DE1933677C3 - Einrichtung zum Anzeigen und zeitabhängigen Aufzeichnen von Betriebs- und/oder Produktionsdaten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anzeigen und zeitabhängigen Aufzeichnen von Betriebs- und/oder Produktionsdaten einer Maschine, Produktionsanlage oder dergleichen, mit einem topfförmigen Gehäuse mit einem schwenkbar an diesem befestigten, zum analogen Anzeigen mindestens einer Meßgröße ausgebildeten Deckel, in dem sich Mittel zum Aufnehmen und zeitabhängigen Transportieren eines kreisscheibenförmigen Aufzeichnungsträgers befinden, sowie mit elektromagnetischen Stellgliedern, insbesondere elektrisch betriebenen Motoren, zum meßwertabhängigen Betätigen der aufzeichnenden und anzeigenden Organe und elektronischen Mitteln zur Steuerung dieser Sieiigiieder.

Zur Aufzeichnung von Betriebs- und/oder Produktionsdaten, wie Drehzahl, Temperatur, Druck, Betriebsund Pausenzeiten, produzierte Stückzahlen eto, von Maschinen und Anlagen, beispielsweise für Zeitstudien, Arbeitsvorbereitung oder Kalkulation sind bereits Registriereinrichtungen bekannt, die einen zeitabhängig angetriebenen band-, trommel- oder kreisscheibenförmigen Aufzeichnungsträger und einen oder mehrere mechanisch oder elektrisch betätigte Schreiborgane aufweisen. Die Deckel dieser Registriereinrichtungen sind häufig aus einem durchsichtigen Material, so daß eine Direktablesung der Aufzeichnung bereits während des Aufzeichnungsvorganges möglich ist Durch das auf dem Aufzeichnungsträger befindliche Skalenraster oder durch am Gehäuse befestigte Hilfsskalen, unter denen sich der Aufzeichnungsträger hindurchbewegt, kann eine ziemlich genaue Direktablcsung vorgenommen werden, allerdings nur aus geringer Entfernung. Wird eine Direktablesung der aufgezeichneten Meßwerte aus größerer Entfernung — ungefähr ein Meter und mehr — gewünscht, so sind zusätzliche Anzeigeinsirumente erforderlich. Diese erhöhen nicht nur den Platzbedarf einer derartigen Einrichtung, sondern verteuern sie auch nicht unerheblich wegen der Verwendung eines zweiten Merkmals und wegen der häufig erforderlichen zusätzlichen Mittel zur Ausschaltung einer eventuell auftretenden Beeinflussung des Meßwerks des Anzeigeinstrumentes durch das die Registriereinrichtung betätigende Meßwerk. Sind darüber hinaus die Schreiborgane hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch betJtigbar, so werden zusätzlich Meßwandler für die Anzeigeinstrumente benötigt.

Man ist daher, insbesondere zur Betriebsüberwachung von Kraftfahrzeugen, zu Einrichtungen übergegangen, bei denen die zur Anzeige und zum Aufzeichnen erforderlichen Elemente in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind. Diese bekannten Einrichtungen bestehen aus einem topfförmigen Gehäuse mit einem schwenkbar an diesem befestigten Deckel, der mindestens zum analogen Anzeigen einer Meßgröße, beispielsweise der Geschwindigkeit, ausgebildet ist. Im topfförmigen Gehäuse befindet sich das Meßwerk, im allgemeinen ein Wirbelstrommeßwerk, und die zur Aufzeichnung der gewünschten Betriebsdaten erforderlichen Organe, wie Schreibstifte oder dergleichen, während im Deckel die Organe zum analogen Anzeigen

