DE1128993B

DE1128993B - Raumsparende Anzeigevorrichtung, insbesondere fuer Flugzeuge, mit einer mit rechteckig langgestreckter Schauflaeche versehenen Kathodenstrahlroehre mit linienfoermig ausgeblendetem Elektronenstrahl

Info

Publication number: DE1128993B
Application number: DED22418A
Authority: DE
Inventors: Georg Knobel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-11-23
Filing date: 1956-02-27
Publication date: 1962-05-03
Also published as: DE1123120B

Description

Raumsparende Anzeigevorrichtung, insbesondere für Flugzeuge, mit einer mit rechteckig langgestreckter Schaufläche versehenen Kathodenstrahlröhre mit linienförmig ausgeblendetem Elektronenstrahl Zusatz zur Patentanmeldung D 21757 IXb/42d (Auslegeschrift 1 123 120) Gegenstand der Hauptpatentanmeldung D 21757 IX /42 d (deutsche Auslegeschrift 1123120) ist eine raumsparende Anzeigevorrichtung, insbesondere für Flugzeuge, mit einer mit rechteckig langgestreckter Schaufläche versehenen Kathodenstrahlröhre mit linienförmig ausgeblendetem Elektronenstrahl mit der Kombination der folgenden Merkmale: a) Der auf der ebenen oder schwach gewölbten Schaufläche erscheinende Elektronenstrahl ist strichförmig und wird in der Richtung senkrecht zum Strich, parallel zu sich selbst entsprechend der Meßgröße verschoben, b) die Anode ist entsprechend dem gewünschten Strich schlitzförmig ausgeführt, c) eine Mehrzahl von flachen, mit ihrer Schaufläche vertikal angeordneten Kathodenstrahlröhren ist nebeneinander angeordnet, d) die Skalen sind so ausgebildet und angeordnet, daß alle Sollwerte eines bestimmten Betriebszustandes, z. B. für die mittlere Reisegeschwindigkeit eines Flugzeuges, miteinander fluchten, e) durch entsprechend bemessene Steuer- bzw.
Sperrspannungen ist die Sollanzeige wesentlich geschwächt, und nur die Abweichungen vom Sollwert werden voll angezeigt.
Ein derartiges Instrument ist für Fahrzeuge, insbesondere für Flugzeuge bestimmt, da es im Gegensatz zu bekannten Geräten dieser Art eine erschütterungsfreie Anzeige einer Vielzahl von Meßwerten bzw. Anzeigekriterien auf engem Raum bzw. im gemeinsamen Blickfeld des Fahrzeugführers liefert.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gs stellt, die Einrichtung nach dem Hauptpatent weiter auszubilden, um die Anwendungsmöglichkeit zu erweitern. Dies geschieht dadurch, daß bei einer Instrumentenkombination unter Verwendung raumsparender Anzeigeinstrumente gemäß der Hauptpatentanmeldung erfindungsgemäß die Elektroden der jeweiligen Kathodenstrahlröhre zwecks Ausgleich bei Betriebsausfällen wahlweise an verschiedene, durch entsprechende Anpassungsmittel unter sich austauschbare Meßwertgeber anschließbar sind, die bei ungestörtem Betrieb jeweils mit einer gleichartigen anderen Elektronenröhre eigene Meßaufgaben erfüllen.
Bekannt ist es, bei Meßgeräten, unter anderem auch bei Elektronenröhren, eine unbekannte Spannung dadurch zu messen, daß wahlweise eine bekannte Vergleichsspannung oder die unbekannte Spannung an die betreffende Elektronenstrahlanzeigeröhre angeschlossen wird. In diesen Fällen ist be triebsmäßig jeweils nur eine einzige Elektronenröhre vorhanden, die allerdings nicht als Ersatz für Be- triebsausfälle dient, sondern die Vergleichsmessung mit der Hilfsspannung mit einem einzigen Kathodenstrahlrohr ermöglichen soll. Sie zeigt daher auch in beiden Fällen immer nur eine gleichartige Meßgröße, nämlich eine elektrische Spannung an.
Im Falle der Erfindung dient jedoch die Röhre eines der Meßkreise dazu, diejenige eines anderen Meßkreises, die in aller Regel einer ganz verschiedenen Meßgröße, z. B. im einen Fall einer Geschwindigkeit, im anderen Fall einer Temperatur od. dgl. zugeordnet sind, anzuzeigen, wobei für jede Meßgröße ein entsprechend angepaßter Meßwertgeber vorgesehen ist. Hierbei kommt auch die wahlweise mehrfache Ausnutzung ein und desselben Meßwertgebers in Betracht. Es werden z. B. unter Benutzung eines einheitlichen Kathodenstrahlrohrtyps einfache Druck-, Temperatur-, Beschleunigungs-, Stellungsanzeige-, Vorrats-, Verbrauchs-, Drehzahl-, Kreisel-und Variometersender gebaut, bei denen auch die Meßwertgeber weitgehend austauschbar sind. Für die Spannungs- und Strommessung ist die Röhre ebenfalls bestimmt.
