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Vorrichtung zur Registrierung von Schwankungen in der Tätigkeit von Maschinen oder andern zu überwachenden Vorgängen
In der wissenschaftlichen Praxis zeigt es sich sehr oft als unumgänglich notwendig, die Entstehung bestimmter maschineller Störungen zu registrieren, die entweder zufällig oder periodisch auftreten. Die
Registrierung dieser Störungen, die in einem zu überwachenden Vorgang, z. B. einem mechanischen, optischen, elektromagnetischen oder akustischen Vorgang, auftreten, wird üblicherweise mittels eines
Oszillographen durchgeführt, mit der Zeitlupe aufgenommen u. dgl. Das Auffinden der Störung mittels dieser Methoden ist jedoch sehr schwierig, da die erwähnten Vorrichtungen zur Registrierung der
Störung gewöhnlich nur eine kurze Zeitspanne arbeiten können.
Die Wahrscheinlichkeit, dass die
Störung gerade in dieser Zeitspanne auftritt, ist sehr klein und die Registrierung des ganzen
Störungszyklus erfordert einen grossen Arbeitsaufwand. So wäre es beispielsweise, um die Gründe von Schussfadenbrüchen auf Webstühlen ermitteln zu können, notwendig, diese Maschine so lange zu filmen, bis der Schussfadenbruch eintritt, und das mit einer Geschwindigkeit von einigen Hunderten von Bildern pro Sekunde. Abgesehen von dem dabei erforderlichen Aufwand an Filmmaterial, wäre es bei der Vorführung dieses Films dann nötig, vielleicht einige Stunden überflüssigerweise den richtigen Lauf der Maschine zu verfolgen, bevor man die erwähnte Störung beobachten könnte.
Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, ist bereits eine Vorrichtung zum Registrieren schnell verlaufender oder mit Störungen behafteter Vorgänge bekanntgeworden, die nach dem magnetischen Aufzeichnungsverfahren arbeitet. Diese bekannte Vorrichtung hat im wesentlichen zur Aufgabe, die verfolgten Signale, die in einem Verstärker eintreten, zu verzögern, u. zw. so lange, dass der Verstärker im Falle des Eintretens eines bestimmten Signalzustandes (z. B. einer Störung) imstande ist, einen Magnetbandspeicher einzuschalten, welcher die interessierenden Signale mit entsprechender Zeitverzögerung aufzeichnet. Im Falle, dass die interessierenden Signale nicht auftreten, bleibt der Magnetbandspeicher ständig in Ruhe.
Dem eigentlichen Aufzeichnungsgerät (Magnetbandspeicher) ist eine Magnettrommel vorgeschaltet, die mit Wiedergabe-, Aufsprech-und eventuell auch Löscheinheiten versehen ist und die ausschliesslich zum mehrmals wiederholten, abwechselnden Wiedergeben, Aufsprechen und Löschen des auf die Magnettrommel vorübergehend aufgebrachten Signals dient, das von einer Spur auf die nächste übertragen wird, wodurch die gewünschte Zeitverzögerung erreicht wird.
Diese bekannte Vorrichtung stellt somit ein relativ teures Spezialgerät dar.
Ziel der Erfindung ist es, mit wesentlich einfacheren Mitteln das gleiche Resultat zu erreichen.
Dies wird bei einer Vorrichtung zur Registrierung von Schwankungen in der Tätigkeit von Maschinen oder andern zu überwachenden Vorgängen, bestehend aus Registrierapparaten die den Vorgang in zeitlich vorbestimmten Intervallen periodisch aufnehmen und löschen und die beim Auftreten einer unzulässigen Unregelmässigkeit in dem zu überwachenden Vorgang eine ganze Serie der interessierenden Schwankungen aufnehmen, erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass sie aus zwei üblichen Tonbandgeräten besteht, die einander abwechselnd den zu überwachenden Vorgang auf ein und
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demselben vorbestimmten Abschnitt ihres Tonbandes aufnehmen und wieder löschen,
jedoch bei
Ermittlung einer unzulässigen Schwankung in dem zu überwachenden Vorgang ihre Aufnahmetätigkeit unter Ausschaltung des Löschvorganges auf einen weiteren Abschnitt ihres Magnettonbandes übertragen.
Zweckmässig sind bei der erfindungsgemässen Vorrichtung die Abschnitte auf dem Magnettonband durch ein Zeichen voneinander getrennt, das mittels eines Fühlers den Impuls zum Rücklauf und zum Löschen der Aufnahme auf dem Tonband gibt, wobei der Fühler mit der zu überwachenden Maschine verbunden bzw. von dem zu überwachenden Vorgang beeinflusst ist, so dass im Fall des Auftretens der unzulässigen
Schwankung in dem zu überwachenden Vorgang der Fühler den übergang der Aufnahmetätigkeit in einen weiteren Abschnitt des Tonbandes ermöglicht.
Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung wird die kontinuierliche Aufzeichnung der in regelmässigen Zeitabständen verfolgten Vorgänge nur unter Verwendung zweier serienmässiger und daher billiger Tonbandgeräte, wie sie im grossen Umfang hergestellt und verwendet werden, ermöglicht, ergänzt durch eine einfache Steuereinrichtung.
Ähnliche bekannte Vorrichtungen, wie z. B. zum Abhorchen von Telephonsignalen oder drahtlosen
Signalen, arbeiten auf Basis ähnlicher Prinzipien, jedoch erfüllt keine dieser Vorrichtungen zusammenfassend die folgenden Forderungen bzw. ermöglicht die folgenden Vorteile, die für die der
Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wesentlich sind :
Durchführung der Aufnahme auf einem normalen Standardtonband ;
Anwesenheit der erwarteten Aufnahme immer auf einem vorgewählten und visuell vorbezeichneten Tonbandabschnitt, der durch Zeichen begrenzt ist ;
Gleichbedeutung des Endes eines Aufnahmeabschnittes mit dem Anfang des darauffolgenden
Abschnittes ;
Unabhängigkeit der Länge des Registrierungsabschnittes von der Aufnahmegeschwindigkeit des
Tonbandes ;
Durchführung der Rückbewegung durch Schnellvorschub ;
Registrierung durch Mehrspuraufnahme, wobei jede Spur verschiedene Signale aufnehmen könnte ;
Anlauf der Vorrichtung nur durch Drücken eines"Start"-Druckknopfes auslösbar, wobei auf diesen Impuls immer nur ein Tonbandgerät anspricht ;
Möglichkeit der Durchführung des Anlaufen und Abstellens der zu überwachenden Maschine in jedem beliebigen Abschnitt und Möglichkeit, die übertragung der Aufnahme in den weiteren Registrierungsabschnitt beim Drücken des"Start"-Druckknopfes vorzunehmen ;
Selbsttätiger übergang der Aufnahme in den weiteren Aufnahmeabschnitt nur dann, falls im vorhergehenden Abschnitt eine interessierende Schwankung aufgenommen wurde, was bedeutet, dass in jedem Aufnahmeabschnitt des Tonbandes mindestens eine interessierende Schwankung registriert ist ;
Aufnahme der Signale in der Reihenfolge ihrer Entstehung ohne Rücksicht darauf, welches Tonbandgerät gerade in Tätigkeit ist ;
Aufnahme des Signals im gewählten Abschnitt und übertragung des Signals in den weiteren Abschnitt, ohne dabei das zweite Tonbandgerät in Tätigkeit zu versetzen ;
Minimaler Verbrauch an Aufnahmematerial, lediglich begrenzt durch die Umschaltbarkeit der Aufnahmegarnituren ;
Fortsetzung der Aufnahme ohne Unterbrechung in den weiteren Abschnitt im Falle, dass die Aufnahme des Signals im gewählten Bandabschnitt beendet wurde.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Zeichnungen ersichtlich ; in diesen zeigen Fig. l in schematischer Form eine Draufsicht auf die Hauptelemente der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 eine beispielsweise Darstellung der möglichen Signalaufnahme beim aufeinanderfolgenden Aufnahmezyklus, Fig. 3 das gesamte Schaltungsschema in Kontaktrelaisausführung.
Die Vorrichtung gemäss Fig. l besteht aus zwei gleichen Tonbandgeräten-Mgl und Mg2--, die von der Steuereinrichtung-B-gesteuert werden. Diese weist Druckknöpfe-Tl-für"Start" und-T2-für"Stop"auf sowie gegebenenfalls einen Verstärker für das vom Abnehmer-Sgelieferte Signal. Der Abnehmer-S-, der z. B. durch ein Mikrophon, eine Photozelle, einen Kontakt oder einen andern Fühler gebildet ist, gibt ein Signal ab, das dem zu überwachenden Vorgang entspricht.
Dieses Signal wird direkt zu den Eingangsklemmen-A1, A2- beider Tonbandgeräte - -Mgl, Mg2-- und in den Verstärker der Steuereinrichtung-B-geführt, wobei in letzterer der Ausgang bei Auftreten des gesuchten Signals einen mittels eines Kontaktes geschlossenen Stromkreis darstellt. Im Schaltschema der Fig. 3 ist dieser Kontakt in der Zeile-13-mit dem Buchstaben - P- bezeichnet. Die Fühler-Czl, Ckl, Cz2, Ck2-- dienen zur Abtastung der die Abschnitte auf
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dem Tonband trennenden Zeichen und veranlassen den Anlauf und das Abstellen der Tonbandgeräte sowie die Betätigung der übrigen Steuerelemente.
