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Elektromagnetisch zu betätigender Momentverschluß für Oszillographen
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Momentverschluß für Oszillographen der
auch für sehr hohe Geschwindigkeit des Schreibstreifens, z. B. 50 m/Sek., geeignet
ist.
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Es sind Momentverschlüsse für Oszillographen bekannt, bei denen das
von einer starken Lichtquelle erzeugte, über eine optische Einrichtung und den Oszillographenspiegel
auf den Schreibstreifen fallende Lichtstrahlenbündel von einer Öffnungsblende freigegeben
und nach Beendigung der Belichtungsdauer von einer davon getrennten Schließungsblende
abgesperrt wird. Dabei werden die beiden unter dem Einfluß von Federn stehenden
Blenden durch je einen Elektromagneten derart freigegeben, daß sie sich nacheinander
entsprechend bewegen.
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Nach dem Ablauf des Verschlusses müssen die beiden Federn von Hand
wieder gespannt werden.
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Mit diesen bekannten Einrichtungen ist es aber nicht ohne weiteres
möglich, so kurze Belichtungszeiten zu erreichen, wie sie bei sehr hoher Schreihstreifengesdhwindigleeit
im Interesse eines geringen Schreilbstreifenverbrauchs erforderlich sind. Wenn z.
B. eine SchreibstreifengeschwindibCkeit von 50m je Sekunde gefordert wird und die
Schreibstreifenlänge auf I m begrenzt werden soll, so ist eine Belichtungszeit von
20 m/Sek. erforderlich. Wenn man nun den Schreibstreifen von I m Länge auf den Umfang
einer Trommel von entsprechendem Durchmesser auf spannt und diese mit 50 Umdrehungen
je Sekunde laufen läßt, so wird gefordert. daß, um möglichst die volle Schreibstreifenlänge
auszunutzen, der Verschluß unmittelbar nach dem Vorbeilanfen der Einspannstelle
des Schreibstreifens und der Trommel an der Belichtungsstelle geöffnet und nach
einer Umdrehung geschlossen wird. Dazu ist eine sehr hohe Blendengeschwindigkeit
erforderlich, wenn größere Streuungen vermieden werden sollen. Um diese Anforderungen
mit den bisher bekannten Anordnungen zu erfüllen, wären zum Bewegen der Blenden
stark vorgespannte und sehr kräftige Federn erforderlich, die zu viel Platz beanspruchen
würden.
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Außerdem wäre das Spannen der Federn nach der Belichtung sehr unbequem.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Sie betrifft
einen elektromagnetisch zu betätigenden Momentverschluß mit einer das Lichtstrahlenbündel
freigebenden Üffnungsbfende und einer nach Beendigung der Belichtungsdauer das Lichtstrahlenbündel
wieder
absperrenden Schließungsblende, die nacheinander von je einem Elektromagneten betätigt
werden. Gemäß der Erfindung sind die beweglichen Teile der Öffnungs- bzw. Schließungsblende
unmittelbar mit dem Anker des zugehörigen Elektro magneten gekuppelt, und die Einschaltung
der niedrigohmigen Arbeitswicklungen der beiden Magnete erfolgt über je eine Metallfadenlampe.
Durch den im Verhältnis zum Brennzustand niedrigen Dunkelwiderstand der vorgeschalteten
Metallfadenlampe ergibt sich dabei infolge der geringen Selbstinduktion der niedrigohmigen
Magnetwicklung ein sehr steil ansteigender Erregerstrom, der den Anker in sehr kurzer
Zeit zum Ansprechen bringt. Da der Widerstand des Glühfadens der Lampe im Brennzustand
aber ein Mehrfaches des Dunkelwiderstandes beträgt, nimmt die Stromstärke nach dem
Ansprechen des Magneten entsprechend ab, so daß eine itberlastung vermieden wird.
Vorzugsweise werden die Magnete aus geblättertem Eisen hergestellt und mit verhältnismäßig
großen Polflächen versehen, um eine genügend große und möglichst verzögerungsfrei
ansprechende Anzugskraft zu erhalten.
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Da aber die Geschwindigkeit des Ankers und der damit gekuppelten
Blende infolge der Massenträgheit zunächst langsamer und erst kurz vor Beendigung
des Hubes sehr steil ansteigt, ist es vorteilhaft, wenn von dem Gesamthub nur der
letzte Teil zum Steuern des Lichtstrahlenbündels benutzt wird, um die dafür erforderliche
Zeitdauer zu verringern.
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Wenn der Schreihstreifen auf den Umfang einer umlaufenden Trommel
aufgespannt ist, so werden die Magnete vorzugsweise durch eine mechanische Schaltvorrichtung
gesteuert, die derart mit der umlaufenden Trommel gekuppelt ist, daß die Arbeitswicklung
des Öffnungsmagneten eingeschaltet wird, wenn die Einspannstelle des Schreibstreifens
an der Belichtungsstelle vorbeiläuft.
