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Vorrichtung zur digitalen Anzeige einer Meßgröße
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur digitalen Anzeige
einer Meßgröße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Zählwerke auf mechanischer Basis sind weit verbreitet und
allgemein bekannt. Sie finden sich, um Beispiele zu nennen, an Werkzeugmaschinen,
an elektronischen Geräten wie Tonbandgerä ten und in Kraftfahrzeugen zur Anzeige
der gefahrenen Kilometer.
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Im Zuge der zunehmenden Elektronisierung ist es wünschenswert, derartige
Anzeigen umzusetzen in elektronische Darstellungen.
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Die Vorteile der elektronischen Darstellung sind die Möglichkeit,
die Anzeigen auf einfache Weise ein- und auszuschalten, der geringere Platzbedarf
sowie das bessere Einfügen in das Design bei größeren elektronischen Anzeigetafeln.
Dementsprechend wurde bislang auch folgerichtig dieser Weg z.B. in der Unterhaltungselektronik
beschrit-ten.
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Es gibt jedoch Gebiete, in denen die Zuverlässigkeit der elektroni
schen Anzeige den Anforderungen nicht genügt. So ist es beispiels.
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weise bei Kraftfahrzeugen notwendig, daß der gefahrene Kilometerstand
nicht verlorengehen darf, da er einen den Wert des Kraftfahrzeuges in hohem Maße
bestimmenden Faktor darstellt. Auch Stil] standzeiten eines Kraftfahrzeuges über
mehrere Jahre, eventuell losgelöst von jeglicher Stromversorgung, darf den Kilometerstand
nicht verändern. Die bislang handelsüblichen elektronischen SpeicK sind nicht in
der Lage> die eingegebenen Werte über Zeiträume in der Größenordnung von 10 Jahren
unverändert zu behalten, wenn keine Spannungsquelle zur Verfügung steht. Demzufolge
ist es nicht möglich, den Kilometerstand digital elektronisch zu speichern.
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Andererseits jedoch ist eine elektronische Anzeige aus den oben erwähnten
Gründen wünschenswert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die digitale Anzeige einer
Meßgröße zu schaffen, die der Genauigkeit der bisher üblichen mechanischen Zählwert
entspricht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs.
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Erfindungsgemäß wird also die mechanische Anzeige in der bisherigen
Art beibehalten. Die mechanische Anzeige, bei der auf lange bewährte Bauteile zurückgegriffen
werden kann, wird dann abgefragt, Das Abfrageergebnis läßt sich elektronisch ohne
Schwierigkeiten mit herkömmlichen Mitteln digital darstellen.
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Dabei bietet sich an, die Information auf der Anzeigefläche in Form
einer Kodierung darzustellen. Es ist zum einen möglich, geeignete Leseeinrichtungen
einzusetzen, die in der Lage sind, die optisch dargestellte Zahl zu erfassen, elektronisch
zu kodieren und wiederum elektronisch digital darzustellen. Es sind jedoch auch
einfachere Kodierungsmöglichkeiten denkbar, wie z.B. eine Kodierung mit den sogenannten
BAR-Code, bei dem die Ziffern in einer Aufeinanderfolge von breiten und schmalen
dunklen Streifen auf hellem Untergrund (oder umgekehrt) umgesetzt sind, die mit
Hilfe eines Lichtgriffels dann abgetastet werden.
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Dazu ist es zweckdienlich, daß die Abfragevorrichtung einen Lesekopf
umfaßt, der an den Anzeigeflächen nacheinander vorbeigeführt wird. Dieser Lesekopf
kann dann die magnetischen und/oder optischen Kodierungen erfassen und in die entsprechende
Digital zahl umsetzen.
