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Elektrisches Anzeigegerät.
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Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Anzeigeinstrumente, die
für elektrische Zähleinheiten und andere Geräte geeignet sind, die einen Gleichstromausgang
ergeben, dessen Größe progressiv zwischen einem Minimum- und einem Maximum- Wert
in mehreren gesonderten Schritten verõndert werden Lann, so da# jeder Aus, angsvert
eine verschiedene Anzeige darstellt, beispielsweise einer Ziffer in der Reihe 0,
1,...... 9 (im Falle einer Zõhleinheit) eines Symbols, das keine Zahl ist oder einer
Farbe darstellt. Dae Instrument weist eine bewegliche Spule auf, die in einem Magnetfeld
arbeitet, das durch einen Stator erzeugt wird und bei Verbindung mit dem Ausgangsstrom
eine Skalenanzeige der Anzeigen ergibt, beispielsweise Ziffern, Symbole oder Farben,
die proportional dem Augenblickswert des Ausgangsstromes bewegt wird, um die geeignete
Darstellung an eine stelle zu bringen, an der sie sichtbar gemacht wird zwar entwener
direkt oder durch Projektion mit Hilfe eines Lichtstrahles.
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Die Erfindung ist von besonderem Wert, wenn sie bei einem Instrument
angewandt wird, uei dem ein Lich-tstrahl zur Projektion der Darstellung auf einen
Bildschirm vertvendet wird, der durch eine Íffnung in dem Drehspulinstrument des
Urates geht.
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Jedoch ist die Erfindung auch von betrõchtlichem Wert, wenn sie fiir
andere Instrumente angewandt wird, bei denen der Lichtstrahl, der zur Projektion
der Darstellung dient, außerhalb des lieisen instruments austritt, wobei die Skala,
die die Darstellung/aufweist, von entsprechender Grole ist oder entsprechend angeordnet
ist, so daß ihre Bewegung die Darstellullben durch den Lichtstrahl durchschreitet.
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Da die Skalenlänge oder die effective Skalenlinge in dem faille, po
die Darstellungen projiziert werden, eines derartigen Instruments verhaltnismäßig
lang ist, beispielsweise etwa 12 cm, und nur ein kurzer Teil hiervon beispielsweise
etwa 8 mm jeweils sichtbar dar -gestellt wird, können leichte Sch-ankungen des Stromes,
der durch die Drehspule fließt, die Darstellungen dazu bringen. da# sie sich ³ber
einen betrachtlielien Bereicht bewegen. Dies macht es erforderlich, die verschiedenen
abgestuften Werte des Ausgangstromes, der der Spule zugeführt wird, genau zu definieren.
Jedoch bewirken Schwankungen der Umgebungstemperatur Spannungsõnderungen der Ausgangsströme.
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Außerdem kann infolge ihrer Trägheit die bewegliche Drehspule und
das Skalensystem nicht sehr schnell ~nderungen des Ausgangsstromes folgen, wie sie
beispielsweise in elektronischen Zähleinheiten vorkommen. Folglich nimmt, während
ein Zõhlvorgang stattfindet, die
Skala eine mittlere Stellung ein,
in der die Zifferndarstellungen 4 und 5 boide teilweise sichtbar sind, iias ungeübte
Bedienungspersonen irref³hren kann. Auch wenn die Probeperiode (Csamplingperiod
der Zähleinheit kurz ist und mit der RUckstellperiode vergleichbar i3t, kann aas
Dreh, pulanzeigeinstrument nicht genau den resultierenden Ausgangsstr~men der Zõhleinheit
korrespondieren.
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Gegenstand der Erfindung ist es, Verbesserungen bei elektrischen Auzeiggeinstrumenten
der genannten Art zu schaffen, wodurch trotz kleiner unerwünschter Schwankungen
in den abgestuften Werten des Ausangsstromes, der der Jrehspule zugeführt wird,
die Anzeigen, die das Instrument ergibt, immer genau erfolgen.
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Nach einem Merkmal der Erfindung ist bei einem elektrischen Anzeigeinstrument
ein Element aus magnetisierbarem Mat rial mit der Skala ues Instrumentes verbunden,
so daß es sich damit bewegt, wobei ein Elektromagnet in der Nähe des Drehspulinstrumentes
vorgesehen ist, das mit den Polschuhen an gegen³berliegenden Seiten der Bahn angeorgnet,
den das Element folgt, wenn die Skala verschoben wirdund . wobei der Luftspalt zwischen
den Pulschuhen in vorbestimmten Intervallen entlang der L~nge des opales verenbt
wird, so daB, wenn das Element in einem der engen Teile des Luftspaltes angeordnet
ist, die Skala genau eingestellt ist, und eine entsprechende Darstellung hierauf
angezeigt wird.
