche Anzeige eine elektrische Gasentladungsröhre
oder eine elektronische Abstimm-Anzeigeröhre, wobei die Anzeigeröhre von einer der
zu messenden Drehzahl oder Geschwindigkeit proportionalen Spannung gesteuert ist,
die in bekannter Weise z. B. von einem Generatorgeber erzeugt wird. Sie ermöglicht
dadurch außer der Anzeige eines bestimmten Grenzwertes mit gleicher Schaltung und
gleichen Mitteln die Anzeige eines mehr oder weniger breiten Bereiches um diesen
Grenzwert. Die Erfindung besteht in einem derartigen Aufbau der Schaltungsanordnung
für den Betrieb der Anzeigeröhre, daß der veränderlichen, der zu überwachenden Drehzahl
oder Geschwindigkeit proportionalen Steuerspannung eine konstante, jedoch zur Einstellung
bestimmter Anzeigewerte in ihrer Größe wählbare und in Drehzahl-oder Geschwindigkeitswerten
eichbare Zusatzspannung in Reihe geschaltet ist. Die Reihenschaltung der konstanten
Zusatzspannung kann positiv oder negativ sein, also als Summen- oder Gegenspannung
geschaltet sein und wird als wählbare Teilspannung einer Spannungsquelle über ein
in Drehzahl- oder Geschwindigkeitswerten geeichtes Potentiometer entnommen.
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Bei Verwendung einer einfachen Gasentladungsröhre, z. B. einer Glimmlampe,
die erst bei einer bestimmten Spannung zündet und bei ansteigender Spannung zunehmend
heller aufleuchtet, kann die zu überwachende Grenz-Drehzahl oder -Geschwindigkeit
durch einen bestimmten Helligkeitsgrad erkennbar sein, während ein geringeres oder
helleres Aufleuchten ein Maß für das Unter- bzw. Überschreiten des Grenzwertes ist.
Wird eine sogenannte Amplitudenröhre verwendet, bei der ein Leuchtband seine Länge
entsprechend der angelegten Spannung verändert, dann ist die Länge des Leuchtbandes
ein direktes Maß für den Drehzahlbereich, und ein bestimmter Grenzwert kann an einer
Skalenmarke abgelesen werden. Bei Verwendung einer Abstimm-Anzeigeröhre mit einem
von beiden Enden nach der Mitte zu veränderlichen Leuchtband, wie sie für die Abstimmanzeige
von Funkgeräten oder für die Laut-
stärkeanzeige bei Tonbandgeräten
benutzt werden, ist ebenfalls sowohl eine genaue Anzeige des Grenzwertes als auch
eines Drehzahl- oder Geschwindigkeitsbereiches zu beiden Seiten des zu überwachenden
Grenzwertes möglich.
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An Hand der in der Zeichnung dargestellten Anzeigemittel und Schaltbeispiele
wird nachstehend die Erfindung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in F i g.
1 die Anzeige durch eine Gasentladungsröhre mit Amplitudenanzeige, F i g. 2 die
Anzeige durch eine Abstimm-Anzeigeröhre, F i g. 3 ein Schaltbeispiel mit einer Gasentladungsröhre,
Fig. 4 ein Schaltbeispiel bei Verwendung einer Abstimm-Anzeigeröhre.
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Bei Verwendung einer Gasentladungsröhre mit Amplitudenanzeige nach
Fig. 1 leuchtet beim Erreichen der Zündspannung im Anzeigefenster zunächst an einem
Ende ein schmales Stück 1 des Leuchtbandes auf. Mit zunehmender Spannung entsprechend
der wachsenden Drehzahl oder Geschwindigkeit verschiebt sich die Tennlinie 2 zwischen
dem leuchtenden Bandteil 1 und dem dunklen Teil 3 nach rechts, mit fallender Spannung
nach links, bis die Brennspannung der Röhre unterschritten wird und die Anzeige
wieder erlischt. Die Trennlinie 2 bildet einen Zeiger, der bei Erreichen der Marke
4 beispielsweise die zulässige Drehzahl oder Geschwindigkeit anzeigt. F i g. 2 zeigt
die bekannte Anzeige durch eine Abstimm-Anzeigeröhre. Beim Erreichen eines bestimmten
Spannungswertes erscheint im Anzeigefenster an beiden Enden das Leuchtband 1 und
engt den dunklen Teil 3 bei steigender Drehzahl oder Geschwindigkeit ein. Die Darstellung
der Fig. 2a zeigt demnach den Betrieb mit rationeller Drehzahl bzw.
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Geschwindigkeit, Fig. 2b den Betrieb mit Höchstdrehzahl bzw. das Erreichen
einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit an. Der dunkle Teil 3 im Anzeigefenster ist
durch die beiden Lichtbänder 1 bis auf einen schmalen Streifen in der Mitte eingeengt.
