DE1650805B2

DE1650805B2 - Anzeigegeraet zur anzeige in einer koordinatenebene

Info

Publication number: DE1650805B2
Application number: DE19671650805
Authority: DE
Inventors: Charles Frederic West Redding Cone. DeMey (V.StA.)
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1966-12-05
Filing date: 1967-10-11
Publication date: 1976-01-15
Also published as: CH457889A; NL6714479A; IL28635A; DE1650805A1; GB1210528A; FR1565371A; US3396402A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Anzeigegerät zur Anzeige in einer Koordinatenebene mit einem an einem feststehenden Rahmen in einer ersten Richtung bewegbaren Schlitten, mit einem an dem Schlitten in einer zu der ersten senkrechten zweiten Richtung bewegbaren An-Zeigeelement, mit einem ersten Antrieb zur Bewegung des Schlittens gegenüber dem Rahmen in der ersten Richtung, mit einem zweiten Antrieb zur Bewegung des Anzeigeelementes gegenüber dem Schlitten in der zweiten Richtung und mit einem Differential zur Ent- &> kopplung der Bewegung des Schlittens in der ersten Richtung und der Bewegung des Anzeigeelementes in der zweiten Richtung.

Bei einem bekannten Anzeigegerät dieser Art ist ein Schlitten in einem feststehenden Rahmen in einer ersten Richtung über ein rechteckiges Anzeigefeld beweglich geführt. Ein Anzeigeelement ist an dem in einer zu der ersten Richtung senkrechten Richtung beweglich geführt. An einer Seite des Anzeigefeldes sind nebeneinander zwei Antriebsrollen gelagert, die über ein Differential in Gestalt eines Paares von Planetengetrieben von zwei Kurbeln wahlweise gleich- oder gegensinnig antreibbar sind. In den vier Ecken des Anzeigefcldes sind Umlenkrollen angeordnet, und je ein Paar von Umlenkrollen ist an gegenüberliegenden Seiten des Schlittens an den Enden der Führung für das Anzeigeelement gelagert. Ein erstes Seil ist mehrfach um die eine Antriebsrolle geführt und erstreckt sich mit einem Ende diagonal über das Anzeigefeld, um die in der Ecke des Anzeigefeldes angeordnete Umlenkrolle, in der ersten Richtung längs der Längsseite des Anzeigefeldes und um eine der an dem Schlitten gelagerten Umlenkroiien, und ist dann in der zweiten Richtung über den Schlitten geführt und an dem Anzeigeelement befestigt. Das andere Ende des Seils erstreckt sich von der Antriebsrolle in der zweiten Richtung längs der Schmalseite des Anzeigefeldes, um die der Antriebsrolle benachbarte Umlenkrolle in der Ecke des Anzeigefeldes, in der ersten Richtung längs der anderen Längsseite des Anzeigefeldes und um eine der an dem Schlitten gelagerten Umlenkrollen, von wo es über den Schlitten dem anderen Ende entgegen zu dem Anzeigeelement geführt und an diesem befestigt ist. Ein zweites Seil ist mehrfach um die andere Antriebsrolle geführt und verläuft mit seinen beiden Enden spiegelbildlich zu dem ersten Seil über die restlichen Umlenkrollen ebenfalls zu dem Anzeigeelement. Wenn die Antriebsrollen mittels der einen Kurbel gegensinnig angetrieben werden, bewegen die beiden Seile den Schlitten in der ersten Richtung, während das Anzeigeelement relativ zu dem Schlitten in Ruhe bleibt, also in der zweiten Richtung nicht verschoben wird. Bei gleichsinnigem Antrieb der Antriebsrollen mittels der anderen Kurbel bleibt der Schlitten in Ruhe und das Anzeigeelement bewegt sich in der zweiten Richtung über den Schlitten. Bei gleichzeitigem Drehen an beiden Kurbeln überlagern sich die entsprechenden Bewegungen (US-PS 27 46 151).

Bei dieser bekannten Anordnung sind zwei endlose Seile vorgesehen, die zur Verstellung eines Anzeigeelementes in einer ersten oder zweiten Richtung über ein Differentialgetriebe durch zwei Antriebsrollen entweder gleich- oder gegensinnig angetrieben werden. Eine solche Anordnung ist recht aufwendig.

Es ist weiterhin eine Anordnung bekannt, bei welcher nur ein einziges endloses Seil zur Verstellung eines Anzeigeelementes vorgesehen ist, daß an einem in einer ersten Richtung beweglich geführten Schlitten seinerseits in einer zweiten Richtung beweglich geführt ist. Dabei erstrecken sich z. B. die beiden an dem Anzeigeelement befestigten Enden des Seils in entgegengesetzten Richtungen parallel bzw. antiparallel zu der zweiten Richtung und bilden über Umlenkrollen je eine flache, sich im wesentlichen in der ersten Richtung erstreckende Schleife längs gegenüberliegender Seiten des Anzeigefeldes, wobei diese Schleifen über je eine Antriebsrolle geführt sind und jede Antriebsrolle durch einen zugehörigen Antriebsmotor angetrieben wird. Je nachdem, ob der eine oder der andere Antriebsmotor oder beide angetrieben werden, erfolgt nur eine Verstellung des Anzeigeelementes gegenüber dem Schlitten in oder entgegengesetzt zu der zweiten Richtung oder nur eine Verstellung des Schlittens in der ersten Richtung. Bei dieser bekannten Anordnung müssen stets beide Antriebsmotore laufen, wenn eine Verstellung des Anzeigeelementes nur in der ersten Richtung erfolge;* soll, wobei die Bewegung der beiden Antriebs-

