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Vorrichtung für spektralanalytische Untersuchungen Bei der praktischen
Ausführung von quantitativen Spektralanalysen sowie auch bei der Vornahme von Untersuchungen
auf diesem Gebiet ergibt sich zumeist die Notwendigkeit, eine größere Zahl von Spektren
unter genau den gleichen Bedingungen auf eine Photoplatte aufzunehmen. Außer der
eigentlichen Einhaltung der Belichtungszeit muß hier noch auf eine genaue optische
Einstellung, die zumeist mit Hilfe einer Projektionseinrichtung vorgenommen wird,
ferner auf dieAufrecliterhaltung der elektrischen Verhältnisse bei der Entladung
und ganz besonders auf Beibehaltung einer gewissen Einwirkungszeit der Entladung
geachtet werden, die erst eine Stabilisierung der Spektren herbeiführen soll, bevor
die eigentliche Belichtung der Photoplatte einsetzen darf. Es wiederholen sich somit
zahlreiche Arbeitsvorgänge ständig und erfordern daher viel Åufmerksamkeit.
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Die Steuerung der Einzelvorgänge durch ein selbsttätig arbeitendes
Gerät ist somit im Hinblick auf eine vorteilhaft vorzunehmende Entlastung des Beobachters
empfehlenswert. Die Benutzung eines solchen Gerätes gestattet ferner, die Aufmerksamkeit
während dieser Zeit wichtigeren Dingen zuwenden zu können. Es ist außerdem von größter
Bedeutung, wenn zwecks Erzielung einer möglichst großen Genauigkeit und Zuverlässiglreit
der Ergebnisse ein weitgehend selbsttätiges Arbeiten der Vorrichtung Anwendung findet.
Selbsttätig arbeitende Zeitschaltgeräte sind bekannt. Die Wirkungsweise derselben
beruht im wesentlichen, auf der Verwendung elektrischer Vorrichtungen der FernmeldeteChnik.
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- Nach vorausgehender Einstellung der Vor funk- und Belichtungszeit
erfolgt bei den bekannten Geräten der Ablauf der Einzelvorgänge -unter Benutzung
von Drehwählern, wie sie in selbsttätig arbeitenden Pernsprechanlagen Yenvendung
finden, und mittels anderer Schalteinrichtungen, durch welche Anfang und Ende der
aufeinanderfolgenden Vorgänge überwacht werden. Derartige Einrichtungen erfordern
aber einen sehr hohen Kostenaufwand und beanspruchen zu ihrer Unterbringung einen
verhältnismäßig großen Raum. Außerdem ist ihre Inbetriebnahme
insofern
ùmständlich, als Vorsorge getroffen werden muß, die für die Spektralanalyse benutzte
Wechselstromspannung von 110 oder 220 Volt auf niedrigere Gleichstromspannungen
herabzusetzen.
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Die aus verhältnismäßig sehr vielen Einzelteilen zusammengesetzte
bekannte Vorrichturig schien bisher durch ein rnechanisch wirkendes Zeitschaltgerät
nicht ersetzbar. Daher entschied sich die Fachwelt dafür, eine Vorrichtung zu bauen,
die auf der erwähnten elektrischen Grundlage arbeitet. In dem einschlägigen Schrifttum
findet sich fernerhin auch der Hinweis, daß die aufgestellten Forderungen, denen
ein derartiges Zeitschaltgerät genügen muß, sich durch eine rein mechanische Bauweise
vermutlich nicht leicht erfüllen ließen. Entgegen dieser in Fachkreisen vertretenen
Auffassung ist es aber gelungen, ein Gerät zu schaffen, das die gestellten Aufgaben
auf mechanischem Wege in einfacher Weise löst und sich mit einem auffällig geringen
Aufwand an Ausrüstung und Herstellungszeit begnügt, ohne dem bekannten elektrischen
Zeitschaltgerät in seiner Leistungsfähigkeit nachzustehen.