Der Abnehmer-S-des zu überwachenden Vorganges liefert ein diesem Vorgang
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zweite Tonbandgerät aufzunehmen.
Beide Tonbandgeräte --Mg1,Mg2-- sind mit Steuerdruckknöpfen-Ml und M2--sowie mit Rücklaufdruckknöpfen --M1z und M2z-- versehen. Diese Druckknöpfe werden von der Steuereinrichtung --B-- elektromagnetisch ferngesteuert, u. zw. durch Einwirkung der Fühler-Czl und Cz2--, der Fühler --Ck1 und Ck2-- sowie durch den Abnehmer --8--. Die die Druckknöpfe - -M1, M1z, M2, M2z-- steuernden Magnete können Kontakte aufweisen, welche die Ein-und Ausschaltstellung bestimmen, gegebenenfalls kann zu diesem ein Relais parallel geschaltet sein, welches die Aufgabe dieser Stellungskontakte übernimmt. In der Beschreibung ist dieser Punkt unter der gemeinsamen Benennung "Steuermagnet" oder "Druckknopf" angeführt.
Wie Fig. 2 zeigt, ist das Magnettonband in eine Reihe von Abschnitten aufgeteilt, die farbig und bzw. oder in anderer Weise, wie z. B. durch leitfähige, mechanisch wirksame, insbesondere gelochte, od.dgl. Zeichen --0,1,2,3--, die auf das Band geklebt werden, gekennzeichnet sind. Diese Bezeichnung muss der Fühlerart entsprechen, die auf dem Prinzip einer Lichtschranke, eines mechanischen Abtasters, auf dem Kontaktprinzip u. ähnl. beruhen kann.
Das Schaltungsschema der Steuereinrichtung--B--ist aus Fig. 3 ersichtlich. Das Schema ist auf seiner linken Seite mit einer Zahlenkolonne versehen, welche die Zeilennummern angibt. Die auf der rechten Seite angeführten Zahlen bedeuten, dass sich in dieser Zeile ein Relais oder ein Schaltschütz befindet, wobei dieses bzw. dieser Kontakte in denjenigen Zeilen hat, deren Nummern auf der rechten Seite dieser Zeile angegeben sind. Ein Strich oberhalb dieser Zahlen weist auf einen Arbeitskontakt hin, ein Strich unterhalb der Zahlen auf einen Ruhekontakt.
In der Zeile --1-- liegen der Fühler-Czl-der Anfangsabstellvorrichtung und das Relais - dieses Fühlers des Tonbandgerätes-Mgl-und der Hauptabschaltdruckknopf-Z2-- ("Stop"- Druckknopf) der Steuereinrichtung --B-- in Serie. Das Relais --Z1-- unterbricht die Kontakte-zl-in der Zeile-9-und in der Zeile-12-.
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schaltet den Kontakt-kl-in der Zeile-9-ein und unterbricht den Kontakt --k1-- in der Zeile-6-.
In der Zeile --3-- liegt der Fühler --Cz2-- der Anfangsabstellvorrichtung des Tonbandgerätes --Mg2-- mit dem Relais-Z2-dieses Fühlers in Serie. Dieses Relais --Z2-unterbricht die Kontakte --z2-- in der Zeile --8-- und in der Zeile-14-.
In der Zeile--4--ist der Fühler --Ck2-- der Endabstellvorrichtung des Tonbandgerätes
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-Mg2-- mit dem Relais --K2-- diesesIn der Zeile --6-- liegen der Arbeitskontakt --k2-- des Relais --K2-- sowie der Unterbrechungskontakt --k1-- des Relais --K1--, der Kontakt-miz-des Rücklaufdruck-
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Anlauf des Tonbandgerätes --Mg1-- einschaltet.
In der Zeile --8-- liegen der Arbeitskontakt --m2z-- und die Ruhekontakte --z2 und m2-- ; in den Stromkreis ist der Magnet --M2z-- (der Hauptsteuermagnet für den Rücklauf des Tonbandgerätes --Mg2--) eingefügt. Der Magnet-M2z-schaltet den Kontakt-m2z-in der Zeile--8--ein und unterbricht den Kontakt--m2z-in der Zeile
In der Zeile--9-befinden sich der Arbeitskontakt --k1--, die Ruhekontakte-zl und ml-und der Steuermagnet --M1z-- für den Rücklauf des Tonbandgerätes --Mg1--. Der Magnet --M1z-- schaltet den Kontakt--mlz--in der Zeile--10--ein und unterbricht den Kontakt --mlz-- in der Zeile-6-.
