DE3916283A1

DE3916283A1 - Vorrichtung zum anzeigen von ziffern mittels kippsegmenten

Info

Publication number: DE3916283A1
Application number: DE19893916283
Authority: DE
Inventors: Pierre Bodet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1989-11-30
Also published as: FR2631729B1; FR2631729A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen von Ziffern oder dergleichen mittels Kippsegmenten, wobei jedes Segment auf einer Seite eine weiße oder zumindest helle Oberfläche und auf der anderen Seite eine schwarze Oberfläche besitzt und von einer länglichen Palette als Rotor gebildet wird, die die helle Oberfläche in einer von zwei um etwa 180° voneinander befindlichen Positionen zeigt, welche unter der Wirkung elektrischer Impulse erreicht werden, die in einen zugehörigen Stator geschickt werden.

Die hellen Oberflächen der verschiedenen Segmente zeichnen, wenn sie sich in ihrer Anzeigestellung befinden, eine Linie an der Oberfläche der Vorrichtung, und man weiß, daß, wenn es um das Anzeigen von Ziffern geht, sieben Segmente genügen, um jede beliebige Ziffer zwischen 0 und 9 zu bilden, während man vierzehn benötigt, um irgendein beliebiges alphanumerisches Zeichen darzu stellen.

Derartige Vorrichtungen sind inbesondere durch das amerikanische Patent US-A-30 96 594 und das französische Patent FR-A-25 58 288 bekannt. Jedes ihrer hellen Segmente ist auf der Peripherie einer schwarzen Trommel parallel zu deren Achse befestigt, und eine zweckent sprechende Drehung dieser Trommel um 90° ermöglicht es, das entsprechende Segment in einem Fenster erscheinen zu lassen, das in der oberen Blende des Vorrichtungs gehäuses vorgesehen ist, während eine 90°-Drehung der Trommel in Gegenrichtung das betreffende helle Segment zum Verschwinden bringt und durch die schwarze Oberfläche der Trommel ersetzt.

Diese bekannten Vorrichtungen weisen einen Nachteil auf, der schnell störend wird, wenn es darum geht, eine große Anzahl nebeneinander stehender Ziffern anzuzeigen. Es ist nämlich unerläßlich, daß der Stator während der ganzen für das Kippen der hellen Oberfläche erforderlichen Zeit, die unter Berücksichtigung der Trägheit des Systems einige Zehntelsekunden betragen kann, durchgehend mit Strom versorgt wird. Dann erst kann man das Anzeigen der nächsten Ziffer steuern und so fort, bis sämtliche Ziffern angezeigt worden sind.

Es ist also verständlich, daß man im Fall, wenn eine große Anzahl von Ziffern zu steuern ist, deren Kippen sich nacheinander vollziehen sieht, was garnicht angenehm für das Auge ist. Außerdem nimmt das Anzeigen aller Ziffern viel Zeit in Anspruch, was ein Nachteil ist, wenn verschiedene Zahlen und Buchstaben in schneller Folge auf einer Anzeigetafel erscheinen sollen.

Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung der vorstehend beschriebenen Art vorzuschlagen, welche diese Schwierigkeit beseitigt und die vor allem den Eindruck erweckt, daß alle Ziffern gleichzeitig angezeigt werden, selbst wenn sie in Wirklichkeit in einer sehr schnellen Folge nacheinander kippen, während die Gesamtanzeigezeit gering bleibt, selbst wenn die Anzahl der zu kippenden Segmente relativ groß ist. Des weiteren soll ein einfaches, zuver lässiges und preiswertes Gerät geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung ausgehend von einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Palette um ihre Längsachse drehbar gelagert ist und in den beiden Endpositionen etwa parallel zur Anzeigeebene der Vorrichtung liegt und daß diese Palette formschlüssig mit einem Permanentmagneten verbunden ist, der einen Rotor mit starkem Restmagnetismus bildet und der sich in jeder der beiden vorerwähnten Stellungen zwischen den Polen des Stators erstreckt, die von mindestens einer Spule umgeben und an Mittel angeschlossen sind, die die Übertragung elektrischer Impulse von sehr kurzer Dauer ermöglichen.