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Das mechanische Zählwerk kann sowohl Ziffern als auch Kodierungen
auf verschiedenen Anzeigeflächen aufweisen. Wenn beispielsweise als Zählwerk ein
übliches Walzenzählwerk, wie es heute den Kilometerstand in einem Kraftfahrzeug
anzeigt, eingesetzt wird, können bei doppelter Felderanzahl pro Walze jeweils in
zwei Feldern Abstand die Ziffern aufgebracht werden, während die dazwischenliegenden
Feldern den zugehörigen Code tragen. Jeder Schaltschritt schaltet die Walze um zwei
Felder weiter, und die Ziffernanzeigen können in einem Sichtfenster zur Überprüfung
dargestellt werden, während der Code durch den Lesekopf getastet wird und zur elektronischen
Darstellung auf der dem Armaturenbrett zugeordneten Anzei-
gefläche
dient. Die direkte optische Überprüfung des mechanischen Walzenwerkes dient dann
nur zur Vergewisserung, ob der elektronisc angezeigte Code auch mit dem tatsächlichen
mechanisch dargestellte Wert übereinstimmt, beispielsweise der Kilometerstand bei
dem Verkauf eines Gebrauchtwagens.
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Vorteilhafterweise wird auf übliche Walzwerke zurückgegriffen, bei
denen die Walzen koaxial zueinander angeordnet sind. Der Lesekopf kann dann auf
einem Schlitten gelagert werden und an den Walzen vorbeigeführt werden, um die einzelnen
Felder abzutasten.
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Dieser zusätzliche mechanische Aufwand ist vertretbar, denn zum einen
ist keine hohe Abtastgeschwindigkeit notwendig, zum anderen reicht es, wenn die
Abtastung nach jedem Weiterschalten der Ziffer mit dem kleinsten Stellenwert durchgeführt
wird. Eine zusätzliche Abtastung ist jeweils bei Inbetriebnahme notwendig, um mit
dem Einschalten der Elektronik die entsprechenden Zahlen zu setzen.
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Bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug würde dies bedeuten, daß bei
einer Laufzeit eines Kraftfahrzeuges von ca. 200 000 km eine in etwa entsprechende
Anzahl von Abtastungen notwendig ist. Die Fehlerquote ist dadurch sehr gering, und
ein eventuell auftretender Fehler wäre sowieso unbedenklich, da das bisher übliche
mechanische Zählwerk in seiner vollen Genauigkeit beibehalten ist.
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Zu Bewegung des Lesekopfes entlang den Walzen ist beispielsweise ein
Zahnstangenantrieb oder ein Spindelantrieb möglich. Es ist auch denkbar, den Lesekopf
auf einen Schlitten zu montieren, der mit Federkraft beschleunigt wird und an den
Anzeigeflächen auf grund seiner Trägheit nach der Beschleunigung durch die Federkraft
vorbeigeführt wird. Am Ende der Bewegungsbahn würde ein Fangmagnet den Schlitten
abbremsen und erst wieder zum nächsten Lesevorgang freigeben, so daß er wieder durch
eine Feder beschleunigt werden kann.
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Uorteilhafterweise wird beim Lesevorgang der Lesekopf erst in der
einen Richtung an den Walzen vorbeigeführt, am Ende dieser Lesebahn angehalten und
erst bei Auslösen des nächsten Lesevorganges wieder in umgekehrter Richtung zum
Abtasten der Walzen zurückgeführt.
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Es ist auch denkbar, die Walzen kreisförmig anzuordnen und den
Lesekopf
an den Anzeige flächen mit einer Rotationsbewegung vorbeizuführen.
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Vorteilhafterweise ist der Walze mit dem niedrigsten Stellenwert eine
Auslöseschaltung zugeordnet, die den Lesevorgang bei jes dem Weiterschalten dieser
Walze veranlaßt.
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Die Ziffern im Anzeigefeld können auf herkömmliche, in der Elektronik
bekannte Weise angezeigt werden beispielsweise über lichtemitierende Dioden, über
Flüssigkristallanzeige, über elektrochrome Anzeigen oder über Elektroluminiszenzanzeigen.
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Die Figur zeigt schematisch eine Anordnung zur Erläuterung der Erfindung.
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In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 10 ein mechanisches Zählwerk
versehen, wie es beispielsweise für die Anzeige des Kilometerstandes in einem Kraftfahrzeug
verwendet wird. Das mechanische Zählwerk 10 besteht aus mehreren, in der Regel fünf
oder sechs nebeneinanderliegenden Walzen 12, die auf einer gemeinsamen Achse 14
angeordnet sind. Die Anzeigefelder 16 dieser Walzen tragen üblicherweise aufeinanderfolgend
die Ziffern 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Ein Schrittschaltwerk sorgt dafür, daß
beim Weiterdre hen einer Walze von 9 auf 0 jeweils die nächsthöhere Walze um eine
Einheit weitergedreht wird.
