Einrichtung zur Aufzeichnung der Dauer und der zeitlichen Lage von Vorgängen. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufzeichnung der Dauer und der zeit lichen. Lage von Vorgängen und ist beson ders dann von Vorteil, wenn es sich um Vorgänge handelt, deren Zeitdauer gegen über einer gewissen Geamtdauer kurz ist.
Handelt es sich zum Beispiel um die Aufgabe, die Durchfahrtgeschwindigkeit von Zügen durch eine gewisse Strecke zu über wachen, so würde der bisher übliche Zeit schreiber vollständig der erforderlichen Übersichtlichkeit entbehren, denn dieser misst die Tageszeit und die Dauer dpr Durch fahrt mit demselben Massstab. Um aber auf Bruchteile einer Sekunde genau messen zu können, was in dem angeführten Beispiel er forderlich wäre, müsste man den Registrier streifen mit ausserordentlich grosser Ge schwindigkeit laufen lassen.
Die betreffen den Vorgänge verteilen sich dann aber auf einen sehr langen Papierstreifen, so dass der erwähnte Übelstand der Unübersichtlichkeit eintritt. Ausserdem hätte dieses Verfahren einen wirtschaftlichen Nachteil, insofern, als der grosse Papierverbrauch auch entsprechend hohe Kosten für das Papier im Gefolge hat. Ein weiterer Nachteil wäre der, dass Uhr werke für grosse Papiergeschwindigkeiten nur eine kurze Gangdauer haben. Ein sol ches Instrument müsste infolgedessen häufig aufgezogen werden, sofern nicht die Mög lichkeit gegeben wäre, durch eine Zusatz einrichtung den Aufzug automatisch erfolgen zu lassen. Derartige Zusatzeinrichtungen sind ebenfalls kostspielig und würden somit einen weitern wirtschaftlichen Nachteil bedeuten.
Man hat sich in bestimmten Fällen auch schon dadurch geholfen, dass man ein Uhr werk mit zwei umschaltbaren Ganggeschwin digkeiten verwendete, wobei normalerweise die kleine Geschwindigkeit eingeschaltet war; mit dem Eintritt des zu messenden Vorgangs wurde automatisch auf die grosse Geschwindigkeit umgeschaltet und bei Be- endigung des zu messenden Vorgangs in glei cher Weise wieder auf die kleine Geschwin digkeit zurückgeschaltet.
Dieses Verfahren war aber nur dann zweckentsprechend, wenn der zu messende Vorgang nur sehr selten eintritt; denn bei häufiger Messung wäre der obengeschilderte Nachteil nicht beseitigt, sondern allenfalls gemildert gewesen. Man hätte aber dafür einen weitern sehr schwer wiegenden Nachteil in Kauf nehmen müssen, nämlich denjenigen der Unmöglichkeit, die Uhrzeit aus der Länge des Streifens direkt erkennen zu können und damit auch die Un möglichkeit, die Uhrzeit direkt auf den Strei fen aufzudrucken, was sonst beinahe all gemein üblich ist.
Die Erfindung geht nun von dem Gedan ken aus, die zeitliche Lage und die Dauer des Vorganges zwar auf einem gemeinsamen Papierstreifen, aber jede für sich besonders als zwei Koordinaten eines Bezugssystems, aufzuzeichnen. In der Zeichnung ist die Er findung an einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.
Abb. 1 zeigt einen Zeitschreiber, bei wel chem ein Papierstreifen a von einem Uhr werk b bewegt wird und eine Schreibfeder c so angeordnet ist, dass sie beim Eintreten eines Vorganges eine Bewegung quer zur Vorschubrichtung des Papiers ausführt. Die Zeitbewegung in der Querrichtung wird dabei mit Vorteil in einem andern Massstab erfolgen als die Zeitbewegung in der Längs richtung, beispielsweise derart, dass die Feder in der Querrichtung zehnmal oder hun dertmal so schnell läuft als das Papier in der Längsrichtung.
