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Straßenprofil- oder Wegaufzeichengerät. Die Erfindung betrifft Vorrichtungen
zum Aufzeichnen von Straßenprofilen oder der Bewegung eines Land-, Wasser- oder
Luftfahrzeuges in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen. Es ist bei derartigen
Vorrichtungen bekannt, die zurückgelegte Wegstrecke mittels eines auf einer Straße
oder einem Gelände laufenden Rades von bestimmtem Umfang oder bei Wasser- oder Luftfahrzeugen
durch rlie Anzahl der Umdrehungen eines Propellers
oder eines Logs
beim Befahren der Strecke zu messen.
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Ferner sind bereits Straßenprofil- oder Wegaufzeichenger äte vorgeschlagen,
bei denen die in zwei zueinander rechtwinkligea Richtungen in ihrer Ebene bewegliche
Zeichenfläche durch ein mit ihr in Berührung stehendes Reibglied, Reibrad o. dgl.
angetrieben wird, das sich mit einer der Bewegungsgesclnvindigkeit der Vorrichtung
proportionalen Geschwindigkeit dreht, und' bei denen die Zeichenfläche und das sie
antreibende Glied gegenseitig um eine rechtwinklig zur Zeichenfläche durch den Berührungspunkt
gehende Achse drehbar sind. Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen wird die Zeichenfläche
von einem Papierband gebildet, das sich von einer Spule ab- und auf eine andere
aufwickelt und zwischen zwei das Papierband antreibenden heibgliedern hindurchläuft.
Die beiden Spulen sind bei dieser Vorrichtung in einem Rahmen verschiebbar, der
durch ein Gewicht beständig in senkrechter Lage gehalten wird. Bei dieser Bauart
wird die Bewegung der Zeichenfläche in den beiden Richtungen durch,den unmittelbar
auf sie einwirkenden Druck der Antriel:-gl,ieder bewirkt. Das Papier muß daher so
stark sein, daß es sowohl die zur Drehung als auch die zur Längsverschieh.ung der
Spulen nötige Kraft zu übertragen imstande ist. Gemäß der Erfindung dagegen ruht,
dreht und verschiebt sich (las antreibende Reibglied auf einer Walze, die entweder
selbst die Zeichenfläche trägt oder eine diese tragende zweite Walze antreibt lind
auch die Bewegung des Zeichenstiftes quer zur Zeichenfläche bewirken kann.
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Es ist ,des weiteren bei Vorrichtungen zum :'Aufzeichnen von Straßenprofilen
bekannt, die gegenseitige Drehung der Zeichenfläche und des sie antreibenden Reibgliedes
durch Einwirkung eines Pendels zu bewirken und die Pendelstange über die Drehachse
des Pendels nach oben zu verlängern. Gemäß (leg Erfindung wird für die vorgenannte
neue Einrichtung ein Verbundpendel benutzt, dessen über seine Achse hinaus nach
oben verlängerte Stange am oberen Ende ein zweites Gewicht trägt, (las so bemessen
ist, daß das Gesamtgewicht des oberen Stangenteiles, des von ihm getragenen Gewichtes
und der mit ihm verbundenen, über der Achse liegenden Teile geringer ist als dasjenige
des unteren Stangeteiles. des eigentlichen Pendelgewichtes und der mit diesem Teil
verbundenen, unter der Achse liegenden Teile.
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Die eine Bewegungsachse, bei Profilaufzeichengeräten die Pendelachse,
ist gemäß der Erfindung in einem Rahmen gelagert und trägt einen zweiten Rahmen.
An :diesem ist die Achse der die Zeichenfläche tragenden Walze und an ersterem Rahmen
das diese Walze antreibende Reibglied gelagert. Beide Rahmen sind zum Regeln des
Druckes des Reibgliedes auf die Walze gegeneinander verstellbar.
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Bei Vorrichtungen der in Betracht kommenden Art sind Einrichtungen
erwünscht und bekannt, die dazu dienen, den :Maßstab der Aufzeichnung zu verändern.
Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist hierfür der Schreibstift parallel zur
Walzenachse beweglich, und zwar wird seine Bewegung durch ein am Walzentragrahmen
gelagertes Räder-oder Bebelwerk vermittelt, das so eingerichtet ist, daß die Bewegung
der Walze eine proportionale Bewegung des Stiftes erzeugt.