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Dabei besteht die Schaltvorrichtung zweckmäßig aus einer mit der gleichen
Drehzahl wie die Trommel umlaufenden Kontaktscheibe, die außer dem für das Einschalten
der Arbeitswicklung des Öffnungsmagneten hestimmten Hauptlsontalit noch einen zweiten,
vorzugsweise um 1800 dagegen versetzten Vorkontakt schließt, der dazu dient, Hilfsrelais
zu steuern, die das Einschalten des Öffnungsmagneten und nach einer vollen Umdrehung
der Trommel das Einschalten des Schließungsmagneten durch den Hauptkontakt vorbereiten.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
erläutert.
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Dabei ist Fig. I eine schematische Darstellung des Arbeitens der elektromagnetisch
gesteuerten Blenden und Fig. 2 ein Schaltbild für die erforderlichen elektrischen
Verbindungen mit einer schematischen Darstellung der mit der Schreibtrommel gekuppelten
Schaltvorrichtung.
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In Fig. I sind der Öffnungsmagnet 1 und der Schließungsmagnet 2 als
Mantelkerne bezeichnet, die je eine niedrigohmige Arbeitswicklung 3 bzw. 4 und eine
vergleichsweise hochohmige Haltewicklung 5 bzw. 6 tragen.
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Der Anker 7 des Öffnungsmagneten 1, der beim Einschalten der Arbeitswicklung
3 entgegen der Kraft einer Feder 8 angezogen wird, trägt eine Öffnungsblende 9,
die so gestaltet ist, daß sie nach einem Gesamthub h beim Anzug des Ankers das durch
gestrichelte Linien 10 angedeutete Lichtstrahlenbüllflel freigibt. Dabei beginnt
die Freigabe alter erst auf dem letzten Teil h1 des Gesamthubes, wo der Anker schon
eine sehr erhehliche Geschwindigkeit hat. Nach der Belichtungszeit wird der Anker
11 des Schließungsmagneten 2 durch Einschalten der Arbeitswicklung 4 entgegen der
Kraft einer Feder 12 angezogen.
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Er trägt eine Schließungsblende 13, die so gestaltet ist, daß das
Lichtstrahlenbündel 10 erst im letzten Teil h1 des Gesamthubes h mit großer Geschwindigkeit
wieder abgesperrt wird.
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In Fig. 2 ist angenommen, daß der Schreihstreifen auf eine Trommel
aufgespannt und mit dieser eine Kontaktscheibe gekuppelt ist. die schematisch in
der Abwicklung dargestellt ist. Dabei ist der durch Schraffur gekennzeichnete Teil
14 des Umfangs als leitend und der nichtschraffierte Teil als nichtleitend anzusehen.
Auf dem Umfang schleift einerseits eine mit dem Pluspol einer Stromquelle verhunden
Bürste I6 und andererseits zwei Bürsten 17 und 18, die um 180° gegeneinander versetzt
angeordnet sind.
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Die als Vorkontakt wirkende Bürste 17 ist über den Arbeitskontakt
19 eines Ausloserelais 20, eine Vorschaltlampe 21 und die Arbeitswieklung 22 eines
Hilfsrelais 23 mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden.
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Die Arbeitswicklung 24 des Auslöserelais 20 ist einerseits unmittelbar
an den Minuspol und andererseits über eine Auslösetaste 25 und einen Kondensator
26, dem ein RViderstand 27 parallel geschaltet ist, an den Pluspol der Stromquelle
angeschlossen. An diesem liegt auch über einen Vorwiderstand 28 eine Haltewicklung
29 des Auslöserelais 20. die andererseits über den Ruliekontakt 30a des Öffnungsmagneten
I mit dem Minuspol verhunden ist.
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Auch das Hilfsrelais 23 ist mit einer Haltewicklung 31 versuchen,
die einerseits an dem Ruhekontakt 30a und andererseits über einen
Vorwiderstand
32 und einen Arbeitskontakt 33 des Relais 23 an dem Pluspol liegt. Der Kontakt 33
ist mit einem zweiten Arbeitskontakt 34 mechanisch gekuppelt, der mit der als Hauptkontakt
wirkenden Bürste in und andererseits mit einem Arbeitskontakt 35 eines Hilfsrelais
36 verbunden ist. Die Arbeitswicklung 37 des Hilfsrelais 36 ist einerseits über
eine Vorschaltlampe 38 an die Vorkontaktbürste 17 und andererseits über den Arbeitskontakt
30b des Öffnungsmagneten 1 an den Minuspol angeschlossen. Auch das Hilfsrelais 36
trägt eine Haltewicklung 39, die einerseits über einen Vorwiderstand 40 an den Kontakt
30b und andererseits über einen Ruhekontakt 41 des Schließungsmagneten 2 an den
Pluspol angeschlossen ist.
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Die Hauptkontaktbürste 18 ist über den Arbeitskontakt 34 des Hilfsrelais
23 und eine Vorschaltlampe 42 mit der Arbeitswicklung 3 des Öffnungsmagneten- 1
verbunden, die andererseits an den Minuspol angeschlossen ist.