Es ist verständlich, daß ein derartiger Stator mit Restmagnetismus in Verbindung mit der den Rotor darstellen den Palette einen "Speicher-Motor" bildet, der das gestellte Problem lösen kann. Wird dieser Motor nämlich während eines sehr kleinen Bruchteils einer Sekunde, und zwar vorteilhafterweise während ca. einer Millisekunde erregt, so magnetisiert sich der Stator und bleibt während einer viel längeren Zeit magnetisch. Er befiehlt also dem Rotor, sich zu drehen, was die dazu erforderliche Zeit in Anspruch nimmt, jedoch ist der Erregerstrom von da an überflüssig, und er kann unverzüglich zum Motor, d.h. zum Stator, eines anderen Segments geleitet werden, und zwar mittels einer bekannten klassischen elektronischen Einrichtung, die hier nicht beschrieben wird. Daraus ergibt sich, daß der Befehl zum Kippen der 70 Segmente von 10 Ziffern vollständig in weniger als 70 Millisekunden ausgeführt werden kann, so daß man den Eindruck hat, als ob alle Ziffern gleichzeitig kippen würden, was das gesuchte Ziel war.

Es muß im übrigen darauf hingewiesen werden, daß der Einsatz eines derartigen "Speicher-Motors" nur durch die andere Vorkehrung der Erfindung möglich wird, dergemäß der Rotor durch eine sehr leichte Palette und nicht durch eine größere rotierende Masse gebildet wird. Die Verwendung eines solchen Motors ist nämlich mit einer geringeren Steuerleistung verbunden, so daß ein Rotor klassischen Typs hinderliche Abmessungen aufweisen würde.

Aus dem gleichen Grunde wird die Palette der erfindungs gemäßen Vorrichtung auch vorteilhafterweise aus einem Epoxyd-Glas gefertigt, das steif und sehr leicht ist, und das die Herstellung sehr dünner Plättchen erlaubt.

Vorzugsweise sollte jedes weiße oder zumindest helle Segment, das zur Anzeige dient, durch die Gesamtheit einer der Seiten des Plättchens gebildet werden, auf die es beispielsweise durch Farbe oder durch Kleben aufgebracht wird, während die andere Seite des Plättchens schwarz ist.

In diesem Fall kann die Drehachse jeder Palette deutlich durch die Anzeigeebene hindurchgehen, die die obere Ebene der Vorrichtung ist und die für jede Palette ein Fenster aufweist, das ihren Umfang mit einem leichten Spalt umgibt, und zwar sowohl in der Anzeigestellung, in der die weiße Seite von außen sichtbar ist als in der anderen Stellung, in der die schwarze Seite den Platz der weißen Seite eingenommen hat, so daß der Betrachter nur noch eine schwarze Oberfläche sieht, die mit der schwarzen Gesamtblende der Vorrichtung übereinstimmt.

Vorteilhafterweise und speziell aus Gründen der Symmetrie ist der von der Palette getragene Permanentmagnet ein kleiner magnetisierter Stab, der durch jedes geeignete Mittel auf einer ihrer Seiten, vorzugsweise in deren Mitte und rechtwinklig zu ihrer Längsachse befestigt wird.

Was nun den Stator aus stark remanentem, magnetischem Material betrifft, der dazu benutzt wird, die in Rede stehende Palette zwischen ihren beiden Halt-Stellungen zu drehen, so hat dieser vorteilhafterweise zwei Stahlstäbe, die mit ihrem einen Ende auf die Enden eines magnetisch durchlässigen Trägers montiert sind, und zwar senkrecht zu diesem, und dessen andere Enden mit dem auf der Palette befestigten magnetischen Stab verbunden sind, wenn sich die Palette in der einen oder der anderen ihrer Halt-Stellungen befindet. Auf diese Weise erhält man einen Elektromagnetanker, der auf dem Rahmen der Vorrichtung befestigt ist, und über den mindestens eine Erregerspule geführt wird.

Um in diesen remanenten Stäben optimale magnetische Leistungen zu erzielen, bestehen sie vorzugsweise aus einer Legierung folgender Zusammensetzung in Gewichts prozenten bis auf einen Bereich von ±15%: Kobalt=52%, Vanadium=8%, Eisen=40%. Diese Werte führen zu einem optimalen Magnetismus bei einem schwächstmöglichen Strom, und sie ermöglichen eine ausgezeichnete Funktion mit elektrischen Impulsen von einer Dauer unter einer Millisekunde.

