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Vorrichtung zur lichtelektrischen Steuerung elektromagnetisch eingestellter
Anzeige-und Druckwerke für Meßinstrumente, z. B. Neigungswaagen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur lichtelektrischen Steuerung elektromagnetisch eingestellter
Anzeige- und Druckwerke für Meßinstrumente, z. B. Neigungswaagen, und zwar nach
Maßgabe der flach dem Einspielen eingenommenen Stellung eines das Strahlenbündel
einer Lichtquelle, einer aus Lichtquelle, Linsensystem und lichtelektrischer Zelle
bestehenden AbtaAvorrichtung, durch blendenartige, dekadisch angeordnete Aussparungen
steuernden Körpers.
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Bei derartigen Einrichtungen ist die Verwendung eines dem Meßergebnis
entsprechend einstellbaren, einen Lichtstrahl durchblendenartige Aussparungen steuernden
Körpers bereits vorgeschlagen worden, wobei jeder aufzuzeichnenden Ziffer oder jeder
Ziffer einer Dekade ein lichtempfindliches Relais zugeordnet ist, welches unabhängig
von dem Stellenwert der Ziffer durch die von dem Lichtstrahl getroffenen blendenartigen
Aussparungen des Steuerkörpers ausgewählt und betätigt wird, und zwar vorzugsweise
unter Verwendung eines elektromagnetischen Stufenschaltwerkes mit mehreren Magneten,
deren Anker auf einen eine Gruppe von Prismen oder einen Spiegel tragenden Hebel
o. dgl. derart einwirken, daß der Lichtstrahl dadurch nacheinander auf die den einzelnen
Stellenwerten zugeordneten Aussparungsgruppen gelenkt wird und daß jeweils der nächstfolgende
Magnet des Schaltwerkes, z. B. durch das Weiter; rücken des Wagens, der Schreib-
oder Druckvorrichtung eingeschaltet wird.
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Vorgeschlagen ist ferner, mit der Auswiegevorrichtung eineTrommel
zu verbinden, die Öffnungen trägt, welche entsprechend den einzelnen Stellenwerten
der anzuzeigenden Zahl und innerhalb des Stellwertes nach Dekaden abgestuft ist,
derart, daß nach Einspielen in die Gleichgewichtslage eine lichtempfindliche Zelle
an dieser als Steuerskala dienenden Trommel vorbeigeführt und entsprechend den Öffnungen.
belichtet wird, so daß die hierbei entstehenden Stromstöße ein von der elektrischen
Zelle gesteuertes Anzeige-, Zähl- oder Druckwerk schalten.
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Vorgeschlagen ist schließlich auch eine Vorrichtung mit lichtelektrischer
Schaltung des Anzeige-, Zähl- oder Druckwerkes in Abhängigkeit von der Stellung
einer Steuerskala und Anordnung der Lichtquelle eines Linsensystems und der elektrischen
Zelle auf einem gemeinsamen Rahmen, mit dem sie zwecks Abtastens der Steuerskala
verschoben werden.
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Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, die durch derartige Vorrichtungen
bewirkten Beeinflussungen lichtelektrischer Zellen in fehlerfreier Weise zur Betätigung
von Druckwerken verschiedener Art wirksam zu machen.
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Gekennzeichnet ist die Erfindung in erster Linie durch ein mit der
Abtastvorrichtung
zwangsläufig verbundenes und gemeinsam angetriebenes,
mit Kontakten versehenes Steuerorgan, z. B. eine Schaltwalze, das in der Reihenfolge
der gruppenweise (dekadisch) a;z( dem Steuerkörper angeordneten Lichtdurch@. lässe
die Stromkreise zur Übertragung abgetasteten Werte auf das Anzeige- oder Druckwerk
unmittelbar oder mittelbar steuert.
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In den Abbildungen sind zwei der zahlreichen Ausführungsmöglichkeiten
des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, wobei die Abb. i, a, 3 und 7 dem ersten
und die Abb. 4., 5, 6 und 8 dem zweiten Ausführungsbeispiel zugehören.