Die Bewegung der Schreibfeder braucht übrigens nicht in allen Fällen mit konstan ter Geschwindigkeit zu erfolgen. Man kann dieselbe auch durch an sich bekannte Hilfs mittel (zum Beispiel Kurvenscheibe) nach einer bestimmten Funktion ablaufen lassen. Falls von einem bestimmten Vorgang nur ein Teil von Interesse sein sollte, beispiels weise das Ende, so kann man die Einrich tung so treffen, dass die Querbewegung der Feder erst dann beginnt, wenn nach Ein- tritt des zu messenden Vorganges eine be stimmte Frist abgelaufen ist.
Die Bewegung in der Querrichtung kann nun in verschiedener Weise hervorgerufen werden. In der Abb. 1 ist angenommen, dass sie von dem gleichen Uhrwerk erfolgt, das die Längsbewegung hervorruft. Es ist also das Uhrwerk b so einzurichten, dass die, zum Beispiel nach oben herausgeführte, Dreh achse d der Schreibfeder c eine zehnmal oder hundertmal so grosse Geschwindigkeit erteilt wie die Achse e dem Papierstreifen durch die Stiftenräder f. Auf der Achse d kann dann der zum Beispiel in bekannter Weise hakenförmig ausgeführte Zeiger g an gebracht sein, der die Schreibfeder c trägt.
Das Uhrwerk ist mit einem Elektromagneten lz versehen, dessen Stromkreis geschlossen wird, sobald der Eisenbahnzug in die zu prüfende Strecke hineinfährt und einen am Anfang dieser Strecke angebrachten Kon takt schliesst. Durch die Betätigung des Elektromagneten wird nun die Achse d durch beliebige Mittel mit dem Uhrwerk gekuppelt. In der Abb. 1 ist dies dadurch angedeutet, dass ein den Anker des Magneten darstellen der Hebel ha im Innern des Uhrwerkgehäu- ses durch in der Zeichnung nicht dargestellte an sich bekannte Hilfsmittel die Kupplung vollzieht.
Von diesem Augenblick an bewegt sich die Schreibfeder c über den Papierstreifen bis zu dem Zeitpunkt, in welchem der Eisen bahnzug das Ende der Versuchsstrecke durchfährt und damit einen zweiten Kontakt betätigt, der den Stromkreis des Elektromag neten h wieder öffnet. Durch das Öffnen dieses Stromkreises fällt der Ankerhebel<I>ha</I> des Elektromagneten wieder ab und in seine Ruhestellung zurück derart, dass die Achse d vom Uhrwerk entkuppelt ist. Eine ent sprechend bemessene Spiralfeder führt als dann die Zeigerachse d und den Zeiger c wie der in die Nullstellung zurück.
Statt die Achse d der Schreibfeder von dem gleichen Uhrwerk aus wie den Papierstreifen anzu treiben, kann diese Achse auch von einem zweiten Uhrwerk i angetrieben werden, wie dies Abb. 2 zeigt.
Schliesslich kann die Schreibfederachse auch auf elektrischem Wege angetrieben wer den, z. B. durch einen Synchronmotor, wie in Abb. 3 dargestellt ist. Hierbei ist an genommen, dass der am Gerät selbst be festigte Synchronmotor k die Bewegung der Schreibfeder mit Hilfe der Zahnräder<I>1, m</I> und n bewerkstelligt. Zu diesem Zweck wird das mittlere Zahnrad 7n bei Einschaltung des Magneten h in eine solche Stellung gebracht, dass es mit den beiden äussern Rädern<I>1.</I> und<I>n</I> kämmt.
Bei Ausschaltung des Magnetes fällt der das mittlere Zahnrad in tragende Magnet ankerhebel wieder ab, so dass die Räder wie. der ausser Eingriff sind.
Der Synchronmotor müsste hierbei zum mindesten eine kurze Zeit, bevor der Eisen bahnzug in die Versuchsstrecke einläuft, eingeschaltet und bereits auf synchronen Gang gebracht sein, oder er müsste dauernd laufen. Der Synchronmotor kann jedoch auch un mittelbar von dem Elektromagneten einge schaltet werden. Dies setzt voraus, dass der Synchronmotor eine solche Anlaufvorrich tung (Asynchron-Synchron-Schaltung) hat, dass die Anlaufzeit vom Einschalten bis zur Erreichung des Synchronismus kurz ist ge genüber der Gesamtzeit, während welcher der Eisenbahnzug durch die Versuchsstrecke läuft.
