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"Anzeigeinstrument"
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Die Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument zur Darstellung eines
analogen Wertes mit einer Ablesemöglichkeit für absolute Werte und einer Ablesemöglichkeit
für kleine Änderungen des angezeigten Wertes, insbesondere als Log-Anzeigegerät
für die Schiffsnavigation.
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Bei der Darstellung von analogen Werten, beispielsweise von analogen
Meßwerten, tritt häufig das Problem auf, daß ein großer Anzeigebereich auf einer
räumlich beschränkten Skala dargestellt werden muß, so daß die Ablesegenauigkeit
und die Auflösung des Anzeigeinstrumentes gering sind. Kleine Änderungen des angezeigten
Wertes sind nicht erkennbar.
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Zur Lösung dieses Problems sind verschiedene Wege beschritten worden.
Bei Wägeeinrichtungen ist es bekannt, eine Skala vorzusehen, die beispielsweise
eine Ablesung von je fünf oder zehn Gramm auf einer Skala von 0 bis 1000 g ermöglicht,
mit der aber wesentlich größere Gewichte gewogen werden können. Dies ist dadurch
möglich, daß die Waage umschaltbar ist und entsprechend der Umschaltungen eine die
Anzahl der vollen Kilogramm repräsentierende Ziffer an der Waage erscheint.
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Bei der Geschwindigkeitsanzeige, insbesondere bei Segelschiffen, wird
eine Ablesemöglichkeit für die absolute Geschwindigkeit gefordert. Eine derartige
Skala kann beispielsweise von 0 bis 15 Knoten anzeigen. Darüber hinaus ist es für
den Segler aber auch erforderlich, geringe Geschwindigkeitsänderungen sofort wahrnehmen
zu können, um ggf. hierauf die Segelmanöver abzustellen.
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Es ist deshalb bekannt, ein kombiniertes Anzeigeinstrument vorzusehen,
bei dem der Absolutwert auf einer von 0 bis 15 Knoten reichenden Skala angezeigt
wird und bei dem ein zweites Instrument vorgesehen ist, bei dem eine momentane Geschwindigkeit
als Richtgeschwindigkeit dadurch eingestellt werden kann, daß das Instrument in
der Skalenmitte auf Null gestellt wird, wobei es dann Abweichungen nach oben oder
unten von der eingestellten Geschwindigkeit durch einen Ausschlag nach rechts oder
links anzeigt. Ändert sich die Absolutgeschwindigkeit erheblich, muß dieses Instrument
auf eine andere Ausgangsgeschwindigkeit nachgestellt werden. Dieses bekannteAnzeigeinstrument
erfordert daher einigen Bedienungsaufwand, in-dem die Differenzanzeige relativ sorgfältig
justiert werden muß. Darüber hinaus ist die Ablesung nicht so schnell und einfach
möglich, wie das häufig wünschenswert wäre. Der Ablesende muß ständig zwei Instrumente
im Auge haben, um eine komplette Aussage über die momentane Geschwindigkeit und
deren Änderung zu erhalten.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Anzeigeinstrument
der eingangs erwähnten Art zu erstellen, das einfach und schnell ablesbar ist, nur
die Ablesung auf einer einzigen Skala erfordert und mit geringem Aufwand zu erstellen
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:
a)
Einen von Null bis Vollausschlag mehrere Durchläufe auf einer quasi endlosen Skala
vollführen Zeiger b) eine feststehende, die Teilung der Skala aufweisende Scheibe.
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c) Eine relativ zu der feststehenden Scheibe proportional zu dem Zeiger
angetriebene Scheibe d) auf der vorderen der beiden Scheiben sind über die Skala
verteilte Fenster, auf der hinteren Scheibe Ziffern angeordnet e) der Abstand zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Ziffern ist von dem Abstand zwischen zwei Fenstern verschieden
f) die Ziffern sind in Gruppen angeordnet, wobei jede Gruppe Ziffern aufweist, die
sich jeweils um den Wert einer vollen Skalenlänge unterscheiden g) bei einem vollen
Durchlauf des Zeigers wandert die angetriebene Scheibe so weit, daß die nächste
Ziffer der Gruppe an die Stelle der vorhergehenden Ziffer in Relation zu der feststehenden
Scheibe gerückt ist h) die beiden Scheiben sind so zueinander justiert, daß bei
einer Zeigerstellung direkt über einem Fenster in dem Fenster eine Ziffer sichtbar
ist i) bei einer Stellung des Zeigers zwischen zwei Fenstern ist in den beiden dem
Zeiger benachbarten Fenstern je eine Ziffer sichtbar.