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DESS Verengen des Luftspaltes kann dadurch erfolgen, daß Zähne auf
jinen oder auf beiden Polschuhen des Elektromagneten vorgesehen werden, obei die
Lõnge von jedem engem Teil des Luftspaltes in Richtung der Be @@ung des Elementes
betrachtet, im allgemeinen etwa gleich
der Dimension des Elementes
in dieser Richtung ist, wahrend die Länge von jedem dazwischen kommenden Teil voller
Breite des Spaltes (in der gleichen Richtung) mindestens gleieh der Lange des Elementes
ist.
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GemäB einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei dem Instrument
die Skala mit der Drehspule mit Linrichtungen gekoppelt, die einen kleinen Grad
von Winkelspiel zwischen den beiden gekoppelten Teilen ermöglichen.
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Die bei den Instrumenten nach der Erfindung angewandten Elektromagnete
können die ganze Zeit über unter Strom stehen, in der die Drehspule mit dem veränderlichen
Ausgangsstrom versorgt wird oder sie können gerade unmittelbar bevor und während
einer Ablesung des Instrumentes unter Strom stehen. Der Grad der Erregung ist immer
so, daß die Magnetkraft, die zwischen den Polschuhen des Elektromagneten und dem
Element aus magnetisierbarem Material, das mit der Instrumentenskala verbunden ist,
ausge³bt wird, das Element genau in einen engeren Teil des Luftspaltee bringt, wenn
es nicht in diese genaue Stellung durch die Wirkung des Ausgangsstromes gebraoht
sein sollte infolge eines kleinen Fehlers oder einer Abweichung des Wertes von dem
letzteren. Das Ausmaß der Erregung kann jedoch so haoch sein, daß die Magnetkraft
das Element in der genauen Stellung halten kann, wenn die Stromzufuhr zu der Drehspule
unterbrochen wird. Wenn dies nicht der Fall ist, ermöglicht die Unterbrechung der
Stromzufuhr des Ausgangsstromes es den RUckholfedere, die Drehspule in die Nullstellung
zurAckzustellen.
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Die Zeichnungen zeigen zwei Beispiele fiir die Ausführung der wrfindun,
und zwar zeigen :
Fig. 1 den Lõngeschnitt durch ein Anzeigeinstrument,
f³r das die Erfindung angewandt werden kann, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie
II-II, der Fig. 1, wobei Teile weggeschnitten sind, Fig. J eine Teilansicht des
Teiles der Fig. 1, die die MeBinstrumentbewegung von der Seite wiedergibt und die
eine Anordnung naoh der Erfindung im Teilschnitt aufweist, Fig. 4 einen Schnitt
nach der Linie IV-IV der Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Teillõngsschnittansicht
einer abgeänderten Ausf³hrungsform, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der
Fig. 5, Fig. 7 eine Stirnansicht der Anordnung nach Fig. 5, wobei Teile weggelassen
worden sind und Fig. 8 den Filmtrõger.
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Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, zeigen sie ein Anzeigeinstrument,
auf das die Erfindung angewandt werden kann. Das Instrument weist ein etwa rechteckiges
Gehäuse 7 auf, von dem. eine Stirnwand durch einen durchscheinenden Schirm 2 gebildet
wird, wShrend die andere Stirnwand 3 einen Behõlter 4 f³r eine elektrische Lampe
5 aufweist.
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In dem Gehõuse 1 befindet sich ein Drehspulinstrument 6 das mit tratzen
7 und8 versehen ist, die drehbar an Armen 9 und 10 sitzen, die sich an der Stirnwand
3 befinden.
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DasDrehspulinstrument weist einen zylinderischen permanenten hIagnetkern
71 auf, sowie ein ringf~rmiges Joch 12 aus magnetisierbarem Material, das koaxial
zu der Spule 7l liegt und einen derartiger Durchmesser hat, daß es zwischen ihnen
einen ringförmigen Luftapalt 13 freiläßt, indem die Arme 14 einer Drehspule 15 arbeiten,
die den
Kern l7 umgibt und drehbar in Lagern 76 und 17 gelagert
ist, die an Armen 18 und 19 sitzen, die einen Teil des Rahmene fUr die Bewegung
bilden. Ein Drehzapfen 20 fUr die Drehepule 15 weist
ein flaches durchscheinendes oder transparentes blattPl auf, das zwischer dünnen
Messingscheiben eingeklemmt ist, wobei der freiliegende gebogene Randteil 23 des
Blattes eine Reihe von Zahlen 24E 0 - aufweist, die soweit voneinander angeordnet
sind, daß sie progressiv zunehmende Ablenkungen der Spule 15 darstellen.
