DE4010781C2 - Anzeigeinstrument mit einer Schalteinrichtung als Zweipunktregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigeinstrument mit einer Schalteinrichtung als Zweipunktregler, insbesondere für das elektrische Schalten in Abhängigkeit von Temperaturen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem gattungsgemäßen Anzeigeinstrument nach der DE-C 16 23 850 erstreckt sich der Anzeigebereich über mehr als 180°. Bei einer derartigen Anzeige ist zu gewährleisten, daß die Sollwerteinstellung auf jeden Punkt der Istwertanzeige möglich ist, also die Sollwerteinstellung über den gleichen Winkelbereich möglich sein muß, wie die Anzeige des Istwertes. Dabei ist sicherzustellen, daß sich oberhalb wie unterhalb der durch Deckungsgleichheit von Istwertanzeige und Sollwerteinstellung bestimmten Schaltpunktes keine Zustandsänderung der Schalteinrichtung ergibt, da eine außerhalb des Schaltpunktes mögliche Zustandsänderung der Schalteinrichtung keinen Betrieb als Zweipunktregler ermöglicht. Als Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schalten im Gegenregelsinne ist in einem Kulissenkörper eine Nockenkurve vorgesehen, die aus zwei sich über fast 360° erstreckenden Umfangsnuten zusammengesetzt ist. Die Lage jeder Nut definiert einen Schaltzustand des Schalters, wobei der Schaltpunkt durch eine Rampe vorgegeben ist, die beide Umfangsnuten miteinander verbindet. Ein Schaltstift des mechanischen Schalters wird in der Nockenkurve geführt und bewirkt beim Überfahren der Rampe den notwendigen Schalthub zum Schalten des Schalters. Gerade im Schaltpunkt wirken die auftretenden Kräfte zur Betätigung des Schalters auf die Anzeige zurück, wodurch sowohl Ungenauigkeiten in der Anzeige als auch beim Schalten nicht ausgeschlossen werden können.

Aus der DE-A 16 23 822 ist ein Anzeigeinstrument mit einem Grenzwertschalter bekannt, bei dem mit der Sollwertanzeige eine Lichtschranke um eine Drehachse gedreht wird. Der Lichtschranke ist eine mit dem Istwertzeiger um die gleiche Drehachse drehende Schaltwand zugeordnet. Der Anzeigebereich ist kleiner als 180° ausgebildet, wobei die Erstreckung der Schaltwand dem Drehwinkel des Anzeigebereiches entspricht. Ist der Schaltpunkt auf den Anfang des Anzeigebereiches eingestellt, gewährleistet die über den gleichen Drehwinkel sich erstreckende Schaltwand die Aufrechterhaltung des Schaltzustandes über den gesamten Anzeigebereich. Ist der Schaltpunkt auf das Ende des Anzeigebereiches eingestellt, kann die hintere Kante der Schaltwand nicht in den vorderen Teil des Anzeigebereiches einragen, da der Anzeigebereich und die Schaltwand eine Erstreckung von weniger als 180° haben. Maßnahmen zur Sicherung eines Arbeitens im Gegenregelsinne sind daher aufgrund des kleinen Anzeigebereiches nicht notwendig.

Auch die aus den Druckschriften DE-B 11 64 687, DE-B 20 18 370 und DE-B 25 56 284 bekannten Anzeigeinstrumente mit aus Lichtschranken gebildeten Schaltern weisen Anzeigebereiche von weniger als 180° auf, weshalb eine Sicherung für ein Arbeiten im Gegenregelsinne nicht notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Anzeigeinstrument mit einem Anzeigebereich von mehr als 180° und einer Schalteinrichtung als Zweipunktregler derart weiterzubilden, daß ohne Einschränkung eines Verstellbereichs einer Sollwertanzeige eine mechanische Rückwirkung der Schalteinrichtung auf die Istwertanzeige weitgehend vermieden und eine zuverlässige, einfache Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schalten im Gegenregelsinne gegeben ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Verwendung einer Lichtschranke als Schalter, der eine sich über mehr als 180° erstreckende Schaltwand zugeordnet ist, ist im Schaltpunkt eine die Istwertanzeige verfälschende mechanische Rückwirkung der Schalteinrichtung vermieden, so daß ein Schalten mit geringster Hysterese möglich ist.

Zur Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schalten im Gegenregelsinne liegen in einer konstruktiv vorgebbaren Relativlage der Istwertanzeige zur Sollwerteinstellung der Schalter und die Schaltwand mechanisch aneinander an. Bei einer weiteren Drehung über die Relativlage hinaus wird ein Teil (Schaltwand oder Lichtschranke) der Schalteinrichtung von dem anderen Teil (Lichtschranke oder Schaltwand) aus einer Ruhelage verstellt, so daß die Lichtschranke einen einmal eingenommenen Schaltzustand auch über diese Relativlage hinaus unverändert beibehält.

