DE2637574A1

DE2637574A1 - Geschwindigkeitswechseleinrichtung, insbesondere zur skalendehnung bei schreibern fuer spektralphotometer

Info

Publication number: DE2637574A1
Application number: DE19762637574
Authority: DE
Inventors: Michael Alan Ford
Original assignee: PerkinElmer Ltd
Current assignee: PerkinElmer Ltd
Priority date: 1975-08-21
Filing date: 1976-08-20
Publication date: 1977-03-24
Also published as: FR2321642A1; JPS6137568B2; DE2637574C2; FR2321642B1; GB1521736A; US4073198A; JPS5246256A

Description

Patentanwälte O C O Π C Π L

DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGAST

D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895

Patentanmeldung

Perkin-Elmer Limited, Post Office Lane, Beaconsfield Buckinghamshire HP 9 1QA England

Geschwindigkeitswechseleinrichtung, insbesondere zur Skalendehnung bei Schreibern für Spektralphotometer

Die Erfindung betrifft eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung, bei welcher das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen einem ersten beweglichen Glied und einem zweiten beweglichen Glied wahlweise innerhalb eines vorgegebenen Bereiches von Geschwind igkeitsverhältnis sen veränderbar ist, und bezieht sich speziell auf die Anwendung einer solchen Einrichtung auf ein Registriergerät, bei welchem eine abhängige Variable auf einem Aufzeichnungsträger, wie einem Schreibstreifen, über einer unabhängigen Variablen aufgezeichnet wird, deren Maßstab von dem Benutzer innerhalb eines vorgegebenen Bereiches verändert werden kann. ■

Obwohl eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung üblicherweise eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle und irgendwelche dazwischenliegende Mittel aufweist, durch welche das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen diesen beiden veränderbar ist, brauchen die beiden vorerwähnten beweglichen Glieder

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nicht durch drehbare Glieder dargestellt zu sein sondern können gleicherweise von geradlinig beweglichen Gliedern gebildet werden. Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise in dem Fall anwendbar, in dem jedes der beweglichen Glieder von einem Linearschrittmotor gebildet ist und ein Bereich von Geschwindigkeitsverhältnissen zwischen diesen beiden durch Steuerung des Frequenzverhältnisses der auf den einen und den anderen Linearschrittmotor gegebenen Antriebsimpulse erzielt wird. Die Äquivalenz in Bezug auf die vorliegende Erfindung zwischen Drehbewegungen und geradlinigen Bewegungen oder tatsächlich Bewegungen längs jeder vorgegebenen Bahn wird im weiteren Verlauf der Beschreibung offenkundig werden.

Die Natur und Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitswechseleinrichtung sowie die speziellen Probleme, die bei ihrer Anwendung auf ein Registriergerät der vorerwähnten Art auftreten, sind besser zu verstehen bei Bezugnahme auf ein praktisches Beispiel. In der nachfolgenden Beschreibung wird der Fall einer Geschwindigkeitswechseleinrichtung betrachtet, durch welche ein Bereich von wählbaren Abszissenmaßstäben ("Skalendehnungen") bei einem mit einem Registrierstreifenschreiber ausgerüsteten Spektralphotometer vorgesehen werden kann. Diese Art von Gerät stellt einige Anforderungen, welche nicht durch übliche Getriebe und ähnliche Geschwindigkeitswechseleinrichtungen erfüllt werden. Dadurch wird gut die Art von Situation verdeutlicht, in welcher die vorliegende Erfindung nützlich ist.

Bei einem Spektralphotometer stellt die Abszisse gewöhnlich die Wellenzahlabtastung dar, und der zu irgendeiner Zeit von einem Ausgangspunkt der Abtastung aus erreichte Abtastwert wird von dem entsprechenden Drehwinkel einer Welle gebildet, die man als Wellenzahlwelle bezeichnen kann und die im Sinne der vorliegenden Erfindung das "erste bewegliche Glied" darstellt.

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Ob durch die Wellenzahlwelle als Abszissenauslenkung eine bewegliche Schreibfederbrücke relativ zu einem stillstehenden Aufzeichnungsträger odeir ein Aufzeichnungsträger relativ zu einer stillstehenden Schreibfederbrücke beweglich ist, ist im Hinblick auf die vorliegende Erfindung äquivalent, und diese beiden Arbeitsweisen sind tatsächlich mit der Erfindung gleichermaßen vereinbar. Es ist daher zur Vereinfachung der Darstellung zweckmäßig, speziell auf eine dieser Arbeitsweisen Bezug zu nehmen. Hierfür wird die letztere Arbeitsweise gewählt, und es wird angenommen, daß der Aufzeichnungsträger die Form einer Rolle von perforiertem Papier hat, die von einer Zackenrolle angetrieben wird. Die Welle dieser Zackenrölle stellt das besagte "zweite bewegliche Glied" dar und wird in der verallgemeinerten Formulierung als."Schreiberwelle" bezeichnet.

Wenn in dem Gerät konstruktiv keine Abszissendehnung vorgesehen ist, ist es üblich, daß die Schreiberwelle durch die Wellenzahlwelle des Gerätes mit irgendeinem festen übersetzungsverhältnis angetrieben wird. Es tritt ein Phasensynchronisationsproblem auf, wenn ein übliches Getriebe, das einen Bereich von verwendbaren Geschwindigkeitsverhältnissen ermöglicht, zwischen die Wellenzahlwelle und die Schreiberwelle eingeschaltet wird, weil zwischen den beiden Wellen keine leicht feststellbare Winkelbeziehung besteht, wenn nach Unterbrechung der Wellenlängenabtastung in einer Zwischenstellung zwischen den Grenzen des Abtastbereiches und nach Umschaltung des Getriebes auf seine neutrale "Leerlaufstellung" und Wahl eines neuen Geschwindigkeitsverhältnisses die Abtastung wiederaufgenommen wird.

Wenn der Benutzer die Möglichkeit einer Skalendehnung ausnutzen will, wird normalerweise ein unmarkierter Aufzeichnungsträger oder ein solcher mit einer Reihe von in gleichen Abständen angeordneten, ungeeichten Gitterlinien verwendet, da es

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nicht praktisch wäre, auf dem gleichen Aufzeichnungsträger eine Eichung für jede der vorgesehenen Skalendehnungen anzubringen. Der Verlust einer interpretierbaren Winkelbeziehung zwischen den beiden Wellen hätte folgende Konsequenz: Der Benutzer will verschiedene Werte der Skalendehnung ausgehend von einem vorgegebenen Wert der Wellenzahl entsprechend einem gewählten Bezugspunkt auf dem Aufzeichnungsträger ausprobieren. Der Bezugspunkt kann dabei eine vom Benutzer angebrachte Marke oder eine vorgegebene Linie des Abszissengitters sein. Er muß dann nach jedem Lauf den Wellenzahlantrieb umkehren, bis an der Wellenzahlskala der vorgegebene Wert der Wellenzahl erscheint, und so den Ausgangspunkt wieder einstellen. Dann muß er von Hand den Aufzeichnungsträger auf den besagten Bezugspunkt einstellen. Das sind zwei mühsame Aufgaben, von denen keine leicht mit guter Reproduzierbarkeit durchgeführt werden kann.

Die praktische Folge des dabei fast unvermeidlichen Auftretens einer inkonstanten Abszissenverschiebung bei jeder Wiederaufnahme der Abtastung im Anschluß an die Wahl eines neuen Abszissenmaßstabs ist, daß der Benutzer vollständig ins Schwimmen kommt, wenn er mit vernünftiger Genauigkeit die Wellenzahl ablesen soll, die einem ihn interessierenden spektralen Merkmal entspricht. Den Abszissenteilungen mangelt nämlich jede wiederholbare Phasenbeziehung zu der Wellenlängenskala, und daher kann den Abszissen-Gitterlinien oder irgendwelchen zwischen den Gitterlinien markierten Unterteilungen kein definierter Wert, der in Beziehung zu dem Dehnungsfaktor steht, zugeordnet werden. Das gilt sowohl bei der wiederholten Abtastung des gleichen Bereichs des Spektrums mit verschiedenen Abszissendehnungen als auch bei der Dehnung nur bestimmter Bereichewährend eines einzigen Laufs.

Wenn ein geeichter Aufzeichnungsträger in ungeeichter Arbeitsweise verwendet werden sollte um gewisse Bereiche des beobachteten Spektrums zu dehnen, würde der Benutzer eine ähnliche Schwierigkeit bei der Phasensynchronisation haben, wenn er von der ungeeichten Arbeitsweise zur geeichten Arbeitsweise übergeht und umgekehrt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung der eingangs definierten Art zu schaffen, welche bei jedem Wechsel des Geschwindigkeitsverhältnisses eine Phasensychronisation der beiden beweglichen Glieder gestattet.

Der Erfindung liegt die spezielle Aufgabe zugrunde, eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung zur Abszissenmaßstabänderung bei einem registrierenden Spektralphotometer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Geschwindigkeitswechseleinrichtung enthaltend: ein erstes bewegliches Glied und ein zweites bewegliches Glied, Geschwindigkeitsübertragungsmittel zur Bestimmung der Relativbewegung der beiden Glieder zueinander derart, daß dazwischen verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse aus einem vorgegebenen Bereich herstellbar sind und Mittel zum Wählen eines gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisses, welche Geschwindigkeitswechseleinrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine Phasensynchronisationsanordnung, welche es gestattet, die Wege der beiden beweglichen Glieder vor Einschaltung eines neuen Geschwindigkeitsverhältnisses mit wiederholbarer Genauigkeit so einzustellen, daß bei Vorgabe eines Grundschrittes des Weges des ersten beweglichen Gliedes, aufeinanderfolgende Wegschritte des ersten beweglichen Gliedes aus einer UrSprungsstellung desselben, von denen jeder einem genauen Bruchteil oder Vielfachen des besagten Grundschrittes des Weges entspricht, welcher Bruchteil oder welches Vielfache durch die gewählte Skalendehnung oder Skalenstauchung bestimmt ist, stets aufeinanderfolgenden gleichen und unveränderlichen Wegschritten des zweiten beweglichen Gliedes aus einer Ursprungsstellung desselben entsprechen, gleichgültig wo hinter der Ursprungsstellung des ersten beweglichen Gliedes der Geschwindigkeitswechsel stattfindet.

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Die obige Formulierung kann bequem an dem Beispiel eines Spektralphotometers erläutert werden. Wenn man einmal als Grundschritt des Weges des ersten beweglichen Gliedes den Winkel annimmt, um den eine von der Wellenzahlwelle des Spektralphotometers angetriebene Eingangswelle der Geschwindigkeitswechseleinrichtung von der dem Abtastursprung entsprechenden Stellung fortgeschaltet werden muß, um aufeinanderfolgende Intervalle von jeweils 100-Wellenzahlen abzutasten, und wenn man annimmt, daß jeder der gleichen und unveränderlichen Wegschritte des zweiten beweglichen Gliedes dem Winkel entspricht, um den eine mit der Schreiberwelle des Spektralphotometers verbundene Ausgangswelle der Geschwindigkeitswechseleinrichtung fortgeschaltet werden muß, um eine Fortschaltung des Aufzeichnungsträgers um Strecken von jeweils 1 Zentimeter gegenüber dem Ursprung des Aufzeichnungsträgers zu bewirken, dann muß jede Strecke von 1 Zentimeter den genauen Bruchteil (im Falle einer Skalendehnung) oder das genaue Vielfache (im Falle einer Skalenstauchung) eines Intervalls von 100 Wellenzahlen darstellen, der bzw. das durch die eingeführte Maßstabänderung bestimmt ist.

Somit würde bei dem Normalabszissen oder "x1"-Betrieb (x bedeutet "mal") jede Strecke von 1 Zentimeter 100 Wellenzahlen darstellen. In dem "x2"-Betrieb würde sie 100/2 = 50 Wellenzahlen darstellen, in dem "x4"-Betrieb 100/4 = 25 Wellenzahlen usw. Es würde kein Problem der Phasensynchronisation auftreten, wenn die Wellenzahlwelle stets in ihre Ursprungslage zurückgeführt würde, bevor eine Maßstabänderung vorgenommen wird, weil es klar ist, daß im Ursprung alle Maßstäbe zusammenfallen müssen. Das Problem tritt auf, wenn die Maßstabänderung hinter dem Abtastursprung vorgenommen wird.

Eine hauptsächlich mechanische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in der Weise aufgebaut sein, daß die Phasensynchronisationseinrichtung pro vorgesehenes Geschwindigkeitsverhältnis eine formschlüssige Kupplung enthält, daß diese

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Kupplung jeweils einen Teil aufweist, der in seiner Bewegung auf das erste bewegliche Glied bezogen ist, einen Teil, der in seiner Bewegung auf den zweiten beweglichen Teil bezogen ist, und Mittel zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen den beiden Teilen nach vorgegebenen Wegabschnitten des einen Teils relativ zu dem anderen von einem Punkt zulässiger Verbindung zu dem nächsten Punkt zulässiger Verbindung, welche letzteren Mittel einen Teil der Mittel zum Wählen eines gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisses bilden, wobei die besagten Wegabschnitte durch den Maßstab bestimmt sind, der durch das über die Kupplung hergestellte Geschwindigkeitsverhältnis ermöglicht wird.

Bei dem vorerwähnten Spektralphotometer, in welchem x1-, x2- und x4-Maßstäbe vorgesehen sind, würde ein Eingriff in der dem Ursprungspunkt des Aufzeichnungsträgers entsprechenden Stellung möglich sein und danach nach jeweils 1 Zentimeter Strecke bei "x1", weil bei diesem Maßstab 1 Zentimeter 100 Wellenzahlen entspricht, was der Grundschritt ist. Ein Eingriff wäre möglich alle 2 Zentimeter bei der Skalendehnung "x2", da bei "x2"-Betrieb 1 Zentimeter 50 Wellenzahlen entspricht und zwei solche Strecken erforderlich sind um ein Wegintervall zu ergeben, das einem 100 Wellenzahlen Grundschritt entspricht. Schließlich wäre ein Eingriff alle 4 Zentimeter im "x4"-Betrieb möglich. Da die Phasensynchronisationseinrichtung wirksam die Wegintervalle identifiziert, die in dem gewählten Maßstab dem Grundschritt entsprechen, so folgt, daß, gleichgültig wo die Wellenzahlabtastung unterbrochen wird, die Phasensynchronisationseinrichtung des einzuschaltenden Maßstabs, d.h. des neuen verlangten Maßstabs, es dem Benutzer gestattet, den Eingriffspunkt zwischen ihren beiden Teilen zu finden, der der in dem auszuschaltenden Maßstab, d.h. dem ersetzten alten Maßstab, erreichten Wellenzahlanzeige entspricht, wie diese an der Wellenzahlskala angezeigt wird. M.a.W. der Benutzer kann den Maßstab willkürlich ändern und sicherstellen, daß die Abszisse eine richtige Anzeige in dem gewählten Maßstab liefert.

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Um die richtige Phasensynchronisation zu erhalten, kann er entweder den Aufzeichnungsträger neu einstellen, während das Gerät nicht abtastet, oder er kann den Aufzeichnungsträger in Ruhe lassen und das Gerät abtasten lassen, bis eine Antriebsverbindung mit dem Aufzeichnungsträger im nächsten auftretenden Eingriffspunkt der den neu gewählten Maßstab ermöglichenden Phasensynchronisationsmittel automatisch wiederhergestellt wird. Diese letztere Arbeitsweise läßt notwendigerweise eine Lücke in dem abgetasteten Spektrum, wenn nicht der Eingriffspunkt zufällig mit dem Punkt zusammenfällt, in welchem die Abtastung des abgeschalteten Maßstabs unterbrochen wurde. Der Benutzer kann die Kontinuität aufrechterhalten, wenn er wünscht, indem er das Instrument nach dem Anhalten zurückfährt und dann in dem neuen Maßstab wieder vorwärtsbewegt, wodurch eine angemessene Überlappung zwischen den beiden Maßstäben zur Aufrechterhaltung der Kontinuität gewährleistet ist.

Jede Phasensynchronisationseinrichtung kann einen Teil enthalten, welcher formschlüssig in einen aus einer Folge von in gleichen Abständen angeordneten Mitnahmebereichen des anderen Teils eingreift, so daß die Wegbeziehung zwischen den beiden beweglichen Gliedern erfindungsgemäß bei jeder Maßstabänderung genau justierbar ist.