motore genau aufeinander abgestimmt werden müssen (US-PS 27 85 941).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Anzeigegerät der eingangs definierten Art mit einfachen Mitteln das Anzeigeelement über ein einziges endloses Seil zu verstellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein einziges fortlaufendes Seil mit einem ersten, an den ersten Antrieb angeschlossenen und an einem Punkt an dem Schlitten befestigten Seilabschnitt mit einem zweiten, an den zweiten Antrieb angeschlossenen und jii einem Punkt an dem Anzeigeelement befestigten Seilabschnitt und mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Seilabschnitt befindlichen, über eine differentiae Seilführung geführten dritten Seilabschnitt zu jeweils gegensinnigen Veränderungen der Längen des ersten und zweiten Seilabschnittes vorgesehen ist.

Es wird somit nach der Erfindung zum Antrieb des Anzeigeelements ein einziges endloses Seil verwendet im Gegensatz zu der bekannten Anordnung nach US-PS 27 46 151. Im Gegensatz zu der bekannten Anordnung nach US-PS 27 85 941 ist jedoch ein erster Antrieb vorgesehen, der nur eine Verstellung des Anzeigeelements in der ersten Richtung bewirkt, und ein zweiter Antrieb, der nur eine Verstellung des Anzeigeelements in der zweiten Richtung bewirkt. Im weiteren Gegensatz zu der bekannten Anordnung nach der schon erwähnten US-PS 27 46 151 erfolgt die »Entkopplung« der Stellbewegungen nicht durch ein zwisehen den Antrieben und Antriebsrollen angeo-dnetes Zahnradgetriebe, sondern durch eine differentiale Seilführung.

Die differentiale Seilführung kann eine erste Seilscheibe für den ersten Seilabschnitt, eine zweite Seilscheibe für den zweiten Seilabschnitt und eine differentialartige Ausgleichsvorrichtung für die Drehung der ersten und der zweiten Seilscheibe aufweisen. Die differentiale Seilführung kann dabei einen drehbaren Lagerblock mit daran jeweils um eine eigene Achse drehbar angeordneten dritten und vierten Seilscheiben aufweisen und die Achsen der dritten und der vierten Seilscheibe zur Synchronisierung um die Achse des Lagerblocks verdrehbar sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und im folgenden beschrieben:

F i g. 1 ist eine etwas vereinfachte perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Gerätes und zeigt schematisch die einfachen elektrischen Eingangskreise und

F i g. 2 ist eine Einzelheit desjenigen Teiles der Seilscheibenanordnung, welches die Entkopplung der X und K-Bewegungen des steuerbaren beweglichen Elements, (Schreibvorrichtung) gestattet.

In F i g. 1 bildet ein ausgedehnter horizontaler Rahmen 10 den Haupttragrahmen des Gerätes. Da das als Beispiel dargestellte Ausführungsbeispiel ein Schreiber ist, werden in der nachstehenden Beschreibung die Ausdrücke benutzt, die sich auf ein solches Gerät beziehen. Es versteht sich jedoch, daß jede ähnliche Vorrichtung in gesteuerter Weise über einer X-V-Ebene bewegt werden kann. Ein Schlitten, der nachstehend in dem auf einen Schreiber bezüglichen Text als Schreibglied- oder Federschlitten bezeichnet wird, erstreckt sich im wesentlichen in einer Richtung, die nachstehend als Y oder Ordinaten-Richtung bezeichnet ist. Der Schlitten 12 ist auf den Rahmen 10 so gelagert, daß er darauf in der anderen senkrechten horizontalen Riehtung, die nachstehend als die X oder Abszissen-Richtung bezeichnet wird, beweglich ist. Die beiden Enden 14,16 des Schlittens 12 können auf gegenüberliegenden Kanten des Rahmens 10 gleiten, welche Schienen 18, 20 bilden. Der hauptsächliche mittlere Teil des Federschlittens 12 weist ein Paar von parallelen starren Stangen 22, 24 auf, die fest an ihren beiden Enden mil den jeweiligen Blocks 14 und 16 verbunden sind. Ein Schreibgliedblock 26 nimmt die Stangen 22 und 24 in horizontalen Durchbrüchen gleitend auf, so daß der Schreibgliedblock 26 in der V-Richtung leicht längs des Schlittens 12 beweglich ist. Das Schreibglied oder die eigentliche Feder 30 kann in irgendeiner Weise mit dem Schreibgliedblock 26 verbunden werden.

