DE1094470B - Nachlaufschreiber - Google Patents

Description

• Nachlaufschreiber Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nachlaufschreiber zu schaffen, mit dem es möglich ist, relativ schnell veränderliche Vorgänge aufzuzeichnen, beispielsweise auf Wachs- oder Rußpapier oder mittels Tinte. Insbesondere soll der Schreiber in der Lage sein, jeden elektrischen oder in einen solchen umgewandelten Vorgang, der noch ein Galvanometer zum Ansprechen bringt und im Bereich zwischen 0 bis etwa 20 Hertz liegt, aufzuzeichnen. Mit den bisher bekanntgewordenen Nachlaufschreibern ist insbesondere die letztere spezielle Aufgabe naturgemäß - bedingt durch ihre bisherige bauliche Anlage - nicht zu lösen. Bei dem Erfindungsvorschlag, der sich auf die Verstellmittel für das Schreibglied (und »Kompensationsglied«) des Nachlaufschreibers bezieht, wird von dem bekannten sogenannten Johnson-Rahheck-Effekt Gebrauch gemacht, der bekanntlich die Möglichkeit gibt, die Anziehungskräfte eines geladenen I(ondensators (nach Art eines »Plattenkondensators«) für mechanische Wirkungen an Stelle eines Elektromagneten zu benutzen.
• Mit dem Johnson-Rahbeck-Effekt arbeitende Vorrichtungen, bei denen ein Band über Walzen geführt ist und entweder (beim Anlegen einer Spannung) mitgenommen wird oder (beim Ausschalten der Spannung) auf der Walze gleitet, sind an sich bekannt.
• Insbesondere ist es auch bekannt, ein Band um zwei sich gegenläufig drehende Walzen herumzuführen und beide Walzen abwechselnd durch die Halbperioden einer Wechselspannung zu erregen, so daß das Band eine oszillierende Bewegung ausführt, dadurch eine mit ihm gekoppelte Membran zu Schwingungen erregt und auf diese Weise Schall erzeugt. Es ist auch bereits der Vorschlag gemacht worden, durch über Walzen laufende Bänder oder ähnliche Vorrichtungen Schreibstifte zu betätigen, doch ist auf diese Weise nur die Periodendauer der angelegten Spannung aufzuzeichnen, nicht aber die Größe eines von einem Anzeigeinstrument gemessenen Meßwertes.
• Die Erfindung bezweckt, unter Verbesserung der bekannten Einrichtungen diese in vorteilhafter Weise der Anwendung bei Nachlaufschreibern der eingangs bezeichneten Art nutzbar zu machen. Es liegt auf der Hand, daß bei Nachlaufschreibern, die der Aufzeichnung relativ schneller Vorgänge dienen sollen, die zu bewegenden Massen gering gehalten werden müssen.
• Daher wird der Johnson-Rahbeck-Effekt zur Konstruktion eines Schreibers ausgenutzt, der sich dadurch auszeichnet, daß die zu bewegenden Massen extrem gering sind.
• DerJohnson-Rahbeck-Effekt weist den Nachteil auf, daß die Johnson-Rahbeck-Kräfte in ihrer Abhängigkeit von der angelegten elektrischen Spannung nicht hinreichend reproduzierbar sind. Es sind daher be- sondere Maßnahmen erforderlich, wenn man den Effekt bei Meßgeräten ausnutzen will. Da es sich insbesondere hei Nachlaufschreibern um eine Nachlaufregelung handelt, bestand die Gefahr, daß diese Regelung bei Anwendung des Johnson-Rahbeck-Effektes dynamisch unstabil wird. Durch die Erfindung ist die Anordnung so getroffen worden, daß derartige Fehlerquellen eliminiert werden.
• Es wird daher ein Nachlaufschreiber zur Aufzeichnung von einem Anzeigeinstrument, insbesondere Lichtzeigerinstrument gemessener Größen, bei welchem das auf einer geraden Bahn geführte, sofort sichtbare Schreibspuren erzeugende Schreiborgan an einem straff gespannten, über Rollen geführten Band angebracht ist und bei welchem das Schreibmittel dadurch dem Meßwert entsprechend nachgeführt ist, daß am Band ein vorzugsweise fotoelektrisch wirksamer, die Stellungsabweichung des Schreibmittels erfühlender Indikator angebracht ist, welcher bei einer Stellungsabweichung Mittel zur Bewegung des Bandes im Sinne der Beseitigung der Stellungsabweichung beeinflußt, vorgeschlagen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rollen ununterbrochen durch Servoenergie zu gegenläufigem Umlauf angetrieben sind, daß die Rollen aus einem halbleitenden/leitenden Material bestehen und das Band aus leitendem/halbleitendem Material besteht und daß die Bewegung des Bandes im Sinne der Beseitigung von Stellungsabweichungen durch entsprechende Steuerung des Johnson-Rahbeck-Effektes zwischen den Rollen und dem Band erfolgt. Weitere Merkmale der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispie! erläutert. In der Abb. 1 ist ein Ausführungsbeispiel in Form eines »Photozellen-Nachlaufschreibers« mit Röhrenrelais dargestellt.