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Wie zu ersehen, sind die Anzeigefelder 16 der Walzen 12 statt mit
den üblicherweise dort aufgebrachten Ziffern mit Code-Anordnungen versehen, die
durch einen Lesekopf 18 abtastbar sind. Im dargestellten Fall ist der sogenannte
BAR-Code verwendet, die definierte Aufeinanderfolge von Hell-/Dunkelstellen, die
mit Hilfe eines Lichtgriffels optisch abgetastet werden, definiert jeweils eine
bestimmte Ziffer. Bisher Verwendung gefunden hat diese Art von Codierung auf einem
völlig anderen Fachgebiet, nämlich auf der Kennzeichnung von Lebensmitteln und der
automatischen Registrierung in Kassen, beispielsweise in Supermärkten.
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Im vorliegenden Fall wird der Lesekopf 18, der auf einem Schlitten
19 gelagert ist, an den Walzen 12 parallel zur Achse 14 entlang~
führt,
um die Anzeigefelder 16 abzulesen. Die Bewegung kann,'-wie hier schematisch dargestellt,
mit Hilfe einer Spindel 20 erfolgen, die über einen Motor 22 bewegt wird. Die Abtastung
der Anzeigefelder 16 durch den Lesekopf 18 braucht nicht kontinuierlich zu erfolgen,
vielmehr kann eine Auslöseeinrichtung 24 jeweils dann ein Signal an den Motor 22
abgeben, wenn die Walze 12 mit dem kleinsten Stellenwert einen Schritt weitergeschaltet
hat.
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Wie bereits erwähnt, ist es dabei zweckmäßig, den Lesekopf 18 nur
einmal an den Walzen 12 vorbeigleiten zu lassen, und bei dem nächsten Impuls von
der Ansteuerungseinheit 24 wird der Lesekopf 18 dann in umgekehrter Richtung wieder
zurückgeführt, wobei jede der beiden Bewegungen das Auslesen bewirken kann.
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Der Lesekopf 18 ist mit Anschlüssen 26 versehen, die an einen Eingang
28 einer elektronischen Schaltung 30 geführt werden. Die elektronische Schaltung
30, die hier nicht im einzelnen dargestellt ist, dient als Interface zur Umsetzung
der abgelesenen Codierung in eine digitale Anzeige. In diesem Teil der Erfindung
kann auf bereits existente Techniken, wie beispielsweise oben erwähnt, auf die automatische
Ablesung der Lebensmittelcodierung bei Supermarktkassen, zurückgegriffen werden.
Die Schaltung 30 verbindet über eine Busleitung 32 mit einer elektronisch optischen
Anzeige 34.
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Die elektronische Anzeige 34 besitzt für jede Walze 12 eine Digi talziffernstelle,
und jeder Stellung der Walze 12, also jedem Anzeigefenster 16 ist ein entsprechender
Wert der zugehörigen Digitalstelle zugeordnet. Die elektronische Anzeige 34 kann
dann in größeren Anzeigetafeln aufgenommen werden, ist sehr flach im Einbau und
kann im Design der Umgebung angepaßt werden. Irgendeine mechanische Verbindung ist
außer dem Kabel 32 nicht notwendig, so daß von dieser Seite keine Einbaubeschränkungen
bestehen.
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Demzufolge ist es bei Kraftfahrzeugen ohne weiteres möglich, die mechanische
Verbindung vom Geschwindigkeits~ und Wegstreckengeber bis zum Armaturenbrett, die
aufgrund der bisherigen mechanischen Anzeige notwendig war, entfallen zu lassen,
und die gesamte Mechanik in unmittelbarer Nähe zum Sensor, beispielsweise am Vorderrad
anzuordnen. Verbilligte Produktionskosten und erhöhte Funktionssicherheit sind die
Folge.
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Der erfindungsgemäße Vorteil ist darin zu sehen, daß die elektronische
Anzeige erzielt wird, ohne daß die mechanische Anzeige aufgegeben wird. Alle gesetzlichen
Vorschriften über Eichung und über Beständigkeit der Anzeige können erfüllt werden,
es kann auf bereits geprüfte und freigegebene Teile für die Anzeige zurückgegriffen
werden.
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