In Fig. 2 c ist schließlich eine Anzeige für das obere schreiten der zulässigen
Höchstdrehzahl oder Höchstgeschwindigkeit dargestellt; die Lichtbänder haben sich
überschlagen und bilden zwischen den beiden Trennungslinien 2 einen besonderes hell
leuchtenden Streifen.
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Wie die Schaltbeispiele der F i g. 3 und 4 zeigen, wird von einem
Generatorgeber G eine drehzahl-oder geschwindigkeitsproportionale Wechselspannung
erzeugt und diese in einem Gleichrichter Gl in die für die erfindungsgemäße Anzeige
erforderliche Gleichspannung Uv umgewandelt. Der Siebkondensator C dient zur Glättung
der entsprechend der Drehzahl oder Geschwindigkeit veränderlichen Steuerspannung
Uv. Aus dem jeweils vorhandenen Netz N (z. B. ein Bordnetz) wird dessen Spannung
in einem Stromversorgungsaggregat St in eine konstante Gleichspannung erforderlicher
Größe umgeformt, von der mit einem Potentiometer P die konstante Zusatzspannung
Uk als wählbare Teilspannung abgenommen wird.
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Für die Anzeige mittels einer Gasentladungsröhre GR sind im Schaltbeispiel
nach F i g. 3 die Minuspole von Uv und Uk miteinander verbunden, und die Glimmröhre
GR liegt an den beiden Pluspotentialen; die Zusatzspannung Uk ist als Gegenspannung
geschaltet. Der regelbare Widerstand R
dient zur Begrenzung und einmaligen Einstellung
des Entladungsstromes und damit der Helligkeit der Glimmröhre, die Dioden als Sperre
für die Spannung U>, um eine Rückzündung zu vermeiden, falls Uk größer ist als
die Brennspannung. Erst wenn die Spannung Uv größer als Uk wird, läßt die Diode
D Strom in einer Richtung durch, und die Röhre GR leuchtet auf, wenn die Potentialdifferenz
Uv Uk auf den Wert der Zündspannung der Anzeigeröhre angestiegen ist. Durch Verstellen
des Potentiometers P, welches nach einer geeichten Drehzahl- oder Geschwindigkeitsskala
vorgenommen werden kann, ist in gewissen Grenzen, die durch die Zündspannung und
Brennspannung der Gasentladungsröhre GR sowie durch die vom Generatorgeber G erzeugbare
Spannung Uv gegeben sind, jeder beliebige Anzeigewert einstellbar. Wird die Spannung
aus dem Stromversorgungsaggregat St umgepolt und die Zusatzspannung Uk als Summenspannung
der Steuerspannung Uv in Reihe geschaltet, dann ergibt sich eine Verschiebung der
Anzeigewerte in niederere Drehzahl- oder Geschwindigkeitsbereiche.
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Bei Verwendung einer Abstimm-Anzeigeröhre AR nach dem Schaltbeispiel
der F i g. 4 liegt die drehzahl-oder geschwindigkeitsabhängige Steuerspannung Uv,
der die konstante Zusatzspannung Uk als Gegenspannung entgegengeschaltet ist, über
den Gitterwiderstand Rg am Steuergitter der Röhre. Dem Stromversorgungsaggregat
St ist die Anodenspannung für die Anzeigeröhre AR entnommen. Bei Uv = 0 (Drehzahl
oder Geschwindigkeit Null) und Uk = 0 liegt am Gitter der Anzeigeröhre AR keine
Potentialdifferenz, das Anzeigeband der Röhre ist dunkel. Mit dem Einsetzen der
Rotation des Generatorgebers G und damit der Steuerspannung Uv erhält das Steuergitter
eine negative Spannung, und im Anzeigefenster der Röhre erscheint an beiden Enden,
wie eingangs beschrieben, das Leuchtband 1, das mit steigender Drehzahl den dunklen
Teil im Anzeigefenster (den Schatten) immer mehr einengt.
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Ist mit dem Potentiometer P eine Gegenspannung Uk eingestellt, so
verschiebt sich der Beginn der Anzeige um einen der eingestellten konstanten Spannung
Uk entsprechenden Drehzahl- oder Geschwindigkeitswert, denn das Steuergitter erhält
erst eine negative Spannung gegenüber der Kathode, wenn Uv größer als Uk wird. Die
Anzeige durch eine Abstimm-Anzeigeröhre hat gegenüber der Verwendung einer Gasentladungsröhre
den Vorteil einer eindeutigeren Erkennbarkeit des anzuzeigenden Grenzwertes der
Drehzahl oder Geschwindigkeit und benötigt ferner wesentlich kleinere Spannungswerte
von Uv und Uk.