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Vorrichtung zum periodischen Aufzeichnen von Meßwerten nach Art der
Maximumschreiber Periodisch schreibende, nach Art der Maximumschreiber ausgebildete
Schreibeinrichtungen zum Aufzeichnen von Meßwerten zeichnen diese in der Form auf,
daß aus den Aufzeichnungen die während der einzelnen Meßperioden gebildeten zeitlichen
Mittelwerte der Meßgrößen ersichtlich sind.
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F i g. 1 stellt einen von einer derartigen Einrichtung beschriebenen
Registrierstreifen dar. Die Vorschubrichtung des Streifens entspricht der Richtung
des eingezeichneten Pfeiles. Das Schreibelement wird mit wachsendem Meßwert von
rechts nach links ausgelenkt. Die Auslenkgeschwindigkeit ist verhältnisgleich dem
Augenblickswert der Meßgröße, so daß die Auslenkung an den Endpunkten der schräg
aufsteigenden Linien den Mittelwert der Meßgröße für die abgelaufene Meßperiode
darstellt. Am Ende der Meßperiode wird das Schreibelement in seine Anfangsstellung
zurückgeführt. Da die Rückstellzeit kurz gegenüber der Periodendauer ist, verläuft
die während des Rückstellens aufgezeichnete Linie fast senkrecht zur Vorschubrichtung.
Die gleichmäßigen Abstände der Anfangspunkte der ansteigenden Linien sind ein Maß
für die Dauer der Meßperioden. Die Meßwerte werden vorzugsweise als Impulse in die
Mittelwertschreibeinrichtung eingespeist.
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Eine bekannte Mittelwertregistriereinrichtung erhält zum Antrieb des
Schreibelementes einen Meßmotor, ein Getriebe und eine Magnetkupplung. Zur Aufzeichnung
der Meßwerte verbindet die Kupplung das durch einen Seilzug betriebene Schreibelement
über das Getriebe mit dem Schrittschaltwerk. Am Ende einer Meßperiode trennt die
Kupplung das Schrittschaltwerk von dem Schreibelement ab. Das Schreibelement wird
durch Federkraft in seine Anfangsstellung zurückgezogen. Dieser Registriereinrichtung
haftet der Nachteil an, daß das Schrittschaltwerk die zum Verstellen des Schreibelementes
erforderliche Kraft aufbringen und zusätzlich die Gegenkraft der Rückstellfeder
überwinden muß. Die während des Rückstehens in das Schrittschaltwerk eingespeisten
Meßwerte gehen für die Registrierung verloren.
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Bei einer anderen bekannten Registriereinrichtung ist die das Schreibelement
führende Spindel mit dem Planetenrad eines Differentialgetriebes verbunden. Ein
Sonnenrad des Differentialgetriebes wird von einem die Meßanzeige übertragenden
Motor angetrieben. Das zweite Sonnenrad arbeitet mit einer Rückführvorrichtung zusammen,
die zum Beispiel als Rückführmotor mit Getriebe ausgebildet sein kann. Zum Aufzeichnen
der Meßwerte wird das dem Rückführmotor zugeordnete Sonnenrad festgehalten, so daß
sich die Bewegung des Schrittschaltwerkes auf das Schreibelement überträgt. Bei
Einschalten des Rückführmotors dreht die Spindel das Schreibelement in die Anfangsstellung
zurück. Nachteilig ist, daß sich mit dem verhältnismäßig kleinen Drehmoment des
Meßmotors nur eine mäßige Registrierempfindlichkeit erreichen läßt, da zur genauen
Verschiebung des Schreibelementes das von dem Meßmotor abgegebene Drehmoment in
einem untersetzenden Getriebe kräftig verstärkt werden muß und deshalb der mit Hilfe
des Getriebes auf die Schreibspindel übertragene Drehweg klein wird. Der Rückstellvorgang
läuft verhältnismäßig lange, da die Gewindespindel eine große Anzahl von Umdrehungen
ausführen muß. Demzufolge ist ein beträchtlicher Teil der Meßwerte für die Registrierung
unwirksam.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum periodischen Aufzeichnen
von Meßwerten nach Art der Maximumschreiber, bei welcher das Schreiborgan im Zusammenwirken
mit einem zwischen dem Meßantriebsteil und einem eine Hilfskraft liefernden Antriebsmotor
eingeschalteten Differentialgetriebe periodisch nach Maßgabe der aufzuzeichnenden
Meßgröße verstellt und nach Abschluß der Registrierperiode wieder in seine Ausgangsstellung
zurückgeführt wird. Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem mit der Meßstellgröße
gespeisten, vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildeten Meßantriebsteil und dem
als Reversier ausgebildeten Antriebsmotor ein von dem ersteren verstellbarer Anschlag
derart angeordnet ist, daß durch diesen die Drehbewegung des drehmomentverstärkenden
Reversiermotors begrenzt wird und daß ferner die bei der Rückführung des Schreiborgans
beim Rücklauf des Reversiermotors eingegebenen Meßgrößen durch entsprechende Verstellung
des Anschlages gespeichert werden.
