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Vorrichtung zum fortlaufenden Aufzeichnen der Drehzahl von Arbeitsmaschinen
Es ist bekannt, die Drehzahl von umlaufenden Arbeitsmaschinen in der Weise zu messen,
daß auf einem mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegten. Registrierstreifen quer
zu dessen Bewegung der Zahl der in einer bestimmten Zeit erfolgenden Umläufe entsprechende
Marken aufgezeichnet werden, wobei die Zahl der auf die Zeiteinheit entfallenden
Marken ein Maß für die Drehzahl oder auch für die Leistung der zu überwachenden
Arbeitsmaschine ist, wenn die Leistung in geradem Verhältnis zur Umlaufszahl steht.
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Es ist bei anderen Vorrichtungen bekannt, die Leistung dadurch zu
messen, daß auf einem mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegten Registrierstreifen
die von einer Arbeitsmaschine gelieferten Stückmengen auf einer ansteigenden Treppenlinie
gemessen werden und nach Erreichen einer bestimmten Anzahl gelieferter Arbeitsstücke
die Schreibvorrichtung in ihre Anfangslage wieder zurückgeführt und eine neue Treppenlinie
aufgezeichnet wird.
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Gemäß der Erfindung soll die Leistung dadurch gemessen werden, daß
ein Schreibstift durch eine Leitkurve aus der Anfangslage um eine Strecke herausbewegt
wird, deren Endpunkt von der gegenüberliegenden Grundlinie eines von einem Uhrwerk
vorgezogenen Papierstreifens einen der Drehzahl der - Maschine entsprechenden Abstand
hat, worauf die Leitkurve und der Schreibstift wieder in die Anfangslage zurückgeführt
werden.
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Erfindungsgemäß ist die Leitkurve als gleichseitige Hyperbel ausgebildet
und auf einem mit gleichbleibender . Geschwindigkeit umlaufenden Zylinder aufgewickelt.
Dadurch erhält man eine lineare Diagrammeinteilung. Man kann auch andere Leitkurven
verwenden und dann die Skala empirisch bestimmen.
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Ein anderes Merkmal der Vorrichtung nach der Erfindung liegt darin,
daß Beginn und Ende eines jeden Meßvorganges durch den Zeitpunkt der Berührung von
Kontakten bestimmt ist, die phasengleich zur Wella der Arbeitsmaschine gesteuert
werden.
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Um zu erreichen, 'daß die Abstände der Endpunkte der aufgezeichneten
Strecken von der Grundlinie direkt der. Drehzahl entsprechen, wird der Schreibstift
so geführt, daß auf jede n-te Umdrehung der Arbeitsmaschine ein Meßvorgang entfällt.
Wird die Zeitdauer eines jeden Meßvorgängs mit T bezeichnet, so ergibt sich n#T-c.
Wenn daher der Schreibstift durch eine hyperbelförmige Leitkurve geführt wird, so
ist am- Ende der Bewegung des Stiftes sein
Abstand von der Grundlinie,
auf die er sich zubewegt, proportional der Drehzahl. Daher stellt die die Endpunkte
der die Bewegung des Schreibstiftes angebenden Linien verbindende Kurve die Umlaufzahlkurve
der zu überwachenden Arbeitsmaschine dar.
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Auf der. Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
angegeben.
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Auf einem.mit gleichmäßiger Geschwindig keit in Richtung des Pfeiles
261 bewegten Registrierstreifen 26 schreibt ein an einer Stange 17 befestigter Stift
171, der in Führungen 172 gleitet, eine Kurve auf.
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Zum Steuern der Stange 17 dient eine hyperbelförmige Leitkurve 16,
die auf einen Zylinder 15 aufgewickelt ist. Auf der Leitkurve 16 ist die Stange
17 mit Hilfe von Rollen 18 geführt. Am oberen Ende geht die Leitkurve 16 in ein
waagerechtes Stück 16' über. Der Zylinder i S ist schwenkbar in einem Pfannenlager
27 gelagert und trägt auf seiner Achse 14 ein Zahnrad 13, das nur durch Reibung
mit der Welle 14 verbunden ist, so daß es die Welle 14 und damit-den Zylinder 15
zwar antreiben, aber sich auch auf der Welle 14 bei ruhendem Zylinder 15 drehen
kann.
