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Anzeice- oder Registriereinrichtung für Meßergebnisse Die Erfindung
betrifft eine Anzeige- oder Registriereinrichtung für in der Form einer Anzahl von
Wellenumdrehungen vorliegende Meßergebnisse, insbesondere Wägeergebnisse, mit nehreren,
vorzugsweise mit dekadischer Ubersetzungsabstufung durch die Wellenumdrehungen kontinuierlich
bewegen Merkmalsträgern für die Ziffern der jeweiligen Einheit, wie radial gestuften
Scheiben oder dergl, die jeweils von im wesentlichen radial beweglichen Tastorganen
abgetastet werden, wobei die Bewegung der Tastorgane die Einstellung von Anzeige-
oder Registrierorganen bewirken.
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Zur Anzeige oder Registrierang von Meßergebnissen, die in der Form
einer Anzahl von Wellenumdrehungen vorliegen, sind einfache Zählwerke bekannt, deren
Zifferrad für die kleinste Einheit unmittelbar von der Welle angetrieben wird, während
die Ziffernräder für die höheren Einheiten in bekannter Weise weitergeschaltet werden,
wenn das Ziffernrad der jeweils nächstniederen Einheit eine volle Umdrehung ausgeführt
hat. Diese Zählwerke haben für den angegebenen Zweck jedoch erhebliche Nachteile;
das von der sich drehenden Welle aufzubringende Drehmoment zur Betätigung des Zählmechanismus
ist insbesondere durch das erforderliche Weiterschalten der Ziffernräder der nächsthöheren
Einheit so betrachtlich, daß die in der Form einer Anzahl von wellenumdrehungen
vorliegenden Meßergebnisse vor Eingabe in das Zählwerk erheblich verstärkt werden
müßten.
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Es sind auch Anzeige- oder Registriereinrichtungen bekannt, bei denen
die sich drehende Welle eine radial oder axial gestuPte Scheibe als Merkmalsträger
antreibt.
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Diese Scheibe wird von einem oder mehreren Tastorganen abgetastet,
deren radialer Vorschubweg bei der Tastbewegung die Einstellung von Anzeige- oder
Registrierorganen beirkt. Auf dieser Scheibe sind die Merkmale für alle Ziffernstellen
untergebracht. Eine Umdrehung der Merkmalsscheibe entspricht bei diesen Einrichtungen
dem gesamten Meßbereich. Die gesamte Teilungszahl muß also auf dem Umfang untergebracht
werden, was mit großem Aufwand verbunden ist. Außerdem ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten
und Fehlermöglichkeiten bei der Abtastung der Merkmalsscheibe im Bereich einer oder
mehrerer Ziffernsprungstellen.
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Bekannt ist auch, für die einzelnen siffeutellen des Meßergebnisses
mehrere sich drehende Merkmalsscheiben vorzusehen, die untereinander Jeweils durch
ein meist dekadisch abgestuftes Übersetzungsgetriebe verbunden sind, während die
sich drehende Welle die Merkmalsscheibe mit der kleinsten Einheit antreibt. Jede
Merkmalsscheibe ist mit einem mechanischen Geradsteller in Form einer gezahnten
Scheibe verbunden, in deren Verzahnung eine Klinke eingreift, die dafür sorgt, daß
das Merkmalsrad nur weils von einer vollen Ziffer zur nächsten weiterspringt.
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Diese Anordnung weist ebenfalls die Nachteile auf, daß die Anzeige
im Bereich einer oder mehrer Ziffernsprungstellen nicht eindeutig ist und daß ein
größeres Drehmoment zum Antrieb auPgebracht werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden
und eine Anzeige- oder Registriereinrichtung zu schaffen, bei der die Abtastung
der Merkmalsträger auch
im Bereich der Ziffernsprungstellen stets
ein genaues und eindeutiges Ergebnis bringt. Dies geschieht erfindungsge mä# dadurch,
daß abhängig vom Tastergebnis an einem Merkmalsträger jeweils am Merkmalsträger
der nächsthöheren Einheit (nächste Dekade) der Abtastpunkt vor Uberschreiten der
Sprungstelle von einer Ziffer zur nächsten auch über die Ziffernsprungstelle hinaus
mit dem Merkmal der kleineren Ziffer versehenen Stelle, und nach Uberschreiten der
Ziffernsprungstelle an einer schon vor der Ziffernsprungstelle mit dem Merkmal der
nachstfolgenden Ziffer versehenen Stelle gewählt wird, erforderlichenfalls nach
einer Verlagerung des Abtastpunktes quer zur Abtastbewegung des Tastorgans. Dadurch
erreicht man, daß das Tastorgan jeder Ziffernstelle auf dem Merkmalsträger inner
jeWStelle abtastet, die eindeutig das Merkmal der betreffenden Ziffer trägt; damit
wird ein gesonderter Geradsteller für den Merkmalsträger überflüssig. Zugleich erreicht
man, daß der Fehler des Meßergebnisses nicht größer ist als der Fehler, der beim
Abtasten des Merkmalsträgers für die kleinste Einheit entsteht.