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Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung für spektralanalytische
Untersuchungen, bei der die wählbaren Vorgänge selbsttätig aufeinanderfolgen und
überwacht werden, eine Anordnung getroffen, die aus je einer vorzugsweise verzahnten,
unter Einwirkung von Spannkräften stehenden Scheibe besteht, die für den Ablauf
der Vorfunli- und Belichtungszeit derart vorgesehen sind, daß die iiber eine Kupplung
angetriebene Vorfunkscheibe nach Ablauf der Vorfunkzeit eine weitere Kupplung betätigt,
welche die Belichtungsscheibe in Bewegung setzt, und daß die beiden Scheiben während
ihrer Tätigkeit Arbeits-bzw. Schaltvorgänge ausführen, um nach Ablatif des Arbeitsplanes
mindestens die Zeitschalteinrichtung mit den dazugehörigen elektrischen Stromkreisen
abzuschalten und die ganze Einrichtung selbsttätig wieder in die Ausgangsstellung
zu bringen.
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Weitere Verbesserungen und Ausgestaltungen dieser Erfindung bilden
den Inhalt der Ansprüche 2 bis S.
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Die Abbildung stellt ein nusführungsbeispiel dar; Ein Synchronmotor
a, dessen Welle in der Minute einmal umläuft, treibt über eine Kupplung b und ein
Ritzel c die Vorfunkscheibe d an. Wenn die Kupplung b geöffnet ist, wird die Vorfunkscheibe
unter der Einwirkung einer Feder e veranlaßt, sich auf ihrer Achse bis zu einem
^schlag entgegengesetzt der Antriebsrichtung des Motors zu drehen. Der Anschlage
ist verstellbar, so daß hierdurch die Zeitscheibe d je nach Stellung des Anschlages
verschieden lange Wege zurücklegen muß, um in ihre Arbeitsstellung zu gelangen.
Auf diese Weise ergibt sich die Möglichkeit zu einer stufenlosen Einstellung der
Vorfunkzeit. Die Vorfunkscheibe d trägt ferner einen federnden Anschlags, der nach
Ablauf der eingestellten Vorfunkzeit einen Hebel im mitnimmt, dessen Drehpunkt?
in die Welle der Belichtungsscheibe k gelegt ist. Der Hebel bringt mit seinem anderen
freien Ende eine gezahnte Zwischenscheibe m mit einem Ritzel 11 in Eingriff, so
daß die Bewegung des Motors über das letztere und über die Zwischenscheibe in die
Belichtungsscheibe k engegengesetzt der Spannkraft einerFedero bewegt, bis die Belichtungszeit
abgelaufen ist und ein Anschlag p an der'Zwischenscheibe rn zwe Schalter öffnet.
Bevor diese mechanische Kupplung durch den Hebel herbeigeführt wird, und ein Antrieb
der Belichtungsscheibe k erfolgt, war von der Feder o diese bis zu einem Anschlag
q der Belichtungszeiteinstellung zurückgedreht worden. Die wählbare Einstellung
der Belichtungszeit.erfolgt durch Verstellung des Anschlages q.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nachstehend geschildert: Die
Vorfunk- und Belichtungszeit wird bei r und s von vornherein eingestellt. Beide
Zeiten können beispielsweise gemeinsam maximal 8 Minuten betragen. Ihre Einstellung
erfolgt auf einer Skala, die mit einer Minuten- und Sekundeneinteilung versehen
ist. Der Einschaltdruckknopf I wird nun betätigt und bewirkt das Zustandekommen
eines -Stromkreises,, indem der Strom von der Netzklemme S seinen Weg über die Leitungen
2 bis 6 nimmt, wobei er die Spule 7 eines Schaltscliützes durchfließt und zur Netzklemme
T zurückkehrt. Der Schaltschütz legt den Hauptschalter 8 ein.
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Gleichzeitig wird ein Selbsthaltestronkreis geschlossen, so daß die
Spule 7 auch bei inzwischen wieder geöffnetem Einschaltdruckknopf I an Spannung
liegenbleibt. Der Selbsthaltestromkreis verläuft von S über die Leitungen 2 .und
3 nach 9 und über die geschlossene Kontaktl)rücke 10 des Aus schalters zur Leitung
und von da durch die Leitungen 12 und I3 zu einem geschlossen gehaltenen Schalter
14 und über die Leitungen 15 und I6' sowie über das vorher eingelegte Schaltstück
I7 des Hauptsdialters 8 und von da aus durch die Leitung in die Spule 7 und die
Leitung 6 zur Netzklemme T zurück.
