DE3214087C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Meß- und Anzeigeeinrich­ tung für den Noniuswinkel einer Zeichenmaschine, die ein Winkelschlitzelement mit in den Abständen einer Winkelmesser­ einteilung angeordneten Schlitzen, das zwischen einem fest­ stehenden Element und einem drehbaren Element angeordnet und an einem dieser Elemente befestigt ist; die ein Nonius­ schlitzelement mit in einer Noniuseinteilung entsprechenden Weise angeordneten Schlitzen, das an dem anderen der beiden Elemente befestigt ist; und die einen fotoempfindliche Ele­ mente und entsprechende lichtemittierende Elemente, zwischen denen das Winkelschlitzelement und das Noniusschlitzelement einander gegenüber angeordnet sind, enthaltenden ersten Codierer aufweist.

Bei üblichen Zeichenmaschinen, die mit den seit langem be­ kannten Skalen versehen sind, ist es verhältnismäßig einfach, den Drehwinkel der Lineale abzulesen und einzustellen, soweit dies bis zu den feinsten Einteilungen auf dem Winkelmesser geht. Es ist jedoch schwer, die Ablesung und Einstellung auf der Nonius-Einteilung vorzunehmen, die feiner ist als die feinste Einteilung auf dem Winkelmesser.

Bei einer vorbekannten Zeichenmaschine der eingangs genannten Art (US-PS 41 51 649) wird der gesamte Winkel digital ange­ zeigt. Hierbei besteht aber nun der Nachteil sehr vieler Ziffern. Das Ablesen und Einstellen ist wegen dieser großen Zahl von angezeigten Stellen sehr mühsam. Eine schnelle Voreinstellung auf den ungefähren gewünschten Wert, wie dies bei normalen Gradeinteilungen auf Skalen möglich ist, ist bei dieser Zeichenmaschine nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zeichenmaschine zu schaffen, bei der nur der Noniuswinkel auf besonders einfache Weise digital gemessen und angezeigt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die lichtemit­ tierenden Elemente und fotoempfindlichen Elemente je einem Noniuseinteilungsschlitz paarweise fest zugeordnet sind, daß sie Schaltungen zum Bestimmen des Noniuswinkels entspechend der Überlappung eines Schlitzes des Winkelschlitzelementes und eines Schlitzes des Noniusschlitzelementes aufweist, und daß ein zweiter Codierer für das Vorzeichen vorgesehen ist, der einen sich über 180° erstreckenden kreisförmigen Schlitz aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Zeichenmaschine kann der Noniuswin­ kel leicht abgelesen werden, während die vollen Grade oder größeren Winkeleinheiten auf einer üblichen Skala abgelesen werden können. Aufgrund des sich über 180° erstreckenden kreisförmigen Schlitzes kann auch das Vorzeichen des Nonius­ winkels bei allen Winkeleinstellungen automatisch richtig berücksichtigt werden.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer, teilweise weggebrochener Drauf­ sicht den wesentlichen Teil der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 im Vertikalschnitt und in seitlicher Ansicht den wesentlichen Teil;

Fig. 3 in Draufsicht wesentliche Elemente der Ausführungsform; und

Fig. 4 eine elektrische Schaltung, die bei der Ausfüh­ rungsform Verwendung findet.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet die Bezugsziffer 1 den Hauptteil des Zeichenkopfes einer Zeichenmaschine.

Sowohl bei Zeichenmaschinen vom Schienentyp als auch vom Armtyp dient dieser Hauptteil 1 des Zeichenkopfes dazu, Lineale 2 auf dem Zeichenbrett für parallele Bewegung zu führen. Die Bezugsziffer 3 bezeichnet eine Kopflagerung, die bezüglich Drehung der Lineale 2 stationär ist. Im Falle des Schienentyps ist die Kopfhalterung 3 mit Hilfe eines Scharniermechanismus 4 mit einem beweglichen Teil verbunden, der entlang einer Führungsschiene bewegt werden kann. Die Kopflagerung 3 ist mittig mit einem Lager in Form eines Hohlzylinders versehen, innerhalb derer eine Kopfwelle dreh­ bar angeordnet ist und einen Betätigungsknopf 5 einstückig mit einem Linealhalter 6 verbindet. Ein Winkeleinstellelement 7 ist drehbar am äußeren Umfang des Lagers angeordnet. Das Winkeleinstellelement 7 kann durch einen Winkelmesserhebel 8 in bezug auf die Kopflagerung 3 verriegelt werden, wenn das Winkeleinstellelement 7 eine vorbestimmte Winkelstellung ein­ nimmt. Ein Winkelmesser 9 ist einstückig am äußeren Umfang des Winkeleinstellelementes 7 angeordnet. Bei der dargestell­ ten Ausführungsform trägt der Winkelmesser 9 eine Gradein­ teilung 9 a, bei der die Winkel in zwei Bereichen von 180° angeordnet sind, in denen die Winkel im Uhrzeigersinn bzw. Gegenuhrzeigersinn von 0° in Intervallen von 1° anwachsen. Eine Anzeigetafel 10 für den Nonius ist einstückig auf dem Linealhalter angebracht und weist einen Markierungsteil 11 auf, der eine Markierungslinie 11 a trägt, die mit den Winkel­ messereinteilungen 9 a zusammenwirkt.

