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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufzeichnen des Betriebszustandes
einer Maschine während eines vorbestimmten Zeitabschnittes mit Hilfe eines an der
Maschine angebrachten Signalgebers und einem zeitproportional relativ zu einem Aufzeichnungsträger
bewegten Druckwerk.
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In der modernen Fertigungstechnik wird der Funktionsablauf von Arbeitsmaschinen
durch Aufzeichnungsgeräte, sogenannte Recorder, überwacht, die beispielsweise die
Lauf- und,/oder Stillstandszeiten der Maschine oder aber den Ausstoß an von der
Maschine bearbeiteten Werkstücken oder aber auch andere Funktionen, deren überwachung
von Interesse ist, registrieren. Die dabei ermittelten Angaben werden einer Auswerte-Einrichtung
aufgegeben und dort in die gewünschten Werte übertragen. Die Aufzeichnungsträger
eignen sich jedoch nicht zur unmittelbaren Aufgabe in das Auswertegerät. Die registrierten
Angaben müssen vielmehr erst in eine von dem Gerät ablesbare Form gebracht werden.
Hierfür kommen insbesondere Lochkarten in Frage. Die übertragung erfolgt von Hand
und birgt zahlreiche Fehlerquellen in sich, mit denen dann die weitere Auswertung
belastet ist. Außerdem entsteht durch diese notwendige übertragung der registrierten
Angaben in eine für das Auswertegerät lesbare Form ein beträchtlicher Zeitverlust,
so daß eine unmittelbare überwachung der Arbeitsmaschinen praktisch nicht möglich
ist.
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Dies gilt auch für eine bekannte Vorrichtung, bei welcher ein Druckwerk
und der Aufzeichnungsträger zeitabhängig zueinander bewegt werden, da dort die Aufzeichnung,
die das überwachungsgerät erstellt, lediglich aus einer Reihe parallel zueinander
versetzter Striche besteht, somit eine Auswertung durch ein Lesegerät erhebliche
Schwierigkeiten bereitet.
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Es ist auch schon eine Vorrichtung zur überwachung des Stillstandes
von Maschinen bekannt, die während des Stillstandes der Maschine auf einem Lochstreifen
oder einem Magnetband für ein Auswertegerät lesbare Markierungen anbringt. Diese
Vorrichtung hat jedoch den erheblichen Nachteil, daß sie nur während des Stillstandes
der Maschine arbeitet, so daß man nur Angaben über die Dauer und den Grund des Stillstandes
erhält. Es ist jedoch nicht möglich, beispielsweise den Zeitpunkt des Vorfalls oder
die Betriebsdauer der Maschine festzustellen. Gerade diese Angaben sind aber beispielsweise
zur Ermittlung der Rentabilität einer Maschine, zur Sicherstellung rechtzeitigen
Materialnachschubs, ja unter Umständen sogar zur Berechnung gefertigter Stückzahlen,
freier Kapazitäten usw. sehr wesentlich. Außerdem bereitet es Schwierigkeiten, das
von der Vorrichtung gefertigte Band ohne Lesegerät auszuwerten.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten Schwierigkeiten
zu beheben und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen des Betriebszustandes einer Maschine
während eines vorbestimmten Zeitabschnitts zu schaffen, mit der es möglich ist,
die Aufzeichnungen derart vorzunehmen, daß daraus interessierende Betriebszeiten
einerseits unmittelbar visuell abgelesen werden können und andererseits auch maschinell
auswertbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-
löst, daß ein
Zeittaktgeber eine Markiervorrichtung über den mit einem Zeitmarkenraster versehenen
Aufzeichnungsträger steuert und daß das Druckwerk in Abhängigkeit von den an einem
UND-Glied gleichzeitig anliegenden Signalen des Zeittaktgebers und des Signalgebers
eine Zeitmarke mit einer Markierung versieht.
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Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, daß ein Druckwerk
besonders geeignet ist, von einem Auswertegerät aufzunehmende Markierungen zu liefern.