So kann z. B. ein einziger Kreiselgeber angeordnet werden, der, je nachdem, wie er geschaltet ist, wahlweise als Wendezeiger, als künstlicher Horizont oder als Kompaß an ein jeweils zugehöriges Anzeigeinstrument angeschlossen ist, wobei letzteres auch austauschbar ist. Durch diese Ausbildung wird die Lagerhaltung der Instrumente und- - G-eber -wesentlich vereinfacht, da für die verschiedenen Anwendungsfälle jeweils nur ein einziges Kreiselgerät erforderlich ist, das verschiedene Anschlüsse hat, welche dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechen, wobei Anpassungsmittel den Anschluß ein und-desselben Anzeigeinstrumentes wahlweise an die einzelnen Anschlüsse des Kreiselgerätes ermöglichen, so daß bei dem Herstellen der Steckverbindung die entsplechende Fesselung oder Aufhängung selbsttätig zur Wirkung gebracht wird.
Ähnliche Verhältnisse liegen bei Druckmessungen vor, bei denen z. B. ein und dieselbe Druckmeßdose wahlweise als Staudruck- oder Ladedruckmesser oder als Barometer usw. benutzbar ist. Dabei werden beim »Einstecken« des Drucksenders entweder die Druckzuleitung verschlossen (barometrischer Luftdruck) oder die Drucksender mit der entsprechenden Druckleitung in Verbindung gebracht (Staudruck, Bremsdruck).
Auch Temperatur-, Beschleunigungs-, Stellungsanzeigegeber usw. sind für die verschiedenen vorkommenden Messungen benutzbar.
An die Stelle der wahlweisen Anschlußmöglichkeit kann auch die Kombination einer Mehrzahl von Meßgrößen treten, wie etwa bei der Machzahlbestimmung, wo Staudruck, Luftdruck und Temperatur zusammengefaßt werden, um eine Machzahlanzeige durch die Kathodenstrahlröhre zu erhalten. Die einzelnen Meßgrößen werden dabei über entsprechende Anpassungsmittel angeschlossen.
Die Röhre mit ihrem sehr kleinen Stromverbrauch an den Ablenkplatten ermöglicht es auch, einen Beschleunigungsmesser mit kapazitivem Senderteil zu bauen. Zu diesem Zweck wird in ein Gehäuse eine Flüssigkeit eingefüllt, in welchem z. B. ein gasgefüllter Schwimmer über - drei Federn befestigt ist. Die den Federn gegenüberliegende Schwimmerfläche dient als die eine, die parallel dazu liegende Gehäusewand als die andere Kondensatorplatte. Der Schwimmer wird rund oder zweckmäßigerweise dreieckig ausgebildet, um die verschiedene Beweglichkeit der Federn auszugleichen.
Es ist zweckmäßig, zur Unterbringung der verschiedenen Geber ein Meßgestell zu bauen für die Geber, die nicht unmittelbar an den bestimmten Meßstellen angeordnet werden müssen.
Weiterhin kann eine der den Abmessungen der Kathodenstrahlröhre angepaßten Anzeigeflächen des lnstrumentenbrettes unter Verwendung von Ziffernrädern für eine mechanische Ziffernanzeige der Uhrzeit ausgenutzt werden. Dadurch ist die Uhrzeitanzeige dem Charakter der Gesamtanordnung angepaßt und gestattet darüber hinaus eine Anzeige auf kleinstem Raum bei guter Ablesemöglichkeit Die weiteren Merkmale der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen stellt dar Fig. 1 einen Kreiselgeber, der mit verschiedenen Anschlußmöglichkeiten für die Abnahme der einzelnen Meßwerte ausgerüstet ist, Fig. 2 die möglichen Anschlußfälle für den Kreisel geber nach Fig. 1, -Fig. 3 einen kapazitiven Beschleunigungsmesser, Fig. 4 das Schema der Gesamtanordnung einer einzelnen Kathodenstrahlröhre, die durch mehrere Meßwertgeber gemeinsam beeinflußt wird, Fig. -5 die Ansicht des Instrumentenbrettes mit einer Vielzahl von Kathodenstrahlröhren in Verbindung mit einer Uhrzeitanzeige.
