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Vorrichtung zum Aufzeichnen von Wegen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung zum punktweisen Aufzeichnen des durch die Koordinaten seiner Punkte
gegebenen Weges eines in einer Ebene beweglichen Gegenstandes oder einer ebenen
Projektion des Weges eines räumlich bewegten Gegenstandes auf eine Zeichenfläche.
Gemäß der Erfindung wird die Vorrichtung so ausgebildet, daß sie zwei Glieder enthält,
die parallel der Zeichenfläche dem gewählten Koordinatensystem entsprechend bewegbar
sind und von denen das eine eine Aufzeichenvorrichtung trägt und auf einer Brücke
angeordnet ist, die dazu dient, die Zeichenfläche in der Bewegungsrichtung des anderen
Gliedes zuüberfahren, und einen Anschlag enthält. dem ein Gegenanschlag auf diesem
anderen Glied entspricht. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei jedem Überfahren
der Zeichenfläche durch die Brücke eine Berührung der beiden Anschläge zustande
kommt, die (z. B. mittels einer elektrischen Einrichtung) das Auslösen der Aufzeichenvorrichtung
zur Folge hat. Dabei ist eine fest angeordnete Zeichenfläche vorausgesetzt. Man
könnte auch die Brücke fest anordnen, wobei dann die 'Zeichenfläche die hin und
her gehende Bewegung erfahren müßte und die Anordnung der Anschläge sinngemäß zu
ändern wäre.
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Es kann sowohl ein Parallelkoordinatensystem als auch ein Polarkoordinatensystem
zugrunde gelegt sein. Im ersteren Falle müssen die beiden Glieder geradlinig so
verschieblich angeordnet sein, daß ihre Verschiebungsrichtungen den. gleichen Winkel
miteinander Beinschließen wie die Achsen des Parallelkoordinatensystems. Im zweiten
Falle muß das eine Glied auf einer Kreisbahn geführt und das andere Glied geradlinig
verschieblich so angeordnet sein, daß seine Verschiebungsrichtung durch den Mittelpunkt
der Kreisbahn gerichtet ist. Es empfiehlt sich in diesem Falle, die Brücke die Kreisbewegung
ausführen zu lassen, was den Vorteil mit sich bringt, daß ein wiederholtes überfahren
der Zeichenfläche ohne Wechseln der Bewegungsrichtung vor sich gehen kann.
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Zum periodischen Aufzeichnen der Wegpunkte ist es in jedem Falle empfehlenswert,
die Brücke durch eine selbsttätige Antriebsvorrichtung zu bewegen. Weiter kann es
vorteilhaft sein, das die Aufzeichenvorrichtung tragende Glied mit einer Einrichtung
auszustatten, um gleichzeitig mit dem Auslösen der Aufzeichenvorrichtung auf der
Zeichenfläche, dem markierten Punkt benachbart, andere diesem Punkt zugehörende
Werte, z. B. die Uhrzeit, oder bei einem räumlich bewegten Gegenstand, von dem die
Horizontalpr6jektion aufgezeichnet wird, die Höhe vermerken zu können.
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Die neue Vorrichtung zeichnet sich vor anderen
bekannten
Vorrichtungen ihrer Art dadurch aus, daß sie so ausgestaltbar ist, daß von beliebig
vielen in ein und derselben Ebene beweglichen Gegenständen die Wege auf eine gemeinsame
Zeichenfläche aufgezeichnet werden können, .ohne daß sich die er, forderlichen Einrichtungen
gegenseitig stö.-nen. Hierzu hat man nur nötig, für das Aufzeichnen jedes einzelnen
Weges eine der oben beschriebenen Vorrichtung entsprechende Einrichtung vorzusehen,
mit der Abänderung, daß sämtliche Brücken zu einer einzigen Brücke vereinigt sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung :dargestellt,
mit deren Hilfe ,die Wege beweglicher Gegenstände, z. B. zweier Schiffe, in einer
Ebene punktuell aufgezeichnet werden können, unter der Voraussetzung, daß die Wegkomponenten
in Bezug auf ein rechtwinkliges Koordinatensystem gegeben sind. Abb. r ist ein Aufriß;
Abb. 2 ist ein Grurndriß der Vorrichtung; Abb.3 und 4 sind Teilschnitte nach den
in Abb.2 angegebenen Schnittlinien 3-3 bzw. 4-4 in vergrößertem Maßstabe.