Dabei wird das Druckwerk einerseits von einem Zeittaktgeber beaufschlagt, der in
bestimmten vorgegebenen Zeitabständen einen Steuerimpuls abgibt, der, wenn er mit
dem von dem Signalgeber der Arbeitsmaschine abgegebenen Signal zusammentrifft, eine
bestimmte Steuerfunktion des Druckwerks auslöst. Diese kann darin bestehen, daß
das Druckwerk in Tätigkeit tritt und auf den Aufzeichnungsträger eine Markierung
überträgt. Es ist aber auch möglich, daß ein in bestimmten Zeitabständen wirksam
werdendes Druckwerk bei Zusammentreffen der beiden Steuersignale am UND-Glied aussetzt.
Dabei ist es wesentlich, daß sowohl die Markierungen nach der Gleichmäßigkeit ihrer
Ausbildung und ihrer Anordnung auf dem Aufzeichnungsträger wie auch der Aufzeichnungsträger
selbst, insbesondere bezüglich seines Formats, für eine Auswerteeinrichtung geeignet
sind. Dabei kann als Aufzeichnungsträger ein endloser Streifen, ein aufgespannter
Bogen oder eine Karte od. dgl. verwendet werden. Bei Verwendung eines endlosen Bandes
könnte dieses gegebenenfalls unmittelbar in ein Auswertegerät eingeführt werden.
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Von besonderem Vorteil ist bei der Erfindung die Tatsache, daß der
Zeittaktgeber ununterbrochen arbeitet und dabei gleichzeitig für die zeitabhängige
Relativbewegung zwischen Druckwerk und Aufzeichnungsträger sowie für die Steuerung
des Druckwerkes sorgt. Es ist somit die Möglichkeit gegeben, die Funktion einer
Maschine - sei es Stillstand oder Betrieb - während eines beliebig
langen Zeitabschnittes zu überwachen. Aus dieser Kontrolle lassen sich aber sehr
wesentliche, für den Einsatz der Maschine maßgebliche Erkenntnisse herleiten.
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Sind, wie nach der Erfindung weiter vorgesehen, der Aufzeichnungsträger
und das Druckwerk in zueinander senkrechten Richtungen bewegbar, so kann als Aufzeichnungsträger
ein Bogen verwendet werden, was für verschiedene Anwendungsgebiete insbesondere
im Hinblick auf die Verwahrung des Aufzeichnungsträgers von Vorteil ist. Außerdem
kann bei diesem Vorgehen ein Aufzeichnungsträger eine große Anzahl von Markierungen
aufnehmen, die in regelmäßigen Zeilen nebeneinander angeordnet sind. Zum Beispiel
mag die Bewegung des Druckwerks der Aufzeichnung der Kurzzeiten dienen, während
nach einer vorbestimmten Anzahl solcher Kurzzeiten der Aufzeichnungsträger bewegt
wird, was einer Langzeit entspricht.
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Zur praktischen Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens können der
Aufzeichnungsträger und das Druckwerk schrittweise weitergeschaltet werden. Dabei
hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das schrittweise Weiterschalten
des Druckwerks vom Zeittaktgeber gesteuert wird und der Vorschub des Aufzeichnungsträgers
in Abhängigkeit von der Stellung des Druckwerks erfolgt oder umgekehrt. Es steuert
also der Zeittaktgeber das Schrittschaltwerk für das Druckwerk, von dem aus der
Antrieb, nän:-flich das Schrittschaltwerk, für den Aufzeichnungsträger gesteuert
wird. Es folgt auf eine Vielzahl von Einzelbewegungen des einen Antriebs lediglich
eine Bewegung des anderen Antriebs.