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Zweckmäßigerweise erfolgt die Querverlagerung des Abtastpunktes durch
eine Querverschiebung des Tastorgans. Es ist aber auch möglich, das Tastorgan mit
zwei Tastspitzen zu versehen1 von denen jeweils eine bei der Abtastbewegung ausgeschwenkt
wird, so daß die andere Tastspitze die Abtastung des Merkmalsträgers vornimmt. Bei
der letztgenannten Ausgestaltung ist es nicht nötig, das gesamte Tastorgan quer
zu verschieben. Vorteilhafterweise werden die Tastspitzen in diesem Fall durch jeweils
einen Schenkel von um eine waagrechte Achse schwenkbaren Winkelhebeln gebildet;
das Ausschwenken erfolgt dann durch die Querverschiebung eines mit einer AusnelLmung
versehenen, als Anschlag für den
zweiten Schenkel eines Winkelhebels
dienenden Riegels Zweckmäßigerweise bewirkt ein mit dem Tastorgan verbundenes, mit
diesem zur Tastbewegung vorgeschobenes und die Einstellung der Anzeige- oder Registrierorgane
bewirkendes Ubertragungsglied zwischen zwei Sprungstellen der Ziffern der nächsthöheren
Einheit (nächsthöhere Dekade), vorzugsweise in der Mitte zwischen zwei Ziffernsprungstellen,
die Querverschiebung des Tastorgans des Merkmalsträgers der nächsthöheren Einheit
bzw. des Riegels, Vorteilhaft ist, die Merkmalsträger als radial gestufte rotierende
Scheiben auszuführen und die Querverschiebung im wesentlichen parallel zir Achse
der Scheiben erfolgen zu lassen. Solche Scheiben lassen sich nämlich auf kleinstem
Raum eng nebeneinander anordnen. Auch das zur Antriebsübersetzung zwischen den einzelnen
Merkmalsträgern notwendige Getriebe lEBt sich bei Ausführung der Merkmalsträger
als Scheiben in einfacher und raumsparender Weise als ein Vorgelege ausführen.
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Das Ubertragungsglied kann die Verschiebung des Tastorgans des Merkmals
trägers der nächsthöheren Einheit bzw. des Riegels über Versclkbekurven und gegebenenfalls
weitere Ubertragungsteile bewirken. Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
sieht vor, daß der Merkmalsträger außer bei der kleinsten Einheit aus zwei radial
gestuften, miteinander rotierenden, nebeneinander angeordneten Scheiben besteht,
die gegeneinander um einen kleinen Betrag, vorzugsweise um eine halbe Teilungseinheit,
in der Weise verdreht sind, daß der Stufensprung auf der einen Scheibe gegenüber
der Ziffernsprungstelle voreilt und auf der anderen Scheibe nacheilt. Je nach der
Querverschiebung, die das Tastorgan vor dem Tastvorgang ausgeführt hat, wird nun
eine der beiden Scheiben abgetastet, wobei die Querverschiebung des Tastorgans bzw.
des Riegels so erfolgt, daß jeweils diejenige
Scheibe abgetastet
wird, deren Merkmal im Bereich des Tastorgans eindeutig erfasst werden kann; bei
radial gestuften Scheiben bedeutet dies, daß nur der mittlere Bereich jeder Stufe
abgetastet wird, nicht jedoch die Übergangsbereiche von einer Stufe zur nächsten,
in denen Fehlanzeigen erfolgen könnten.
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Vorteilhaft ist, die Stufung des Merkmalsträgers an der Stelle, an
der die Querverschiebung des Tastorgans des Merkmalsträgers der nchstöheren Einheit
erfolgen soll, vorzugsweise in der Mitte zwischen zwei Ziffernspiungstellen, in
radialer Richtung größer auszuführen als bei den übrigen Stufen, dadurch hat man
nämlich an dieser Stelle einen größeren Vorschubhub des Tastorgans und damit des
Ubertragungsgliedes zur Verfügung, der sich über die Verschiebekurven leicht in
die Querverschiebung des nächsten Tastorgans umsetzen läßt.