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Der Teil 23 des Blattes 27 durchragt eine optische Bahn, deren Achse
25 sich von dem Paden der Lampe 3 über ein Paar Kondenserlineen 26 in dem Tubus
27, eine Objektivlinse , in einem Tubus 29, der in einem rohrf~rmigen Halter 30
verschiebbar ist, der sich in dem unteren Teil des ringf~rmigen Spaltes 13 des Drehspulinstrumentes
6 befindet, bis zur Mitte des Schirmes 2 erstrebet. Der Tubus 27 weist einen Flansch
31 auf, der an der Stirnwand 3 des Gehäuses 7 so betestigt ist, daß das hintere
zende des Tubusses eine Offnung 32 darin durchragt. Das Drehspulinstrument 6 kann
gegen das Gehäuse 7 gesenkt werden und in seiner Stellung durch Schrauben 33a festgelegt
wer den, um die Stellung auf dem Schirm 2 des projizierten Bildes aller Zahlen 24
zu ändern.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist ein Leichtbauteil 33, der beispielsweise
aus Aluminium besteht, mit dem Blatt 21 befestigt. Lr erstreckt sich radial in Bezug
auf die Achse der Drehspule an der gegenüberliegenden Seite der Achse, an'der der
Lichtstrahl angeordnet ist.
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Der ußere Teil dieses Leichtbauteiles ist um 90 Grad gebogen und weist.
am äußeren Ende einen schmalen rechteckigen Streifen 34 aut,. magnetisierbarem Material,
wie Weicheisen auf. Dieser Streifen 34 ragt an jeder Seite des Stiftes hervor und
die Mittelebene parallel
zu den Flächen 35 und 36 enthält die Achse
der Drehspule 15, Ein Blektromagnet 37 ist am dem festen Teil 38 des Drehapulinstrumentes
6 befestigt. und zwar außerhalb der Bahn des Lichtstrahles, und weist einen Kern
32 auf, der zwei Polschuhe 40 und 41 vereint, zwischen denen eine Wicklung 42 angeordnet
ist, die den Kern 39 umgibt. Die Polschuhe 40 und 41 sind so angeordnet, daS sie
einen teilringförmigen Luftspalt 43 an der Stelle bilden, daß der Streifen 34 longs
des Spaltes bewegt wird, wenn die Drehspule sich dreht, wobei die blittellinie des
Spaltes die Bahn darstellt, der der Streifen folgt.
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Der Polschuh 40 hat eine schwach gekr³mmte Kante 44, die eine Seite
des Luftspaltes 43 bildet und der Polsohull 41 bildet mit seiner Kante 4 die andere
Seite des Luftspaltes versehen mit Zõhnen 46, die den Luftapalt 43 mit Unterbrechungen
³ber dessen Länge verengen. Jeder Zahn 4t ist schmal und von dem nächsten Zahn durch
eine Liicke 47 von mindestens der gleichen Breite getrennt und die Z³hne sind so
angeordnet, da# wenn der Streifen 34 mit der Mittelebene einen Zahn 46 halbiert,
das Blatt 21 so eingestellt wird,' daß eine entapreohende Darstellung genau in dem
Lichtstrahl liegt. wenn der Elektromagnet 37 erregt wird, so wird der magnetische
Fluß auf die engeren Teile des Luftspaltes 43 konzentriert, so da#, sollte der Streifen
nur in eine Stellung d cht an einem Zahn 46 sollte der Streifen nur in eine Stellung
dicht an einem Zahn 46 gebracht worden sein infolge des ausgangsstromes, der der
Drehspule zugesf³hrt wird, der sich et. ias von dem beabsichtigten Wert verändert
haben, sollte, so wird er in die genaue Stellung in der Mitte der Weite dieses Zahnes
gezogen und die geeignete bst. richtige Darstellung auf dem Blatt 21 wird genau
veranschaulicht.
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Der Grad der Erregung des Elektromagneten 37 (durch nicht dargestellte
Einrichtungen) kann so bemessen sein, daß das Blatt 21 in der berichtigten Stellung
gehalten wird, selbst nach dem die Drehspule 15 stromlos geworden ist, oder wenn
der Wert des Auegangsstromes sich in einen neuen Wert umgeõndert hat. In diesem.