Es lieg ,t im Rahmen der Erfindung,
daß das Druckwerk einen in einer Führungsschiene längs einer Doppelzahnstange verfahrbaren
Wagen aufweist, der zwei mit je einer Zahnstange zusammenwirkende Klinken
trägt, wobei die eine Zahnstange ortsfest ist und als Rücklaufsperre dient, während
die andere Zahnstange entgegen der Kraft einer Feder mittels eines vom Zeittaktgeber
gesteuerten Elektromagneten längsbewegbar ist. Der Elektromagnet überträgt dabei
je Steuersignal einen Bewegungsimpuls auf die bewegliche Zahnstange, die
dabei den Wagen über die zugehörige Klinke mitnimmt, wobei am Ende der Vorschubbewegung
die andere Klinke in einen weiteren Zahn der ortsfesten Zahnstange einrastet und
den Wagen gegen Rücklauf sichert.
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Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, daß zur Rückführung des
Wagens eine am einen Ende der Doppelzahnstange angebrachte Auflauffläche die Klinken
mit einem am Wagen angeordneten Stift arretiert und daß diese Arretierung am Ende
des Bewegungsbereichs des Wagens durch einen auf einen Anschlag treffenden Stift
aufgehoben wird, wobei als Rückführkraft eine Feder dient. Es führt also die Feder
den Waaen bei ausgerückten Klinken in die Ausgangsstellung zurück. Dabei hat es
sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn der Wagen in seiner Endstellung eine
gefederte Vorschubklinke für den Vorschub des Aufzeichnungsträgers betätigt, die
mit einer Sperrklinke zusammenwirkt. Diese Doppelklinkenanordnung entspricht derjenigen
des Druckwerkwagens. Sie dient dazu, den Aufzeichnungsträger bei jeder Rückführbewegung
des Wagens um einen Schritt weiterzuschalten, so daß das am Wagen angeordnete Druckwerk
eine neue Zeile markiert. Der Aufzeichnungsträger kann auf einer Walze oder auch
auf einer ebenen Fläche aufgespannt sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anker des Elektromagneten
mit dem das Druckwerk tragenden Wagen durch einen Doppelhebel verbunden. Dadurch
steht das Druckwerk in jeder beliebigen Stellung des Wagens in Antriebsverbindung
mit dem eigentlichen Antrieb, z. B. einem Elektromagneten.
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Zweckmäßigerweise ist der Doppelhebel um eine zur Bewegungsbahn des
Wagens parallele Achse verschwenkbar gelagert und sein einer Arm vom Ortsfesten
Elektromagneten beaufschlagt, während der andere Arm das Druckwerk betätigt. Schließlich
ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Druckwerk einen entgegen der Wirkung
einer Zugfeder in Richtung des Aufzeichnungsträgers am Wagen verschiebbar gelagerten
Stößel aufweist, dessen eines Ende am Arm anliegt und dessen anderes Ende eine Drucktype
trägt und vor einem Farbband angeordnet ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie an Hand der Zeichnung. Hierbei
zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung, F i g. 2 einen
Schnitt nach Linie II-II in F i g. 1 in vergrößerter Darstellung, F i
g. 3 einen Schnitt nach Linie 111-III in F i g. 1,
ebenfalls vergrößert,
F i g. 4 eine Draufsicht auf den verkleinerten Aufzeichnungsträger und F
i g. 5 ein vereinfachtes Steuerschema der Vorrichtung.
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An dem Rahmen 1 des Geräts ist ein Laaerbock 2 für die Achse
3 einer Walze 4 zum Aufspannen eines Aufzeichnungsträgers 5 in Form
eines rechteckigen Bogens gelagert. Zweckmäßig ist die Walze 4 leicht lösbar auf
der Achse 3 befestigt. Am unteren Ende der Walze 4 ist ein Zahnrad
6 angeordnet, das mit einer Doppelklinkenanordnung 7 zusammenwirkt,
deren Vorschubklinke 8 in Richtung auf das Zahnrad 6 entgegen der
Wirkung der Feder 9 am Support 10 gelagert ist und an ihrem hinteren
Ende eine Rolle 11
trägt. Die Sperrklinke 12 ist axial unverschiebbar und
steht unter der Wirkung der quergerichteten Zugfeder 13. Sie dient als Rücklaufsperre.