und die Mittel zur Aufnahme und zum zeitabhängigen Transport eines kreisscheibenförmigen Aufzeichnungsträgers angeordnet sind. Ein derartiger Aufbau hat zur Folge, daß zwischen Deckel und Gehäuse mindestens eine Kupplung zur Übertragung der Bewegung des Meßwertes auf das anzeigende Organ, also beispielsweise einen Zeiger, vorgesehen werden muß, was die Anzeigegenauigkeit naturgemäß verschlechtert und die Feritungskosten wegen der erforderlichen hohen Toleranzen erhöht Ein weiterer schwerwiegender Nachteil einer derartigen Einrichtung ist, daß ein Öffnen der Einrichtung während des Betriebes nicht möglich ist, da nach einer vorgenommenen öffnung der Einrichtung diese wegen des Vorhandenseins der Kupplung nicht mehr geschlossen werden kann. Dadurch kann ein Auswechseln eines beschriebenen Aufzeichnungsträgers gegen einen unbeschriebenen während des Betriebes siner Maschine oder Produktionsanlage nicht vorgenommen werden, es sei denn die Produktionsanlage würde kurzzeitig stillgelegt werden, was insbesondere bei kontinuierlich arbeitenden Anlagen zu enormen Kosten führen würde.

Des weiteren sind ebenfalls nur der Betriebsüberwachung von Kraftfahrzeugen dienende Einrichtungen zum Anzeigen und Aufzeichnen von Betriebsdaten bekannt geworden, bei denen zur Minimierung des Einbauquerschnitts und aus ästhetischen Gründen in einem kastenförmigen oder topfförmigen Gehäuse ein Schubfach für den Aufzeichnungsträger angeordnet ist. In diesem Schubfach befinden sich lediglich die Mitlei zur Aufnahme und zum Transport des kreisscheibenförmigen Aufzeichnungsträgers, während die aufzeichnenden und anzeigenden Organe und deren Betätigungsmittel in dem kastenförmigen oder topfförmigen Gehäuse untergebracht sind, in dem das Schubfach gleitend gelagert ist. Eine derartige Einrichtung vermeidet somit die Verwendung einer oder mehrerer Kupplungen zwischen MeBwerk und anzeigendem Organ, jedoch ergibt sich ein komplizierter und störanfälliger Aufbau. Darüber hinaus besitzen diese Einrichtungen bedingt durch ihren Aufbau entweder eine Bogenskala, deren Ablesbarkeit naturgemäß gegenüber einer kreisförmigen Skala schlechter ist, oder eine durch das Schubfach verkleinerte kreisförmige Skala, deren Ablesbarkeit gegenüber den anderen bekannten Einrichtungen ebenfalls schlechter ist. Zudem haben derartige Einrichtungen eine große Einbautiefc, so daß sie zum nachträglichen Einbau in einen am Maschinenkörper meist vorhandenen Schaltkasten — ein Einbau, wie p.r vielfach gewünscht wird — nicht geeignet ist. Tritt schließlich bei diesen Einrichtungen eine Störung auf, die nicht an Ort und Stelle behoben werden kann, so ist wegen des verschachtelten Aufbaus nicht nur der Gesamtausbau der Einrichtung unumgänglich, sondern auch die Reparatur selbst zeitraubend und schwierig.

Bei einer anderen bekannten der Betriebsüberwachung von Kraftfahrzeugen dienenden Anzeige- und Aufzeichnungseinrichtung sind sämtliche Bauelemente mit Ausnahme einer am Gehäuseboden befestigten Druckplatte im Deckel des Gehäuses angeordnet. Dadurch kann zwar auf eine Kupplung zwischen Meßwerk und anzeigendem Organ verzichtet werden, jedoch ergibt sich ein komplexer, verschachtelter Aufbau wie bei der zuvor beschriebenen Einrichtung mit all den damit verbundenen Nachteilen. Hinzu kommt, daß auch diese Einrichtung nicht während des Betriebs geöffnet werden kann, cia bei der Entfernung des Aufzeichnungsträgers von der Druckplatte, wie sie beim öffnen des Deckels auftritt, eine einwandfreie Aufzeichnung nicht mehr möglich ist.