Bei einer bevorzugten mechanischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die direkt bei einem Spektralphotometer anwendbar ist, können das erste bewegliche Glied und das zweite bewegliche Glied von einer Eingangswelle bzw. einer Ausgangswelle der Geschwindigskeitswechseleinrichtung gebildet sein und die Geschwindigkeitsübertragungsmittel eine Mehrzahl von Zahnradvorgelegen aufweisen, die in ständigem Eingriff sind. Die Phasensynchronisationsanordnung kann pro Zahnradvorgelege eine Phasensynchronisationseinrichtung enthalten, wobei jedes Zahnradvorgelege leerlaufen kann, wenn es nicht durchseine eigene Phasensynchronisationseinrichtung in Antriebsverbin-

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dung gebracht wird. Ein Teil der Phasensynchronisationseinrichtung kann die Form einer drehbaren Scheibe haben, die längs ihres Umfanges in gleichen Abständen mit Durchbrüchen versehen ist, und der andere Teil kann von einem gleichachsig zu der Scheibe drehbaren Arm gebildet sein, der einen Stift trägt, welcher bei Fluchtung mit einem der Durchbrüche formschlüssig in diesen hineinbewegbar ist. Die Anzahl der Durchbrüche ändert sich naturgemäß in Abhängigkeit von dem Maßstab,, bei welchem die jeweilige Phasensynchronisationseinrichtung wirksam wird, und davon, ob der drehbare Arm oder die Scheibe direkt mit dem einen oder dem anderen der beiden beweglichen Glieder verbunden ist.

Bei der besagten mechanischen Ausführungsform kann ein Bereich von Skalenänderung in der Weise erhalten werden, daß bei Stillstand der Eingangswelle in ihrer Ursprungsstellung und Verdrehung der Ausgangswelle nach aufeinanderfolgenden gleichen Winkelwegen in jeder der Phasensynchronisationseinrichtungen eine Mitnahmestellung erreicht wird, in welcher der Stift jeweils einem der aufeinanderfolgenden Durchbrüche gegenüberliegt und in diesen eingreifen kann. Diese Winkelwege können, wie gesagt, jeweils einer Strecke von einem Zentimeter auf dem Aufzeichnungsträger entsprechen. Eine solche Anordnung gestattet eine Phasensynchronisation bei jeder Maßstabänderung, indem der Aufzeichnungsträger erforderlichenfalls um nicht mehr als einen Zentimeter verschoben wird oder, wenn die andere Phasensynchronisationsweise gewählt wird, indem ein Wellenzahl Intervall in Vorwärtsrichtung abgetastet wird, das nicht größer ist als das, welches einem Weg des Aufzeichnungsträgers von einem Zentimeter in dem neu gewählten Maßstab entspricht. Das wird aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutlich werden, bei welchem dieses angestrebte Ziel durch eine Untersetzung statt durch eine Übersetzung der Bewegung von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle erreicht wird. Dadurch wird gleichzeitig der zusätzliche Vorteil sichergestellt, daß Herstellungsungenauigkeiten in die übertragene Bewegung untersetzt werden. .

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Bei einer elektrischen Lösung können die Geschwindigkeitsübertragungsmittel von einer elektrischen Anordnung gebildet sein, durch welche verschiedene Frequenzverhältnisse von Antriebsimpulsen zwischen zwei Schrittmotoren herstellbar sind, von denen der eine das besagte erste bewegliche Glied und der andere das besagte zweite bewegliche Glied aufweist. Die Phasensynchronisationsmittel können die Form von Steuerschaltungen annehmen, durch welche nach Wahl eines neuen Skalenfaktors ein Schrittmotor stillstehend gehalten wird, während der andere sich in der einen oder der anderen Richtung bewegt, bis sein abgegriffener Stellweg genau so ist, daß die wesentlichen funktionellen Erfordernisse der vorliegenden Erfindung bei dem einzuschaltenden Geschwindigkeitsverhältnis erfüllt sind. Die beiden Schrittmotoren können naturgemäß entweder umlaufende Motoren oder Linearmotoren sein.

Bei der besagten elektrischen Lösung würde die Phasensynchronisation der beiden beweglichen Glieder bei jeder Maßstabänderung automatisch ohne Eingriff des Benutzers stattfinden. Es kann dafür Sorge getragen werden, daß die Phasensynchronisation nicht mehr als einen der besagten unveränderlichen Wegschritte des zweiten beweglichen Gliedes erforderlich macht. Das ist mit Ausnahme der automatischen Arbeitsweise das elektrische Äquivalent der vorstehend in Verbindung mit dem mechanischen Ausführungsbeispiel getroffenen Vorkehrungen.

Die vorliegende Erfindung kann so auf eine Abszissenmaßstabsänderungseinrichtung eines Spektralphotometers angewandt werden, daß die Abszissenskalen in die richtige, wiederholbare Phasenbeziehung zueinander und zu der Wellenzahlabtastung gebracht werden, derart, daß ungeachtet der Anzahl der Maßstabänderungen bei der Abtastung eines Spektrums ein interessierendes spektrales Merkmal stets mit einem wiederholbaren Grad an Genauigkeit abgelesen werden kann, weil die Gitterlinien die Abszissenskala oder - skalen getreu wieder-

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geben, die während eines Laufes benutzt werden. Dann kann
nämlich jeder Abszissenpunkt, der zwischen zwei aufeinanderfolgende Gitterlinien fällt, stets mit einer Genauigkeit
abgelesen werden, die bei Betrachtung des Aufzeichnungsträgers außerhalb des Gerätes nur durch die Fähigkeit des Benutzers
begrenzt ist, die kleinen Unterteilungen zu unterscheiden, die zwischen den Gitterlinien auf dem Aufzeichnungsträger markiert sind.

Die Erfindung ist nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße, hauptsächlich

mechanische Geschwindigkeitswechseleinrichtung, durch welche eine Wahl von Abszissenmaßstäben bei einem Spektralphotometer ermöglicht wird.

Fig. 2 zeigt im einzelnen eine aus einer Mehrzahl von Phasensynchronisationseinrichtungen, die bei dem Gerät von Fig. 1 vorgesehen sind.

Fig. 3 zeigt die anfängliche Ausrichtung der Mehrzahl von Phasensynchronisationseinrichtungen.

Fig. 4 ist eine sehematische Darstellung und zeigt

die miteinander in Beziehung stehenden Funktionen der Mehrzahl von Phasensynchronisationseinrichtungen.

Fig. 5 ist ein Schaltbild einer im wesentlichen

elektrischen Geschwindigkeitswechseleinrichtung, gemäß einer anderen Ausführungsform der
Erfindung, durch welche eine Wahl von Abszissenmaßstäben bei einem Spektralphotometer ermöglicht Wird.

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Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches zeigt, wie

die in Fig. 5 dargestellten Zähler bei dem ersten Einschalten des Spektralphotometers zurückgestellt werden.

Die Erfindung wird nachstehend durch die Beschreibung einer praktischen Ausführung derselben in der Form einer im wesentlichen mechanischen Geschwindigkeitswechseleinrichtung beschrieben, die eine Anzahl von wählbaren Abszissendehnungen und eine Abszissenstauchung über den gesamten Bereich eines hochauflösenden Infrarot-Spektralphotometers ermöglichen soll. Das Infrarot-Spektralphotometer ist zur Abtastung des Bereiches des infraroten Spektrums zwischen 4ooo cm und 2oo cm ausgelegt. Es liefert das abgetastete Spektrum in der Form einer Spur, die auf einem Registrierstreifen aufgezeichnet ist, welcher mit Abszissen-Gitterlinien in Abständen von einem Zentimeter versehen ist. In der nachfolgenden Beschreibung wird einfach von "Gitterlinien" gesprochen. Das besagte Ausführungsbeispiel soll die Situation verdeutlichen, in welcher die Erfindung besondere Vorteile bietet. Die zu beschreibende allgemeine Lösung sowie die Konstruktion des praktisch ausgeführten Gerätes sind in der Lage, eine Grundlage für die Anpassung an andere Aufgaben als die Aufzeichnung eines Spektrums bei Spektralphotometern zu bilden.

Es wurde als Ausgangspunkt beschlossen, daß es aus den oben erwähnten Gründen zweckmäßiger wäre, die gewünschten Abszissenmaßstäbe durch Untersetzung der Drehbewegung von der Wellenzahlwelle auf die Schreiberwelle über die Geschwindigkeitsübertragungseinrichtung zu erzeugen als durch Obersetzung. Das bedeutet natürlich, daß der höchste Wert der Abszissendehnung zweckmäßigerweise über ein 1:1 Zahnradvorgelege erzeugt werden könnte, wobei dieser besagte Höchstwert als genaues gemeinsames Vielfaches der niedrigeren Werte gewählt wird, die zur Vervollständigung des Bereiches erforderlich sind, wobei jeder Wert über ein gesondertes Zahnradvorgelege erreicht wird.

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In Spektralphotometer-Abszissendehnungeinrichtungen werden häufig Werte der Skalendehnung von x2,.x5 und x1o vorgesehen, obwohl bei hochauflösendem Arbeiten gewisse, dicht benachbarte Peaks in dem Spektrum einiger Verbindungen nicht immer deutlich auf dem-Aufzeichnungsträger aufgelöst werden können, und zwar auch bei einer Dehnung von x1o, ohne daß die x1-Darstellung unangemessen gedehnt wird.·Das hohe Auflösungsvermögen des verwendeten Infrarot-Spektralphotometers macht es wünschenswert, eine maximale Dehnung über eine Dehnung von x1o hinaus vorzusehen. Es wurde das nächste gemeinsame Vielfache, d.h. x2o gewählt.

Es wurde auch eine sehr kompakte Skala vorgesehen, die für gewisse Zwecke, beispielsweise für die Ablage sehr zweckmäßig ist, indem zusätzlich zu der normalen Abszisse x1 eine Abszisse χ q.,5 vorgesehen wurde. Die nachstehende Tabelle 1 gibt die Abszissendehnungen bzw. - Stauchungen und die hierfür vorgesehenen Zahnraduntersetzungen an:

Tabelle 1 Abs ζ is sendehnung Z ahnradunter Setzung

x2o 1:1

x1ο 2:1

x5 4:1

x2 1o:1 ·

x1 , ' 2o:1

xo.5 . 4p:1

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Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine Mehrzahl von Zahnradvorgelegen, von denen jedes ein Paar von Zahnrädern mit ähnlichen Zahnabständen enthält, zwischen zwei parallelen Wellen nur dann untergebracht werden können, wenn die Gesamtzahl der Zähne pro Zahnradvorgelege konstant ist, ergab sich, daß die ersten drei Zahnradvorgelege jeweils so angeordnet werden konnten, daß sie insgesamt 12o Zähne haben und daher zwischen einer Eingangswelle, die von der Wellenzahlwelle angetrieben wird und einer die Schreiberwelle treibenden Ausgangswelle angeordnet werden konnten. Es würde keine Möglichkeit bestehen, die übrigen Zahnradvorgelege unterzubringen, da die Gesamtzahl von Zähnen in jedem Zahnradvorgelege den Wert von 12o überschreiten würde. Sie konnten jedoch untergebracht werden zwischen einer Zwischenwelle und der Ausgangswelle, wenn zwischen der Eingangswelle und der Zwischenwelle eine ständige 1o:1-Untersetzung vorgesehen wurde. Die Gesamtzahl der Zähne pro Zahnradvorgelege würde dann wie bei den ersten drei Zahnradvorgelegen 12o betragen. Diese Lösung wurde gewählt.

Die nächste Betrachtung war die Verwendung von Phasensynchronisationseinrichtungen in Form einer formschlüssigen Kupplung pro Zahnradvorgelege, wobei jede Kupplung eine Kupplungsscheibe mit in gleichen Abständen längs des Umfanges angeordneten Mitnahmedurchbrüchen und einen Stift besitzt, der an dem Ende eines radialen Armes gelagert ist und über die besagten Durchbrüche streichen kann, so daß er formschlüssig in jeden Durchbruch eingreifen kann, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird. Die Kupplungsscheiben sind jeweils drehstarr mit dem schnellstlaufenden Zahnrad des zugehörigen Zahnradvorgeleges verbunden. Die radialen Arme für die x2o-, x1o- und x5- Zahnradvorgelege wurden durch die Singangswelle und der Rest durch die Zwischenwelle verdreht werden.

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Jede 1 Zentimeter-Strecke von Aufzeichnungsträgerweg sollte die Abtastung eines loo-Wellenzahlen-Intervalls darstellen. Das bedeutet, daß die gleiche Strecke ein 5-Wellenzahlen-Intervall in der Betriebsweise x2o, ein lo-Wellenzahlen-Intervall in der Betriebsweise x1o, ein 2o-Wellenzahlen-Intervall in der Betriebsweise x5, ein 5o-Wellenzahl-Intervall in der Betriebsweise x2 und schließlich ein 2oo-Wellenzahlen-Intervall in der Betriebsweise χ o,5 darstellen wird. Da 60 durch 5.1 ο und 2o teilbar ist, war es offensichtlich bequem, die Anordnung so zu treffen, daß eine vollständige Umdrehung der Eingangswelle der Abtastung von 60 Wellenzahlen entspricht, so daß die Erfindung dadurch verwirklicht werden konnte, daß die x2o Kupplungs. scheibe mit 60/5 =12 Durchbrüchen, die x1o Kupplungsscheibe mit 60/1ο = 6 Durchbrüchen und die x5 Kupplungsscheibe mit 6o/2o = 3 Durchbrüchen versehen würde. Bei den übrigen Betriebsweisen würden unter Berücksichtigung der Untersetzung von 1o zwischen der Eingangswelle und der Zwischenwelle die 60 Wellenzahlen der Eingangswelle als 600 zu betrachten sein, so daß die x2 Kupplungsscheibe 6oo/5o =12 Durchbrüche, die x1 Kupplungsscheibe 600/100 = 6 Durchbrüche und die χ ο,5-Kupplungsscheibe 6oo/2oo = 3 Durchbrüche enthält.

Eine praktisch verwirklichte Geschwindigkeitswechseleinrichtung in Gestalt eines Getriebes, das für die Zwecke eines Infrarot-Spektralphotometers gemäß der vorstehenden Spezifikation geeignet ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Eine Getriebeeingangswelle 1, die in Lagern 2 und 3 drehbar ist, welche in dem (nicht dargestellten) Getrieberahmen gehaltert sind, steht in ständiger Antriebsverbindung mit einer parallelen Zwischenwelle 4, die drehbar in den im Rahmen gehalterten Lager 5 und 6 gelagert ist. Der Antrieb wird hergestellt durch ein Ritzel 7 von 24 Zähnen, das mit der Eingangswelle 1 verbunden ist, und einem Zahnrad 8, von 80 Zähnen, das mit einem Zahnrad 9 von 26 Zähnen verbunden ist. Dadurch wird mit diesem eine Zahnradbaugruppe gebildet, die auf einer am Rahmenteil 11 des Getriebe-

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rahmens befestigten Stummelwelle 1o drehbar gelagert ist. Schließlich erfolgt der Antrieb über ein Zahnrad 12 von 78 Zähnen, das mit der Zwischenwelle 4 verbunden ist. Daraus folgt, daß die feste Untersetzung zwischen der Eingangswelle 1 und der Zwischenwelle 4 genau 1o:1 ist.

Eine Getriebeausgangswelle 13, die in den im Rahmen gehalterten Lagern 14 und 15 drehbar ist, ist zwischen der Eingangswelle 1 und der Zwischenwelle 14 angeordnet, wobei die Längsachsen der 3 Wellen parallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene liegen gegenüber welcher die Längsachse der Stummelwelle 1o zum Betrachter hin versetzt ist, so daß das Zahnrad 8 frei von der Ausgangswelle 13 ist.

Im Abstand voneinander angeordnete Ausgangszahnräder 16,17 und 18 mit 6o,8o bzw. 96 Zähnen sind mit der Ausgangswelle 13 verbunden. Jedes Ausgangszahnrad steht ständig in Eingriff mit einem Zahnrad, das auf der Eingangswelle 1o sitzt und einem damit übereinstimmenden Zahnrad, das auf der Zwischenwelle 4 gelagert ist. Das Zahnrad 16 bildet zusammen mit einem anderen Zahnrad 19 auf der Eingangswelle 1 (Untersetzungsverhältnis 1:1) das x2o-Zahnradvorgelege. Es bildet auch mit einem Zahnrad 2o von 6o Zähnen auf der Zwischenwelle 4 (Gesamtuntersetzung 1o:1) das x2 Zahnradvorgelege. In ähnlicher Weise ergibt das Zahnrad 17 durch Eingriff in das Zahnrad 21 von 4o Zähnen (Untersetzung 2:1) das x1o Zahnradvorgelege. Durch Eingriff in das Zahnrad 22 von 4o Zähnen auf der Zwischenwelle 4 (Gesamtuntersetzung 2o:1) ergibt es das x1 Zahnradvorgelege. Schließlich steht das Zahnrad 18 mit dem Zahnrad 23 von 24 Zähnen (Untersetzung 4:1) auf der Eingangswelle 1 in Eingriff und bildet das x5 Zahnradvorgelege. Es steht auch in Eingriff mit dem Zahnrad 24 von 24 Zähnen (Gesamtuntersetzung 4o:1) auf der Zwischenwelle und bildet so das xo,5 Zahnradvorgelege. Es werden so sechs Zahnradvorgelege in konstantem Eingriff miteinander gebildet, von denen jedes insgesamt 12o Zähne enthält.