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Das Verändern des Zeichnungsmaßstabes in der senkrechten oder Querrichtung
und in der wagerechten Richtung kann erfindungsgemäß aber auch durch ein Wechselräder-e-"
triebe bewirkt werden, .insbesondere bei einer Ausführung der Vorrichtung, bei der
die von dein Reibglierle angetriebene `'Falze ihre Drehung auf eine zweite, die
Zeichenfläche tragende Walze überträgt und zugleich eine Bewegung .des Zeichenstiftes
quer zur Zeichenfläche bewirkt. Das Wechselr ädergetriebe kann dann zwischen dem
Reibgliede und dem dieses in Drehung setzenden Laufrad oder anderen Teilen der Vorrichtung
angeordnet sein.
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Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes,
und zwar: Abb. i und 2 das eine Beispiel in Seiten- und Stirnansicht, Abb. 3 und
d. die eigentliche Zeichenvorrichtung in größerem Maßstabe in Stirn- und Oberansicht,
Abb. 5 den Schreibwalzen- und Papierspulenträger ebenfalls in größerem Maßstabe
in Seitenansicht, Abb. 6 und 7 eine andere Ausführung der Zeichenvorrichtung ebenfalls
in größerem Maßstabe in Stirn- und Oberansicht. Abb. 8 und 9 ein anderes Beispiel
der Vorrichtung im Maßstabe der Abb. i und 2 in Seiten- und Stirnansicht, Abb. io,
i i und 1a die Zeichenvorrichtung dieses Beispiels in größerem Maßstabe in Stirn-,
Seiten- und Oberansicht und Abb. 13 und 1q. Einzelheiten.
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Bei dem ersten Beispiel besteht das 'Wagengestell aus zwei parallelen
halbkreisförmigen Winkeleisenschienen a (Abb. i), die durch Ouerverbindungsstangen
in bestimmtem Abstand zueinander gehalten werden, ferner aus zwei wagerechten Streben
al und zwei senkrechten Stützen a2. Dieses Gestell ruht auf einem Paar Laufrädern
a .3, deren Achsen in Lagern a4 laufen. An den Stützen a2 ist ein Handgriff a' angelenkt.
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Auf Verlängerungen & der Stützen a2 sitzt eine Plattform b, die
auch mittels Hilfsstützen bl von den Streben a" unterstützt wird.
Diese
Plattform b trägt einen mit zwei Wangen 1)" versehenen Lagerbock b2. Zwischen diesen
Wangen I g,' ist das eigentliche Lager b' der Aufzeichenvorrichtung wagerecht verschiebbar
angrordnet. Dieses Lager b' ist mittels Stifte b5 in den Wangen b3 geführt und wird
durch Federn b` auf beiden Seiten in der :Mittellage gehalten.
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Der Tragrahmen c der Aufzeichenv orrichtun- ist in dein Lager b' senkrecht
verschiebbar und wird von einer Feder b' getragen. Er ist mit Lagern cl (Abb. 3
und .I) für eine Achse d (Abb. -2 und 3) versehen, auf deren einem Ende eine Pendelstange
e (Abb. 2) befestigt ist. Ferner hat er einen aufwärts ragenden geschlitzten Arm
c3 (_Abb. 3), wclcher Lagerblöcke c' für die Achse f1 des Reibra(le.s t trägt.
Diese Achse liegt in (1,-r ,';.'eichen wagerechten Ebene wie die d, aber rechtwinklig
zu ihr. Auf der Pendelachse d sitzt ein über das Reibrad f r<<"encler Rahmen
g, der eine Schreibwalze h trägt. Eine rechtwinklig zur Petidelaclise d liegende
Oberstange g1 (Abb. 3 und -1) trägt I_agerlaöcke ä= für die Achse ä 3 der Walze
h und eine Führungsstange g4 für den Schreil;-stifthalter i. Die Schreibwalze h
kann sich auf der Achseg@ drehen und in der Längsrichtung verschieben und steht
mit dem Reibrad f ;!i Berührung. Die Verlängerung der Pendelachse schneidet in allen
Stellungen die NValzen- sowie die Reibradachse.