Diese Nachteile der bekannten Einrichtungen sollen durch die Erfindung beseitigt werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Anzeigen und zeitabhängigen Aufzeichnen von Betriebs- und/ oder Produktionsdaten zu schaffen, die einen reparatur- und wartungsfreundlichen Aufbau besitzt und auch bei geöffnetem Deckel die Aufzeichnung von Meßwerten zuläßt

Diese Aufgabe wird ausgehend von der Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elektromagnetischen Stellglieder und die von diesen betätigten Organe im Deckel und die elektronischen Mittel auf einer oder mehreren Leiterplatten am oder in der Nähe des Bodens des Gehäuses angeordnet und die elektromagnetischen Stellglieder und die elektronischen Mittel über Steuerleitungen miteinander verbunden sind, und daß zumindest im Bereich der Aufzeichn^igsorgane eine schwenkbare Stütze für den Rand des Aufzeichnungsträgers vorhanden ist

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Einrichtung erhalten, die im Falle einer Störung eine einfache und zeitsparende Reparatur aufgrund der Trennung von Mechanik und Elektronik ein rseits und der möglichen übersichtlichen Anordnung der mechanischen bzw. elektromagnetischen Bauteile im Deckel andererseits zuläßt und ein öffnen des Deckels während des Betriebs ohne Unterbrechung der Aufzeichnung gestattet. Dadurch wird beim Auswechseln des Aufzeichnungsträgers während des Betriebes die Zeitspanne, während der keine Aufzeichnung erfolgt, so klein — etwa 2—3 Sekunden —, daß eine über mehrere Aufzeichnungsträger gehende beinahe kontinuierliche Aufzeichnung der Betriebs- und/oder Produktionsdaten erfolgt. Die Einrichtung besitzt auch eine gute und genaue Ablesbarkeit der analogen Anzeige bedingt durch die kreisförmige Skala, die sich über nahezu den gesamten Einbauquerschnitt ausdehnt, eine geringe Einbautiefe und eine geringe Störanfälligkeit der Einrichtung wegen der Steuerung und elektromagnetischen Bauelemente durch elektronische Mittel.

Nachfolgend sei die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Im einzelnen zeigt in zum Teil schematischer Darstellung die

F i g. 1 ein Blockschaltbild des elektrischen Teils der Einrichtung,

Fig. 2 eine Rückansicht des Deckels mit teilweise abgenommener Schutzhaube und

Fig.3 eine teilgeschnittene Seitenansicht der Einrichtung mit aufgeklapptem Deckel.

Wie insbesondere aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, weist die Einrichtung zum Anzeigen und zeitabhängigen Aufzeichnen von Btiriebs- und/oder Produktwnsdaten einer Maschine, Produktionsanlage oder dergleichen einen elektronischen Steuerteil I und einen elektrischmechanischen Tei' Il auf, wobei der erstere auf einer Leiterplatte 1 (Fig. 3) in der Nähe des Bodens des topfförmigen Gehäuses 2 und der letztere im Deckel 3 angeordnet ist, der schwenkbar am Gehäuse 2 befestigt ist. Zum analogen Anzeigen und Aufzeichnen einer zeitlich schwankenden Meßgröße, wie beispielsweise Drehzahl, Temperati'r oder Druck, ist ein an sich bekannter selbsttätiger Kompensator vorgesehen, dessen Nullmotor 4 und dessen mit der Nullmotorwelle 5 gekuppelter Schleifer des Einstellwiderstandes 6 im