Abb. 4 zeigt einen Papierstreifen, auf welchem mit der vorliegenden Vorrichtung zwei Vorgänge aufgezeichnet sind. Der Papierstreifen ist von oben nach unten in Ta gesstunden, in der Querrichtung dagegen in Sekunden unterteilt. Die Aufzeichnung lehrt, dass der erste auf dem Papier aufgezeichnete Vorgang um 11 Uhr 30 stattfand und 43 Se kunden dauerte; der zweite aufgezeichnete Vorgang hat dagegen um 13 Uhr 30 statt gefunden und 54 Sekunden gedauert.
Sollte es erwünscht sein, auf dem Re gistrierstreifen die Geschwindigkeit unmit telbar abzulesen, so kann man die Einteilung desselben nach der Funktion:
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vornehmen, wobei v die Geschwin digkeit,<I>1</I> die Länge der Messstrecke, <I>t</I> die gemessene Durchfahrtszeit und c eine Propor- tionalitäts-Konstante bedeutet. Da 1 im all gemeinen auch als Konstante angesehen wer den darf, so wird also
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Es handelt sich hier also um eine Funktion, die für t = Null den Wert - ergibt; die Geschwin digkeitsteilung muss also mit diesem Wert beginnen.
Eine solche Teilung wäre aber sehr ungleichmässig, was für die Ablesung nicht bequem ist. Da die Anfangswerte praktisch auch nicht von Bedeutung sind, so kann man dieselben unterdrücken und desgleichen auch die Werte für grosse Zeiten. Für den auf diese Weise verbleibenden Messbereich kann man den Skalenverlauf leicht gleichmässig gestalten dadurch, dass man den Antrieb der Feder in bekannter Weiser unter Zwischen schaltung einer Kurvenscheibe vornimmt.
Es ist natürlich nicht erforderlich, die Querbewegung der Feder durch ein Uhrwerk oder einen Synchronmotor direkt zu betäti gen. Man kann durch eines dieser Hilfs mittel auch eine elektrische Messgrösse in be stimmter Weise verändern und die Änderung derselben durch ein bekanntes Registrier- instrument aufzeichnen. Man könnte bei spielsweise einen Widerstand verändern und die jeweilige Grösse desselben nach bekann ten Methoden registrieren. Da dann also der Widerstand nach einer bestimmten Funktion von der Zeit der zu messenden Vorgänge ab hängig wäre, so könnte auch das Registrier- gerät direkt nach der verflossenen Zeit ge eicht werden.
Device for recording the duration and timing of events. The invention relates to a device for recording the duration and the time union. Location of processes and is particularly advantageous when it comes to processes whose duration is short compared to a certain total duration.
If, for example, the task is to monitor the speed at which trains pass through a certain route, the time recorder that has hitherto been used would completely lack the necessary clarity, because it measures the time of day and the duration of the journey using the same scale. However, in order to be able to measure exactly to a fraction of a second, which would be necessary in the example given, the registration strip would have to run at an extraordinarily high speed.
The relevant processes are then distributed over a very long strip of paper, so that the aforementioned problem of confusion occurs. In addition, this method would have an economic disadvantage in that the large amount of paper used also results in correspondingly high costs for the paper. Another disadvantage would be that watch movements for high paper speeds only run for a short time. As a result, such an instrument would have to be wound up frequently, unless the possibility would be given to let the lift take place automatically by an additional device. Such additional devices are also expensive and would thus represent a further economic disadvantage.
In certain cases it has helped to use a clockwork with two switchable gear speeds, whereby the low speed was normally switched on; When the process to be measured began, the system automatically switched to high speed and when the process to be measured was ended, it was switched back to low speed in the same way.
However, this method was only appropriate if the process to be measured occurs only very rarely; for with frequent measurements the disadvantage described above would not have been eliminated, but at most alleviated. But one would have had to accept another very serious disadvantage, namely the impossibility of being able to recognize the time directly from the length of the strip and thus also the impossibility of printing the time directly on the strip, which otherwise almost is common.
The invention is based on the idea of recording the temporal position and the duration of the process on a common strip of paper, but each of them especially as two coordinates of a reference system. In the drawing, the invention is shown in some embodiments.