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Durch das Einlegen des Schalters 8 werden ein Funkenerzeuger 19 und
der Synchronmotore an Spannung gelegt und in Betrieb gesetzt. Außerdem wird die
Kupplung b zwischen der Motorwelle 20 und der Antriebwelle
21 eingerückt.
Der hierbei zustande kommende Stromkreis verläuft von der Netzklemme T aus zum Knotenpunkt
22, durch die Leitung 23, ferner durch die Spule 24 der Kupplung b, die elektromagnetisch
betrieben wird, und von da aus weiter durch die Leitung 25 über einen geschlossenen
Schalter 26 durch die Leitungen 27 bis 29, ferner über einen weiteren Schalter 30,
von da aus über die Leitungen 3I und 32 und den Hauptschalter sowie über die Leitung
2 zur Netzklemme S zurück. Die Spule 24 bewirkt außerdem das Schließen eines parallel
zum Schalter 26 gelegten Schalters 33, der in einen Zweigstromkreis 34 eingeordnet
ist.
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Der Zweck desselben ergibt sich aus der Wirkungsweise der Einrichtung;
Wie bereits erwähnt worden ist, wird im spannungslosen Zustand des Gerätes die Vor£unkscheibe
d unter der Einwirkung der Feder e gedreht.
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Diese Drehung erfolgt so lange, bis der-Anschlagt erreicht ist. Dieser
Weg ist durch die eingestellte Vorfunkzeit bestimmt, je nachdem wie weit der Anschlag
g der Vorfunkscheibe d gegenüber dem Einrückpunkt der Belichtungsscheibe k zurückgestellt
wurde.
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Nach dem Einschalten dutch Betätigen des -D-rucklrnopfes I wird zunächst
die Vorfunkscheibe d durch das Ritzel c fm Sinne der Pfeilrichtung t bewegt und
damit der Schalter 26 geöffnet. Hierdurch würde ohne ~Zweigstromkreis 34 die KupplungsspuleW24
entregt und die Getriebewelle 2I abgeschaltet werden. Um dies zu vermeiden, ist
der Zweigstromkreis vorgesehen. Der Schalter 26 ist nun keineswegs überflüssig,
sondern hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß nach abgelaufenem Arbeitsplan zwecks
Wiederholung desselben die Vorfunkscheibe wieder vollständig in die Anfangslage
gedreht sein muß, da andernfalls ein Kontaktschluß bei 26 nicht möglich ist und
die Spule 24 keine Erregung erhalten kann.
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Nach Ablauf der eingestellten Vorfunkzeit trifft der Anschlag g der
Vorfunkscheibe auf den Hebels und dreht ihn, bis sein freies Ende einen Schalter
35 öffnet, wodurch der bisher vorhandene Stromkreis für die Lampe 36 des Projektion
s'apparates unterbrochen wird. Durch die Bewegung- des Hebels kommt das Zwischenrad
iii mit dem Ritzel ii in Eingriff und wird in der Pfeilrichtung u gedreht. Indem
die Zwischenscheibe mit der Belichtungsscheibe k kämmt, erfährt die- letztere eine
Drehung entgegen dem von der Feder o angestrebten Drehsinn. Die Bewegungsrichtung
von k ist durch die Pfeilrichtung v kenntlich gemacht. Durch die Bewegung der Belichtungsscheibe
k wird ein weiterer Anschlag q, der in der gleichen Weise wie der mit J bezeichnete
nach dem Einstellen der Belichtungszeit, also vor der Inbetriebnahme des Gerätes,
geschlossen war, geöffnet und damit ein Schalter 37 geschlossen, wodurch der Fotoverschluß
in die ffnungssteliung gelangt. Der Strom verläuft von der Netzklemme T iiber den
Hauptschalter 8 zum Knotenpunkt 22, von da aus durch die Leitung 38 und 39 zum-Fotogerät
40 und von da aus über die Leitungen 41 und 25 durch den geschlossenen Schalter
33 und den Zweigstromkreis 34, ferner iiber den Schalter 39 und die Leitungen 31
und 32 sowie den Hauptschalter8 und die Leitung 2 zur Netzklemme S zurück.