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Die Gesamtanordnung des ersten Ausführungsbeispiels ist schematisch
in Abb. i gezeigt. An dem Meßinstruinent, etwa dem Pendel einer Neigungswaage, sei
der mit dekaden weise angeordneten Lichtdurchlässen versehene Steuerkörper a angebracht
(Abb. i und 2). Von diesem ist in Abb. 7 ein kleiner Teil stark vergrößert dargestellt.
Die Lichtdurchlässe sind in Streifen gruppiert, von denen jeder einem Stellenwert
angehört, d. h. also der Streifen x mit den Stufenstrichen x', x" . . . den Einerwerten
und der Streifen y mit den Strichen yo, y1 . . ., je von der Länge einer Stufenreihe
des Streifens x, den Zehnerwerten, wobei noch weitere, nicht gezeichnete, den Hunderterwerten
entsprechende Streifen denkbar sind. Vor dem Steuerkörper a befindet sich eine Lichtquelle
b, welche verbunden mit dem Linsensystem c einen Lichtkegel so gegen den Steuerkörper
a wirft, daß dessen Spitze genau auf bzw. in den Steuerkörper fällt. Trifft der
Lichtkegel auf eine Aussparung, so durchdringt er den Steuerkörper und fällt auf
die hinter ihm angeordnete lichtelektrische Zelle d. Die Lichtquelle
b, das Linsensvstecn c und die lichtelektrische Zelle d ysind auf einem gemeinsamen
Rahmen e angeordnet, der durch ein Exzenter f in senkrechter Richtung über dem Steuerkörper
a bewegt wird. Das Exzenter f sitzt auf dein einen Ende einer Welle, die
von einem Motor 1i, etwa mittels eines Schneckentriebes g, angetrieben wird und
am anderen Ende finit einer Schaltwalze i verbunden ist. Die Abb.3 zeigt den abgewickelten
Mantel der Schaltwalze i finit dein darauf befindlichen Schaltstreifen i. Während
die Streifen v und iv sich in der Umfangsrichtung der Walze erstrecken, verlaufen
weitere Steuerstreifen t bzw. fit stufenförmig in Richtung der Walzenachse. Hierbei
entsprechen diese Streifen t bzw. 1f hinsichtlich ihrer Anordnung den Lichtdurchlässen
der Steuerstreifen y bzw. _r des Steuerkörpers a. Auf der Schaltwalze schleifen
ferner Kontakte o, p, q, r, s, die je nach deren Drehung wechselweise mit
den einzelnen Schaltstreifen in Berührung kommen. Die Kontakte so bis s9 führen
zu Elekmagneten o bis 9. Diese dienen, was in der Zeichnung nicht angedeutet ist,
zur Betätigung- von Drucktypen. Die Auslösung der Typen kann auf irgendeine Weise
beispielsweise wie bei der Schreibmaschine erfolgen. i Die Lichtquelle c, die lichtelektrische
Zelle d, der Elektromotor h und die Schaltwalze i sind gemäß dem in der Abb. i dargestellten
Schaltbild an eine mit -I- bezeichnete, der Einfachheit halber zweipolig angenommene
Stromquelle angeschlossen. In dem Stromkreis befindet sich ferner ein zur Vergrößerung
der lichtelektrischen Wirkung dienender Verstärker L, ein Relaisschalter
m, ein zur Lichtquelle gehöriger Transformator k und ein Schalter yt.