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Das Rad 13 wird durch eine Schnecke 12 getrieben, die auf einer mit
gleichbleibender Geschwindigkeit angetriebenen Welle 9 angeordnet ist. Eine Feder
141 hält die Achse 14 des Zylinders 15 und damit das Rad 13 in Eingriff mit der
Schnecke 12. Um die Achse 14 ist eine Feder i9 gewickelt, die bestrebt ist, die
Welle 14 entgegengesetzt zur Antriebsrichtung durch die Schnecke 12 zu drehen. Auf
der Welle 14 ist zwischen Führungen toi, 2o2 ein Stein 2o angeordnet, in dem sich
die Welle 14 frei drehen kann. Der Stein 2o bildet den Anker eines Magneten M3,
der beim Einschalten .in eine Stromleitung den, Stein 20 anzieht und dabei die Welle
14 mit dem Antriebsrad 13 außer Eingriff mit der Schnecke 12 in die gestrichelt
gezeichnete Lage bringt. i Der Zylinder 15 trägt an seinem unteren Ende einen Anschlag
28i, der, sich gegen eine Sperrklinke 28 legt und dadurch den Zylinder 15 in bestimmter
Lage sperrt. Die Klinke 28 ist als Anker eines Elektromagneten M5 ausgebildet, so
daß beim Einschalten des Magneten MS in eine Stromleitung die Klinke 28 angezogen
und der Zylinder 15 zur Drehung freigegeben wird.
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Die den Schreibstift 171 tragende Stange 17 ist an einem biegsamen
Antriebsorgan 173, z. B. einer Schnur; aufgehängt. Die Schnur ist über eine Rolle
25 zu einer Aufwickeltrommel 22 geführt, die von der mit gleichbleibender_ Geschwindigkeit
angetriebenen Welle 9 gedreht wird, wenn die beiden Kupplungsköpfe 21, 23 zum Eingriff
gebracht werden. Zum Bewegen der Kupplungsköpfe dient ein Hebel 24, der als Anker
eines Magneten M4 ausgebildet ist. Zum Zurückführen des Hebels 24 bei nicht erregtem
Magneten M4 dient eine Feder 2q.1.
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Auf der mit gleichbleibender Geschwindigkeit getriebenen Welle 9 ist
eine Scheibe io aus Isolierstoff gleitbar befestigt, so daß die Scheibe io festgehalten
werden kann, aber bei Freigabe mit derselben Geschwindigkeit wie die Welle 9 von
dieser angetrieben wird. Zum Festhalten der Scheibe io dient ein Anschlag 73, mittels
dessen die Scheibe durch einen Gegenanschlag 7 festgehalten wird. Auf der Scheibe
io ist ein segmentartiger Kontakt ii und ein Kontakt i i i mit kleinerem Zentriwinkelangeordnet.
Die Kontakte i i und i i i liegen auf verschiedenen Seiten der Scheibe.
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Der Kontakt i i liegt im Stromkreis zweier Schleifkontakte 112 und
113, so daß, solange die beiden federnden Schleifkontakte 112, 113 den Segmentkontakt
ii berühren, ein Stromkreis geschlossen ist.
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Der die Scheibe io sperrende Anschlag? ist um einen Zapfen 71 schwenkbar
und steht unter der Wirkung zweier Elektromagnete M1 und M2. Zum Zurückführen des
Anschlages 7 bei Freigabe durch den ihn festhaltenden Magneten M2 dient eine Feder
72.
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An die Achse 71 des Anschlages 7 ist eine Stromleitung angeschlossen,
so daß der Anschlag 7, wenn' er beim Herausschwenken aus seiner Sperrlage sich gegen
einen Kontakt 8 legt, einen elektrischen Stromkreis schließt.
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Zum Herausschwenken des Anschlages aus der Sperrstellung dient ein
Elektromagnet Ml, der in einem Stromkreis A liegt, der durch eine Batterie B oder
eine andere Stromquelle gespeist wird. Der Stromkreis A wird durch Kontakte 5, 6
periodisch geschlossen, die von einer von der zu überwachenden Arbeitsmaschine angetriebenen
Welle i bewegt werden. Zum Bewegen der Kontake 5, 6 in die Berührungsstellung dient
ein Pendel 4, das durch einen Anschlag 3 einer auf der Welle i sitzenden Scheibe
:2 bei jeder Umdrehung der Welle i einmal aus der Gleichgewichtslage angehoben wird
und dabei eine Schwingung vollführt, da es gedämpft aufgehängt ist. Dadurch entsteht
bei jeder Umdrehung der Welle i im Stromkreis A ein Stromstoß.
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Beim Herausbewegen aus der Sperrlage legt sich der vom Magneten 1171
angezogene Anschlag 7 gegen die Kontaktschraube 8 und schließt dadurch einen zweiten
Stromkreis auf dem Wege 8 : Batterie C, Schleifkontakt ii2, Segmentkontakt ii, Schleifkontakt
ii3, Elektromagnet M4, Elektromagnet M3, Elektromagnet
lV12, Achse
71. Auf diese Weise werden beim Herausschwenken des Anschlages 7 aus der die Scheibe
io sperrenden Lage gleichzeitig die hintereinandergeschalteten Elektromagnete M2,
M3, M4 mit Strom versorgt, von denen der Elektromagnet M2 den Anschlag 7 in der
ausgeschwenkten Lage festhält, damit er nicht beim Öffnen der Kontakte 5, 6 sofort
in die Sperrstellung zurückkehrt.
