DE1798129C - Universell verwendbares An zeigeinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein universell verwendbares Anzeigeinstrument mit mehreren, auf einer Ziffernscheibe angeordneten Reihen von Maßzahlen, einen* beweglichen Zeiger und einer zwischen Ziffernscheibe und Zeiger befindlichen, mit einer Stricheinteilung versehenen Blende, wobei Blende und Ziffernscheibe so in verschiedene Stellungen zueinander gebracht werden können, daß jeweils eine der Reihen von Maßzahlen sichtbar wird und zusammen mit der Stricheinteilung der Blende eine Ableseskala bildet.

Es ist bei miversell verwendbaren Zeiger-Anzeigeinstrumenten, insbesondere bei elektrischen Meßinstrumenten (deutsche Patentschrift 325 496) und bei Waagen (deutsche Patentschrift 435 489) bekannt, auf einer Ziffernscheibe mehrere Reihen von Maßzahlen anzuordnen und zwischen Ziffernscheibe und Zeiger eine mit einer Stricheinteilung versehene Blende vorzusehen, wobei Blende und Ziffernscheibe so in verschiedene Stellungen zueinander gebracht werden können, dall jeweils eine der Reihen von Maßzahlen sichtbar wird und zusammen mit der Stricheinteilung der Blende eine Ableseskala bildet. Die einzelnen Reihen der Maßzahlen sind verschiedenen Meßbereichen des Anzeigeinstrumentes zugordnet, die kleinsten Werte liegen jeweils am linken, die höchsten Werte am rechten linde der Ableseskala; die Tendenz ist somit in allen Maßzahle ireihen gleichsinnig.

Dieses bekannte Anzeigeinstrument ist jedoch nicht zur I. isung des Problems geeignet, für eine »re ziproke« und eine »unmittelbar proportionale Anzeige« eines Signals die Anzeige jeweils immer vom Skalenwert Null bis zum vollen Skalenausschlag in der gleichen Richtung erfolgen zu lassen. Was dabei unter »reziproker« bzw. »proportionaler« Anzeige verstanden werden soll, wird im folgenden erläutert.

In der Verfahrenstechnik λ. **. findet man zwei Klassen gesteuerter Geräte, wie beispielsweise Ventile. Die Geräte der ersten Klasse werden voll betätigt, wenn ihnen ein Strom oder eine Spannung maximaler Amplitude zugeführt wird. Diese Geräte arbeiten unmittelbar proportional, indem ihre Reaktion proportional dem ihnen zugeführten Steuersignal ist. Manchmal ist es jedoch erwünscht, daß bei Zuführung eines Steuersignals voller Amplitude das gesteuerte Gerät seine Null-Lage einnehmen soll. Derartige Geräte werden auch als Reziprokgeräte bezeichnet. Beispielsweise kann ein fede> belastetes Ventil so gebaut sein, daß es voll geöffnet ist, wenn ihm kein elektrischer Strom zugeführt wird. Bei Zufuhr eines Stromes schließt es sich proportional der Größe dieses Stromes. In der folgenden Beschreibung werden diese Reziprokgeräte als betätigt bezeichnet, wenn ihnen kein Steuersignal zugeführt wird. Der Ausdruck »betätigt« bezieht sich auf den zu steuernden Prozeß im Hinblick darauf, daß das Gerät seine maximale Wirksamkeit entfaltet.

Bei Prozeßsteuersystemen ist ein Anzeigeinstrument elektrisch zwischen die Steuereinrichtung, sei sie automatisch oder von Hand betrieben, und das zu steuernde Gerät eingefügt und zeigt dem Überwachenden den Zustand des Steuersignais an, welches von der Steuereinrichtung dem gesteuerten Gerät zugeführt wird.

Bei der Herstellung von Meßinstrumenten, bei denen der Ausschlag vom es durchfließenden Strom abhängt, erfolgt die Bewegung des Anzeigers für ein proportional arbeitendes Gerät von links nach rechts entsprechend dem Strom Null am linken Skalenende zum Vollausschlag bei maximalem Strom. Wird je-

doch ein reziprok arbeitendes Gerät verwendet, dann hat man den Skalenvollausschlag auf die linke Skalenseite veriegt: Der Zeiger bewegt sich dann von rechts nach links, und der Beobachtende muß jeweils darauf achten, daß die verschiedenen Meßinstrumente verschiedene Zustände der gesteuerten Geräte anzeigen, d. h. volle Wirkung oder NullsteHung. '

