DE1898149U - Digital-anzeigegeraet. - Google Patents

Description

RA.207 211*20.3.61»

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Digital-Anzeigegerät

Es sind eine Reihe von Anordnungen bekannt, bei denen Meßwerte mit Hilfe elektronischer Mittel digital angezeigt werden» Derartige Anordnungen erfordern einen erheblichen Aufwand an elektrischen und elektronischen Bauelementen·

Im Gegensatz dazu bezieht sich die im folgenden näher beschriebene Neuerung auf eine besonders einfach aufgebaute mechanisch-optische Torrichtung zur digitalen Anzeige des Betrages einer Dreh- oder Translationsbewegung. Bei dieser neuen Torrichtung werden die darzustellenden Ziffern in bekannter Weise aus einzelnen Linienelementen zusammengesetzt, von denen jeweils diejenigen aufleuchten, die zur Darstellung der gewünschten Ziffer erforderlich sind. Als Linienelemente dienen dabei neuerungsgemäß die Lichtaustrittsöffnungen von Lichtleitern, wobei die Steuerung der Beleuchtung ihrer Lichteintrittsöffnungen entsprechend der anzuzeigenden Ziffer dadurch erfolgt, daß sich ein mit schlitzförmigen Öffnungen versehenes Band in Abhängigkeit von der zu messenden Dreh- oder Translationsbewegung vor einer senkrecht zu den Bandschlitzen verlaufenden und durchleuchteten Spaltblende vorbeibewegt und das Band für jede anzuzeigende Ziffer einen bestimmten Sektor mit Schlitzen besitzt, die so angeordnet sind, daß in Terbindung mit dem Lichtspalt Lichtflecken entstehen, die durch eine an sich bekannte optische Abbildungsvorrichtung auf die Lichteintrittsöffnungen derjenigen Lichtleiter geworfen werden, die zur Darstellung der gewünschten Ziffer benötigt v/erden. Anstelle des mit Schlitzen versehenen Bandes kann mit gleichem Erfolg auch eine Scheibe verwendet werden, bei der die Schlitze auf konzentrisch angeordneten Kreisen liegen und der durchleuchtete Spalt in Richtung eines Radius der Scheibe verläuft.

Zwei Ausführungsbeispiele der !Teuerung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Gemäß den zusammengehörenden Figuren 1a und 1b, die eine Anordnung zur Darstellung einzelner Ziffern zeigen, ist mit der Achse 1, deren Drehbewegung von der jeweiligen Meßgröße beeinflußt wird, das lichtundurchlässige, kreisbogenförmige Band 2 fest verbunden. Dieses Band ist, wie Figur 2 entnommen werden kann, für die Darstellung der Ziffern 0 ... in die Sektoren a bis k aufgeteilt, wobei jedem Sektor zwei oder mehr waagerecht verlaufende Schlitze 3 zugeordnet sind.

In Figur 1 ist der Deutlichkeit halber auf dem Band 2 nur der mit b bezeichnete Sektor dargestellt. Unmittelbar vor dem Band 2 befindet sich die Spaltblende 4> deren Spalt senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes 2 steht. Der gerade Glühfaden einer Sofittenlampe 5 wird mit Hilfe der Linse 6 am Ort der Spaltblende 4 so abgebildet, daß sich das Glühfadenbild über die ganze Länge des Spaltes erstreckt. In der gezeichneten Stellung ergeben die Schlitze 3 in Verbindung mit dem durchleuchteten Spalt 4 die Lichtpunkte 7 und 8» die durch die Linse 9 als Lichtflecken 10 und 11 vergrößert abgebildet werden.

An den Stellen, wo die Lichtfleckenbilder erscheinen, liegen die Lichteintrittsöffnungen, der Lichtleiter 12 bis 18· Ihre Lichtaustrittsöffnungen haben jeweils die Form eines Striches und sind so zueinander angeordnet, daß die jeweils beleuchteten in eckiger Schriftart Ziffern ergeben, wie sie in Figur 3 dargestellt sind.

Im gezeichneten Beispiel leuchten die strichförmigen Lichtaustrittsöffnungen der Lichtleiter 17 und 18 auf und bilden somit die Ziffer •♦Eins". Dies ist durch Schraffur dargestellt.

