-
Einrichtung zur Aussendung von Meßwerten, insbesondere von meteorologischen
Größen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aussendung von Meßwerten zu einem
Verwertungskreis oder Schreibgerät, insbeondere eine meteorologische Sonde zur Aussendung
von meteorologischen Größen zu einem Meteorographen.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Einrichtung
der obenerwähnten Art, die in ihrer Wirkung zuverlässig ist und eine ununterbrochene
selbsttätige Verwertung oder Aufzeichnung der Ausschläge des Anzeigegliedes von
ganz gewöhnlichen, aber empfindlichen Meßgeräten erlaubt, wie Haarhygrometern, Bimetallthermometern
oder Aneroidbarometern.
-
Gemäß der Erfindung ist die zur Aussendung der Meßwerte dienende
Einrichtung, bei der das in Abhängigkeitdes MeßvolrgangesbeveglicheAnzeigeglied
des Meßgerätes als elektrischer Kontakt ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine
stetig drehbare und milt einem als Fl'achspirale ausgebildeten Umfang versehene
Kontaktkurve, die sich auf einem Punkt nahe der Achse über einen wesentlichen Teil
einer Windung erstreckt, und zwar mit konstanter
Neigung, und mit
der das bewegliche Anzeigeglied in Berührung gelangt, und zwar an verschiedenen
Punkten je nach der Stellung des Anzeigegliedes, wodurch ein zeitabhängiger Anzeigeimpuls
erzeugt wird und zur Verwertung wei'c.rgeleitet werden kann.
-
Vorzugsweise ist die Einrichtung derart, daß bei Kontaktgabe zwischen
Anzeigeglied und Kontaktkurpe eine Relativbewegung der beiden eben genannten Teile
in axialer Richtung ausgelöst wird, um die Anzeigebewegung des Anzeigegliedes nicht
durch die weiter umlaufende, ansteigende Kontaktkurve zu behindern.
-
Zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen
beispielsweise veranschaulicht, und zwar in Anwendung auf eine meteorologische Sonde
in Verbindung mit einem Meteorographen.
-
Fig. I zeigt die Schaltung einer gesamten Anlage gemäß der ersten
Ausführungsform, woraus auch einige mechanische Merkmale ersichtlich sind; Fig.
2 ist ein Aufriß der meteorologischen Sonde gemäß der ersten Ausfüirungsform, wobei
der Apparat von der Vorderseite gesehen ist; Fig. 3 ist ein von der linken Seite
in Fig. 2 gesehener Aufriß des Apparates; Fig. 4 ist ein der Fig. 3 entsprechender
Aufriß, wobei aber einige Teile in anderer Lage gezeigt sind; Fig. 5 ist ein von
der rückwärtigen Seite gesehener Aufriß des Apparates, alsventgegengesetzt zu Fig.
2; Fig. 6 zeigt einen waagerechten Schnitt im wesentlichen nach der Linie VI-VI
in Fig. 2; Fig. 7 zeigt einen der Fig. 6 entsprechenden waagerechten Schnitt, wobei
aber einige Teile in anderer Lage gezeigt sind; Fig. 8 zeigt die Schaltung einer
gesamten Anlage gemäß der zweiten Ausführungsform in ihren wesentlichen Teilen;
Fig. 9 stellt schematisch einige mechanische Merkmale der Sonde gemäß der zweiten
Ausführungsform dar; Fig. 10 ist ein Grundriß der in dem Aufzeichnungsgerät oder
Meteorographen hergestellten Aufzeichnung; Fig. ii und 12 veranschaulichen die Ausführung
von zwei verschiedenen Kontaktkurven gemäß der Erfindung.
-
In Fig. I bezeichnet A denjenigen Abschnitt der gesamten Anlage,
der die meteorologische Sonde bildet, die von einem gefesselten Ballon getragen
wird, während B denjenigen Abschnitt bezeichnet, der den Meteorographen einer Bodenstelle
enthält.
-
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung enthält die Sonde zwei Meßgeräte
(Geber), und zwar ein Bimetalithermometer 2 und ein Haarhygrometer 3 mit Anzeigegliedern,
bestehend aus je einem Zeiger 4 bzw. 5, der in einer senkrechten Ebene in Übereinstimmung
mit dem Meßergebnis beweglich und mit einem seitlich vorstehenden Stift 4' bzw.