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Auf einer Grundplatte a, die ein rechteckiges Zeichenbrett a0 (Abb.
2) trägt, von dem drei Ecken mit O, X und Y bezeichnet sind, ist zwischen
zwei der Kante 0-X parallelen Führungsleisten. a1 eine Brücke b verschieblich angeordnet.
Von einer Welle c aus, die mittels eines Motors cl und eines Kegelräderpaares c2
eine gleichförmige Drehung erfährt, wird der Brücke b mit Hilfe zweier Kurb$In c3,
die je an einer an der Brücke angelenkten Schubstange e4 angreifen, eine der Kante
0-X parallele, hin und her gehende Bewegung erteilt.
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In Lagern b1 (Abb. 2) der Brücke b sind zwei der Kante 0-Y parallele
Gewindespindeln d und e drehbar gelagert, die je meinen Schlittenfund g eingreifen,
der an der Brücke, der Kante 0-Y parallel, geführt ist. Jeder dieser Schlitten trägt
ein Gehäuse f 1 und g1 (Abb. 3 und 4), in dem j e ein Zeichenstift f 2 und g2 und
je ein Zeitstempel f 3 und gs so geführt sind, daß ihnen eine Bewegung senkrecht
zum Zeichenbrett a0 erteilt werden kann. Die beiden Einrichtungen zum Zeitstempeln
sind der Einfachheit halber nicht im Schnitt gezeichnet, sie sind in bekannter Weise
so ausgebildet, daß der zugehörende Zeitstempel mittels eines Uhrwerks so :eingestellt
wird, daß er laufende Sekundenzahlen angibt, die er beim Niederdrücken auf das Zeichenbrett
aufstempelt. Von den Einrichtungen zum Auslösen der Zeichenstifte ist nur die für
den Zeichenstift f2 im Schnitt gezeichnet. Sie enthält einen Magneten äus zwei hintereinandergeschalteten
Spulen f4, von deren Wicklung das ,eine Ende mit dem Gehäuse f l in Verbindung steht
und deren Kerne f5 (Abb. 3) bei Erregung einen Bund/6 des Zeichen: stiftes f 2 anziehen
und damit den Zeichenstift in seine Arbeitsstellung bringen, in der er auf dem Zeiclhenbrett
a0 einen Punkt angibt. Eine Feder f7 sorgt dafür, daß bei aufgehobener Erregung
der Zeichenstift in seine Ruhestellung zurückkehrt. Die Erregung des Magneten wird
durch eine mit dem zweiten Ende der Spulenwicklung verbundene Schleiffeder f8 bewirkt,
die dauernd an einer der Kante 0-Y parallelen, isolierten Kontaktschiene f 9 schleift.
Auf die Stromzuführung wird später zurückgekommen werden. Damit jeder Zeitstempel
gleichzeitig mit dem zugehörenden Zeichenstift bewegt wird, enthält jeder Zeichenstift
eine Nase f 1o oder g10, die sich gegen einen Bund fll (Abb. 4) oder g" (Abb. 3)
des Zeitstempels legt und beim Aufsetzen des Zeichenstiftes auf das Zeichenbrett
den Stempel mitnimmt. Die Stempeleinrichtungen sind so ausgebildet, daß jeder Stempel
in seiner Ruhestellung in ähnlicher Weise wie jeder Zeichenstift durch eine Feder
von dem Zeichenbrett entfernt gehalten wird.