DU; Aufgabe der Erfindung besteht nun in der Schaffung eines universal anzeigenden Instrumentes, das den Zustand eines gesteuerten Gerätes, und zwar eines proportional oder eines reziprok arbeitenden Gerätes, anzeigt und dabei immer den Null- oder Abschaltezustand auf der linken Skalenseite und den vollen Einschaltzustand auf der rechten Skalenseite anzeigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs beschriebenen bekannten Anzeijjcinstrument dadurch gelost, daß die Ziffernscheibe nur zwei Reihen von Malkahlen enthalt, wobei die beiden Maßzahlenreihen bezüglich der ansteigenden oder abfallenden Tendenz ihrer Zahlenwerte gegensätzlich verlaufen und die Zahlen der einen Zahlenreihe gegenüber denen der anderen Zahlenreihe auf dem Kopf st« hen, und die die Stricheinteilung tragende Blende jeweils eine der beiden Zahlenreihen sichtbar werden läßt. Eines der beiden Teile, die Blende oder die Ziffernscheibe, können für die Wahl der Sk: la beweglich sein. In der ersten gegenseitigen Lage zeigt die Skala und der Zeiger die betätigung eines proportional arbeitenden Gerätes an; beim Umschalten des Gerätes, also bei der Umkehrung seiner Anzeigerichtung, wird diese Umkehrung angezeigt, indem die Zeigerbewegung von der geschlossenen oder Nullstellung auf der linken Skalenseite zur vollen Einschaltstellung auf der rechten Skalenseite erfolgt. Wenn ein Beobachter derartige Instrumente ab-He.t, dann weiß er immer, daß der sich im rechten Teil der Skala befindliche Zeiger beueutet, daß das gesteuerte Gerät voll eingeschaltet ist und eine maximale Wirkung im Prozeß ausübt, während der Zeiger, wenn er sich im linken Skalenteil befindet, anzeigt, udfi das gesteuerte Gerät in seiner Wirkung abgeschaltet ist, gleichzeitig ob es proportional oder reziprok arbeitet. Hierdurch wird die Überwachung wesentlich erleichtert und die Gefahr von Ablesefehlern vermieden.

Es ist zwar an sich bei Anzeigeinstrumenten in Form einer Waage auch bekannt (deutsche Patentschrift 449 101), tromn:»'i"örmig ausgebildete Ziffernscheiben zu verwenden, die mehrere Zahlenreihen so enthalten, von denen mindestens zwei bezüglich ihrer ansteigende - oder abfallenden Tendenz gegensätzlich verlaufen und die Zahlen der einen dieser beiden Zahlenreihen gegenüber denen der anderen Zahlenreihe auf dem Kopf stehen. Diese Maßnahme erfolgt im bekannten Fall aber allein mit dem Ziel, damit der jeweilige Zahlenwert (Gewicht) auf beiden Seiten der Waage aufrecht stehend zur Anzeige gelangt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Darstellungen von Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Verwendungsweise des erfindungsgemäßen Meßinstrumentes, *

F i g. 2 die Skalen bisher verwendeter Meßinstrumente,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Meßinstrumentes,

F ig, 4 eine vergrößerte schematische Vorderansicht des in F i g. 3 dargestellten Instrumentes hf» Betrieb für die Anzeige des Zustandes eines proportional arbeitenden, gesteuerten Gerätes,

F i g. 5 die entsprechende Ansicht für den Betrieb eines reziprok arbeitenden Gerätes,

F i g. 6 eine Darstellung zur Veranschaulichung der gegenseitigen Lage der Blende, der Gerätfrontfläche und des Zeigers und

Fig.7 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

In F i g. 1 ist eine Steuervorrichtung 10 dargestellt, welche in üblicher Weise Steuersignale über eine Leitung 11 zum Meßinstrument 12 und von dort über eine Leitung 13 an das gesteuerte Gerät 14 gibt. Die Steuereinrichtung 10 kann entweder von Hand betätigt oder automatisch sein und einen Strom liefern, dessen anzuzeigende <röße die Steuerfunktion auslöst. Das gesteuerte Gera» 14 kann beispielsweise ein Ventil sein, wie es für die Steuerung einer Flüssigkeitsströmung in einem nicht dargestellten Pro/eb verwendet wird. In manchen Anwendungsfällen kann das gesteuerte Gerät 14 direkt proportional zur Amplitude des ihm von der Steuereinrichtung IO zuseführte.: Stromes arbeiten. Wenn ihm also über die Leitung 13 ein maximaler Strom zugeführt wird, dann ist das Ventil beispielsweise voll geöffnet. In einem solchen Beispiel befindet sich der Zeiger 15 des Instrumentes 12 auf der rechten Seite der Instrumentenvorderseite 16 und zeigt mit dem vollen Skalenausschlag das volle Einschalten des gesteuerten Gerätes 14 au.