Ein Winkelschlitzelement 12 trägt schlitzförmige Winkelein­ teilungen 12 a, die sich in Intervallen von 1° über 360° in derselben Weise wie die Winkelmessereinteilungen 9 a erstrec­ ken. Dieses Winkelschlitzelement ist einstückig mit einer Kopfschraube 14 am Winkeleinstellelement 7 unter Zwischen­ schaltung einer Halterplatte befestigt. Das Winkelschlitz­ element 12 hat bei der gezeigten Ausführungsform den Aufbau einer hohlen Scheibe, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Es ist dort ein weggeschnittener Sektor 15 vorgesehen, der sich innerhalb und entlang der schlitzförmigen Winkeleinteilungen 12 a von 0° bis 180° derselben so erstreckt, daß die Richtung, in der die Lineale in bezug auf 0° gedreht werden, entsprechend der Anwesenheit oder Abwesenheit des weggeschnittenen Sektors 15 bestimmt werden kann. Man wird verstehen, daß dieser weg­ geschnittene Sektor 15 außerhalb der schlitzförmigen Winkel­ einteilung 12 a vorgesehen sein kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die 0°-Stellung der schlitzförmigen Win­ keleinteilung 12 a auf dem Winkeleinstellelement 7 ungefähr um 45° in bezug auf die 0°-Stellung der Winkelmessereintei­ lung 9 a verdreht. Dadurch werden bessere Möglichkeiten ge­ schaffen, eine später beschriebene Codierstation zu befesti­ gen. Der Linealhalter 6 hat einstückig ein Befestigungsele­ ment 16 für die Codierstation, die mit einer Führungsnut 17 versehen ist, durch die sich das Winkelschlitzelement 12 er­ streckt. Die Führungsnut 17 ist an ihrer unteren Wand mit einem Noniusschlitzelement 18 versehen, das an der unteren Wand befestigt ist. Das Noniusschlitzelement 8 trägt ent­ sprechend den Winkelschlitzelement-Einteilungen 12 a, die in Abständen von 1° auf dem Winkelschlitzelement 12 vorgesehen sind, Noniusschlitzeinteilungen 19 a bis 24 a und 19 b bis 24 b, die entsprechend dem sogenannten Noniusprinzip angeordnet sind. Insbesondere sind im Falle einer Ablesung mit 10′-Intervallen z. B. im Gegenuhrzeigersinn (in der "+"- Drehrichtung) nacheinander ein 0′-Ableseschlittenschlitz 19 a, ein 10′-Ableseschlitz 20 a, ein 20′-Ableseschlitz 21 a, ein 30′-Ableseschlitz 22 a, ein 40′-Ableseschlitz 23 a und ein 50′-Ableseschlitz 24 a, und im Uhrzeigersinn (in der "-"- Drehrichtung) nacheinander ein 0′-Ableseschlitz 19 b, ein 10′-Ableseschlitz 20 b, ein 20′-Ableseschlitz 21 b, ein 30′-Ableseschlitz 22 b, ein 40′-Ableseschlitz 23 b und ein 50′-Ableseschlitz 24 b vor­ gesehen. Bei der Ausführungsform werden die entsprechen­ den Paare von Noniusschlitzeinteilungen 0′ und ∓30′, +10′ und -50′, +20′ und -40′, +40′ und -20′, +50′ und -10′, gemeinsam benutzt. In der Verlängerung der 0′- Ableseschlitze 19 a, 19 b ist ein Schlitz 25 für die Vor­ zeichendiskriminierung gegenüber dem weggeschnittenen Sek­ tor 15 des Winkelschlitzelementes 12 vorgesehen. Das Be­ festigungselement 16 für die Codierstation ist entsprechend den Noniusschlitzeinteilungen und dem Vorzeichendiskriminie­ rungsschlitz mit fotoleitenden Elementen 26, 27, 28, 29, 30, 31 und 32 versehen, oberhalb derer lichtemittierende Elemente 33 vorgesehen sind, wobei zwischen den lichtemittierenden Elementen 33 und den fotoleitenden Elementen 26 bis 32 sich das Winkelschlitzelement 12 befindet. Sind dabei die Noniusschlitz­ einteilungen in Intervallen von z. B. 2° 50′ angeordnet, so hat der 10′-Ableseschlitz 20 a einen Abstand von 2° 50′, der 20′-Ableseschlitz 21 a einen Abstand von 5° 40′, der 30′-Ab­ leseschlitz 22 a einen Abstand von 8° 30′, der 40′-Ablese­ schlitz 23 a einen Abstand von 11° 20′ und der 50′-Ableseschlitz 24 a einen Abstand von 14° 10′ vom 0′-Ableseschlitz 19 a. Als Konsequenz hiervon kommt z. B. bei Drehung der Noniusschlitz­ einteilung um 10′ der 10′-Ableseschlitz 20 a zur Überlappung mit der Einteilung 3° auf den Winkelschlitzeinteilungen 12. Andererseits kommt z. B. bei Drehung der Noniusschlitzein­ teilungen um 30′ der 30′-Ableseschlitz 22 a in Überlappung mit der Einteilung 9° auf der Winkelschlitzeinteilung 12 a. Nur die Noniusschlitzeinteilung, die mit der entsprechenden Winkelschlitzeinteilung überlappt, führt dazu, daß das entsprechende fotoleitende Element Licht ausgesetzt wird, das von dem entsprechenden lichtemittierenden Element kommt, so daß ein fotoelektrischer Strom in diesem fotoleitenden Element erzeugt wird, während der Rest der fotoleitenden Elemente keinem Licht ausgesetzt wird, so daß in diesen restlichen fotoleitenden Elementen nur ein Dunkelstrom an­ wesend ist.