5' versehen ist. Außerdem enthält die Sonde auch die eingangs erwähnte Welle 6,
die sowohl drehbar als auch axial verschiebbar gelagert ist. Um die Welle mit einer
konstanten Geschwin, diigkeit stetig anzutreiben, zweckmäßigerweise mit einer Drehgeschwindigkeit
von einer Umdrehung pro Minute, ist in der Sonde ein Elektromagnet 7 vorgesehen,
dessen Anker 8 zum wechselseitigen Anheben der Kolbenstangen 9 bzw. 10 von zwei
Dämpfungszylindern angeordnet ist, wobei die Kolbenstangen mit Sperrklinken II bzw.
I2 zum wechelseitigen Antrieb von zwei entsprechenden Schalträdern I3 bzw. 14 an
der Welle6 versehen sind. Der Elektromagnet 7, 8 wird durch Impulse erregt, die
durch die Leitung I5, I6 7ugeführt werden. Die Vorrichtung 7 bis 14 wird in dem
folgenden näher beschrieben werden.
-
Auf der Welle 6 ist ein Kontaktarm I7 befestigt, der einen stillstehenden
Zeitbezugskontakt I8 durch direkten Eingriff mit demselben schließt, und zwar einmal
für jede Umdrehung der Welle. Auf der Welle 6 ist auch die Kontaktkurve befestigt,
die aus einem Streifen 19 besteht, der als eine flache Spirale ausgebildet ist und
sich von einem Punkt nahe der Achse über einen wesentlichen Teil einer Windung erstreckt,
und zwar mit konstanter Steigung. Der Kontaktarm I7 kann als Gegengewicht für die
Kontaktkurve 19 ausgeführt sein.
-
Die Auf änge der Spirale und des Kontaktarmes I7 stimmen in ihren
Winkellagen annähernd überein.
-
Zur axialen Verschiebung der Welle 6 ist ein Elektromagnet 20, 21
vorgesehen, wobei die Welle 6 bei axialer Verschiebung mit einem Kontaktarm 22 mechanisch
gekuppelt wird, der dann über eine feststehende Kontaktbahn 23 gleitet, zu einem
später zu erläuternden Zweck. Die Welle 6 mit den Teilen 17, I9, 22 ist elektrisch
leitend, und auch die Teile 4, 4' und 5, 5' sind elektrisch leitend anzunehmen.
Die Ziffern 24, 25, 26, 27 bezeichnen Leiter zur Herstellung von elektrischen Stromkreisen
über die Teile 4, 5, 6, I7 bis 23.
-
Die Leiter 15, I6, 24, 25 sind in einem Kabel verlegt und in-eine
Bodenstelle eingeführt, die das Schreibgerät oder den Meteorographen 30 enthält.
-
Der Meteorograph hat einen Aufzeichnungsträger, der aus einem gewachsten
Papierstreifen 3I besteht. Dieser Aufzeichnungsstreifeii läuft von der Vorratsrolle
32 zu der Aufwickelrolle 33, welche letztere vorzugsweise mit solcher Geschwindigkeit
angetrieben wird, daß der Aufzeicbnungsstreifen 1/3 mm pro Minute vorgeschoben wird.
Quer über den Aufzeichnungsstreifen läuft ein endloser Filmstreifen 34, wobei das
obere Stück desselben oberhalb des Aufzeichnungsstreifens, aber unter einer festen
Glasscheibe 35 läuft. Der Filmstreifen trägt eine oder mehrere Spitzen 36, die nach
unten gerichtet sind, wenn sie über der Oberseite des Aufzeichnungsstreifens laufen.
Die Teile 34, 36 bilden das eigentliche Sohreibglied, und die Bewegung einer Spitze
36 quer über den Aufzeichnungsstreifen sollte synchron mit der Drehbewegung der
Kontaktkurve 19 verlaufen, wobei die Breite des Aufzeidhnungsstreifens der linearen
Ausdehnung der Spirale im wesentlichen entspricht. Mit drei
Spitzen
36 sollte der Filmstreifen 1/,Umlauf pro Minute vollziehen.
-
Die Bewegungen des Aufzeichnungsstreifens 3I und des Filmstreifens
34 werden von einem Motor 37 abgeleitet, der durch eine Vorgelegewelle 38 einerseits
die Achse 39 der Rolle 33. über ein Schneckengetriebe 40 antreibt und andererseits
über ein Zahnradgetriebe 41 die Achse 42 der einen (gezahnten) Rolle 43 der beiden
Endrollen des endlosen Filmstreifens 34 antreibt. Die Achse 42 treibt auch einen
Impulsgeber 44, von dem der Elektromagnet 7 über die Leiter 15, 16 mit Impulsen
stetig gespeist wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Welle 6 und die Kontaktlçurve
19 mit dem Schreibglied 34, 36 des Meteorographen synchron laufen.