Ein Paar von Seilscheiben 34.36 sind auf Achsstümpfen drehbar gelagert, die starr an den Endblöcken 14 bzw. 16 angebracht sind. Eine weitere Seilscheibe 42 ist auf einem Achsstumpf 44 drehbar gelagert, der in einem Block 46 starr gehalten wird, welcher letztere seinerseits starr an dem Hauptrahmen 10 befestigt ist. Ein Paar von Seilscheiben 48, 50 is! drehbar auf einer horizontalen feststehenden Achse 52 gelagert, welche ihrerseits an einem U-förmigen Winkel 54 gehalten ist. Der letztere ist seinerseits starr an dem Rahmen 10 befestigt. Schließlich ist ein Paar von Seilscheiben 60, 62, die erheblich größer als die übrigen Seilscheiben sind, lose auf einer Motorwelle 64 gelagert, welche ihrerseits drehbar in einem (nicht dargestellten) Lager in einem Lagerblock 66 und einer nach oben gebogenen Konsole 68 gehalten wird. Die Konsole 68 und der Winkel 54 können miteinander verbunden sein.

Wie man am besten durch Vergleich der F i g. 1 und 2 erkennt, ist die Motorwelle 64 starr mit einem Block 70 von fünfeckiger Grundform verbunden. Der Block 70 trägt starr ein Paar von Achsstümpfen 72, 74, auf welchen wiederum ein Paar von Seilscheiben 76, 78 drehbar gelagert sind. Die gesamte Anordnung der Teile 70 bis 78 erfüllt eine Funktion, die wenigstens analog der eines Differentials ist, wie nachstehend erläutert werden wird. Die Motorwelle 64 ist mit dem beweglichen Teil eines Schreibglied-Antriebsniotors 80 verbunden.

Wie in der unteren rechten Ecke von F i g. 1 dargestellt ist, steuert ein einfacher linearer Regelkreis 88 die Stellung des Schreibglied-Antriebsmotors 80. Ein lineares Potentiometer 82, das starr an der Motorwelle 64 befestigt ist, liefert ein elektrisches Signal, welches direkt proportional der Drehstellung der Welle 64 ist, über Leitung 84 als Rückführung oder Nachlaufsignaleingang 86 auf einen üblichen Servokreis 88. Der Ausgang 92 des Kreises 88, der beispielsweise ein Differenzverstärker sein kann, ist daher ein motorantreibendes Signal proportional der Differenz zwischen dem V-Eingangssignal bei 90 und dem Nachlaufsignal bei 86 und daher zwischen der gewünschten und der tatsächlichen Stellung der Welle 64. Damit die Winkelstellung der Welle 64 direkt die K-Koordinatu des Schreibgliedes 30 bestimmt, wie mar. nachstehend erkennen wird, wird das Schreibglied direkt mit dem Wert des V-Eingangssignals bei 90 eingestellt.

Die X-Koordinate des Schreibgliedes 30 wird durch den Motor 100 bestimmt, der von einem Motorantriebssystem 108 gespeist wird. Das kann eine gleichförmige elektrische Stromzufuhr sein, ein veränderbares elektrisches Signal oder kann sogar einen Regelkreis ähnlich dem soeben für die K-Koordinaten beschriebenen, das heißt, den Teilen 82 bis 92, enthalten. Wenn der Motorantrieb 108 einen veränderbaren Aus-

2ang haben soll, wird sein Eingang 110 mil einem Signal gespeist, das proportional der gewünschten X-Koordinate ist, wie bei dem X-Eingang angedeutet ist. Auf jeden Fall treibt der Motor 100 den Schlitten 12. wie nachstehend beschrieben wird, so an, daß er die X-Koordinatenstellung des Schreibgliedcs 30 bestimmt.

Die mechanische Verbindung zwischen dein Schlit ten- Antriebsmotor 100. der Motorwclle 94. der starr damit verbundenen Schlitten-Antriebsrolle 120 und dem Schlitten 12 einerseits, sowie zwischen dem Schreibglied-Antrieb und dem Schreibglied-Block 26 andererseits wird mittels eines einzigen durchgehenden Seiles bewerkstelligt. Da die Bahn dieses Seiles etwas verschlungen und in der Zeichnung schwierig zu verfolgen ist, wird zunächst die gesamte Bahn des Seiles be "5 schrieben und jedem aufeinander folgenden Teil des Seiles 40 werden Bezugsbuchstaben zugeordnet. Wenn man etwas willkürlich am oberen Teil der Schlitten-Antriebsrolle 120 beginnt, so läuft der erste Absehnill A über einen Ansatz 122 des Endblocks 16 der Schlitten- ^J0 anordnung 12. Eine Schraube 124 verbindet das Seil fest mit dem Schlitten 12. so daß der Abschnitt A des Seiles und der Schlitten stets gemeinsam sich bewegen. Nach einer solchen Befestigung setzt sich das Seil als Abschnitt B fort, welcher an einem Ende mit einer ²S Spannvorrichtung, beispielsweise einer festen Feder 125. verbunden ist. Die Festigkeit dieser Feder stellt sicher, daß keine wesentliche Änderung in der Länge des Seiles bei normalem Betrieb stattfindet. Mechanisch verbindet die Feder 125 die beiden Enden, nämlieh Abschnitte B und C eines sonst durchgehenden Seiles und macht damit das Seil im Effekt endlos.

