DE2225932B1 - Anordnung zur istwert-anzeige bei elektronischen reglern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Istwert-Anzeige bei elektronischen Reglern, wobei in einem Gehäuse ein den Sollwert bestimmendes und von außen einstellbares Potentiometer sowie eine kreisförmige Sollwert-Skalenscheibe mit einem auf dieser die Stellung des Potentiometers angebenden Zeiger und eine den Istwert anzeigende Einrichtung vorgesehen sind.

Eine derartige Anordnung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2125 211 bekannt. Dabei wird der Istwert durch den Zeiger eines Galvanometers angezeigt. Die geringe Einstellkraft eines Galvanometers reicht jedoch zur Betätigung einer Istwert-Anzeigeskala nicht aus, so daß die Einstellung des jeweiligen Istwertes zur Gewinnung einer deutlichen Anzeige der Regelabweichung manuell mittels eines Einstellknopfes erfolgen muß.

Bei sogenannten Potentiometerreglern, bei denen die Sollwert-Anzeige mittels ernes Servomotors erfolgt, stehen zwar ausreichend hohe Einstellkräfte zur Verfügung, jedoch bereitet es Schwierigkeiten, einen möglichst großen Istwert-Bereich deutlich anzuzeigen. Um nämlich in einem verhältnismäßig kleinen Gehäuse eine möglichst große Skalenlänge unterzubringen, werden Sollwert- und Istwert-Anzeige kreisbogenförmig ausgebildet, wobei ein möglichst großer Skalenwinkel anzustreben ist. Bis zu einem Skalenwinkel von höchsten 180° kann die Istwert-Anzeige beispielsweise mit einer farbigen und hinter der einen kreisbogenförmigen Ausschnitt aufweisenden Sollwert-Skala erfolgen. Bei größeren Skalenwinkeln versagt diese Lösung jedoch infolge der dann auftretenden Doppeldeutigkeit der Istwert-Anzeige, da dann unter Umständen Anfang und Ende der Istwert-Anzeige gleichzeitig sichtbar sein können.

Aus der USA.-Patentschrift 2 255 188 ist weiterhin ein Anzeigeninstrument für eine elektrische Größe bekannt, bei dem eine einen sektorförmigen Ausschnitt aufweisende Skalenscheibe mittels einer Gewindespindel während der Drehbewegung aus einer Abdeckscheibe heraus- bzw. in diese hineingedreht wird. Erne konzentrisch dazu liegende Sollwert-Anzeige ist dabei jedoch nicht möglich. Außerdem ist

die Konstruktion sehr aufwendig und ermöglicht keine parallaxfreie Ablesung infolge der Axialbewegung der drehbaren Skalenscheibe.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen großen Istwert-Anzeigebereich bei gleichzeitiger und konzentrisch angeordneter Sollwert-Anzeige ermöglicht. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Sollwert-Skalenscheibe einen konzentrisch angeordneten und sich über wenigstens den gleichen Winkel wie die Sollwert-Skala erstreckenden kreisbogenförmigen Ausschnitt aufweist, daß in einem Abstand hinter der Sollwert-Skalenscheibe eine zweite mit einem sektorförmigen Ausschnitt versehene, feststehende Scheibe angeordnet ist, hinter der eine dritte, durch einen Servomotor drehbare Scheibe liegt, die ihrerseits über eine Buchse drehfest mit einem Arm eines kreisringförmigen, offenen, elastischen Anzeigebandes verbunden ist, das sich zwischen der Skalenscheibe und der zweiten Scheibe befindet und dessen offenes Ende durch den sektorförmigen Ausschnitt in der zweiten Scheibe in den Raum zwischen dieser und der dritten Scheibe eintritt.

Es kann jedoch vorteilhaft sein, zwischen der zweiten und der dritten Scheibe eine weitere Scheibe anzuordnen, durch die das offene Ende des Anzeigebandes geführt wird. Diese weitere Scheibe ist ebenfalls drehfest mit der das Anzeigeband und die dritte Scheibe tragenden Buchse verbunden.

An Hand der Zeichnung wird ein Auführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung näher beschrieben.
Darin zeigt

F i g. 1 eine Außenansicht eines die erfindungsgemäße Anordnung aufnehmenden Gehäuses,

F i g. 2 eine Darstellung der von einem Servomotor angetriebenen dritten Scheibe,

F i g. 3 die gleiche Scheibe von der Rückseite gesehen,

Fig.4 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung und

F i g. 5 eine mögliche Form des Istwert-Anzeigebandes.

An der Vorderseite eines Gehäuses 1 befindet sich eine Skalenscheibe 2 mit einer den Sollwert anzeigenden Skalenteilung 3. Mittels eines einen Zeiger 4 tragenden Einstellknopfes 5 läßt sich der Sollwert (beispielsweise) zwischen 0 und 100 einstellen.