-
Um den Aufzeichnungsstreifen gegen den Filmstreifen und die Glasscheibe
35 anzupressen und dadurch eine Eindrückung oder Markierung von der Spitze 36 im
Aufzeichnungsstreifen herzustellen, ist ein Fallbügel 46 vorgesehen, der sich unter
der gesamten Breite des Aufzeichnungsstreifens erstreckt und mit dem Anker 47 eines
Elektromagneten 48 gelenkig verbunden ist. Der Elektromagnet 48 ist über eine RC-Schaltung
zwischen den Leitern 24, 25 angeschlossen, wobei diese Verbindung durch den Anker
49 des in den Leiter 25 eingeschalteten Elektromagneten 50 gesteuert wird.
-
Es sei angenommen, daß die Welle 6 eine Umdrehung beginnt. Dabei
werden die Kontalçte I7, I8 für einen Augenblick geschlossen, wodurch ein Stromkreis
vom Plusleiter 25 über Welle6, Kontakte 17, Ig und Leiter 27 zum Nulleiter 24 geschlossen
wird. Dadurch wird ein kurzer Zeitbezugsimpuls an die Spule des Elektromagneten
50 gelegt. Beim Ansprechen wird durch den Magnet 50 ein Stromkreis geschlossen,
der vom Leiter 25 über Ankerkontakt 49, RC-Schaltung und Spule des Elektromagneten
48 zum Leiter 24 verläuft, wodurch der Magnet 48 durch einen entsprechenden kurzen
Zeitbezugsimpuls erregt wird. Beim Ansprechen des Magneten 48 wird durch seinen
Anker 47 der Fallbügel 46 betätigt, wodurch er den Aufzeichnungsstreifen gegen die
Spitze 36 anpreßt. Durch den genannten Impuls wird also eine Zeithezugsmarkierung
im Aufzeichnungsstreifen hergestellt. Die RC-Schaltung soll Doppelschläge des Ankers
47 verhindern und Funkenbildung vermindern.
-
Nach weiterer Umdrehung wird die Kontaktkurve 19 von dem Stift 4'
des Zeigers 4 des Bimetall thermometers 2 berührt, und zwar an der Außenseite der
Kontaktkurve 19. Wenn der Stift 4' in einer Stellung ist, die einem großen Ausschlag
des Zeigers 4 entspricht, wird der Zeigerstift 4' die Kontaktkurve 19 an einem Punkt
berühren, der dem Mittelpunkt näher liegt, als wenn der Ausschlag kleiner ist. Im
Augenblick der Kontaktberührung wird ein Stromkreis geschlossen, der vom Leiter
25 über Magnetspule 50, Welle 6, Kontaktkurve I9, Teile 4', 4, Leiter 26 und Magnetspule
20 zum Leiter 24 verläuft, wodurch der Magnßtso durch einen kurzen Anzeigeimpuls
erregt wird und seinerseits den Magneten 48 erregt, zur Herstellung einer Markierung
in dem Aufzeichnungsstreifen. Diese Markierung wird in einer gewissen Entfernung
von der Bezugsmarkierung erhalten, welche Entfernung der Größe der Drehbewegung
der Kontaktkurve 19 bis zur Berührung mit 4 entspricht und daher auch dem Ergebnis
des Meßvorganges im Bimetallthermometer 2.
-
Beim Ansprechen bewirkt der Magnet 20, 2I eine axiale Verschiebung
der Welle 6, wodurch der Kontakteingrift der Teile 4', 19 unmittelbar unterbrochen
wird und dann der Zeiger 4 ganz frei ist, dem weiteren Meßvorgang im Bimetallthermometer
2 zu folgen. Bei der Ausführung dieser axialen Verschiebung wird die Welle 6 mit
dem Kontaktarm 22 mechanisch gekuppelt, wonach dieser Kontaktarm 22 längs der Kontaktbahn
23 bewegt wird, und zwar zur Schließung eines Haltekreises über die Magnetspule
20 für eine Zeitperiode, die genügend ist, um der ansteigenden Kontaktkurve 19 zu
erlauben, sich an dem Zeigerstift 4 vorbeizubewegen, so daß der Zeigerstift innerhalb
der Kontaktkzurve liegen wird. Daraufhin wird dem Magneten 20 erlaubt abzufallen
und die Welle 6 durch eine Feder (in Fig. I nicht gezeigt) zurückgeführt, wobei
der Zeiger noch immer frei ist, um dem Meßvorgang zu folgen.
