DE2738548C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Derartige Anzeigeinstrumente werden benötigt in den Fällen, wo die Messung von einem jeweils wählbaren Bezugswert aus ausgeführt werden soll, insbesondere in den Fällen, wo nichtlineare Beziehungen vorliegen. Ein solcher Anwendungsfall ist beispielsweise ein barometrischer Höhenmesser bei Flugzeugen. Bei solchen Höhenmessern wird ein atmosphärischer Bezugsdruck eingestellt, in bezug auf den die Höhe angezeigt wird. Der atmosphärische Bezugsdruck ist hierbei abhängig von Veränderungen des atmosphärischen Luftdrucks bei Seehöhe oder bei einem anderen zweckdienlichen Ort.

Ein Anzeigeinstrument der eingangs genannten Art ist der Gegenstand der US-PS 39 77 250. Der erste Eingang des dortigen Differentialgetriebes ist mit einem elektrischen Stellmotor verbunden, der in Abhängigkeit der Stellung einer Druckkapsel gesteuert wird. Zwischen dem Stellmotor und der Druckkapsel ist eine mechanische nicht lineare Rückkopplung vorgesehen, welche die Nichtlinearität zwischen Höhen- und Atmosphären-Druck kompensiert. Der andere Eingang des Differentialgetriebes ist mit einem Stellknopf verbunden, mit dem das Anzeigeinstrument manuell auf einen atmosphärischen Bezugsdruck einstellbar ist.

Ein weiteres Anzeigeinstrument der eingangs genannten Art ist in der US-PS 36 68 933 beschrieben. Gegenüber dem vorher erwähnten Anzeigeinstrument weist dieses Anzeigeinstrument noch das zusätzliche Merkmal auf, das zwischen dem Einstellknopf und dem anderen Eingang des Differentialgetriebes ein Nocken vorgesehen ist, der die nichtlineare Beziehung zwischen dem atmosphärischen Bezugsdruck und der Höhe kompensiert. Dieser Nocken muß jedoch sehr präzise gefertigt sein.

Das Anzeigeinstrument nach der US-PS 32 42 737 weist zur Einstellung des Bezugsdrucks ebenfalls einen Einstellknopf auf, der mit einem Eingang eines ersten Differentialgetriebes verbunden ist, dessen Ausgang einen Eingang eines zweiten Differentialgetriebes antreibt, dessen zweiter Eingang mit einem Zeiger verbunden ist. Um Ungenauigkeiten der Druckkapsel zu korrigieren, wird auf elektrische Weise ein Korrektursignal erzeugt, in dem in Abhängigkeit der Stellung der Druckkapsel das Korrektursignal dem zweiten Eingang des ersten Differentialgetriebes zugeführt wird.

Das Anzeigeinstrument nach der US-PS 31 91 439 weist zur Einstellung des Bezugsdrucks einen Einstellknopf auf, mit dem das Gehäuse verstellt wird, das die Druckkapsel trägt. Hierdurch findet eine Verstellung des Instrumentenzeigers statt. Die Nichtlinearität zwischen dem Atmosphärendruck und der Höhe wird kompensiert durch einen Nocken im Getriebezug zwischen dem Einstellknopf und einem barometrischen Zähler.

Nach der US-PS 22 60 541 wird bei der Drehung des Einstellknopfes für den Bezugsdruck ein Gestell gedreht, das Teil eines Differentialgetriebes ist und das die Zeigerwelle antreibt.

Bei der Einstellvorrichtung nach dem DE-GM 18 51 427, das zur Einstellung elektrischer Bauteile dient, wird die Nichtlinearität zwischen einer Stellgröße und einer Anzeigegröße durch eine nichtlineare Rückkopplung kompensiert. Die Stellgröße versetzt eine Schnecke in Drehung, die mit einem Schneckenrad im Eingriff steht, das die Anzeigegröße wiedergibt. In Abhängigkeit der Stellgröße wird gleichzeitig die Schnecke axial verschoben.