Der Teil Cläuft unter der Seilrollenwellc 52 zur oberen Kantenfläehe der großen Seilrolle 62. Der nächste Teil D des Seiles verläuft von der großen Seilrolle 62 zur benachbarten Kante der kleinen, unter einem Winkel angeordneten Seilrolle 78. Der Grad, bis zu welchem der Teil D im Uhrzeigersinn um die große Seilrolle 62 gewickelt ist, ändert sich mit der Winkelstellung des Blocks 70, welcher die unter einem Winkel angeordnete kleine Seilrolle 78 starr hält. Nachdem das Seil im wesentlichen entgegen dem Uhrzeigersinn halbwegs um die kleine unter einem Winkel angeordnete Seilrolle 78 herumgeführt ist, berührt der herausgeführte Abschnitt E die im wesentlichen obere Seite der Kante der rückwärtigen großen Seilrolle 60. Der Grad, bis zu welchem der Teil E um die große Seilrolle 60 herumgelegt ist, wird auch von der Stellung beweglichen, unter einem Winkel angeordneten Seilrolle 78 bestimmt.

Der Seilabschnitt F erstreckt sich vom obersten Teil der rückwärtigen großen Seilrolle 60 unter dem Ansatz 122 des Schlittens 12 hindurch bis ganz zur unteren Kante der linken Seilrolle 42. Nachdem das Seil im Uhrzeigersinn um die Seilrolle 42 herumgeführt ist, verläuft der anschließende Abschnitt G bis zur vorderen Kante der Schlittenseilrolle 36. Nachdem es um die Seilrolle 36 auf ungefähr 90 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn (von oben gesehen) geführt ist. ist der weiterlaufende Teil H an dem verschiebbaren Schreib- ^⁰ gliedblock 26 mit einer Schraube 126 befestigt. Der nächste Teil / des Seiles erstreckt sich von der Schraube 126 zur rechten Seite der anderen Schlittenseilrollc 34. Nach Umschlingen der abgewandten Seite der Seilrolle 34 auf ungefähr 180 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn von oben gesehen, läuft der Abschnitt / zur linken Seite der Schlittcnseilrolle 36. Nach ungefähr 90 Grad Umschlingung der Seilrolle 36 entgegen dem Uhrzeigersinn läuft der anschließende Teil K über die Oberseite der kleinen Seilrolle 48. Nach einer Umschlingung von 90 Grad im Uhrzeigersinn um die Seilrolle 48 läuft der Abschnitt /. im wesentlichen nach unten zur linken Kante der rückwärtigen großen Seilrolle 60. Nachdem es entgegen dem Uhrzeigersinn um die große Seilrolle 60 gewickelt ist, läuft der anschließende Teil M zur oberen Kante der unter einem Winkel angeordneten kleinen Seilrolle 76. Das Mali, bis zu welchem der Scilabschnill M um die große Seilrolle 60 herumgewickelt ist, hängt von der bestehenden Stellung des Schrcibglicd-Antriebs-Rollenbloeks 70 (und daher der unter einem Winkel angeordneten Seilrolle 76) ab. Nachdem das Seil über die unter einem Winkel angeordnete Seilrolle 76 auf ungefähr 180 Grad geführt ist. trifft der nächste Abschnitt N auf die Kante der vorderen großen Seilrolle 62 und ist um diese herumgeführt. Der Punkt, in welchem der Seilabschnitt N die große Seilrolle 62 trifft und daher das Maß der Umschlingung um diese, ändert sich auch je nach der Stellung der verschiedenen Schrcibglicd· Antriebselemente, insbesondere des Blocks 70 und der Seilrolle 76. Nachdem das Seil im Uhrzeigersinn /u einem solchen veränderlichen Grade um die große Seilrolle 62 herumgeführt ist. wird der nach oben heraustretende Teil O über die benachbarte Kante der kleinen Seilrolle 50 geführt. Nach einem Weg von ungefähr 90 Grad um die Seilrolle 50 entgegen dem Uhrzeigersinn erstreckt sich der Seilabschnilt P von dieser rückwärts zum unteren Teil der Schlittenantriebsrollc 120.

Das linke Ende dieses Abschnitts /'wird dann um die Schlitten-Antriebsrolle 120 im Uhrzeigersinn gewickelt und trifft so auf das linke l-'nde des Abschnitts A. was die durchgehende Bahn schließt.

Die Art und Weise, auf welche das einzige durchgehende Seil und die beiden Motoren 80. 100 den Schlitten 12 und das Schreibglied 26-30 antreiben, wird nachstehend beschrieben. Zunächst sei angenommen, daß der Schreibglied-Antriebsmolor 80 stillstehend ist und der Schlitten von rechts nach links angetrieben werde. Unter diesen Umständen treibt das Eingangssignal den Motor 100. die Welle 94 und die Schlitten-Antriebsrolle 120 entgegen dem Uhrzeigersinn. Das bewirkt, daß der Abschnitt A sich nach links bewegt und den Schlitten 12 in der gleichen Richtung zieht. In ähnlicher Weise bewegen sich die Seilabschnitte ßund ("gleichermaßen nach links. Da das rechte Ende des Teils ('in Kontakt mit einer großen Seilscheibe 62 ist, wird diese Seilscheibe entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.