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Falle muß der Elektromagnet 37 stromlos sein, wenn die Drehspule
15 in die Nullstellung zurtickkehren oder in eine Stellung sich bewegen atoll, die
einer neuen entspricht.
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Das Verengen des Luftspaltes 43 des Elektromagneten 37 kann such dadurch
erfolgen, da# bei Bedarf einander gegen³berliegende Zõhne auf beiden Polaohuhen
vorgesehen werden.
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Bei dem zeiten, eohematiach in Piu. 5-8 dargewtellten Ausf³hrungsbeispiel
unteretheldet eioh das Meßinstrument 6 in der Sonetruttlos ton dem in Fig. 1 - 4
dargestellten, hat aber den gleichen grundsõtzlichen Aufbau, so daß glelche Bezugazeiohen
f³r gleiche oder ahnliche Toile verwendet worden sind.
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Bel dieser Anordnung ist anstelle des Blattes 21 das bei der Konptruktion
nach Fig. r-4 feat angebracht ist und sich mit der Drehovule 15 bewegt, ein Filmtrõger
48 drehbar auf der Welle 20 mit Hilfe mines Ringsteinlagers 49 angebracht. Wie aus
Fig. 5 hervorgehtt weist der Filmtrõger 48 einen Absatz 50 auf und ist hinter dlesom
Absats mit einem bogenf~rmigen Teil 51 von vergr~#ertem radius vcreehen, der einen
bogen£8rwlgen Schlitz 52 aufweist, in dem *in transparenter oder durchscheinender
film 53 befentigt iet, der Sn eine@ Keihe Zahlen 24 und zwar 6 - 9 aufweist. Wie
man . aus Fig. 8 nicht, ist der Filmtrõger 48 um seine Lacer . durch
Ausgleiohgewichte
54 statisch ausgeglichen. In der Mitte des bogenförmigen Teiles 51 sitzt an einem
radial nach außen vorstehenden Arm 55 ein Weicheisenstab-Anker 56, der an beiden
Seiten des Armes 55 mit der Achse parallel zu derjenigen der Drehspule 15 vorsteht.
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Diametral gegenUber dem Anker 56 weist der Filmträger 48 einen radial
gerichteten Sahlitz 57 auf. Wie aus Figes zu ersehen ist, weist das Meßinstrument
einen Stift J ? S auf, der sich mit der Drehspule 15 bewegt und dessen Ende 59 so
gebogen ist, daß er durch den Schlitz 57 tritt. Die relativen Abmessungen des Stiftes
und des Schlitzes sind so bemessene daß einige Grad relativer Winkelbewegung zwischen
dem Filmträger 48 und der Drehspule 15 m~glich sind.
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Ein Elektromagnet, der wiederum mit 37 bezeichnet ist, weist einen
einzigen Kern 39 auf mit einer Spule 42 und ist mit zwei etwa dreieckigen Polschuhen
40 und 41 versehen, deren untere Kanten nach innen zueinander gebogen sind und konkav
gekrOmmt sind, so da# sie die Bewegunsbahn des Ankers j6 umschließen. Diese unteren
Kanten der Polschuhe sind mit Zõhnen 46 versehen, um den Luftapalt 43 zwischen den
Polschuhen in Zwischenräumen zu verengen, die den entsprechenden genauen Stellungen
der Zahlen 24 auf dem Filmtrõger 53 entsprechen.
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I Wenn die Drehspule 15 von dem Ausgangastrom durohfloasen wird, so
dreht sie den Filmträger 48 durch d@@ Stift-und Sohlitzverbindung 58,57 und stellt
dadurch den Filmträger 53 etwa in die genaue Stellung der Darstellung der Zahl,
die dem Wert des Stromea entspricht. Wenn der Elektromagnet 37 erregt wird, zieht
er den Anker 56 an dem Tilmträger 48 in die Mitte des näohaten verengton Teiles
des Luftapaltea 43 zwischen den Polschuhen 40 und 41, so da# die Zahl auf der Skala
genau auf der Achee 25 des Lichtstrahles liegt,
der von der Lampe
5 ausgeht. Das Spiel in der Stift-und Schlitzverbindung 58,57 erm~glicht die Berichtigung
der Stellung auf dem Filmtrõger 48 ohne jegliche Behinderung infolge irgendeiner
Ungenauigkeit in der binstellung der Drehspule 15. Der Grad der Erregung des Elektromagneten
37 kann wie zuvor beschrieben gewahlt werden.
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Alle Merkmale sind erfindungswesentlich.