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Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Ist der Steuerkörper in
der dein Meßergebnis entsprechenden Lage zur Ruhe gekommen, so wird zunächst über
den Schalter n die von der Stromquelle nach dein Motor führende Leitung geschlossen,
worauf der Motor und damit auch die Schaltwalze i und das Exzenter f in Drehung
versetzt werden. Letzteres bewegt dabei den Rahmen e mit der Lichtquelle b, dem
Linsensystem c und der lichtelektrischen Zelle d abwärts. Nach einer kleinen Drehung
der Schaltwalze i kommt der Kontakt p mit dein Steuerstreifen v in
Berührung und stellt dadurch über den Kontakt o eine zweite Leitung vom Minuspol
der Stromquelle nach dem Motor A her. Der Schalter st kann also in diesem Augenblick
bereits wieder geöffnet werden, ohne daß der Motor zum Stillstand kommt. Inzwischen
ist auch der Kontakt q mit dem Steuerstreifen v in Berührung gekommen und hat damit
auch den Verstärker L und den Transformator k eingeschaltet, so daß nun die Lichtquelle
b aufleuchtet. Der in diesem Augenblick auf den Steuerkörper geworfene Lichtstrahl
gleitet nun infolge der durch das Exzenter f bewirkten Abwärtsbewegung der Lichtquelle
über den Steuerkörper a und fällt entsprechend den hierbei getroffenen Lichtdurchlässen
auf die lichtelektrische Zelle d. Dabei wird jeweils über den Verstärker l der Relaisschalter
nc geschlossen und damit über den Kontakt r, den Steuerstreifen
w, einen der Steuerstreifen t bzw. zt und den zugehörigen Kontakt s einer
der Magnete o bis 9 zum Ansprechen gebracht, so daß die zugeordnete Drucktype ausgelöst
und damit die entsprechende Ziffer auf das Registrierblatt gedruckt wird.
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Erfindungsgemäß sind die Steuerstreifen t bzw. u den Lichtdurchlässen
der Streifen y bzw. x des Steuerkörpers a entsprechend
gruppiert,
und jede einzelne Streifenstufe to bis t, bzw. uo bis at, ist der dem gleichen Ziffernwert
entsprechenden Streifenstufe y, bis yfl bzw. x, bis x, in folgender Weise zugeordnet:
Trifft der Lichtstrahl beim Abtasten des Steuerkörpers a den einen bestimmten Ziffern-
und Stellenwert kennzeichnenden Lichtdurchlaß, so berührt in dem gleichen Augenblick
diejenige Stufe des dem Stellenwert entsprechenden Streifens t bzw.
u der Steuerwalze i denjenigen ihr zugeordneten Kontakt s, welcher den Elektromagneten
zur Betätigung der den gleichen Ziffernwert aufweisenden Drucktype unter Strom setzt.
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Ein Beispiel möge dies näher erläutern: Das Meßergebnis sei
15. In diesem Falle wird sich der Lichtstrahl nach Einschalten des Elektromotors
gemäß der in Abb. 7 gestrichelt eingezeichneten Linie bewegen. Wie ersichtlich,
trifft er hierbei erst in der zweiten Stufe y1 der Zehnerreihe y eine lichtdurchlässige
Stelle. Inzwischen hat sich aber auch die Schaltwalze so weit gedreht, daß die zweite
Stufe der Zehnerreihe t, nämlich t1, mit dem Kontakts, in Berührung gekommen ist.
Infolgedessen wird über den Magneten x1 die Drucktype mit der Ziffer r zum Anschlag
gebracht. Auf seinem weiteren Weg trifft der Lichtstrahl die nächste lichtdurchlässige
Stelle auf der sechsten Stufe _x;; der Einerreihe x. In diesem Augenblick ist auch
die sechste Stufe u5 des betreffenden Schaltstreifens der Schaltwalze mit dem Kontakt
s5 in Berührung gekommen und bringt dadurch einen Abdruck der Ziffer 5 zuwege, nachdem
das Registrierblatt ähnlich wie bei einer Schreibmaschine um den einer Ziffer entsprechenden
Raum weitergerückt ist. Auf dem. Registrierblatt steht nun die Ziffer z5. Hat der
Lichtstrahl alle Stufenreihen, von denen in den Abbildungen nur zwei angedeutet
sind, durchlaufen, so erlischt die Lichtquelle, weil der Kontakt q mit dem Steuerstreifen
v wieder außer Berührung kommt und dadurch der Lichttränsformator k wieder ausgeschaltet
wird. Der Motor bleibt indessen über dem Steuerstreifen v weiter eingeschaltet,
bis der Streifen v den Kontakt p verlassen und die Schaltwalze wieder ihre
ursprüngliche Stellung eingenommen hat. Während dieser Zeit hat auch das Exzenter
den Rahmen Q wieder aufwärts bewegt und damit ebenfalls wieder in die Ursprungslage
gebracht, so daß die nächstfolgende Registrierung vorgenommen werden kann.