Ist zum Beispiel bei einem Anzeigebereich von 270° der Schaltpunkt auf den Anfang des Anzeigebereiches eingestellt, so kann dieser Schaltzustand über den ganzen Anzeigebereich von 270° sicher aufrechterhalten werden, wenn die Schaltwand über eben dieses 270° ausgebildet ist. Wird der Schaltpunkt auf z. B. 180° der Istwertanzeige geändert, so erfolgt an der Vorderkante der sich über 270° erstreckenden Schaltwand ein ordnungsgemäßes Schalten, wobei der Schaltzustand bis hinaus zum Ende der Istwertanzeige bei 270° aufrechterhalten ist; fällt die Istwertanzeige bis in den Bereich unterhalb der 180°-Istwertanzeige in Richtung auf den Anfang des Anzeigebereichs, so wird bei 90° des Anzeigebereichs der Hinterkante der Schaltwand wirksam. Eben bei dieser Relativlage kann sich z. B. die Hinterkante der Schaltwand an die Lichtschranke anlegen und bei einer Drehlage über dieser Relativlage hinaus die Lichtschranke oder die Schaltwand aus ihrer Ruhelage hinaus verstellen, wobei die Lichtschranke ihren Schaltzustand unverändert beibehält. Lichtschranke und Schaltwand werden somit außer Eingriff gestellt und gleiten wirkungslos aneinander vorbei, so daß durch die Hinterkante der Schaltwand ein Schalten der Lichtschranke nicht ausgelöst wird. Durch diese Ausbildung der Sicherung gegen Arbeiten im Gegenregelsinne bei einer Lichtschranke ist ohne Einschränkung des Verstellbereichs eine mechanische Rückwirkung der Schalteinrichtung auf die Istwertanzeige vermieden, wobei gleichzeitig eine zuverlässige Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schalten im Gegenregelsinne gegeben ist.

In einer ersten Ausführungform der Erfindung ist die Schaltwand eine Blattfeder, vorzugsweise eine Messingfeder, die eine etwa geschlossene Windung bildet, welche nur an ihren Windungsenden festgelegt und dadurch radial verlagerbar ist. Die Windungsenden weisen einen radialen Abstand voneinander auf, wobei der Abstand die Eintrittsweite einer Öffnung bestimmt, durch die die Lichtschranke ohne Änderung ihres Schaltzustandes in die Windung eintreten kann. Im Bereich des Schaltpunktes ist durch die konstruktive Auslegung ein mechanischer Kontakt zwischen der Schaltwand und der Lichtschranke mit Sicherheit ausgeschlossen. Erst außerhalb des Schaltpunktes wird eine mechanische Anlage der Lichtschranke an die Blattfeder zugelassen, wobei die Blattfeder radial ausweicht und die Lichtschranke damit ihre große Ver­ stellbarkeit in Umfangsrichtung erhält. Dabei ist sicherge­ stellt, daß beiderseits des Schaltpunktes der jeweilige Zu­ stand der Lichtschranke unverändert bleibt und so eine Si­ cherung eines Schaltens des Zweipunktreglers im Gegenregel­ sinne gegeben ist.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Schaltwand über etwa 270° konzentrisch um die Drehachse herum angeordnet und läuft an einem Ende in einen etwa tangential anschlie­ ßenden, vorzugsweise geradlinigen Auflaufabschnitt aus, auf den jenseits des Schaltpunktes die radial federnd gelagerte Lichtschranke aufläuft. Mit dem Auflaufen wird der radial federnd gelagerte Schalter radial nach innen verschoben, wodurch eine weitere Verdrehung der Lichtschranke in Umfangsrichtung möglich wird, ohne daß eine Schaltzustandsänderung auftritt.

Weitere Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung er­ geben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zei­ gen:

Fig. 1 in Seitenansicht ein teilgeschnittenes Anzeige­ instrument mit einer Schalteinrichtung,

Fig. 2 eine axiale Draufsicht auf eine Meßwertscheibe mit angeordneter Schaltwand und schematisch darge­ stellter Lichtschranke,

Fig. 3 eine Abwicklung der als Blattfeder ausgebildeten Schaltwand,

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltwand in einer Darstellung gemäß Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht auf ein Anzeigeinstrument nach Fig. 4,

Fig. 6 bis Fig. 6c ein Ausführungsbeispiel eines weiteren Anzeige­ instrumentes mit auf dem Mantel der Meßwert­ scheibe angeordneter Schaltwand,

Fig. 7a und Fig. 7b eine schematische Darstellung der Anordnung und Lage einer Lichtschranke zur Abtastung der Schaltwand in einem Anzeigeinstrument gemäß Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Anzeigeinstrumentes mit einer aus Licht leitenden Scheiben aufgebauter Gabellicht­ schranke,

Fig. 9 einen Teilschnitt durch eine Gabellichtschranke zum Anschluß an Lichtleitfasern.