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Jedes der Zahnräder, die mit den Zahnrädern der Ausgangswelle in Eingriff sind, kann sich frei drehen, wenn nicht eine ihm zugeordnete drehbare, wahlweise betätigbare formschlüssige Kupplung das Zahnrad mit seiner Welle verbindet. Diese Zahnräder werden daher gegebenenfalls nachstehend als Leerlaufzahnräder bezeichnet. Betrachtet man beispielsweise die dem Zahnrad 19 zugeordnete Kupplung auf der Eingangswelle 1, so kann man ein abtriebsseitiges Kupplungsglied in der Form einer Kupplungsscheibe 1 9A erkennen, die gleichachsig zu dem Zahnrad 1.9 und mit diesem verbunden ist, und ein antriebsseitiges Kupplungsglied in der Form eines Trägerblocks 19B, der mittels einer Klemmschraube 19C an die Eingangswelle 1 angeklemmt werden kann und einen schwenkbaren Arm 19D trägt. Der schwenkbare Arm 19D trägt einen Kupplungsstift 19E, der in eine Mehrzahl von damit zusammenwirkenden Mitnahmedurchbrüchen in der Kupplungsscheibe 19A, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind, eingreifen kann. Die Mitnahmedurchbrüche sind in der Kupplungsscheibe 19A in gleichen Abständen längs eines zu der Scheibe konzentrischen Kreises angeordnet. Die Kupplung wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch näher beschrieben.

Eine (in Fig. T nicht dargestellte) Feder schwenkt das den Stift tragende Ende des Armes 19D auf die Kupplungsscheibe 19A hin, wenn dessen anderes Ende frei von dem Gegendruck ist, der darauf von einem federbelasteten Finger 19EMT eines Elektromagneten 19EM ausgeübt wird. Der Elektromagnet 19EM wird von einer elektrischen Stromquelle 25 über einen Druckknopfschalter 19EM2 erregt, der zusammen mit den Schaltern 21EM2, 23EM2, 2oEM2, 22EM2 und 24EM2, welche die Elektromagneten 21EM, 23EM, 2oEM, 22EM bzw. 24EM steuern, einen Schaltersatz SWG bilden, der so ausgebildet ist, daß jeweils ein Schalter auf einmal einrastet, nachdem der vorher eingerastete Schalter zunächst ausgerastet ist.

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Es wird unten noch beschrieben, wie die Wirkung des Schaltersatzes SWG für einen speziellen Zweck übersteuert werden kann. In Fig. 1 ist der Druckknopfschalter 19EM2 geschlossen dargestellt. Demgemäß ist der Elektromagnet 19EM erregt und der Finger 19EM1 ist außer Kontakt mit dem Arm 19D, wobei die auf den Finger wirkende Federvorspannung durch den magnetischen Zug überwunden wird. Der Gegendruck ist mit anderen Worten weggefallen, und der Kupplungsstift 19E kann daher auf der Arbeitsfläche der Kupplungsscheibe 19A gleiten, wenn die Eingangswelle 1 sich dreht, bis er in den Aufnahmedurchbruch hineinfällt, den er auf seiner kreisförmigen Bahn als nächstes trifft. Innerhalb eines weiteren sehr kleinen Winkelweges der Eingangswelle 1, während welcher keine Bewegung auf die Kupplungsscheibe 19A übertragen wird, weil der Durchmesser der Mitnahmedurchbrüche absichtlich wesentlich größer als der Durchmesser des Kupplungsstiftes 19E gemacht ist, berührt dieser schließlich die vordere Seite des Mitnahmedurchbruches und stellt so eine Antriebsverbindung her. Wenn natürlich der Kupplungsstift 19E bei Erregen des Elektromagneten 19EM zufällig mit einem Mitnahmedurchbruch fluchtet, fällt er einfach in diesen Durchbruch hinein ohne zunächst über die Oberfläche der Scheibe 19A zu gleiten. In Fig. 1 ist der Stift 19E in tatsächlichem Eingriff mit einem Mitnahmedurchbruch gezeigt. Ein Mikroschalter 35, der in die allen Elektromagneten gemeinsame Leitung von der Versorgungspannung 25 eingeschaltet ist, ist im leitenden Zustand, wenn er nicht durch Niederdrücken des Knopfes 31 zu einem noch zu beschreibenden Zweck betätigt wird. Der Aufbau, die Wirkungsweise und die elektromagnetische Wahl der formschlüssigen Kupplung, die dem Leerlaufzahnrad 19 zugeordnet ist, gilt auch für die den übrigen fünf Leerlaufzahnrädern zugeordneten Kupplungen. Allerdings ist die Anzahl der in gleichen Abständen angeordneten Mitnahmedurchbrüche in den Leerlaufzahnrädern 19,21 und 23 zugeordneten abtriebsseitigen Kupplungsgliedern jeweils 12,6 bzw. 3 und wiederum jeweils 12,6 und 3 in den abtriebsseitigen Kupplungsgliedern, die den Leerlaufzahnrädern 2o,22 bzw. 24 zugeordnet sind.

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Fig. 2 zeigt im einzelnen den Aufbau und die elektromagnetische Steuerung der formschlüssigen Drehkupplung, die mit dem Leerlaufzahnrad 19 zusammenwirkt. Die Figur zeigt die Kupplungsscheibe 19A, den Trägerblock 19B, die Klemmschrauben 19C, den Schwenkarm 19D, den Kupplungsstift 19E und den Elektromagneten 19EM mit seinem nach unten ragenden Finger 19EM1, die schon unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnt wurden. Der auch erwähnte Druckknopfschalter 19EM2 ist in Fig. 2 nicht dargestellt.

Der Trägerblock 19B hat quaderförmige Grundform und ist aus massivem Messing hergestellt. Er weist eine Bohrung 19G auf, durch welche die Eingangswelle 1 hindurchtritt, und einen Schlitz 19H zum Festklemmen des besagten Blocks auf der Welle, indem die Klemmschraube 19C angezogen wird, welche den Schlitz zu schließen sucht. Der Trägerblock 19B trägt den Arm 19D, der auf einem Zapfen 191 schwenkbar gelagert ist. Der Zapfen 191 erstreckt sich über eine u-förmige Ausnehmung, innerhalb welcher das Schwenklager des Armes 19D untergebracht ist. Ein Ende des Armes 19D trägt an seiner Unterseite den Kupplungsstift 19E. Das andere Ende des Armes, welches relativ zu der Vorderfläche des Trägerblocks 19B nach vorn versetzt ist, ist mit einem Schlitz 19J versehen, der hinreichend groß ist, um die Eingangswelle 1 hindurchtreten zu lassen, wenn der Arm um einen begrenzten Winkel um den Zapfen 191 schwenken soll.

Bei der in Fig. 2 dargestellten relativen Lage des Armes 19D und der Scheibe 19A können das Leerlaufzahnrad 19 und die damit verbundene Scheibe 19A sich frei um die Eingangswelle 1 drehen, und es kann daher keine Antriebsbewegung von der Eingangswelle auf die in Fig. 1 dargestellte Ausgangswelle 13 übertragen werden. Der Arm 19D ist tatsächlich in einer Stellung gezeigt, in welcher der Stift 19E frei von der Scheibe 19A liegt. Während der Schalter 19EM2 (siehe Fig. 1) ausgeschaltet ist und der Elektromagnet 19EM daher nicht erregt ist, wird der Arm 19D in jener Stellung durch den Finger 19EM1 gehalten, der an dem

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auf einem Zapfen 19EM 4 des Elektromagneten 19EM schwenkbar gelagerten Anker 19EM3 sitzt. Der Arm 19EM1 ist mit einem Lappen 19EM5 versehen, an welchem ein Ende einer Zugfeder 19EM6 befestigt ist. Am anderen Ende der Zugfeder greift eine Spannschraube 19EM7 an, die von einem an dem Kern 19EM9 des Elektromagneten 19EM befestigten Winkelstück 19EM8 nach unten ragt. Der Kern 19EM9 ist selbst an einem (nicht dargestellten) Rahmenteil des Getriebes befestigt. Die Zugfeder 19EM6 wirkt daher als Rückholfeder, welche den Anker 19EM3 von dem gegenüberliegenden stillstehenden Magnetpol des Elektromagneten 19EM wegzuziehen sucht, wenn der letztere nicht erregt ist.

Der durch die Feder 19EM6 auf den Arm 19EM1 ausgeübte Zug bewirkt, daß ein gabelförmiges Ende 19EMio des Armes 19EM1 das geschlitzte Ende des Armes 19D niederdrückt, wobei die durch die Feder 19EM6 ausgeübte Kraft ausreicht, die Wirkung der Wendelfeder 19K, die auf dem Stift 191 angeordnet ist und durch welche das den Kupplungsstift 19E tragende Ende des Armes 19D zu der Kupplungsscheibe 19A hin vorgespannt ist, zu überwinden. Daraus folgt, daß wenn der Elektromagnet 19EM erregt ist, sich die Gabel 19EMio von dem geschlitzten Ende des Armes 19D wegbewegt. Die Feder 19K bewirkt dann ein Anliegen des Stiftes 19E an der Scheibe 19A. In dieser Stellung liegt die Längsachse des anliegenden Stiftes 19E auf einem Kreis, der die Durchbrüche 19F annähernd in zwei Teile teilt. Wenn angenommen wird, daß die Schraube 19C angezogen ist, bewirkt eine Drehung der Eingangswelle und infolgedessen des Trägerblocks 19B eine Gleitbewegung des Stiftes 19E über die Scheibe 19A, bis dieser mit einem der Durchbrüche 19F fluchtet und in den Durchbruch einfällt, um so eine Antriebsverbindung zwischen der Eingangswelle 1 und dem Leerlaufzahnrad 19 herzustellen. Die Verbindung wird unterbrochen, wenn ein anderer Elektromagnet durch Drücken des entsprechenden Druckknopfes der Schaltergruppe SWG (Fig. 1) erregt wird, wodurch bekanntlich der Schalter 19EM2 automatisch geöffnet wird.

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Es wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, in welche Phasenbeziehungen die sechs formschlüssigen Kupplungen anfänglich gebracht werden, so daß jede von ihnen zu Beginn der

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Abtastung des Spektralphotometers, d.h. bei 4ooo cm zum Mitnehmen gebracht werden kann. Fig. 3 ist hauptsächlich eine symbolische Darstellung. Die Teile, ob symbolisch dargestellt oder nicht, tragen jedoch die gleichen Bezugsziffern wie die schon beschriebenen entsprechenden realen Teile.

Die Kupplungsscheiben 19A, 21A, und 23A, die auf der von der Stirnseite her gesehenen Eingangswelle 1 gelagert sind, sind als konzentrische Scheiben mit abnehmenden Durchmesser dargestellt, um deutlicher die Winkelbeziehung zwischen den jeweiligen Mitnahmedurchbrüchen 19F,21F und 23F und den jeweiligen symbolisierten Trägerblöcken 19B,21B und 23B erkennbar zu machen. Das gleiche gilt hinsichtlich der Kupplungsscheiben 2oA,22A und 24A, die auf der Zwischenwelle 4 gelagert sind, und die Mitnahmedurchbrüche 2oF, 22F und 24F sowie die Trägerblöcke 2oB,22B und 24B. Der Antrieb über die Zahnradvorgelege von der Eingangswelle 1 und der Zwischenwelle 4 auf die Schreiberwelle 27 ist durch zwei in T-Anordnung dargestellte Linien SLi und SL2 symbolisiert. Auf der Welle 27 (siehe auch Fig. 1) sind Zackenräder 28 und 29 befestigt. Das Zackenrad 29 ist mit einem markierten Zahn 29A versehen und ist in Eingriff mit einem perforierten Aufzeichnungsträger 3o, auf welchem keine Wellenzahlskala markiert ist aber Gitterlinien 3oA in 1 Zentimeter-Abständen vorgesehen sind. Jede Linie schneidet dabei mittig eine Perforation 3oB des Aufzeichnungsträgers.

Es ist auch eine Anordnung zur manuellen Verdrehung der-Welle 27 dargestellt (siehe auch Fig. 1) welche einen Knopf 31 enthält, der mit einer Hälfte 32A einer Zahnkupplung 32 verbunden ist. Die andere Hälfte 32B der Zahnkupplung 32 sitzt auf dem dem Zackenrad 29 benachbarten Ende der Welle 27. Die Kupplung 32 wird eingerückt, in dem der Knopf 31 gegen die Wirkung einer Feder 33 niedergedrückt wird. Die Feder 33 stützt sich an einem Rahmenteil 34 ab. Eine Verdrehung des Knopfes 31

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gestattet dann eine Bewegung des Aufzeichnungsträgers in der einen oder der anderen Richtung. Der Mikroschalter 35, durch welchen die Schaltergruppe SWG übersteuerbar ist, wird wirksam, nachdem die Kupplung 32 vollständig eingerückt ist, so daß ein dann erregter Elektromagnet 19EM,2iEM,23EM,2oEM,22EM oder 24EM abgeschaltet wird. Hierdurch wird jede Antriebsverbindung zwischen der Eingangswelle 1 oder der Zwischenwelle 4 und der Welle 27 unterbrochen und das Getriebe in die "Leerlaufstellung" geschaltet.

Die Tiefe der Zähne der Kupplungsteile 32A und 32B ist so, daß zwar eine volle Anlage der besagten Kupplungsteile ein Öffnen des Mikroschalters 35 bewirkt. Ein merklich flacherer Eingriff bewirkt jedoch kein öffnen des Mikroschalters, während gleichzeitig eine ausreichende mechanische Kupplung zwischen den besagten Teilen sichergestellt sind. Der besondere Zweck dieser Anordnung wird weiter unten beschrieben.

Der erste wesentliche Schritt in dem Phasensynchronisationsvorgang besteht darin, den Antrieb mit der Eingangswelle 1 bei einer genau bekannten Wellenzahleinstellung zu verbinden. Hierfür bietet sich die Wellenzahl am Anfang des Abtastbereiches an. Es wird angenommen, daß der erwähnte Antrieb dementsprechend verbunden ist. In der Startstellung, wenn eine Antriebsverbindung zwischen der Eingangswelle 1 und der Schreiberwelle 27 über irgendeines der in dem Getriebe vorgesehenen Zahnradvorgelege möglich sein soll, muß in jeder Kupplungsscheibe ein Mitnahmedurchbruch vorgesehen sein, der so zu dem Kupplungsstift des zugehörigen Trägerblocks angeordnet ist, daß der Stift geradewegs in die Mitnahmeöffnung einfallen kann, d.h. es muß in jeder Kupplung eine Mitnahmefluchtung gegeben sein. Wenn die für den Eingriff bereiten Mitnahmedurchbrüche wenigstens annähernd in einer Linie ausgerichtet werden können, müssen die entsprechenden Trägerblöcke ebenfalls annähernd in einer Linie liegen. Das hat den Vorteil, daß die Klemmschrauben der Trägerblöcke leichter zugänglich sind, da sie alle in die gleiche Richtung weisen.

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In Fig. 3 sind die Mitnahmedurchbrüche 19F1, 21F1 und 23F1 alle durch ein Kreuz markiert. Bei der Montage des Ge;. riebes werden die markierten Durchbrüche in einer Linie angeordnet. Die Symbole, die für die Trägerblöcke 19B, 21B und 22B verwendet werden, sollen zeigen, daß die Trägerblöcke auch ungefähr in einer Reihe angeordnet aber noch nicht festgeklemmt, sondern für die endgültige Winkeljustage relativ zu der sie tragenden Eingangswelle bereit sind. Ähnliches gilt für die markierten Mitnahmedurchbrüche 2oF1, 22F1 und 24F1 und die Trägerblöcke 2oB, 22B und 24B.

Weiterhin wird dafür gesorgt, daß eine Gitterlinie wie 3oC des Aufzeichnungsträgers 3o in einer Ebene liegt, welche ungefähr den markierten Zahn 29A des Zahnrades 29 halbiert und im wesentlichen senkrecht zur Papierebene liegt. Zu diesem Zweck wird die Madenschraube 26A, die eine Hälfte der Kupplung 26 (siehe Fig. 1) mit der Ausgangswelle 13 verbindet, gelöst. Die Winkelbeziehung zwischen der Ausgangswelle 13 und der Schreiberwelle 27 wird justiert, und dann wird die Madenschraube 26A wieder festgezogen. Eine_; Madenschraube 26B befestigt die andere Hälfte der Kupplung 26 an der Schreiberwelle 27.