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Das zweite Ausführungsbeispiel ist schematisch in Abb. 4 ,dargestellt.
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Wie bei der zuerst beschriebenen Einrichtung ist auch hier wieder
ein mit dem Meßinstrument verbundener Steuerkörper a zwischen einem aus der Lichtquelle
b, denn Linsensystem c und der lichtelektrischen Zelle d bestehenden System angeordnet,
däs-durch ein Exzenter f senkrecht zu dem Steuerkörper bewegt wird. Auch ist die
Exzenterwelle wieder mit einer Schaltwalze i' verbunden und wird über ein Getriebe
g durch einen Elektromotor h angetrieben. Die Anordnung der Lichtdurchlässe auf
dem Steuerkörper a ist jedoch diesmal etwas anders und aus der Abb. 8, die einen
kleinen Teil des Steuerkörpers stark: vergrößert darstellt, ersichtlich. Die Streifen
x, y usw. (entsprechend den Einern, Zehnern usw.) weisen in diesem Falle
parallele Lichtdurchlässe x1 bis x, bzw. y1 bis y9 auf, deren Länge jeweils durch
den Ziffernwert in dem betreffenden Stellenwert bestimmt ist. Die Anordnung ist
dabei so getroffen, daß der über den Steuerkörper bewegte Lichtstrahl in jedem Streifen
x, y USW.
so viele Lichtdurchlässe trifft, als der betreffende Stellenwert
Einheiten hat, während er bei der zuerst beschriebenen Anordnung innerhalb eines
Streifens immer nur einen Lichtdurchlaß traf. Die Steuerstreifen der Schaltwalze
i besitzen ebenfalls eine andere Anordnung, die in Abb. 5 dargestellt ist. Die Leitungen
der zugehörigen Kontakte; o, p; q, r,, s
führen zum Teil wieder nach
dem Elektromotor la, dem Lichttransformator k und über den Relaisschalter
in und den Verstärker L
nach der lichtelektrischen Zelle d. Außerdem stehen
sie aber noch mit einer anderen Schalt-und Steuereinrichtung in Verbindung, die
im wesentlichen enthält: eine zweite Schaltwalze T mit elektromagnetischem Schrittschaltwerk
O, einzelne den verschiedenen Stellenwerten des Meßergebnisses zugeordnete Typendruckwerke
A,. und Ay mit elektromagnetischen Antriebsorganen Bx und By und ein elektromagnetisches
Rückführungsgetriebe !.l' mit einem Antriebsorgan B' sowie einem Abdruckmagneten
C. Außerdem enthält die Vorrichtung wieder einen Schaltern.
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Die Abb. 5 und b zeigen den abgewickelten Mantel der Schaltwalzen
i und I mit den darauf befindlichen Schaltstreifen.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Hat der Steuerkörper seine dem
Meßergebnis entsprechende Ruhelage erreicht, so wird zunächst über den Schalter
n die von der Stromquelle über den Schalter nach dem Motor führende Leitung geschlossen
und dadurch die Bewegung des Rahmens e sowie die Drelung der Schaltwalze i' eingeleitet.
Nach kurzer Drehung derselben erfolgt über den Kontakt p, den Schaltstreifen
v und den Kontakt q ein nochmaliger Anschluß des Motors an die Stromleitung,
worauf der Schalter zt wieder unterbrochen werden kann. Dann kommt der Kontakt o
mit dem Steuerstreifen v in Berührung und schließt die Leitung
des
Verstärkers 1 und des Liclittransforinators 1" so daß die Lichtquelle b aufleuchtet.