Das in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Anzeigeinstrument ist ein Zweipunktregler für das elektrische Schalten in Abhängigkeit von Temperaturen. Auf einer Welle 1 ist eine Trommel 2 dreh­ fest festgelegt, deren Mantel 3 eine Skalierung 4 in Form einer Gradeinteilung aufweist. Die Welle 1 mit der drehfest darauf befestigten Trommel 2 ist mit einem mechanischen Meß­ werk 5 verbunden, das im Ausführungsbeispiel von einer Bour­ donfeder gebildet ist. Als Meßwerk 5 sind jedoch auch andere Antriebsarten möglich, so zum Beispiel eine Bimetallfeder.

Die eine Stirnseite der Trommel 2 bildet eine Scheibe 6, die im folgenden als Meßwertscheibe bezeichnet ist. Dies des­ halb, weil die Scheibe 6 einteilig mit der Trommel 2 ausgebil­ det ist und die auf dem Mantel 3 der Trommel 2 aufgetragene Skalierung 4 die Temperatur-Istwertanzeige bildet.

Die in Fig. 2 in Draufsicht dargestellte Meßwertscheibe 6 trägt eine Schaltwand 7, die lotrecht auf der Ebene der Meßwertscheibe 6 steht und die durch die Welle 1 gebildete Drehachse etwa konzentrisch umgibt. Die Schaltwand 7 ist im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel aus einer Blattfeder 8 gebildet, die in Fig. 3 in Abwicklung dargestellt ist. Die Blattfeder 8 bildet eine etwa geschlossene Windung (Fig. 2) und ist ausschließlich an ihren Windungsenden 8a und 8b auf der Meßwertscheibe 6 festge­ legt. Hierzu sind an den Windungsenden 8a und 8b Befesti­ gungsstifte 9 vorgesehen, die mit Einsteckenden 9a in die Meßwertscheibe 6 eingreifen. Wesentlich ist, daß die Blatt­ feder 8 ausschließlich an ihren Enden 8a und 8b auf der Meß­ wertscheibe 6 fixiert ist. Der sich zwischen den Enden 8a und 8b erstreckende Bereich der Blattfeder 8 ist somit relativ zur Drehachse 1 radial verlagerbar.

Wie Fig. 2 zeigt, liegen die Enden 8a und 8b radial mit Ab­ stand u zueinander, so daß die durch die Blattfeder 8 gebil­ dete Windung etwa spiralförmig ist. Der radiale Abstand u ist dabei so vorgesehen, daß die Enden 8a und 8b eine Öff­ nung 10 begrenzen, durch die eine Lichtschranke 11 in das Innere der Windung eintreten kann. Die im Ausführungsbei­ spiel nach den Fig. 1 bis 3 gezeigte Lichtschranke ist eine Reflexionslichtschranke 11, weshalb die Blattfeder 8 aus einem gut reflektierenden Material gebildet ist, zum Beispiel eine Messingfeder ist.

Entsprechend einer Reflexionslichtschranke 11 ist auch eine Gabellichtschranke 12 einsetzbar, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. Bei Einsatz einer Gabellichtschranke 12 be­ steht die Forderung, daß die Schaltwand 7 aus einem lichtundurchlässigen Material besteht.

Die als Schalter angeordnete Reflexionslichtschranke 11 oder die Gabellichtschranke 12 ist mit einer Sollwerteinstellung 13 ge­ koppelt. Die Sollwerteinstellung 13 besteht aus einer Sollwertscheibe 14, auf deren Außenmantel 15 eine Skalierung 16 zur Anzeige eines Sollwertes vorgesehen ist. Die Sollwertscheibe 14 ist auf einer Hohlwelle 17 drehfest befestigt, die drehbar auf der zentralen Welle 1 gelagert ist. Die Hohlwelle 17 trägt einen Einstellknopf oder dergleichen zum Verdrehen der Soll­ wertscheibe 14 relativ zur Welle 1 bzw. zur Meßwertscheibe 6. Die Sollwertscheibe 14 ist mit Abstand zur Meßwertscheibe 6 angeordnet und trägt auf der der Meßwertscheibe 6 zuge­ wandten Stirnseite einen Haltestift 18, der lotrecht zur Sollwertscheibe 14 bzw. zur Meßwertscheibe 6 liegt und an seinem freien Ende die Lichtschranke 11 bzw. 12 trägt. Dabei wird die Lichtschranke 11 bzw. 12 derart gehalten, daß sie voll­ ständig von der Schaltwand 7 abgedeckt ist.