Die Skalenscheibe 2 ist mit einem kreisbogenförmigen Ausschnitt 6 versehen, der sich über mehr als die Länge der Sollwert-Skala erstreckt. Im linken Teil des Ausschnittes 6 ist ein in einer auffälligen Farbe gehaltenes Anzeigeband 7 sichtbar.

In Fig.4 des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung ist das Gehäuse 1 in unterbrochenen Linien dargestellt. Der Einstellknopf 5 mit dem Zeiger 4 ist auf einer Achse 8 befestigt, die in das Innere des Gehäuses 1 hineinragt. Der Vorgang der Sollwerteinstellung wird weiter unten noch näher beschrieben werden.

Hinter der Sollwert-Skalenscheibe 2 befindet sich ein elastisches Anzeigeband 7, das auf einer Buchse 9 befestigt ist. Eine zweite Scheibe 10 mit einem sektorförmigen Ausschnitt 11 ist im Gehäuse 1 befestigt. Eine dritte Scheibe 12, die von einem Antrieb 13 gedreht werden kann, ist ebenfalls drehfest mit der Buchse 9 verbunden, wodurch ihre Drehung zugleich auch auf das Anzeigeband 7 übertragen wird. Zwischen der zweiten Scheibe 10 und der dritten Scheibe 12 kann eine weitere Scheibe 15 angeordnet sein, durch die das offene Ende des Anzeigebandes 7 geführt wird. Diese Scheibe 15 kann raumfest gelagert oder, was zweckmäßiger ist, drehfest mit der Buchse 9 verbunden sein.

Das in F i g. 5 dargestellte Anzeigeband 7 weist einen Arm 14 auf, der mit der Buchse 9 verbunden ist.

ίο Außerdem ist das Anzeigeband 7 geschlitzt, wodurch ein offenes Ende 7 α entsteht.

Der Antrieb 13 stellt z. B. einen in einer Brückenschaltung liegenden Servomotor dar, der in einem Haltebügel 16 (F i g. 2) gelagert ist und mittels einer nicht dargestellten Feder um einen Drehpunkt 17 gegen die Scheibe 12 gedrückt wird. Die Kraftübertragung zwischen Servomotor 13 und Scheibe 12 erfolgt durch Reibung.

Zur Begrenzung des Drehwinkels der Scheibe 12 sind Anschlagstifte 18 und 19 (F i g. 3) vorgesehen. Diese legen sich in den durch die Skalenlänge bedingten Endlagen gegen in der Figur nicht dargestellte Anschläge.

Um zu verhindern, daß der Servomotor 13 beim Anliegen eines der Anschlagstifte 18 oder 19 an seinem Anschlag weiterhin unter Überwindung der Reibungskraft läuft, was zu einer vorzeitigen Abnutzung der Reibungsbeläge führen würde, ist die Scheibe 12 etwa in dem durch die Anschlagstifte 18 und 19 bestimmten Umfang mit einer Abflachung 20 versehen, deren Enden 20' und 20" abgeschrägt sind.

Solange der Servomotor dem vollen Umfang der

Scheibe 12 gegenübersteht, nimmt er die in F i g. 3 gekennzeichnete Lage ein, während er im Bereich der Abflachung die mit einem Indexstrich versehene Lage einnimmt. Die Kraft der Motorandruckfeder wird von einem nicht dargestellten Anschlag aufgefangen, bevor das Motorreibrad den Boden der Ausnehmung 20 erreicht. Im Bereich 20' und 20" wird die Scheibe 12 mittels relativ kleiner Federkräfte gegen das Reibrad 13 gedrückt.

Um bei einer Umkehrung der Drehrichtung des Motors 13' diesen wieder auf den vollen Umfang der Scheibe 12 gelangen zu lassen, sind die Abschrägungen 20' und 20" vorgesehen. Beim Auflaufen des Motor-Reibrades 13' auf diese Abschrägungen nimmt die Kraft der Anpreßfelder allmählich zu, wodurch ein sicheres Wiedergreifen gewährleistet ist.
Infolge der drehfesten Verbindung der Scheibe 12 über die Buchse 9 zu dem Anzeigeband 7 wird auch dieses bei jeder Drehung des Motors 13 mit bewegt. Um jeweils nur einen Teil des Anzeigebandes 7 (F i g. 1) in dem Ausschnitt 6 sichtbar werden zu lassen, ist das freie Ende la des Anzeigebandes 7 durch den Ausschnitt 11 in der Scheibe 10 hindurchgeführt, wodurch es über einen von der Größe des Istwertes abhängigen Winkel unsichtbar bleibt. Zu diesem Zweck besteht das Anzeigeband vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff, der zwecks Erhöhung des Anzeigekontrastes eine von seiner Umgebung abweichende Färbung aufweist.

