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Registriergerät
Die vorliegende Erfindung betrifft Registriergeräte für eine fortlaufende Aufzeichnung physikalischer, chemischer oder physiologincher Messgrossen, z. B. in der Ausbildung als Elektrokardiograph oder als tech- nischer Datenschreiber. Die Aufzeichnung kann dabei nach mannigfachen bekannten oder auch nach neu- artigen Verfahren erfolgen, z. B. photographisch, mittels Tintenschreibung, durch Andrücken eines elek- trisch beheizten Schreibarms auf einen mit einer wärmeempfindlichen Schicht versehenen Aufzeichnung- träger, durch funkenelektrisches Ausbrennen eines Metallbelags, durch Übertragung einer Farbspur von einem Pigmentträger, z.
B. Kohlepapier, auf den Aufzeichnungsträger mittels eines Schreibhebels, durch magnetische Aufzeichnung oder schliesslich auch durch Belichtung eines oberflächlich photoelektrisch leitenden Aufzeichnungsträgers und nachfolgende Bestäubung mit einem Farbpulver.
Bei all diesen Geräten benötigt man einen in einer Längsdimension, die normalerweise mit der Laufrichtung zusammenfällt, sich erstreckenden Aufzeichnungsträger einer dem Aufzeichnungsverfahren ent- sprechenden Breite, so dass dieser band-oder streifenförmig sein kann. Er kann aus Papier, Kunststoff oder einem andern Material bestehen, das bei nicht zu grosser Dicke noch genügend biegsam bleibt. Dieser Aufzeichnungsträger läuft normalerweise von einer Vorratsrolle ab und soll sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch das Schreibwerk bzw. durch den Ort der eigentlichen Schreibspurerzeugung hindurchbewegen. Für diese verschiedenen Schreibverfahren mit einem bandförmigen Aufzeichnungsträger kommt nun in steigendem Masse eine bestimmte räumliche Anordnung der Hauptorgane in Anwendung, die man mit"Kantenschreibung"bezeichnet.
Ihre Eigenart besteht darin, dass der bandförmige Aufzeichnungsträger über eine schlanke Kante oder Rolle gezogen wird, längs welcher sich das schreibende Organ, also z. B. der an der Messwerkachse befestigte Zeiger, entlang bewegt, so dass an der hin-und herwan- dernden Kreuzungsstelle zwischen der geraden Kante und dem Schreibarm die Schreibspur erzeugt wird.
Letztere würde also bei einem ruhenden Aufzeichnungsträger als gerade, senkrecht zu seiner Llngserstreckung stehende Linie erscheinen, was Insofern angestrebt wird, weil damit die Aufzeichnung des Zeitverlauf der Messgrössenschwankungen in einem rechtwinkligen Koordinatennetz erscheint.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem erwuchs nun aus der bei Kantenschreibung auftreten- den Notwendigkeit, den Aufzeichnungsträger mit scharfem Knick stramm um die Kante zu ziehen, UI1) eine hohe Spurschärfe zu erreichen und um stets eine richtige Zeitzuordnung der aufgezeichneten Messgrössenschwankungen zu gewährleisten. Deshalb wurde bisher schon der Aufzeichnungsträger zwischen den antreibenden Mitteln, z. B. einem von einem Motor angetriebenen Rollenpaar, und dem abbremsenden Mittel, z. B. einer Reibungsbremse, straff um die zwischen beiden Organen liegende Kante herumgezogen.
Bei diesem herkömmlichen Verfahren zur Konstanthaltung der Laufgeschwindigkeit des Aufzeich- nungsträgers und zu seiner straffen Ausspannung wird der Aufzeichnungsträger unter gleitender Reibung und somit durch Vernichtung überschüssig zugeführter Antriebsenergie abgebremst.
Demgegenüber wird mit der vorliegenden Erfindung vor allem das Ziel der Schaffung einer reibungverlustfreien straffen Ausspannung desAufzeichnungsträgers während des Durchlaufs durch die Schreibttelle verfolgt. Die Erfindung beruht auf einer eingehenden Untersuchung der bei der Bremsung mitspielenden Faktoren. Es zeigte sich dabei, dass die zum straffen Ausspannen des Aufzeichnungsträgers dienende, der Antriebskraft entgegenwirkende und ihr das Gleichgewicht haltende Bremskraft, die letzten Endes bei den bisherigen Ausführungsformen auch vom Antrieb geliefert werden musste, zurückgewonnen werden kann.