In Fig. 1 ist ein Kreiselgeber 1, der als Einheitsgeber für alle Kreiselfunktionen ausgeführt ist, angedeutet. Er ist z. B. so ausgebildet, daß er an drei verschiedenen Seiten seines würfelförmigen Gehäuses Steckerbuchsen 2, 3 und 4 hat. Je nachdem, mit welchen Steckerbuchsen der Kreisel eingesetzt wird, hat er eine andere Funktion. Der gleiche Kreisel kann also z. B. als Wendezeiger, künstlicher Horizont oder als Kompaßkreisel arbeiten (vgl. die drei Anwendungsfälle gemäß Fig. 2), wobei die Steckereinrichtung jeweils rechts seitwärts anschließbar ist. In einer Ecke bei 5 enthält die Kreiseleinrichtung eine Schaufläche, welche entweder das ordnungsgemäße Arbeiten oder den Ausfall des betreffenden Kreisels durch ein Signal anzeigt. Durch entsprechend ausgebildete Löcher 6, die das richtige Einstecken des Gebers gewährleisten, wird gleichzeitig eine Fesselung oder Schwerpunktverlagerung vorgenommen.
In ähnlicher Weise wie bei dem dargestellten Kreisel kann auch eine Druckmeßdose für verschiedene Messungen, wie z. B. den Staudruck, barometrischen Luftdruck, Ladedruck, Bremsdruck usw. nutzbar gemacht werden.
In Fig. 3 ist ein Beschleunigungsgeber dargestellt, der ebenfalls in einer kubischen Dose 7 untergebracht ist. Ein an drei Federn 8 aufgehängter Körper 9 bewegt sich bei auftretenden Beschleunigungskräften gegenüber der an der kubischen Dose befestigten Platte 10. Die sich dabei ändernde Kapazität kann in der Kathodenstrahlröhre angezeigt und an der außen angeordheten Skala in m/sec2 abgelesen werden. Je nachdem, in welcher Richtung der Kubus zur Flugzeuglängsachse in seinem Halter eingesteckt wird, kann man an der Röhre Horizontal- oder Vertikalbeschleunigungen ablesen.
Ein Beispiel für eine Anordnung, bei welcher mehrere Meßwertgeber ihre Meßwerte gemeinsam auf eine Kathodenstrahlröhre übertragen, stellt Fig. 4 dar.
Bei dieser ist angenommen, daß drei einzelne Geräte, ein Staudruckgeber 11, ein Temperaturgeber 12 und ein Luftdruckgeber 13, ihre Meßwerte über Leitungen 14 einer Kathodenstrahlröhre 15 zuführen, bei welcher Anpassungsmittel 16 vorgesehen sind, die für die richtige Kombination der Einzelmeßwerte sorgen.
Natürlich können die Anpassungsmittel auch bei den Einzelgebernll, und 13 unmittelbar vorgesehen sein.
Der besondere Vorteil der unter sich gleichen Einzelgeber besteht darin, daß bei Ausfall eines Gebers an wichtiger Stelle ein anderer gleichen Typs aus einer weniger wichtigen Kombination herausgenommen werden kann, um an Stelle des wichtigeren Gebers eingesetzt zu werden. Bei Kreiselgebern wird die Art der notwendigen Fesselung oder Nichtfesselung selbsttätig durch die gewählten Steckeranschlüsse zur Wirkung gebracht. Beim künstlichen Horizont wird dabei der Kreisel oberhalb seines Schwerpunktes aufgehängt, während er beiWendezeigern gefesselt ist und bei Kompaßkreiseln die Fesselung in Wegfall kommt.
In Fig. 5 ist eine Gesamtanordnung angedeutet, bei welcher eine größere Anzahl von Kathodenstrahlröhren 15 auf einem Instrumentenbrett 17 vereinigt ist. Während die meisten der Kathodenstrahlröhren vertikal angeordnet sind und ihren Sollanzeigewert 18 oberhalb der Mitte haben, so daß die Sollanzeigen bei normalem Betriebszustand in einer Flucht liegen, können weitere Anzeigegeräte 19 für den Wendezeiger usw. waagerecht ausgerichtet sein. In einem entsprechend gleich großen Anzeigefeld ist ferner eine Uhrzeitanzeige 20 vorgesehen, bei welcher die Uhrzeit in Ziffern mit Hilfe von nicht näher dargestellten Zahlenrädern angezeigt wird. Diese Art der Anzeige ergibt ein harmonisches Gesamtbild und gestattet gleichzeitig auf begrenztem Raum die größtmögliche Ablesebequemlichkeit.
Zum Zweck des Implosionsschutzes der flachen Röhren werden bekannte Mittel vorgesehen. So können z. B. die großen dreieckigen Seitenflächen neben der üblichen Verrundung gewellt sein, oder es werden Metallscheiben aufgekittet, die dann gleichzeitig als Abschirmung dienen, oder die Röhre wird als Metallkörper mit durchsichtiger Schaufläche ausgebildet.