-
Bei der weiteren Drehbewegung der Kontaktkurve 19 wird diese von
dem Stift 5' des Zeigers 5 des Haarhygrometers 3 berührt, welche Kontaktberührung
auch an der Außenseite der Kontaktkurve 19 erfolgt. Der Vorgang wird sich jetzt
auf dieselbe Weise abspielen wie für den Zeigerstift 4', wobei ein zweiter Anzeigeimpuls
erzeugt wird, durch den eine zweite Anzeigemarkierung im Aufzeichnungsstreifen hergestellt
wird. Diese Markierung wird auf eine noch größere Entfernung von der Bezugsmarkierung
erhalten, welche Entfernung dem Ergebnis des Meßvorganges am Haaraygrometer entspricht.
-
Es wird einleuchtend sein, daß durch entsprechendes Einjustieren
der beiden Meßgeräte 2 und- 3 im Verhältnis zueinander es möglich ist zu bewirken,
daß die Zeigerstifte4 und 5' mit verschiedenen Abschnitten der Kontaktkurve 19 in
Berührung gelangen. Die beiden Anzeigemarkie rungen werden also in der Querrichtung
des Aufzeichnungsstreifens entfernt voneinander liegen und können mit der Hilfe
von entsprechenden Skaleneinteilungen abgelesen werden. Diese Skaleneinteilungen
sind vorteilhaft auf der Glasscheibe angeordnet, und die Kalibrierung sollte derart
sein, daß die entsprechenden meteorologischen Größen direkt erhalten werden.
-
In der nächstfolgenden Minute (der nächsten Umdrehung der Welle 6)
wird eine weitere Reihe von drei Markierungen hergestellt, und zwar sehr nahe an
der ersten Reihe, da ja der Aufzeichnungsstreifen sich sehr langsam bewegt. Tn Fig.
10 bew zeichnet 0 die Bezugslinie, während T und H die Kurven der Temperatur bzw.
Feuchtigkeit bezeichnen. Die Bezugsmarkierungen bilden eine gerade
Linie
in der Längsrichtung des Aufzeichnungsstreifens unabhängig von Schwankungen in der
Geschwindigkeit des Antriebsmotors 37, weil die Bewegung des Schreibgliedes 34,
36 quer über den Aufzeichnungsstreifen und der Betrieb des die Antriebskraft der
Welle 6 liefernden Impulsgeber44 gemeinschaftlich - gesteuert sind, so daß bei derartigen
Schwankungen die relative Geschwindigkeitsänderung der Welle 6 und des Schreibgliedes
34 von gleichem Wert sind.
-
Es wird jetzt leine bauliche Ausfuhrung der Sonde im wesentlichen
mit den im Zusammenhang mit Fig. I erläuterten Merkmalen der Erfindung beschrieben
werden, und zwar an - Hand von Fig. 2 b s 7.
-
Die Grundplatte 60 ist ein Bestandteil eines Gestelles, das aus den
Säulen 6I, 62 besteht und auch eine Zwischeuplafte 63 sowie eine Deckplatte 64 enthält.
Auf die Grundplatte 60, nahe an der Vorderseite derselben (s. insbesondere Fig.
2), sind der Bimetallstreifen 65 des Bimetallthermometers und die Haarelemente66,
67, 68, 69 des Hygrometer£ befestigt. Der Bimetallstreifen 65 ist durch ein Gelenk
70 mit dem Zeiger 4 verbunden, der auf einer waagerechten Drehachse 71 im Gestell
gelagert und durch eine Drehfeder (nicht gezeigt) vorgespannt ist. Der Zeigerstift4'
ist am Zeiger 4 federnd gelagert. Das Haarelement 69 ist mit dem Zeiger 5 verbunden,
der auf eine waagerechte Drehachse74 im Gestell gelagert und ebenfalls durch eine
Drehfeder (nicht gezeigt) vorgespannt ist.
