DE2043367C3 - Anzeigegerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigegerät mit -gerader Skala gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

ίο Ein derartiges Anzeigegerät ist in der DE-PS 9 46 573 beschrieben. Dort ist der gegen die federangetriebene Rückholeinrichtung arbeitende Antrieb ein Wirbelstromkörper, der magnetisch mit einer mechanisch bewegten Eingangswelle gekoppelt ist. Ein derartiges Anzeigegerät kann nicht dazu verwendet werden, von elektrischen Meßwertgebern bereitgestellte Signale zur Anzeige zu bringen.

Ein Anzeigegerät mit gerader Skala und bezüglich dieser bewegbarer Markierung ist jedoch insbesondere für die Instrumententafeln von Flugzeugen von Vorteil, wo eine Vielzahl von durch elektrische Meßwertgebern bereitgestellten Signalen für Betriebsparameter des Flugzeuges gleichzeitig zur Anzeige gebracht werden sollen.

In der US-PS 33 8t 656 ist ein Anzeigegerät mit vertikal bewegbares Markierung beschrieben, das z. B. als Höhenanzeige in einem Flugzeug verwendet werden kann. Dort wird ein die Markierung tragendes Band durch einen Servoantrieb auf ein Antriebsrad aufgewik kelt oder über ein Zahnradgetriebe auf eine Aufnahme rolle zurückgewickelt. Hierbei sind aber komplizierte Vorkehrungen erforderlich, um die Zunahme bzw. Annahme des Wickeldurchmessers zu berücksichtigen. Es ist ferner bekannt (vgl. »Archiv für technisches Messen«, Jhg. 1964, S. 259 und 260), die lineare Bewegung eines Zeigers eines Kompensationsschreibers gemäß einem elektrischen Eingangssignal dadurch zu bewerkstelligen, daß man einen Kompensationswiderstand einer Brückenschaltung mechanisch mit einem Servomotor koppelt und diesen gemäß dem Unterschied zwischen dem am Kompensationswiderstand abgegriffenen Brückensignal und dem Eingangssignal erregt Derartige Kompensationsantriebe sind auch schon zum Bewegen der Zeiger von Großanzei gegeräten verwendet worden (Prospekt der Firma Fernsteuergeräte, Berlin, 1/64, S. 2 und 3).

Durch die Erfindung soll ein Anzeigegerät mit gerader Skala gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geschaffen werden, daß wenig Platz benötigt, robust und einfach aufgebaut ist und sich billig herstellen läßt Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Anzeigegerät gemäß Anspruch 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer Gruppe von Skalenanzeigegeräten, F i g. 2 eine Draufsicht auf eines der in F i g. I

so dargestellten Anzeigegeräte mit doppelter Skalenanzei= ge,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer auf der rechten Seite angeordneten Antriebsvorrichtung des in F i g. 2 gezeigten Anzeigegerätes,

h5 F i g. 4 eine Ansicht von unten der in F i g. 3 gezeigten Antriebsvorrichtung,

Fig.5 eine Seitenansicht einer auf der linken Seite angeordneten Antriebsvorrichtung des in F i g. 2 darge-

stellten Anzeigegerätes,

Fig,6 eine Draufsicht auf d;e in Fig,5 gezeigte Antriebsvorrichtung,

Fig. 7 einen Querschnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 5,

Fig,8 eine Rückholeinrichtung, wie sie bei dem Anzeigegerät der F i g. 2 verwendet wird,

F i g, 9 ein Diagramm, in dem das Drehmoment der Rückholeinrichtung über der Auslenkung aufgetragen ist,

Fig. 10 ein schematisches Schaltdiagramm des elektrischen Stromkreises der Antriebsvorrichtungen.