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Der Tragrahmen c hat einen Arm c' (Abb. 3), Dieser trägt eine
Stellschraube c', (1;e sieh gegen das Ende der Pendelachse (l lehnt und mittels
deren das Spiel dieser Achse und der Druck des Reibrades f auf die Schreibwalze
h geregelt werden können. Die Schreibwalze h ist mittels Kugeln auf einer fliilse
hl (Abb. ) drehbar gelagert, die ihrerseits auf der Achse ä° mittels Rollen la=
geführt ist, welch letztere durch Laschen h° in ihrer Lage gehalten weiden. Auf
den aus der Walze h herausragenden Enden der Hülse hl sitzen die Stirnplatten j
eines rechteckigen Pahinens, in dein eine Zuführungsspule 11' (Abb. 3) und eine
Aufnahmespule h° für das Papierband gelagert sind. Die Achsen dieser Spulen
liegen in Schlitzen der Stirnplatten j und werden durch Klinken h'' in ihrer Lage
gehalten. Die Aufnahmespule h' ist mit einer in einem Gehäuse h- sitzenden Spiralfeder
versehen, die das Papierband in der nötigen Spanung hält.
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Der Schreibstifthalter i fit auf der Führungsstange g' verschiebbar
u -d finit einem Arm il (Abb. d.) versehen, an dein bei i= ein zweiter Arm i3 angelenkt
ist, der den Schreibstift i' trägt. Die Bewegung des Schreibstiftbaltersi längs
derFührungsstangeg4 wird von der Walzeh, aus bewirkt. Zu diesem Zwecke ist der Rahmeng
mit einem winkelförmigen Ansatz 1e ( Abb. 3) versehen, der den Drehzapfen k2 eines
darunter liegenden Hebels k1 trägt. Der rechteckige Rahmen der Schreibwalze ist
mit einem Arm j1 versehen, der unter dein Hebel k1 liegt . Dieser Arm und der Schreibstiftlialter
i sind mit Zapfen j2 und i' versehen, die Schieber tragen, welche in Schlitzei k3
(Abb. d.) und k' der Endei des Hebels k1 gleiten. Damit das Verhältnis der Bewegungen
nies Schreibstifthalters i und der Schreibwalze 1c oder des rechteckigen Walzenrahmens
zum Ändern des senkrechten Zeichenmaßstabes verändert «erden kann, ist der Drehzapfen
k' des Hebels k1 an einen chieber k5 angebracht, der in dein Ansatz 1,
S S
rechtwinklig zur Walze h. und parallel zur Pendelachse d geführt ist. Die Stellung
dieses Schiebers bestimmt die Lage des Hebeldrehzapfens und somit das Verhältnis
der Bewegungen des Stiftes i' zur Walze h.
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Das Reibrad f wird von einem der Laufrä.der a 3 (Abb. i) durch ein
Getriebe in Drehung gesetzt, das so eingerichtet ist, daß die wagerechtes und senkrechten
Bewegungen der Vorrichtung mit Bezug auf den Wagen bei der Dämpfung der Stöße durch
die Federn b' und b' ausgeglichen «-erden und (-1_aß der wagerechte Zeichenmaßstab
mit Hilfe von Wechselrädern leicht geändert werden kann. Die Drehung der einen Laufradachse
wird durch ein Kegelräderpaar a1-11 auf eine senkrechte Welle L übertragen, von
dieser durch ein zweites Kegelräderpaar f auf eine kurze, in einem Bock h gelagerte
Zwischenwelle 13, von dieser durch auswechselbare Zahnräder l' und L° auf eine wagerechte
Welle L', von dieser durch ein drittes Kegelräderpaar f3 auf eine senkrechte Welle
f- ti -d ven dieser endlich durch ein Schneckengetriebef'-f' (Abb.3) auf die Achse
f1 des Reibrades f. Die die Kegelräder f 3 tragenden Enden der Wellen
11' und f2 sind in einem abwärts ragenden Arm b' (Abb, i) des Lagerhoclces b' gelagert.