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In der Zeile --10-- liegt der Arbeitskontakt --m1z--.
In der Zeile --11-- liegen der Arbeitskontakt --m2-- und die Ruhekontakte-k2, m2z--
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--M2-- für--M2- schaltet die Kontakte-min der Zeile-11, 14- ein und unterbricht den Kontakt --m2-- in der Zeile-8--.
In der Zeile --12-- schalten die Kontakte --p1, m1-- ein und unterbrechen die Kontakte
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In der Zeile --13-- liegt der Arbeitskontakt --p--. Dieser Kontakt wird durch das dem zu überwachenden Vorgang entsprechende Signal von der Steuereinrichtung-B-gesteuert.
In der Zeile --14-- schalten die Kontakte--p2, m2-- ein und unterbrechen die Kontakte --z2-. Im Stromkreis liegt ferner das Relais-P2--, welches den Kontakt-pin der Zeile --14-- einschalter und den Kontakt-pin der Zeile --4-- unterbricht.
Die beschriebene Vorrichtung funktioniert folgendermassen :
Die auf den Tonbandgeräten eingestellte Bandgeschwindigkeit ist den Anforderungen der Registrier- und Reproduktionsqualität der Aufnahme angepasst. Die Magnettonbänder sind durch die Aufnahmeabschnitte bezeichnet, wobei die Zeichen der Empfindlichkeit der Fühler --Cz1,Ck1,Ck2,Cz2-- angepasst sind. Die Aufnahmeköpfe --H1,H2-- befinden sich in einem durch zwei der erwähnten Zeichen begrenzten Abschnitt. Die ganze Vorrichtung einschliesslich der Tonbandgeräte ist bereits einige Zeit vor der Durchführung der Aufnahme eingeschaltet worden und befindet sich somit auf Betriebstemperatur.
Das Anlaufen der Vorrichtung wird durch den "Start"- Druckknopf --T1-- der Steuereinrichtung--B--, dessen Kontakte in den Zeilen-5 und 11--liegen, durchgeführt. Mittels
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--5-- wird--Mgl-- gelegt. Dieser Magnet betätigt den Druckknopf --M1-- des Tonbandgerätes --Mg1--. Das Tonbandgerät --Mg1-- ist in Tätigkeit und bereit, das erwartete Signal über den Kontakt --p-- in der Zeile --13-- aufzunchmen. Falls im vorbestimmten Abschnitt des Tonbandes keine Aufnahme der interessierenden Schwankungen zustande gekommen ist, fährt das Tonband des Tonbandgerätes --Mg1-- mit dem zwei Abschnitte trennenden Zeichen auf den Fühler --Ck1-auf und schliesst dessen Arbeitskontakt in der Zeile-2--.
In diesem Augenblick zieht der Anker das Relais--Kl-in der Zeile --2-- an, welches seinen Arbeitskontakt --k1- in der Zeile-9-
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beginnt. In der Zeile --9-- wird über den Kontakt-kl-und in der Zeile --11-- über den Ruhekontakt-k2--, den Ruhekontakt des "Start"-Druckknopfes --T1-- und den Ruhekontakt
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den Stromkreis des Magneten-Ml-, und das Tonbandgerät --Mg1-- wird abgestellt. Durch Abfall des Hauptmagneten --M1-- wird durch den Ruhekontakt --m1-- in der Zeile-9-der Stromkreis des Magneten-Mlz-geschlossen.
Dieser Magnet betätigt den Rücklaufdruckknopf --M1z-- und wird über seinen Selbsthaltekontakt-mlz--in der Zeile --10-- erregt gehalten, so dass das Tonband sich zurückbewegt, z. zw. bis zu dem Zeitpunkt, in welchem der Fühler--Czl-- wirksam wird. Bei Beaufschlagung des Fühlers--Czl--durch das den Tonbandabschnitt begrenzende
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ursprüngliche Ausgangsstellung gelangt. Da der Rücklauf üblicherweise bei den Tonbandgeräten mit grösserer Geschwindigkeit erfolgt als die Aufnahme, ist der Rücklauf des Tonbandgerätes --Mg1-schon beendet, bevor noch der Aufnahmeabschnitt des Tonbandgerätes-Mg2-zu Ende geht, so dass ein Tonbandgerät immer vorbereitet ist.