Im Gehäuse 1 ist weiterhin eine Platte 25 vorgesehen (Fig.4). Diese trägt als konzentrische Kreise ausgebildete Absätze 26 und 27, in denen je ein Widerstandsdraht 28 bzw. 29 gelagert ist. Die Scheibe 12 ist mit einem Kontaktarm 30 versehen, der auf dem Widerstandsdraht 28 schleift. Die Achse 8, die an ihrem Ende den Einstellknopf 5 mit dem Zeiger 4

trägt, ist an ihrem anderen Ende über ein Isolierstück 31 mit einem 2weiten Kontaktarm 32 versehen, der den Widerstandsdraht 29 berührt und bei Veränderung des Sollwertes mittels des Einstellknopf es 5 auf dem Draht 29 schleift. Die Widerstandsdrähte 28 und 29 sowie die Schleifkontakte 30 und 32 sind in bekannter und hier nicht näher beschriebener Weise mit der elektrischen Reglerschaltung verbunden.

Statt nach der in Fig.4 gezeigten Art kann die Platte 25 auch derart ausgebildet sein (Fig.2), daß sie innen hohl ausgebildet ist, wodurch es möglich wird, einen der beiden Widerstandsdrähte mit zugehörigem Schleifkontakt innen und den anderen außen anzuordnen. Fig.2 zeigt eine Ausführung, bei der der von der Achse 8 betätigte Schleifkontakt 32 für den Sollwert die Scheibe 12 an deren äußeren Umfang abtastet, während der Schleifkontakt 30', der mit der Istwert-Anzeige gekoppelt ist, den Hohlraum der Scheibe 12 von innen abtastet. Verbindungsleitungen 33 und 34 führen in bekannter Weise zu einer to an sich ebenfalls bekannten, jedoch nicht näher beschriebenen elektronischen Schaltung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Istwert-Anzeige bei elektronischen Reglern, wobei in einem Gehäuse ein den Sollwert bestimmendes und von außen einstellbares Potentiometer sowie eine kreisförmige Sollwert-Skalenscheibe mit einem auf dieser die Stellung des Potentiometers angebenden Zeiger und eine den Istwert anzeigende Einrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert-Skalenscheibe (2) einen konzentrisch angeordneten und sich über wenigstens den gleichen Winkel wie die Sollwert-Skala (3) erstreckenden kreisbogenförmigen Ausschnitt (6) aufweist, daß in einem Abstand hinter der Sollwert-Skalenscheibe (2) eine zweite mit einem sektorförmigen Ausschnitt (11) versehene, feststehende Scheibe (10) angeordnet ist, hinter der eine dritte, durch einen Servomotor (13) drehbare Scheibe (12) liegt, die ihrerseits über eine Buchse

(9) drehfest mit einem Arm (14) eines kreisringförmigen, offenen, elastischen Anzeigebandes (7) verbunden ist, das sich zwischen der Skalenscheibe (2) und der zweiten Scheibe (10) befindet und dessen offenes Ende (Ja) durch den sektorförmigen Ausschnitt (11) in der zweiten Scheibe

(10) in den Raum zwischen dieser und der dritten Scheibe (12) eintritt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeband (7) aus einem farbigen, elastischen Kunststoff besteht.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der zweiten Scheibe (10) und der dritten Scheibe (12) eine weitere Scheibe (IS) befindet.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Scheibe (15) mit der die erste Scheibe (10) und die zweite Scheibe (12) tragenden Buchse (9) verbunden ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Scheibe (12) eine Kontaktfeder (30) trägt, die auf einem auf einer Platte (25) kreisförmig angeordneten Widerstandsdraht (26) aufliegt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die erste Scheibe (10), die zweite Scheibe (12) und die weitere Scheibe (15) tragende Buchse (9) auf einer Achse (8) gelagert ist, an derem einen Ende sich ein Sollwert-Einstellknopf (5) mit Zeiger (4) befindet und an derem anderen Ende über ein Isolierstück (31) ein zweiter Kontaktarm (32) befestigt ist, der auf einem zweiten, ebenfalls auf der Platte (25) kreisförmig angeordneten Wider-Standsdraht (28) aufliegt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsdrähte (28, 29) in halbkreisförmigen Vertiefungen an der Platte (25) angeordneter Ansätze (26, 27) liegen.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsdrähte (28, 29) in einer Ebene angeordnet sind und die Platte (25) dazu innen hohl ausgearbeitet ist, wobei ein Widerstandsdraht auf dem Außenradius und der' andere Widerstandsdraht auf dem Innenradius angeordnet ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Scheibe (12) Anschlagstifte (18,19) trägt, die mit raumfesten Anschlägen zusammenwirken.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Scheibe (12) mit einer Abflachung (20) versehen ist, deren Enden (20', 20") abgeschrägt sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Scheibe (12) an ihrem Umfang kraftschlüssig antreibende Servomotor (13) in einem um einen Drehpunkt (17) schwenkbaren Haltebügel (16) gelagert ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andruck des Servomotors (13) gegen die dritte Scheibe (12) erne Feder vorgesehen ist.