Es besteht die Aufgabe, das Anzeigeinstrument so zu verbessern, daß Nichtlinearitäten zwischen der Eingangsgröße und dem vom Anzeigemechanismus angezeigten Anzeigewert bei der Einstellung des Bezugswerts mit hoher Genauigkeit kompensiert werden.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht eines Höhenmessers für ein Flugzeug,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Das Zifferblatt 11 weist eine kreisförmige Skala auf, welche in zehn gleiche Segmente eingeteilt ist, wobei jedes Segment einem Höhenunterschied von 100 Fuß entspricht. Die Skala ist eingeteilt von 0 bis 9. Jedes Segment ist unterteilt in fünf Abschnitte, von denen jeder Abschnitt einem Höhenunterschied von 20 Fuß entspricht. Bei jeder Höhenänderung von tausend Fuß führt der Zeiger 12 eine Umdrehung über die Skala 11 aus. Für die gleiche Höhenänderung führt eine Trommel 13 hinter dem Zifferblatt 11 ebenfalls eine Umdrehung aus. Die Trommel 13 ist durch einen Ausschnitt 14 des Zifferblatts sichtbar. Die Trommel 13 ist mit zehn Einteilungen in gleichen Abständen versehen mit der Bezeichnung 000 bis 900 in Schritten von 100. Zwei Trommeln 15 und 17, welche durch die Ausschnitte 16 und 18 sichtbar sind, sind von 0 bis 9 eingeteilt und zeigen Veränderungen von 1000 Fuß und 10 000 Fuß an.

Der Trommelzähler gibt somit eine Anzeige der Gesamtflughöhe an und die Zeigeranzeige gibt Veränderungen von 100 und 10 Fuß mit einem größeren Grad der Auflösung an.

Der Mechanismus des Höhenmessers ist in Fig. 2 gezeigt.

Das Gehäuse 19 des Höhenmessers ist hermetisch abgeschlossen und mit einer Anschlußleitung 20 versehen. Diese Anschlußleitung 20 ist über eine Leitung mit der Umgebung des Flugzeugs verbunden, so daß im Innern des Instruments der Umgebungsdruck außerhalb des Flugzeugs herrscht.

Eine konventionelle Aneroideinheit 21 weist eine oder mehrere luftleere Kapseln auf. Diese Kapseln führen zu einer Darstellung des Umgebungsdrucks und damit der Flughöhe, welche sich in der winkelmäßigen Stellung der Welle 22 ausdrückt.

Eine optische Kodierscheibe 23 wird von der Welle 22 über ein Getriebe 24 in Drehung versetzt. Die winkelmäßige Stellung der Kodierscheibe 23 wird von einem Photodetektor 25 erfaßt und erzeugt ein Digitalsignal, welches repräsentativ ist für die Flughöhe und das einer automatischen Flughöhenerfassungseinheit zugeführt wird.

Die Welle 22 trägt ein Zahnrad 26, welches mit einem Ritzel 29 eines Differentialgetriebes 27 in spielfreiem Eingriff steht. Die Drehung der Welle 22 wird übertragen auf die Welle 28, die den Zeiger 12 trägt. Neben dem Zahnrad 26 und dem Ritzel 29 weist das Differentialgetriebe 27 ein Zahnrad 30 und ein Ritzel 33 auf, wobei letzteres auf der Zeigerwelle 28 angeordnet ist. Das Zahnrad 30 auf der Welle 31 wird durch ein Planetengestell 32 gelagert. Das Planetengestell 32 wird von einer Hohlwelle 34 getragen, welche relativ zu den Platinen 35 winkelmäßig verdrehbar ist, wobei letztere starr mit dem Gehäuse 19 verbunden sind. Die Hohlwelle 34 wird in diesen Platinen 35 gelagert und weist ihrerseits Lager 36 zur Lagerung der Wellen 22 und 28 auf.

Ein zweites Ritzel 37 auf der Zeigerwelle 28 steht in Eingriff mit einem Ritzel 38, welches die Trommeln 13, 15 und 17 antreibt.

Die Anzeige des Zeigers 12 und der Trommeln 13, 15 und 17 ist somit eine Funktion der winkelmäßigen Stellung der Welle 22 und der winkelmäßigen Stellung des Planetengestells 32.

Ein Verstellen des Planetengestells 32 ermöglicht eine Einstellung der Höhenanzeige unter Berücksichtigung bzw. unter Kompensation der klimatischen Veränderung des Atmosphärendrucks. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist ein Einstellknopf 39 an der Vorderseite des Instruments vorgesehen, der über ein nicht dargestelltes Getriebe mit den Zählern 40 und 41 verbunden ist. Diese Zähler 40 und 41 sind durch Ausschnitte 42 und 43 des Zifferblatts 11 sichtbar. Diese Zähler 40 und 41 zeigen den barometrischen Druck in Millibar entsprechend der Nullhöheneinstellung des Höhenmessers an.

Der Knopf 39 ist über das Getriebe mit einem Zahnrad 44 verbunden. Dieses Zahnrad 44 wird von einer Welle 45 getragen, welche weiterhin eine Schnecke 46 trägt. Diese Schnecke 46 steht in Eingriff mit einem Zahnrad 47, das Teil des Planetengestells 32 ist.

