DE19533099A1 - Betriebszustandsanzeige - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeige eines Betriebszustands eines Geräts.

Stand der Technik

Zur Anzeige, daß beispielsweise ein Kundenautomat betriebs­ bereit ist, sind eine Vielzahl von elektrisch bedienbaren Anzeigen bekannt, insbesondere solche mit Glühlampen oder lichtemittierende Dioden. Diese haben den Vorteil, daß bei einem Ausfall des Geräts auch die Anzeige erlischt. Jedoch ist eine solche Anzeige bei Sonnenlicht nicht erkennbar und bei einfacher Ausführung auf eine farbige Fläche begrenzt.

Bekannt sind auch Anzeigen, bei denen mechanisch durch einen Hubmagneten oder Motor ein Gegenstand unter einem Fenster verschoben wird, so daß ein Bereich anderer Farbe oder anderer Schrift sichtbar wird. Hierzu ist eine, meist auf­ wendige, Mechanik erforderlich. Außerdem wird beim Betrieb mit Hubmagneten während der Anzeige nicht unerhebliche Leistung verbraucht, insbesondere wenn die Anzeige groß­ flächig erfolgen soll. Wird andererseits ein Motor ver­ wendet, so sind ein Getriebe und Endschalter notwendig, und beim Ausfall der Spannungsversorgung muß mit aufwendiger Technik eine Zwangsrückstellung eingeleitet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach herzustellende Anzeige anzugeben, die großflächig ausgeführt werden kann, wenig Strom im aktivierten Zustand verbraucht und bei Strom­ ausfall selbsttätig in den inaktiven Zustand umschaltet.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung besteht aus einer Anordnung zur optischen Anzeige von zwei Zuständen, bei der ein Gleichstrom-Kollek­ tor-Kleinmotor in einer Walze steckt, mit dieser kraft­ schlüssig verbunden ist und seine Achse mit dem Gehäuse ver­ bunden ist, das die Walze umfaßt, wobei durch Bestromung des Kleinmotors die Walze gedreht wird und so durch ein Sicht­ fenster ein anderes Segment auf der Walze sichtbar wird.

In einer ersten Ausführungsform wird der Kleinmotor aus einer Stromquelle hohen Innenwiderstands gespeist und gegen eine Federkraft gedreht. Bei Stromausfall stellt die Feder­ kraft die Walze in den Ruhezustand zurück.

Eine zweite Ausführungsform benötigt nur für die Verstellung einen Stromfluß durch den Motor. Hierbei werden Permanent­ magnete benutzt, die als Anschläge für die Drehung der Walze dienen und durch ein an sie anschlagendes Eisenplättchen die Walze in der jeweiligen Stellung festhalten. Die Energie zur Rückstellung wird in einem Kondensator gespeichert und beim Abschalten der Stellspannung aus diesem dem Motor zugeführt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Fig. 1 ein Querschnitt durch die Anzeige und

Fig. 2 einen Längsschnitt,

Fig. 3 eine Schaltung für die Rückstellung in der zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Schaltung für die Ansteuerung mit dynamisch geringem Innenwiderstand.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 2 zeigt den entsprechenden Längs­ schnitt. Ein Gehäuse 10, das in Fig. 1 als Zylinder mit Fuß dargestellt ist, enthält einen zylinderförmigen Hohlraum und ein Fenster 14. Die äußere Ausformung dieses Gehäuses kann ohne Einfluß auf die Funktion vielfach variieren.

In dem zylinderförmigen Hohlraum befindet sich ein Halb­ zylinder 11, der drehbar gelagert ist. Auf seiner Außen­ fläche befinden sich zwei unterschiedliche Felder 17 und 18, die durch Drehung des Halbzylinders 11 unter das Fenster 14 gebracht werden können. Zwei Anschläge 15 und 16 begrenzen die Drehung des Halbzylinders 11, so daß jeweils eines der Felder 17, 18 von außen durch das Fenster 14 sichtbar wird. Eine Feder 19 dreht den Halbzylinder in Richtung zum Anschlag 15, so daß im Ruhezustand das Feld 17 durch das Fenster 14 sichtbar ist. Die beiden Felder 17, 18 unter­ scheiden sich durch ihre Farbe oder durch Schriftzüge wie "Bereit" oder "Außer Betrieb".