Es wird zunächst der dem x5-Leerlaufzahnrad 23 zugeordnete Elektromagnet erregt, indem der Druckknopfschalter 23EM2 betätigt wird und ein Eingriff in den Mitnahmedurchbruch 23F1 der Kupplungsscheibe 23A (Fig. 3) erfolgt. Der Trägerblock 23B kann gegebenenfalls verdreht werden, bis eine Mitnahmefluchtung erreicht ist. Jetzt wird die Klemmschraube 23C angezogen. Das Zackenrad 29 wird von Hand entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt, um alles Spiel in dem Getriebe zu eliminieren, und die Schreiberfeder zieht eine Linie auf dem Papier des Aufzeichnungsträgers 3o (Fig. 3).

Das Papier des Aufzeichnungsträgers wird dann umgedreht, wobei das gleiche Paar von Zackenradzähne in das gleiche Paar von Perforationen des Aufzeichnungsträgers wie vorher eingreift,

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und es wird eine weitere Linie gezeichnet. Wenn die beiden Linien zusammenfallen, halbiert die Gitterlinie 3oC den markierten Zahn 29A. Wenn sie das nicht tun, wird die Kupplung von der Ausgangswelle 13 zur Schreiberwelle 27 gelöst, und die Zackenräder werden erneut justiert, bis ein Zusammenfallen der gezeichneten Linien erhalten wird. Es ist jetzt sichergestellt, daß bei der x5-Abszissendehnung der Antrieb von der Eingangswelle 1 bei der Wellenzahl des Abtastursprungs mitgenommen wird, wobei die Feder auf einer Gitterlinie 3oC steht, die jetzt den Abtastursprung auf dem Aufzeichnungsträger 3o darstellt.

Wenn einmal über das x5 Zahnradvorgelege ein Bezugspunkt für den Beginn der Abtastung festgelegt worden ist, bezieht sich der Rest des Verfahrens nur darauf sicherzustellen, daß die anderen Zahnradvorgelege mit diesem Bezugspunkt fest synchronisiert sind.

Um das Verfahren der Phasensynchronisatxon zu vollenden, wird der Elektromagnet 23EM abgeschaltet und der Elektromagnet 24EM erregt, wodurch der Kupplungsstift 24E in den gekreuzten Durchbruch 24F1 in der Kupplungsscheibe 24A (Fig.3) eingreift. Der Trägerblock 24B wird mittels der Klemmschraube 24C leicht an die Zwischenwelle 4 festgeklemmt, und das Zackenrad 29 wird mit der Hand ergriffen und wenige Grade im Uhrzeigersinn gegen den Reibungswiderstand des Trägerblocks verdreht, wobei dieser auf der verriegelten Zwischenwelle 4 rutscht. Danach wird das Zackenrad zurückgedreht. Beim Rückdrehen des Zackenrades 29 fühlt man einen gewissen toten Weg, bevor der Stift 24E an der antriebsseitigen Seite des gekreuzten Durchbruches zur Anlage kommt. Wenn dieser tote Weg einmal aufgenommen ist, fühlt man wieder den Reibungswiderstand zwischen dem Trägerblock 24B und der Zwischenwelle 4. Die Rückdrehung des Zackenrades 29 wird fortgesetzt, bis die Schreibfeder genau mit der vorhergezogenen Bezugslinie auf dem Aufzeichnungsträger zusammenfällt, wonach die Schraube 24C festgezogen wird, so daß der Trägerblock 24B

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fest an der Zwischenwelle 4 festgeklemmt ist. Jetzt ist das xo,5 -Zahnradvorgelege richtig phasensynchronisiert, und der gleiche Vorgang wird für die vier noch zu behandelnden Zahnradvorgelege wiederholt.

Wenn die sechs Zahnradvorgelege bei 4ooo cm richtig phasensynchronisiert sind, stellt die zwischen ihnen bestehende konstante Eingriffsbeziehung und die Anordnung von in gleichen Abständen, angeordneten Mitnahmedurchbrüchen in jeder Kupplungsscheibe, wie beschrieben, sicher, daß im Betrieb ein Zahnradvorgelege nur eingeschaltet werden kann, wenn die Winkelbeziehung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle so ist, daß nach dem Einrücken aufeinanderfolgende Gitterlinien aufeinanderfolgende 1oo Wellenzahlen-Intervalle von dem Abtastursprung bei 4ooo cm darstellen oder aufeinanderfolgende Wellenzahlenintervalle, von denen jedes der genaue Bruchteil von 1oo Wellenzahlen ist, der durch die gewählte Skalendehnung vorgegeben ist (oder das genaue Vielfache im Fall der xo,5-Skala), je nachdem, ob die neu eingeschaltete Betriebsweise x1 oder eine andere Betriebsweise innerhalb des konstruktiv vorgegebenen Bereiches ist. Das kann mit Hilfe von Fig. 4 veranschaulicht werden, in Welcher der symbolisierte Aufbau der Kupplungsscheiben 19A, 21A und 23A, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, wieder dargestellt ist, wobei jedoch die durch die Mitnahmedurchbrüche in Fig. 3 eingenommenen Stellungen durch radiale Marken ersetzt sind. Es ist weiterhin eine spiralige Wellenzahlskala hinzugefügt

-1 worden, die der Einfachheit halber bei 3925 cm aufhört, die man sich aber tatsächlich als bis zu 2oo cm" ausgedehnt vorstellen muß.

Die Wellenzahlskala zeigt Teilungen in Abständen von 5 Wellenzahlen. Es war schon erwähnt, daß jede Unterteilung in dem x2o-Betrieb eine Gitterlinie darstellt, jede zweite Unterteilung in dem xio-Betrieb, jede vierte Unterteilung in dem x5-Betrieb. Wenn man, mit anderen Worten, eine vollständige Umdrehung der Eingangswelle von der 4ooo cm Marke betrachtet,

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-xr-

treten bei dem x2o-Betrieb Gitterlinien auf bei 4ooo cm" , 3995 cm"¹,

-1 -1

399o cm usw. bis einschließlich 3945 cm . Bei dem x1o-Betrieb

— 1 —1 —

treten die Gitterlinien auf bei 4ooo cm , 399o cm , 398o cm ,

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397o cm , 396o cm . Bei dem x5-Betrieb treten die Gitterlinien

-1 -1 -1

auf bei 4ooo cm , 398o cm und 396o cm .

In Fig. 4 ist in sehr schematischer Weise das Ergebnis einer

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Abtastung von 4ooo cm bis zu 3978 cm , d.h. 22 Wellenzahlen in der x1o-Betriebsweise dargestellt. Der radial vorstehende Arm A bei 3 978 cm stellt eine idealisierte Aufreihung der Trägerblöcke 19B, 21B und 23B (Fig. 3) dar. Eine Linie A¹ längs der längslaufenden Symmetrieachse des Armes A schneidet den gekreuzten Mitnahmedurchbruch 21F1 in seiner neuen Stellung (verglichen mit der in Fig. 3 dargestellten Stellung) nachdem das Abtasten von 22 Wellenzahlen beendet ist. In ähnlicher Weise ist der Mitnahmedurchbruch 19F1 bei der 3989 cm" -Marke gezeigt, d.h. in der Winkelstellung, die 11 Wellenzahlen ausgehend von dem Anfangspunkt entspricht, da die 2:1 Untersetzung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, die durch das x1o Zahnradvorgelege eingeführt wird, durch das Leerlaufen des x2o Zahnradvorgeleges, welches eine 1:1 Untersetzung zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle liefert, ungeändert ist. Der Mitnahmedurchbruch 23F1 ist bei der 3956 cm -Marke dargestellt, d.h. in der Stellung, die 44 Wellenzahlen vom Ausgangspunkt aus entspricht, weil die 2:1 Untersetzungen des x1o Zahnradvorgeleges modifiziert durch die 1:4 übersetzung des leerlaufenden x5 Zahnradvorgeleges eine Gesamtübersetzung von 1:2 gibt. Es sind also 3 Mitnahmedurchbrüche gegenüber dem Mitnahmedurchbruch 19F1 vorlaufend, nämlich die Mitnahmedurchbrüche 19F2, 19F3 und 19F4, und die Mitnahmedurchbrüche 23F3 und 23F2 sind gegenüber 23F1 nachlaufend. Der Pfeil B zeigt die Drehrichtung um die Achse C sowohl des Armes A als auch der Kupplungscheiben 19A (x2o), 21A (x1o) und 23A (x5).

Wenn man nun entweder die x2o-oder die x5-Abszissendehnung wählen will, so ergeben sich zwei Möglichkeiten. Man kann entweder die erforderliche Betriebsweise wählen und die

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Abtastung wiederaufnehmen, oder man kann die Betriebsweise wählen, den Aufzeichnungsträger manuell einstellen, bis eine Mitnahmefluchtung auftritt, und dann die Abtastung wiederaufnehmen. Es sei zunächst die erste Methode betrachtet und angenommen, daß die x5 Betriebsweise gewählt ist. Die Mitnahmef luchtung tritt auf, wenn der Kupplungsstift 23E (Fig. 1 und 4) mit dem Mitnahmedurchbruch 23F3 fluchtet, nachdem die bei A symbolisierten Trägerblöcke die 3976 cm -Marke erreicht haben, was deutlich die nächste Mitnahmefluchtung zur Phasensynchronisation in der x5 Betriebsweise ist. Das ist leicht erkennbar, wenn man betrachtet, das bei dieser Betriebsweise die nächste Ordinatengitterlinie bei 396o cm" auftritt, was genau durch 2o teilbar ist, so das der Abstand zwischen dieser Gitterlinie und der vorhergehenden eines der aufeinanderfolgenden 2o-Wellenzahlenintervalle darstellt, die von dem

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Abtastursprung bei 4ooo cm bis zu der 396o cm Marke aufgetreten waren. Es ist jetzt bekannt, das die Eichung des Aufzeichnungsträgers nur für die x1 Betriebsweise gilt. Somit könnte der Knopf 31 (Fig. 3) manipuliert werden, um eine andere Mitnahmefluchtung zu suchen, indem entweder in der einen oder in den anderen der beiden restlichen Mitnahmedurchbrüche 23F1 und 23F2 eingegriffen wird. Vorausgesetzt, daß die auf der Wellenzahlskala erscheinende Ablesung an der Stelle markiert wird, wo dia Abtastung wiederaufgenommen wurde, würde jede der aufeinanderfolgenden Gitterlinien immer noch aufeinanderfolgende 2o-Wellenzahlintervalle von dem Abtastursprung markieren, oder, anders gesagt, jede von der Wiederaufnahme der Abtastung durchlaufene Gitterlinie würde ein genaues Vielfaches von 2o Wellenzahlen darstellen. Wenn natürlich von einer Skalendehnung-Betriebsweise auf die x1 Betriebsweise umgeschaltet werden soll, muß sichergestellt sein, daß ein Eingriff in den Mitnahmedurchbruch erfolgt, der gerade vor der Ablesung der Wellenzahlenskala auftritt. Dies geschieht durch Verstellen des Aufzeichnungsträgers entgegen der Abtastrichtung an der Ablesung vorbei, bis ein Eingriff stattfindet.

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Das beschriebene Phasensynchronisationsverfahren kann eine merkliche Unterbrechung in der Kontinuität der Wellenzahlabtastung mit sich bringen. Bei den unteren Werten der Abszissendehnung kann die Wartezeit vor Wiederaufnahme der Abtastung unbequem lang sein. Das zweite Verfahren wird im allgemeinen bevorzugt, da es die Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Abtastung ermöglicht und eine Verzögerung in der Wiederaufnahme der Abtastung vermeidet. Wenn man wieder einmal annimmt _T daß die x5 Betriebsweise gewählt worden ist, wird der Aufzeichnungsträger von Hand vorwärtsbewegt, bis der Mitnahmedurchbruch 23F2 mit dem Kupplungsstift 23E fluchtet, der stillstehend bei der 3978 cm Marke wartet. Zu diesem Zweck drückt der Benutzer zunächst den Knopf 31 vollständig nieder, um ein öffnen des Mikroschalters 35 und dementsprechend eine Abschaltung des Magneten 21EM zu bewirken. Das bringt das Getriebe in die "Leerlaufstellung". Der Benutzer läßt dann den Knopf 31 hinreichend weit zurückgehen, bis der Mikroschalter erneut schließt. Infolgedessen wird dann der schon gewählte Magnet 23EM wieder erregt und gestattet eine elastische Anlage des Stiftes 23E an der zugehörigen Kupplungsscheibe. Der Benutzer bewegt dann den Aufzeichnungsträger langsam vorwärts. In dem Augenblick, wo der federbelastete Kupplungsstift 23E in den Mitnahmedurchbruch 23F2 einfällt, wird diese Bewegung gebremst, und der Benutzer weiß, daß jetzt die x5 Betriebsweise eingeschaltet ist.

Solange wie der Kupplungsstift, welcher dem zuletzt eingeschalteten Zahnradvorgelege zugeordnet ist, gerade ausgekuppelt hat, bevor der Kupplungsstift, der dem neu einzuschalteten Zahnradvorgelege zugeordnet ist zum Eingriff bei der nächsten vorkommenden Mitnahmefluchtung vorbereitet ist wird die im Abtastursprung hergestellte ursprüngliche Phasensynchronisation der Zahnradvorgelege aufrechterhalten. Wenn die Winkelbeziehung absichtlich gestört wird, indem alle Kupplungsstifte außer Betrieb gesetzt werden und der Aufzeichnungsträger um einige Zentimeter bewegt wird, so kann diese Winkelbeziehung wiederhergestellt werden, indem der Aufzeichnungsträger mittels der manuellen Steuerung 31 phasensynchronisiert wird (Fig. 1).

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Um die großen Vorteile zu verdeutlichen, die sich für den Analytiker aus der Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einem Spektralphotometer ergeben, sei angenommen, daß der Benutzer den mit Bezugnahme auf Fig. 4 beschriebenen Lauf

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durchgeführt hat, die Abtastung in x5 bis 393o cm fortgesetzt, das Gerät angehalten und den Aufzeichnungsträger für eine genaue Untersuchung herausgenommen hat. Als nächstes findet er, daß der aufgezeichnete Schrieb einen interessierenden Peak gerade hinter der zweiten Gitterlinie zeigt, die von dem Punkt aus, bei welchem diex5 Betriebsweise wirksam wurde, durchlaufen wurde. Er möchte die diesem Peak entsprechende Wellenzahl ablesen. Er weiß, daß infolge des Phasensynchronisationsvorganges, welcher der Masstabänderung vorrausging, alle Gitterlinien in der x5-Betriebsweise für diese Betriebsweise eine wahre Anzeige liefern, d.h. sie müssen jede ein genaues Vielfaches von 2o Wellenzahlen darstellen. Der erste 2o-Wellenzahlen-Block trat offensichtlich bei 398o cm~ kurz vor der Maßstabänderung auf, so daß die nächste in x5 ange-

-1
troffene Gitterlinie 396p cm darstellen muß und die nächst-

-1
folgende 394o cm . Eine andere Gitterlinie in x5 tritt nicht auf, bis die 392o cm" -Marke erreicht ist. Der Analytiker weiß daher sofort, daß der interessierende Peak eine geringere

—1 ^: —1

Wellenzahl als 394o cm - aber größer als 392o cm besitzt. Alles was er jetzt zu tun hat ist, daß er die Unterteilungen abliest, die normalerweise auf einem mit einem Gitternetz versehenen Aufzeichnungsträger zwischen aufeinanderfolgenden Gitterlinien vorgesehen sind. Es sei angenommen, daß die Unterteilungen in Abständen von 2 Millimeter auftreten» Wenn beispielsweise der Peak auf der zweiten Unterteilungslinie gefunden wurde, wurden die in x5 von der zweiten Gitterlinie aus durchlaufenen Wellenzahlen ——ς—--= 8 sein. Somit ist die Wellenzahlablesung des Peaks 394o - 8 = 3932 cm .

Es wird anschließend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei welchem die wesentlichen Funktionen durch elektrische Mittel erzielt werden. Die Wellenzahlabtastung soll durch einen Schrittmotor bewegt werden, der so

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gesteuert ist, daß er wählbare Abtastzeiten von 6,12 und 48 Minuten ergibt, und der Transport des Aufzeichnungsträgers wird bewirkt durch einen anderen Schrittmotor, der so gesteuert ist, daß er wählbare Abszissendehnungswerte von x1, x2, x5,x1o und x2o bei jeder gewählten Abtastzeit liefert. Die Antriebsimpulse für beide Schrittitiotore werden von einem gemeinsamen Oszillator zeitgesteuert, dessen Frequenz so gewählt ist, daß sie durch aufeinanderfolgende Frequenzteilung sowohl den Abtastzeitbereich als auch den Abszissendehnungsbereich ermöglicht.