Um Verwirrung in der Terminologie zu vermeiden, hinsichtlich der Frage, wo bei der Begegnung mit einer Seilscheibe der eintretende Kabclabschnitt endet und der austretende Kabelabschnitt beginnt, werden nachstehend diejenigen Abschnitte, die eine Seilscheibe berühren, als Teile beider dieser Scilabschnittc betrachtet und dadurch bezeichnet, daß die beiden Scilabschnitte, die so verbunden sind, durch Bindestrich miteinander verbunden werden. Somit ist derjenige Teil des Seils, der die Abschnitte C und D verbindet und um den oberen Teil der großen Seilscheibe 62 herumgeführt ist. mit »C-/>< bezeichnet. Dieser Verbindungsteil C-O, der für die spezielle dargestellte Winkelstellung des Blocks 70 ganz kurz ist und der nächste Kabclabschnitt D bewegen sich im wesentlichen nach links. Das bewirkt, daß der eine Seilscheibe berührende Abschnitt iMiund natürlich die Seilscheibe 78 selbst sich im Uhrzeigersinn um die Achse der Seilscheibe 78 bewegen. Dadurch bewegen sie den Seilabschnilt E im wesentlichen nach

ιυ

rechts. Der Seilabschnitt F wird dadurch auch nach rechts bewegt, wobei der an einer Seilscheibe anliegende Abschnitt E-Feine Drehung der rückwärtigen gro-Ben Seilscheibe 60 im Uhrzeigersinn um ihre Achse hervorruft. Die Bewegung des langen Teils F nach rechts bewirkt eine Drehung der Seilscheibe 42 entgegen dem Uhrzeigersinn und eine Bewegung des Seilabschnitts G nach links.

Diese Bewegung des Seilabschnitts C nach links scheint auf die Seilscheibe 36 übertragen zu werden, derart, daß sie eine Bewegung des Seilabschnitts H in einer Richtung im wesentlichen auf den Betrachter in F i g. 1 zu bewirkt. Eine solche Bewegung von H würde bewirken, daß der Schreibgliedblock 26 und natürlich das Schreibglied 30 in dieser gleichen Richtung verschoben würde. Tatsächlich tritt unter diesen Umständen keine solche Bewegung des Seilabschnitts H ein. Der Grund, daß der Seilabschnitt H sich nicht bewegt, ist der, daß nicht nur alle Teile AG des Seiles sich mit der gleichen linaren Geschwindigkeit bewegen, son dern daß auch der Schreibgliedschlitten 12 und daher die Seilscheibe 36 sich mit der gleichen linearen Geschwindigkeit von rechts nach links bewegt. Daher ist die Tendenz, daß die Bewegung des Teils G zusätzliches Seil um die Seilscheibe 36 herumzieht, genau kornpensiert durch die Bewegung dieser Seilscheibe in der gleichen Richtung. Mit anderen Worten: Die Bewegung des Schlittens nach links sucht den Seilabschnitt G mit genau der gleichen linearen Geschwindigkeit nachzulassen, mit dem dieser Abschnitt nach links gezogen wird. Daher bleibt unter den angenommenen Umständen genau der gleiche Teil des Seils G-H um die Seilscheibe 36 herumgeschlungen, und die Seilscheibe 36 dreht sich überhaupt nicht.

Es ist zu beachten, daß, solange wie der Schreibgliedmotor 80 und die zugehörigen Schreibglied-Antriebselemente stillstehend sind, das gesamte Seil mit der gleichen linearen Geschwindigkeit relativ zu dem feststehenden Rahmen 10 angetrieben wird. Es ist nur die Orientierung der von den Teilen H, I und / gebildeten Schleife und die Tatsache, daß diese Schleife sich als ganzes bewegt, was diese als stillstehend erscheinen läßt. Tatsächlich bewegen sich diese Abschnitte des Seils im Raum relativ zu dem feststehenden Rahmen 10 mit der gleichen linearen Geschwindigkeit, wenn auch offensichtlich seitwärts. Der Teil IK, der entgegen dem Uhrzeigersinn sich um die Seilscheibe 36 erstreckt, bewegt sich natürlich mit der gleichen linearen Geschwindigkeit relativ zu dem feststehenden Rahmen 10 nach links, obwohl der relativ zu der auch beweglichen Seilscheibe 36 und ihrer Achse stillstehend ist. Daher bewegt sich der Seilabschnitt K wie tatsächlich alle Seilabschnitte, mit der gleichen Geschwindigkeit, in diesem Falle auch nach links. Diese Bewegung des Abschnitts K bewirkt eine Drehung der Seilrolle 48 entgegen dem Uhrzeigersinn und eine im wesentlichen nach oben gerichtete Bewegung des Seilabschnitts L Der Abschnitt L-M, der um die rückwärtige große Seilscheibe 60 herumgelegt ist, bewegt sich im Uhrzeigersinn. Die Seilscheibe 60 wird schon durch den vorstehend beschriebenen darumgelegten Abschnitt E-F in diese Richtung bewegt. Daher bewegt sich der nächste Abschnitt M in eine Richtung im wesentlichen nach rechts und verursacht eine Drehung der unter einem Winkel angeordneten Seilscheibe 76 im Uhrzeigersinn, eine im wesentliehen nach oben gerichtete Bewegung des Abschnitts Λ/und eine Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn des Seilabschnitts N-O, der um die vordere große Seilschei