Bei einer Drehung des Einstellknopfs 39 wird somit das Planetengestell 32 winkelmäßig verdreht. Dies führt zu einer Veränderung der Anzeige des Zeigers 12 und der Trommeln 13, 15 und 17. Gleichzeitig wird die Anzeige der Zähler 40 und 41 verändert, welche somit den atmosphärischen Bezugsdruck anzeigen, auf den der Höhenmesser eingestellt ist und von welchem ab die Höhe angezeigt wird.

Bei dem Höhenmesser, wie er in den Zeichnungen dargestellt ist, weist das Planetengestell 32 ein Nockensegment 48 auf, gegen das ein Nockenabtaster 49 anliegt, welcher an einem Ende eines Hebels 50 angeordnet ist, der schwenkbar an einer der beiden Platinen 35 gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 50 weist einen Vorsprung 51 auf, gegen den ein Ende der Welle 45 anliegt. Diese Welle 45 ist axial verschiebbar an einer der Platinen 35 gelagert. Wird das Zahnrad 47 und damit das Planetengestell 32 infolge einer Drehung der Schnecke 46 winkelmäßig verdreht, dann wird die Welle 45 seitlich verschoben infolge des auf den Hebel 50 wirkenden Nockensegments 48. Dies führt zu einer weiteren winkelmäßigen Verdrehung des Planetengestells 32. Die Größe der zusätzlichen Verdrehung hängt ab von der Form des Nockensegments 48, dem Nockenabtaster 49 und dem Vorsprung 51 des Hebels 50. Die gewünschte Beziehung zwischen der Drehung des Einstellknopfes 39 und der Veränderung der Höhenanzeige kann erhalten werden durch entsprechende Wahl der Form und Hebelverhältnisse dieser Teile.

Die spielfreie Berührung zwischen dem Nockensegment 48 und dem Nockenabtaster 49 und zwischen dem Vorsprung 51 und der Welle 45 wird sichergestellt durch eine Wickelfeder 52, welche auf einen Stift 53 des Zahnrads 47 wirkt.

Das Nockensegment 48 ist einfacher zu fertigen als der Nocken bei dem bekannten Höhenmesser nach der US-PS 36 68 933. Das Nockensegment 48 braucht nicht mit einem höheren Grad von Genauigkeit hergestellt zu werden als der bekannte Nocken. Eine Änderung von 0,025 mm in der Radialabmessung bei dem bekannten Nocken führt zu einer Veränderung der Höhenanzeige von 35 Fuß. Die gleiche Änderung im Fall eines Nockensegments 48 bewirkt eine Veränderung in der Anzeige von 5 Fuß.

Claims (1)

1. Anzeigeinstrument zur Anzeige einer sich verändernden Eingangsgröße, insbesondere des Atmosphärendrucks, die einem ersten Eingang eines Differentialgetriebes zugeführt wird, dessen zweiter Eingang manuell durch einen Einstellmechanismus auf einen Bezugswert, insbesondere dem gewählten atmosphärischen Bezugsdruck einstellbar ist, gegenüber dem die Eingangsgröße angezeigt werden soll und dessen Ausgang mit einem Anzeigemechanismus verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus (32, 35, 39, 44-53) ein Planetengestell (32) aufweist, das mit einem Zahnrad (47) des Differentialgetriebes (27) starr verbunden ist, daß das Zahnrad (47) den zweiten Eingang des Differentialgetriebes (27) bildet, daß auf dem Zahnrad (47) ein Nockensegment (48) fest angeordnet ist, daß der Einstellmechanismus (32, 35, 39, 44-53) weiterhin eine Schnecke (46) aufweist, die ihrerseits auf einer in Richtung ihrer Achse verschiebbar gelagerten Welle (45) angeordnet ist, daß das Zahnrad (47) mit der Schnecke (46) in Eingriff steht, daß der Einstellmechanismus (32, 35, 39, 44-53) weiterhin einen Hebel (50) aufweist, der mit seinem einen Ende über einen Nockenabtaster (49) mit dem Nockensegment (48) und mit seinem anderen Ende über einen Vorsprung (51) an einem Ende der Welle (45) anliegt, so daß bei einer durch einen Einstellknopf (39) des Einstellmechanismus (32, 35, 39, 44-53) bewirkten Drehung der Schnecke (46) diese zusätzlich axial verschiebbar ist und diese zusätzliche axiale Verschiebung über das Zahnrad (47) auf das Planetengestell (32) rückgekoppelt ist.