Ein Registriergerät für Kantenschreibung der zuletzt beschriebenen Art, mit Vorrichtungen zur Hal-
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terung, Führung und straffen Ausspannung, sowie zum Antrieb des Aufzeichnungsträgers ist nun nach der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein mit bestimmter Geschwindigkeit gedrehtes Antriebsrollenpaar für den Aufzeichnungsträger und ein Bremsrollenpaar für seine straffe Ausspannung beim Lauf über die zwi- schen beidenRollenpaaren angeordnete Schreibkante vorgesehen ist, und dass das Bremsrollenpaar mit dem
Antriebsrollenpaar derart gekuppelt ist, dass die Bremsrollen in Laufdichtung im wesentlichen nur von dem Aufzeichnungsträger mitgedreht werden und ihre Umfangsgeschwindigkeit in jeder Betriebsphase kleiner als diejenige der Antriebsrollen bleibt.
Der Erfindungsgedanke wird z. B. dadurch verwirklicht, dass die bremsenden Rollen oder Scheiben die Bremskraft durch Kupplung an einen Energiespeicher oder durch Kupplung an den Antrieb des Auf- zeichnungsträgers oder bei Pigmentschreibung durch Kupplung an den Antrieb für den Pigmentträger die
Bremsenergie in nutzbare Arbeit verwandeln.
Der Stand der Technik und verschiedene Ausbildungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung wer- den an Hand der Zeichnung genauer erläutert. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Bremsvorrichtung bekannter Art und die Fig. 2 und 3 eine erfindungsgemässe Bremsvorrichtung, bei der die Bremsung des Aufzeichnungsbandes durch Kupplung der Bremsrollen mit dem zugehörigen Bandantrieb erfolgt.
Eine dem Stande der Technik angehörende Einrichtung ist schematisch in der Fig. 1 dargestellt. Bei dieser Einrichtung wird der Aufzeichnungsträger unter gleitenderReibung und damit unter Vernichtung von zugeführter Antriebsenergie abgebremst.
Der irgendeinem Vorrat entnommene, etwa von einer Rolle abgewickelte Aufzeichnungsträger l läuft dabei durch ein Brems- oder Spannwerk 3, das von einer Bremsbacke 3a und einem Gegenlager 3b gebildet wird, dann an der Schreibstelle über eine Umlenkkante 4, wo der vom Messwerk 7 bewegte Schreibarm 8 die Schreibspur, z. B. durch Abschmelzen einer opaken Wachsschicht auf dem Aufzeichnungsträger 1, erzeugt. Dieser gelangt dann nach Umlenkung an der Schreibkante 4 zu dem Antriebswerk 2 und wird dort von einemRollenpaar 2a, 2b, das an einen Antriebsmotor 18 gekuppelt ist, erfasst. Die Bremse 3 dient im Zusammenspiel mit dem Antrieb 2 zur straffen Ausspannung des im allgemeinen bandförmigen Aufzeichnungsträgers 1 und zur Umlenkung um die Schreibkante 4.
Diese Kante ist oft-wie auch gezeigt-als schlanke, leicht drehbare Rolle kleinen Durchmessers ausgebildet, um die Reibung gering zu halten. Die von dem Antriebswerk 2 aufgebrachte und auf den Aufzeichnungsträger 1 übertragene Zugkraft dient zur Überwindung der Reibung an der nicht gezeigten Vorratsrolle, an der Bremse 3, an der Schreibkante 4 und schliesslich auch zur Überwindung der Bandsteifigkeit bei der Ausspannung einerseits und bei der Umbiegung an der Schreibkante anderseits.
Da im allgemeinen die Aufzeichnungsträger eine geringe Elastizität besitzen, muss von der Bremse 3 eine grosse Reibungskraft zur Bandstraffung ausgeübt werden, so dass bei der bekannten Bauart an dieser Stelle der grösste Teil der Antriebsleistung durch Reibungswärme verlorengeht. Demgegenüber fallen die Anteile zur Überwindung der inneren Reibung des Aufzeichnungsträgers und die Reibungskräfte an der Kante und an den Vorratsstellen weniger ins Gewicht.
Der Gedanke einer reibungsverlustfreien Ausspannung des Aufzeichnungsträgers gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun in der Weise verwirklicht, dass die Bremsrollen 3d, 3c mit einer der Antriebsrollen 2a, 2f bzw. 2a, 2b starr oderrutschend derart gekuppelt sind, dass die Umfangsgeschwindigkeit der ersteren höchstens gleich, vorzugsweise etwas kleiner als diejenigen der letzteren ist. Wegen des bei formschlüssigem Angriff sich ergebenden entsprechenden Verhältnisses der Durchlaufgeschwindigkeiten des Aufzeichnungsträgers l wird ein endliches Stück desselben von beliebiger Länge stets straff ausgespannt werden und eine gewisse Verlängerung erfahren.