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In der erfindungsgemäßen Anordnung braucht das Antriebselement nur
die geringen Reibungskräfte zur
Verstellung des Anschlages zu überwinden.
Die Bewegung des Schreibelementes wird von einem stärkeren Reversiermotor durchgeführt,
der somit zwei Aufgaben erfüllt, nämlich erstens Verstärkung des den Meßausschlag
des Schreibelementes verursachenden Drehmomentes und zweitens Rückführung des Schreibelementes
zu Ende der Meßperiode. Ein weiterer beträchtlicher Vorteil der Anordnung entsprechend
der Erfindung besteht darin, -daß während des Rückstellens einlaufende Meßwerte
durch Verstellen eines Anschlages mechanisch gespeichert werden und zu Beginn der
nächsten Meßperiode die Auslenkung des Schreibelementes mitbestimmen.
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Die, in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung wird an Hand
zweier Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 2 bis 5 der Zeichnung erläutert, und zwar
zeigt F i g. 2 die Draufsicht eines Ausführungsbeispieles des Gegenstandes der Erfindung,
F i g. 3 die Seitenansicht eines wesentlichen Teiles dieses Gegenstandes, F i g.
4 die Draufsicht eines anderen Ausführungsbeispieles und F i g. 5 die dazugehörige
Seitenansicht.
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Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Gemäß F i g. 2 treibt ein das Antriebselement darstellender Schrittmotor
1 über Zahnräder 2, 3, 4 ein aus einem Zahnrad 5 und dem Sonnenrad 6 eines Differentialgetriebes
bestehendes Bauteil an. Ein Reversiermotor 7 arbeitet über Zahnräder 8, 9, 10 auf
ein Zahnrad 11, das mit einer Sperrscheibe des Gesperres 12 zusammengefügt
ist. Die zweite Sperrscheibe des Gesperres 12 bildet eine bauliche Einheit
mit einem Zahnrad 15 und dem Sonnenrad 13 des Differentialgetriebes. Die beiden
Sperrscheiben werden von einer Feder zusammengedrückt. Die Achse des Planeten%ades
20 ist fest mit der Sonnenradachse zu einer sogenannten Kreuzwelle verbunden.
An einem Ende der Sonnenradachse ist ein Anschlag 14 angeordnet. Auf der Sonnenradachse
drehbar gelagert sind die aus den Zahnrädern 5, Il, 15, den Sonnenrädern 6,13 und
dem Gesperre 12 gebildeten Bauteile. Ein Zahnrad 16 überträgt die Drehbewegung
des Zahnrades 15 auf eine mit dem Anschlag 14 zusammenwirkende Schaltklinke 17.
Eine in das Zahnrad 15 einfallende Sperrklinke 18 erlaubt nur eine
Drehung des Zahnrades 15 im Uhrzeigersinn. (Zur Festlegung der Drehrichtung
wird die Anordnung in Richtung des eingezeichneten Pfeiles betrachtet). Wirkt das
angetriebene Zahnrad 11 in dem Sinne auf das Zahnrad 15 ein, daß sich
dieses entgegen dem Uhrzeigersinn drehen will und deshalb durch die Sperrklinke
festgehalten wird, so rutscht das zwischen den Zahnrädern angeordnete Gesperre durch.