In anderen Fällen kann das gesteuerte Gerät 14 reziprok oder umgekehrt proportional arbeiten, d. h., wenn ihm über die Leitung 13 k« in Strom zugeführt wird, ist es voll eingeschaltet, wie im Fall eines federbelasteten Ventils, das normalerweise geöffnet ist. In diesem Fall soll das Instrument dem Beobachter anzeigen, daß das Gerät voll eingeschaltet ist, und dazu muß der Zeiger 15 in der dem vollen Einschalten entsprechenden Stellung links auf der Instrumentenvorderseite 16 stehen. Bei der Steuerung oder Überwachung eines Prozesses muß der Überwachende stets vor Augen haben, ob die verschiedenen Anzeigeinstrumente die volle Funktion der überwachten Geräte am linken oder rechten Skalenende anzeigen.

F i g. 2 zeigt zwei bisher verwendete Meßinstrumente von vorn. Das Instrument mit der Vorderseite 20 eignet sich für proportional arbeitende Geräte, wobei der Zeiger 21 am linken Ende der Skala anzeigt, daß das Gerät 14 ausgeschaltet ist, während es eingeschaltet ist, wenn der Zeiger am rechten Skalenende steht. Das in Fig. 1 dargestellte Meßinstrument 12 ergibt eine Zeigerbewegung von links nach rechts, wie es allgemein bei Meßinstrumenten üblich ist, und zeigt damit den in den Leitungen U und 13 fließenden Strom an. Wenn jedoch das Gerät 14 reziprok arbeitet, dann wird eine Skala 22 verwendet, deren Nullpunkt sich am rechten Ende befindet, während der Punkt für den vollen Ausschlag sich am linken Ende befindet. Es sei angenommen, daß die Größe des durch das Meßinstrument 12 fließenden Stromes in beiden Fällen, d. h. also für die Skalen 20 und 22, für die Bewegung der Zeiger 21 bzw. 23 gleich groß ist. Bei der Veranschaulichung für die Proportionalanzeige befindet sich der Zeiger 21 im rechten Skalenbereich kurz unterhalb der Anzeige für das volle Einschalten.

Im Gegensatz dazu befindet sich auf der Skala 22 der Zeiger 23, welcher im Meßinstrument 12 gegenüber der Skala 20 den gleichen Ausschlag hat, in der gleichen Lage. Jedoch ist die Skalenanzeige umgekehrt, weil das zu überwachende Gerät reziprok arbeitet und mit Bezug auf den zu beeinflussenden Prozeß fast völlig ausgeschaltet ist. Beim Blicken auf die Skalen 20 und 22 muß der Überwachende sich ständig vor Augen halten, daß die Instruinentenanzeigen in beiden Fällen entgegengesetzt sind, wenn proportional arbeitende und reziprok arbeitende Geräte zu überwachen sind. Die Verwendung beider Gerätearten im gleichen System ist jedoch aus Gründen der Sicherheit oder für Notfälle in bekannter Weise üblich. Die F i g. 3 bis 6 zeigen ein Meßinstrument, welches mögliche Fehlerquellen bei der Ablesung der Instrumentenanzeige ausschaltet. Das in F i g. 3 dargestellte universell verwendbare Instrument 30 hat ein Gehäuse 34 mit einer Oberwand 31 und einer Unterwand 32, zwischen denen an einem Ende eine rechteckige Frontseite 33 angeordnet ist. Auf der Oberseite 31 kann in bekannter Weise eine Federlasche 35 für die Befestigung des Instrumentes 30 in einer Anzeigetafel 34 vorgesehen sein. Selbstverständlich kann das Instrument auch in anderer Weise befestigt werden. Die Vorderseite 33 weist eine 2'iffernscheibe 36 auf, die zwei Reihen von Maßzahlen 37 und 38 auf der gleichen Fläche trägt, die beispielsweise aufgedruckt sein können. Die Reihe 37 wird verwendet, wenn ein proportional arbeitendes Gerät überwacht werden soll. Diese Reihe kann durch eine Marke 39 gekennzeichnet sein, weiche deutlich anzeigt, daß das Instrument 30 im richtigen Anzeigejiinn eingeschaltet ist. Die Maßzahlenreihe 37 hat neben der Marke 39 ihre Nullmarkierung und gegenüber der Marke 39 ihre Markierung für den Vollausschlag. Die Maßzahlenreihe 38 ist auf der Ziffernscheibe 36 gegenüberliegend angeordnet und verläuft in der entgegengesetzten Richtung gegenüber der Marke 39, wie am besten aus den Fig.4 und 5 ersichtlich ist. Ferner sind die beiden Maßzahlenreihen auf der Ziffernscheibe 36 so angeordnet, daß die eine gegenüber der anderen auf dem Kopf steht. Wenn das Meßinstrument 30 also in seinem Anzeigesinn dadurch umgekehrt wird, daß es auf den Kopf gestellt wird, dann steht die jeweils ausgewählte Zahlenreihe 37 oder 38 für den Betrachter richtig.

