DE2731825C3 - Mit einer Umschalteinrichtung zusammenwirkende Skalenanordnung bei einem Mehrbereichsmeßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Schalteinrichtung zusammenwirkende Skalenanordnung bei einem Mehrbereichsmeßgerät, das eine mit einer oder mit mehreren Skalenteilungen sowie mit einem oder mehreren Beobachtungsfenster^) versehene gehäusefeste Skalenplatte und eine in das Gehäuse einschiebbare Skalenplatte besitzt, die in ihrer eingeschobenen Lage durch gehäusefeste Mittel, wie Führungsnuten oder -winkel, Anschläge, Stifte, Löcher und dergleichen oder deren Kombinationen im Gehäuse räumlich gelagert ist.

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. Die Herstellung von auf einem Rohr anzubringenden Skalen ist umständlich und aufwendig. Es ist auch schwierig, dieselbe Genauigkeit wie bei ebenen Skalenausführungen zu erreichen. Instrumente dieser Art werden daher heute nicht mehr erzeugt

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.

Es bestehen ferner Anordnungen, bei denen in das Instrument einschiebbare oder im Instrument verschiebbare Skalen vorgesehen sind. Zu diesen gehört 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.

In der US-Patentschrift 23 84 350 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 Kontaktpaaren, 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 dem 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 ferner, 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.

In der DE-AS 16 23 798 isi eine Skalenwechselvorrichtung für Vielfachmeßgeräte, vorzugsweise für Demonstrationszwecke, beschrieben, nach der in einem Gerät eine Skalenplatte hinter einer gehäusefesten, mit einem Fenster versehenen Skalenplatte verschoben werden kann, so 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.

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 gehäusefesten Skala. Diese Aufgabe wird bei einem Mehrbereichsmeßgerät der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß jedem Beobachtungsfenster eine oder mehrere Skalenteilungen zugeordnet sind und daß die einschiebbare Skalenplatte im Gehäuse in 2 N unterschiedliche Lagen gebracht werden kann, wobei N-mal die eine und N-mal die andere Fläche dem (den) Beobachtungsfenster^) zugekehrt ist und daß die Skalenplatte auf jeder Fläche maximal N Gruppen von Bezifferungsreihen trägt welche N Gruppen so angeordnet sind, daß jeweils mehrere oder alle Bezifferungsreihen einer Gruppe mit der (den) Skalenteilung(en) korrespondieren und in dem (den) Beobachtungsfenster^) sichtbar werden und daß ferner die Skalenplatte mit den gehäusefesten Paßmitteln korrespondierende, an sich bekannte Anordnungen wie Kanten, Paßlöcher und/oder Paßstifte in der den 2 /V Lagen entsprechenden Anzahl besitzt und durch form- und kraftschlüssige Verbindung mit der Schalteinrichtung 2 N unterschiedliche Schaltprogramme ausführt.

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 anhand 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 gekennzeichnet sind, beziffert. Die Zuordnung der Ziffer zu ihrem Hauptteilstrich ist offensichtlich auch dann eindeutig, wenn durch die Toleranzen der räumlichen Lage die Ziffer vom Hauptteilstrich weiter entfernt ist als es der Fall ist, wenn Ziffern und Teilung sich auf derselben Skala befinden.

Daß für jede Einschubart die geometrische Lage der Gruppen von Bezifferungsreihen in bezug auf die zu jeder Lage gehörigen Paßmittel dieselbe ist, was dem Erfordernis gleichbedeutend ist, daß die Bezifferungsreihen in jeder der 2 N Lagen mit den Skalenteilungen korrespondieren, kann in verschiedener Weise erreicht werden. Im allgemeinsten Fall erfolgt der Übergang von der einen Korrespondenzlage zu der nächsten durch eine geradlinige und eine drehende Bewegung. Eine nur geradlinige ergibt sich z. B. bei einer Anordnung der Bezifferungsreihen hintereinander in Richtung der Bewegung. Sie hat den Nachteil, daß entweder Teile der einschiebbaren Skalenplatte oder der zur Handhabung dienende Teil derselben bei bestimmten Lagen weit aus dem Gehäuse herausragen müßte oder daß eine aufwendige Konstruktion der Platte notwendig wäre. Die einfachste Anordnung zur Korrespondenz wird dadurch erzielt, und dies ist die bevorzugte Ausführung des erfinderischen Gedankens, wenn die Gruppen von Bezifferungen rotationssymmetrisch um eine gedachte Drehachse, senkrecht zur Fläche der Einschubskala (A in Fig. 1), mit einem Folgeschritt von 360/N Graden angeordnet sind. N weitere Gruppen von Bezifferungen uπ^. Paßmittel 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 gemacht werden können. Die Drehung um die Achse wird außerhalb des Gehäuses durchgeführt, mechanische Drehmittel sind nicht erforderlich.