Die in F i g. 1 gezeigte Gruppe von Skalenanzeigegeräten ist so dargestellt, wie sie dem Piloten eines Flugzeuges auf der Instrumententafel erscheint; jedes Skalenanzeigegerät besitzt eine Skala 1 mit Markierun- π gen, die dem anzuzeigenden Betriebszustand entsprechen. Die Anzeigegeräte A besitzen nur einen einzigen Zeiger 3 auf einer Seite der Skala, wogegen die Anzeigegeräte B auf jeder Seite der Skala einen Zeiger 3 aufweisen. Bei einigen der Anzeigegeräten A, B besteht der Zeiger aus einer Spitze 3a auf einem flexiblen Band 27, wogegen der Zeiger bei den übrigen Anzeigegeräten aus einer Linie 36 auf dtm Band besteht, wobei das Band vorzugsweise unter der Linie eine andere Farbe als über der Linie hat, um das Ablesen 2^r, zu erleichtern. Jeder Zeiger bewegt sich in vertikaler Richtung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand. Bei den Anzeigegeräten B mit doppelter Skalenanzeige kann beispielsweise der eine Zeiger den Öldi uck eines Triebwerks und der andere Zeiger den Öldruck eines so zweiten Triebwerkes anzeigen. Wenn das Flugzeug vier Triebwerke hat, werden zwei Anzeigegeräte mit doppelter Skalenanzeige verwendet, um diese Parameter für vier Triebwerke anzuzeigen. Bei einem Leistungsausfall verschwindet der Zeiger selbsttätig von r> der Skala, und es erscheint eine Warnmarkierung 3c.

Die rechte Antriebsvorrichtung 5 und die linke Antriebsvorrichtung 7 weisen jeweils ein Band 27 auf, das sich rechts bzw. links von einer Befestigungsplatte 9, entsprechend der Seite der Skala, auf der der Zeiger -to angeordnet ist, befindet (F i g. 3—6).

Jede Antriebsvorrichtung weist ein Potentiometer auf, das auf der einen Seite der Befestigungsplatte 9 durch Befestigungsmittel 13 angebracht ist und eine durch eine Öffnung in der Befestigungsplatte verlaufen- <r> de Welle 12 besitzt. Ein Zahnrad IS ist auf einer Riemenscheibe 17 befestigt, und das Zahnrad und die Riemenscheibe sitzen auf der dem Potentiometer 11 abgewandten Seite der Befestigungsplatte. Ein Servo- -motor 19 ist durch Befestigungsmittel 21 in einer w Öffnung der Befestigungsplatte angebracht, so daß er sich durch die Befestigungsplatte erstreckt, und weist eine Welle 23 auf, die ein mit dem Zahnrad 15 kämmendes Zahnrad 25 trägt. Der Servomotor treibt die Riemenscheibe 17 und das Potentiometer 11 in der r, einen Richtung an. Das Band 27 ist mit seinem einen Ende durch eine Schraube 18 an der Riemenscheibe 17 befestigt Das Band 27 läuft über Rollen 29, 31, die an den Ecken der Befestigungsplatte 9 neben der Skala 1, auf der gleichen Seite der Befestigungsplatte 9 wie die mi Riemenscheibe 17, mittels Kugellagern drehbar gelagert ist. Das andere Ende des Bandes 27 ist durch eine Schraube 22 an einer Rückholeinrichtung 33 befestigt, die auf der gleichen Seite der Befestigungsplatte 9 wie die Riemenscheibe 17 angeordnet ist. μ

Die Rückholeinrichtung, die in den Fig.7 und 8 genauer dargestellt ist, v> eist eine Trommel 34 auf, in der eine Spiralfeder 36 angeordnet ist. Die Spiralfeder 36 ist mit ihrem einen Ende durch einen Stift 36a am äußeren Umfang der Trommel und mit ihrem anderen Ende durch einen Stift 366 an der Nabe 38 der Trommel 34 befestigt. Die Spiralfeder weist vorzugsweise eine Anzahl von an der Nabe 38 liegenden Windungen 36c und eine Anzahl von an dem Außenrand der Trommel 34 liegenden äußeren Windungen 36c/ und eine oder mehrere dazwischenliegende Windungen 36e auf; ferner hat sie eine solche Länge, daß allein die Windung bzw. Windungen 36e der Feder zwischen den inneren Windungen 36c und den äußeren Windungen 36d zum Antrieb der Trommel wirksam sind, um auf das Band 27 über den gesamten Betriebsbereich eine gleichförmige Kraft, und zwar unabhängig von der Winkelstellung der Trommel 34, auszuüben (siehe die in Fig.9 gezeigte Drehmomentenkurve).