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Während der Drehung- -der Belicihtungsscheibe bewegt sich die Vorfunkscheibe
weiter und spannt dabei eine Feder w des Anschlages g. Nach Ablauf der Belichtungszeit
trifft ein an der Zwischensdibe i,i angebrachter Anschlag p gegen Schaltstücke der
Schalter 14 und 30 und öffnet dieselben. In diesem Augenblick ist das ganze Gerät
spannungsfrei. Die Vorfunk- und die Belichtungsscheiben sind ebenfalls wieder frei
beweglich, da sie von der Kupplung b getrennt sind und w-erden durch die Einwirkung
der Spannkraft der Federn e- und o in ihre Ausgangsstellung zuriickgedreht. Durch
die Bewegung des Einschalt,druddnopfes I kann der Vorgang von neuem eingeleitet
werden.
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Er spielt sich dann in der vorgeschriebenen Weise nochmals ab und
ist somit beliebig wiederholbar. Der Rücklauf wird durch eine einfache Zentrifugalbremsle
so weit verlangsamt; daß ein Verstellen der Zeitanschläget und q nicht zu befürchten
ist.
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Erweist es sich nicht als erforderlich, die ganze Analysenanlage
abzuschalten, wie es beispielsweise dann notwendig ist, wenn die Elektroden ausgewechselt
werden sollen, so wird gleich zu Anfang ein Schalter 42 gegeschlossen, durch welchen
wider Schalter 14 überbrückt ist, sodaß beim Auftreffen des Anschlages p zwar 14
geöffnet, sein Strom kreis jedoch über 42 geschlossen bleibt. Daher liegt auch-
die Spule 7 des Schlaltschützes weiter so lange an Spannung (einige Bruchteile von
Sekunden), bis durch den Anschlag p -der Schalter 30 geöffnet wird. Der Funkenerzeuger
19 und der Synchronmotor a bleiben an Spannung liegen, dagegen ist der Strom kreis
fiir die Kupplung b durch den Schaltet 30 unterbrochen worden. Da die- Kupplung
gelöst worden ist, werden die Vorfunk- und Belichtungsscheiben unter der Einwirkung
der Federn e und o wieder bis zu den Anschlägen J und q zurückgedreht. In diesem
Augenblick schließt der Schalter 26. Die Spule 24 der Kupplung wird wieder an Spannung
gelegt, und der'Vorgang beginnt von neuem sich abzuspielen. Das Gerät ist in
dies''e
Falle. fd die selbsttätige Steuerung der Aufnahme sog. Abfunlckurven geeignet.
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Bei diesen Aufnåhrnen werden die VXeränderungen im Spektrum mit der
Einwirkungsdauer der Entladung durch in gewissen Zeitabständen vorzunehmende Einzel
aufnahmen beobachtet, Zwischen den Einzel aufnahmen liegt eine ldeine Pause,) die
zum Verstellen der Kasette bzw. der Blende vor dem Spalt nötig ist.
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Soll der Arbeitsplan während des Betriebes unterbrochen werden, braucht
nur der - Ausschaltedrucklmopf betätigt zu werden. Durch die hierdurch bewirkte
Unterbrechung des Haltestromkreises für den Schaltschützen ist das ganze Gerät spannungsfrei
gemacht, und auch hier erfolgt der Rücklauf des Gerätes selbsttätig in die Ausgangsstellung.
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Ebenso wie die Möglichloeit besteht, den Fotoverschluß zu öffnen,
kann auch eine entsprechende elekftische Steuerung zum Hochklappen der Einstellinse
oder zu einem anderen Zeitpunkt auch zum Verschieben der Fotoplatte vorgesehen werden.
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Die mechanische Kupplung g, h kann auch durch eine elektromagnetische
ersetzt sein.
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In diesem Falle wiederholt sich die -Ausbildung des Geräteteiles für
die Vorfunkscheibe bei der Belichtungsscheibe, und die Zwischen scheibe kommt in
Fortfall. So. lassen sich schließlich noch mehrere derartige' Teilvorrichtungen
hintereinander anordnen, um noch andere zeitlich wählbare Abschnitte dem Zeitplan
hinzuzufügen.