• Die dargestellte Anordnung besteht aus dem EingangskreisA, dem Röhrenrelais B und dem eigentlichen Schreiber C.
• DerEingangskreis umfaßt im wesentlichen das dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Spiegelgalvanometerl, von dem, nur der Spiegel angedeutet ist, die zugehörige Lichtquelle2 und die beiden Cadmium-Sulfid-Photozellen3 und 4, die inBrückenschaltung liegen.
• Der RelaiskreisB besteht aus dem Röhrenrelais 5 mit den zugehörigen Gitterableit- und Spannungsteilerwiderständen. Die Relaisröhre ist eine Doppelröhre in Kippschaltung.
• Das eigentliche Nachlaufschreibwerk C besteht aus zwei glattgedrehten Walzen (Rollen) 6, 7 eines »Halbleiter«-Materials (etwa Kalkstein), die ständig -mittels eines Aufzugswerkes oder eines kleinen Motors - gegenläufig umlaufen, und aus einem schleifenförmigen, um diese Walzen herumgeführten dünnen Metallband (etwa Messing) 8. Letzteres ist mittels einer zwischengeschalteten kleinen Feder 9 schwach vorgespannt, so daß die genannten Walzen ohne große Bandreibung leicht rotieren können. Zweckmäßigwird man die Umlaufrichtungen der Walzen so wählen, daß sie im Sinne einer Spannung der kleinen Feder 9 wirken. Steinwalze und Metallband bilden die beiden Belege eines Kondensators mit sehr geringem Plattenahstand. Wird an diese Kondensatorbelege eine Gleichspannung von etwa 100 bis 200 Volt gelegt, so entstehen zwischen Band und Stein (teilweise) sehr hohe Feldstärken, und es treten starke Anziehungskräfte auf, die das Band während der Dauer des Spannungsstoßes an dem jeweils an Spannung gelegten Stein festhalten. Mit dem Band 8 verbunden ist der Schreibstift 10, der über die nicht dargestellte Registrierfläche bewegt wird. An dem Band sitzt ferner das »Kompensationsglied«. Im vorl-iegenden Falle sind es die Photozellen 3 und 4 selbst. Statt dessen kann natürlich auch vom Band ein optisches Ablenkelement (z. B.
• Spiegel) im Photozellenstrahlengang verstellt werden, das den Wiederabgleich der Eingangsbrücke durch Zurückstellen des Lichtzeigers bewirkt. In diesem Fall sind dann also die Photozellen ortsfest angeordnet.
• Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Bewegungen des von der aufzuzeichnenden Meßgröße beaufschlagten Galvanometers 1 werden mit Hilfe der Lichtquelle 2 als Belichtungsänderungen auf die räumlich nebeneinander angeordneten Photozellen 3, 4 übertragen. Die in Brückenschaltung liegenden Zellen ändern damit ihren Widerstand und bewirken das Auftreten eines Diagonalstromes. Der in seinem Vorzeichen veränderliche Diagonalstrom wird nun dem Gitter der DoppelröhreS zugeführt und erzeugt an dem Gitterwiderstand einen Spannungsabfall, der das Relais zum Ansprechen bringt. Je nachdem das Gitterpotential nun »positiv« oder »negativ« beeinflußt wird, wird es ein Umkippen der Anodenströme der Röhre zur Folge haben, wobei die Schaltung so dimensioniert ist, daß jeweils das eine System der Röhre gesperrt ist. Das Ansprechen des Röhrenrelais bewirkt also abwechselnd in jedem System einen Spannungshub, der unmittelbar an den Arbeitswiderständen 11 abgegriffen werden kann. Der Spannungshub des einen oder anderen Systems wird nun der jeweils zugeordneten Walze des Schreibwerkes zugeführt. Von den beiden Walzen steht also stets eine unter Spannung. Die jeweils an Spannung gelegte Walze führt dann das Band so lange mit, bis durch die geänderte Belichtung der Photozellen, die von dem Band mitbewegt werden, der Gitterimpuls von »plus« nach »minus« oder umgekehrt gewechselt ist und damit der Spannungshub an der anderen Walze wirksam wird, die damit das Band in entgegengesetzter Richtung mitführt. Dieses Wechselspiel, das sich auch dann wiederholt, wenn das Galvanometer im Eingangskreis in Ruhe bleibt, bewirkt beim Schreiben eine gewisse Nullbreite. Je größer nun die Ansprechempfindlichkeit der Relaisschaltung ist, um so schneller erfolgt das Wechselspiel der Spannungshübe und um so geringer ist damit die Nullbreite. Die beschriebene Kippschaltung des Relais bewirkt, daß das Band stets unter der Kraftwirkung einer der bei den Rollen steht. Das hat den Vorteil, daß ein Schlupf zwischen Band und Walzen vermieden und damit die Schreibgenauigkeit gewährleistet ist.