Liegt beispielsweise der Sektor a des Bandes 2 vor der Spaltblende 4» wird durch die Lichtleiter 12, 13, 15, 16, 17 und 18 die Ziffer "Null« feebildet. Die Drehbewegung des Bandes 2 wird also durch die Ziffern 0 ... 9 angezeigt, wobei jede Ziffer so lange ruhig stehen bleibt, bis die Ziffernsektorgrenze den Spalt 4 passiert. In diesem Augenblick springt die eben noch lesbar gewesene Ziffer in die nächsthöhere bzw. bei umkehr in die nächstniedrigere um.

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Oa man selbst bei sehr engem Spalt 4 bezüglich, der Helligkeit noch völlig deutlich erkennbare Ziffern erhält, kann der Fall, daß die angezeigte Ziffer nicht identifizierbar ist, v/eil gerade die Grenze zwischen zwei Ziffernsektoren vor dem Spalt 4 steht, schon wegen der fast stets vorhandenen geringen Schwankungen des Meßwertes praktisch nie eintreten.

Die Lichtleiter können aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff bestehen. Letzterer hat den Vorteil, daß er sich besonders leicht in die erforderliche Form bringen läßt.

Um die angezeigten Ziffern auch bei stark seitlicher Betrachtung noch erkennen zu können, sind alle Lichtaustrittsöffnungen durch ein durchscheinendes Medium, beispielsweise Mattglas, abgedeckt. Zur Verbesserung der Erkennbarkeit der Ziffern ist zwischen den Lichtleitereintrittsöffnungen und den Austrittsöffnungen eine lichtundurchlässige Blende 19 angeordnet, durch die die Lichtleiter hindurchgeführt sind. Dadurch wird vermieden, daß der Untergrund, auf dem die Ziffern erscheinen, durch Streulicht aufgehellt wird.

Bei dem beschriebenen Beispiel geschieht die Darstellung der Bewegung durch eine einstellige Zahl. Es ist mit der neuerungsgemäßen Anordnung jedoch auch möglich, den Betrag einer Translations- oder Drehbewegung in Form einer mehrstelligen Zahl und somit auch besonders genau anzuzeigen. Insbesondere ist dies dann möglich, wenn die Kraft der anzuzeigenden Bewegung eine Verwendung von Übersetzungsgetrieben gestattet.

In Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung für eine dreistellige Anzeige schematisch dargestellt. Es sei angenommen, daß die Achse 1 von einem Meßwerk betätigt wird, das als anzeigendes Instrument einen Zeigerausschlagsbereich von 90 besitzt und daß die Skala von 0 bis 1 linear geteilt ist. Auf der Achse 1 ist das Zahnrad 20 befestigt, das mit dem Zahnrad 21 im Eingriff steht. Das Übersetzungsverhältnis dieser beiden

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Zahnräder ist 1 : 4> so daß bei einem Yollaussehlag des Instrumentes bis 90 das Zahnrad 21 eine volle Umdrehung macht. Auf der Achse 22 sind die weiteren Zahnräder 23 und 24 fest angebracht, die die Zahnräder 25 und 26 antreiben. Das Übersetzungsverhältnis der beiden Zahnräder 23 und 25 ist 1 : I5 dagegen ist das der Zahnräder 24 und 26 gleich 1 : 10. Mit dem Zahnrad 25 ist das kreisförmige Band 27 fest verbunden. Am Zahnrad 26 befinden sich die beiden Bänder 28 und 29· Die Bänder 27 und 28 tragen auf ihrem Umfang je 10 Ziffernsektoren für die Ziffern 0 ... S ±n der zu Figur 1 beschriebenen Art und zwar so, daß jeder Ziffernsektor I/10 des Umfanges einnimmt, während das Band 29 auf seinem Umfang 100 Ziffernsektoren besitzt. Diese hundert Sektoren sind so angebracht, daß sie 10 mal jeweils die Ziffern 0 ... 9 durchlaufen. Alle drei Bänder sind so justiert, daß bei der Stellung "Null" des Meßwerks auch die Sektoren für die Ziffer Null gerade vor den Spalten 30> 31 ¹¹^d 32 stehen.

Die Spaltai30, 31 und 32 werden durch die Sofittenlampen 33> 34 und. 35 in der schon oben geschilderten Art beleuchtet. Die entstehenden Lichtfleckenanordnungen werden durch die Linsen 36, 37 ^und 38 so abgebildet, daß ihre Bilder auch hier wieder auf die Lichteintrittsöffnungen der ihnen zugeordneten Lichtleiter fallen. Die jeweils 3 ^mal 7 Lichtleiter sind in der Zeichnung mit den Bezugszahlen 39 > 40 und 4I versehen. Das aus Mattglas bestehende Ablesefenster 42 liegt dicht vor den einzelnen Lichtleitern.