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Das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument erlaubt in überraschender
Weise
eine bequeme, leicht zu erfassende Ablesung des analogen Wertes, da die Ablesung
lediglich den Blick auf einen kleinen Teil der Skala erfordert. Wenn der Zeiger
eine dem anzuzeigenden Wert entsprechende Stellung auf der Skala angenommen hat,
muß lediglich noch die Ziffer in dem dem Zeiger am nächsten liegenden Fenster abgelesen
werden, um eine genaue Aussage über den angezeigten Wert zu erhalten. Da der Zeiger
mehrere Durchläufe auf der Skala von Null bis Vollausschlag vollführt, kann die
Ablesegenauigkeit beliebig groß gemacht werden, da hierdurch nur die Anzahl der
Durchläufe auf der Skala erhöht wird. Für die Realisierung bietet sich eine kreisförmige
Skala an, auf der der Zeiger mehrere Umdrehungen ausführen kann. Das Ablesen des
angezeigten Wertes auf dem erfindungsgemäßen Anzeigeinstrument gestaltet sich deswegen
besonders einfach, wobei nur in den beiden dem Zeiger benachbarten Fenstern Ziffern
vollständig zu sehen sind. Da der Abstand zwischen den Ziffern sich von dem Abstand
zwischen den Fenstern unterscheidet, erscheinen in den übrigen Fenstern keine bzw.
keine vollständigen Ziffern. Der Abstand zwischen den Ziffern ist.qrö;er als zwischen
den Fenstern, wenn Zeiger und Scheibe gegensinnig angetrieben werden. Beim gleichsinnigen
Antrieb ist der Abstand zwischen den Ziffern kleiner als der zwischen den Fenstern.
Durch den kontinuierlichen Antrieb der bewegbaren Scheibe ergibt sich eine problemlose
Anzeige bei steigender wie bei abnehmender Geschwindigkeit. Darüber hinaus läßt
sich die kontinuierliche Bewegung der Scheibe mit einfachen Mitteln realisieren.
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Durch das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument hat der Bedienende sowohl
die Möglichkeit, den Absolutwert der Geschwindigkeit sehr genau schnell festzustellen
als auch geringe Änderungen der Geschwindigkeit an der Zeigerbewegung zu erkennen.
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Es ist zweckmäßig, wenn alle Fenster des Anzeigeinstruments einen
gleichen Abstand voneinander aufweisen.
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Die Realisierung des erfindungsgemäßen Anzeigeinstruments gestaltet
sich einfach, wenn der Zeiger und die angetriebene Scheibe
von
einem gemeinsamen Antrieb getrieben werden, wobei der Antrieb der Scheibe über eine
Untersetzung erfolgt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer runden
Skala die Scheibe mit Hilfe einer Schnur angetrieben, die in Form eines Dreiecks
ausgehend von einer Endbefestigung an einem Eckpunkt über einen an der beweglichen
Scheibe angebrachten Stift als zweiten Eckpunkt gelegt und zur den dritten Eckpunkt
des Dreiecks bildenden Achse des Zeigers geführt ist, auf die sie sich bei der Zeigerbewegung
aufwickelt. Durch die mit dem Aufwickeln verbundene Verkürzung der Schnurlänge zieht
die Schnur den Stift kontinuierlich, so daß sich dieser auf seiner Kreisbahn der
Scheibe bewegt. Die Rückstellkraft kann in üblicher Weise von einem federnden Element
aufgebracht werden.
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Das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument kann noch mit einem von der
Außenseite des Anzeigeinstruments verstellbaren zusätzlichen Zeiger versehen sein.
Dieser Zeiger kann in Obereinstimmung mit der Stellung des anzeigenden Zeigers gebracht
werden, so daß auch über längere Zeit eine Abweichung von der Ausgangsanzeige nach
oben oder unten festgestellt werden kann, ohne daß der Bedienende hierfür eine bestimmte
Anzeige in Erinnerung behalten muß.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 eine Draufsicht
auf ein erfindungsgemäßes Anzeigeinstrument Figur 2 einen vertikalen Schnitt entlang
der Linie II - II in Figur 1 Figur 3 eine Ansicht des Anzeigeinstruments aus Figur
1 von hinten.
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Das Anzeigeinstrument weist einen an einer Mittelachse 1 drehfest
befestigten Zeiger 2 auf, dessen freies Ende über eine auf einer festen, kreisförmigen
Scheibe 3 angebrachten Skala 4 streicht. Die feststehende Scheibe 3 weist innerhalb
der Skala 4 fünf über den Umfang der Scheibe verteilte Fenster 5 auf, deren Abstand
voneinander jeweils gleich ist. Hinter der feststehenden Scheibe befindet sich eine
angetriebene Scheibe 6, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser
der feststehenden Scheibe 3.