Der Abtastzeitbereich wird erhalten, indem zunächst drei aufeinanderfolgende Frequenzteilungen durchgeführt werden und jedes der drei Ergebnisse auf Wunsch über eine erste Wählvorrichtung verfügbar ist. Die Ausgangsfrequenz der besagten Wählvorrichtung wird einer Reihe von aufeinanderfolgenden Frequenzteilungen unterworfen, die in einer effektiven Frequenzteilung durch 2o endet, welche verwendet wird um die Erzeugung der Antriebsimpulse für den Wellenzahlschrittmotor zeitzusteuern. Das bedeutet, daß der Ausgang dieser Wählvorrichtung verwendet werden kann als die x2o Zeitsteuerfrequenz, und die Zeitsteuerfrequenz zur Erzeugung der x1o und x5 Abszissendehnungs-Betriebsweisen können erhalten werden, indem zunächst eine Frequenzteilung um einen Faktor 2 und anschließend eine weitere Frequenzteilung um einen Faktor 2 erfolgt. Die x2- und x1- Betriebsweisen können dann dadurch gewonnen werden, daß das Ergebnis der ersten Frequenzteilung durch 5 und das neue Ergebnis durch 2 geteilt wird. Alle Frequenzen werden auf Wunsch über eine zweite Wählvorrichtung verfügbar gemacht um den Antriebsimpulsgenerator des Schrittmotors für den Aufzeichnungsträger anzusteuern.

Es wird nachstehend umrissen, wie eine geeignete Oszillatorfrequenz gewählt wird. Hierzu wird angenommen, daß bei der normalen x1 Betriebsweise das volle Infrarotspektrum von 4ooo cm bis 2oo cm auf einer geeichten Länge von Aufzeichnungsträger von 56 Zentimeter aufgezeichnet werden soll, von denen die

-1 -1

ersten 2o Zentimeter den Bereich von 4ooo cm bis 2ooo cm

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und die restlichen 36 Zentimeter den Bereich von 2ooo cm bis

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3oo cm überdecken. Der Wellenzahlnocken ist so profiliert, daß in dem ersten Bereich 1 Zentimeter des Aufzeichnungsträgers 1oo Wellenzahlen und in dem zweiten Bereich 5o Welienzahlen entspricht.

Längs des gesamten Aufzeichnungsträgers sind vertikale Gitterlinien im Abstand von 1 Zentimeter markiert. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Aufzeichnungsträger-Schrittmotor 2oo Antriebsimpulse benötigt, um den Aufzeichnungsträger um 1 Zentimeter fortzuschalten. Diese Impulsrate im Verhältnis zu der Fortschaltung des Aufzeichnungsträgers stellt eine Aufzeichnung sicher, bei welcher die Wirkung der diskontinuierlichen Bewegung vernachlässigbar ist.

Hieraus ergibt sich, daß 112oo (56 χ 2oo) Schrittmotor-Antriebsimpulse erforderlich sind, um den geeichten Aufzeichnungsträger um seine volle Länge vorwärts zu bewegen. Wie die gewählte Abszissendehnung auch ist, wird diese gleiche Anzahl von Impulsen benötigt, um 56 Zentimeter Aufzeichnungsträger zu transportieren. Der Abszissendehnungsfaktor bestimmt nur die Impulsrate, mit welcher die Impulse erzeugt werden. Wenn jetzt die kürzeste Abtastzeit 6 Minuten sein soll, d.h„ 36o Sekunden, und die maximale Abszissendehnung x2o, dann muß die Anzahl der Sekunden, die erforderlich sind um 56 Zentimeter mit der höchsten Schritt-pro-Sekunden Rate zu überdecken 36o/2o =18 Sekunden sein, und die Schritte pro Sekunde 112oo/18 = 56oo/9. Das zeigt sofort, daß wenn man einen 5,6 kHz-Oszillator nimmt und die Frequenz durch 9 teilt, eine Frequenz von 622,2222 Hz erhalten wird, wie es für die x2o Abszissendehnung erforderlich ist. Durch weitere Teilung dieser Frequenz durch 2o in der oben erwähnten Art ergibt sich die Frequenz, die an den Antriebsschaltungen des Wellenzahl-Schrittmotors verlangt wird, um eine Abtastzeit von 6 Minuten zu erhalten, d.h. eine Frequenz von 31,111111 Hz. -

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Eine Teilung der 622,2222 Hz-Frequenz durch 2 vor dem Teilen durch 2o ergibt eine endgültige Schrittrate von 15,55555 Hz entsprechend einer Abtastzeit von 12 Minuten, und wenn man an die Division durch zwei eine Division durch vier anschließt, ergibt sich die Schrittrate von 3,888888 Hz, was eine Abtastzeit von 48 Minuten sicherstellt.

Die Wahl einer möglichen Oszillatorfrequenz ist leichter, wenn sowohl die Abtastzeiten als.auch die Abszissendehnungswerte ganze Zahlen sind.

Bevor die praktische Verwirklichung des vorliegenden Ausführungsbeispiels im einzelnen mit Hilfe des Funktionsdiagramms von Fig. 5 beschrieben wird, sollte erläutert werden, daß nach üblicher Praxis die gezeigten Linien digitale Signalwege und nicht tatsächliche Leiter darstellen. Einige Signalwege können physikalisch von einer Mehrzahl von Leitern gebildet sein und ^ einige von einem einzigen Leiter in Verbindung mit einer gemeinsamen Erdung.

Weiterhin sind UND-Glieder durch den Buchstaben A in ihrer symbolischen Darstellung und ODER-Glieder durch den Buchstaben 0 bezeichnet. Die. Logik der elektronischen Wählschaltungen, in denen der eine oder der andere von zwei Eingängen gewählt werden kann, je nach dem logischen Zustand der Steuerfunktion ist angedeutet, indem die Zustände 1 und 0 neben dem Steuereingang markiert sind und indem ein Pfeil von jedem Zustand zu der Verbindung zwischen einem Eingang und dem durch den besagten Zustand freigegebenen Ausgang zeigt. Die beiden Eingänge sind im oberen Teil des die Wählschaltung darstellenden Kästchens gezeigt. Die Steuerfunktion ist als Eingang auf der linken Seite des Kästchens gezeigt. Der Ruhezustand ist durch den Buchstaben R in Klammern bezeichnet. Die Verbindung zwischen Eingang und Ausgang ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Wenn, mit anderen Worten, der Steuerzustand 1 einen vorgegebenen Eingang auf den Ausgang durchschaltet, dann stellt eine gestrichelte Linie von dem besagten Eingang zu dem

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Ausgang die Durchschaltstrecke dar, und ein Pfeil von dem Zustand 1 zeigt auf die besagte gestrichelte Linie. Wenn eine "1" dem Ruhezustand entspricht, dann zeigt der Buchstabe "R" daneben sofort, welche Durchschaltstrecke gewählt ist, wenn die Steuerfunktion in ihrem Ruhezustand ist.

In der Schaltung sind eine Anzahl von Wählschaltungen vorgesehen, die wahlweise die Durchschaltung von mehr als zwei Eingängen gestatten. In den sie darstellenden Kästchen ist nicht versucht worden, die binären Zustände des Steuereinganges in Beziehung zu dem Eingang zu setzen, den jeder Zustand wählt, da das Kriterium für die Wahl unzweideutig ist.

In Fig. 5 wird eine Frequenz von 5,6 kHz, die von einem Oszillator 41 geliefert wird, nacheinander durch 9,2 und 4 in Frequenzteilern 42, 43 und 44 geteilt. Jeder der Ausgänge der Frequenzteiler kann gewählt werden, wenn eine Steuerung entsprechend der geforderten Abtastzeit durch den Benutzer in der ABTASTZEIT-Steuereinheit 45 betätigt wird. Diese Steuereinheit steuert die Wählschaltung 46, so daß der gewählte Frequenzteilerausgang hindurchtritt.

Der Ausgang der Wählschaltung 46 wird sowohl zu der Wählschaltung 47 als auch zu dem Frequenzteiler 48 durchgeschaltet. In dem letzteren wird eine Teilung durch 2 durchgeführt, gefolgt von einer weiteren Frequenzteilung durch 2 in dem Frequenzteiler 49. Die Ausgänge der beiden Frequenzteiler werden auf die Wählschaltung 47 gegeben. Der Ausgang des Frequenzteilers 48 wird in einem Frequenzteiler 5o auch durch fünf geteilt, und das Ergebnis wird in einem Frequenzteiler 51 durch zwei geteilt. Die beiden Ausgänge werden auch in die Wählschaltung 47 eingespeist. Der Ausgang des Frequenzteilers 51 wird zusätzlich auf den Impulsgenerator 52 gegeben, wo er die Zeitgeberfrequenz zur Erzeugung der Antriebsimpulse für den Wellenzahl-Schrittmotor SM1 bildet, welcher 2oo Pulse pro 1oo Wellenzahlen verlangt. Die Frequenz, die von dem Frequenzteiler

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51 geliefert wird, ist schon das Ergebnis einer Division durch 2o von derjenigen Zeitgeberfrequenz, die aus der Wählschaltung 46 austritt und der gewählten Abtastzeit entspricht. Infolgedessen kann der ungeteilte Ausgang der Wählschaltung 46 als Zeitgeberfrequenz für den x2o Abszissendehnungs-Betrieb verwendet werden, und die Ausgänge der Frequenzteiler 48, 49, 5o und 51 als Zeitgeberfrequenzen für den x1o, x5, x2 bzw. x1-Abszissendehnungs-Betrieb. Der gewünschte Abszissendehnungs-Betrieb kann dadurch gewählt werden, daß die Wählschaltung 47 die Zeitgeberfrequenz für die besagte Betriebsweise durch das ODER-Glied 53 auf den Generator 54 durchschaltet und richtig zeitgesteuerte Antriebsimpulse für den Schrittmotor SM2 des Aufzeichnungsträgers liefert. Die Wählschaltung 47 wird von dem Benutzer des Spektrometers über die ABSZISSENDEHNUNG-Einheit 55 gesteuert, die druckknopfbetätigt ist.

Beim Übergang von einer Abszissendehnung zu einer anderen wird der Aufzeichnungsträger bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 automatisch so positioniert, daß wenn bei der x1-Betriebsweise aufeinanderfolgende Wellenzahlintervalle von beispielsweise 1oo Wellenzahlen durch aufeinanderfolgende 1 Zentimeter-Wegstücke des Aufzeichnungsträgers dargestellt sind, welche durch geeichte Gitterlinien auf dem Aufzeichnungsträger ausgehend von dem Abszissenursprung dargestellt sind, bei anderen Abszissendehnungs-Betriebsweisen jedes Wegstück einen genauen Bruchteil des loo-Wellenzahlen-Intervalls dargestellt wird, welcher durch den gewählten Dehnungsfaktor bestimmt ist. Mit anderen Worten wird ein 1 Zentimeter Wegstück, welches 1oo Wellenzahlen in der Betriebsweise x1 darstellt, 5o Wellenzahlen in der Betriebsweise x2, 2o Wellenzahlen in der Betriebsweise 5, 1o Wellenzahlen in der Betriebsweise x1o und 5 Wellenzahlen in der Betriebsweise x2o darstellen, wie das bei dem vorstehend beschriebenen mechanischen Ausführungsbeispiel der Fall war. Es besteht jedoch gegenüber der mechanischen Ausführung der Unterschied, daß der Phasensynchronisationsvorgang stets automatisch durch das elektrische System durchgeführt wird und daher der Benutzer niemals gezwungen ist, den Registrierstreifen von Hand neu einzustellen.

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Es ist natürlich bekannt, daß die Verwendung eines geeichten Aufzeichnungsträgers nur in der x1-Betriebsweise praktisch ist. Wenn von einer Abszissendehnungs-Betriebsweise auf die normale x1 Betriebsweise übergegangen wird, muß natürlich nicht nur sichergestellt sein, daß die Phasenbeziehung zwischen dem Wellenzahlantrieb und dem Aufzeichnungsträgerantrieb richtig ist, um sinnvolle Abszissengitterlinien nach der Erfindung zu erhalten, sondern auch daß die Spur auf dem Aufzeichnungsträger bei der Abszissenanzeige auf dem Aufzeichnungsträger beginnt, die genau der Ablesung an der Wellenzahlskala des Spektralphotometers entspricht. Anderenfalls wäre die Eichung des Aufzeichnungsträgers sinnlos. Es wird sich zeigen, wie dies automatisch erreicht werden kann.

Es sollen vor allen Dingen die Mittel betrachtet werden, die in dem in Fig. 5 dargestellten Aufbau zur Umschaltung der Abszissendehnung nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, wenn ein Aufzeichnungsträger mit ungeeichten Abszissengitterlinien verwendet wird. Es wird sich insbesondere zeigen, daß die besagten Mittel eine Phasensynchronisationsanordnung enthalten, die nach Abtasten des Spektrums mit einer vorgegebenen Abszissendehnung bis zu einem vorgegebenen Wert der Wellenzahl sicherstellt, daß die Aufzeichnung des Spektrums in einer neuen Abszissendehnung von einer Abszissengitterlinie beginnt, wenn die Anzahl der loo-Wellenzahlenblöcke.in dem besagten Wellenzahlwert multipliziert mit dem vorher bestehenden Abszissendehnungsfaktor eine ganze Zahl liefert, und daß das Spektrum an einer Stelle zwischen aufeinanderfolgenden Abszissengitterlinien beginnt, wenn noch ein Rest bleibt, wobei diese Stelle tatsächlich den besagten Rest repräsentiert.

In Fig. 5 ist ein Zähler 56 vom Ausgang der Wählschaltung 46 antreibbar. Ein Zähler 57 wird dem Ausgang des Frequenzteilers 48, ein Zähler 58 vom Ausgang des Frequenzteilers 49, ein Zähler 59 von dem Ausgang des Frequenzteilers 5o und ein Zähler 6o von dem Ausgang des Frequenzteilers 51 angetrieben. Alle Zähler sind so ausgebildet, daß sie zyklisch mit Blöcken von

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2oo Zählimpulsen arbeiten. Nach dem Auftreten des 2oo. Schrittes stellt sich der Zähler auf Null zurück. Da 2oo Impulse von dem Schrittmotor SM1 zum Abtasten von 1oo Wellenzahlen verlangt werden und 2oo Impulse von dem Schrittmotor SM2 zum Fortschalten des Aufzeichnungsträgers um einen Zentimeter, stellt ein voller Zähldurchgang im Zähler 56 die Abtastung von 5 Wellenzahlen bei einer Fortschaltung des Aufzeichnungsträgers um einen Zentimeter (Abszissendehnung x2o) dar. Ein voller Zähldurchgang in dem Zähler 57 stellt 1o Wellenzahlen pro Zentimeter Aufzeichnungsträger dar (Abszissendehnung x1o). Ein voller Zähldurchgang in dem Zähler 58 stellt 2o Wellenzahlen pro Zentimeter Aufzeichnungsträger (Abszissendehnung x5) dar. Ein voller Zähldurchgang im Zähler 59 stellt 5o Wellenzahlen pro Zentimeter Aufzeichnungsträger dar (Abszissendehnung x2). Ein voller Zähldurchgang im Zähler 6o stellt schließlich 1oo Wellenzahlen pro Zentimeter Aufzeichnungsträger dar (Abszissenmaßstab x1) .

Wenn alle Zähler 56 bis 6o im Äbtastursprung auf Null zurückgesetzt sind, dann bestimmt der Zählerstand, der sich anschließend in. dem der verwendeten Abszissendehnung zugeordneten Zähler ansammelt, wenn das Gerät bis zu einer vorgegebenen Wellenzahl abtastet, die Stellung des Kontaktpunktes zwischen der Schreibfeder und dem Aufzeichnungsträger auf einer Gitterlinie oder zwischen aufeinanderfolgenden Gitterlinien. Dieser Kontaktpunkt gibt genau die letzte Wellenzahleinheit des besagten Wertes in dem Maßstab der verwendeten Abszissendehnung an. Der Zählerstand, der sich gleichzeitig in jedem der übrigen Zähler ansammelt, gibt an, wo der Kontaktpunkt hätte sein müssen, wenn die zugehörige Abszissendehnung benutzt worden wäre. Die Rücksetzung der Zähler 56 bis 6o im Abtastursprung erfolgt durch Umkehrung des Abtastantriebs gerade bis unter den Abtastursprung herunter nach dem ersten Einschalten des Spektralphotometers. Nach dem Vorbeigehen an dem Abtastursprung bei Vorwärtsantrieb der Abtastung stellt dann eine Vorrichtung 61 alle Zähler zurück,

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wenn in noch zu beschreibender Weise Koinzidenz zwischen dem Abtastursprung und Ursprung, des Aufzeichnungsträgers hergestellt ist. Die Zähler 56 bis 60 können daher als interkorrelierte Maßstabverfolgungszähler angesehen werden, die in ihrer Funktion ungefähr den bei der mechanischen Ausführungsform der Erfindung beschriebenen, in ständigem Eingriff miteinander befindlichen Zahnradvorgelegen entsprechen. Natürlich müssen die Zähler in der Lage sein, aufwärts und abwärts zu zählen^ um dem Wellenzahlantrieb sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung richtig nach zu folgen. Das wird tatsächlich ermöglicht durch ein Richtungssinn-Signal, welches allen Zählern von der Wählschaltung zugeführt wird, deren Wirkungsweise noch beschrieben wird.