Der Servomotor 19 treibt das Band 27 an und bewegt den Zeiger 3 längs der Skala 1 in der einen Richtung, wogegen die Rückholeinrichtung 32 das Band 27 antreibt und den Zeiger 3 längs &x Skala 1 in der anderen Richtung verschiebt. Die Bewegung des Zeigers 3 ist linear, und die Rückholeinrichtung 33 setzt dem Servomotor 19 dauernd eine Gegenkraft entgegen. Die Bewegung des Zeigers 3 ist durch einen Begrer^ungsanschlag 40 begrenzt, der an der Befestigungsplatte 9 durch Schrauben 40a befestigt ist und mit an der Riemenscheibe 17 angebrachten Stiften 41 zusammenwirkt. Der Durchmesser der Riemenscheibe 17 und der Rückholeinrichtung 33 utrd die Lage der Stifte 41 und des Begrenzungsanschlages 40 werden vorzugsweise derart gewählt, daß bei einer Umdrehung der Riemenscheibe 17 und der Rückholeinrichtung 33 der Zeiger sich über die gesamte Skala bewegen kann und die Warnmarkierung 3c erscheint und der Zeiger 3 von der Skala verschwindet, wenn dem Servomotor 19 entweder absichtlich oder aus sonstigen Gründen keine Energie zugeführt wird. Der Begrenzungsanschlag 40 ist vorzugsweise flexibel, um den Stoß aufzufangen, 4er bei einem Leistungsausfall oder sonstigen Störungen auftreten kann.

Wie in F i g. 2 dargestellt, werden die rechte Antriebsvorrichtung 5 und die linke Antriebsvorrichtung 7 durch Schrauben 35 zusammengehalten, die sich durch Öffnungen in den Befestigungsplatten 9 erstrekken und in Abstandstücke 37 zwischen den Befestigungsplatten eingeschraubt sind. Die Antriebsvorrichtungen sind derart zusammengebaut, daß das Potentiometer 11 und der Servomotor 19 einer jeden Antriebsvorrichtung zwischen den Befestigungsplatten liegen. Die Potentiometer 11 und die Servomotoren 19 sind auf den Befestigungsplatten 9 derart versetzt zueinander angeordnet, daß der Servomotor und das Potentiometer der rechten Antriebsvorrichtung und die entsprechenden Bauteile der linken Antriebsvorrichtung sich gegenseitig nicht stören. Diese .Anordnung macht es möglich, die Breite des Anzeigegerätes auf ein Minimum zu verringern.

Die Skala t ist durch Schrauben 39 an den Abstandsstücken 37 befestigt. Die Antriebsvorrichtungen sind in einem Gehäuse 42 durch Schrauben 43, die in Streben 45 eingeschraubt sind, befestigt. Ein Sichtglas 47 ist am einen Ende des Gehäuses vor der Skala I angeordnet An der Rückseite der Antriebsvorrichtung ist im Gehäuse ein Verstärker 53 für jede Antriebsvorrichtung angeordnet, der durch Schrauben 44 am Abstandsstück 37 befestigt ist. Die Verstärker und Servomotoren sind durch Leitungen 46 mit sinem elektrischen Anschluß 49 verbunden, der in der

Rückseite 50 des Gehäuses angebracht ist.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ist ein Meßwertgeber 51, der die öltemperatur, den Öldruck oder dergleichen mißt, mit einer Energiequelle verbunden und liefert ein elektrisches Signal entsprechend dem gemessenen Betriebszustand. Das Potentiometer 11 weist einen Schleifer 52 auf, der über die Zahnräder 15, 25 (angedeutet durch die gestrichelte Linie) mit dem Servomotor 19 und durch das Band 27 mit der RUckholeinrichtung 33 verbunden ist. Das Potentiometer 11 ist an der Energiequelle und mit dem Meßwertgeber 51 an dem Eingang des Verstärkers 53 angeschlossen. Der Servomotor 19 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 53 verbunden und bewegt das Band 27 und den Schleifer 52 des Potentiometers 11 in der einen Richtung in eine Nullstellung, worauf der Ausgang des Verstärkers ein Motordrehmoment erzeugt, das das Federdrehmoment ausgleicht. Bei einer Änderung des Betriebszustandes und einer entsprechenden Änderung des vom Meßwertgeber 51 abgegebenen Signals, wenn das Federdrehmoment größer als das Motordrehmoment ist, bewegt die Rückholeinrichtung 33 das Band 27 und den Schleifer 52 in eine neue Nullstellung, bis der Ausgang des Verstärkers 53 derart eingestellt ist, daß das Motordrehmoment das Federdrehmoment wieder ausgleicht. Bei einem Leistungsausfall bewegt die Rückholeinrichtung 33 den Zeiger 3a selbsttätig von der Skala weg, und es erscheint die Warnmarkierung 3c auf dem Band 27.

