DE1549995C - Zahlwerk mit digitaler Anzeige einer analogen Große - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zählwerk mit digitaler Anzeige einer analogen Größe, bei dem auf durchsichtigen und durch ein Untersetzungsgetriebe miteinander verbundenen Ziffernträgern Ziffern angeordnet sind, welche optisch auf eine Ebene projiziert werden, insbesondere für Kreisteiltische od. dgl.
Es ist ein optisches Zählwerk bekannt, bei dem ein Intervall einer bewegbaren Maßstabteilung mit Hilfe eines ortsfest angeordneten optischen Systems vergrößert auf einem Projektionsschirm abgebildet wird, der mit einer Feinskala versehen ist. Unterhalb des Projektionsschirmes ist eine Einfanggabel angeordnet, die in Teilungsrichtung verschoben werden kann. Mit der Einfanggabel ist eine Optik starr verbunden, die die Feinskala auf dem Projektionsschirm vergrößert abbildet. Die Feinskala hat die Länge eines abgebildeten Maßstabintervalles und ist mit den Dezimalwerten beziffert. Wird die Einfanggabel auf ein Teilstrichbild eingestellt, so bildet die starr mit der bewegbaren Einfanggabel verbundene Optik die entsprechende Dezimalzahl der Feinskala auf dem Projektionsschirm ne-

ao ben der dem Teilstrich der Maßstabteilung" zugeordneten Maßstabziffer ab.

Dieses bekannte Gerät besitzt den Nachteil, daß die Feinskala zur Erzielung einer ausreichenden Ablesegenauigkeit mit einer Vielzahl von Ziffern versehen sein und der Ziffernträger dementsprechend relativ große Abmessungen besitzen muß, die einen ungünstig hohen Raumbedarf verursachen.

Ferner sind mechanische Zählwerke mit digitaler Anzeige bekannt, bei denen bezifferte Rollen nebeneinander angeordnet und durch Schaltmechanismen miteinander verbunden sind. Derartige Zählwerke besitzen den Nachteil, daß sich auf einer Rolle verhältnismäßig wenig Ziffern unterbringen lassen, da sonst der Durchmesser und damit das dynamische Trägheitsmoment zu groß werden. Ferner sind die Beanspruchung, der Energieaufwand für das Schalten, sowie der Verschleiß und die akustische Belästigung derartiger Rollenzählwerke, insbesondere bei großen Zählgeschwindigkeiten, sehr hoch. Schließlich sind diese Zählwerke für eine optische Abbildung nur wenig geeignet, so daß die Anzeige der Meßwerte oft an einer ungünstigen Stelle erfolgt.

Bei einer weiteren bekannten Zähleinrichtung sind zwei in einer Ebene liegende, durch Getriebe und mit Ziffern versehene Ziffernscheiben vorgesehen, deren Ziffern mittels optischer Glieder auf einem Bildschirm gemeinsam vergrößert abgebildet werden. Diese Einrichtung besitzt jedoch den Nachteil, daß sie mit schleichenden Ziffern arbeitet, d. h. bei der Einstellung oder Anzeige gibt es Stellungen der Ziffern im Ablesefenster, in denen eine eindeutige Ablesung der Meßwerte nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Zählwerke zu beheben und ein Zählwerk mit digitaler Anzeige zu schaffen, dessen Ziffernträger nur mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Zahlen beziffert sind, die jedoch trotzdem eine hohe Unterteilungsmöglichkeit gestatten und dessen Einstell- oder Meßwerte an einer übersichtlich angeordneten Meßstelle einwandfrei ablesbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Zählwerk der eingangs genannten Art gelöst, durch Ziffernträger für mindestens zwei Wertstellen, die als Ziffernscheiben ausgebildet sind, wobei die Ziffern der Ziffernscheiben höherer Wertstellen in die Ebene der Ziffernscheibe niederer Wertstelle auf eine dort vorgesehene mit der Ziffernscheibe niederer Wertstelle umlaufende Blende abgebildet werden, welche