Die Lage der Meßwertscheibe 6 und der Sollwertscheibe 14 ist so aufeinander abgestimmt, daß bei Übereinstimmung von Ist­ wert und Sollwert die angeordnete Lichtschranke 11 bzw. 12 durch die Schaltwand 7 betätigt wird, um einen entsprechen­ den Schaltvorgang als Zweipunktregler auszuführen. In Fig. 2 ist eine derartige Lage für die Reflexionslichtschranke 11 dargestellt. Bei einem weiteren Drehen der Meßwertscheibe 6 in Pfeilrichtung 19 gelangt die gut reflektierende Blattfe­ der vor die Reflexionslichtschranke 11. Das von der Reflexionslicht­ schranke 11 ausgesandte Licht wird entsprechend reflektiert, im Empfänger der Reflexionslichtschranke 11 in ein elektrisches Signal umgesetzt, welches als Schaltsignal des Zweipunktreg­ lers entsprechend ausgewertet wird. Aufgrund des Schaltsig­ nals wird die Temperatur zum Beispiel steigen, weshalb die Meßwertscheibe 6 entgegen Pfeilrichtung 19 gedreht wird. Da­ bei gelangt die reflektierende Blattfeder 8 wieder aus dem Bereich der Reflexionslichtschranke 11, weshalb ein Schalt­ signal nicht weiter erzeugt wird; der Zweipunktregler fällt in seinen ursprünglichen Schaltzustand zurück.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ge­ rade im Schaltpunkt keine mechanische Verbindung zwischen der Schalteinrichtung 7, 11 und dem Meßwerk 5 gegeben. Eine Be­ einflussung des Meßwerks 5 aufgrund der Schalteinrichtung 7, 11 ist daher mit Sicherheit vermieden, so daß die im Schaltpunkt auftretende Hysterese sehr klein ausfällt.

Das Anzeigeinstrument gemäß den Fig. 1 bis 3 hat darüber hinaus den Vorteil, daß ausgehend vom Schaltzu­ stand in Fig. 2 die Sollwertscheibe 14 um ± fast 360° gegenüber der Meßwertscheibe 6 verdreht werden kann. Der Schaltpunkt kann somit bei einer fast 360°-Anzeige an jeden beliebigen Punkt der Meßwertscheibe 6 gelegt werden. Dabei bleibt im Schaltpunkt der Vorzug des berührungsfreien Schaltens als Zweipunktregler in vollem Umfang erhalten.

Wird ausgehend von Fig. 2 die Sollwertscheibe 14 derart ver­ dreht, daß die Reflexionslichtschranke 11 in Richtung des Pfeiles 20 auf einer Kreisbahn 21 verstellt wird, wird die Reflexionslichtschranke 11 erst nach ca. 180° an die Blattfeder 8 anlaufen und diese, da sie radial ohne weiteres verlagerbar ist, verschieben. Daher kann die Reflexionslichtschranke 11 in Pfeilrichtung 20 auch über 180° hinaus auf der Kreisbahn 21 verstellt werden, wo­ durch sich der große Verstellbereich ergibt. Mit zunehmender Annäherung an das feststehende Ende 8a wird die Verformung der Blattfeder 8 immer größer, weshalb die Verstellkraft zu­ nimmt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dürfte eine Verstellbarkeit bis etwa 320° ohne weiteres möglich sein.

Wird die Reflexionslichtschranke 11 in Pfeilrichtung 22 wiederum auf der Kreisbahn 21 in die Windung der Blattfeder 8 hinein ver­ stellt, wird sie ebenfalls nach etwa 180° an der Blattfeder 8 anlaufen und diese radial nach außen verlagern. Daher ist auch in Pfeilrichtung 22 eine Verstellbarkeit der Licht­ schranke 11 auf der Kreisbahn 21 bis zu einem Winkel von ca. 320°/330° möglich.