Mittels der Rückholfeder 14 läßt sich die Walze 4 in ihre durch Anschläge od. dgl.
fixierte Ausgangsstellung verbringen.
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Im Rahmen 1 ist ferner eine Führungsschiene 15
angeordnet,
die parallel zur Walzenachse 3 verläuft und an der mittels Rollen
16 ein Wagen 17 geführt ist. Am Wagen 17 sind zwei Klinken
18 und 19 gelagert, deren jede mit einer der beiden Zahnstangen 20
und 21 zusammenwirkt, die parallel zur Führungsschiene 15 im Rahmen
1 gelagert sind. Die eine Zahnstange 21 ist ortsfest angebracht, während
die andere Zahnstange 20 entgegen der Kraft einer Feder 73 in ihrer Längsrichtung
verschiebbar ist. Hierzu trägt sie einen seitwärts vorragenden Zapfen 22, an welchem
ein auf einer Achse 23 befestigter Schwenkhebel 24 angreift. Die Achse
23 ist ihrerseits mit dem Anker eines Elektromagneten 25 verbunden,
und sie führt bei Ansteuerung des Elektromagneten 25 eine kurze Schwenkbewegung
aus, bei der die Zahnstange 20 unter Mitnahme der Klinke 18 und damit des
Wagens 17 verschoben wird. Dabei gleitet die Klinke 19 über die ortsfeste
Zahnstange 21 und rastet an dem nachfolgenden oder einem der nachfolgenden Zähne
ein, so daß der Wagen 17 arretiert wird, während die Zahnstange 20 mit dem
Schwenkhebel 24 in die Ausgangsstellung zurückkehrt. Dabei wird die Klinke
18 durch einen oder mehrere Zähne der Zahnstange 20 überfahren.
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An dem Wagen 17 ist ferner ein Druckwerk 26,
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mit einem längsverschiebbaren Stößel 26 gelagert, an welchem die bei
27 am Wagen 17 befestigte Zugfeder 28 angreift. Der Stößel
26 verläuft etwa in radialer Richtung zur Walze 4, und er trägt an seinem
walzenseitigen Ende eine Drucktype 29, vor der ein Farbband 30 verläuft,
das auf im Rahmen 1 gelagerten Rollen 31 und 32 aufgespult
ist und über Führungen 33 parallel zur Walzenachse 3 am Walzenumfang
entlanggeführt ist. Das andere Ende 34 des Stößels 26
liegt dem Arm
35 eines um die Achse 36 verschwenkbaren Doppelhebels 37 an,
dessen anderer Arm 38
dem in Längsrichtung verschiebbaren Zapfen
39 eines weiteren Stellmotors, z. B. eines Elektromagnets 40, anliegt. Unter
der Wirkung einer am Hebelarm 41 angreifenden Feder 42 ergibt sich eine feste Anlage
des Arms 35 am Stößelende 34 und des Arms 38 am Zapfen 39.
Wird der Elektromagnet 40 betätigt und dabei der mit dem Magnetanker verbundene
Zapfen 39 in die Spule hineinbewegt, so verschwenkt die Feder 42 den Doppelhebel
37 im Gegenuhrzeigersinn, und über den Stößel 26 wird die Drucktype
29 kurzzeitig auf den am Walzenumfang angeordneten Aufzeichnungsträger gedrückt.
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An dem Arm 43 des Wagens 17 greift eine aus dem Gehäuse 44
ausziehbare Feder 45 an, die der RückfÜhrung des Wagens 17 in die Ausgangsstellung
dient. Zu diesem Zweck ist am Ende 46 der Zahnstangen 20 und 21 eine Auflauffläche
47 für die beiden Klinken
18 und 19 angeordnet. Dadurch
werden diese so weit zurückgeführt, daß sie mit der Ausnehmung 48 in einen ortsfesten
Stift 49 einrasten. Am wagenseitigen Ende 50 der beiden Sperrklinken
18 und 19 greift ein im Wagen 17 gelagerter Stift
51 an, der bei der Rückführbewegung des Wagens 17 auf einen ortsfesten
Anschlag 52 auftrifft, so daß die Sperre 48, 49 aufgehoben wird und die beiden
Klinken 18 und 19
wieder zum Eingriff in die Zahnstangen 20 und 21
gelangen.