Je größer die Zahl N ist, desto größer muß bei gegebenen Abmessungen der Beobachtungsfenster die Einschubskala < "in. Eine quadratische Einschubskala ermöglicht acht Hinschubarten und daher acht Meßbereiche, wird aber, falls der maximale Drehwinkel des Meßwerkzeigers angenähert 90° beträgt, oft unerwünscht groß sein.

Dies gilt noch mehr für eine sechseckige Einschubskala, die allerdings bereits 12 Möglichkeiten bietet.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine rechteckige Einschubskala mit vier Einschubarten (/V= 2) vorgesehen. Die Figuren stellen verschiedene Varianten dieser bevorzugten Ausführung dar, aber auch das Wesen der Erfindung überhaupt.

F i g. 1 zeigt eine rechteckige Einschubskala in einer Variante, in der die Skalenteilung längs der Sehne des vom Zeiger beschriebenen Bogens angeordnet ist,

F i g. 2 dieselbe Einschubskala mit der anderen Fläche dem Fenster zugekehrt,

F i g. 3 eine Variante mit Bogenteilung,

Fig.4 eine Anordnung mit zwei bogenförmigen Beobachtungsfenstern und zwei Teilungen,

F i g. 5 eine Anordnung mit zwei Fenstern und drei Teilungen,

Fig.6 eine bevorzugte Anordnung des Zusammenwirkens der Einschubskaia mit einem die Meßbereichsumschaltung durchführenden Schiebeschalter.

In F i g. 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 F i g. 6 gezeigte Feder 11 gepreßt wird. Die Skalenplatte 3 trägt auf der der festen Skaienplatte 1 zugewendeten Hache die im Fenster 8 sichtbare Bezifferungsreihe 4 und die zu dieser axialsymmetrische, durch die Skalenplatte 1 abgedeckte Ziffernreihe 4'. Auf der anderen Fläche der Skalenplatte 3 sind die ebenfalls axialsymmetrisch zueinander angeordneten Bezifferungsreihen 5, 5' aufgedruckt, die in Fig.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.

Die Funktion der gezeigten Schlitze 6,6', 6", 6'" wird weiter unten anhand der F i g. 6 erklärt Sie wurden in den Fig.3, 4 und 5 der Einfachheit halber nicht eingezeichnet Die Fig.3 zeigt die Ausführung der Fig.2, jedoch bei bogenförmiger Skala, Fig.4 eine vorteilhafte Anordnung, bei der in der festen 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 Ziffemreihe 4' nach Drehen um 180° im Fenster 8' und die Ablesung erfolgt anhand der Teilung T. 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 0 bis 10, der andere mit der Teilung 2' die Ziffernfolge 0 bis 12 verlangt.

In der Fig.5 wird 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

ίο 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. 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.

F i g. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführung des Anmeldegegenstandes, nach der für die zu betätigende Schalteinrichtung ein Schiebeschalter, vorzugsweise von der Art des bekannten Leiterplattenschalters 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. In F i g. 6 und in den F i g. 1 und 2 sind in der Skalenplatte 3 an den 4 Ecken unterschiedlich lange Schlitze 6 ... 6'" gezeigt In diese greift das Betätigungsstück 10^r 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 Betätigungsstükkes 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.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungen der Erfindung, darunter auch die Methode der Betätigung des Schiebeschalters, sind nur Beispiele und durch

es andere Ausführungen und Methoden ersetzbar.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Eine mit einer Schalteinrichtung zusammenwirkende Skalenanordnung bei einem Mehrbereichsmeßgerät, das eine mit einer oder mit mehreren Skalenteilungen sowie mit einem oder mehreren Beobachtungsfenster^) versehene gehäusefeste Skalenplatte und eine in das Gehäuse einschiebbare Skalenplatte besitzt, die in ihrer eingeschobenen Lage durch gehäusefeste Mittel, wie Führungsnuten, oder -winkel, Anschläge, Stifte, Löcher und dergleichen, oder deren Kombinationen im Gehäuse räumlich gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß jedem Beobachtungsfenster (8,8'...) eine oder mehrere Skalenteilungen (2, 2'...) zugeordnet sind und