eine spiralförmige Steigung aufweist, die das durch eine Drehung einer Ziffernscheibe höherer Wertstelle bewirkte Wandern der Ziffern relativ zur optischen Achse des optischen Systems berücksichtigt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn die Ziffernscheibe niederer Wertstelle in mehrere gleich große Sektoren unterteilt ist, deren jeder mit den einer Einheit der Ziffernscheibe höherer Wertstelle entsprechenden Bruchteilen dieser Einheit, beispielsweise mit Dezimalwerten beziffert ist und jeder eine in bezug auf die Welle der Ziffernscheibe niederer Wertstelle spiralförmig verlaufende Blende aufweist und daß die Blenden an einer Sektorengrenze auf verschiedenen Radien liegen und dadurch Stufen bilden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, daß die spiralförmige Steigung der Blenden bei der Drehung der Ziffernscheibe niederer Wertstelle synchron zu dem bei der zwangläufigen Drehung der Ziffernscheibe höherer Wertstelle erfolgenden Wandern der Ziffern relativ zur optischen Achse des optischen Systems so verläuft, daß über den vollen Durchlauf eines mit dem Bruchteil einer Einheit der Ziffernscheibe höherer Wertstelle bezifferten Sektors jeweils nur eine Ziffer der Ziffernscheibe höherer Wertstelle, in dem dem Abbildungsstrahlengang zugeordneten Blendenausschnitt sichtbar ist und daß erst nach dem Durchlauf einer Sektorengrenze mit den Stufen der Blende durch den Abbildungsstrahlengang die nächste Ziffer der Ziffernscheibe höherer Wertstelle sprungartig, nach Art einer Zehnerschaltung in dem Blendenausschnitt erscheint. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das Bild der Ziffern der Ziffernscheibe höherer Wertstelle und die jeweils zugeordnete Ziffer des Bruchteil- oder Dezimalwertes der Sektoren der Ziffernscheibe niederer Wertstelle in an sich bekannter Weise mit Hilfe optischer Mittel gemeinsam in den Bildfenstern eines Projektionsschirmes nebeneinander wertstellengerecht abgebildet werden.

Bei einem derart ausgestalteten optischen Zählwerk ist in dem dem Abbildungsstrahlengang jeweils zugeordneten Blendenausschnitt der Ziffernscheibe niederer Wertstelle, über welche der Antrieb erfolgt, stets nur eine einzige Ziffer der Ziffernscheibe höherer Wertstelle, über welche ein Abtrieb erfolgen kann, sichtbar. Dadurch sind Irrtümer ausgeschlossen, die bei bekannten Geräten durch das gleichzeitige Erscheinen zweier Ziffern, beispielsweise in einer Mittelstellung, auftreten können. Ferner gestattet eine derartige Ausführung durch die mechanisch-optische Untersetzung in einfacher Weise eine weitgehende, ökonomische und raumsparende Verringerung der Anzahl der sonst erforderlichen Ziffern für die Bruchteiloder Dezimalwerte.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.

Eine Ziffernscheibe 1 niederer Wertstelle ist durch einen nicht dargestellten Antriebs-Mechanismus um eine Welle 2 drehbar und über ein Untersetzungsgetriebe 3; 4 von 20 :1 mit einer Ziffernscheibe 5 höherer Wertstelle verbunden. Die Ziffernscheibe 5 höherer Wertstelle, die auch als Abtrieb dienen kann, ist mit den Minutenwerten von »0« bis »59« beziffert, während die Ziffernscheibe 1 in drei in der Zeichnung durch punktierte Linien angedeutete Sektoren 6; 7; 8 unterteilt ist, deren jeder die Sekundenwerte von »0« bis »59« trägt. Die Ziffernscheibe 1 ist mit einer ringförmigen mattierten Schaltblende 9 versehen, die drei spiralig ansteigende, durch Stufen 10; 11; 12 abgesetzte Blenden-Ausschnitte 13; 14; 15 besitzt, deren jeder sich über einen der Sektoren 6; 7; 8 erstreckt. Durch eine nicht dargestellte Lichtquelle werden die Ziffern der zur Welle 2 achsenparallel versetzten Ziffernscheibe 5 über ein ortsfest angeordnetes optisches System 16 in der Ebene der Ziffernscheibe 1 in einem