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Am Wagen 17 ist weiter eine Auflauffläche 53 angeordnet,
in deren Bewegungsbereich die Rolle 11 der Klinke 8 angeordnet ist,
die mit dem Zahnrad 6 der Walze 4 zusammenwirkt, wodurch beim Rücklauf des
Wagens 17 der Walzenvorschub bewirkt wird.
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Der Aufzeichnungsträger 5 gemäß F i g. 4 weist beispielsweise
vier Kolonnen 54 von vorgedruckten Zeitmarken 55 auf, in deren erster vertikaler
Reihe 56 durch die Drucktype 29 beispielsweise strichförmige Markierungen
57 eingedruckt sind. Die Verschiebung des Wagens 17 in der den Kurzzeiträumen
entsprechenden Pfeilrichtung 58 gegenüber dem Aufzeichnungsträger
5 bewirkt der Elektromagnet 25 in der oben beschriebenen Weise. Jeder
Vorschub entspricht einem Kurzzeitraum. Der einem Langzeitraum entsprechende Vorschub
in Pfeilrichtung 59
hingegen wird durch den Wagenrücklauf über die Klinken
8 und 12 bewirkt.
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Der Vorrichtung ist ein Zeittaktgeber 60 zugeordnet, der auf
die entsprechende Kurzzeiteinheit eingestellt ist. Er kann gleichzeitig mehrere
Vorrichtungen synchron bedienen. über den nachgeschalteten Schmitt-Trigger
61 wird der vom Taktgeber 60 zugeführte Impuls in eine Rechteckspannung
verwandelt und das Zeitglied 62 angeworfen, das über den Schaltverstärker
63 ein Relais 64 ansprechen läßt, dem die beiden Arbeitskontakte
65 und 66 zugeordnet sind. Das Schließen des Kontakts 66 läßt
den Elektromagnet 25 ansprechen, so daß der Wagen 17
eine Vorschubbewegung
im Sinne einer Kurzzeiteinheit ausführt.
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An der nicht dargestellten Arbeitsmaschine ist ein induktiv, fotoelektrisch
oder in anderer Weise arbeitender Signalgeber 67 vorgesehen, der die gewünschte
Funktion der Arbeitsmaschine registriert bzw. auf eine jeweilige Funktionsänderung
anspricht. Diese Impulse werden durch den weiteren Schmitt-Trigger 68 in
eine Rechteckspannung umgewandelt, die ihrerseits den Druckspeicher 69 in
die Stellung null verbringt. Diese Stellung entspricht der Sperrstellung des UND-Gliedes
70, so daß der Elektromagnet 40 nicht anspricht. Die im Schmitt-Trigger
61 erzeugte Rechteckspannung bewirkt gleichzeitig das Ansprechen eines Zeitglieds
71. Dieses bewirkt ein Entsperren des UND-Gliedes 70. Hat zu diesem
Zeitpunkt der Druckspeicher 69 durch Schließen des Arbeitskontaktes
65 mittels des Relais 64 seine Nullstellung wieder zur Stellung »L« verändert,
so ist das UND-Glied 70 durchlässig, und über den Schaltverstärker
72 spricht der Elektromagnet 40 für das Druckwerk an, so daß ein Aufdruck
auf den Aufzeichnungsträger 5 erfolgt.
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Mit der Erfindung wurde somit ein Weg dafür gewiesen, daß jede Funktionsänderung
einer Arbeitsmaschine durch unmittelbare übertragung in eine für einen Markieiungsleser
od. dgl. lesbare Schrift auf einen Markierungsträger, z. B. ein Markierungsleseblatt,
übertragen wird.