Kommt, wie dies aus dem elektrischen Schaltungsdiagramm der Fig. 4 ersichtlich ist, z. B. der 30′-Ableseschlitz 20 a der Noniusschlitzeinteilung in Überlappung mit der entsprechenden Winkelschlitzeinteilung, so wird ein foto­ elektrischer Strom im fotoleitenden Element 29, das dem Schlitz 20 a entspricht, erzeugt, wobei dann dieses Element einen Codierausgang vom Pegel 0 und der Ausgang der ent­ sprechenden Schmidtschaltung einen Pegel 1 trägt. Die restlichen fotoleitenden Elemente 26, 27, 28, 30 und 31 sind keinem Licht ausgesetzt; es fließt daher durch diese nur der Dun­ kelstrom, so daß ihre Codierausgänge auf dem Pegel 1 und die Ausgänge der entsprechenden Schmidtschaltungen auf dem Pegel 0 gehalten werden. Wird andererseits angenommen, daß der Vorzeichendiskriminierungsschlitz 25 gegenüber dem weg­ geschnittenen Sektor 15 des Winkelschlitzelementes 12 an­ geordnet ist, so ist das fotoleitende Element 32 dem Licht ausgesetzt, so daß der darin erzeugte fotoelektrische Strom einen Codiererausgang vom Pegel 0 bedeutet, was zu einem Ausgangssignal der entsprechenden Schmidtschaltung vom Pegel 1 führt, so daß unterschieden werden kann, ob ein abgelesener Winkel in bezug auf 0° als Ursprungspunkt in Plusrichtung oder Minusrichtung liegt (bei dieser Annahme liegt der ab­ gelesene Winkel in der Plusrichtung). Wird andererseits an­ genommen, daß der Vorzeichendiskriminierungsschlitz 25 nicht dem weggeschnittenen Sektor 15 gegenübersteht, so wird der abgelesene Winkel als von negativer Richtung festgestellt. Die Anordnung ist also so getroffen, daß, nachdem durch einen Multiplexer 36 diskriminiert worden ist, ob ein abgelesener Winkel eine Plusrichtung A oder eine Minusrichtung B hat, die Ablesung in der Reihenfolge von 0′, 10′, 20′, . . ., 50′, wie dies durch A ₀ bis A ₅ für die Plusrichtung A gezeigt ist, vor­ genommen wird, während sie in der Reihenfolge 0′, 50′, 40′, . . ., 10′ vorgenommen wird, wie dies durch B ₀ bis B ₅ für die Minusrichtung B gezeigt ist. Im vorher angenommenen Falle wird das Ausgangssignal mit Pegel 1 von der Schmidtschaltung 34 d an einen Eingang A ₃ des Multiplexers 36 gelegt und dann durch einen Decodierer 37 als 3 digitalisiert, die dann an der Zehnerstelle der Minutenanzeige in einer Digitalanzeige 38 angezeigt wird; es wird daher so ein Winkel von 30′ ange­ zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Digitalanzeige 38 auf der Noniusanzeigetafel 10 vorgesehen. In Fig. 2 be­ zeichnet die Bezugsziffer 39 ein durchsichtiges Fenster, die Bezugsziffer 40 eine Abdeckung und die Bezugsziffer 41 eine Linealhalterplatte.