ίο der dem Abbildungsstrahlengang 17 jeweils zugeordneten Blenden-Ausschnitte 13; 14; 15 abgebildet, deren Breite dem Bild eines Ziffern-Intervalles entspricht. Die spiralförmige Steigung der stufenweise abgesetzten Blenden-Ausschnitte 13; 14; 15 verläuft bei der Drehung der Ziffernscheibe 1 synchron zu der bei der zwangläufigen Drehung der Ziffernscheibe 5 erfolgenden Bewegung der Minutenwerte. Dadurch ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nur die in dem dem Abbildungsstrahlengang 17 zugeordneten Blenden-Ausschnitt 14 abgebildete Ziffer »12« der Ziffernscheibe 5 über den vollen Durchlauf des mit den Sekundenwerten bezifferten zugeordneten Sektors 7 sichtbar. Erst nach dem Durchlauf der Stufe 11 der Schaltblende 9 durch den Abbildungsstrahlengang 17 erscheint nach Art eines Schaltvorganges bei der weiteren Drehung der Ziffernscheibe 1 in Pfeilrichtung sprungartig die nächste Ziffer »13« der Abtriebs-Ziffernscheibe 5 in dem dem Abbildungsstrahlengang 17 nunmehr zugeordneten Blenden-Ausschnitt 13.

Mit Hilfe einer Projektions-Optik 18 ist die in dem Blenden-Ausschnitt 14 mit Hilfe des optischen Systems 16 abgebildete, dem Minutenwert entsprechende Ziffer »12« der Ziffernscheibe 5 in einem Bildfenster 19 und die dem zugeordneten Sekundenwert entsprechende Ziffer »30« der Ziffernscheibe 1 in einem Bildfenster 20 eines Projektionsschirmes 21 in bekannter Weise sichtbar gemacht.

Damit die einzustellenden bzw. abzulesenden Meßwerte in den Bildfenstern 19; 20 des Projektionsschirmes 21 gleichgerichtet wertstellengerecht (Minuten, Sekunden) erscheinen, sind die am Rand der Ziffernscheibe 1 und der Ziffernscheibe 5 angeordneten Ziffern so zueinander orientiert, daß die Richtungen der Ziffernfolgen zueinander senkrecht stehen. Da die Breite der spiralförmigen Blendenausschnitte 13: 14; 15 einem in der Ebene der Ziffernscheibe 1 abgebildeten Ziffern-Intervall der Minutenwerte entspricht, ist in dem Bildfenster 19 nur die Ziffer »12« sichtbar, während die benachbarten, in der Zeichnung punktiert dargestellten Ziffern »11« und »13« durch die mattierten Bereiche 22; 23 der Schaltblende 9 ausgeblendet sind. Entsprechend der spiralförmigen Steigung der Blenden-Ausschnitte 13; 14; 15 wandern die Bilder 22'; 23' der mattierten Bereiche 22; 23 der Schaltblende 9 mit dem Bild der jeweils eingefangenen Ziffer des Minutenwertes der Ziffernscheibe 5 durch das Bildfenster 19 des Projektionsschirmes 21. Erst nach dem vollen Durchlauf eines Sektors der Ziffernscheibe 1, dessen den Sekundenwerten von »0« bis »59« entsprechende Ziffern dabei durch das Bildfenster 20 laufen, erscheint die nächstfolgende Ziffer des Minutenwertes der Ziffernscheibe 5 sprungartig in dem zugeordneten Bildfenster 19.

Die in drei mit den Sekundenwerten von »0« bis »59« bezifferte Sektoren unterteilte Ziffernscheibe 1 enthält dementsprechend 3 · 60 = 180 Ziffern. Bei der gewählten Untersetzung des Untersetzungsgetrie-

bes 3; 4 von 20 : 1 entsprechen demnach einer vollen Umdrehung der mit 60 Minuten bezifferten Ziffernscheibe 5 insgesamt 20 · 180 = 3600 Sekundenwerte an der Ziffernscheibe 1. Diese hohe Unterteilungsmöglichkeit ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung in vorteilhafter Weise mit dem verhältnismäßig sehr geringen Ziffernaufwand von 180 Ziffern auf der Ziffernscheibe 1 und 60 Ziffern auf der Ziffernscheibe S, das ist also insgesamt mit nur 240 Ziffern bewirkbar.