Diese Anordnung arbeitet nun folgendermaßen: Dreht sich der bewegliche Teil des Meßwerks, dessen Yollaussehlag gleich dem Wert "1" sein soll, von 0 ... 0,1, so dreht sich auch das Band 27 um I/IO seines Umfanges. Das bedeutet, daß bei der durch dieses Band gelieferten ersten Stelle der anzuzeigenden Zahl die bisher sichtbar gewesene Ziffer 0 in die Ziffer 1 umspringt. Das Band 28 hat sich in dieser Zeit einmal herumgedreht, d.h. die zweite Stelle hatte die Werte von 0 über 9 bis wiederum "0" durchlaufen. Das die dritte Stelle liefernde Band 29, das sich ebenfalls herumgedreht hat, hat 10 mal den Zyklus 0 ... 9 durchlaufen und steht ebenfalls wiederum auf ¹¹O". Für eine derartige Anzeige setzt man in dem Anzeigefenster vor die dreistellig angezeigte Zahl

noch eine ständig erleuchtete "0" mit einem dahinterstehenden Komma.

Wählt man für die Bänder 27, 28 und 29 einen Durchmesser von etwa 13 cm, ergibt das jeweils einen Umfang von etwa 40 cm. Das würde bedeuten, daß beispielsweise jeder Ziffernsektor auf dem Band 27 etwa 4 cm breit ist.

Setzt man außerdem eine Spaltbreite von 0,4 mm an, dann ergibt sich, daß der TJnbestimmtheitsbereich 1/1OO eines Ziffernsektors beträgt, d.h., daß in dem betrachteten Beispiel dieser Bereich, in dem eine Sektorengrenze vor dem beleuchteten Spalt steht, I/IOO · I/IO = I/IOOO des Vollausschlages beträgt. Da selten eine Meßgröße auf mehr als I/IOOO konstant ist, kann somit praktisch nie der Fall eintreten, daß die angezeigte Ziffer nicht eindeutig ist. Hinzu kommt noch folgendes: Befindet sich die Sektorengrenze im ersten oder letzten Drittel der Spaltöffnung, so leuchtet eine der beiden Zahlen doppelt so hell auf, wie die andere, so daß eine eindeutige Ablesung möglich ist. Als Unsicherheitsbereich kann somit I/3OOO des Yollausschlages angenommen werden und dies liegt in allen praktischen Fällen weit unterhalb der Grenzen, innerhalb deren die Meßgröße schwankt. Für die Bänder 28 und 29 gelten diese Überlegungen entsprechend.

Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 zeigt, kann man den Stellenbeipeich einer Ziffer dadurch zum Ausdruck bringen, daß man entweder bei gleicher Breite der Ziffernsektoren die Bewegungsgeschwindigkeit der Bänder proportional zum Stellenwert wählt oder daß man bei gleicher Geschwindigkeit der Bänder die Breite der Ziffernsektoren proportional zum Stellenwert macht. Eine Kombination beider Maßnahmen ist ebenfalls möglich.

Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1# Vorrichtung zur digitalen Anzeige des Betrages einer Dreh- oder Translationsbewegung, bei der die Ziffern aus einzelnen Linien» elementen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich bewegendes Band (2) mit in Bewegungsrichtung verlaufenden Schlitzen (3) versehen ist und daß sich hinter dem Band eine linienförmige Lichtquelle (5) und eine Optik (6) und vor dem Band eine Spaltblende (4) und eine Optik (9) befinden und daß weiterhin die Lichtleiter (12 bis 18) vorhanden sind, deren Lichtaustrittsöffnungen die Linienelemente bilden, aus denen sich die Ziffern zusammensetzen«

   2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Bandes (2) eine Scheibe verwendet wird, bei der die Schlitze (3) auf konzentrisch angeordneten Kreisen liegen und daß die Spaltblende (4) in Richtung eines Eadius der Scheibe verläuft.

   3* Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere identische Bänder (27,28,29) oder Scheiben durch entsprechende Übersetzungsgetriebe (20 bis 26) miteinander verbunden sind«

   4· Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere miteinander gekuppelte Bänder (27,28,29) mit Schlitzen (3) derart versehen sind, daß ihre Längen dem Stellenwert der anzuzeigenden Ziffer proportional sind·

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