Um die durch die Fe-(lern b" und b' ausgeglichenen wagerechic:n und senkrechten
Bewegungen der Vorrichtung z u ermöglichen, bestehen diese beiden Weilen je aus
zwei Teilen, die durch Muffen 1g und f';
miteinander längsverschiebbar gekuppelt
sind. Die beiden auswechselbaren Zahnräder l' und l'' können entweder solche Durchmesser
haben, ,laß ihr Achsenabstand stets gleich bleiben kann, oder an dein Lagerbock
l= kann eine geschlitzte Schwinge (etwa nach Art des Teils o1" die,' Abb. 12) angelenkt
sein, an der ein in beide Wechselräder eingreifendes Zwischenrad verstellbar gelagert
ist.
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Abb. 6 und 7 zeigen andere 'Mittel zum Verändern des senkrechten Zeichenmaßstabes.
In dem Rahmen g und einem darauf sitzenden
Halter an ist hier eine
Achse in:' mit einem Zahnrad 111,'- und einem Ritzel in' gelagert. Das Rad nie greift
in eine Zahnstange il ein, die am Schreibstifthalter i angebracht ist, und das Ritzel
in' in eine Zahnstange j4, die von zwei Armen j3 des rechteckigen Rahmens der Walzeh
getragen wird. Die beiden Zahnstangen bewegen sich in entgegengesetzter Richtung.
Wenn der Maßstab geändert werden soll, -werden das Rad in' und das Ritzel zft3 gegen
andere mit dem nötigen Übersetzungsverhältnis ausgewechselt. Um dies 7u ermöglichen,
sind der Rahmen g und der Halter in mit einer Reihe von Löchern (Abb. y) für die
Lagerzapfen der Achse in' versehen, so daß diese je nach der Größe der zur Verwendung
kommenden Zahnräder eingestellt werden kann. Es können aber auch andere Mittel hierzu
vorgesehen sein; z. B. kann der Halter in auf dem Rahmen g verstellbar befestigt
oder die Achse in:' in auf dem Rahmen g und dein Halterin verstellbaren Schiebern
gelagert sein.
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Das Gerät arbeitet in folgender Weise: Das Reibrad f setzt die Walze
la, über die das Papierband läuft, in Drehung. Da .das Reibrad f von einem der Laufräder
a3 angetrieben wird, so ist seine Drehung ein Maß für die Bewegung des Wagens auf
dein Boden. Wenn der Wagen auf wagerechtem Boden fährt, liegt die Ebene des Reibrades
f rechtwinklig zur Achse der Walzeh. Diese erhält in diesem Falle von dein Reibrad
feine einfache Drehbewegung. Der Schreibstift i4 zeichnet dann auf dem Papierband
eine gerade, zu dessen Kanten parallele Linie.
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Wird der Wagen auf senkrechter Bahn aufwärts bewegt, so ist, da das
Pendel in senkrechter Lage verbleibt und somit die Ebene des Reibrades durch die
Achse der Walze geht, die dieser vom Reibrad erteilte Bewegung eine reine Gleitbewegung
längs der Achse. Der Stift i4 zeichnet dann auf dem Papierband eine zu dessen Kanten
rechtwinklige Gerade.
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Wenn der Wagen auf schiefer Bahn fährt, also die Ebene des Reibrades
f weder rechtwinklig zur Achse der Walze h steht noch durch sie geht, so erhält
die Walzeh vom Reibrad f sowohl eine Dreh- als auch eine Gleitbewegung. Der Schreibstift
zeichnet dann eine Linie, die mit der auf dem Papierband parallel zu dessen Kante
gezogenen Nullinie den gleichen Winkel bildet, wie die Fahrbahn mit der wagerechten
Ebene. Da die Umfangsbewegung des Reibrades f und somit auch die Bewegung des Papierbandes
ein Maß für diejenige des Wagens auf dem Boden ist, so -wird das Profil des mit
dem Wagen befahrenen Bodens genau aufgezeichnet. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
trägt die Plattform b einen Lagerbock mit einer Grundplatten (Abb. 8) und vier Ständern
itl. Zwischen den Ständern ü1 ist ein offener Rahmen o senkrecht beweglich, der
von Federn n2 getragen wird, und in dem ein Pendelachslager p (Abb. io) mit seitlichen
Vorsprüngen p1 quer verschiebbar ist, das durch seitliche Federn e3 (Abb. 12) in
der Mittellage gehalten wird.