daß die einschiebbare Skalenplatte (3) im Gehäuse in 2 N unterschiedliche Lagen gebracht werden kann, wobei /V-rnal die eine und /V-mal die andere Fläche dem (den) Beobachtungsfenster^) zugekehrt ist und daß die Skalenplatte (3) auf jeder Fläche maximal N Gruppen von Bezifferungsreihen (4, 4' ...) trägt, welche N Gruppen so angeordnet sind, daß jeweils mehrere oder alle Bezifferungsreihen einer Gruppe mit der (den) Skalenteilungen) (2,2'...) korrespondieren und in dem (den) Beobachtungsfenster^) sichtbar werden,

daß ferner die Skalenplatte (3) mit den gehäusefesten Paßmitteln korrespondierende, an sich bekannte Anordnungen, wie Kanten, Paßlöcher und/oder Paßstifte in der den 2 N Lagen entsprechenden Anzahl besitzt und durch form- und kraftschlüssige Verbindung mit der Schalteinrichtung 2 N unterschiedliche Schaltprogramme ausführt

2. Skalenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch außerhalb des Gehäuses um eine zur Skalenplatte (3) senkrecht gedachten Achse (A) durchgeführten Drehung derselben um 360/N Grad jeweils eine andere der auf jeder der beiden Flächen der Skalenplatte (3) befindlichen Gruppen von Bezifferungsreihen (4,4'...) in die mit dem Beobachtungsfenster(n) (8, 8'...) und den gehäusefesten Paßmitteln korrespondierende Lage gebracht wird.

3. Skalenanordnung nach Ansprüchen 1 und 2, mit 2 N — A Einschubmöglichkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die einschiebbare Skalenplatte (3) eine rechteckige Form besitzt und daß ihre definierte Lage im Gehäuse durch Führung zweier ihrer parallelen Kanten, vorzugsweise der längeren, in den gehäusefesten vorgesehenen Führungsnuten oder Führungswinkeln sowie durch Anpressen jeweils einer der beiden anderen Kanten an einer hierfür bestimmten gehäusefesten Fläche erfolgt, und daß die Richtung der Bezifferungsreihe(n) beziehungsweise ihrer Sehnen den geführten Kanten parallel angeordnet sind.

4. Skalenanordnung nach Anspruch 1, gegebenenfalls auch 2 und 3, bei zwei auf der festen Skalenplatte (1) vorgesehenen Fenstern (8, 8') und zwei unterschiedlichen Skalenteilungen (2, 2'), von denen je eine einem der beiden Beobachtungsfenstern zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei ;:wei Einschubarten das eine Mal die eine Bezifferungsreihe in einem Beobachtungsfenster, das andere Mal die andere Bezifferungsreihe im

anderen Fenster sichtbar ist

5. Skalenanordnung nach Anspruch 1, gegebenenfalls auch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Beobachtungsfenster zwei unterschiedliche Skalenteilungen (2) zugeordnet sind, und von den auf der einschiebbaren Skalenplatte (3) vorgesehenen Gruppen von Bezifferungsreihen im Beobachtungsfenster zwei mit den Skalenteilungen (2) korrespondierende Bezifferungsreihen (4) sichtbar sind.

6. Skalenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Schaltprogramme durch einen Schiebeschalter mit 2 N Stellungen ausgeführt werden.

7. Skalenanordnung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiebeschalter in an sich bekannter Weise einen Kontaktstücke tragenden, auf den Kontaktflächen einer bedruckten Leiterplatte gleitenden Schieber (10) mit Betätigungsstück (IG') besitzt

8. Skalenanordnung nach Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einschiebbare Skalenplatte (3) das Betätigungsstück (10') des Schieüeschalters entgegen der Kraft der Rückholfeder (11) in die der Einschiebeart entsprechende Stellung bringt und durch diese Feder (11) und durch die Abdeckplatte (13), an die die Skalenplatte (3) angepreßt wird, kraftschlüssig im Gehäuse gehalten wird.

9. Skalenanordnung nach Ansprüchen 1, 2, 3, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der einschiebbaren Skalenplatte (3) Schlitze (6, 6', 6", 6'") unterschiedlicher Länge vorgesehen sind, in die das Betätigungsstück (10') eingreift.

10. Skalenanordnung nach Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (13) als Tür für die öffnung ausgebildet ist, durch welche die einschiebbare Platte (3) in das Gehäuse eingeschoben werden kann, und in ihrem geschlossenen Zustand verriegelt werden kann.