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Da es bei dem Erfindungsgedanken nicht auf eine Absolutverschiebung
des Tastorgans ankommt, sondern nur auf einer Relativbewegung zwischen Tastorgan
und Merkmalsträger, ist es auch möglich, dies durch eine Querverschiebung des Merkmalsträgers
zu erreichen. Die Anzeige und die Registrierung können zugleich erfolgen und gegebenenfalls
auch nach einer Fernübertragung. Damit ist es beispielsweise möglich, ein Wägeergebnis
zugleich am Meßort anzuzeigen, im Druckwerk zu drucken und an einer weiter entfernten
Stelle nochmals anzuzeigen oder zu drucken.
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Ein wesentlicher Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß
zum Antrieb des Merkmalsträgers nur ein geringes, gleichbleibendes Drehmoment benötigt
wird, so daß eine Verstärkung des Meßergebnisses zum Antrieb der Anzeige- oder Pegistriereinrichtung
in vielen Fällen überflüssig sein wird.
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In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des k?findungsgedankens
schematisch dargestellt. Darin zeigen Figur 1 die vereinfachte Ansicht einer Anzeige-
oder Registriereinrichtung nach der Erfindung; Figur 2 in einer Einzelheit eine
weitere konstruktive Lösung zur Querverschiebung des Abtastorgans nach Figur 1 ;
Figur 3 in einer Einzelheit eine Möglichkeit zur Querverlagerung des Abtastpunktes
in einer Anzeige-oder Registriereinrichtung, die im übrigen der Figur 1 entspricht.
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Die Welle 1 wird durch einen in Figur 1 nicht dargestellten Motor
in der Weise angetrieben, daß das anzuzeigende oder zu registrierende Meßergebnis
in Form einer Anzahl von Umdrehungen der Welle 1 vorliegt. Beispielsweise kann der
Motor zugleich der Verstellmotor in einer selbstabgleichenden Brückenschaltung einer
elektrischen Waage sein. Durch die durch den Pfeil 2 angedeutete Drehbewegung der
Welle 1 wird eine gestufte Scheibe 3 angetrieben, die als Merkmalsträger für die
Ziffern der kleinsten Einheit (kleinste Dekade) dient. Mit der Scheibe 3 ist ein
Zahnrad 4 verbunden, das über ein Vorgelege 5 ein Zahnrad 6 mit dem tibersetzungsver
hältnis 1 : 10 antreibt, das ebenfalls auf der Welle 1 läuft, mit dieser Jedoch
nicht verbunden ist. Das Zahnrad 6 ist mit zwei gestuften Scheiben 7 und 8 verbunden,
von denen die eine (7) gegenüber der anderen (8) voreilt. Dabei liegt die eigentliche
Ziffernsprungstelle zwischen dem Stufensprung der voreilenden und der nacheilenden
Scheibe. Beide Scheiben 7 und 8 sind in gleicher Weise gestuft.
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Ein Tastorgan 11 zur Abtastung der Scheibe 3 ist mit einem Ubettragungsglied
12 und einer daran befindlichen Zahnstange verbunden, die über das Zahnrad 13 die
Verdrehung des Ziffern rades 14 zur Anzeige oder Registrierung bewirkt. Das Ubertragungsglied
12
ist in zwei Trägern 15 und 16 in der Weise geführt, daß es unter dem Einfluß der
Zugfeder 17 eine Abtastbewegung in Richtung auf die Stufenscheibe 3 ausführen kann.
Bei einer Verdrehung der Welle 22 bevirkt die Kurvenscheibe 21 mittels des an der
Zahnstange des Ubertragungsgliedes 12 befestigten Stiftes 23 die Abtastbewegung
des Ubertragungsglides 12 und damit des Tastorgans 11.
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Beim Vorschieben des Ubertragungsgliedes 12 bewegt sich ein mit dem
Ubertragungsglied 12 verbundener Stift 24 in der kulissenartigen Öffnung 25 des
Hebels 26, der im Träger 16 gelagert ist. Die Öffnung 25 ist so gestaltet, daß bei
der Bewegung des Ubertragungsgliedes 12 das vordere Ende des Hebels 26 quer zur
Umfangsbewegung der Scheiben 7 und 8 verschoben wird, dadurch wird zugleich das
zu den Scheiben 7 und 8 gehörende Tastorgan 31 quer verschoben. Mit dem an seinem
hinteren Ende ebenfalls als Zahnstange ausgebildeten Ubertragungsglied 32, das auch
in den Trägern 15 und 16 geführt vird, ist das Tastorgan 31 durch ein Querbewegungen
zulassendes elastisches Element 33, beispielsweise ein Federblättchen, verbunden.