-
Auch der Zeigerstift 5' ist an seinem Zeiger 5 federnd gelagert. Die
Teile 65, 70, 4 bilden das Bimetallthermometer 2 in Fig. I, während die Teile 66
bis 69, 5 das Haarhygrometer 3 in der genannten Abbildung darstellen.
-
Im Gestell ist eine quer verlaufende Welle 80 gelagert, die der Welle
6 in Fig. I entspricht, aber gegen axiale Verschiebung gehalten und nur drehbar
gelagert ist, und zwar in Lagern, die von den Streben 8I getragen werden (Fig. 6).
Die Kontaktkurve 19 ist dagegen axial verschiebbar, indem die Nabe 82 der Kontaktkurve
auf der Welle 80 verschiebbar ist, jedoch gegen Drehbewegung auf der Welle gehalten.
Das Gestell trägt weiter die Elektromagnetspule 20 mit dem zugehörigen Anker 21,
der horizontal beweglich und mit der Nabe 82 gekuppelt ist, um beim Ansprechen diese
axial zu verschieben. Diese axiale Bewegung wird durch die Schieberstange 83 zu
dem Hebel 84 übertragen, der an der Rückseite des Apparates (Fig. 5) vorgesehen
ist und zur Kupplung des Kontaktarmes 22 mit einem auf der Welle 80 befestigten
Triebrad 85 dient. Die Lagen der Teile 21, 83, 84, 22, 85 nach Verstellung durch
den angezogenen Anker 21 gehen aus Fig. 7 hervor. Wenn sich der Kontaktarm 22 in
der Ruhelage befindet, ist er in Berührung mit der Kontaktbahn 23, aber gegen die
Welle 80 elektrisch isoliert, und wenn der Hebel- 84 ihn verstellt, wird er mit
der Welle elektrisch verbunden. Eine Feder 86 dient zur Rückführung des Hebels 84,
der Schiebestange 83, des Ankers 2I und der Kontaktkurve I9, wenn der Magnet 20
ausgeschaltet wird, nachdem der Kontaktarm 22 sich über die Kontaktbahn bewegt und
sie verlassen hat. Die Zeitbezugsglieder sind in Fig. 2 und 3 mit denselben Ziffern
I7, 18 bezeichnet wie in Fig. I. Mit 79 ist ein Anschlußblock zur Herstellung der
erforderlichen elektrischen Verbindungen bezeichnet Im Gestell ist auch die Magnetspule
7 mit dem zugehörigen Anker 8 vorgesehen (Fig. 2 und 6), welcher Anker in einer
senkrechten Ebene beweglich ist und sich zu dem linken Ende in Fig. 2 erstreckt.
An seinem linken Ende trägt der Anker 8 einen Kipphebel 90, dessen Ausbildung aus
Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Der Kipphebel ist auf einem Zapfen 91 drehbar, der
eine Verlängerung des Ankers 8 darstellt Unterhalb des Kipphebels 90 ist eine Dämpfungsanordnung
92 vorgesehen, die zwei Dämpfungszylinder 93, 94 mit Kolben 95, 96 und gedrosselten
Nebenkanälen für dieDämpfungsflüssigkeit, vorzugsweise 01, enthält. Die beiden Kolbenstangen
9, IO erstrecken sich aufwärts beiderseits des Kipphebels go und tragen die durch
die Feder 97 bzw. 98 vorgespannten Sperrklinken 11 bzw. 12 zum wechselseitigen Antrieb
der iugehörigen Schalträder I3 bzw. I4, die auf der Welle 80. befestigt sind.
-
Der Kipphebel go hat teils zwei aufwärts gerichtete Arme, die abwechselnd
mit einem Vorsprung 99 bzw. IOO an jeder Kolbenstange g bzw. IO eingreifen, um jede
Kolbenstange abwechselnd in Abahängigkeit von dem Ansprechen des Ankers 8 anzusehen,
teils zwei abwärts gerichtete Arme, durch die der Kipphebel von dem Umschaltkörper
IOI bei jeder Abfallbewegung des genannten Ankers umgelegt wird. Der Umschaltkörper
IOI hat zwei aufwärts gerichtete Spitzen und ist auf einer waagerechten Drehachse
102 drehbar gelagert, die in der Mitte zwischen den Kolbenstangen 9, IO liegt. Jede
Kolbenstange trägt auch einen Vorsprung oder Haken 103 bzw. 104 zur Verstellung
des Umschaltkörpers IOI durch Eingriff mit einem entspreollenden Vorsprung an demselben,
wenn die betreffende Kolbenstange gehoben wird. Die Abwärtsbewegung der Stangen
9, IO erfolgt unter dem Einfluß der Federn 105. Die obere Grenzlage der Stangen
9, IO wird mit den im Gestell vorgesehenen Anschlagschrauben 106 eingestellt, und
die untere Grenzlage derselben wird mit den von den Stangen 9, IO getragenen Anschlagsehrauben
107 eingestellt.