be 62 herumgelegt ist. Wieder wird schon die große Seilscheibe 62 in dieser Richtung und natürlich mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht, und zwar durch den vorstehend beschriebenen Seilabschnitt C-D. Der Seilabschnitt O bewegt sich im wesentlichen nach unten und verursacht eine Drehung der Seilrolle 50 im Uhrzeigersinn und eine Bewegung des langen Seilabschnitts E nach rechts. Der letzte Seilabschnitt P-A, der um die Antriebsrolle 120 herumgelegt ist, läuft mit der Rolle entgegen dem Uhrzeigersinn. Das schließt den vollständigen Kreis längs des Seiles für die Bewegung der Schlitten-Antriebselemente, wenn die Schreibglied-Antriebselemente stillstehend sind. In ähnlicher Weise ist es möglich, die Seilbewegung in entgegengesetzten Richtungen, das heißt, bei Bewegung des Schlittens von links nach rechts, verfolgen.

Die Art und Weise, wie der Schreibglied-Antrieb eine Bewegung des Schreibgliedblocks 26 und damit des Schreibglieds 30 bewirkt, wird nun erläutert, wobei in diesem Falle angenommen ist, daß die Schlitten-Antriebselemente stillstehend sind. Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß der y-Eingang die Welle 64 im Uhrzeigersinn, von der unteren linken Ecke der Figur her gesehen, antreibt. Wie man nachstehend sieht, bewirkt eine solche Bewegung, daß sich der Schreibgliedblock 26 im wesentlichen auf den Beobachter hin bewegt.

Um die Erläuterung, wie diese Bewegung übertragen wird, zu vereinfachen, sollen zunächst diejenigen Abschnitte des Seiles festgestellt werden, die offensichtlich stillstehen. Da der Teil P-A reibend von der stillstehenden Schlitten-Antriebsrolle 120 gehalten wird, werden nicht nur die Teile A und P des Seiles stillstehend gehalten, sondern auch offensichtlich die unmittelbar angrenzenden Abschnitte B, C und O. Auf den ersten Blick erscheint es so, daß auch der Teil D vollständig stillstehend sein würde, aber das ist nicht der Fall. Die Bewegung des Seilscheibenblockes 70 bewirkt, daß die Seilscheibe 78 um die Achse der Welle 64 in der gleichen Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn angetrieben wird. Das bewirkt, daß die Schleife, die von den Teilabschnitten D, D-E und E gebildet wird, sich verlängert. Wenn mehr und mehr von dem Abschnitt D um die vordere große Seilscheibe 62 herumgewickelt wird, bewegt sich der Teil E auf die unter einem Winkel stehende Seilscheibe 78 zu. Es kann tatsächlich gezeigt werden, daß für jede Winkeleinheit der Seilscheibe 78 um die Achse 64 der Teil £des Seiles sich um zwei Einheiten relativ zu dem feststehenden Rahmen in einer Richtung bewegt, die tangential zum Umfang der rückwärtigen großen Seilscheibe 60 ist. Zur gleichen Zeit wird mehr und mehr von dem Abschnitt E-F um die große Seilscheibe 60 herumgelegt, wenn sich die unter einem Winkel stehende Seilscheibe 78 im Uhrzeigersinn bewegt.

Die genaue Bewegung der Abschnitte C-D, D, D-E E, E-F und F ist wie folgt: Eine Drehung der untei einem Winkel stehenden Seilscheibe 78 um die Wellen achse 64 wickelt Seil auf die große feststehende Seil scheibe 62 und verlängert damit den Abschnitt C-D Die Länge des Seiles, das zwischen der großen Seil scheibe 62 und der unter einem Winkel stehenden Seil scheibe 78 gespannt ist, das heißt, der Abschnitt D bleibt die gleiche, aber der Abschnitt D ändert seine Orientierung im Raum, indem er im wesentlichen uit die Motorwellenachse 64 umläuft Gleichzeitig bewirki die Vergrößerung des Abschnittes C-D, der um die gro ße Seilscheibe 62 herumgewickelt wird, daß das tat-