Der Ausgang jedes Maßstabverfolgungszählers wird auf eine Wählschaltung 63 geführt, welche auf die durch die Steuereinheit 55 bewirkte Wahl der Abszissendehnung anspricht und den Ausgang des Zählers, welcher der besagten Abszissendehnung entspricht, auf einen Komparator 64 gibt. Auf den Komparator wird auch der Ausgang eines Zählers 65 gegeben, der die Zeitgabefrequenz für den Schrittmotor SM2, die von dem ODER-Glied 53 geliefert wird, und ein "Aufwärtszählen" oder "Abwärtszählen" Signal von der Wählschaltung 62 erhält. Der Zähler 65, der nach dem ersten Einschalten des Gerätes zusammen mit den Zählern 56 bis 60 auf Null zurückgestellt ist, ist so ausgebildet, daß er zyklisch mit einem Zyklus von jeweils 2oo Schritten des Schrittmotors SM2 arbeitet, d.h. von jeweils 2oo Impulsen der Zeitgabefrequenz zum Antreiben des Impulsgenerators 54. ■/,'■.■

Wenn das Spektralphotometer abtastet, muß der sich in dem Zähler 65 ansammelnde Zählerstand Schritt halten und die gleiche Bedeutung haben wie der Zählerstand, der sich in demjenigen Maßstabverfolgungszähler ansammelt, welcher der tatsächlich benutzten Abszissendehnung zugeordnet ist. Wenn die Abtastung vorübergehend unterbrochen ist, um eine Maßstabänderung vorzunehmen, wird die Ablesung in den Maßstabver-

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folgungszählern "eingefroren". Der Phasensynchronisationsvorgang besteht einfach darin, den Aufzeichnungsträger solange zu bewegen, bis die Ablesung in dem Zähler 65 gleich der eingefrorenen Ablesung in dem Maßstabverfolgungszähler des gewünschten einzuschaltenden Maßstabes wird. Der Zähler 65 kann daher als Phasensynchronisationszähler betrachtet werden.

Es soll der Phasensynchronisationsvorgang im einzelnen betrachtet werden. Wenn beispielsweise eine Abtastung von 4ooo cm bis 2812 cm in der x2-Betriebsweise erfolgt, muß der letzte Zählerstand in dem x2 Verfolgungszähler der sein, der sich angesammelt hat, seit der Zähler zuletzt auf Null zurückgestellt worden war. Das ist das gleiche als wenn man sagt seit

_i dem Start des letzten 50-Wellenzahlenblocks, d.h. 285o cm

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Von 285o cm bis 2812 cm hat man 38 Wellenzahlen, was in Impulse in x2 übersetzt 2 χ 2 χ 38 = 152 Impulsen entspricht, und 152 ist in der Tat der Zählerstand des x2 Zählers bei 2812 cm Der gleiche Zählerstand würde natürlich auftreten bei 2812 + 5o = 2862 cm" . Tatsächlich würde der Zähler entsprechend bei 29oo cm zurückgesetzt worden sein, und es würden wieder 29oo - 2862 = 38 Wellenzahlen durchgelaufen sein, was wieder einen Zählerstand von 152 an dem x2 Zähler ergibt.

Wenn man bei 2812 cm auf x2o umschalten will, muß man zunächst den x2o Zähler betrachten. Der Zähler wurde zuletzt bei 2815 cm auf Null zurückgesetzt, was 3 Wellenzahlen hinter 2812 cm ist. 3 Wellenzhalen in x2o ist äquivalent 2 χ 2o χ 3 = Impulsen. Es muß daher der Aufzeichnungsträger in eine Stellung 12o Impulse hinter einer Gitterlinie phasensynchronisiert werden. Der Zählerstand in dem Phasensynchronisationszähler 65 ist 152. Man benötigt somit 48 Impulse, um ihn zurückzusetzen, plus die 12o Impulse zur richtigen Phasensynchronisation der x2o Skala, was insgesamt 168 Impulse ergibt.

Es wird jetzt der Ablauf der Vorgänge beim Abtasten mit einer vorgewählen Abtastzeit und einer vorgewählten Abszissendehnung umrissen. Um die Dinge zu vereinfachen sei angenommen, daß der

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Wellenzahlantrieb in einer solchen Stellung ist, daß der Abtastursprung gerade in Vorwärtsrichtung passiert wird, um das Rückstellen der Zähler wie beschrieben zu ermöglichen.

Es werden zunächst die Abtastzeit und die erforderliche Abszissendehnung in den Steuereinheiten 45 bzw. 55 eingestellt. Es wird dann eine normale Vorwärtsabtastung in der "NORMAL VORWÄRTS/RÜCKWÄRTS"-Steuereinheit 66 gewählt, wobei die Wahl von "VORWÄRTS" einen logischen Ausgangszustand Null und die Wahl von "RÜCKWÄRTS" einen logischen Ausgangszustand 1 liefert.

Der Ausgangszustand der Steuereinheit 66 wird über die Wählschaltung 67 zu dem Drehsinnwähler 62 durchgeschaltet, wenn die Steuerung der Wählschaltung 67 im Zustand Null ist. Diese Steuerung wird von dem Ausgang eines ODER-Gliedes 68 geliefert, der in einem Ruhezustand 0 ist, wenn keiner seiner beiden Eingänge 29A und 29B von der "SCHNELL-Vorwärts/ RÜCKWÄRTS"-Steuereinheit 29 auf 1 ist, was normalerweise der Fall ist, wenn keine schnelle Bewegung gewählt wird. Es ist über die Steuereinheit 66 normale Vorwärtsbewegung gewählt worden, und somit ist der Ausgang des ODER-Gliedes 68 im Zustand 0. Das bedeutet daß der Zustand 0 der Steuereinheit 66 über die Wählschaltung 67 zu dem linken Eingang der Drehsinnwählschaltung 62 durchgeschaltet wird. Aus noch zu beschreibenden Gründen ist die Steuerfunktion der Wählschaltung 62 in diesem Zustand auf 1, so daß tatsächlich der O-Zustand zu dem Ausgang der Wählsehaltung 62 und schließlich zu den Impulsgeneratoren 52 und 54 durchgeschaltet wird, wobei der Zustand 0 eine Vorwärtsbewegung und der Zustand 1 eine Rückwärtsbewegung kommandiert. Durch den Ausgangszustand des ODER-Gliedes 68 ist auch eine Steuerfunktion auf die Wählsehaltung 46 ausübbar, derart, daß, wenn das besagte ODER-Glied im Zustand 0 ist, die Wählsehaltung 46 für die Wahl irgendeines der Ausgänge der Frequenzteiler 42, 43 und 44 vorbereitet ist. Die Funktion ihres anderen Zustands wird unten beschrieben.

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Wenn so die Abtastzeit und die erforderliche Abszissendehnung vorgegeben ist ebenso wie die Vorwärtsrichtung der Abtastung, dann kann die "EIN/AUS"-Steuerung 7o eingeschaltet werden. Wenn die Steuerung 7o eingeschaltet ist, ändert sich ihr Ausgangszustand von 1 in 0. Das wird durch den Inverter 71 zu 1 invertiert und auf das UND-Glied 72 gegeben, wo es einen der beiden Eingänge zum Durchschalten des Ausgangs des Frequenzr teilers 42 bildet. Der zweite Eingang ist durch den Ausgang der Wählschaltung 73 gebildet, welcher, wie wir sehen werden, im Zustand 1 ist, wenn durch den Komparator 64 Gleichheit zwischen dem Phasensynchronisationszähler 65 und demjenigen Skalenverfolgungszähler festgestellt wird, welcher der gewählten Abszissendehnung zugeordnet ist. Da eine Bewegung von dem Abtastursprung weg stattfindet, in welchem alle Zähler auf 0 zurückgesetzt worden sind, wird tatsächlich eine Gleichheit hergestellt, und daher ist der zweite Eingang des UND-Gliedes 72 tatsächlich 1.

Das UND-Glied 72 ist somit durchgeschaltet, und es können Zeitgabeimpulse gegeben werden. Diese stellen durch die in den Wählschaltungen 46 und 47 durchgeführte Wahl sicher, daß entsprechende Antriebsimpulse erzeugt werden. Durch die Antriebsimpulse wird bewirkt, daß der Schrittmotor SM1 nach Maßgabe der gewählten Abtastzeit umläuft und das der Schrittmotor SM2 mit einem Geschwindigkeitsverhältnis relativ zu SM1 umläuft, welches der gewählten Abszissendehnung entspricht.

Solange durch den Benutzer des Spektralphotometers keine Änderung in der Abszissendehnungs-Betriebsweise vorgenommen wird und keine Fehlfunktion des Gerätes eintritt, müssen der Phasensynchronisationszähler 65 und der Verfolgungszähler, der die benutzte Betriebsweise bedient, den gleichen Zählerstand zeigen, wie oben schon erläutert wurde. In einem solchen Fall bewirkt der Komperator 64, daß kein Phasensynchronisationsvorgang eingeleitet wird.

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Es sei hier angenommen, daß x2 die anfangs gewählte Betriebsweise sei und daß eine zu untersuchende Probe von dem Ursprung bei 4ooo cm" bis 281 ο cm" abgetastet worden ist. Dort wurde die EIN/AUS-Steuerung 7o abgeschaltet, d.h. ihr Ausgangszustand in "1" geändert, mit dem Ergebnis, daß das Tor 72 gesperrt ist und keine Zeitsteuerimpulse zum Antrieb der Schrittmotoren auftreten. Es soll nun die Vorwärtsabtastung von 281 ο cm aus in der x5-Betriebsweise wiederaufgenommen werden.

Die "VORWÄRTS/RÜCKWÄRTS"-Steuerung 66 bleibt in der VORWÄRTS-Stellung und die Wahl der Abtastzeit bleibt ungeändert. Nach Wahl der "x5"-Betriebsweise durch Niederdrücken des entsprechenden Druckknopfes in der "ABSZISSENDEHNUNG"-Steuereinheit 55, kann die EIN/AUS-Steuerung 7o betätigt werden. Bevor dies geschieht, soll jedoch der Stand des x2-Zählers 59, des x5-Zählers 58 und des Zählers 65 in dem Augenblick betrachtet wer«
brochen wurde.

betrachtet werden, in dem die Abtastung bei 281 ο cm unter-

Berücksichtigt man, daß die Abtastung von 1oo Wellenzahlen dem Durchgang von 2oo Impulsen zu dem x1-Zähler entspricht, d.h. von 2 Impulsen pro Wellenzahl, so bedeutet eine Abtastung von

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4ooo cm. bis 281o cm , d.h. von 119o Wellenzahlen, daß 119o χ 2 = 238o Impulse zu dem x1-Zähler durchgelassen worden sind oder 238o/2oo = 11,9 Blöcke von 2oo Impulsen. Der x1-Zähler muß daher o,9 eines Blocks von 2oo, d.h. 18o anzeigen. Infolgedessen muß der x2-Zähler 11,9 χ 2 = 23,8 Blöcke erhalten haben und zeigt o,8 eines Blocks, d.h. 16o an. Und der x5-Zähler muß 11,9 χ 5 = 59,5 Blöcke erhalten haben und zeigt o,5 eines Blocks, d.h. Too an. Während der Abtastung in der Betriebsweise x2 hielt der Zähler 65 Schritt mit dem x2-Zähler 59, so daß im Augenblick des Umschaltens auf x2 der Komparator 64 den Zählerstand 1oo in dem Maßstabverfolgungsträger 58 über die Wählschaltung 63 und den Zählerstand 16o in dem Phasensynchronisationszähler 65 "sieht".

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Nun ist die Logik des Komparators 64 so aufgebaut, daß solange seine beiden Eingänge, die als Eingang A von der Wählschaltung 63 und als Eingang B von dem Zähler 65 bezeichnet werden sollen, gleich sind, beide Ausgänge 64A und 64B im Zustand 1 sind. Der Zustand 1 des Ausgangs 64A wird durch die Wählschaltung 73 durchgeschaltet, deren Funktion noch beschrieben wird und die, wie dargestellt einen Ruhezustand 0 besitzt. Der Ausgang der Wählschaltung 73 ist daher im Zustand 1 solange Gleichheit zwischen den Eingängen A und B besteht. Da der Steuereingang des Wählschalters 62 und der Durchschalteingang des Tores 72 mit dem Ausgang der Wählschaltung 73 verbunden sind, sind sie unter den geschilderten Umständen auch in dem Zustand 1. Wenn keine Gleicheit zwischen A und B herrscht, wie dann, wie unmittelbar nach einer Umschaltung von der Abszissendehnung x2 zur Abszissendehnung x5, ändert sich der Ausgangszustand von 64A von 1 auf 0, und das wird auf den Ausgang der Wählschaltung 73 übertragen. Hierdurch werden drei fast gleichzeitige Vorgänge bewirkt: a) Das UND-Glied 72 wird gesperrt, wodurch zeitweilig das Erscheinen der Zeitsteuerfrequenz für die gewählte Abtastzeit am Ausgang der Wählschaltung

46 und infolgedessen auch das Erscheinen der Zeitsteuerfrequenz für die gewählte Abszissendehnung am Ausgang der Wählschaltung

47 verhindert wird, b) Der Steuereingang der Wählschaltung 62 geht in den Zustand 0, und das "Vorwärts"-Kommando vom Ausgang der Wählschaltung 67 wird nicht mehr zu den Generatoren 52 bzw. 54 durchgeschaltet sondern stattdessen wird der Ausgang des UND-Gliedes 74 durchgeschaltet. Die Folge davon wird sogleich erkennbar werden, c) Der mit dem UND-Glied 76 verbundene Ausgang des Inverters 7 5 ändert sich von 0 zu 1.

Das UND-Glied 76, dessen anderer Eingang ständig mit dem Ausgang des Frequenzteilers 42 verbunden ist, ist jetzt in der Lage, Impulse von dem Frequenzteiler 42 über das ODER-Glied 53 zu dem Generator 54 durchzulassen, welche Antriebsimpulse auf den Schrittmotor SM2 für den Aufzeichnungsträger liefert. Die Richtung, in welche der Motor SM2 läuft ist wegen der Umschal-

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tung der funktionsteuernden Wählschaltung 62 vom Zustand 1 in Zustand 0 durch den Ausgangszustand des UND-Gliedes 74 bestimmt. Dieses UND-Glied erhält einen Eingang mit einem Ruhezustand 1 von der Einheit 77, deren Funktion noch beschrieben werden wird, und einen Eingang mit einem Ruhezustand 0 von der Einheit 78, deren Funktion auch noch beschrieben werden wird, so daß, wenn nicht der Ruhezustand in der Eineit 78 in 1 geändert wird, der Ausgang des UND-Gliedes 74 im Zustand 0 ist. Wenn dieser Ausgang auf den Generator 54 gegeben wird, bewirkt er einen Vorwärtsantrieb des Aufzeichnungsträgers zu dem Zweck, die A- und B Eingänge in dem Komparator 64 gleichzumachen, ob A größer als B ist oder umgekehrt. Bei Verwendung eines durchgehenden ungeeichten Aufzeichnungsträgers würde es wenig Sinn ergeben, den Aufzeichnungsträger zurückzufahren, um Gleichheit zwischen den A- und B-Eingängen herzustellen in dem Fall, wo B größer als A ist. Es ist wesentlich logischer und bequemer, den Aufzeichnungsträger vorwärtszubewegen. Die Notwendigkeit, den Aufzeichnungsträger rückwärts anzutreiben tritt jedoch auf, wenn ein geeichter Aufzeichnungsträger verwendet wird und der Analytiker bestimmte Abschnitte mit Skalendehnung fahren will, bevor er zu der geeichten x1-Betriebsweise zurückkehrt, ohne auf den nächsten geeichten Aufzeichnungsträger überzugehen.

Beim Umschalten von der Abszissendehnung x2 zu der Abszissendehnung x5 bewegt der Schrittmotor SM2 den Aufzeichnungsträger schnell, bis der Zählerstand in dem Skalen-Phasensynchronisationszähler 65 sich auf 1oo geändert hat (natürlich nach Durchgang durch 0). Das ist der Zählerstand in dem x5 Maßstabverfolgungszähler 58 bei 281 ο cm" . Da 1 Zentimeter Weg des Aufzeichnungsträgers 2oo Impulse an dem Schrittmotor SM2 erfordert, müssen 14o Impulse einer Bewegung des Aufzeichnungsträgers um 14o/2oo = o,7 Zentimeter entsprechen. Man sieht, daß auch in der äußersten Situation die auftreten könnte, in welcher der Zähler 65 auf 1 steht und der der einzuschaltenden

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Abszissendehnung zugeordnete Zähler auf 0 steht, der Phasensynchronisationsvorgang nur eine Vorwärtsbewegung des Aufzeichnungsträgers um 1 Zentimeter erfordern würde.