Der Halbzylinder 11 hat im Innern einen konzentrischen zylindrischen Hohlraum, der an beiden Enden durch Halbkreis­ segmente abgeschlossen ist, die Bohrungen 25 längs der Achse des Halbzylinders aufweisen. An dem einen Ende des Halb­ zylinders 11 ist ein Kleinmotor 12 mit zylindrischem Außen­ gehäuse angebracht. Der Innendurchmesser des Halbzylinders ist nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Motors 12, so daß dieser beispielsweise durch eine Klebung 21 kraftschlüssig mit dem Halbzylinder 11 verbunden ist. Die Achse 13 des Motors 12 ragt durch die axiale Bohrung 25 des Halbzylinders 11 in eine Bohrung des Gehäuses 10. Eine Fixierung 23 befestigt die Achse 13 des Motors 12 mit dem Gehäuse 10. Damit ist die Achse 13 des Motors 12 mit dem Gehäuse kraftschlüssig verbunden, jedoch in der Bohrung 25 des Halbzylinders 11 drehbar. Durch Bestromung des Motors 12 wird daher ein Drehmoment zwischen Gehäuse 10 und Halb­ zylinder 11 bewirkt. Bei geeigneter Polarität wird der Halbzylinder 11 gegen das Moment der Feder 19 bis zum Anschlag 16 gedreht, so daß das zweite Feld 18 im Fenster 14 sichtbar wird. Durch Betrieb des Motors an einer Spannungs­ quelle mit hohem Innenwiderstand, beispielsweise über einen Vorwiderstand, wird ein ausreichendes Moment für die Drehung bewirkt, aber der Strom durch den Motor begrenzt, so daß eine Dauerbestromung ohne unzulässige Erwärmung des Motors möglich ist. Bei Stromausfall entfällt auch das Drehmoment, so daß sich der Halbzylinder durch das Drehmoment der Feder 19 in die Ruhestellung zurückdreht. Der Motor wird durch flexible Anschlußlitzen 22 angeschlossen, da seine Dreh­ bewegung weniger als 360° beträgt. In einer Variante dieser Anordnung nach Fig. 4 wird ein Vorwiderstand 36 mit paral­ lelgeschaltetem Kondensator 35 benutzt, so daß ein statisch hoher, aber ein dynamisch geringer Innenwiderstand der Stromquelle entsteht. Alternativ kann auch ein Motor mit einer wesentlich größeren Nennspannung als die anliegenden Betriebsspannung verwendet werden, so daß der im Stillstand fließende Strom geringer ist als der Nennstrom des Motors bei Bewegung. Beispielsweise kann ein Motor mit 24 V Nennspannung an 5 V Betriebsspannung verwendet werden.

Auf dem dem Motor 12 entgegengesetzten Ende des Halb­ zylinders ist ein zweiter Lagerpunkt 24 vorhanden. Alternativ kann auch ein zweiter Motor in gleicher Art wie auf der gegenüberliegenden Seite als Lager verwendet und wahlweise mit bestromt werden.

In einer anderen Ausführungsform sind die beiden Anschläge 15 und 16 als Permanentmagnete ausgebildet. Der Halbzylinder hat an den Stellen, die gegen die Anschläge 15 und 16 stoßen, Weicheisenplättchen, die in den Fig. nicht darge­ stellt sind. Diese werden von dem jeweiligen Permanent­ magnet-Anschlag angezogen, wenn sie demselben nahe sind. Damit bleiben die Ruhe- und Anzeigestellung auch ohne Bestromung des Motors erhalten. Eine Feder 19 kann weiterhin vorhanden sein, um die Rückstellung zu unterstützen; sie ist jedoch so zu dimensionieren, daß die von ihr ausgeübte Kraft sicher kleiner ist als die Haltekraft des Weicheisen­ plättchens am Anschlag 16 abzüglich von durch Erschütterun­ gen bewirkten Kräften.

Zur Ansteuerung dieser Anordnung wird eine Serienschaltung eines Kondensators mit dem Kleinmotor verwendet. Durch den Kondensator wird die Ein- bzw. Ausschaltflanke differen­ ziert und führt zu einem Stromimpuls durch den Motor, der dadurch den Halbzylinder 11 in jeweils die andere Richtung an den Anschlag 15 bzw. 16 dreht, wobei die jeweilige Stel­ lung durch die permanentmagnetischen Anschläge 15 und 16 fixiert wird.

Sofern keine ausreichend schnellen Ein- oder Ausschalt­ flanken gesichert sind, stellt die Schaltung nach Fig. 3 diese bereit. Der Kleinmotor 12 liegt in Reihe mit einem Kondensator 35 an dem gemeinsamen Pol eines Umschalters 33 und an einem Bezugspotential, das mit dem Ruhepol des Umschalters 33 verbunden ist. Der Arbeitspol des Umschalters 33 ist über eine Diode 34 mit der Eingangsspannung verbun­ den, welche gleichzeitig an einem Relais 32 liegt, das den Umschaltkontakt 33 bedient. Wird diese Anordnung an eine geeignete Spannung gelegt, so zieht nach Erreichen der Anzugsspannung das Relais an. Damit schaltet der Umschalt­ kontakt den Motor 12 über den Kondensator 35 an diese Span­ nung. Der Ladestrom des Kondensators 35 fließt durch den Motor und bewirkt eine Drehung des Halbzylinders 11 bis zum Anschlag 16. Nach dem Laden des Kondensators fließt kein Strom mehr durch den Motor, sondern nur noch der Strom durch das Relais. Dessen Stromverbrauch kann in bekannter Art durch einen kapazitiv überbrückten Vorwiderstand weiter reduziert werden.