Der Servomotor 19 ist vorzugsweise ein Zweiphasenmotor, und beide Phasen 19a und 196 sind mit dem

■» Ausgang des Verstärkers 53 verbunden; die Phase 19a ist mit einem Kondensator 20 in Reihe geschaltet. Diese Anordnung macht es möglich, daß das Anzeigegerät mit sehr kleinen Leistungsverlusten arbeitet und der Servomotor bei niedrigen Betriebstemperaturen arbei-

Ki tet.

Das erfindungsgemäße Skalenanzeigegerät ist billig herzustellen, von kleinen Abmessungen, einfach abzulesen und insbesondere bei Flugzeugen mit mehreren Triebwerken verwendbar.

π Es wurde immer von Skalenanzeigegeräten mit vertikaler Skalenanzeige gesprochen; es versteht sich jedoch von selbst, daß die Skalenanzeige beispielsweise auch horizontal auf der Instrumententafel angeordnet werden könnte. Das Wort »vertikal« wurde lediglich dazu verwendet, um die geradlinige Bewegung des gerätes zu verdeutlichen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Skala stationär und der Zeiger bewegbar; es versteht sich jedoch von selbst, daß der Zeiger stationär und die Skala auf dem Band, das

2^r) relativ zum Zeiger beweglich ist, angeordnet werden könnten.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche;

1. Anzeigegerät mit gerader Skala, bei dem die Markierung eines mit seinem einen Ende auf einem Antriebsrad und mit seinem anderen Ende auf eine federangetriebene Rückholeinrichtung aufgewickelten flexiblen Bandes mit Hilfe eines vom Meßwert beeinflußten und auf das Antriebsrad einwirkenden Antriebs gegen die Federkraft der Rückhojejnrichtung in eine dem Meßwert entsprechende Stellung gebracht wird, gekennzeichnet durch die Verwendung eines in einer selbstabgleichenden Kompensationsschaltung (11,51,53) mit konstantem Hilfsstrom und veränderbarem Kompensationswiderstand (52) liegenden Servomotors, jedoch derart abgewandelt, daß der Motor die Kompensationsschaltung abhängig vom anliegenden Meßwert jeweils auf eine solche Spannung abgleicht, daß er in der dem ,Meßwert entsprechenden Stellung des Bandes (2?Xdem durch die Rückholeinrichtung (33) ausgeübten Drehmoment die Waage hält

2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholeinrichtung (33) sowie Servomotor (19) und Antriebsrad (17) auf derselben Seite einer Befestigungsplatte (9) angeordnet sind.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch drehbar gelagerte Rollen (29, 31) zum Führen des Bandes (27).

4. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Begrenzungsanschlag (40), der die durch die Rßdcholeinrichtung (33) hervorgerufene Bewegung des Bandes (27) begrenzt, wenn der Servomotor (19) entrrjt isL

5. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (27) eine Warnmarkierung (3c) aufweist, die erscheint, wenn der Servomotor (19) entregt isL

6. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (19) ein Zweiphasenmotor ist und beide Phasen (19a, i9b) von einem in der Kompensationsschaltung enthaltenen Verstärker (53) her erregt werden.

7. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche I bis 6 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Servomotor (19) durch eine Öffnung in der Befestigungsplatte (9) erstreckt und mit dem Antriebsrad (17) und dem Kompensationswiderstand (52) durch ein Zahnradgetriebe (15, 23, 25) verbunden ist

8. Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit doppelter Skalenanzeige und mit zwei Antriebsvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antriebsvorrichtungen (5, 7) nebeneinander angeordnet sind, daß der Servomotor (19) und der Kompensationswiderstand (11) einer jeden Antriebsvorrichtung sich von der einen Seite einer zugeordneten Befestigungsplatte (9) nach außen erstrecken und derart angeordnet sind, daß die Servomotoren und die Kompensationswiderstände der beiden Antriebsvorrichtungen zwischen den Befestigungsplatten (9) liegen und zueinander versetzt sind, so daß die Befestigungsplatten einen Abstand voneinander haben, der im wesentlichen der Höhe eines jeden der beiden Kompensationswiderstände entspricht, daß entweder die Skalen oder die Zeiger von den Bändern (37) getragen sind und in einer einzigen Anzeigeeinheit (B) vereinigt sind, und daß die Zeiger bzw- die Skalen auf entgegengesetzten Seiten der Anzeigeeinheit angeordnet sind.