Deckel 3 angeordnet sind. Die Speisung des Nullmotors 4 erfolgt über den Differenzverstärker 7, dessen elektronische Bauelemente sich auf der Leiterplatte 1 befinden und dessen einer Eingang 8 an ein die zu messende physikalische Größe in eine Gleichstromgröße umwandelndes Netzwerk angeschlossen wird. Der Instrumentenzeiger 9 und das Aufzeichnungsorgan 10 können unmittelbar, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes, mit der Welle 5 des Nullmotors 4 in Wirkverbindung stehen, oder mittelbar über die Welle 11 eines im Deckel 3 angeordneten Generators 12, der kraft- oder formschlüssig mit dem Nullmotcr 4 je nach dessen Drehzahl unterschiedlich stark verringert. Durch die Anordnung eines solchen Generators 12 ergibt sich also eine elektromechanische Gegenkopplung, durch die der Abgleich des Kompensators überschwingungsfrei durchgeführt wird. Die Betätigung des Instrumentenzeigers 9 erfolgt über das Ritzel 13, uää aiii lici Gciiciaioi welle ίί siUi ιΐΐιύ in ein entsprechendes, auf der Instrumentenzeigerachse befestigtes Zahnrad, das der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet ist, eingreift. Dieses Zahnrad kämmt darüber hinaus mit einer nicht dargestellten Zahnstange, die an dem Träger 14 befestigt ist, der in einer aus zwei Stangen 15 und 16 bestehenden Führung gleitend gelagert ist und das Aufzeichnungsorgan 10 trägt.

Zum digitalen Anzeigen und analogen Aufzeichnen einer zeitlich zu- oder abnehmender, Meßgröße, wie beispielsweise der produzierten Stückzahl, ist in an sich bekannter Weise ein Schrittmotor 17 vorgesehen, der ein im Deckel 3 angeordnetes, durch einen Ausschnitt 18 im Zifferblatt 19 ablesbares Rollenzählwerk 20 und ein entsprechendes Aufzeichnungsorgan 21 betätigt. Der Antrieb des Fiollenzählwerkes 20 erfolgt über ein auf der Schrittmotorwelle 22 sitzendes Ritzel 23 — F i g. 2 —, das mit einem Zahnrad 24 kämmt, welches seinerseits in Wirkverbindung mit der Welle 25 des Rollenzählwerkes 20 steht. Am freien Ende der Welle 25 befindet sich ein weiteres Ritzel 26, das über ein Zahnrad 27 eine nicht dargestellte Herzkurve zur Auslenkung des Aufzeichnungsorgans 21 antreibt. Aus fertieunss- und mnntasreterhnisrhen Gründen sind der Schrittmotor 17, das Rollenzählwerk 20 und das Aufzeichnungsorgan 21 in einer Baueinheit zusammengefaßt. Die Speisung des Schrittmotors 17 kann unmittelbar durch einen Impulsgeber erfolgen — beispielsweise durch einen von den zu zählenden Stüc! en betätigten Schalter — oder mittelbar durch Zwiochenschalten eines Frequenzteilers 28 und eines Verstärkers 29 zwischen Impulsgeber und Schrittmotor 17. Letzteres wird insbesondere dann unternommen werden, wenn eine Impulszahluntersetzung erforderlich ist, wie dies beispielsweise bei Durchflußmeßgeräten der Fall ist, bei denen das strömende Medium einen elektrischen Generator antreibt, dessen abgegebene Frequenz der jeweiligen Durchflußmenge proportional ist.

Zum Transport des kreisscheibenförmigen Aufzeichnungsträgers 30 ist am zweckmäßigsten ein von einem Quarzoszillator 31 gespeister Synchronmotor 32 vorgesehen, was den Vorteil hat, daß die Einrichtung auch mit einer Gleichspannungsquelle betrieben werden kann und ein Aufziehen wie dies bei einem Federwerk erforderlich ist, entfällt. Um den Raumbedarf des Quarzoszillators 31 möglichst klein zu halten, empfiehlt es sich, ihn für eine hohe Schwingungsfrequenz auszulegen und zwischen Quarzoszillator 31 und Synchronmotor 32 einen Frequenzteiler 33 vorzusehen.