Zur Erzielung eines Verstellbereiches bis an 360° in jede Drehrichtung ist von Vorteil, eine Reflexionslichtschranke 11 mit mög­ lichst geringen Abmessungen zu nehmen, um auf diese Weise den Abstand u möglichst klein halten zu können. Je geringer der Abstand u wird, desto mehr nähert sich die Spiralform dem Verstellkreis 21 an, wodurch die bei der Verstellung der Reflexionslichtschranke 11 auftretende radiale Verlagerung der Blattfeder 8 gerin­ ger wird.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, am schalten­ den Windungsende 8a der Blattfeder 8 mindestens eine vor dem Schaltpunkt angeordnete Schaltmarke 23 anzuordnen, um be­ reits vor dem eigentlichen Schaltpunkt ein erstes Schalten des Zweipunktreglers zu erzielen. Dabei ist die Zeitspanne des ersten Schaltens bestimmt durch die Breite der Schalt­ marke 23. Auf diese Weise kann zum Beispiel bei einem Tempe­ raturabfall vor einem bleibenden Einschalten zum Beispiel eines Heizgerätes zur Erhöhung der Temperatur das Heizgerät kurzzeitig vor dem eigentlichen Schaltpunkt eingeschaltet werden, wodurch der Temperaturabfall gebremst und damit die Temperaturschwankungen um den Schaltpunkt vermindert werden.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 trägt die Meßwertscheibe 6 wiederum eine Schaltwand 7, die über etwa 270° die eine Drehachse darstellende Welle 1 um­ gibt. Ein Endabschnitt 7b der Schaltwand 7 läuft in einem tangentia­ len Auflaufabschnitt 25 aus, der sich bis an den Rand der Meßwertscheibe 6 erstreckt. Der andere Endabschnitt 7a bildet den die Schaltung auslösenden Schaltwandabschnitt und liegt ge­ nau konzentrisch zur Drehachse 1. Der in Fig. 4 als Gabel­ lichtschranke 12 ausgebildete Schalter der Schalteinrichtung 7, 12 ist radial nach innen verschiebbar gelagert. Dabei weist die Gabellichtschranke 12 an einer Ecke ihres Gehäuses eine Rol­ le 24 auf, die dem Auflaufabschnitt 25 zugewandt ist.

Die Schaltwand 7 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 vor­ zugsweise eine feststehende Wand, die aus einem beliebigen, der verwendeten Lichtschranke entsprechenden Material ausge­ bildet sein kann. Es kann auch vorteilhaft sein, die Schalt­ wand 7 aus einer Blattfeder zu bilden, wobei jedoch der schaltende Endabschnitt 7a über einen Winkelbereich von ca. 50° ge­ nau konzentrisch zur Drehachse 1 mit der Meßwertscheibe 6 verbunden ist. Der Auflaufabschnitt 25 ist ebenfalls über seine gesam­ te Länge fest mit der Meßwertscheibe 6 verbunden.

Die Gabellichtschranke 12 ist in ähnlicher Weise wie im Aus­ führungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 mit einer nicht näher dargestellten Sollwertscheibe verbunden und mit dieser rela­ tiv zur Meßwertscheibe 6 verdrehbar.

Die freie Kante des Endabschnittes 7a der Schaltwand 7 bildet den Schaltpunkt 26, bei dem der Zweipunktregler anspricht. Aus­ gehend von diesem Schaltpunkt 26 können die Gabellicht­ schranke 12 und die Schaltwand 7 relativ zueinander über einen Drehwinkelbereich von ca. 280° verstellt werden. Über diesen Stellbereich A ist die Gabellichtschranke 12 durch die in der Gabel liegende Schaltwand 7 unterbrochen. Das Ende dieses Stellbereichs ist durch einen Anschlag 27 bestimmt. In Gegenrichtung ist die Gabellichtschranke 12 ab dem Schaltpunkt 26 über den Verstellbereich B offen. Das Ende des Verstellbereichs ist bestimmt durch den Anschlag 28, der im Inneren der durch die Schaltwand 7 gebildeten Dreivier­ telwindung liegt. Bei einer Verstellung im Verstellbereich B liegt die Gabellichtschranke 12 zunächst zwischen dem Schaltpunkt 26 und dem Auflaufabschnitt 25 frei. Nach einer Verdrehung von ca. 40° vom Schaltpunkt 26 weg wird jedoch eine Rolle 24 auf den Auflaufabschnitt 25 auflaufen, wodurch die Gabellichtschranke 12 radial nach innen verschoben oder verschwenkt wird. Über den noch möglichen restlichen Ver­ stellbereich B läuft dann die Rolle 24 auf der Schaltwand 7.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist sichergestellt, daß um den Schaltpunkt 26 herum kein mechanischer Kontakt zwischen der Schaltwand 7 und der Gabellichtschranke 12 auf­ tritt, weshalb im Schaltpunkt eine mechanische Rückwirkung der Schaltein­ richtung 7, 12 auf das Meßwerk 5 vermieden ist. Im Bereich des Schaltpunktes 26 entspricht die Schaltgenauigkeit somit der Genauigkeit der Istwertanzeige ohne schädliche Ne­ beneinflüsse.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 und 7 ist die Schaltwand 7 als konzentrischer Teilring auf dem Mantel einer Meßwerttrommel 6 angeordnet. Der konzentrische Teilring erstreckt sich etwa über 340° und weist ein Schaltwanddach 37 auf, das sich als radialer Flansch lotrecht zum Trommelmantel 3 über etwa 270° er­ streckt. Das Schaltwanddach 37 endet etwa 70° vor der Kante des Endabschnittes 7a der Schaltwand 7 und weist an diesem Ende 37a einen Anschlag 30 auf, der sich von der Schaltwand 7 weg axial erstreckt. Das andere Ende 37b des Schaltwanddaches 37 endet am Endabschnitt 7b der Schaltwand 7 und weist einen Anschlag 31 auf, der sich axial über die Schaltwand 7 hinaus erstreckt. Das Ende 37b weist ferner eine Rampe 32 auf, die die über den Schaltpunkt hinaus gedachte Verlängerung der Schaltwand 7 schneidet. Das Ende 33 der Rampe 32 liegt somit unterhalb der Schaltwand 7, während das an das Ende 37b des Schalt­ wanddaches 37 anschließende Ende der Rampe 32 oberhalb der Schaltwand 7 liegt. Die Ausbildung der einzelnen Endab­ schnitte von Schaltwanddach 37 und Rampe 32 geht insbesondere aus den Fig. 6a und 6b hervor.