Im Falle der Anzeige einer Zahl mittels sieben Segmenten weiß man, daß jedes Ende eines jeden Segments an ein Ende eines anderen etwa rechtwinklig zu ihm liegenden Segments angrenzt bzw., wenn es sich um das Mittelsegment handelt, an das Ende von zwei etwa rechtwinklig zu ihm liegenden Segmenten. Bei einer vorteilhaften Ausführungs form der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung sind diese aneinander angrenzenden Enden drehbar in einem gemeinsamen Träger montiert, wobei jedes der Enden der entsprechenden Paletten zu diesem Zweck mit einer Schwenkachse ausgerüstet ist, die sich nach außen in der Längsachse der Palette erstreckt, und die mit einem im Träger angeordneten Zapfen zusammenwirkt.

Bei dieser Ausführungsform genügen sechs Träger für die sieben Segmente, d.h. vier Träger mit je zwei Zapfen an den vier Ecken der Zahl und zwei Mittelträger mit drei Zapfen in der Mitte der beiden deutlich senkrechten Partien der Zahl.

Damit die Palette sich leicht erneut von einer Halt stellung in die andere bewegen kann, ist ihr Drehwinkel zwischen diesen beiden Stellungen vorzugsweise etwas kleiner als 180°.

Dies wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß jede Palette einen seitlichen Vorsprung aufweist, der mit zwei Anschlägen zusammenwirkt, die sich bei ihrer Kippbe wegung auf ihrem Flugkreis befinden und die sich vorzugsweise formschlüssig auf einem der remanenten Stäbe des Stators befinden. Diese Anschläge ermöglichen vorteilhaft ein genaues und flatterfreies Anhalten der Palette am Ende ihrer Kippbewegung.

Die nachfolgende Beschreibung, die keinerlei begrenzenden Charakter hat, wird ein gutes Verständnis darüber ermöglichen, wie die vorliegende Erfindung in die Praxis umgesetzt werden kann. Sie ist unter Betrachtung der Zeichnungen zu lesen.

Von den Figuren zeigen

Fig. 1 eine schematische Draufsicht des oberen Teils einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung von außen gesehen,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Teilansicht einer Palette der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und ihren Antriebsmechanismus und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt gemäß der Linie III-III der Fig. 2.

Die Ziffer mit sieben Segmenten, deren obere Hälfte in Fig. 1 dargestellt ist, wird von sieben länglichen Paletten 1, 1 a bis 1 f gebildet, deren eine Seite weiß oder zumindest hell ist und die andere schwarz. Entsprechend der Stellung derjenigen Paletten 1, die ihre weiße Seite dem Betrachter zukehren, mithin zur Außenseite der Vorrichtung, weiß man, daß man auf diese Weise eine beliebige Zahl von 0 bis 9 erscheinen lassen kann.

Jede Palette 1 besteht aus einem sehr leichten Plättchen, das aus Aluminium oder Kunststoffspritzguß sein kann, jedoch vorzugsweise aus Epoxydglas hergestellt ist, da dieses Material sowohl sehr steif als auch sehr leicht ist und außerdem zu sehr dünnen Folien geformt werden kann.

Die Plättchen 1 bilden die Form länglicher Rechtecke, die in dreieckige oder trapezförmige Spitzen auslaufen, wodurch man Zahlen zufriedenstellenden Aussehens mit einer quasi kontinuierlichen Linienführung erhalten kann.

Da alle in Rede stehenden Plättchen in ihrem Prinzip untereinander identisch sind, wird die Erläuterung der Funktion darauf beschränkt, dasjenige Plättchen 1 zu be schreiben, das sich am oberen Teil der Vorrichtung der Fig. 1 befindet.

Das Plättchen 1 ist um seine Längsachse X-X′ schwenkbar gelagert, und zu diesem Zweck sind seine beiden Enden mit je einer Schwenkachse 2 oder 2′ ausgerüstet, die sich gemäß der Achse X-X′ nach außen erstreckt und die sich in einem entsprechenden Zapfen dreht, der in einem festen Träger 3 oder 3′ gelagert ist, der formschlüssig mit dem Rahmen der Anzeigevorrichtung verbunden ist.

Die Träger 3 und 3′ besitzen ebenfalls Zapfen, die für die Paletten 1 a und 1 b bestimmt sind, die sich von innen aus fast rechtwinklig zur Palette 1 nach unten erstrecken und die sich an ihrem anderen Ende jeweils in den Trägern 4 und 4′ drehen können. Letztere besitzen ebenfalls Zapfen für die waagerechte Mittelpalette 1 c und für die beiden unteren Senkrechtpaletten 1 d und 1 e, wobei der untere Teil der Anzeige mit der nicht gezeigten Palette 1 f natürlich symmetrisch zum dargestellten oberen Teil ist.