• Die Ansprechempfindlichkeit des Röhrenrelais kann gesteigert werden, wenn man letzteres gemäß Abb. 2 ausbildet. Es enthält die beiden veränderlichen Photowiderstände 3' und 4' als Gitterableit- und Spannungsteilerwiderstände. Die in Abb. 1 vorgesehene Brücke im Eingangskreis A kommt also hier in Fortfall.
• Trotz der hier im Vergleich zu Abb. 1 vorhandenen geringeren Zellenspannung wird durch diese Maßnahme eine Steigerung der Ansprechempfindlichkeit etwa um den Faktor 100 erzielt.
• Es sei noch darauf hingewiesen, daß der allgemeine Erfindungsgedanke auch den Fall umfaßt, bei dem -in sinngemäßer Umkehrung des beschriebenen Prinzips - die umlaufenden Zylinder, Walzen usw., »Leiter«eigenschaften und das mit diesem zusammenwirkende bandförmige Organ »Halbleiter«eigenschaften aufweisen. Außerdem soll der Erfindungsvorschlag die Möglichkeit umfassen, wo gegebenenfalls die aufeinanderwirkenden Teile durchweg »Halbleiter«eigenschaften besitzen.
• Die Erfindung ist auch nicht auf Anordnungen mit Lichtzeigerinstrument beschränkt. Es wäre möglich, auch andere Anzeigeinstrumente zu benutzen, etwa solche mit schnell schwingenden mechanischenZeigern.

Claims (6)

1. PATENTANSPROCHE: 1. Nachlaufschreiber zur Aufzeichnung von einem Anzeigeinstrument, insbesondere Lichtzeigerinstrument, gemessener Größen, bei welchem das auf einer geraden Bahn geführte, sofort sichtbare Schreibspuren erzeugende Schreiborgan an einem straff gespannten, über Rollen geführten Band angebracht ist und bei welchem das Schreibmittel dadurch dem Meßwert entsprechend nachgeführt ist, daß am Band ein vorzugsweise fotoelektrisch wirksamer, die Stellungsabweichung des Schreibmittels erfühlender Indikator angebracht ist, welcher bei einer Stellungsabweichung Mittel zur Bewegung des Bandes im Sinne der Beseitigung der Stellungsabweichung beeinflußt, dadurdi gekennzeichnet, daß die Rollen (6, 7) ununterbrochen durch Servoenergie zu gegenläufigem Umlauf angetrieben sind, daß die Rollen aus einem halbleitenden/leitenden Material bestehen und das Band (8) aus leitendem/halbleitendem Material besteht und daß die Bewegung des Bandes (8) im Sinne der Beseitigung von Stellungsabweichungen durch entsprechende Steuerung des Johnson-Rahbeck-Effektes zwischen den Rollen (6, 7) und dem Band (8) erfolgt.
2. 2. Nachlaufschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Bandes (8) durch eine Spannfeder (9) miteinander verbunden sind.
3. 3. Nachlaufschreiber nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Umlaufrichtung der Rollen (6, 7) im Sinne einer Spannung der Spannfeder (9).
4. 4. Nachlaufschreiber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Wechsel ständig jeweils eine der Rollen (6 bzw. 7) unter elektrischer Spannung steht.
5. 5. Nachlaufschreiber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Relais in Kippschaltung, vorzugsweise eines metastabilen Multivibrators (B), zur Erzeugung der abwechselnd den Rollen (6, 7) zuzuleitenden Spannungen.
6. 6. Nachlaufschreiber nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit einem fotoelektrisch wirksamen Indikator, bei dem als Anzeigeinstrument ein Lichtzeigerinstrument und als Relais ein metastabiler Multivibrator dient, dadurch gekennzeichnet, daß der fotoelektrische Indikator aus zwei nebeneinanderliegenden, in die Gitterstromkreise des Multivibrators (B) geschalteten Fotodioden (3', 4') besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 454 198, 587 309, 919 002.