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Vorrichtung zur Anzeige einer Winkellage Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige einer Winkellage auf einer Kreisringscheibe.
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Vorrichtungen zur Anzeige einer Winkellage auf einer kreisrunden Scheibe
sind in mannigfaltigen Ausführungen bekannt. Hierbei erfolgt die Anzeige mittels
eines Zeigers oderceiner zeigerähnlichen Einrichtung, welche aufgrund ihrer Winkelatellung
einen bestimmten Wert angibt.
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Bei Uhren geben z.B. in der Regel zwei Zeiger durch ihre Winkel stellungen
zu einer Skala oder einer Bezugslinie eine Jeweilige Uhrzeit - an, Die vorliegende
Erfindung zeigt eine Lösung der Aufgabe, eine Winkelanzeige auf einer kreißförmigen
Scheibe mit anderen Mitteln als mit Zeigern oder zeigerähnliahen Einrichtungen
darzustellen
und eine Anzeige auch nach Zurücklegung eines oder mehreren Umläufe zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet
sich dadurch, dass sie aus wenigstens einem Kreisringscheibenpaar besteht, dessen
beide Ringscheiben geschlitzt und schraubenförmig ineinander gewunden sind, sich
mindestens über über/360 erstrecken und relativ zueinander drehbar an einem ortsfesten
Gehäuseteil gelagert sind, sowie Führungen zur axialen Führung aufweisen, und dass
ein Verstellorgan an einer der Scheiben zur Mitnahme derselben angreift, während
gleichzeitig die andere Scheibe in ihrer Lage mittels einer Arretierung gehalten
ist.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnungen mit ihren ihr als
erfindungswesentlich zugehörenden Einzelheiten beispielsweise dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kreisscheibenpaares in vier Stellungen
a bis d, Fig, 2 eine Vorderansicht des Kreisscheibenpaares in vier-Stellungen a
bis d, Fig. 5 eine Vorderansicht zweier Kreisscheibenpaare, Fig. 4 einen Querschnitt
durch die Kreisscheibenpaare nach Fig0 5 längs der Linie IV-IV.
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Fig, 5 eine Vorderansicht des Mitnehmers, Fig. 6 einen Vertialschnitt
durch den Mitnehmer nach Fig. 5 und
Fig. 7 einen teilweisen Schnitt
durch ein Kreisscheibenpaar mit drei Stellungen a bis c der Arretierung.
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In Pig. 1 und 2 ist ein Kreisringscheibenpaar dargestellt, dessen
zwei Scheiben 1 und 2 einmal geschlitzt sind, sich an den geschlitzten Enden überlappen
und eine zentrale Ausnehmung 3 aufweisen. Mit den Darstellungen a bis d in Fig.
1 und 2 wird die Vorrichtung zur Anzeige einer Winkellage prinzipiell erläutert.
In der Stellung a, die auch als Ausgangelage bezeichnet werden kann, liegen die
beiden Scheiben 1 und 2 übereinander, sind jedoch schraubenförmig ineinander gewunden.
Wird nun die vordere Scheibe 1 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei die Scheibe 2 festgehalten
wird, 80 ergibt sich Bild b, wobei die Scheibe 1 die dargestellte Winkellage anzeigt.
Wird Scheibe 1 weitergedreht, erhalten wir Bild c. Die Scheibe 1 liegt nun hinter
der Scheibe 2 und wir haben eine der Ausgangsstellung a ähnliche Stellung, Jedoch
mit vertauschter Lage der Scheiben t und 2. Wird nun Scheibe 2 im Uhrzeigersinn
gedreht, so erhalten wir Bild d. Hier zeigt die Scheibe 2 die Winkellage an, während
Scheibe 1 fesgehalten ist. Dreht man die Scheibe 2 weiter, so erhält man wieder
das Bild a und der Vorgang kann von vorne beginnen.
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Wir können also mit diesen beiden schraubenförmig ineinander gewundenen
Scheiben 1 und 2 beliebig viele Umläufe vornehmen wobei die Anzeige der Winkellage
abwechslungsweise durch eine der beiden Scheiben erfolgt, während die andere festgehalten
ist. Damit diese wechselnden Umläufe der Scheiben 1 und 2 fortlaufend durchgeführt
werden können, werden Verstellorgane
zum Verdrehen der Jeweiligen
Scheibe, Führungen zur Aufrechterhaltung der gegenseitigen Lage der beiden Scheiben
1 und 2 sowie Arretiermittel zum Festhalten der jeweils stillstehenden Scheibe benötigt.
Diese Teile werden im Detail in den nachstehenden Figuren 3 bis 7 beschrieben.