-
In Fig. 3 ist die linke Stange g eben angehoben worden und wird ihre
Abwärtsbewegung gerade anfangen, welche Bewegung durch die Anordnung 92 gedämpft
wird. Gerade als die Stange g in ihre untere Endlage eingeht, spricht der Anker
8 an, wodurch der Kipphebel go gehoben wird. Während dieser Aufhebung gelangt der
rechte obere Arm des Hebels 90 mit dem Vorsprung 100 an der rechten Stange IO in
Eingriff, wodurch diese Stange zu der in Fig. 4 gezeigten Lage gehoben wird. Während
der Aufhebung der Stange 10 gelangt der Haken 104 derselben mit dem linken Vorsprung
am Umschaltkörper IOI in Eingriff, um diesen Körper zu der in Fig 4 gezeigten Lage
zu
verstellen. Wenn der Anker 8 abfällt, gelangt der rechte untere
Arm des Hebels go mit der linken Spitze des Körpers 101 in Eingriff, wodurch der
Hebel 90 zu der in Fig. 4 gestrichelt angedeuteten Lage verstellt wird. Dann bewegt
sich die rechte Stange abwärts, und der Hebel 90 steht in einer Lage, in der er
bereit ist, die linke Stangeg bei dem nächsten Ansprechen des Magnetankers zu heben.
Bei dieser Anhebung der linken Stangeg wird der Körper 101 zu der in Fig. 3 gezeigten
Lage verstellt.
-
Die Dämpfungswirkung der Anordnung 92 wird derart eingestellt, daß
jede Kolbenstange g bzw. 10 ihre untere Endlage gerade in dem Augenblick einnimmt,
wenn der Magnet 7 durch einen Impuls erregt wird. Die wechselseitigen Abwärtsbewegungen
der beiden Stangen 9, 10 folgen genau aufeinander und bewirken eine stetige Umdrehung
der Welle 80 über die Schaiträder I3, I4, die mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt.
Die Funktion ist auch unter schwierigen Wetterbedingungen zuverlässig, und die gesamte
Sonde mit Deckel (nicht gezeigt) hat ein verhältmsmäßig niedriges Gewicht (etwa
Iooo g).
-
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird die gemeinschaftliche
Steuerung der Umdrehung der Welle der Sonde und der Querbewegung des Schreibgliedes
dadurch erhalten, daß die Antriiebsvorrichtung des Schreibgliedes auch den Impulsgeber
antreibt, der die Irnpulse zu dem Magneten liefert, von dem die Umdrehung der Welle
abgeleitet wird.
-
Gemäß der jetzt an Hand von Fig. 8, 9 und 10 zu erläuternden Ausführungsform
der Erfindung wird die genannte gemeinschaftliche Steuerung dadurch erreicht, daß
ein kleiner einphasiger Syncbronmotor an der Stelle des genannten Magneten mit Schaltradvorrichtung
angeordnet wird. Der Synchronmotor wird mit einphasigem Wechselstrom aus derselben
Spannungsquelle gespeist, die den Antriebsmotor des Schreibgerätes speist, wobei
also kein Impulsgeber verwendet wird.
-
In Fig. 8 bezeichnet I20 die Welle der Sonde, dile drehbar und axial
verschiebbar ist. Der Synchronmotor I2I, dem ein einphasiger Wechselstrom über die
Leitungen I22, 123 zugeführt wird, erteilt der Welle I20 eine Drehbewegung über
ein Getriebe I24, I25, dias gegen axiale Verschiebung gehalten ist, während die
Welle in der Nabe des Zahnradres I25 axial verschiebbar ist. Die Welle kann mit
einer besonderen Kontaktkurve für jedes Meßgerät versehen sein, aber gemäß Fig.