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sächliche Seil des Teils D zwischen den Seilscheiben 62 und 78 sich im wesentlichen auf die große Seilscheibe 62 hin bewegt. Das bewirkt, daß die Seilscheibe 78 und der Teil D-E sich um die Achse 74 der Seilscheibe dreht. Teil E wird daher nicht nur um die kleine Seilscheibe 78 herumgezogen, sondern wird auch zusätzlich wegen des Umlaufs der Seilscheibe 78 um die Achse der Motorwelle 74 gezogen, daß heißt, wegen der Erhöhung des um die Seilscheibe 62 herumgewikkelten Abschnitts EF. Ein Teil der Bewegung des Seilabschnitts £ wird dadurch aufgenommen, daß er um die große Seilscheibe 60 herumgewickelt wird, das heißt, der Abschnitt E-F verlängert wird, während der andere Teil der Bewegung bewirkt, daß die frei drehbare große Seilscheibe 60 sich um die Welle 64 dreht. Wenn der Seilscheibenblock 70 sich mit einer Winkelgeschwindigkeit W etwa im Uhrzeigersinn dreht und die erste große Seilscheibe 62 wie im vorliegenden Fall stillstehend ist, dann läuft die andere große Seilscheibe 60 mit einer Winkelgeschwindigkeit von 2 IV auch im Uhrzeigersinn um. Das ist erforderlich, da jeder der aufgewickelten Abschnitte C-Dund E-Fsich um W mal den (gleichen) Umfang C der großen Seilscheiben erhöht, so daß zweimal dieser Betrag an Seillänge, das heißt, 2 WC, durch Drehung der Seilscheibe 60 gefördert werden muß. um diese effektive Verlängerung der Schleife (Abschnitt C-D bis E-F^zu ermöglichen.

Somit bewegen sich die Abschnitte Ε-Fund Firn wesentlichen nach rechts in der Zeichnung. Daher bewirken die daran anliegenden Abschnitte F-G, daß die linke Seilscheibe 42 sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und der Abschnitt G bewegt sich nach links. Da der Schlitten 12 stillstehend ist, bewirkt die Bewegung des Seilabschnitts G, daß die anliegenden Teile C- H die Schlittenseilscheibe 36 im Uhrzeigersinn drehen und der Seilabschnitt H sich im wesentlichen auf den Beobachter zu bewegt. Das bewirkt offensichtlich eine Bewegung des Schreibgliedblockes 26 in dieser gleichen Richtung sowie auch des Seilabschnittes /. Daher wird die rückwärtige Schlittenseilscheibe 34 im Uhrzeigersinn von oben gesehen gedreht, und der Teilabschnitt J bewegt sich vom Beobachter weg. Diese Bewegung des Abschnitts / wird um die schon sich drehende vordere Schlittenseilscheibe 36 herum auf den Seilabschnitt K übertragen, welcher sich nach links bewegt. Daher dreht sich die Seilscheibe 48 entgegen dem Uhrzeigersinn, und der Seilabschnitt L bewegt sich im wesentlichen nach oben.

Der Abschnitt L-M, welcher in der dargestellten Lage des Seilscheibenblockes 70 in einem großen Maße um die rückwärtige große Seilscheibe 60 herumgelegt ist, bewegt sich mit der Seilscheibe 60 im Uhrzeigersinn. Daher bewegt sich der Abschnitt Min einer Richtung mehr oder weniger von dem Betrachter weg und bewirkt, daß die kleine unter einem Winkel sthende Seilscheibe 76 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Es ist jedoch zu bemerken, daß die unter einem Winkel stehende Seilscheibe 76 sich mit dem Seilscheibenblock 70 in einer Richtung dreht, die einer Bewegung im Uhrzeigersinn längs eines Kreises von zweimal der Größe wie der Umfang der großen Seilscheibe 60, aber mit der halben Winkelgeschwindigkeit bewegt Durch um gekehrte Analogie zu dem vorstehend beschriebenen Effekt der unter einem Winkel stehenden Seilscheibe 78 kann man erkennen, daß, wenn die unter einem Win kel stehende Seilscheibe 76 sich um eine Einheit um ihren großen Kreis bewegt, der Seilabschnitt N um diesen gleichen Betrag schlaff zu werden trachtet. Dieses potentielle schlaffwerdende Seil wird um die drehbare Seilscheibe 76 geführt und bewegt eine Einheilbewegung des Abschnitts M relativ zu der Seilscheibe 76. Es besteht keine Tendenz für diesen Abschnitt M schlaff zu werden, da die rückwärtige große Seilscheibe 60 eine höhere Winkelgeschwindigkeit besitzt als der Seilscheibenblock 70 und daher die Seilscheibe 76. wie vorstehend erwähnt wurde. Abgesehen von der Verkürzung des Abschnittes N-O, der um die vordere große Seilscheibe herumgelegt ist. bleiben die übrigen Seilabschnitte O und P natürlich stillstehend. Vom Standpunkt des feststehenden Rahmens 10 aus gesehen, hat der Abschnitt M zwei Einheiten von Bewegung: eine wird hervorgerufen durch die eine Einheitbewegung der unter einem Winkel stehenden Seilscheibe 76 um die Welle 64, und die andere Einheit von Bewegung wird durch den Abschnitt M-N geliefert, der um die Seilscheibe 76 im Uhrzeigersinn sich dreht. Eine Einheit dieser kombinierten Bewegung des Abschnitts M-N wird durch die Tatsache kompensiert, daß die große Seilscheibe 60 dem Seilscheibenblock 70 vorläuft. Wie man es auch betrachtet: Der Seilabschnitt N-O, das heißt, derjenige, der in Kontakt mit der vorderen großen Seilscheibe 62 ist. wird nicht bewegt. Das Abwikkeln des Abschnitts N-O von der N-Seite der großen Seilscheibe 62 bewirkt daher keine Bewegung des Seilabschnitts O, der Seilscheibe 50 oder des Seilabschnitts P. Die Tatsache, daß der Abschnitt P-A des Seiles durch die stillstehende Antriebsrolle 120 festgehalten wird, hilf» auch bei der Stabilisierung der großen Seilscheibe 62 gegen unerwünschte Bewegung.