Das Schwenken oder Kippen der Palette 1 um ca. 180° um ihre Längsachse X-X′ ermöglicht es, ihre weiße oder ihre schwarze Seite nach außen zu zeigen; dies wird durch eine Betätigungseinrichtung 5 gesteuert, die unter Betrachtung der Fig. 2 und 3 beschrieben wird, auf die jetzt Bezug genommen wird.

Man findet dort die Palette 1 und ihre Längsachse X-X′ wieder sowie die im Träger 3 gelagerte Schwenkachse 2.

Der Träger 3 weist hier eine andere Form auf, und er besitzt an seinem unteren Teil Füße 6, die durch den Rahmen 7 der Vorrichtung hindurchgehen und die es durch ihre zweckentsprechende Krümmung ermöglichen, die Vorrichtung formschlüssig mit diesem Rahmen zu verbinden.

Der Betätigungsmechanismus besteht einerseits aus einem leichten, als Dauermagnet magnetisierten Stab 8, der in Querlage auf einer Seite der Palette 1, vorzugsweise in deren Mitte, befestigt ist, und andererseits aus zwei Stahlstäben 9 und 9′, die an ihrer Basis auf den Enden eines Stahlträgers 11 befestigt sind, der quer zur Längsachse X-X′ der Palette 1 angeordnet ist. Die Stahlstäbe 9 und 9′ erstrecken sich nach oben bis in Höhe der Achse X-X′, wobei jeder Stab von einer Spule 10 bzw. 10′ umgeben ist.

Der Stahlträger 11 ist mittels Füßen 12 am Rahmen 7 befestigt und bildet zusammen mit den Stahlstäben 9 und 9′ den Anker eines zweipoligen Elektromagneten, der durch die Spulen 10 und 10′ vervollständigt wird. Letztere sind in Reihen- oder in Parallelschaltung an eine nicht dargestellte Stromversorgungsquelle angeschlossen, die es erlaubt, sie zur gewollten Zeit mit Impulsen von einer Dauer in der Größenordnung einer Millisekunde zu versorgen. Derartige elektrische Erregereinrichtungen sind Fachleuten bestens bekannt, weshalb sie an dieser Stelle nicht beschrieben werden.

Wie oben bereits angegeben, ist der Stahl der Stahl stäbe 9 und 9′ so ausgelegt, daß diese wie ein Speicher eine N-S- oder S-N- Magnetisierung registrieren. Zu diesem Zweck sollte dieser Stahl vorzugsweise wie folgt in Gewichtsprozenten zusammengesetzt sein: Co=52%, V=8% und Fe=40%. Diese Werte ermöglichen die Erzielung eines optimalen Magnetismus bei schwächst möglichem Strom.

Wenn dann die Magnetisierung der freien Enden der Stäbe 9 und 9′ derjenigen des von der Palette 1 getragenen permanentmagnetisierten Stabes 8 entspricht, bewegt sich die Palette nicht. Ist das Gegenteil der Fall, so schwenkt sie wie durch den Pfeil F der Fig. 3 angegeben, wodurch der erwünschte Kippeffekt erzielt wird und die weiße bzw. schwarze Seite der Palette zur Anzeige gebracht werden kann. Dank der Remanenz der Stahlstäbe 9 und 9′ wurde der Erregerstrom sofort zu Beginn der Kippbewegung abgeschaltet, wodurch es möglich wurde, den Erregerstrom umgehend zum Kippen der anderen Paletten 1 a-1 f der Vorrichtung zu verwenden.

In Wirklichkeit beträgt die Schwenkbewegung der Palette 1 zwischen ihren beiden Stillstandspositionen nicht genau 180°, denn die Palette muß, wenn sie zum Stillstand gekommen ist, in eine Stellung gebracht werden können, aus der heraus sie kippen kann, wenn sie einen gegenläufigen Steuerimpuls erhält. Zu diesem Zweck weist die Palette 1 einen seitlichen Vorsprung 13 auf, der sich in Längsrichtung gesehen in Höhe der Achse der Stäbe 9 und 9′ befindet, auf deren Spitze sich jeweils ein Anschlag 14 bzw. 14′ befindet, der im Flugkreis des Vorsprunges 13 liegt, wenn dieser die Kippbewegung der Palette 1 mitmacht.

