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Mit einer Umschalteinrichtung zusammen-
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wirkende Skalenanordnung bei einem Mehrbereichsmeßgerät Die Erfindung
bezieht sich auf eine mit einer Umschalteinrichtung zusammenwirkende Skalenanordnung
für ein ehrbereichsmeßgerät, bei dem jeder Meßbereich durch zumindest eine Stellung
eines Schalters bestimmt wird und das eine mit Skalenteilungen versehene feste Skalenplatte
mit einem oder mehreren Beobachtungsfenster(n) und eine in das Gehäuse einschiebbare
Skalenplatte besitzt.
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Bei Meßinstrumenten, die mehrere Meßbereiche, sei es derselben Größe,
z.B. nur Spannungen oder nur Widerstände, sei es verschiedener Größen besitzen,
ist es wünschenswert, wenn der auf der Skala abgelesene Wert direkt, ohne Multiplikation
mit einem Faktor, gleich der Meßgröße ist. Im "ATM, Archiv für Technisches Messen",
vom Oktober 1936, sind Ausführungen beschrieben, nach denen Skalen mit ihren Bezifferungen
gewechselt werden. Es wird insbesondere auf die Bilder 8 und 13 und die zu ihnen
gehörenden Beschreibungen verwiesen. Die unterschiedlichen Skalenteilungen und Bezifferungen
sind in der zitierten Ausführung auf einem drehbaren Rohr aufgedruckt. Je nach Winkelstellung
dieses Rohrs wird eine andere Skalenart erreicht, der Drehmechanismus ist mit der
Betätigung eines Drehschalters gekoppelt, mit dem der entsprechende Meßbereich eingeschaltet
wird.
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Die Herstellung von auf einem Rohr aufzubringende Skalen ist umstündlich
und aufwendig. Es ist auch schwierig, dieselbe Genauigkeit wie bei ebenen Skalenausführungen
zu erreichen. Instrumente dieser Art werden daher heute nicht mehr erzeugt.
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Ebenfalls eine mit einem Meßbereichsumschalter gekuppelte Walze, die
in diesem Falle nur die Bezifferung trägt, ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift
18 20 036 beschrieben. Auch diese Anordnung erfordert einen komplizierten mechanischen
Aufwand.
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1. bestehen ierner Anordnungen, bei denen in das Instrument einschiebbare,
oder im Instrument verschiebbare Skalen vorgesehen sind.
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Zu diesen gehort die Anordnung nach dem deutschen Gebrauchsmuster
67 52 822, nach der eine doppelseitig verwendbare auswechselbare Einschubskala vorgesehen
ist. Eine Koppelung der Einschubskala mit einem Meßbereichsschalter ist nicht vorgesehen.
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In der Us-Patentschrift 2 384 350 wird ein Meßinstrument mit einschiebbarer
Skala, die die ganze Kalibrierung, nämlich Teilung und Bezifferung trägt, beschrieben,
bei der die Skalenplatte so ausgebildet ist, daß ein Fortsatz der Skalenplatte an
deren Unterkante aus einer Reihe von Kontakt paaren, die im Gehäuse angeordnet sind,
dasjenige Paar durch Zusammenpressen beim Einschieben betätigt, das sich am Ort
des betreffenden Fortsatzes befindet. Bei unterschiedlichen Skalenplatten, die zu
unterschiedlichen Meßbereichen gehören, befinden sich die Fortsätze an unterschiedlichen
Stellen und betätigen somit unterschiedliche Kontaktpaare. Nachteilig an dieser
Anordnung ist, daß eine unmittelbare Verbindung zwischen den Meßkreis und dem Teil
der Skalenplatte besteht, der als Griff ausgebildet ist und aus dem Gehäuse herausragt.
Da Skalenplatten vorteilhaft aus Metall hergestellt werden, ist diese Anordnung
nur für Niederspannung geeignet. Nachteilig ist ierner, daß nach der beschriebenen
Ausführung nur ein Kontaktpaar pro Skala betätigt werden kann, es sei denn, daß
die Anzahl der Skalen sehr beschränkt ist. Eine fallweise erwünschte, nur durch
die Betätigung eines komplizierten Schaltprogrammes erzielbare Meßbereichsumschaltung
ist nach dieser Methode nicht möglich. Nachteilig ist auch, daß nach dieser Ausführung
pro Platte höchstens zwei Skalenarten möglich sind.