Somit bewirkt die Bewegung des Seilscheibcnblokkes 70 und der beiden unter einem Winkel stehenden Seilscheiben 76, 78, die starr darauf gelagert sind, eine Bewegung des Schreibgliedblockes 26, ohne daß in irgendeiner Weise die Stellung des Schlittens 12 verändert würde. Es folgt daraus notwendigerweise, daß der Schreibgliedantrieb und der Schlittenantrieb vollständig voneinander entkoppelt sind, daß jeder so angetrieben werden kann, daß er seine eigene Funkton erfüllt, ohne die andere nachteilig zu beeinflussen. Da es schwierig ist, die kombinierten Bewegungen sich vorzustellen und zu erläutern, die durch die gleichzeitige Bewegung des Schreibgliedantriebes und des Schlittenantriebs-Systems hervorgerufen werden, wird nur festgestellt, daß ein Schreiber, der im wesentlichen genau dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht, hergestellt und erfolgreich erprobt wurde.

Durch die vollständige Entkopplung der Elemente, die den Schlittenantrieb steuern, das heißt, der Elemente 94, 100, 120 usw., und der Elemente, die die Bewegung der Schreibfeder steuern, das heißt, der Elemente 64. 80. 70 usw., kann der Schlitten selbst in irgendeiner Weise angetrieben werden, das heißt, es kann ein Servo-System benutzt werden, um ein Ansprechen des Schlittenmotors 100 und seiner zugehörigen Teile auf eine willkürlich veränderliche X-Eingangsfunktion zu bewirken, wodurch sich eine X- V-Aufzeichnung von zwei getrennt variablen Funktionen ergibt. Außerdem gestattet diese Entkopplung die Verwendung der Vorrichtung als einfachen kontinuierlichen V-Funktionsschreiber, wenn beispielsweise durch irgendwelche Mittel wie einen getrennten Schreibstreifenantrieb mit

⁶S konstanter Geschwindigkeit ein kontinuierlicher Schreibstreifen unter der Feder und dem Schlitten in der X-Richtung hindurch bewegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O CfIQ

Claims

Patentansprüche:

1. Anzeigegerät zur Anzeige in einer Koordinatenebene mit einem an einem feststehenden Rah-.T.erJn einer ersten Richtung bewegbaren Schütten, mit einem an dem Schlitten in einer zu der ersten senkrechten zweiten Richtung bewegbaren Anzeigeelement, mit einem ersten Antrieb zur Bewegung des Schlittens gegenüber dem Rahmen in der ersten Richtung, mit einem zweiten Antrieb zur Bewegung des Anzeigeelementes gegenüber den: Schlitten in der zweiten Richtung und mit einem Differential zur Entkopplung der Bewegungen des Schlittens in der ersten Richtung und der Bewegungen des An-Zeigeelementes in der zweiten Richtung, d a durch gekennzeichnet, daß ein einziges fortlaufendes Seil (40) mit einem ersten, an den ersten Antrieb (94, 100, 120) angeschlossenen und an einem Punkt (124) an dem Schlitten (12) befestigten Seilabschnitt (ABCDEFG), mit einem zweiten, an den zweiten Antrieb (64, 70, 80) angeschlossenen und an einem Punkt (126) an dem Anzeigeelement (26) befestigten Seilabschnitt (HlJKLM) und mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Seilabschnitt befindlichen, über eine differentiale Seilführung (60 bis 78) geführten dritten Seilabschnitt (NOP) zur jeweils gegensinnigen Veränderung der Längen des ersten und zweiten Seilabschnittes vorgesehen ist.

2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die differentiale Seilführung eine erste Seilscheibe (62) für den ersten Seilabschnitt (ABCDEFG), eine zweite Seilscheibe (60) für den zweiten Seilabschnitt (HlJKLM) und eine differentialartige Ausgleichsvorrichtung (72 bis 78) für die Drehung der ersten und der zweiten Seilscheibe aufweist.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die differentiale Seilführung (60 bis 78) einen drehbaren Lagerblock (70) mit daran jeweils um eine eigene AJise (72; 74) drehbar angeordneten dritten und vierten Seilscheiben (76, 78) aufweist und die Achsen der dritten und der vierten Seilscheibe zur Synchronisierung um die Achse (64) des Lagerblocks verdrehbar sind.