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In Fig. 3 und 4 ist eine Anordnung mit zwei Kreisscheibenpaaren 4,
5 dargestellt, die koaxial auf einer Befestigungseinrichtung 6 drehbar gelagert
sina und von einem gemeinsamen Antrieb 7 betätigt werden, der aul der Befestigungseinrichtung
6 befestigt ist.
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Die Befestigungsvorrichtung 6 besteht aus einer Sockelplatte 10, in
deren Zentrumsnabe 11 eine Welle 12 fest gelagert ist, die im wesentlichen alle
Teile der beiden Drehscheibenpaare und ihres Antriebes trägt. Auf der Welle 12 ist
ein Rohr 15 befestigt, auf dem verschiedene Wälzlager angeordnet sind.
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Mit 14 ist der gemeinsame Motor der beiden Scheibenpaare 4, 5 schematisch
dargestellt, der beispielsweise ein Elektromotor sein kann. Anstelle eines solchen
Motors kann auch ein verstärktes Gebersignal treten, das über ein geeignetes Stellglied
die beiden Kreisringscheibenpaare verdreht. Der Motor 14 ist mit zwei Ausgangswellen
15, 16 versehen, deren Zahnräder 17, 18 mit zwei Zahnrädern 19, 20 kämmen. Das Zahnrad
19 treibt über den Lager-Aussenring 21, Klauenkupplung 22, Lager-lnnenring 23 und
Lager-Aussenring 24 eine nicht dargezwischen stelltes Verstellorganen beiden Scheibenpaaren
4, 5 cln, das das Scheibenpaar 5 bewegt. Die Teile 19 bis 24 sind
drehfest
miteinander verbunden, was beispielsweise bei dem hier vorliegenden Anwendungsbeispiel
der Feinwerktechnik durch stirnseitiges Zusammenkleben der betreffenden Teile erreicht
werden kann. In gleicher Weise ist das Zahnrad 20 über Lager-Aussenring 50, Lager-Innenring
31, Klauenkupplung 52, Lager-Aussenring 33, Lager-Innenring 34 und Lager-Aussenring
35 mit einem Verstellorgan 36 drehfest verbunden, das das Kreisscheibenpaar 4 bewegt.
Die Lager-Innenringe 40, 41, 42 sind mit dem Rohr 15 fest verbunden, das durch die
Schraube 64 pit der Welle 12 fest verbunden ist.Weiter sind Scheibe 50, Ring 51,
Ring 52, Lager-Aussenring 53, Ring 54 fest angeordnet. Zentrierschrauben 55, 56,
57 ermöglichen es, die betreffenden Teile, die ghrungsringe 58, 59 und das Gehäuse
60 zu zentrieren. Die Führungsscheiben 61, 62 sind dagegen an den festen Teilen
51, 53 verbunden, beispielsweise durch Klebung, Das Rohr 13 wird zusammen mit einem
Rohr 63 mit einer Schraube 64 drehfest mit der Welle 12 verbunden.
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Das Verstellorgan 36 für das Ereisscheibenpaar 4, das in genau gleicher
Weise auch für das Kreisscheibenpaar 5 ausgeführt wird, besteht aus einem am Lager-Aussenring
35 mit Rippen 69 befestigten U-Profil 70, in welchem ein Mitnehmerarm 71 schwenkbar
gelagert ist, der wahlweise an einem der beiden an je einer Scheibe des Kreisscheibenpaares
angeordneten Dorne 72, 73 angreift. Der Mitnehmerarm 71 bteht unter der Wirkung
einer Feder 74 und gleitet mit seinem abgekröpften Sunde 75 auf einer sohraubenförmigen
rührung 76 auf der Pührungchelbe 61. Die ringförmige Führung 76 weist eine Unetetikeitsetelle
auf, an weloher der Mitnehmerari 71 aus der
in Fig. 6 gestrichelt
dargestellten Lage in die ausgezogene Lage springt. Von der Anordnung von Unstetigkeitsstellen
an einer Führung wird auch an anderer Stelle Gebrauch gemacht, was nachstehend noch
bechrieben wird. An der Unstetigkeitsstelle wird der tbergang von der Bewegung der
einen Scheibe auf diejenige der anderen Scheibe vorgenommen.
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Für die Führung der Scheiben eines Kreisringscheibenpaares sind die
bereits erwähnten Führungsscheiben 58, 9, 61, 62 vorgesehen, die ebenfalls ringförmige
Führungen 80, 81, 82, 63 aufweisen, sowie Distanzhalteringe 99 an den Scheiben.