Diese bestrahlt nun bei der weiteren Abwärtsbewegung des Rahmens c den Steuerkörper
a und trifft dabei gemäß der Abb. 8 zunächst den Zehnerstreifen y. Jedesmal, wenn
dabei der Lichtstrahl einen der Streifen y, bis y9 trifft, wird durch den von der
lichtelektrischen Zelle dabei ausgesandten und im Verstärker 1 verstärkten Stromimpuls
der Relaisschalter in, geschlossen. Da nun der Verstärkerstromkreis über das elektromagnetische
Schaltgetriebe By, Kontakt Ry, Schaltstreifen Vy und Kontakt P geschlossen ist,
so wirken sich die erwähnten Stromstöße auf das Schaltgetriebe P, des Zehnertypendrttckwerkes
<d,,, aus und schalten dieses jeweils um eine Einheit weiter. Bewegt sich dabei
der Lichtstrahl beispielsweise auf der in der Abb. S gestrichelten Linie, die dem
Meßergebnis 25 entspricht, so wird das Typendruckwerk .9y von o über i auf
2 geschaltet. Hat der Lichtstrahl den Zehnerstreifen y durchlaufen, so ist gleichzeitig
durch die Weiterdrehung der Schaltwalze i, deren Schaltstreifen ty mit dein Kontakt
s in Berührung gekommen und hat dabei das elektromagnetische Schaltgetriebe O um
einen Schritt fortgeschaltet. Hierdurch ist die Schaltwalze J ebenfalls um einen
Schritt gedreht worden, so daß nun an Stelle des Schaltstreifen IYY der Schaltstreifen
h, Kontakt hat. Durchläuft nun der Lichtstrahl den Einerstreifen x des Steuerkörpers,
so schalten die hierbei auftretenden Stromstöße das Einertvpendruckwerk Aa weiter.
In dein angeführten Beispiel ist dies, -wie aus der Abb.8 ersichtlich, fünfmal der
Fall, so daß das Typendruckwerk A" von Null auf 5 geschaltet wird. Nach Durchlaufen
des Einerstreifens auf dem Steuerkörper a. hat die Schaltwalze i mit dem Schaltstreifen
t. Kontakt bekommen, wodurch die Schaltwalze J abermals um eine Teilung weitergedreht
wird und dadurch mit Schaltstreifen Th Kontakt herstellt. Hierdurch wird der Abdruckmagnet
C betätigt, der das Ergebnis, im vorliegenden Falle ,5, auf das Registrierblatt
abdruckt. Bei der Weiterdrehung der Schaltwalze ä entstehen bei s durch die Schaltstreifen
t' mit Unterbrechung nacheinander weitere Kontakte, die jeweils die Walze J um eine
Teilung weiterschalten. Hierdurch wird über den unterbrochenen Schaltstreifen Z
der Walze .1 und den Kontakt T der Magnet des Rückführungsgetriebes B' fortgeschaltet,
und zwar so lange, bis das Rückführungssperrrad A' eine volle Umdrehung gemacht
hat und dabei die auf seiner mit ihm fest verbundenen Welle lose sitzenden Typenräder
A, und :1. etwa durch besondere auf der Welle befestigteMitnehmer,wieder in ihreUrsprungsstellung
(Nullstellung) zurückgebracht hat. Ist dies erreicht, so bleibt das Rückführungsgetriebe
stehen. Gleichzeitig sind auch die Schalt-#valzen ä und J sowie das Abtastglied
b-e wieder in ihre Ausgangsstellung zurückgekommen, so daß die nächfolgende Registrierung
beginnen kann.
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Mit diesen beiden Ausführungsbeispielen sind jedoch dieAusfülirungsmöglichkeiten
des Erfindungsgegenstandes nicht erschöpft. So kann z. B. die Vorrichtung auch für
mehr als zwei Stellenwerte (Hunderte r,Tausenderusw.) ausgebildet werden. Auch ist
die Ausbildung für andere Maßsysteme möglich. An Stelle der Schaltwalze können auch
Nockenwalzen mit Berührungskontakten treten.