Die Feder 34 bewirkt die Vorschiebbewegung des Ubertragungsgliedes 32, die durch-die
ebenfalls auf der Welle 22 sitzende Kurvenscheibe und den Stift 36 ausgelöst wird.
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Der als Zahnstange ausgebildete Teil des Ubertragungsgliedes 32 kämmt
mit dem Zahnras 37, das ein weiteres Ziffernrad 38 für die nächsthöhere Ziffernstelle
zur Anzeige oder Registrierung antreibt.
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Die wirkungsweise der dargestellten Einrichtung läßt sich wie folgt
beschreiben: Durch die Drehbewegung der Welle 1 werden die Scheibe 3 - und nach
entsprechender Ubersetzung durch das Zahnrad 4, das Vorgelege 5 und das Zahnrad
6 - die Scheiben 7 und 8 kontinuierlich bewegt, wobei zehn Umdrehungen der Scheibe
3 einer einzigen Umdrehung der Scheiben 7 und 8
entspricht. Wenn
das durch die Stellung der Scheiben 3 bzw 7 und 8 dargestellte Meßergebnis angezeigt
oder registriert werden soll, wird die Welle 22 in dem durch den Pfeil 39 dargestellten
Drehsinn verdreht. Der Stift 23, der auf der Kurvenscheibe 21 läuft, erlaubt dabei
die Abtastbew\egung des Ubertragungsgliedes 12 mit dem Tastorgan 11. Wenn das Tastorgan
11 dabei auf eine der die Ziffern 0 - 4 darstellenden fünf Stufen mit den größten
Radien der Scheibe 3 trifft, ist der Tastweg des Tastorgans 11 noch so gering, daß
keine Querbewegung des Hebels 26 erfolgt; das Tastorgan 31 wird nicht seitlich bewegt
und tastet die Merkmale der Scheibe 7 ab. Wenn das Tastorgan 11 aber einen größeren
Weg zurUcklegt, indem es auf die die Ziffern 5 - 9 darstellenden fünf Stufen mit
kleinerem Radius auf der Scheibe 3 abtastet, ist der Weg des Tastorgans 11 und des
Ubertragungsgliedes 12 so groß, daß der Stift 24 in der kulissenartigen Öffnung
25 eine Querbewegung des Hebels 26 bewirkt, wodurch auch das Tastorgan'31 im dargestellten
Beispiel nach links bewegt wird und die Scheibe 8 abtastet.
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Da die Scheibe 7 gegenüber der Scheibe 8 voreilt, tastet das Tastorgan
31 auf der Scheibe 7 eine Stelle ab, an der der Stufensprung schon eindeutig vollzogen
ist, wenn das Tastorgan 11 auf der Scheibe 3 die Ziffern 0 - 4 abtastet. enn aber
das Tastorgan 11 auf der Scheibe 3 die Ziffern 5 - 9 abtastet, haben sich die Scheiben
7 und 8 soweit gedreht, daß das Tastorgan 31 auf der Scheibe 7 bereits in den Bereich
des Stufensprungs geraten würde; deshalb wird das Tastorgan 37 in diesem Bereich
bereits nach links verschoben, so daß es auf der nacheilenden Scheibe 8 nur eindeutig
zum gleichen Merkmal gehörende Stellen abtastet. -Sobald auf der Scheibe 3 beim
Übergang von der Ziffer 9 zur Ziffer 0 wieder der mögliche radiale Abtastweg des
Tastorgans 11 erheblich verkleinert wird, entfällt auch die Querverschiebung des
Tastorgans 31, so daß nunmehr wieder die voreilende Scheibe 7 abgetastet wird, auf
der der Stufensprung bereits eindeutig vollzogen ist.
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Die Vorschiebbewegung der Tastorgane 11 und 31 und der damit verbundenen,
an ihrem hinteren Ende mit einer Zahnstange versehenen Ubertragungsglieder 12 und
32 bewirken über die ZahnrNder 13 und 37 eine Verdrehung der Ziffernräder 14 und
38.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist in Figur 1
nur an einer Einrichtung zur Anzeige bzw. zur Registrierung von Einern und Zehnern
gezeigt; Ublicherveise ist eine solche Einrichtung aber noch für mehrere Dekaden
ausgelegt. Auf der Welle 1 befinden sich dann noch mehrere gestufte Doppeischeiben
als erkmalsträger, deren Antrieb in gleicher Weise erfolgt, wie es in Figur 1 beim
Übergang von den Einern zu den Zehnern dargestellt ist; auch die Abtastung der Stufenscheiben
erfolgt in gleicher Weise, wie sie beispielsweise für die Zehner dargestellt ist.