Mit der Meßwerttrommel 6a dreht somit nicht nur die Schalt­ wand 7, sondern auch das axial der Schaltwand 7 unmittelbar benachbarte Schaltwanddach 37.

Zur Abtastung der Schaltwand 7 und Erfassung des Schaltpunk­ tes ist eine Lichtschranke 11 vorgesehen, die im Ausfüh­ rungsbeispiel als Reflexionslichtschranke 11 ausgebildet ist. Auch eine Ausbildung als Gabellichtschranke ist mög­ lich, wenn zum Beispiel der Sender oder Empfänger innerhalb der Meßwerttrommel 6a liegt und die Schaltwand 7 aus einem lichtundurch­ lässigen Material gebildet ist.

Die Reflexionslichtschranke 11 ist um eine Drehachse 34 in Pfeil­ richtung 35 verschwenkbar gelagert. Entgegen Pfeilrichtung 35 ist die Reflexionslichtschranke 11 in ihrer in Fig. 7a gezeigten Be­ triebsstellung federbelastet.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel greift die Reflexionslichtschranke 11 mit einem starren Lichtleiter 36 unter das Schaltwanddach 37 zur Abtastung der Schaltwand 7. Die aus einem gut reflektieren­ den Material gebildete Schaltwand 7 reflektiert ein von der Reflexionslichtschranke 11 ausgesandtes Licht und empfängt die reflektie­ renden Anteile über den Lichtleiter 36 zur Weiterleitung an die optoelektrische Einrichtung der Reflexionslichtschranke 11. Fährt an dem Lichtleiter 36 die Endkante der Schaltwand 7 vorbei, wird dies von der Reflexionslichtschranke 11 erkannt und der Zweipunktregler entsprechend umgeschaltet. Bei weiterer Drehung der Meßwert­ trommel 6a in Pfeilrichtung 38 (Fig. 6) läuft der starre Lichtleiter 36 (Fig. 7a) auf die Rampe 32 auf. Bei weiterer Drehung der Meßwerttrommel 6a wird der starre Lichtleiter 36 an der Rampe 32 hochlaufen und dadurch die Reflexionslichtschranke 11 um die Drehachse 34 in Pfeilrichtung 35 entgegen einer Federkraft verschwenkt. Bei weiterer Drehung in Pfeilrichtung 38 läuft der Lichtleiter 36 oberhalb des Schaltwanddaches 37 bis zum Anschlag 30. Bezogen auf den Schaltpunkt ist somit ein Verstellbereich der Reflexionslichtschranke 11 von 290° möglich.