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Die Haltewicklung 3 des Öffnungsmagneten 1 steht einerseits mit dem
Kontakt 41 und andererseits über einen Vorwiderstand 43 mit dem Kontakt 30b in Verbindung.
Die Arbeitswicklung 4 des Schließungsmagneten 2 ist einerseits ebenso wie die zugehörige
Haltewicklung 6 an den Minuspol und andererseits über eine Vorschaltlampe 44 an
den Kontakt 35 angeschlossen, während die Haltewicklung 6 andererseits - über einen
Vorwi'derstand 45 und einen mit dem Kontakt 35 gekuppelten Arbeitskontakt 46 an
dem Pluspol liegt.
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Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Beim Drüdeen der Auslösetaste
25 wird die Arbeitswicklung 24 des Auslöserelais 20 über den Kondensator 26 erregt,
so daß der Kontakt 19 geschlossen wird. Durch die Anordnung des Kondensators 26,
der durch den Widerstand 27 erst nach beispielsweise 3 Sekunden entladen ist, wird
ein mehrmaliges Auslösen des Verschlusses innerhalb dieser Zeit verhindert. Der
Anker des Relais 20 wird dann zunächst durch die über den Ruhekontakt 3 0b geschlossene
H,altewicklung 20 festgehalten. Wenn nun die Kontaktscheibe beim Umlauf der Trommel
sich in der gezeichneten Lage befindet, so wird über den Vorkontal;t I9 und die
Vorschaltlampe die Arbeitswicklung 22 des Öffnungshilfsrelais 23 erregt, wodurch
die Kontakte 33 und 34 geschlossen werden. Dabei schaltet der Haltekontakt 33 die
Haltewicklung 31 ein, so daß der Anker des Relais 23 festgehalten wird.
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Nach einer Drehung der Trommel um 180° wird der' Hauptkontakt 18
geschlossen, und die Kontaktscheibe ist so mit der Trommel gekuppelt, daß der Stromschluß,
durch den die Arbeitswicklung 3 des Öffnungsmagneten 3 über den Kontakt 3+ und die
Vorschaltlampe 42 erregt wird, in dem Augenblick erfolgt, wo die Einspannstelle
des Schreibstreifens auf der Trommel an der Belichtungsstelle vorbeiläuft. In diesem
Augenblick wird die Blende 9 geöffnet und gleichzeitig der Schalter des Öffnungsmagneten
1 auf den Arbeitskontakt 30b umgelegt. Dadurch werden die Haltewicklungen 29 und
31 der Relais 20 bzw. 23 unterbrochen, so daß die Anker in ihre Ruhelage zurückfallen.
Zugleich werde die Haltewicklungen 5 des Öffnungsmagneten. 1 und 39 des Schließungshilfsrelais
36 eingeschaltet und die Schließung der zugehörigen Arbeitswicklung 37 durch einseitiges
Anlegen der Wicklung an den Minuspol vorbereitet.
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Nach einer nochmaligen Drehung der Trommel um IgO° läuft das Kontaktsegment
I4 wieder auf die Bürste I7 auf und schaltet über die Vorschaltlampe 38 die Arbeitswicklung
37 des Schließungshilfsrelais 36 ein, wobei die Kontakte 35 und 46 geschlossen werden.
Dabei wird über den Kontakt 46 die Haltewicklung 6 des Schließungsmagneten 2 geschlossen
Über die durch den Kontakt 30b geschlossene Haltewicklung 39 wird der Anker des
Relais 36 festgehalten. Wenn nun die Trommel nochmals eine Drehung um 1800 macht,
so läuft das Segment 14 wieder auf die Bürste ins auf, so daß die Arbeitswicklung
4 des Schließungsmagneten 2 über den Kontakt 35 und die Vorschaltlampe 44 erregt.
die Schließungsblende 13 betätigt und der Kontakt 41 geöffnet wird. Dadurch werden
die Haltewicklungen 5 des Öffnungsmagneten I und 39 des Schließungshilfsrelais 36
abgeschaltet, so daß die betreffenden Anker zurüekfallen. Durch das Zurückfallen
des Ankers des Relais 36 wird der Kontakt 46 geöffnet und damit die Haltewicklung
6 des Schl ießungsmagneten 2 abgeschaltet, worauf auch dessen Anker zurückfällt,
so daß der Verschluß von neuem ausgelöst werden kann.
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Da für jeden der beiden Magnete I und 2 ein Hilfsrelais 23 bzw. 36
vorgesehen ist und diese innerhalb der Zeit einer Trommelumdrehung nacheinander
ansprechen müssen, so müssen bei einer Streifengeschwindigkeit von 50 m je Sekunde
die Ansprechzeiten der Magnete und Hilfsrelais zusammen kleiner als 20 m/Sek. sein.
Vorzugsweise werden die Arbeitswicklnngen und die Vorschaltlampen so bemessen, daß
der Öffnungsmagnet und der Schließungsmagnet in je 5 m/Sek. und die Hilfsrelais
in je 3 m/Sek. ansprechen.