Wird die Eingangsspannung soweit reduziert, daß der Halte­ strom des Relais 32 unterschritten ist, so fällt dieses ab und der Kondensator wird über den Ruhepol und den Motor ent­ laden. Der dadurch bewirkte Stromstoß durch den Motor bewirkt eine Drehung in entgegengesetzter Richtung zum Anschlag 15. Die Energie hierzu ist im Kondensator 35 elek­ trisch gespeichert. Die Diode 34 verhindert ein Entladen des Kondensators 35 und verbessert damit das Abschaltverhalten. Sie verhindert, daß der Kondensator sich über das Relais entlädt und nur die beim Abfallen des Relais im Kondensator verbleibende Energie für den Rückstellvorgang verfügbar ist. Sie kann entfallen, wenn das Relais so dimensioniert und der Kondensator groß genug gewählt wird, daß die in ihm gespeicherte Energie bei der Abfallspannung des Relais ausreicht, die Walze 11 vom Anschlag 16 zu trennen und zum Anschlag 15 zu drehen.

Wird bei dieser Variante mit magnetischen Anschlägen auch die Feder 19 verwendet, um die Rückstellung zu beschleu­ nigen, dann kann ein Widerstand 37, der in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist, parallel zum Kondensator geschaltet werden. Damit ist ein Ruhestrom eingestellt, der ein dem Moment der Feder entgegengesetztes Moment erbringt. Das Relais ist so auszuwählen, daß, wie zuvor beschrieben, die Diode 34 entfallen kann, da durch den Widerstand der Kondensator bei sinkender Betriebsspannung entladen wird.

Claims (6)

1. Anordnung zur Anzeige mit den Merkmalen:

• - In einem Gehäuse (10) mit einem transparenten Fen­ ster (14) und einem zylindrischen Hohlraum ist ein Teilzylinder (11) drehbar angebracht, so daß die Hauptsymmetrieachse des Hohlraums und die des Teilzylinders (11) gleich sind,
• - die Außenseite des Teilzylinders (11) weist zwei Bereiche (17, 18) von unterschiedlichen Mustern auf, die durch Drehung des Teilzylinders (11) unter das Fenster (14) bringbar sind,
• - eine Feder (19) übt ein Drehmoment auf den Teil­ zylinder (11) in Richtung auf einen ersten Anschlag
• (15) aus, der die Drehbewegung derart begrenzt, daß der ein erster Bereich (17) sich unter dem Fenster (14) befindet,
• - die Innenseite des Teilzylinders (11) ist kraft­ schlüssig mit der Außenseite eines Motors (12) ver­ bunden,
• - eine Achse des Motors (12) ist kraftschlüssig mit dem Gehäuse (10) verbunden,
• - der Motor (12) ist derart beschaltet, daß eine Bestromung ein Drehmoment erzeugt, das größer als das Drehmoment der Feder (19) und diesem entgegen­ gesetzt ist und in Richtung auf einen zweiten Anschlag (16) wirkt, der die Drehbewegung so begrenzt, daß ein zweiter Bereich (18) sich unter dem Fenster (14) befindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor ein Gleich­ strom-Kollektor-Kleinmotor ist, der mit einer Spannung betrieben wird, die wesentlich unterhalb der Nennspannung des Motors liegt, so daß der Strom im Stillstand geringer als der Nennstrom ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor ein Gleich­ strom-Kollektor-Kleinmotor ist, der aus einer Gleich­ spannungsquelle mit wenigstens statisch hohem Innen­ widerstand gespeist wird.

4. Anordnung zur Anzeige mit den Merkmalen:

• - In einem Gehäuse (10) mit einem transparenten Fenster (14) und einem zylindrischen Hohlraum ist ein Teilzylinder (11) drehbar angebracht, so daß die Hauptsymmetrieachse des Hohlraums und die des Teilzylinders (11) gleich sind,
• - die Außenseite des Teilzylinders (11) weist zwei Bereiche (17, 18) von unterschiedlichen Mustern auf, die durch Drehung des Teilzylinders (11) unter das Fenster (14) bringbar sind,
• - die Innenseite des Teilzylinders (11) ist kraft­ schlüssig mit der Außenseite eines Motors (12) ver­ bunden,
• - eine Achse des Motors (12) ist kraftschlüssig mit dem Gehäuse (10) verbunden,
• - eine Drehung des Teilzylinders (11) wird durch zwei Anschläge (15, 16) aus permanentmagnetischem Material begrenzt, wobei der Teilzylinder an der Berührungsstellen zu den Anschlägen (15, 16) mit ferromagnetischem Material ausgestattet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei der Motor (12) ein Gleichstrom-Kollektor-Kleinmotor ist, der in Serie mit einem Kondensator (35) geschaltet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, wobei die Serienschaltung des Kondensators (35) mit dem Motor (12) über einen von einem Relais (32) betätigten Umschaltkontakt (33) bei stromlosen Relais kurzgeschlossen und bei bestromten Relais (32) über den Umschalter (33) mit der an dem Relais (32) liegenden Spannung verbunden ist.