Das eigentliche Schreibelement 27 läuft auf einer Gewindespindel
28, die über ein Zahnrad 19
angetrieben wird.
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F i g. 3 zeigt in Seitenansicht den Anschlag 14, das Zahnrad
15, die Schaltklinke 17 und die Sperrklinke 18.
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Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Die Meßwerte laufen
in Form von elektrischen Meßimpulsen in den Schrittmotor 1 ein. Der Rückstellmotor
7 ist mit einer umschaltbaren Spannungsquelle ständig verbunden. Der gerade
vorliegende Zeitabschnitt der sich aus Hochlaufzeit und Rückstellzeit zusammensetzenden
Meßperiode bestimmt die Drehrichtüng der. Mototwelle. Die Umschaltung wird.von einem
Zeitschaltwerk vorgenommen. Diese Schaltvorrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Der Rückstellmotor 7 ist mit der Spannungsquelle so zusammengeschaltet, daß -er
das Schreibelement Während der Hochlaufzeit, entsprechend dem in F i g. 1 dargestellten
Registrierstreifen, von rechts nach links bewegen kann und während der Rückstellzeit
von links nach rechts in seine Endlage zurückführt.
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In der Hochlaufzeit wird der Reversiermotor 7 so lange mechanisch
abgebremst, wie der in den Schrittmotor 1 einlaufende Meßwert Null ist. Das
Drehmoment des Reversiermotors 7 wird von den Zahnrädern 8, 9, 10, 11 über
das geschlossene Gesperre 12
und die Zahnräder 15, 16 auf die sich an den
Anschlag 14 drückende Schaltklinke 17 übertragen. Ein in den Schrittmotor
einlaufender Meßimpuls regt eine Drehung des Ritzels 2 an, die über die Zahnräder
3, 4, 5 so auf das Sonnenrad 6 einwirkt, daß dieses entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht wird. Bei voraussetzungsgemäß feststehendem Sonnenrad 13 wird die Drehung
des Sonnenrads 6 über das Planetenrad 20 und die Kreuzwelle auf den Anschlag
14
geführt, der sich also ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und sich
so von der Schaltklinke 17 wegbewegt. Damit wird die Sperrwirkung der Schaltklinke
17 aufgehoben. Das Ritzel 8 des Reversiermotors 7 dreht über
die Zahnräder 9, 10, 11 und das geschlossene Gesperre 12 das Sonnenrad
13 im Uhrzeigersinn. Das Sonnenrad 13 bewegt mittels des Planetenrades
20 und der Kreuzwelle den Anschlag 14 im Uhrzeigersinn zu seiner Anfangsstellung
zurück. Die Schaltklinke 17 dreht sich wegen ihrer Kopplung mit dem Sonnenrad 13
über die Zahnräder 15, 16 entgegen dem Uhrzeigersinn und durch die Wahl des
Übersetzungsverhältnisses der Zahnräder 15, 16 mit größerer Drehgeschwindigkeit
als der Anschlag 14. Die gegenläufige Drehbewegung des Anschlages
14 und der Schaltklinke 17 endet, wenn die Klauen der Schaltklinke
nach einer Halbdrehung bzw. bei größerer Auslenkung des Anschlages nach einer Anzahl
von Halbdrehungen wieder auf den Anschlag stoßen. Die Verstellung des Anschlages
14 durch den Schrittmotor wird also von dem Reversiermotor 7 rückgängig gemacht,
bis der Anschlag wieder seine bestimmte Ruhelage einnimmt. Der Drehweg des Ritzels
8 steht somit nach Maßgabe der übersetzungsverhältnisse der Zahnräder und der Zahl
der Schaltklauen der Schaltklinke 17 in einem festen Zusammenhang zu der Schrittverstellung
des Ritzels 2. Die von dem verhältnismäßig schwachen Schrittmotor 1 vorgegebene
Bewegung wird von dem kräftigen Reversiermotor 7 über eine Spindel 28 auf das Schreibelement
27 übertragen. Damit ist eine Drehmomentverstärkung erreicht.