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In der pT-AS 16 23 788 ist eine Skalenwechselvorrichtung für Vielfachießgeräte,
vorzugsweise für Demonstrationszwecke, beschrieben, nach der in einem Gerät eine
Skalenplatte hinter einer gehäusefesten, mit einem Fenster versehenen Skalenplatte
verschoben werden kann,
s<'-daß je nach Stellung der verschiebbaren
Skalenplatte eine unterschiedliche Skalenausführung im Fenster sichtbar wird. Die
verschiebbare Skala ist mit einem Drehschalter, mit dem der Meßbereich gewählt wird,
so verbunden, daß jeder Stellung des Schalters eine Skalenausführung entspricht.
In dieser Anordnung sind nur zwei Skalenausführungen und daher nur zwei direkt ablesbare
Meßbereiche möglich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst
große Anzahl von Meßbereichen in einem anzeigenden Meßgerät vorzusehen, bei möglichst
geringem Platzbedarf, geringem Aufwand an mechanischen Mitteln für das Zusammenwirken
der Skalenanordnung mit der Umschalteinrichtung, und mit Ablesung der Meßgröße ohne
Umrechnung und ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit durch die Toleranzen der räumlichen
Lage der einschiebbaren Skala in bezug auf das Meßwerk und der gehäusetesten Skala.
Diese Aufgabe wird bei einem Mehrbereichsmeßgerät der eingangs beschriebenen Art
dadurch gelöst, daß jedem Beobachtungsienster des Meßgeräts eine oder mehrere Skalenteilungen
zugeordnet sind und daß die vorgesehene einschiebbare Skalenplatte mit dem gehäusefesten
Paßmitteln korrespondierende, an sich bekannte, in der Feinwerktechnik übliche Anordnungen,
wie Kanten, Paßlöcher und/oder -stifte in einer solchen Zahl und in solcher geometrischen
Anordnung zueinander besitzt, daß sie auf 2 N unterschiedliche Arten in das Gehäuse
eingeschoben und in eine bestimmte Lage gebracht werden kann, wobei N-mal die eine
und N-mal die andere Fläche dem (den) Beobachtungsfenster(n) zugekehrt ist und daß
die einschiebbare Skalenplatte auf jeder Fläche maximal N Gruppen von Bezifferungsreihen
trägt, von denen bei jeder Einschubart jeweils eine andere Gruppe mit der (den)
Skalenteilung(en) korrespondierend in dem (den) Beobachtungsfenster(n) sichtbar
wird und daß diese Skalenplatte je nach der Einschubart durch form- und kraftschlüssige
Verbindung mit der Schalteinrichtung die Ausführung von 2 N unterschiedlichen Schaltprogrammen
bewirkt.
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Daß die Unabhängigkeit der Meßgenauigkeit von der räumlichen Lage
der einschiebbaren Skala gemäß der Erfindung sichergestellt ist, ergibt sich aus
folgendem: Bei jedem Zeiger-Meßgerät wird der Meßwert durch Ablesung der Stellung
des Zeigers an Hand der Teilung auf der gehäusefesten und daher mit dem Meßwerk
unverrückbar verbundenen Skala, die Wertigkeit der Skalenteile durch die Bezifferung
bestimmt.
Bekanntlich werden fast immer nur die sogenannten Hauptteilstriche (z.B. jeder zehnte
oder fünfte), die als solche gekenn zeichnet sind, beziffert. Die Zuordnung der
Ziffer zu ihrem Hauptteilstrich ist offensichtlich auch dann eindeutig, wenn durch
die Toleranzen .derträumlichen Lage die Ziffer vom Hauptteilstrich weiter entiernt
ist, als es der Fall ist, wenn Ziffern und Teilung sich auf derselben Skala befinden.