Fig. 1 shows a time recorder in which a paper strip a is moved by a clockwork b and a pen c is arranged in such a way that it executes a movement transverse to the direction of advance of the paper when a process occurs. The time movement in the transverse direction is advantageously carried out on a different scale than the time movement in the longitudinal direction, for example such that the spring in the transverse direction runs ten times or one hundred times as fast as the paper in the longitudinal direction.
Incidentally, the movement of the pen does not need to be done at constant speed in all cases. You can also run the same by means of known aids (for example cam) according to a specific function. If only a part of a certain process is of interest, for example the end, the device can be set up in such a way that the transverse movement of the spring only begins when a certain period has expired after the process to be measured has occurred is.
The movement in the transverse direction can now be caused in various ways. In Fig. 1 it is assumed that it is made by the same clockwork that causes the longitudinal movement. The clockwork b must therefore be set up in such a way that the axis of rotation d, which extends upwards, for example, gives the pen c a ten or hundred times greater speed than the axis e of the paper strip through the pin wheels f. On the axis d, for example, the hook-shaped pointer g, which is designed in a known manner and carries the pen c, can then be placed.
The clockwork is equipped with an electromagnet lz, the circuit of which is closed as soon as the train enters the route to be tested and makes a contact at the beginning of this route. By actuating the electromagnet, the axis d is now coupled to the clockwork by any means. In Fig. 1, this is indicated by the fact that the armature of the magnet is represented by the lever ha in the interior of the clockwork housing performing the coupling by means of known auxiliary means, not shown in the drawing.
From this moment on, the pen c moves over the paper strip until the point in time at which the railway train passes the end of the test route and thus actuates a second contact that opens the circuit of the electromagnet again. When this circuit is opened, the armature lever <I> ha </I> of the electromagnet drops again and returns to its rest position in such a way that the axis d is decoupled from the clockwork. An appropriately sized coil spring then leads the pointer axis d and the pointer c back to the zero position.
Instead of driving the axis d of the pen from the same clockwork as the paper strip, this axis can also be driven by a second clockwork i, as shown in Fig. 2.
Finally, the pen axis can also be driven electrically who the, z. B. by a synchronous motor, as shown in Fig. 3. It is assumed here that the synchronous motor k fastened to the device itself manages the movement of the pen with the aid of the gears <I> 1, m </I> and n. For this purpose, when the magnet h is switched on, the middle gear 7n is brought into such a position that it meshes with the two outer gears <I> 1. </I> and <I> n </I>.
When the magnet is switched off, the magnet armature lever carrying the middle gear falls off again, so that the wheels like. who are disengaged.
The synchronous motor would have to be switched on for at least a short time before the train enters the test section and already set to synchronous gear, or it would have to run continuously. However, the synchronous motor can also be switched on indirectly by the electromagnet. This assumes that the synchronous motor has such a starting device (asynchronous-synchronous circuit) that the starting time from switching on to achieving synchronism is short compared to the total time during which the train runs through the test section.
Fig. 4 shows a paper strip on which two processes are recorded with the present device. The paper strip is divided into hours of the day from top to bottom and seconds in the cross direction. The record teaches that the first event recorded on paper took place at 11.30 am and lasted 43 seconds; the second recorded event took place at 1.30 p.m. and lasted 54 seconds.
If it is desired to read the speed directly on the registration strip, it can be classified according to the function:
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where v is the speed, <I> 1 </I> is the length of the measuring section, <I> t </I> is the measured transit time and c is a proportionality constant. Since 1 can generally also be viewed as a constant, it becomes
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This is a function that gives the value - for t = zero; the speed division must therefore start with this value.
Such a division would, however, be very uneven, which is not convenient for reading. Since the initial values are practically of no importance either, they can be suppressed and likewise the values for long periods. For the remaining measuring range in this way, the course of the scale can be made slightly even by driving the spring in a known manner with the interposition of a cam.
It is of course not necessary to actuate the transverse movement of the spring directly by a clockwork or a synchronous motor. One of these tools can also be used to change an electrical measured variable in a certain way and to record the change in the same using a known recording instrument. For example, one could change a resistance and register its size using known methods. Since the resistance would then depend on the time of the processes to be measured according to a specific function, the recorder could also be calibrated directly according to the elapsed time.