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Zu Beginn der Rückstellzeit wird der Reversiermotor umgeschaltet.
Bei der jetzt vorliegenden Drehrichtung rastet die Sperrklinke 18 in das
Zahnrad 15
ein und verhindert eine Drehung des Sonnenrades 13 und der Schaltklinke
17. Das Gesperre 12 rutscht durch. Das Schreibelement wird in die
Nullstellung zurückbewegt. Beim Erreichen der Nullstellung wird der Reversiermotor
durch einen Kontakt umgeschaltet, so daß er erneut für den Antrieb der Aufzeichnungsvorrichtung
bereit ist.
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Die während des Rückstellens des Schreibelementes in den Schrittmotor
einlaufenden Meßimpulse gehen indessen der Aufzeichnung nicht verloren. In schon
beschriebener
Weise wird das Sonnenrad 6 im Uhrzeigersinn gedreht.
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Das Sonnenrad 13 steht wegen des blockierenden Eingriffs der Sperrklinke
18 in das Zahnrad 15 still. Dementsprechend überträgt sich der Drehweg
des Sonnenrades 6 auf die Stellung des Anschlages 14.
Die Verstellung
dieses Anschlages kann nicht sofort durch eine Rückdrehung beseitigt werden, da
bei der während des Rückstellens des Schreibelementes vorliegenden Drehrichtung
des Reversiermotors das Sonnenrad 13 und die Schaltklinke 17 festgehalten sind.
Die Rückdrehung beginnt erst dann, wenn zu Beginn einer neuen Meßperiode der Meßmotor
wieder die zum Aufzeichnen von Meßwerten erforderliche Drehrichtung besitzt. Damit
stellt das Gesperre 12 wieder eine kraftschlüssige Verbindung dar, und das Zahnrad
15 wird unter der Sperrklinke 18 durchgedreht. Die in der Rückstellzeit des Schreibelementes
durch den Schrittmotor 1 bewirkte Verstellung des Anschlages 14 kann jetzt in schon
beschriebener Weise durch den Reversiermotor 7 rückgängig gemacht werden. Die in
dieser Zeit auftretenden Meßimpulse werden also in der Schreibeinrichtung mechanisch
gespeichert. Die Speicherkapazität ist erst dann erschöpft, wenn der Anschlag
14 fast eine ganze Umdrehung zurückgelegt hat.
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 und S wird eine
andere Sperrvorrichtung gezeigt, die die Funktion der Sperrklinke 18 nach F i g.
2 und 3 ausübt. Die Welle 21 wird von dem Reversiermotor angetrieben. Das Sonnenrad
13 erhält seine Drehbewegung von den Zahnrädern 10, 11 und dem Gesperre
12. Die Buchse 22 sitzt fest auf der Welle 21. Durch die Feder 25 und den Stellring
24 wird der Hebel 23 gegen die Buchse gedrückt und durch Haftreibung mitgenommen.
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Während der Hochlaufzeit dreht sich die Welle 21 entgegen dem Uhrzeigersinn.
Der Hebel 23 legt sich gegen den Anschlagstift 26 und rutscht durch. Das Sonnenrad
13 kann sich ungehindert drehen.
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Nach Umschaltung des Reversiermotors zum Rückstellen wird der Hebel
durch Haftreibung im Uhrzeigersinn mitgenommen und sperrt mit der abgewinkelten
Kante das Zahnrad 15. Das Gesperre 12 wird durchgedreht. Die Reversierbewegung überträgt
sich nicht auf das Sonnenrad 13 und auf die Schaltklinke 17.
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Bei dem Gegenstand der Erfindung, der an Hand zweier Ausführungsbeispiele
erläutert ist, werden also in eine Schreibeinrichtung einlaufende Meßwerte mechanisch
verstärkt und in Zeitabschnitten, in denen eine Aufzeichnung der Meßwerte unmöglich
ist, mechanisch gespeichert.