Zur Aufnahme des Aufzeichnungsträgers 30 ist ein Teller 34 mit einem Zentrierzapfen 35 vorhanden, der an seinem Umfang eine Nase 36 zur cirehsicheren Festlegung und einen Schwenkhebel 37 zur axialen Sicherung des Aufzeichnungslrägers 30 besitzt. Am Umfang des Tellers 34 ist ein Zahnkranz 38 vorhanden, in den ein kraftschlüssig mit der Welle 39 des Synchronmotors 32 gekuppeltes Zahnrad 40 eingreift. Die kraftschlüssige Kupplung der Synchronmotorwelle 39 mit dem Zahnrad 40 erfolgt am zweckmäßigsten über ein ähnliches Uhrwerksgetriebe 41, was den Vorteil mi' sich bringt, daß ohne großen Aufwand zusätzlich zu den Meßgrößen auch die jeweilige Uhrzeit angezeigt werden kann.

Zur Beleuchtung des von einem Blendenring 42 und einem Deckglas 43 — F i g. J — abgedeckten Zifferblattes 19 sind zwei Lampen vorgesehen, die in die beiden Lampenfassungen 44 eingeschraubt oder eingesteckt

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Bauelemente ist der rückwärtige Teil des Deckels 3 mit einer Haube 45 abgedeckt, die lediglich öffnungen für die Aufzeichnungsorgane 10 und 21 sowie den Teller 34 aufweist. Schließlich befindet sich am Deckel 3 noch ein Knebelverschluß 46, der bei geschlossenem Deckel 3 in ein entsprechendes am Gehäuse 2 befestigtes Teil 47 eingreifen kann.

Der aus dem Differenzverstärker 7, dem Quarzoszillator 3! .ind dem Frequenzteiler 33, sowie gegebenenfalls dem Frequenzteiler 28 und dem Verstärker 29 bestehende elektrische Steuerteil I ist, wie bereits erwähnt, auf einer Leiterplatte ! angeordnet, die — F i g. 3 — über Abstandshalter 48 jn einem Zwischenboden 49 befestigt ist, der auf einem ringförmigen Träger 50 angeschraubt ist, welcher seinerseits fest im Gehäuse sitzt. Die Befestigung der Leiterplatte 1 am Zwischenboden 49 erfolgt am zweckmäßigsten mittels einer oder mehrerer Steckverbindungen, was die Montage und Demontage der Leiterplatte 1 erheblich erleichtert. Darüber hinaus können zum gleichen Zweck die Steuerleitungen, die den elektrisch-mechanischen Teil II mit dem Steuerteil I verbinden, über mindestens eine SteckerkuDDlune 51 mit der LeiterDlatte 1 bzw. gegebenenfalls mit den Leiterplatten verbunden sein. Um ein Verheddern der einzelnen Steuerleitungen zu vermeiden, empfiehlt es sich, diese zu einer Bandleitung 52 zusammenzufassen und den im Gehäuse 2 verlaufenden Leitungsteil in einer Leitungsspannvorrichtung 53 festzulegen. Diese besteht aus einem drehbar am Zwischenboden 49 angelenkten Hebel 54, über dessen Drehachse 55 und über dessen freies federgefesseltes Ende die Bandleitung 52 in gespanntem Zustand geführt ist.

Da die Aufzeichnungsorgane 10 und 21 einen gewissen Druck auf den Aufzeichnungsträger 30 während des Aufzeichnens ausüben und darüber hinaus der Aufzeichnungsträger 30 im allgemeinen relativ dünn ist und sich somit leicht durchbiegen kann, ist zumindest im Bereich der Aufzeichnungsorgane 10 und 21 eine schwenkbare Stütze 56 für den Rand des Aufzeichnungsträgers 30 an der Abdeckhaube 45 befestigt Die Stütze 56 weist einen den Rand des Aufzeichnungsträgers 30 untergreifenden Lappen 57 und einen den Aufzeichnungsträgerrand übergreifenden Lappen 58 sowie eine Handhabe 59 auf, mit der die Stütze 56 entgegen einer Federkraft nach außen geschwenkt werden kann. Die Verwendung einer feststehenden Stütze, wie sie bei bekannten Einrichtungen vorgesehen ist, ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht

empfehlenswert, da beim [Einschieben des Aufzeichnungsträgers 50 in eine solche Stütze die Schreibfläche des Aufzeichnungsträgers 30 in Aufzeichnungsorgane 10 und 21 berühren und dadurch der Aufzeichnungsträger 10 in unerwünschter Weise 'icschrieben würde.

Hierzu .1 Bkitt 7x .-hnuniien

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Anzeigen und zeitabhängigen Aufzeichnen von Betriebs- und/oder Produktionsdaten einer Maschine, Produktionsanlage oder dergleichen, mit einem topfförmigen Gehäuse mit einem schwenkbar an diesem befestigten, zum analogen Anzeigen mindestens einer Meßgröße ausgebildeten Deckel, in dem sich Mittel zum Aufnehmen und zeitabhängigen Transportieren eines kreisscheibenförmigen Aufzeichnungsträgers befinden, sowie mit elektromagnetischen Stellgliedern, insbesondere elektrisch betriebenen Motoren, zum meßwertabhängigen Betätigen der aufzeichnenden und anzeigenden Organe und elektronischen Mitteln zur Steuerung dieser Stellglieder, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Stellglieder (4, 12, 17, 32) und die von diesen betätigten Organe (9, 10, 20, 21) im Deckel und die elektronischen Mittel (7,28,29,31,33) auf einer oder mehreren Leiterplatten am oder in der Nähe des Bodens des Gehäuses (2) angeordnet und die elektromagnetischen Stellglieder (4, 12, 17, 32) und die elektronischen Mittel (7, 28, 29, 31, 33) über Steuerleitungen (52) miteinander verbunden sind, und daß zumindest im Bereich der Aufzeichnungsorgane (10, 21) eine schwenkbare Stütze (56) für den Rand des Aufzeichnungsträgers (30) vorhanden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum analogen Anzeigen und Aufzeichnen einer zeitlich schwankenden Meßgröße (Drehzahl, Temper;'.ur, Druck) ein an sich bekannter selbsttätiger Kompensator mit "^;nem Nullmotor (4) und einem mit der Nullmotorwelle (5) gekuppelter Einstellwiderstand (6) vorgesehen ^:*i.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum überschwingungsfreien Abgleich des (Compensators der Nullmotor (4) kraftschlüssig mit einem Generator (12) gekuppelt ist, der die Speisespannung des Nullmotors (4) je nach dessen Drehzahl unterschiedlich stark verringert.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum digitalen Anzeigen und analogen Aufzeichnen einer zeitlich zu- oder abnehmenden Meßgröße (Stückzahl, Durchflußmenge) in an sich bekannter Weise ein Schrittmotor (17) vorgesehen ist, der ein Rollenzählwerk (20) und ein entsprechendes Aufzeichnungsorgan (21) betätigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (17), das Rollenzählwerk (20) und das Aufzeichnungsorgan (21) in einer Baueinheit zusammengefaßt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport des kreisförmigen Aufzeichnungsträgers (30) ein von einem Quarzoszillator (31) gespeister Synchronmotor (32) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) ein Zwischenboden (49) vorhanden ist, an dem die Leiterplatte (1) bzw. Leiterplatten mittels einer oder mehrerer Steckverbindungen befestigt sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungen über mindestens eine Steckerkupplung (51) mit der bzw. den Leiterplatten (1) verbunden sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungen zu einer Bandleitung (52) zusammengefaßt sind und der im Gehäuse (2) verlaufende Leitungsteil in einer Leitungsspannvorrichtung(53) festgelegt ist