Dieses Anschlagsystem hat zunächst den Zweck, ein genaues, flatterfreies Anhalten der Palette 1 zu bewirken, indem diese auf Anschlag 14 oder 14′ geht und dort bleibt. Es dient auch dazu, den Magneten 8 und die Palette 1 in eine leicht geneigte Lage zu bringen, so daß sie leicht die entgegengesetzte Bewegung ausführen kann, wenn ihr der Befehl dazu erteilt wird.

Ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, könnten gegenüber der soeben beschriebenen speziellen Ausführungsform zahlreiche Detailänderungen vorgenommen werden. So könnten z.B. die Gestaltung der Träger 3 und die Form der Paletten 1 verschieden sein, oder könnten die Spulen 10 und 10′ anders angeordnet werden.

Bezugszeichenliste

1, 1 a-1 f Palette (als Rotor)
2, 2′ Schwenkachse (Zapfen)
3, 3′ Träger, fest
4, 4′ Träger, fest
5 Betätigungseinrichtung
6 Füße (von 3 bzw. 4)
7 Rahmen (für Vorrichtung)
8 Stab, permanentmagnetisiert (an 1)
9, 9′ Stahlstäbe (des Stators)
10, 10′ Spule (für 9, 9′)
11 Stahlträger (zwischen 9, 9′)
12 Füße (von 9, 9′)
13 Vorsprung, seitlich (an 8)
14, 14′ Anschlag (an 9, 9′)
X-X′ Längsachse (von 1)

Claims

1. Vorrichtung zum Anzeigen von Ziffern oder dergleichen mittels Kippsegmenten, wobei jedes Segment auf einer Seite eine weiße oder zumindest helle Oberfläche und auf der anderen Seite eine schwarze Oberfläche besitzt und von einer länglichen Palette als Rotor gebildet wird, die die helle Oberfläche in einer von zwei um etwa 180° voneinander befindlichen Positionen zeigt, welche unter der Wirkung elektrischer Impulse erreicht werden, die in einen zugehörigen Stator geschickt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (1) um ihre Längsachse drehbar gelagert ist und in den beiden Endpositionen etwa parallel zur Anzeigeebene der Vorrichtung liegt und daß diese Palette (1) formschlüssig mit einem Permanentmagneten verbunden ist, der einen Rotor mit starkem Rest magnetismus bildet und der sich in jeder der beiden vorerwähnten Stellungen zwischen den Polen des Stators erstreckt, die von mindestens einer Spule (10, 10′) umgeben und an Mittel angeschlossen sind, die die Übertragung elektrischer Impulse von sehr kurzer Dauer ermöglichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Palette (1) aus einem sehr dünnen Plättchen aus Epoxydglas besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Palette (1) getragene Permanentmagnet aus einem kleinen magnetischen Stab (8) besteht, der auf einer Seite der besagten Palette (1) befestigt ist, und zwar vorzugsweise in ihrer Mitte und rechtwinklig zu ihrer Längsachse.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus stark remanentem Material besteht und aus zwei Stahlstäben (9, 9′) gebildet ist, die mit ihren einen Enden auf die Enden eines magnetisch durchlässigen Trägers (11) senkrecht zu diesem montiert sind, und dessen andere Enden mit dem auf der Palette (1) befestigten magnetischen Stab (8) verbunden sind, wenn sich die Palette (1) in der einen oder der anderen ihrer Halt-Stellungen befindet, wobei mindestens eine Erregerspule (10,10′) über die Stahlstäbe (9, 9′) geführt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff für die Stahlstäbe (9, 9′) aus einer Legierung von bis zu 52% Kobalt, 8% Vanadium und 40% Eisen besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander angrenzenden Enden der Paletten (1 bis 1 f) drehbar in einem gemeinsamen Träger (3, 3′, bzw. 4, 4′) gelagert sind, wobei jedes Ende einer Palette (1) mit einer Schwenkachse (2, 2′) versehen ist, die sich nach außen in die Längsachse (X-X′) der Palette (1) erstreckt und die mit einem im Träger (3, 3′ bzw. 4, 4′) angeordneten Zapfen zusammenwirkt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Palette (1) oder der magnetische Stab (8) einen seitlichen Vorsprung (13) aufweist, der mit zwei Anschlägen (14, 14′) zusammenwirkt, die sich bei ihrer Kippbewegung auf ihrem Flugkreis befinden und die formschlüssig mit einem der remanenten Stahlstäbe (9, 9′) des Stators verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der Palette (1) zwischen ihren beiden Stellungen kleiner als 180° ist.