Dreht die Meßwerttrommel 6 entgegen Pfeilrichtung 38, wird der Lichtleiter 36 unter Wirkung der Federkraft nach Überstreichen des Endes 37b des Schaltwanddaches 37 abgesenkt, die Reflexionslichtschranke 11 also entgegen Pfeilrichtung 35 in die in Fig. 7a gezeigte Arbeitslage zurückgestellt. Bei Überstrei­ chen der Schaltkante wird der Zweitpunktregler entspre­ chend umgeschaltet. Bei weiterer Drehung entgegen Pfeilrich­ tung 38 verbleibt der Lichtleiter 36 unterhalb des Schalt­ wanddaches 37 (Fig. 7a) und läuft am Anschlag 31 am Ende 37b des Schaltwanddaches 37 an. Dies entspricht einem Verstellbereich unterhalb der Schaltkante 7a von ca. 320°. Insgesamt ergibt sich somit ein Verstellbereich der Schalteinrichtung 7, 11 von über ca. 500°. Hierbei ist wieder hervorzuheben, daß gerade um den Schaltpunkt ein mechanischer Kontakt zwischen der Schalteinrichtung 7, 11 und dem Meßwerk 5 nicht besteht, so daß ge­ rade im Schaltpunkt eine sehr hohe Schaltgenauigkeit erhal­ ten wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 und 9 ist in einem Gehäuse 40 eines Anzeigeinstrumentes die von einer Bourdonfeder 5a angetriebene Meßwertscheibe 6 mit einer Welle 1 drehbar gelagert. Auf der Welle 1 ist ferner eine Hülse 39 drehbar aufgeschoben, die die Sollwertscheibe 14 trägt. Zwischen der Sollwertscheibe 14 und der Meßwertscheibe 6 liegt eine Abstandshülse 29, die die Lage der Scheiben zu­ einander bestimmt. Die der Sollwertscheibe 14 zugewandte Seite der Meßwertscheibe 6 trägt - in einer Ausführung entsprechend den Fig. 1 bis 7 - eine Schaltwand 7, der eine Gabellichtschranke 41 zugeordnet ist. Die Gabellichtschranke 41 besteht aus Licht leitenden Scheiben 42 und 43, die durch eine lichtundurchlässige Zwischenschicht 44 voneinander getrennt sind. Die eine Licht leitende Scheibe 42 hat einen axialen Fortsatz 45 zur Bildung des einen Teils der Gabellicht­ schranke 41; die andere Scheibe 43 hat ebenfalls einen axialen Fortsatz 46, der durch eine Öffnung 47 in der einen Scheibe ragt und dem anderen Fortsatz 45 gegenüberliegt. Die Licht leitenden Eigenschaften der Scheiben 42 und 43 mit deren Fortsätzen 45 und 46 ermöglichen den Aufbau einer Gabel­ lichtschranke 41 ohne mechanische Verbindung zu einer Lichtquelle 49 bzw. einem Lichtsensor 48. Unter Ausnutzung der Licht leitenden Eigenschaften wird am Rand der Scheibe 42 die Lichtquelle 49 angeordnet, deren Licht in der Scheibe 42 zum Fortsatz 45 geführt wird. Liegt die Schaltwand 7 nicht zwischen den Fortsätzen 45 und 46, wird das Licht vom Fortsatz 46 der anderen Scheibe 43 empfangen und über die Scheibe 43 zum Lichtsensor 48 geleitet. Die Gabellichtschranke 41 ist offen. Tritt die Schaltwand 7 zwischen die Fortsätze 45 und 46 ein, wird die Lichtschranke unterbrochen und der Zweipunktregler entsprechend geschaltet.

In Fig. 9 ist ein Aufbau einer Gabellichtschranke zur Ver­ wendung mit Lichtleitfasern dargestellt. Die Lichtleitfasern werden in entsprechende Öffnungen 50a bzw. 50b eingesteckt, wobei das zum Beispiel über den Teil 51 der Gabellicht­ schranke emittierte Licht vom Empfänger 52 des anderen Teils der Gabellichtschranke erfaßt und über die in die Öffnung 50b eingesteckte Lichtleitfaser weitergeleitet wird. Opti­ sche Lichtleitkabel können bei der Verwendung in einem Anzeigeinstrument mit einer Schalteinrich­ tung als Zweipunktregler angewendet werden, wenn die Anord­ nung elektrischer Leitungen problematisch ist. Dabei ist be­ kannt, daß Lichtleitfasern sowohl starr als auch äußerst flexibel ausgebildet sein können. Die Flexibilität von Lichtleitfasern wird daher dem Anwendungsfall entsprechend angepaßt vorgesehen werden.

Es kann bedarfsweise zweckmäßig sein, neben einer ersten Reflexionslichtschranke 11 eine zweite Lichtschranke, im Ausführungsbeispiel eine weitere Reflexionslichtschranke 11a in Drehrichtung versetzt anzuordnen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Liegen beide Reflexionslichtschranken 11, 11a vor der reflektierenden Blattfeder 8, ist der Zweipunktregler in einem stabilen Zustand. Dreht sich die Schaltwand 7, so daß die Reflexionslichtschranke 11 geschlossen ist, schaltet der Regler aus dem stabilen Zustand in einen getak­ teten Zustand (Proportionalbereich). Taktzeit und Taktver­ hältnis können dabei frei gewählt werden. Dabei ist der Ab­ stand der Reflexionslichtschranken 11 und 11a zueinander zur Bestim­ mung der Länge des Proportionalbereiches entsprechend den Einsatzbedingungen einstellbar. Ist die Schaltwand 7 auch aus der Reflexionslichtschranke 11a herausgefahren, schaltet der Regler in den anderen stabilen Zustand um.