Um sicherzustellen, daß keine Verwechslung der beiden Zahlenreihen vorkommt, ist vor der Ziffernscheibe 36, jedoch hinter dem Zeiger 42, der mit dem Meßsystem 43 verbunden ist, eine verschiebbare Blende angeordnet, die eine Stricheinteilung 41 trägt; diese Stricheinteilung bildet mit den Maßzahlenreihen jeweils eine Ableseskala. Die Blende 40 ist zwischen den Gehäuseseiten 31 und 32; verschiebbar. Befindet sich das Meßinstrument 36 in der in F i g. 4 gezeigten Lage, dann ist die Blende 4D Ober den unteren Teil der Ziffernscheibe 36 geglitten und bedeckt die Zahlenreihe 38, während sie die Zahlenreihe 37 für den Betrachter freigibt. Wird das Meßinstrument 30 umgekehrt, wie es in Fi g. 5 dargestellt ist und wie es die Marke 39 anzeigt, dann ist die Blende 40 über die Zahlenreihe 37 nach unten gerutscht und gibt die Reihe 38 frei. Der Zeiger 42 ist in den F i g. 4 und 5 so gezeichnet, daß seine Lage dem gleichen Strom entspricht, wie er durch den Ausschlag des Instrumcntes 12 in Fi g. 1 veranschaulicht ist.

In F i g. 4 ist der Zeiger 42 etwa 6O°/o der Skalenlänge von der dem Zustand »geschlossen« entsprechenden Seite des Meßinstrumentes im Anzeigefeld 44 entfernt und zeigt an, daß ein proportional arbeitendes, gesteuertes Gerät 14 zu 6O«/o geöffnet ist. Die Anzeige »geschlossen« verbleibt, wie F i g. 5 zeigt, auf der linken Seite des Anzeigefcldes, wenn das Instrument 30 umgedreht wird und andersrum wieder in das Feld 44 eingeschoben wird. Dann bedeutet die

is Anzeige, daß ein reziprok arbeitendes Gerät 14 bei dem gleichen Strom durch die Leitung 13 zu 40°,Ό geöffnet ist, und gemäß F i g. 5 zeigt der Zeiger 42 dies genau an. Wie die Figuren zeigen, können die Markierungen für »geschlossen« und »offen« auf dem

ao Anzeigefeld 44 eingraviert sein oder anderweitig fest markiert sein, ohne daß man dabei Rücksicht auf das jeweils zu steuernde Gerät 14 nehmen müßte. Eine solch. Flexibilität erleichtert die Herstellung von Überwachungs- und Steuerfeldern für die Verwen-

a5 dung von Prozeßsteuerungen und verringert die Kosten.