Bei der oben beschriebenen digitalen Meß- und Anzeigeein­ richtung nimmt, wenn der +10′-Schlitz 20 a oder der -50′- Schlitz 20 b der Noniusschlitzeinteilungen mit den Winkel­ schlitzeinteilungen 12 a überlappt, der Codiererausgang des fotoelektrischen Stromes, der in dem fotoleitenden Element 27 erzeugt ist, den Pegel 0 und nur der Ausgang der ent­ sprechenden Schmidtschaltung 34 b den Pegel 1 an, so daß, wenn das Ausgangssignal der Schmidtschaltung 35, das vom fotoelektrischen Strom abhängt, der in dem fotoleitenden Element 32 erzeugt ist, das mit dem Vorzeichendiskriminie­ rungsschlitz 25 verknüpft ist, die Plusrichtung anzeigt, A ₁ durch den Multiplexer 36 ausgewählt wird, wobei dann 10′ angezeigt wird. Wird andererseits die Minusrichtung ange­ zeigt, so wird B ₅ ausgewählt, wodurch 50′ angezeigt wird. Bei Drehung der Lineale kann, nachdem der Winkel mit Hilfe der Winkelmessereinteilung 9 a und der Markierungslinie 11 a abgelesen oder eingestellt ist, wie dies konventionell ge­ schieht, der Noniuswinkel mit Hilfe der Digitalanzeige 38 abgelesen oder eingestellt werden, um so auf wirksame Weise das zu erreichen, was erfindungsgemäß erreicht werden soll.

Claims (1)

1. Digitale Meß- und Anzeigeeinrichtung für den Noniuswinkel einer Zeichenmaschine, die ein Winkelschlitzelement (12) mit in den Abständen einer Winkelmessereinteilung (9 a) angeord­ neten Schlitzen (12 a), das zwischen einem feststehenden Element (7) und einem drehbaren Element (16, 6) angeordnet und an einem dieser Elemente (7; 16, 6) befestigt ist; die ein Noniusschlitzelement (18) mit in einer Noniuseinteilung entsprechenden Weise angeordneten Schlitzen (19 a bis 24 a, 19 b bis 24 b), das an dem anderen der beiden Elemente (7; 16, 6) befestigt ist; und die einen fotoempfindliche Elemente (26 bis 31) und entsprechende lichtemittierende Elemente (33), zwi­ schen denen das Winkelschlitzelement (12) und das Nonius­ schlitzelement (18) einander gegenüber angeordnet sind, enthaltenden ersten Codierer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente (33) und fotoempfindlichen Elemente (26 bis 31) je einem Noniuseinteilungsschlitz (19 a bis 24 a, 19 b bis 24 b) paarweise fest zugeordnet sind, daß sie Schaltungen (34, 35, 36, 37) zum Bestimmen des Noniuswinkels entsprechend der Überlappung eines Schlitzes (12 a) des Win­ kelschlitzelementes (12) und eines Schlitzes (19 a bis 24 a, 19 b bis 24 b) des Noniusschlitzelementes (18) aufweist und daß ein zweiter Codierer (33, 15, 32) für das Vorzeichen vorgesehen ist, der einen sich über 180° erstreckenden kreisförmigen Schlitz (15) aufweist.