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An der Pendelachse d (Abb. 9), die das Pendel e, e1 trägt,
ist ferner ein Tragrahmen q
für eine Walzer, die vom Reibrads angetrieben
wird, und für eine Schreibwalze t aufgehängt. Das Reibrad s ist mit seiner Achsesl
(Abb. io) in einem Ansatz p2 des Pendelachslagers p und einem daran befestigten
Winkel p3 (Abb. 9) gelagert. Der Ansatz p2 hat einen Arm p4 (Abb. io), in dein eine
Stellschraube p5 sitzt. Die Drehung des Reibrades s wird durch ein Wechselrädergetriebe
05, o11, 011 bewirkt, daß die Drehung von der Achse eines der Laufräder a3 (Abb.
8) überträgt. Eine der Stirnplatten o1 (Abb. i2) des offenen Rahmens o hat einen
parallel zum Ansatz p2 liegenden Ansatz 02. In diesem sind die Achsen o-' und 04
zweier Zahnräder o5 und 0e gelagert. Die Achse o3 ist nach unten verlängert (Abb.
io) und mit der sie antreibenden Welle u4 gekuppelt. Die Achse 04 trägt unten ein
Kegelrad o'. Dieses greift in ein zweites Kegelrad s2 (Abb. i2) ein, das auf einer
wagerechten Welle s3 sitzt. Diese Welle s3 ist in einem Arm oll (Abb.
13) des Ansatzes o2 und in dem Ansatz p2 gelagert und trägt ferner eine Schnecke
s4, die in ein auf der Reibradachse s1 sitzendes Schneckenrad s5 eingreift. Das
Kegelrad s2 ist aaf der Schneckenwelles3 verschiebbar, um dieLängsbewegung derselben
bei der wagerechten Bewegung des Pendelachslab rs p1 zu ermöglichen.
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Der Ansatz o2 hat in der Oberfläche einen winkelförmigen Ausschnitt
o9 (Abb. i2), in dessen Scheitel sich eine Schleife o1° stützt, die den Drehzapfen
eines in die Wechselräder o5 und o' eingreifenden Zwischenrades oll trägt. Die Drehung
der Laufradachse wird durch ein Schneckengetriebe zal (Abb. 8) auf eine wagerechte
Welle zt und von dieser durch ein zweites Schneckengetriebe u3 auf eine senkrechte
Welle u4 übertragen, die mit der Wechselradachse o3 (Abb. i o) durch eine Muffe
u5 verbunden ist. Die Welle 2t besteht aus zwei Teilen, die durch eine verschiebbare
Muffe 2t° (Abb. 8) miteinander gekuppelt sind und durch Verschieben derselben entkuppelt
-werden können, um den Antrieb im Bedarfsfalle zu unterbrechen.
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Der Walzentragrahmen q (Abb. 9) hat ein
Auge q1, mit
dem er an der Pendelachse d aufgehängt ist, und drei seitwärts ragende, in gewissen
Abständen übereinander liegende Platten q2, q3 und q4. Zwischen der oberen Platte
q2 und der mittleren q3 ist die Achse t1 der Walze r und zwischen der mittleren
Platte q' und der unteren q4 die Achse t' (Abb. io) der Schreibwalze t gelagert.
Die Walze r ist auf ihrer Achse längsverschiebbar angebracht.
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Die Aclisetl der Schreibwalze t ist zwischen Körnerspitzen t2 gelagert.
Die Walze t sitzt fest auf der Achse t', die von der Achse r' durch ein Wechselrädergetriebe
in Drehung gesetzt wird. Die mittlere Platte q3 trägt eine mit der Achse r' gleichachsige
Scheibe v, die gedreht und mittels Klemmschrauben v1 (Abb. i i) in beliebiger Lage
festgestellt werden kann. In dieser Scheibe und einem an ilir befestigten Halter
v 3 ist eine Achse v2 mit zwei Zahntrieben @z,4 und v5 gelagert, die in ein auf
dein Ende der Achse r' a-,geordnetes Ritzel r 2 und in ein auf der Achse t1 befindliches
Wechselrad t3 eingreifen. Der wagerechte Zeichenmaßstab kann aber dadurch geändert
werden, daß das Rad t3 gegen ein anderes, das einen der gewünschten Geschwindigkeit
der Walze t entsprechenden Durchniesser hat, ausgewechselt und durch Dreher. der
Scheibe v der Zahntrieb v5 mit dein Wechselrad in Eingriff gebracht wird.