In F i g. 7 ist in schematicher Form eine andere Ausführungsform des erfindungsgemaßen Meßinstrumentes dargestellt. Bei einem üblichen Instrument bewegt sich der Zeiger 54 über eine Kreisbogenskala. Die Meßinstrumentenfläche 159 hat mehrere öffnungen 51, die mit einer Stricheinteilung 57 in Beziehung stehen, so daß die Maßzahlenreihen 55 oder 56 wahlweise sichtbar sind. Diesbezüglich dient die Fläche 59 als fest angeordnete Blende. Die Maßzahlenreihen sind auf einem kreisbogenförmigen Schieber 52 angeordnet, der beweglich in einer Führung 53 gelagert ist und hinter der Instrumentenfläche 59 so angeordnet ist, daß die Zahlenreihen wahlweise hinter den Öffnungen sichtbar sind, wenn der Schieber 52 nach links oder rechts verschoben wird, k^ diesem Zweck ist eine Schiebetaste 58 beweglich in einem Schlitz 60 angeordnet und erlaubt dem Überwachenden eine Verschiebung für die Wahl der gewünschten Maßzahlenreihe.

Durch ein Bewegen der Taste 58 nach links wird die für die Reziprokanzeige vorgesehene Zahlenreihe sichtbar, wenn das Meßinstrument auf dem Kopf steht. Durch Umdrehen des Meßinstrumentes in seine andere Lage und durch Verschieben der Taste 58 nach rechts, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, ergibt sich eine proportionale Anzeige.

Somit schafft die Erfindung ein universelles Anzeigeinstrument, welches für beide Anzeigezwecke verwendbar ist, da es zwei Maßzahlenreihen hat, die wahlweise für den Beobachter sichtbar werden, je nach ihrer relativen Lage zu einer Blende, mit Hilfe deren sich die gewünschte Skala wählen läßt. Die eine Zahlenreihe ist gegenüber der anderen auf dem Kopf stehend angeordnet, so daß für jede Zahlenreihe auch gleichzeitig die richtige Instrumentenlage sichergestellt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Universell verwendbares Anzeigeinstmment mit mehreren, auf einer Ziffernscheibe angeordneten Reihen von Maßzahlen, einem beweglichen Zeiger und einer zwischen Ziffernscheibe und Zeiger befindlichen, mit einer Stricheinteilung versehenen Blende, wobei Blende und Ziffernscheibe so in verschiedene Stellungen zueinander gebracht werden können, daß jeweils eine der Reihen von Maßzahlen sichtbar wird und zusammen mit der Strichein teilung der Blende eine Ableseskala bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziffernscheibe (36, 52) nur zwei Reihen von Maßzahlen (38, 37; SS, 56) enthält, wobei die K-iden Maüzahlenreihen bezüglich der ansteigenden oder abfallenden Tendenz ihrer Zahlenwerte gegensätzlich verlaufen und die Zahlen der einen Zahlenreihe gegenüber denen der anderen Zahlenreihe auf dem Kopf stehen, und die die Strichcintcilurg (41; i,"¹) tragende Blende (40; 51) jeweils eine der beiden Zahlenreihen sichtbar werden laßt.

2. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Blende (40) »5 bzw. der Ziffernscheibe (36) eine Marke (39) angeordnet ist, die anzeigt, welche der Maßzahlenreihen (37, 38) sichtbar ist.

3. Anzeigeinstrument nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn/oichr ;t, daß die Blende (40) bewegbar über der Ziffernscheibe (36) derart angeordnet ist, daß sie sich zwischen einer crUen und einer zweiten Lage bewegt, wenn die Anzeigerichtung des Instrumentes umgekehrt wird.

4. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Blende (40) eine einzige Stricheinteilung (41) vorgesehen ist, welche mit beiden Maßzahlenreihen (37. 38) verwendbar ist.

5. Anzeigeinstrument nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Montagewand (44) für das Instrument (20), auf der links vom Anzeigeinstrument eine Markierung für den NuIlztistand und auf der rechts vom Instrument eine Markierung für den vollen Einschaltzustand eines 4^ überwachten Gerätes fest angebracht sind.

6. Anzeigeinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziffernscheibe (36) zwei längsgestreckte, im Abstand voneinander befindliche, eine obere und eine untere Maßzahlenreihe (37 bzw. 38) aufnehmende Teile hat und so angeordnet ist. daß sich der Zeiger (23) entlang dieser Teile bewegt, wobei die Blende und die Ziffernscheibe gegeneinander quer zur Bewegung des Zeigers (23) beweglieh sind.

7. Anzeigeinstrument nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziffernscheibe (52) bewegbar auf dem Anzeigeinstrument angeordnet ist und die Instrumenten-Vorderseite (59) als Blende mit einer Mehrzahl von öffnungen (51) ausgebildet ist, welche längs der Ziffernscheibe (52) angeordnet sind.