Bei 281 ο cm ging es um die Darstellung von 1o Wellenzahlen in der x5 Betriebsweise. Es war schon gezeigt worden, daß eine Vorwärtsbewegung des,AufZeichnungsträgers derart, daß sich ein Zählerstand von 1oo in dem Zähler 65 ansammelt in der Lage war, eine richtige Phasensynchronisation beim Übergang von x2 auf x5 zu erreichen. Da zwei Impulse pro Wellenzahl auftreten mußten, entsprechen die erwähnten 1o Wellenzahlen 2o Impulsen, die multipliziert mit 5 (wegen der x5 Betriebsweise) 1oo Impulse ausmachen. Der Zählerstand 1oo ist somit richtig und der entsprechende Kontaktpunkt zwischen der Schreibfeder und dem Aufzeichnungsträger stellt richtig Io Wellenzahlen in der Betriebsweise x5 dar.

Wenn einmal Gleichheit der Eingänge A und B des Komparators 64 hergestellt ist, ändert sich der Zustand des Ausganges 64A wieder zurück von O auf 1 mit dem Ergebnis, daß das UND-Glied 72 durchgeschaltet wird, das UND-Glied 76 gesperrt wird und die Wählschaltung 62 wieder das Vorwärtskommando, welches durch die Wählschaltung 67 durchgeschaltet ist, hindurchläßt. Der Wellenzahl-Schrittmotor SM1 und der Aufzeichnungsträger-Schrittmotor SM2 treiben jetzt in normalem Abtastbetrieb und mit dem richtigen Geschwindigkeitsverhältnis an, wie es durch die Abszissendehnung x5 bestimmt ist.

Als wahlweise vorzusehende Bedienungserleichterung kann vorgesehen sein, daß der 1-Zustand am Ausgang des Inverters 75 (entsprechend einem O-Zustand am Ausgang 64A des Komparators 64) ein Anheben der Schreibfeder über das Schreibfederstellglied 79 bewirkt und daß die Schreibfeder wieder abgesenkt wird, wenn der Inverter 75 auf O umschaltet. Das stellt sicher, daß die Spur mit der neuen Abszissendehnung genau von dem Punkt des Aufzeichnungsträgers beginnt, der in der richtigen Phasenlage für den neuen Maßstab liegt.

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Es ist nicht erforderlich, die EIN/AUS-Steuerung 7o jedesmal zu betätigen, wenn eine Abszissendehnung geändert werden muß. Die Umschaltung auf eine neue Abszissendehnung findet entweder ohne Unterbrechung der Spur statt oder häufiger mit einer Unterbrechung, die in ihrer Länge sich ändert in Abhängigkeit von dem Zählerstand, der von dem Phasensynchronisationszähler 65 erreicht werden muß.

Wenn die Spur nicht an der nächsten zulässigen Stellung des Aufzeichnungsträgers neu beginnen soll sondern wesentlich weiter vorn, kann vor Wahl der neuen Abszissendehnung die "SCHNELL VORWÄRTS/RÜCKWÄRTS"-Steuerung 69 betätigt werden. Wenn diese Steuerung nicht in Betrieb ist in dem Sinne, daß keine dieser Bewegungen gewählt ist, dann sind die beiden Ausgänge der Steuerung 69, die mit 69A und 69B bezeichnet sind, beide im Zustand 0, Das bringt den Ausgang des ODER-Gliedes 68 auch in den Zustand 0, wie oben schon geschildert wurde. Man kann sich die Einheit 69 als ein Schalter mit einer in der Mitte liegenden Ruhestellung vorstellen, durch den entweder der eine oder der andere von zwei Schaltkreisen geschlossen werden kann, indem vorrübergehend der Schalthebel nach links oder nach rechts gedrückt wird. Der Schalthebel kehrt in die neutrale Mittelstellung zurück, wenn keiner der Schaltkreise gewählt ist und der Benutzer den Schalter losläßt. Bei Wahl der Vorwärtsbewegung wird der Ausgang 69A in den Zustand 1 gebracht und der Ausgang 69B den Zustand 0 und umgekehrt, wenn die umgekehrte Bewegung gewählt wird. Wenn eine oder die andere dieser Bewegungen gewählt ist, ist daher der Ausgang des ODER-Gliedes 68 im Zustand 1. Dieser Ausgang erfüllt zwei Steuerfunktionen: Er ändert einen Steuerzustand der Wählschaltung 46 von 0 in 1, so daß ungeachtet der Abtastzeit, die gewählt worden war, nur Impulse von dem Frequenzteiler 42 durch die Wählschaltung 46 durchgeschalten werden. Er ändert auch den Steuerzustand der Wählschältung 67 von 0 in 1, so daß der Ausgangszustand von 69A über die Wählschaltung 67 zu der Wählschaltung 62 übertragen wird.

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Es muß natürlich angenommen werden, daß die Eingänge A und B des Komparators 64 gleich sind, wenn die "SCHNELL VORWÄRTS"-Bewegung gewählt wird, da bis zu diesem Zeitpunkt das Gerät in dem normalen Abtastbetrieb gearbeitet hat. Die Steuerung der Wählschaltung 62 ist daher im Zustand 1, und das bedeutet, daß der Ausgangszustand von 67 gerade dort hindurchgehen kann zu den Generatoren 52 und 54. Es ist bekannt, daß der Zustand von 69A bei Rückwärtsbewegung 1 ist und bei Vortwärtsbewegung 0 und daß die Einheiten 52 und 54 auf einen O-Eingang ansprechen, indem sie die Motoren SM1 und SM2 entsprechend in Vorwärtsrichtung laufen lassen.

Nach Unterbrechung des "SCHNELL VORWÄRTS"-Kommandos kehrt der Ausgang des ODER-Gliedes 68 nach O zurück, und es kann dann die neue Abszissendehung gewählt werden. Gleichzeitig wird die vorher benutzte Abtastzeit wiederhergestellt.

Die Wirkungsweise der bisher betrachteten Abszissendehnungsmöglichkeiten gilt, wenn ein ungeeichter Aufzeichnungsträger verwendet wird oder ein geeichter Aufzeichnungsträger in ungeeichter Betriebsweise benutzt wird. Es wird jetzt beschrieben, wie es möglich ist, nach Einsetzen eines geeichten Aufzeichnungsträger von irgendeiner Abszissendehnung zu der geeichten Abszissenbetriebsweise überzugehen. Diese Art von Betrieb wird als die x1-Verriegelungsbetriebsweise bezeichnet.

Außer dem Phasensynchronisationszähler 65, der zyklisch nach jedem Block von 2oo dem Schrittmotor SM2 zugeführten Impulsen neu zu zählen beginnt, ist ein x1-Verriegelungsbetriebsweisen-Phasensynchronisationszähler 8o vorgesehen, der von dem Zähler 65 angetrieben wird. Dieser x1-Verriegelungsbetriebsweisen-Phasensynchronisationszähler 8o summiert die Anzahl der dem Motor SM2 zugeführten Blöcke auf, wenn der Registrierstreifen in Vorwärtsrichtung läuft und zieht von den aufsummierten Zählimpulsen diejenigen ab, die zugeführt werden wenn die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers umgekehrt wird. In

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-Ut-

ähnlicher Weise ist ein x1-Verriegelungsbetriebsweisen-Skalenverfolgungszähler 81 vorgesehen, welcher in gleicher Weise die Anzahl der 2oo Impuls-Blöcke aufwärts und abwärts zählt, die durch den x1-Skalenverfolgungszähler 60 hindurch laufen. Der Zähler 81 stellt daher die Zahl der I00 Wellenzahlen Intervalle dar, die von dem Abtastursprung aus durchlaufen sind.

I I

Die Ausgänge der Zähler 80 und 81 bilden die A und B Eingänge eines xi-Verriegelungsbetriebsweisen-Komparators 82.

Der Phasensynchronisationsvorgang, der erforderlich ist beim Umschalten von irgend einer Abszissendehnung auf die x1-Verriegelungsbetriebsweise besteht im wesentlichen in der Angleichung der A -und B - Eingänge des Komparators 82 sowie der Angleichung der A- und B Eingänge des Komparators 64. Der

Komparator 82 liefert einen O-Ausgang bei 82A, wenn die A und

B Eingänge nicht gleich sind und natürlich einen 1 Ausgang, wenn sie gleich sind, und liefert einen O-Ausgang bei 82B, wenn der Zählerstand des Zählers 81 größer ist und natürlich einen 1-Ausgang, wenn keine Gleichheit der Zählerstände besteht. Der Komparator 64 liefert an seinem Ausgang 64A einen O-Zustand, wenn die beiden zu vergleichenden Zählerstände nicht gleich sind. Außerdem ist ein weiterer Ausgang 64B vorgesehen, der einen O-Zustand liefert, wenn der Zählerstand des benutzten Skalenverfolgungszählers größer ist als der des Phasensynchronisationszählers 65. Die Ausgänge 64B und 82B sind auf eine Wählschaltung 83 geschaltet, die in Abhängigkeit davon, ob das durch den Inverter 84 invertierte Steuersignal.vom Ausgang 82A im Zustand 0 oder T ist, die Ausgänge 64B bzw. 82B durchschaltet.

Der Ausgang 64A des Komparators 64 bildet einen ersten wählbaren Eingang der Wählschaltung 73, und der Ausgang 82A des Komparators 82 bildet über das UND-Glied 85 einen zweiten wählbaren Eingang. Außer dem Eingang von 82A erhält das UND-Glied 85 einen weiteren Eingang von 64A.

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Wenn der Zustand an 64A auf den Ausgang der Wählschaltung 73 übertragen wird, ist die normale unverriegelte Betriebsweise, ' wie sie schon beschrieben ist, wirksam, wobei eine automatische Positionierung des Aufzeichnungsträgers beim übergang von einer Abszissendehnung zur anderen stattfindet. Wenn die x1 Verriegelungsbetriebsweise eingeschaltet wird, wird der Zustand an 82A durchgeschaltet. Ob der eine oder der andere Eingang zu der Einheit 73 durchgelassen wird, hängt vom Zustand der x1-Verriegelungseinheit 78 ab. Wenn die x1-Verriegelungsbetriebsweise nicht gewählt ist, ist der Ausgang der x1-Verriegelungseinheit 78 im Ruhezustand 0, und dadurch ist der Zustand von 64A durchschaltbar. Wenn die x1-Betriebsweise gewählt ist, ist der Ausgang der x1-Verriegelungseinheit 78 im Zustand 1, und das läßt den Zustand von 82A durch.

Es sei jetzt angenommen, daß nach dem Abtasten eines Teils des Spektrums in der Betriebsweise x2 der Benutzer die Umschaltung auf die x1-Verriegelungsbetriebsweise wünscht. Hierzu wählt er die x1-Betriebsweise in der Steuereinheit 55 und gleichzeitig die xT-Verriegelungsbetriebsweise in der x1-Verriegelungseinheit 78. Diese beiden Einheit sind zwar als zwei getrennte Einheiten dargestellt. In der Praxis ist es natürlich zweckmäßig die Steuerungen so anzuordnen, daß beide mit einem Schaltvorgang betätigt werden können, wenn der Benutzer das wünscht. Beispielsweise können zwei Druckknöpfe nebeneinander angeordnet sein, so daß sie von einer Fingerbreite überdeckt werden können, von denen der eine der Druckknopf für die Wahl der x1 Abszissendehnung und der andere der Druckknopf für die Wahl der x1-Verriegelungsbetriebsweise ist.

Der Zählerstand im Zähler 61 wird kleiner sein als der im Zähler 8o, wenn die x1-Verriegelungsbetriebsweise gewählt wird. Das bedeutet, daß am Ausgang 82A des Komparators 82 der Zustand 0 erscheinen muß. Der Zustand 0 muß auch am Ausgang der Einheit 73 erscheinen. Dadurch wird folgendes bewirkt:

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a. Das Tor 72 wird gesperrt, wodurch die Aufschaltung von!Antriebsimpulsen auf den WeIlenzahlschrittmötor SMT verhindert wird.

b. Das Tor 76 wird geöffnet über die Zustandsumkehrung an 75. Hierdurch wird die Schreibfeder von dem Schreibfederstellglied 79 angehoben, und Impulse von dem Frequenzteiler 42 erreichen den Generator 54 über

• das ODER-Glied 53.

c. Die Wählschaltung 62 schaltet den Ausgangzustand des UND-Gliedes 74 auf die Generatoren 52 bzw* 54 durch, so daß momentan die Führung durch die Steuerung 66 unterbrochen ist.

Der Ausgangszustand des UND-Gliedes 74bestimmt, ob der Aufzeichnungsträger-Schrittmotor SM2 den Aufzeichnungsträger entsprechend dem Zustand 0 vorwärts oder entsprechend dem Zustand 1 rückwärts bewegt. In der betrachteten Situation ist tatsächlich der Zustand 1 erforderlich. DasUND-Glied 74 ist mit drei Eingängen,versehen: Einen im Zustand T befindlichen Eingang von der x1-Verriegelungseinheit 78, der in den Zustand 0 umgeschaltet wird, Wenn keine x1-Verriegelung gewählt ist, einen im Zustand 1 befindlichen Eingang von der Einheit 77 wenn diese nicht eingeschaltet ist, der in Ö umgeschaltet wird, wenn sie eingeschaltet wird, und einen Eingang von der Wählschaltung 83. Die Drehrichtung des Motors SM2 hängt nun von dem Ausgangszustand der Wählschaltung 83 ab. Da jetzt der B-Eingang des Komparators 64 größer als der Α-Eingang und der B -Eingang des !Comparators 82 größer als der A -Eingang ist, wenn von der x2-Abszissendehnungsbetriebsweise auf die x1-Verriegelungsbetriebsweise umgeschaltet wird, haben die Ausgänge an 64B bzw. 82B den Zustand 1. Wenn der Steuerzustand der Wählschaltung 83 auf 1 ist, wobei an 82 ein 0-Zustand auftritt und dieser durch den Inverter 84 zu 1 invertiert wird, dann wird der Ausgang von 82b durchgeschaltet, was bedeutet, daß das UND-Glied 74 wie

709812/0716 "- So-.-

verlangt einen Ausgangszustand 1 besitzt. Der Aufzeichnungsträger läuft jetzt zurück, bis von dem Komparator 82 Gleichheit zwischen seinen A -und B -Eingängen festgestellt wird, so daß der Ausgangszustand an 82A sich von 0 auf 1 ändert. Der Steuerzustand an 83 ändert sich nun von 1 auf O₇ wodurch der 64B-Ausgang durchgeschaltet wird. Wenn man nun annimmt, daß eine Gleichheit zwischen den Eingängen A und B des Komparators 64 noch nicht hergestellt ist, dann bleibt der Zustand von 64B auf 1, und das bedeutet, daß weiterhin der Aufzeichnungsträger in Rückwärtsrichtung angetrieben wird. Die Impulse von dem Frequenzteiler 42 gelangen noch durch das UND-Glied 76 hindurch, weil das UND-Glied 85 immer noch einen Ausgangszustand 0 besitzt, da einer seiner Eingänge von 82A kommt. Wenn der Komparator 82 feststellt, daß die Gleichheit der Eingänge erreicht ist, ändert sich der Ausgangszustand des UND-Gliedes 85 in 1, da 82A sich in 1 geändert hat, und das hat folgene Wirkungen:

a. Das UND-Glied 76 wird gesperrt, wodurch die Impulse von dem Frequenzteiler 42 unterbrochen werden.

b. Das UND-Glied 82 wird leitend, was die Durchschaltung der normalen Zeitsteuerfrequenzen für die beiden Schrittmotoren gestattet.

c. Die Wählschaltung 62 wählt den Ausgangszustand der Wählschaltung 67, der bei 0 verblieben war, da die Steuereinheit 66 auf normalen Vorwärtsantrieb geschaltet worden war und während der Umschaltung auf die x1-Verriegelungsbetriebsweise unverändert bleibt.

d. Die Schreibfeder .wird auf den Aufzeichnungsträger abgesenkt.

Wenn der Aufzeichnungsträger nicht zurückgefahren werden soll sondern man stattdessen auf den nächsten Abschnitt des geeichten Aufzeichnungsträgers vorfahren will, kann dies dadurch

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erreicht werden, daß der Ausgangszustand der Steuereinheit 77 von 1 auf O geändert wird. Dadurch wird eine Vorwärtsbewegung des Aufzeichnungsträgers bewirkt, bis der nächste Abschnitt erreicht wird, wo nach Loslassen der Steuerung in der Einheit 77 die x1-Verriegelung in der beschriebenen Weise hergestellt wird.