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Die obere und die untere Lagerplatte q= und q4 (Abb. i i) sind durch
zwei Stangen q` miteinander verbunden, auf denen der schreibstifthalter a, (Abb.
i o) mittels Augen w# - geführt ist. An dem Halter ist ein Arm u,° allgelenkt,
der den Stift w3 trägt. Er wird dtircti rlie Walze r auf und ab bewegt, deren Nabe
r' eine runde Scheibe r-4 trägt. Am oberen Ende des Stifthalters w sind zwei schmale
Rollcn wr, und 2e,5 zwischen Backen w¢ und in einem Halter a,° gelagert, die oben
oder unten auf der Scheibe r4 laufen. Durch diese Teile wird ilie Bewegung der Walze
r längs ihrer Achse auf den Stifthalter w übertragen und soni.it der Stift w' über
das Papierband hinwegbewegt.
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Das Gewicht der Walze r und des Stiftlialters w ist durch ein Gegengewicht
r° (Abb. i i) ausgeglichen, das mit einem Ausschnitt r ' (Abb. i2) für den freien
Durchgang des Reibrades s und der benachbarten Teile versehen, auf den Stangen q5
(A11. i i ). in deren Ebene der Schwerpunkt lieg, geführt und an Seilen r' aufgehängt
ist. Diese laufen über am oberen Ende der Stangen q`
angeordnete Rollen d'
und sind mit den oberen Ende des Stifthalters w verbunden.
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Das Pendel (Abb. 9) besteht bei allen Aus führungen vorzugsweise aus
einer Hauptpendelstange e, die auf der Achse d befestigt ist und unten das Pendelgewicht
ei trägt, tin<i. einer von der Achse d aufwärts ragenden Stange e2, die ein zweckmäßig
verstellbares Gewicht e3 trägt. Bei richtiger Abmessung des Pendels wird die Bewegung
des Wagens keine merkbare Schwingung des Pendel,' verursachen. Bei Vorrichtungen,
bei denen die Längsbewegung der vom Reibrad j oder s angetriebenen Walze
h oder r das Pendel aus der Gleichgewichtslage zubringen sucht, kann
dies durch Veränderung des Gewichtes des Stifthalters w und der sich mit ihm bewegenden
Teile entsprechend dein Verhältnis der Maßstäbe verhindert werden.
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Die Schreibwalze t kann, anstatt von der Pendelachse d getragen zu
werden, auf den Wagengestell angebracht sein. In diesem Falle wird das Reibrad s
von der Pendelachse d getragen, die hierbei hohl sein und als Lager für eine Welle
dienen kann, welche z. B. durch Kegelräder angetrieben wird und durch Wechselräder
eine das Reibrad tragende Schneckenwelle antreibt. Bei Vorrichtungen mit verschiebbarer
und drehbarer Schreibwalze, bei denen es nicht nötig ist, den senkrechten Maßstab
unabhängig zu verändern, kann auch die Bauart durch feststehende Allordnung des
Schreibstiftes vereinfacht «-erden. Bci solchen mit beweglichem Stif L-halter kann
zu dessen Bewegung ein Pantograph oder eine andere geeignete Vorrichtung dienen.
-Bei Vorrichtungen zum Aufzeichnen des zurückgelegten- Weges eines Schiffes oder
eines Luftfahrzeuges wird das Pendel durch ein Glied ersetzt, das sich den Bewegungeil
eines Antriebgliedes des die Vorrichtung tragenden Schiffes oder Fahrzeugs entsprechend
bewegen kann. So z. B. -kann dieses Glied in an sich bekannter Weise durch eine
geeignete Vorrichtung mit dem Steuergetriebe eines Schiffes verbunden oder, wie
bei anderen Vorrichtungen bekannt ist, in geeiglieterWeise vom Kompaß gesteuert
oder mit rler Steuerung eines Wagens in Verbindung gebracht werden. Das Reibrad
oder da. diesem entsprechende Glied kann von der Propellerwelle eines Schiffes,
von eillein Lueg oder von einer Laufradacbse eines Wagens angetrieben werden.