Zweckmässig ist es aber, wie Fig. 2 zeigt, eine Rutschkupplung vorzusehen, die durch die federnde Lagerung der Gegenrolle 3c der Bremse mittels des Hebels 6a und der Feder 6, vorzugsweise mit einstellbarem Anpressdruck, gebildet wird. Diese Rutschkupplung kann Ungleichmässigkeiten des Laufes und in der Steifigkeit des Aufzeichnungsträgers ausgleichen. Ein dabei etwa eintretender geringer Schlupf bedingt praktisch nur vemacbl ssigbare Reibungsverluste.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Bremsrollen 3d, 3c über einen Antrieb 5a, 5b, 5c mit
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Sedurchlaufenden Aufzeichnungsträger mitgenommen werden. Infolgedessen bleiben sie zuerst beim Einschalten des Bandtransportes bis zur Erreichung der straffen Ausspannung des Aufzeichnungsträgers noch im Stillstand. Mittels der Klinkensperre 5e, 5d im Freilauf wird bei entsprechender Bemessung der Rollendurchmesser sichergestellt, dass die Umfangsgeschwindigkeit an den Bremsrollen in jeder Betriebsphase kleiner, allenfalls höchstens gleich derjenigen der Antriebsrollen bleibt und der Aufzeichnungsträger nach Massgabe der Umfangsdifferenz der beiden Rollenpaare gestreckt und ausgespannt wird.
Wie im vorerwähnten Beispiel ist eine der Bremsrollen 3d, 3c wiederum federnd und gegebenenfalls mit einstellbarem Anpressdruck gelagert.
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Die Arbeit, die bei der Abbremsung des Bandes und zur straffen Ausspannung desselben aufgebracht werden muss, kann auch in elektrische oder in andere mechanische Arbeit umgesetzt werden. Beispiels- weise könnte die Bremse mit einem kleinen Generator gekuppelt sein, der unter Umständen als Strom- quelle für andere Teile des Aufzeichnungsgerätes dient, z. B. für Kontrollampen usw.
Bei Verfolgung des Erfindungsgedankens tritt zur straffen Ausspannung der meist wenig elastischen
Aufzeichnungsträger kein Arbeitsumsatz auf, der durch nennenswerte Reibungsverluste verlorengeht. So- weit Arbeit bei der Bremsung geleistet werden muss, kann diese in einer wieder verwertbaren Form ge- speichert oder in das Antriebswerk für den Aufzeichnungsträger oder für den Farbstoffträger zurückgeführt werden. Infolge des dadurch bedingten geringen Leistungsbedarfs der Antriebswerke können leichtere Mo- toren oderFederwerke verwendet werden, was neben einer Gewichtserspamis auch eine Raumersparnis er- gibt, welche Vorteile den Bestrebungen nach einem leichten kleinen Aufbau von Registriergeräten ent- gegenkommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Registriergerät mit einem Messwerk zur Umsetzung der Schwankungen der zu messenden Grössen in die Bewegung eines schreibenden Mittels, mit einem wenigstens in seiner Laufrichtung sich erstrecken- den, vorzugsweise endlichen, im Vergleich zu seiner Breite sehr langen, bewegten Aufzeichnungsträger, auf dem das schreibende Mittel eine zumindest mittelbar sichtbare, die Messgrössenschwankungen wie- dergebende Schreibspur erzeugt und der an der Schreibstelle zwecks orthogonaler Aufzeichnung um eine
Kante gezogen wird, längs welcher sich das schreibende Mittel bei seinen Schwingungen hin und her be- wegt, und mit Vorrichtungen zur Halterung, Führung und straffen Ausspannung sowie zum Antrieb des Auf- zeichnungsträgers, dadurch gekennzeichnet,
dass ein mit bestimmter Geschwindigkeit gedrehtes An- triebsrollenpaar (2a, 2b bzw. 2a, 2f) für den Aufzeichnungsträger (1) und ein Bremsrollenpaar (3c, 3d) für seine straffe Ausspannung beim Lauf über die Schreibkante (4) vorgesehen sind, dass die Schreibkante (4) zwischen den beiden Rollenpaaren angeordnet ist und dass das Bremsrollenpaar (3c, 3d) mit dem
Antriebsrollenpaar (2a, 2b bzw. 2a, 2f) gekuppelt ist, so dass die Bremsrollen in Laufrichtung im we- sentlichen nur von dem Aufzeichnungsträger mitgedreht werden und ihre Umfangsgeschwindigkeit in jeder Betriebsphase kleiner als diejenige der Antriebsrollen bleibt.