Wie ersichtlich, wird durch die Erfindung das Anzeigeproblem in Flugzeugen und anderen Fahrzeugen auf eine besonders raumsparende und zweckentsprechende Weise gelöst.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Raumsparende Anzeigevorrichtung, insbesondere für Flugzeuge, mit einer mit rechteckig langgestreckter Schaufläche versehenen Kathodenstrahlröhre mit linienförmig ausgeblendetem Elektronenstrahl mit folgenden Merkmalen: a) Der auf der ebenen oder schwach gewölbten Schaufläche erscheinende Elektronenstrahl ist strichförmig und wird in der Richtung senkrecht zum Strich, parallel zu sich selbst entsprechend der Meßgröße verschoben, b) die Anode ist entsprechend dem gewünschten Strich schlitzförmig ausgeführt, c) eine Mehrzahl von flachen, mit ihrer Schaufläche senkrecht angeordneten Kathodenstrahlröhren ist nebeneinander angeordnet, d) die Skalen sind so ausgebildet und angeordnet, daß alle Sollwerte eines bestimmten Betriebszustandes, z. B. für die mittlere Reisegeschwindigkeit eines Flugzeuges, miteinander fluchten, e) durch entsprechende Steuer- bzw. Sperrspannungen ist die Sollanzeige wesentlich geschwächt, und nur die Abweichungen vom Sollwert werden voll angezeigt, nach Patentanmeldung D 21757 IX/42 d (deutsche Auslegeschrift 1123120), dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der jeweiligen Kathodenstrahlröhre zwecks Ausgleich bei Betriebsausfällen wahlweise an verschiedene, durch entsprechende Anpassungsmittel unter sich austauschbare Meßwertgeber anschließbar sind, die bei ungestörtem Betrieb jeweils in Verbindung mit einer gleichartigen anderen Elektronenröhre eigene Meßaufgaben erfüllen.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 in Verbindung mit Kreiselgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Kreisel (1) angeordnet ist, der wahlweise als Wendezeiger, als künstlicher Horizont, als Kurszeiger oder Kompaß an ein jeweils zugehöriges Anzeigeinstrument anschließbar und daß letzteres austauschbar ist.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,- daß eine Druckdose angeordnet ist, die wahlweise als Staudruck-, als Ladedruck-, als Bremsdruck-, als Öldruck-, als Kraftstoffdruckmesser oder als Barometergeber benutzbar ist.
4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein kapazitiver Beschleunigungsgeber angeordnet ist mit einem kubischen Gehäuse, in welches ein mit Federn (8) am Boden des Gehäuses (7) gelagerter Körper (9) eingesetzt ist, bei welchem die den Federn (8) gegenüberliegende Seite die eine und ein Teil der Gehäusewand die andere Kondensatorfläche bildet.
5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorplatten so ausgebildet sind, daß bei verschiedener Beweglichkeit der Federn bei der gleichen Beschleunigung in jeder Richtung immer die gleiche Kapazitätsänderung hervorgerufen wird.
6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verbindung mit Temperatur-, Vorrats-, Verbrauchs-, Drehzahl- und Variometergebern als Bausteinen.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Machzahlanzeige die Meßwerte des Staudruckes, der Temperatur und des Luftdruckes über entsprechende Anpassungsmittel so kombiniert sind, daß die Kathodenstrahlröhre eine korrigierte Geschwindigkeitsanzeige liefert.
8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein für eine Kathodenstrahlröhre bemessener Platz (15) in gleicher Form und Größe für die Anzeige der Uhrzeit mit Hilfe von Zahlenrädern ausgenutzt ist.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalen der Kathodenstrahlröhre in an sich bekannter Weise auswechselbar sind.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zum Schutz gegen Implosion auf die großen Seitenflächen der Röhre Metallscheiben, z. B.

Dreiecke, aufgekittet sind, die auch gleichzeitig als Abschirmung dienen.
11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die großen Seitenflächen neben einer Verrundung in an sich bekannter Weise auch gewellt sind, als Mittel zum Ausgleich gegen den Außendruck.
12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren in an sich bekannter Weise aus Metall gefertigt sind.
13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Doppelanzeige in an sich bekannter Weise zwei Meßsysteme in einem Kolben untergebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 749 069, 897 735, 902 057; britische Patentschrift Nr. 496 521; französische Patentschriften Nr. 1 005 358, 1011477; USA.-Patentschrift Nr. 2 524 790; A. Palm, »Registrierinstrumente«, 1950, S. 179 bis 183.