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Daß für jede Einschubart die geometrische Lage der Gruppen von Bezifferungen
in.bezug auf die zu ihnen gehörigen Paßmittel dieselbe ist, wird am einfachsten,
wenn auch nicht nur, dadurch erzielt, daß diese rotationssymmetrisch um eine gedachte
Drehachse, senkrecht zur Fläche der Einschubskala (A in Figur 1), mit einem Folgeschritt
von 360/N Graden angeordnet sind. N weitere Gruppen von Bezifferungen und Paßmitteln
sind auf der anderen Fläche der Einschubskala, ebenfalls rotationssymmetrisch um
die Achse A angeordnet, so daß insgesamt 2 N mögliche Bezifferungsgruppen in den
Beobachtungsfenstern der gehäusefesten Skala sichtbar werden können. Die Drehung
um die Achse A wird außerhalb des Gehäuses durchgeführt, mechanische Drehmittel
sind nicht eriorderlich.
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Je größer die Zahl N ist, desto größer muß bei gegebenen Abmessungen
der Beobachtungsfenster die Einschubskala sein. Eine quadratische Einschubskala
ermöglicht 8 Einschubarten und daher 8 Meßbereiche, wird aber, falls der maximale
Drehwinkel des Meßwerkzeigers angenähert 900 beträgt, oft unerwünscht groß sein.
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Dies gilt noch=-mehr für eine sechseckige Einschubskala, die allerdings
bereits 2 Möglichkeiten bietet.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine rechteckige
Einschubskala mit 4 Einschubarten (N - 2) vorgesehen. Die Figuren stellen verschiedene
Varianten dieser bevorzugten Ausführung dar, aber auch das Wesen der Erfindung überhaupt.
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Figur 1 zeigt eine rechteckige Einschubskala in einer Variante, in
der die Skalenteilung längs der Sehne des vom Zeiger beschriebenen Bogens angeordnet
ist, Figur 2 dieselbe Einschubskala mit der anderen Fläche dem Fenster zugekehrt,
Figur
3 eine Variante mit Bogenteilung, Figur 4 eine Anordnung mit zwei bogenförmigen
Beobachtungsienstern und zwei Teilungen, Figur 5 eine Anordnung mit zwei Fenstern
und drei Teilungen, Figur 6 eine bevorzugte Anordnung des Zusammenwirkens der Einschubskala
mit einem die Meßbereichsumschaltung durchführenden Schiebeschalter.
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In Figur 1 ist das Gehäuse 12 des Meßgerätes angedeutet, in dem das
Meßwerk mit dem Zeiger 7 und die gehäusefeste Skalenplatte 1 montiert sind. Die
letztere besitzt ein Beobachtungsfenster 8 und die Skalenteilung 2. Die einschiebbare
Skalenplatte 3 wird im Gehäuse in den in diesem angeordneten Führungen 15, 15',
sowie dadurch in eine bestimmte Lage gebracht, daß die eine Schmalseite gegen die
Deckenplatte 13 im Gehäuse 12, z.B. durch eine in Figur 6 gezeigte Feder 11 gepreßt'wird.
Die Skalenplatte 3 trägt auf der der festen Skalenplatte 1 zugewendeten Fläche die
im Fenster 8 sichtbare Bezifferungsreihe 4 und die zu dieser achsialsymmetrische,
durch die Skalenplatte 1 abgedeckte Ziffernreihe 4'. Aui der anderen Fläche der
Skalenplatte 3 sind die ebenfalls achsialsymmetrisch zueinander angeordneten Beziiferungsreihen
5, 5' aufgedruckt, die in Figur 2 in der Stellung gezeigt sind, in der die Bezifferungsreihe
5 im Fenster 8 sichtbar, die Bezifferungsreihe 5' durch die Skalenplatte 1 abgedeckt
und die Bezifferungsreihen 4, 4' sich auf der nun dem Beobachtungsfenster abgekehrten
Fläche befinden.
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Die Funktion der gezeigten Schlitze 6, 6', 6", 6"' wird weiter unten
anhand der Figur 6 erklärt. Sie wurden in den Figuren 3, 4 und 5 der Einfachheit
halber nicht eingezeichnet. Die Figur 3 zeigt die Ausführung der Figur 2, jedoch
bei bogenförmiger Skala, Figur 4 eine vorteilhafte Anordnung, bei der in der iesten
Skalenplatte 1 zwei Fenster 8, 8' und für jedes Fenster eine Teilung 2, 2' vorgesehen
sind. Im gezeigten Beispiel ist nur im Fenster 8 eine Ziffernreihe 4 sichtbar, eine
Ablesung ist daher nur anhand der Skalenteilung 2 sinnvoll. Dagegen erscheint die
Ziffernreihe 4' nach Drehen um 1800 im Fenster 8' und die Ablesung erfolgt anhand
der Teilung 2'. Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn die zu den Bezifferungen 4
und 4' gehörigen Teilungen nicht gleich sein können, wie im gezeigten Beispiel,
in dem der Meßbereich, zu dem die Teilung 2
gehört, eine Ziffernfolge
O bis 10, der andere mit der Teilung 2' die Ziffernfolge O bis 12 verlangt.