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Jede der Spindelnd und e wird von einer der Kante 0-X parallelen,
genuteten Welle dl bzw. e1 (Abb. 2) aus mittels eines Kegelräderpaares d2, d3 bzw.
e2, e3 angetrieben. Die Räder dz und e' sind an der Brücke b drehbar gelagert,
und die Räder d3 und e3 sind je auf der auf der Grundplatte a gelagerten, zugehörenden
genutetenWelledl bzw. e1 verschieblich angeordnet und werden durch an der Brücke
befestigte Mitnehmer d4 bzw. ,c4 je mit dem zugehörenden Rad d2 bzw. e2 im
Eingriff gehalten. Auf jedem der Schlitten/ und g ist je ein. Zeiger fl2 und 1g12
angebracht, der an einer Einteilung f13 bzw. gls den jeweiligen Abstand des zugehörenden
Zeichenstiftes/2 bzw. g2 von der Kante 0-X anzeigt.
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Auf der Grundplatte a sind ferner zwei Schlittenh und z je zwischen
zwei der Kante 0-X parallelen Führungsleisten a2 bzw. a3 (Abb. 2) verschieblich
angeordnet. Jeder dieser beiden Schlitten wird von je einer Gewindespindel hl und
il angetrieben und trägt einerseits einen federnden Kontakt h2 bzw. 12 und andererseits
:eine Schleiffeder ha bzw. is, die dauernd an einer der Kante 0-X parallelen Kontaktschiene
h4 bzw. i4 schleift. Die beiden Kontaktschienen h4 und i4 sind mit
dem Zuleitungsdraht einer Stromquelle h verbunden, deren Ableitungsdraht mit der
Grund= platte a in Verbindung steht. Die Anordnung der federnden Kontakte h2 und
i2 ist so getroffen, daß beim Hinundh@erbewegen der Brücke h kurze Berührungen des
Kontaktes t.'
mit der Kontaktschiene 19 und des Kontaktes 12 mit der
Kontaktschiene g9 zustande kommen; wodurch jedesmal der Stromkreis geschlossen
wird
und eine Auslösung des zu der betreffenden Kontaktschiene gehörenden Zeichenstiftes
erfolgt, die, wie beschrieben, auch eine Auslösung des Zeitstempels verursacht.
Ein auf jedem der Schlitten h und i angebrachter Zeiger h5 bzw. i5 zeigt
dabei an je einer Teilung h6 und i6 den jeweiligen Abstand an, den der zugehörende
Zeichenstift/' bzw. g2 in demjenigen Augenblick, indem die Berührung von Kontakt
und Kontaktschiene erfolgt, von der Kante 0-Y hat.
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In der Zeichnung ist angenommen, daß die Kanten 0-X und 0-Y den beiden
geographischen Hauptrichtungen West-Ost und Süd-Nord entsprechen. Um punktweise
die Kurse zweier Schiffe S und T in einer der Wirklichkeit entsprechenden Lage zueinander
aufzuzeichnen, sind die beiden Schlittenpaare f, lt
und g, i so zueinander
einzustellen, daß, die Differenz der durch die Zeiger f12 und gl= an den Einteilungen/13
und o7113 angezeigten Werte der in die Süd-Nord-Richtung fallenden Komponente und
daß die Differenz derdurch die Zeiger h5 und 15 an den Teilungen h6 und 1s
angezeigten Werte der in die West-Ost-Richtung fallenden Komponente der gegenseitigen
Entfernung der beiden Schiffe in einem Zeitpunkt Null entspricht. Werden dann die
Wellen dl und hl so angetrieben, daß die Schlitten k und f Verschiebungen
erfahren, die der in die West-Ost-Richtung fallenden Komponente, der in die Süd-Nord-Richtung
fallenden Komponente und der Geschwindigkeit des einen Schiffes entsprechen, und
werden ferner die beiden Wellen ei und i' so angetrieben, daß die Schütten! und
g Verschiebungen erfahren, die der in die West-Ost-Richtung fallenden Komponente,
der in die Süd-Nord-Richtung fallenden Komponente und der Geschwindigkeit des anderen
Schiffes entsprechen, so werden, wenn die Brücke b durch den Motor cl eine hin und
her gehende Bewegung erhält, bei jedem Hingang und bei jedem Hergang der Brücke
durch überfahren der Kontakte h° und 12 die Zeichenstifte/22 und g2 und damit die
Zeitstempel f3 und g3 ausgelöst, so daß die eine Punktreihe den Weg S° des einen
Schiffes und die andere Punktreihe den Weg T° des anderen Schiffes darstellt. Die
neben den Punkten aufgeldruckten Sekundenziffern sollen im wesentlichen nur dazu
dienen, einander entsprechende Punkte kenntlich zu machen, damit beim Auflegen eines
Maßstabes zum Zwecke des Abgreifens der gegenseitigen Entfernung einander entsprechender
Punkte das Herausfinden dieser entsprechende Punkte erleichtert wird.