Falls die interessierende Schwankung auch auf das Tonband des Gerätes --Mg2-- nicht aufgenommen wurde, beaufschlagt das Zeichen am Ende des vorbestimmten Tonbandabschnittes den Fühler--Ck2--, der seinen Kontakt in Zeile-4-schliesst
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und das Relais --K2-- in der Zeile --4-- erregt ; dieses Relais schliesst durch seinen Kontakt --K2-- in der Zeile --6-- über die Ruhekontakte --k1 und mlz-den Stromkreis des Anlassmagneten-Ml-, wodurch das Tonbandgerät--Mgl-in Tätigkeit versetzt wird.
Nach dem Anlauf des Tonbandgerätes-Mgl-kehrt das Tonbandgerät-Mg2-in seine Ausgangsstellung zurück und dieser Vorgang wiederholt sich bis zu dem Zeitpunkt, in welchem die interessierende Schwankung im Signal auftritt und auf einem der beiden Tonbandgeräte aufgenommen wird.
Falls die interessierende Schwankung des Signals bei der Aufnahme auf das Tonbandgerät
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verbleibt in diesem Zustand durch seinen Selbsthaltekontakt-pl-in der Zeile-12-, auch wenn der Kontakt-p-öffnet. In der Zeile-2-wird durch den Ruhekontakt-pl-der
Stromkreis des Relais--Kl--unterbrochen, so dass der Fühler --Ck1-- das Relais --K1-- nicht in Tätigkeit versetzen kann. Dadurch wird ermöglicht, dass die Aufnahme in einem weiteren Aufnahmeabschnitt des Tonbandes auf dem Tonbandgerät-Mgl-fortgesetzt wird.
Das Relais --P1-- fällt ab, wenn das die Tonbandabschnitte trennende Zeichen bis unter den Fühler--Czl-- gelangt, dessen Kontakt in Zeile-l-geschlossen wird, wodurch das Relais-Zl-erregt wird und mit seinem Ruhekontakt-zl-in der Zeile --12-- den Stromkreis des Relais --P1-unterbricht.
Falls die interessierende Schwankung bei der Aufnahme auf das Tonbandgerät --Mg2-erscheint, wird der Kontakt --p-- in Zeile --13-- von der Steuereinrichtung-B-geschlossen und dadurch in der Zeile --14-- über den Kontakt --m2-- und den Ruhekontakt --z2-- das Relais-P2-erregt. Dieses Relais verbleibt in diesem Zustand durch seinen Selbsthaltekontakt --p2-- in der Zeile-14--, auch wenn der Kontakt --p-- öffnet. In der Zeile --4-- wird der Stromkreis des Relais-K2-durch den Ruhekontakt --p2-- unterbrochen, so dass der Fühler --Ckl-- das Relais-K2-nicht betätigen kann, was den Übergang der Aufnahme in einen weiteren Aufnahmeabschnitt ermöglicht.
Das Relais --P2-- fällt erst dann ab, wenn das Begrenzungszeichen bis zum Fühler-Cz2-gelangt ; der in Zeile --3-- befindliche Kontakt dieses Fühlers verursacht, dass das Relais-Z2-erregt wird, wodurch dieses mit seinem Ruhekontakt --z2-- in der Zeile-14-den Stromkreis des Relais-P2-unterbricht, welches abfällt.
Das Abstellen beider Tonbandgeräte und dadurch die Abschaltung der Aufnahmevorrichtung wird durch Drücken des "Stop"-- Druckknopfes --T2-- in der Steuereinrichtung --B-- durchgeführt.
Dieser Druckknopf ist in das Schaltschema in der Zeile--l--eingefügt. Für das eigentliche Ein-und Ausschalten beider Tonbandgeräte ist es vom Standpunkt der Unabhängigkeit der Stromkreise zweckmässig, einen getrennten Schalter zu benutzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Registrierung von Schwankungen in der Tätigkeit von Maschinen oder andern zu überwachenden Vorgängen, bestehend aus Registrierapparaten, die den Vorgang in zeitlich vorbestimmten Intervallen periodisch aufnehmen und löschen und die beim Auftreten einer unzulässigen Unregelmässigkeit in dem zu überwachenden Vorgang eine ganze Serie der interessierenden
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Tonbandgeräten (Mgl, Mg2) besteht, die einander abwechselnd den zu überwachenden Vorgang auf ein und demselben vorbestimmten Abschnitt ihres Tonbandes aufnehmen und wieder löschen, jedoch bei Ermittlung einer unzulässigen Schwankung in dem zu überwachenden Vorgang ihre Aufnahmetätigkeit unter Ausschaltung des Löschvorganges auf einen weiteren Abschnitt ihres Magnettonbandes übertragen.
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