Claims (14)

1. Anzeigeinstrument mit einer Schalteinrichtung als Zweipunktregler, insbesondere für das elektrische Schalten in Abhängigkeit von Temperaturen, mit einer um eine Drehachse verstellbaren Sollwerteinstellung (13) und einer dazu koaxial angeordneten, von einem mechanischem Meßwerk (5) angetriebenen Istwertanzeige (2, 3, 4) und einer bei Übereinstimmung von Sollwert und Istwert betätigten zweiteiligen Schalteinrichtung (7, 11, 12) aus einem Auslöseorgan (7) und einem Schalter (11, 12), wobei der erste Teil (7) der Schalteinrichtung (7, 11, 12) mit der Istwertanzeige (2, 3, 4) über mehr als 180° dreht und der zweite Teil (11, 12) der Schalteinrichtung (7, 11, 12) mit der Sollwerteinstellung (13) über mehr als 180° verstellbar ist, und mit einer Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schalten im Gegenregel­ sinne, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter eine Lichtschranke (11, 12) ist, der als Auslöseorgan eine sich über mehr als 180° erstreckende Schaltwand (7) zugeordnet ist, die die Drehachse nahezu konzentrisch umgibt und zur Sicherung gegen unbeabsichtigtes Schalten im Gegenregelsinne in einer vorbestimmten Relativlage der Istwertanzeige (2, 3, 4) zur Sollwerteinstellung (13) die Lichtschranke (11, 12) und die Schaltwand (7) mechanisch aneinander anliegen und ab einer Drehlage über die Relativlage hinaus ein Teil (7; 11, 12) der Schalteinrichtung (7, 11, 12) von dem anderen Teil (11, 12; 7) aus einer Ruhelage hinaus ohne Zustandsänderung der Lichtschranke (7) verstellbar ist.

2. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (11, 12) und die Schaltwand (7) in einem Bereich von mindestens etwa ± 30° um den Schaltpunkt ohne mechanischen Kontakt zueinander liegen.

3. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwand (7) auf einer vom Meßwerk (5) gedrehten Scheibe (6) angeordnet ist.

4. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwand (7) eine Blattfeder (8) ist, die eine etwa geschlossene Windung bil­ det, welche nur an ihren Windungsenden (8a, 8b) festgelegt und dadurch radial verlagerbar ist, wobei die Windungsenden (8a, 8b) einen radialen Abstand (u) zueinander aufweisen, wodurch die Ein­ trittsweite einer Öffnung (10) bestimmt ist, durch die die Lichtschranke (11, 12) in die Windung eintritt.

5. Anzeigeinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder eine Messing­ feder ist.

6. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwand (7) über etwa 270° die Drehachse (1) konzentrisch umgibt und an einem Ende (7b) einen etwa tangential anschließenden, vorzugsweise geradlini­ gen Auflaufabschnitt (25) für die radial federnd gela­ gerte Lichtschranke (12) bildet.

7. Anzeigeinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (12) auf ihrer dem Auflaufabschnitt (25) zugewandten Seite eine Gleit­ rolle (24) trägt.

8. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwand (7) als kon­ zentrischer Teilring auf dem Mantel der Meßwertscheibe (6) angeordnet und mit einem radial vorstehenden Schalt­ wanddach (37) ausgebildet ist, welches im Bereich des Schaltpunktes eine Dachrampe (32) aufweist, die die über den Schaltpunkt hinaus gedachte Verlängerung der Schaltwand (7) schneidet und die die Schaltwand (7) abta­ stende Lichtschranke (11) verschwenkbar gelagert ist, mit einem Gehäuseteil das Schaltwanddach (37) untergreift und in ihrer die Schaltwand (7) abtastenden Arbeitsstellung federbelastet ist.

9. Anzeigeinstrument nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseteil ein starrer Lichtleiter (36) ist, der die Schaltwand (7) abtastet.

10. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der schaltende Endabschnitt der Schaltwand (7) mindestens eine vor dem Schaltpunkt angeordnete Schaltmarke (23) trägt.

11. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Lichtschranke (11) in Umfangsrichtung benachbart eine weitere Lichtschranke (11a) angeordnet ist, wobei nach Schalten der ersten Lichtschranke (11) der Zweitaktregler taktet und nach Schalten der zweiten Lichtschranke der Zweitaktregler umschaltet.

12. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke eine Ga­ bellichtschranke (12) ist.

13. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke eine Re­ flexlichtschranke ist.

14. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (41) aus einer Licht leitenden Scheibe (42, 43) gebildet ist, an deren Rand eine Lichtquelle (49) bzw. ein Lichtsensor (48) an­ geordnet ist.