Der Ausgang des Inverters 75 ist über ein ODER-Glied 86 auf das Schreibfederstellglied 79 geschaltet. Das ODER-Glied 86 ist mit drei weiteren Eingängen versehen. Ein Eingang kommt vom Ausgang des ODER-Gliedes 68, so daß die Schreibfeder automatisch abgehoben wird, wenn "SCHNELL VORWÄRTS" oder "RÜCKWÄRTS" gewählt wird. Ein Eingang ist mit dem Ausgang der Einheit 66 verbunden, so daß die Schreibfeder bei "NORMAL RÜCKWÄRTS"-Antrieb abgehoben wird. Ein weiterer Eingang ist mit dem Ausgang einer "FEDER ANHEBEN"-Einheit 87 verbunden, welche bei Niederdrücken eines Druckknopfes einen Ausgangszustand 1 erzeugt und es so dem Benutzer ermöglicht, die Schreibfeder anzuheben, wenn er dies aus irgend einem Grunde wünscht.

Der Aufbau gemäß Fig. 5 ist besonders geeignet um eine weitere nützliche Verbesserung auf verhältnismäßig einfache Weise zu erreichen. Er bietet die Möglichkeit, die Abtastung automatisch mit hoher Geschwindigkeit auf irgend eine gewählte Wellenzahl innerhalb des Abtastbereiches vorzufahren, indem einfach die erforderlichen Wellenzahl durch Betätigung geeigneter Digitalstellenschalter in der "WELLENZAHL-WAHL"-Einheit 88 eingestellt wird und vorübergehend ein Druckknopf in der "ANTRIEB AUF GEWÄHLTE WELLENZAHL¹¹-Einheit 89 niedergedrückt wird. Die sich daraus ergebende Wirkungsweise ist folgende: Der Ausgangszustand der Einheit 89 ändert sich von 1 auf 0. Das bewirkt daß ein Speicher 9o gesetzt wird und einen Zustand 1 an einen Eingang eines UND-Gliedes 91 legt. Der andere Eingang des UND-Gliedes wird vom Ausgang eines Komparators 92 erhalten, der in dem Zustand 1 ist, wenn die über die Einheit 88 gewählte Wellenzahl nicht gleich der durch die Zähler 6o und 81 zusammen"

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erhaltenen Wellenzahlablesung ist. Bei Herstellung zweier Eingänge im Zustand 1 gibt das UND-Glied 91 einen Ausgangszustand 1 an das ODER-Glied 68, was bekanntlich zur Durchschaltung von Impulsen von dem Frequenzteiler 42 und zur schnellen Ansteuerung beider Schrittmotoren führt. Wenn Gleicheit der Eingänge an dem Komparator 92 hergestellt ist, ändert sich sein Ausgangszustand in 0 und dies sperrt das UND-Glied 91. Hierdurch werden Impulse direkt von dem Impulsteiler 42 nicht mehr durchgeschaltet, und es kann eine normale Abtastung, wie sie vorgewählt ist, von der gewählten Wellenzahl aus stattfinden. Gleichzeitig wird der Speicher 9o zurückgesetzt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nachstehend die Ausrichtanordnung beschrieben, die sicherstellt, daß nach dem ersten Anschalten des Spektralphotometer und Zurückfahren des Wellenzahlantriebes vor den Abtastursprung eine tatsächliche Abtastung nach Wahl des Vorwärtsantriebs nicht stattfinden kann, wenn keine Koinzidenz mit einer Gitterlinie bei Erreichen des Abtastursprunges vorliegt, und wenn nicht die Rückstellvorrichtung 61 betätigt ist. Obwohl es nur eine Gitterlinie gibt, die als Ursprung des Aufzeichnungsträgers bei der geeichten x1-Betriebsweise verwendet werden kann, bietet die Ausrichtung nach irgendeiner Gitterlinie keine echten Schwierigkeiten für den Benutzer, der sofort irgendwelchen Unterschied zwischen der Wellenzahlskala in der x1-Betriebsweise feststellen und den Aufzeichnungsträger erforderlichenfalls neu einstellen würde. Er könnte tatsächlich routinemäßig den Aufzeichnungsträger nach dem Ausrichten ersetzen.

Es sei angenommen, daß der mit dem Spektralphotometer verwendete Aufzeichnungsträger mit Perforationslöchern versehen ist, von denen jedes durch eine Gitterlinie mittig geteilt wird. Es muß daher sichergestellt werden, daß im Abtastursprung ein Transportzacken nach oben steht und durch eine Ebene mittig geteilt ist, die auch die Spitze der Schreibfeder mittig teilt.

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JNSPEGTEi

In dem Diagramm von Fig. 6 sind diejenigen Teile von Fig. 5 wieder dargestellt, die für das richtige Verständnis der / Ausrichtanordnung erforderlich sind. Um die Identifizierung zu erleichtern sind ihre Bezugszeichen üngeändert gelassen worden.

In■ .Pig^:. 6 wird, die"ABTASTUNG EIN/AUS "-Steuereinheit 3o ν zeitweise übersteuert mittels eines UND-Gliedes 91, welches hinter dem Inverter 71 angeordnet ist. Der Steuereingang des UND-Gliedes 91 liegt auf 0, bis der Ausrichtvorgang durch- : geführt ist und der normale Betrieb wie in Fig. 5 beschrieben stattfinden kann. -

Nach Zurückfahren des Wellenzahlantriebs bis vor den Abtastursprung kehrt eine Einheit 92, die von einem Mikroschalter oder einer ähnlichen Vorrichtung gebildet sein könnte, ihren Ausgangszustarid von 0 zu 1 um. Das bewirkt, daß der Speicher einen Ausgangszustand 1in unteren AbschnittA und daher einen Ausgangszustand 0 im oberen Abschnitt B besitzt. Der;Abschnitt ~ A Zustand 1 Ausgang ermöglicht es dem UND-Glied 94, Impulse mit hoher Frequenz von dem Frequenzteiler 42 durch das ODER-Glied 53 zu dem Generator 54 durchzulassen, der den Aufzeichnungsträger- Schrittmotor SM2 speist. Der andere Eingang des ODER-Gliedes 53 ist derjenige, der auöh in Fig» 5 gezeigt ist. Der Abschnitt Ä-Züstand1-Ausgang gestattet es auch dem UND-Glied 95 Impulse von dem Frequenzteiler 2 durch das ODER-Glied 96 zu dem Generator 52 durchzulassen, der den WeIlenzahlschrittmotor SM1 -speist. Der andere Eingang des ODER-Gliedes 96 ist die in. Fig. 5 gezeigte Leitung, welche direkt auf den Generator 52 geschaltet ist. Die Durchschaltfunktiön des Abschnitt A-Zustand 1-Ausgangs findet, soweit es das UND-Glied 94 angeht, statt, wenn der Ausgang der Einheit 97 zum Abtasten der obersten Stellung jedes TransportZackens in einem Zustand 1 ist und anzeigt, daß eine solche oberste Stellung noch nicht erreicht ist. Soweit das UND-Glied 95 betroffen ist, findet diese besagte Funktion statt, wenn der Ausgang der Einheit 98 zum Feststellen* des AbtastürSprunges auch im Zustand 1 ist und anzeigt, daß der Abtastursprung noch nicht erreicht ist.

; : ; 709 8 12/0716 V _ ₅₄ _

Der Zustand O-Ausgang des Abschnitts B sperrt lediglich das UND-Glied 91, bis der Speicher 93 zurückgesetzt ist.

Wenn jetzt der Ausgangszustand sowohl der Einheit 97 als auch der Einheit 98 von 1 auf O geht und anzeigt, daß die beiden Schrittmotoren sich weit genug bewegt haben, um eine oberste Stellung des Transportzahnes bzw. den Abtastursprung zu er eichen,, wird der Ausgangs zustand des ODER-Gliedes 99 zu 0. Das wird durch den Inverter 1oo invertiert und dient zum Rücksetzen des Speichers 93. Jetzt wird das UND-Glied 91 durchgeschaltet und die UND-Glieder 94 und 95 werden gesperrt. Gleichzeitig wird die Rücksetzeinrichtung 61 wirksam und setzt alle in Fig. 5 dargestellten Zähler zurück. Dann beginnt die Wirkungsweise wie sie unter Bezugnahme auf diese Figur beschrieben ist.

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Claims

Patentansprüche

λ. j Geschwindigkeitswechseleinrichtung enthaltend: ein erstes bewegliches Glied und ein zweites bewegliches Glied, Geschwindigkeitsübertragungsmittel zur Bestimmung der Relativbewegung der beiden Glieder in Bezug zueinander, derart, daß dazwischen verschiedene Geschwindigkeitsverhältnisse aus einem vorgegebenen Bereich herstellbar sind, und Mittel zum Wählen eines gewünschten Geschwindigkeits— Verhältnisses, .

gekennzeichnet durch

eine Phasensynchronisationsanordnung (19A, 19B, 19E....; Fig. 5),welche es gestattet, die Wege der beiden beweglichen Glieder vor Einschaltung eines neuen Geschwindigkeitsverhältnisses mit wiederholbarer Genauigkeit so einzustellen/ daß bei Vorgabe eines Grundschrittes des Weges des ersten beweglichen Gliedes aufeinanderfolgende Wegschritte des ersten beweglichen Gliedes aus einer Ursprungstellung desselben, von denen jeder einem genauen Bruchteil oder Vielfachen des besägten Grundschrittes des Weges entspricht, welcher Bruchteil oder welches Vielfaches durch die gewählte Skalendehnung oder die gewählte Skalenstauchung bestimmt ist, stets aufeinanderfolgenden gleichen und unveränderlichen zweiten Wegschritten des zweiten beweglichen Gliedes aus einer Ursprungstellung desselben entspricht, gleichgültig, wo hinter der Ursprungsstellung des ersten beweglichen Gliedes der Geschwindigkeitswechsel stattfindet.

2. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Erzeugung zunehmender Skalendehnungen durch abnehmende Geschwindigkeitsverhältnisse eingerichtet ist.

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3. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Skalendehnung durch ein Geschwindigkeitsverhältnis von 1:1 geliefert wird.

4. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Untersetzung des einer normalen, ungedehnten Skala zugeordneten Geschwindigkeitsverhältnisses eine Skälenstauchung erhalten wird.

5. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Phasensynchronisationseinrichtung der relative Weg der beiden beweglichen Glieder einstellbar ist, indem sie ein bewegliches Glied relativ zu dem anderen um nicht mehr als den besagten Grundschritt des Weges bewegt.

6. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Phasensynchronisationseinrichtung der besagte relative Weg automatisch bei Wahl eines Geschwindigkeitsverhältnisses und vor Wirksamwerden des entsprechenden Maßstabes einstellbar ist.

7. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste bewegliche Glied das bewegliche Glied eines ersten Schrittmotors (SM1) und das zweite bewegliche Glied das bewegliche Glied eines zweiten Schrittmotors (SM2) ist und daß weiterhin folgende Bauteile vorgesehen sind: Mittel (41, 42, 43, 44) zur Zufuhr von Antriebsimpulsen mit einer Frequenz zu dem besagten ersten Schrittmotor (SMt), Mittel (48, 49, 5o, 51) zum Teilen der besagten Frequenz in einen Bereich von Unterfrequenzen zum Antrieb des zweiten Schrittmotors (SM2), wobei diese Mittel einen Teil der

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besagten Geschwindigkeitsübertragungsmittel darstellen, Mittel (47) zum Wählen jeweils einer der besagten Unterfrequenzen und zum Aufschalten derselben auf den besagten zweiten Schrittmotor (SM2), Mittel (56,....6ο), die jedem Maßstab zugeordnet sind, zum ständigen Verfolgen der in bezug auf den besagten Maßstab richtigen Stellung des beweglichen Gliedes des zweiten Schrittmotors (SM2) innerhalb jedes der besagten gleichen und unveränderlichen Wegschritte desselben, Mittel (65) zum ständigen Verfolgen der tatsächlichen Stellung dieses beweglichen Gliedes, Vergleichermittel (64) zum Vergleichen der beiden Stellungen, Mittel, durch welche Antriebsimpulse auf einen Schrittmotor und nicht auf den anderen aufschaltbar sind, so daß bei Wahl eines neuen Maßstabes diese beiden Stellungen, wenn sie voneinander abweichen, gleich gemacht werden und durch welche nach Erreichen der Gleichheit Antriebsimpukse auf beide Schrittmotore aufgeschaltet werden.

8. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Mittel (41; 42 43, 44) zur Zufuhr von Antriebsimpulsen zu dem ersten Schrittmotor (SM1) Antriebsimpulse aufschaltbar sind, deren Frequenz innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereiches wählbar ist.

9. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach den Ansprüchen oder 8, gekennzeichnet durch getrennte Mittel (8o, 81) zum gleichzeitigen Verfolgen der absoluten Wege der beweglichen Glieder des ersten bzw. des zweiten Schrittmotors (SM1, SM2) von ihrer jeweiligen Ursprungslage aus, Mittel (82) zum Vergleichen der beiden absoluten Wege und Mittel, durch welche Antriebsimpulse auf den einen Schrittmotor und nicht auf den anderen aufschaltbar sind, wenn die beiden verfolgten Wege nicht gleich sind und durch welche Antriebsimpulse nach dem Gleichmachen der beiden Wege auf beide Schrittmotore aufschaltbar sind.

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1ο. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel (88) zur Voreinstellung eines gewünschten Wertes des absoluten Weges des beweglichen Gliedes des ersten Schrittmotors (SM1), Mittel (92) zum Vergleichen des besagten gewünschten Wertes und des verfolgten absoluten Weges des besagten Gliedes vorgesehen sind, und Mittel, durch welche Antriebsimpulse nur dem ersten Schrittmotor zuführbar sind, bis der voreingestellte und der verfolgte absolute Weg gleich gemacht sind, wenn sie nicht zufällig gleich sind.

11. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schrittmotore (SM1, SM2) umlaufende Schrittmotore sind, deren beide umlaufenden Wellen die beiden beweglichen Glieder darstellen, und daß die Verfolgungsmittel wenigstens einen Zähler umfassen.

12. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasensynchronisationseinrichtung pro vorgesehenes Geschwindigkeitsverhältnis eine formschlüssige Kupplung (19A, 19B, 19E....) enthält, daß diese Kupplung jeweils einen Teil (19B, 19E...) aufweist, der in seiner Bewegung auf das erste bewegliche Glied (1) bezogen ist, einen Teil (19A), der in seiner Bewegung auf den zweiten beweglichen Teil (13) bezogen ist, und Mittel (19E, 19F) zur Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen den beiden Teilen (19B, 19A) nach vorgegebenen Wegabschnitten des einen Teils relativ zu dem anderen von einem Punkt zulässiger Verbindung zu dem nächsten Punkt zulässiger Verbindung, welche letzteren Mittel einen Teil der Mittel zum Wählen eines gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisses bilden, wobei die besagten Wegabschnitte durch den Maßstab bestimmt sind, der durch das über die Kupplung hergestellte Geschwindigkeitsverhältnis ermöglicht wird.

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13. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsübertragungsmittel in ständigem Eingriff befindliche Zahnradvorgelege (19, 16; 21, 17...) enthalten, daß die formschlüssige Kupplung eine drehbewegungsübertragende Kupplung ist, daß jedes Zahnradvorgelege ein Geschwindigkeitsverhältnis liefert, und daß durch jede der formschlüssigen, drehbewegungsübertragenden Kupplungen eine Antriebsverbindung zwischen den beiden beweglichen Gliedern über ein Zahnradvorgelege herstellbar ist.

14. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der drehbewegungsübertragenden, formschlüssigen Kupplung längs seines Umfanges im Abstand voneinander angeordnete Durchbrüche (19F..) und der andere Teil einen Stift (19E..) aufweist, der zum Eingriff in irgendeinen dieser Durchbrüche eingerichtet ist.

15. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Mittel (SWG) zum Wählen eines gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisses der Eingriff des besagten Stiftes (19E..) in die besagten Durchbrüche (19F...) elektromagnetisch steuerbar ist.

16. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beweglichen Glieder (1, 13) von einer drehbaren Welle gebildet ist.

17. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Teil eines Schreibers mit einer Markierungsvorrichtung zur Aufzeichnung eines Schriebs auf einem Aufzeichnungsträger bildet.

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18. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreiber ein Schreibstreifenschreiber ist_r welcher einen Teil ein Zubehör eines Abtastspektralphotometers bildet, und daß der Weg des ersten beweglichen Gliedes die abgetastete Größe und der Weg des zweiten beweglichen Gliedes den Schreibstreifenvorschub darstellt.

19. Geschwindigkeitswechseleinrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Zackenrad (28), das in einen perforierten Schreibstreifen eingreift und das mit dem besagten zweiten beweglichen Glied drehbar ist, wobei ein Paar von Zähnen des Zackenrades die Grenzen jedes der besagten gleichen und unveränderlichen Wegschritte bestimmt.

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