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Auf der angetriebenen Scheibe befinden sich auf dem Radius der Fenster
5 Ziffern 7, die in fünf Zifferngruppen 8 aufgeteilt sind. Die Ziffern 7 in jeder
Zifferngruppe 8 unterscheiden sich jeweils um den WertffnfEntsprechend den fünf
Fenstern 5 auf der feststehenden Scheibe weist die angetriebene Scheibe 6 fünf dieser
Zifferngruppen 8 auf. Da das Anzeigeinstrument für drei Zeigerumdrehungen vorgesehen
ist, besteht jede Zifferngruppe 8 mit Ausnahme der ersten aus drei Ziffern, während
die erste
Zifferngruppe 8 aus vier Ziffern unter Einschluß der
Null besteht.
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In der Nullstellung des Anzeigeinstruments, also am Anfang des Anzeigebereichs
zeigt der Zeiger 2 nach unten und steht über dem unteren Fenster 5. Darunter ist
die Ziffer n o" mittig angeordnet und daher ablesbar. Steigt der anzuzeigende Meßwert
an, vollfAhrt der Zeiger 2 eine Kreisbewegung im Uhrzeigersinn. Die angetriebene
Scheibe 6 wird dabei in Relation zu dem Zeiger 2 so angetrieben, daß gerade dann,
wenn der Zeiger über einem Fenster 5 steht, darunter eine entsprechende Ziffer sichtbar
wird.
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Am Anfang des Anzeigebereichs befindet sich unterhalb des linken
unteren Fensters 5 die Ziffer "1", wenn der Zeiger über diesem Fenster 5 steht.
Steigt der Meßwert weiter an, steht also der Zeiger 2 zwischen dem linken unteren
und dem linken oberen Fenster 5, ist in diesen beiden Fenstern gerade noch die Ziffer
'1" n und die Ziffer "2" ablesbar. Nach einer vollen Umdrehung ist in derselben
Zeigerstellung zwischen diesen beiden Fenstern5 in diesen die Ziffer "6" und die
Ziffer "7" erkennbar. In der in Figur 1 gezeichneten Zeigerstellung hat der Zeiger
eine volle Umdrehung hinter sich gebracht und steht zwischen zwei Fenstern 5, an
denen ablesbar ist, welcher absolute Meßwert angezeigt wird, da in diesen beiden
Fenstern 5 zwei Zahlen vollständig ererkennbar sind.
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Damit eine deutliche Ablesung der Ziffer 7 am besten in den der jeweiligen
Zeigerstellung benachbarten Fenstern 5 möglich ist, ist der Abstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Ziffern 7 auf der angetriebenen Scheibe 6 kleiner als der Abstand
zwischen zwei Fenstern 5. Die Scheibe 6 wird nämlichkleichsinnig mit dem Zeiger
2 angetrieben.
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Die Figuren 2 und 3 verdeutlichen den Antrieb der angetriebenen Scheibe
6. Dieser wird in überraschend einfacher Weise dadurch ausgeführt, daß eine Schnur
9 vorgesehen ist, die auf der Mittelachse 1 aufwickelbar ist. Über einen Umlenkzapfen
10 auf der angetriebenen Scheibe 6 ist die Schnur 9 zu einem Zapfen 11 auf der feststehenden
Scheibe 3 geführt, an dem sie befestigt ist.
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Beim Antrieb des Zeigers 2 über die Mittelachse 1 wird die Schnur
9 auf die Mittelachse 1 aufgewickelt. Dadurch verkürzt sich die freie Länge der
Schnur 9 von dem feststehenden Zapfen 11 bis zur Mittelachse 1. Daraus resultiert
eine Verkleinerung des Dreieckes, das aus der Mittelachse 1, dem Umlenkzapfen 10
und dem feststehenden Zapfen 11 gebildet wird. Der Umlenkzapfen 10 wandert daher
- von vorn gesehen - entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß die angetriebene Scheibe
6 bei einer Zeigerbewegung im Uhrzeigersinn sich untersetzt entgegen dem Uhrzeigersinn
bewegt. Auf diese simple Weise kann mit einfachen Mitteln eine genaue Untersetzung
der Antriebsbewegung der angetriebenen Scheibe 6 von dem Antrieb des Zeigers 2 abgeleitet
werden.
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