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In der Zeichnung ist angenommen, daß jeder Hingang und jeder Hergang
der Brücke eine Sekunde dauert. Die Schlittenpaare f, h und g, i sind etwas abweichend
von der tatsächlich erforderlichen Einstellung so eingestellt, als ob die Zeichenstifte
12 und g2 sich in derjenigen Lage befänden, in der sie ausgelösL werden müßten,
um die Punkte q. bzw. ,f' zu markieren.
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Vorrichtungen zum punktweisen Aufzeichnen eines durch die Koordinaten
seiner Punkte gegebenen Weges sind an sich bekannt, doch erfordern diese Vorrichtungen
ein Einstellen der betreffenden Apparate von Hand und eine geistige Arbeit bei der
Eintragung des betreffenden Punktes auf Grund seiner beispielsweise rechtwinkligen
Koordinaten in Karten, Nachteile, die bei der Erfindung wegfallen.
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Es ist ferner bekannt, die Stellung eines Schiffes zu gegebener Zeit
anzuzeigen, wenxi der von ihm einzuschlagende Weg sowie die dabei angenommene Geschwindigkeit
bekannt ist. Die Erfindung dagegen läßt sich anwenden, auch wenn der weitere Verlauf
des aufzuzeichnenden Weges von Punkt zu Punkt erst bestimmt werden muß und nicht
von vornherein festliegt.
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Man hat weiterhin versucht, den von einem Fahrzeug zurückgelegten
Weg direkt an einer Vorrichtung dieses Fahrzeuges zu registrieren, indem man die
in jedem Augenblick angenommene Geschwindigkeit sowie die Fahrtrichtung der Aufzeichnung
zugrunde legte. Dieses Verfahren hat gegenüber dem Aufzeichnen von Wegen mittels
der Koordinaten adereinzelnen Wegpunkte den einschneidenden Nachteil, daß jeder
weitere aufgezeichnete Wegpunkt nur dann richtig ist, wenn alle vorangehenden Aufzeichnungen
richtig waren. Gerade bei der bekannten Anordnung, bei der Richtungsänderungen durch
den Geschwindigkeitsunterschied zweier an einer Achse befindlichen Räder des Fahrzeuges
bestimmt werden, besteht obendreüi die besondere Gefahr, daß bei ungleichmäßiger
Oberfläche der Fahrstraßen systematische Fehler bei jeder einzelnen Richtungsangabe
zu erwarten sind.. Die Erfindung vermeidet nicht nur diese Nachteile, sondern gibt
sogar die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufzeichnen von Wegen
an einem Orte anzubringen, der mit dem bewegten Gegenstande nicht räumlich verbunden
ist. Bei der Erfindung ist :es dabei überdies möglich, den aufzuzeichnenden Weg
in ,eine Ebene einzutragen (etwa in :einen vorhandenen oder anzufertigenden Plan),
während bei der bekannten Anordnung die Aufzeichnung des Weges aus Geschwindigkeit
und Richtungsveränderung dadurch erfolgt, daß das die Wegaufzeichnung aufnehmende
Blatt zylindrisch gerollt ist, so daß die Obersichtlichkeit dabei verlorengeht und
die Handhabung erschwert wird.