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-In der Figur 5 iiird ein weiterer Vorteil mehrerer Fenster in Verbindung
mit einer Skalenanordnung entsprechend dieser Erfindung gezeigt, und zwar für Meßgeräte,
bei denen die Meßbereiche von mehr als einem Parameter abhängen und jeder Meßbereich
nicht nur durch den von der Einschubskala 3 betätigten Schalter gewählt wird. Das
gezeigte Beispiel bezieht sich auf ein Isolationsmeßgerät mit zwei Fenstern und
drei Teilungen. Ein Meßbereich ist in diesem Fall durch die Spannung, die z.B. aus
einer Niedervoltbatterie im Gerät erzeugt wird, durch den Innenwiderstand des Meßkreises
und durch die Empfindlichkeit des im Gerät befindlichen Strommessers bestimmt.
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Im gezeigten Beispiel wird die Spannung durch die Skalenplatte 3
gewählt, sie beträgt u Volt für die Bezifferungen 4, die in den Beobachtungsfenstern
8, 8' sichtbar sind und u/5 Volt für die Bezifferungen 4'; Die Meßbereichsendwerte
sind beispielsweise in dem einen Fall 0,2 MOhm, 1 MOhm, 10 MOhm, im anderen ebenfalls
ein Fünftel, also 40 kOhm, 0,2 MOhm, 2 MOhm. Es können für beide Spannungen gleiche
Teilungen verwendet werden. Die Innenwiderstände und die Empfindlichkeiten werden
z.B. durch einen handbetätigten Schalter entsprechend den Meßbereichen gewählt.
Es ist aber in -anderer-Ausführung der Erfindung, z.B. bei Beschränkung nur auf
eine Spannung, die Meßbereichswahl durch Umschaltung auf andere Innenwiderstände
und/oder andere Empfindlichkeiten nur durch die von der Einschubskala betätigte
Umschalteinrichtung möglich.
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Figur 6 zeigt eine bevorzugte Ausführung des Anmeldegegenstandes,
nach der für die zu betätigende Schalteinrichtung ein Schiebeschalter, vorzugsweise
von der Art des. bekannten Leiterplatten schalters verwendet wird. Auf der Leiterplatte
9 sind in bekannter Art die Leitungen und die Kontaktflächen gedruckt, auf welchen
letzteren die von einem Schieber 10 getragenen Schaltkontaktstücke gleiten. Dieser
wird durch die Feder 11 in eine Ruhestellung gezogen.
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In Figur 6 und in den Figuren 1 und 2 sind in der Skalenplatte 3
an den 4 Ecken unterschiedlich lange Schlitze 6...6"t gezeigt. In diese greift das
Betätigungsstück 10' ein. Je nach Einschubart kommt
ein anderer
Schlitz 6...6"' zum Eingriff, der infolge der unterschiedlichen Länge der Schlitze
den Schieber 10 mit Hilfe des Betätigungsstuckes 10' entgegen der Rückholkraft der
Feder 11 an eine andere Stelle der Leiterplatte bringt. Dadurch wird je nach Einschubart
ein anderer den Meßbereich bestimmenden Parameter, im obenerwähnten Beispiel des
Isolationsmessers eine andere Spannung, gewählt. Die im Gehäuse 12 befindliche Öffnung,
die zum Einschieben der Skalenplatte 3 in das Meßgerät dient, wird durch eine Deckplatte
13 verschlossen und ist in dieser Stellung verriegelbar. Sie dichtet das Innere
des Gerätes ab und bringt die Skalenplatte 3 und damit den Schieber 10 in eine durch
die Länge des entsprechenden Schlitzes 6 definierte Lage.
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Die in den Figuren gezeigten Ausfuhrungen der Erfindung, darunter
auch die Methode der Betätigung des Schiebeschalters, sind nur Beispiele und durch
andere Ausführungen und Methoden ersetzbar.
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