Selbstverständlich ist nur die Merkmalsscheibe für die Einer aus einer einzigen
Scheibe aufgebaut, während alle übrigen Merkmalsscheiben für höhere Einheiten aus
zwei gegeneinander versetzten gestuften Scheiben bestehen.
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Figur 2 zeigt ausschnittsweise eine weitere konstruktive Möglichkeit,
von der Bewegung des Übertragungsgliedes 12 die Querverschiebung des Tastorgans
31 herzuleiten. Zu diesem Zweck ist das Übertragungsglied 12 mit einer rurvenfläche
51 versehen, auf der ein Stift 52 gleitet, der an dem aber tragungsteil 53 befestigt
ist, das in Führungen, die in Figur 2 nicht weiter dargestellt sind, eine senkrechte
Bewegung ausführen kann. Am Ubertragungsteil 53 ist eine schrägstehende Fläche 54
vorgesehen, auf der eine entsprechende schrägstehende Fläche des Tastorgans 31 aufliegt.
Wenn das Ubertragungsglicd 12 bis zu den Stufen mit dem geringeren Radius der Scheibe
3 vorgeschoben wird, wird durch das Zusammenwirken der Fläche 51 mit dem Stift 52
das Ubertragungste 53 angehoben; dabei verschiebt die Fläche 54 das Tastorgan 31,
das
an einer senkrechten Bewegung gehindert ist, zur Seite, so daß nun die Scheibe 8
vom Tastorgan 31 abgetastet wird. An dem Ubertragungsglied 32 ist wiederum eine
turvenflAche 55 vorgesehen, die zur Bewegung weiterer Übertragungsteile und damit
zur Querverschiebung weiterer Tastorgane dient. Das Tastorgan 11 bzw. 31 und das
Ubertragungsglied 12 bzw. 32 besteht hier aus einem Stück; eine Unterteilung durch
ein biegeelastisches Element ist bei dem gezeigten Beispiel überflüssig, weil das
ganze Ubertragungsglied 12 bzw. 32 quer verschoben wird.
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Bei der konstruktiven Lösung nach Figur 3 trägt das mit dem Tastorgan
verbundene ffbertragungsglied 12 seitlich ein turvenstUck 61. Wenn das Tastorgan
11 bis auf die Stufen mit dem kleineren Radius der Scheibe 3 vorgeschoben wird.,
berührt das rurvenstück 61 einen Riegel 62, der im Bereich des Tastorgans 31a, 31b
mit einer Ausnehmung 63 versehen ist, und verschiebt den Riegel 62 quer. Das mit
dem Ubertragungsglied 32 verbundene Tastorgan ist aus zwei Winkelhebeln 31a und
31b aufgebaut, die um einen Stift 64 am Übertragungsglied 32 geschwenkt werden können.
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Anschläge und Federn die in Figur 3 nicht dargestellt sind, sorgen
dafür, daß die Winkelhebel 31a und 31b normalerweise in der gezeichneten Lage verharren,
daß ihr nach unten weisender kürzerer Schenkel aber gegen Federkraft nach hinten
zum Ubertragungsglied 32 hin bewegt werden kann. Solange das rurvenstück 61 den
Riegel 62 noch nicht verschoben hat, steht die Ausnehmung 63 in der Bewegungsbahn
des nach unten weisenden Schenkels des Winkelstücks 31a, so daß beim Vorschieben
des Ubertragungsgliedes 32 das WinkelstUck 31a seine Lage beibehält, da sein kürzerer
Schenkel durch die Ausnehmung 63 hindurchgeht, während der kürzere Schenkel des
Winkelstücks 31b an den Riegel
62 anstößt, so daß die Tastspitze
des Winkelstücks 31b nach unten verschwenkt wird und damit nicht in Berührung mit
der Scheibe 8 gelangt; die Tastspitze des Winkelstücks 31a tastet dann die Scheibe
7 ab. Wenn das Tastorgan 11 aber eine der tieferliegenden Stufen (Ziffern 5 - 9)
abtastet, verschiebt das turvenstUck 61 den Riegel 62, so daß die Ausnehmung 63
vor dem kürzeren Schenkel des Winkelstücks 31b zu stehen kommt. Bei der Tastbewegung
des Ubertragungsgliedes 32 behält nun das Winkelstück 31b seine Lage bei, während
das Winkelstück 31a ausgeschwenkt wird; die Tastspitze des Winkelstücks 31b tastet
nun die Scheibe 8 ab.