Durch eine Vervielfachung der beschriebenen Bauelemente kann die Stellenzahl der Meßwerte ohne Schwierigkeiten im Bedarfsfalle noch weiter erhöht werden.

. Die Erfindung ist nicht nur auf optische Zählwerke für Kreis- oder Winkelteilung beschränkt, sondern kann auch bei der Einstellung oder Messung von Längen Anwendung finden, wenn die Ziffernträger mit den entsprechenden Werten (z. B. Millimeter, Mikron usw.) beziffert sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zählwerk mit digitaler Anzeige einer analogen Größe, bei dem auf durchsichtigen und durch ein Untersetzungsgetriebe miteinander verbundenen Ziffernträgern Ziffern angeordnet sind, welche optisch auf eine Ebene projiziert werden, insbesondere für Kreisteiltische od. dgl., gekennzeichnet durch Ziffernträger für mindestens zwei Wertstellen, die als Ziffernscheiben ausgebildet sind, wobei die Ziffern der Ziffernscheiben (5) höherer Wertstellen in die Ebene der Ziffernscheibe (1) niederer Wertstelle auf eine dort vorgesehene mit der Ziffernscheibe (1) niederer Wertstelle umlaufende Blende (9) abgebildet werden, welche eine spiralförmige Steigung aufweist, die das durch eine Drehung einer Ziffernscheibe (5) höherer Wertstelle bewirkte Wandern der Ziffern relativ zur optischen Achse des optischen Systems (16) berücksichtigt.

2. Zählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziffernscheibe (1) niederer Wertsten»; in mehrere gleich große Sektoren (6; 7; 8) unterteilt ist, deren jeder mit den einer Einheit der Ziffernscheibe (5) höherer Wertstelle entsprechenden Bruchteilen dieser Einheit, beispielsweise mit Dezimalwerten beziffert ist und jeder eine in bezug auf die Welle (2) der Ziffernscheibe (L) niederer Wertstelle spiralförmig verlaufende Blenden (13; 14; 15) aufweist und daß die Blenden (13; 14; 15) an einer Sektorengrenze auf verschiedenen Radien liegen und dadurch Stufen (10; 11; 12) bilden.

3. Zählwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmige Steigung der Blenden (13; 14; 15) bei der Drehung der Ziffernscheibe (1) niederer Wertstelle synchron zu dem bei der zwangläufigen Drehung der Ziffernscheibe (5) höherer Wertstellen erfolgenden Wandern der Ziffern relativ zur optischen Achse des optischen Systems (16) so verläuft, daß über den vollen Durchlauf eines mit dem Bruchteil einer Einheit der Ziffernscheibe (5) höherer Wertstelle bezifferten Sektors (6; 7; 8) jeweils nur eine Ziffer der Ziffernscheibe (5) höherer Wertstelle in dem dem Abbildungsstrahlengang (17) zugeordneten Blendenausschnitt sichtbar ist und daß erst nach dem Durchlauf einer Sektorengrenze mit den Stufen (10; 11; 12) der Blende (9) durch den Abbildungsstrahlengang (17) die nächste Ziffer der Ziffernscheibe (5) höherer Wertstelle sprungartig, nach Art einer Zehnerschaltung in dem Blendenausschnitt erscheint.

4. Zählwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild der Ziffern der Ziffernscheibe (5) höherer Wertstelle und die jeweils zugeordnete Ziffer des Bruchteil- oder Dezimalwertes der Sektoren (6; 7; 8) der Ziffernscheibe (1) niederer Wertstelle in an sich bekannter Weise mit Hilfe optischer Mittel (18) gemeinsam in den Bildfenstern (19; 20) eines Projektionsschirmes (21) nebeneinander wertstellengerecht abgebildet werden.