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Beim Schließen der Kontake 5, 6 wird daher zunächst der Magnet JU,
erregt und unmittelbar darauf der Stromkreis der Elektromagnete M2, M3, M4 geschlossen,
so daß gleichzeitig der Umlauf der die Kontaktsegmente i i, i i i tragenden Scheibe
io beginnt und das Antriebsrad 13 der Achse 14 des Zylinders 15 außer Eingriff mit
der Antriebsschnecke i2 gebracht sowie die Kupplungsköpfe 21, 23 in ihre Eingriffsstellung
bewegt werden.
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Die Elektromagnete M2, 1Y13, M4 bleiben so lange erregt, wie die Schleifkontakte
112, 113 auf dem Segmentkontakt i1 schleifen.
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Beim Anziehen des Steines 2o durch den Elektromagneten 11I3 dreht
die Feder i9, da das Antriebsrad 13 und die Schnecke 12 nicht mehr in Eingriff stehen,
den. Zylinder 15 in Richtung des Pfeiles 151 herum.
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Gleichzeitig mit dem Zurückdrehen des Zylinders 15 durch die Feiler
i9 wird die Aufwickeltrommel 22 von der Welle 9 gedreht und die Stange 17 mit dem
Schreibstift 171 in die Anfangsstellung zurückgeführt. Diese Bewegung hält so lange
an, wie die Schleifkontakte 112, 113 noch auf dem Segmentkontakt ii schleifen. Der
Zentriwinkel des Segmentkontakts i i ist so gewählt, daß, wenn das Zurückdrehen
des Zylinders 15 und das Zurückführen des Schreibstiftes 171 in die Anfangsstellung
vollendet ist, der Stromkreis unterbrochen wird. Söbald der Segmentkontakt i i die
Schleifkontakte 112, 113 verläßt und die Magnete M2, M3, 1b74 stromlos werden, zieht
die Feder 72 den Anschlag 7 in die Sperrstellung zurück. Ebenso ziehen die Federn
141 und 241 die Welle 14 des Zylinders 15 und den Hebel 24 zurück, so daß das Antriebsrad
r3 der Welle 14 mit der Schnecke 12 zum Eingriff kommt und die Kupplungsköpfe 21,
23 außer Eingriff gebracht werden.
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Bei Herstellung der Antriebsverbindung zwischen Antriebsrad 13 und
Schnecke 12 wird der Zylinder 15 so lange in Richtung des Pfeiles 152 gedreht, bis
der Anschlag 281 die Sperrklinke 28 erreicht. Gleichzeitig senkt sich die Stange
17, bis die Rollei 8 den waagerechten Teil 16' der Leitkurve 16 berührt. In dieser
Stellung ist die Vorrichtung zur Ausführung des Meßvorgangs bereit. Die Scheibe
io wird nach Feststellen des Zylinders 15 und des Schreibstiftes 171 in der Ausgangsstellung
weitergedreht, bis der auf der anderen Seite der Scheibe liegende Segmentkontakt
i i i den Schleifkontakt 114 berührt und dadurch auf dem Wege 11q.: Elektromagnet
1115, Batterie C, Welle 9, Kontakt i i i einen Stromkreis schließt. Dadurch wird
der Magnet MS erregt und die Sperrklinke 28 von dem Anschlag 281 fortgezogen. In
diesem Augenblick beginnt der Zylinder 15 sich im Sinne des Pfeiles 152 zu drehen,
und die Rolle 18 der Stange 17 senkt sich auf der Leitkurve 16, da die Kupplungsköpfe
21, 23 außer Eingriff stehen. Bei seiner Abwärtsbewegung schreibt der Schreibstift
171 auf dem Registrierstreifen 26 einen Strich.
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Die Drehung des Zylinders 15 und das Senken des Schreibstiftes 171
dauern so lange, bis das Pendel 4 die Kontake 5, 6 berührt, wodurch der Anschlag
7 den Kontakt 8 berührt und die Magnete M2, Ms, M4 unter Strom bringt, so daß der
Zylinder 15 sofort in die Anfangslage zurückgeführt und ebenso der Schreibstift
171 in die Anfangslage gehoben wird. Damit ist ein Arbeitsspiel vollendet.
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Sollen mehrere Maschinen überwacht werden, dann kann ein Umschalter
30 vorgesehen werden, der die Vorrichtung auf die einzelnen zu überwachenden
Maschinen schaltet, von denen jede mit einem Pendel 4 und Kontakten 5, 6 versehen
ist.