Diese Führungen dienen dazu, die Scheiben eines Kreisscheibenpaares so zu fuhren,
dass höchstens minimale Eaumel- oder Ausweichbewegungen auftreten. Die Führungen
bu, 81, 82, 8n weisen ebenfalls Utetigkeitsstellen auf, die gegeneinander versetzt
sina, wie dies für das Kreisscheibenpaar 4 in Fig. 7 dargestellt ist.
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Mit 90 ist die Arretierung als Ganzes bezeichnet, die aus einem Kipphebel
91 besteht, dessen eines Ende unter der Wirkung einer Feder 92 steht und dessen
anderes Ende eine Arrotierungeklinke 95 mit einem Nocken 94 und einer Schrägkante
95 aufweist. Der Kipphebel 91 ist an einem Sockel 96 drehbar gelagert, der in nicht
dargestellter Weise sicti an einem festen Gehäuseteil, beispielsweise an der Führungescheibe
5S, abstützt0 Die in Fig. 7 dargestellte Lage der Scheiben 1 und 2 entspricht
eine
Phase kurz vor Erreichen der Phase nach Fige la, d.h., es ist dies die Phase nach
Fig. ib nach Weiterdrehen der Scheibe 2. Kurz vor Erreichen der Anfangslage stösst
die Scheibe 2 an der Schrägkante 95 der Klinke 93 an und verschiebt diese in der
Weise, dass Scheibe 1, die bisher von dem Nocken 94 arretiert wurde, freigegeben
wird, sehe Phase b.
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Direkt unter dem Nocken 94 liegt die Unstetigkeitsstelle der Führungskurve
8O, während die Unstetigkeitsstelle 84 der Pührungskurve 81 um die Überlappung der
Scheibe im Gegenuhrzeigersinn versetzt ist.
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Durch das Einschieben der Scheibe 2 wird die Scheibe 1 nach rechts
odrickt, wobei sie mit einem Ende an der Unstetigkeitsstelle 84 liegt. Dies entspricht
nun ganau der Phase nach Fig. 1a. Im gleichen Zeitpunkt, in dem die Freigabe der
Scheibe 1 stattfindet, findet auch die Umschaltung des Mitnehmerarmes 71 (Fig. 6)
statt, und das Verstellorgan greift nach Uberfahren der Unstetigkeitsstelle am Dorn
72 der Scheibe 1 an und beginnt mit der Drehung derselben.
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In der Ausführung nach Fig. 3 und 4 mit zwei Kreisscheibenpaaren 4,
5 ist für jedes Kreisscheibenpaar ein Verstellorgan und eine Arretierung vorzusehen,
Während für das Kreisscheibespaar 4 (Fig. 4) die Arretierungsklinke 93 und das Verstellorgan
36 mit dem Mitnehmerarm Y1 am Dorn 72 sichtbar sind, ist für das Kreisscheibenpaar
5 nur die Arretierung 97 teilweise dargestellt, während man sich ein genau gleiches
Verstellorgan
wie das Verstellorgan 36 in dem leeren Raum zwischen Verstellorgan 36 und Führungsscheibe
62 angeordnet zu denken hat, wobei dieses Verstellorgan auf dem Lager-Aussenring
24 angeordnet ist.
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Die beschriebene Anzeigevorrichtung kann für verschiedene Zwecke angewandt
werden. In der Ausführung nach Fig. 5 und 4 kann sie einen Zähler darstellen, der
bestimmte Einheiten summiert, wobei beispielsweise das Kreisscheibenpaar 4 die Einer
und das Kreisscheibenpaar 5 die Zehner angibt.
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Auch eine Anwendung als Tachometer ist denkbar. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit
besteht in der Zeitangabe e Der im Gehäuse 60 angeordnete Antrieb 14 kann beispielsweise
ein Synchronmotor sein, dessen zwei Wellen 15, 16 den Ausgang für die Minuten- bzw.
Stundenanzeige darstellen können. Das Kreisscheibenpaar 4 kann beispielsweise die
Minuten- und das Kreisscheibenpaar 5 die Stundenanzeige übernehmen. Unter diesen
Voraussetzungen würde die Zeitangabe dieser treffend als "Sektor-Uhr" zu bezeichnenden
Einrichtung nach Fig. 3 11,U Uhr sein.
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Bei Verwendung der beschriebenen Anzeigevorrichtung als "Sektor-Uhr"
od.dgl. ist es zweckmässig, die beiden Scheiben eines Kreisscheibenpaares z.B. mit
kontrastierenden Farben zu vereehen und gegeneinander abzuheben, so dass die Ablelesung
hierdurch
erleichtert wird. Dabei wird der angezeigte Winkel in vorteilhafter Weise als Fläche
sichtbar gemacht.
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rolle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der beigefügten
Zeichnung dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln
als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.