Es ist ferner eine Vorrichtung zum
selbsttätigen Aufzeichnen von Reisewegen, bekannt, bei der das Aufzeichengerät von
einem an einer Brücke gelagerten Glied getragen wird. Solange diese Brücke fest
ist, hat sie technisch keine andere Wirkung als jede andere Befestigungsvorrichtung.
Die erfindungsgemäße bewegliche Brücke dagegen, die das Aufzeichengerät trägt, macht
es möglich, daß sowohl die Brücke als auch das das Aufzeichengerät tragende Glied
dem gewählten-Koordinatensystem entsprechend bewegbar sind, so daß auf diese Weise
besondere Einfachheit und genaues Arbeiten der Vorrichtung .erzielt wird.
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Schließlich sind Registrierungen beliebiger Größen als Funktionen
der Zeit bekannt. Eine derartige Registrierung, bei der zwei Größen ihrem zeitlichen
Verlauf nach registriert werden, läßt zwar auch die Berechnung einer von diesen
beiden Größen abhängigen dritten Größe (also beispielsweise des Ortes eines Schiffes)
zu, auch wenn die einzelnen Zeitpunkte, in denen die beiden registrierten Größen
beobachtet worden sind, nicht zusammenfallen; doch erfordert dies bei den bekannten
Vorrichtungen eine Interpolation der Zeitpunkte von Hand noch vor Ausführung der
erforderlichen Berechnung der Resultante aus den beiden gegebenen Funktionen. Sind
dann die gleichen Zeiten entsprechenden Punkte gefunden, so ist zur Berechnung der
Resultante ein besonderes Hilfsmittel nach Art der Erfindung nötig, falls man aus
den gegebenen Größen noch, entsprechend dem Gegenstand der Erfindung, den von dem
Schiff usw. zurückgelegten Weg aufzeichnen will.
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Die Erfindung besteht daher nicht nur in der Kombination einzelner
bekannter Vorrichtungen zu einer neuen, um damit eine neuartige Aufgabe zu lösen,
sondern auch in den einzelnen Vorrichtungen der Kombination.
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Wenn .es schließlich bekannt ist, bei einer an sich andersartigen
und in _ keiner Weise maßstabgerechten Vorrichtung zum Aufzeichnen von Entfernungen,
bei denen die gegebene Entfernung als Funktion der Zeit registriert wird, mehrere
Größen (Entfernungen) gleichzeitig oder nebeneinander zu registrieren, so besteht
eine derartige bekannte Anordnung lediglich in der Vereinigung zweier Einzelanordnungen.
Eine gegenseitige Störung der beiden Aufzeichengeräte braucht dabei nicht aufzutreten,
weil in jedem Augenblick jedes der beiden Aufzeichengeräte nur einen einzigen Freiheitsgrad
besitzt (nämlich die Größe der anzuzeigenden Funktion der Zeit). Wenn nach dem weiteren
Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung Verwendung finden kann, um die Wege mehrerer
in. derselben Ebene beweglichen Gegenstände aufzuzeichnen, so lag der Erfindung
eine bedeutend schwierigere Aufgabe zugrunde als den bekannten Ausführungen, weil
das erfindungsgemäße Aufzeichengerät zwei Freiheitsgrade besitzt (nämlich zweiebene
Koordinaten- jedes Wegpunktes). Durch die Erfindung sind nicht nur diese größeren
Schwierigkeiten überwunden worden; es entstand dabei noch die besondere. Schwierigkeit,
daß bei der Kombination mehrerer Zeichengeräte mit je zwei Freiheitsgraden nach
dem weiteren Gegenstand der Erfindung eine gegenseitige Störung dieser verschiedenen
Aufzeichengeräte untereinander vermieden werden mußte, während bei den bekannten
Einrichtungen miteinem Freiheitsgrad diese Störungen von - vornherein entsprechend
der geringeren Leistungsfähigkeit jenes bekannten Gerätes nicht auftraten.