8 trägt die Welle nur zwei Kontaktkurven 126, I27 mit spiralförmigem Umfang, dile
in Fig. 8 nur schematisch angedeutet sind. Die Kontaktkurve 126 wirkt mit dem feststehenden
Bezugskontakt I28 und mit dem Zeiger I29 eines Haarhygrometers zusammeln, während
die Kontaktkurve I27 mit dem Zeiger 130 eines Bimetallthermometers und mit dem Zeiger
131 eines Aneroidharometers zusammenwirkt.
-
In Fig. g ist d!ie grundsätzliche mechanische Anordnung der wesentlichen
Elemente der Sonde gemäß Fig. 8 dargestellt, wobei die Kontaktkurven I26, I27 vorzugsweise
spiralförmig gebogene Streifen sind, die sich über eine halbe Windung (I26) bzw.
eine volle Windung (I27) erstreCkell.
-
In Fig. g bezeichnet I32 einen Teil des Gestelles der Sonde, der durch
passende Mittel die Drehachsen I33, I34, I35 für die Zeiger 129, I30, -I3I trägt
und auch mit einer Befestigung I36 für den festen Bezugskontakt 128, einer Befestigung
137 für das Haarelement 138 des Hygrometers, einer Befestigung 139 für den Bimetallstreifen
140, der über ein Transmissionsglied 141 mit der Nabe des Zeigers 130 verbunden;
ist, und; einer Befestigung I42 für die Aneroiddose 143, die über ein Transmissionseiement
I44 mit dem Zeiger 131 verbunden ist, versehen ist. Das gesamte Gewicht einer Sonde
gemäß Fig. 8 und im übrigen Fig. 2 bis 7 entsprechend beträgt etwa 700 g.
-
Das Schreibgerät (Fig.8) ist im wesentlichen dasselbe wie in Fig.
I, aber der Impulsgeber 44 ist nicht vorhanden, und die Leitungen 122, 123 sind
an die Wechselstromquelle I50 angeschlossen, die den Motor 151 speist, der die gleiche
Getriebeeinrichtung 152, 153, 154, 155, 156 wne in Fig. I antreibt. Der Aufzeichnungsstreifen
ist bei I57 angedeutet, und das Schreibglied hat die Bezeichnung I58. Markierungen
werden in dem Streifen I57 in Abhängigkeit des Ansprechens dies Ankers I6I des Magneten
I60, wenn diieser durch Bezugs- und Anzeigeimpuise über eine elektronische Relaisschaltung
erregt wird, hergestellt.
-
Die Relaisschaltung enthält eine Elektronenröhre mit Steuergitter,
voizugsweise eine Pentode 170, die in normalem Zustand leitend, ist, weil das Steuergitter
normalerweise Null-Potential oder ein leicht positives Potential über den Widerstand
I69 und den Leiter I62 erhält. Der normalerweise fließende Anodenstrom erregt also
das Relais 171, das normalerweise seine Kontakte I72, 173, I74 geöffnet hält (in
der unteren Stellung in der Figur). Für jede Berührung der Kontaktkurve 126 mit
dem Bezugskontakt I28 oder mit dem Zeiger I29 und für jede Berührung der Kontaktkurve
127 mit dem Zeiger I30 oder I3I wird ein Stromkreis geschlossen, der vom Minusleiter
I64 über Federkontakt 163, Welle 120 und Kontaktkurve I26 oder I27 zum Plusleiter
162 verläuft, wodurch das Steuergitter negativ gemacht und der Anodenstrom gesperrt
wird. Das Relais 171 fällt also ab, und seine Kontakte werden geschlossen (nach
oben in der Zeichnung umgeliegt). Beim Schließen des Kontaktes 174 wird ein Stromkreis
geschlossen, der eine Signallampe I79 für die Dauer des Impulses zündet. Beim Schließen
des Kontaktes I73 wird ein Stromkreis geschlossen, verlaufend vom Plusleiter I62
über Leiter I75, I76 und einerseits über Leiter I68 zum Minusleiter I64 zum Erregen
der Spule I60 und Ansprechen des Ankers I6I, andererseits über Leiter I67, I59 zum
Minusleiter I64 zur Erregung der Spule I65 zwecks Anziehen des Ankers I66 und Verschieben
der Welle 120 nach rechts in Fig. 8, wodurch der Kontakteingriff der Kontaktkurve
I26 oder I27 unterbrochen wird,
während der Eingriff des Federkontaktes
I63 mit der Welle I20 aufrechtgehalten wird.
-
Das negative Potential des Sbeuergitters wird nicht sofort in diesem
Augenblick abgeleitet, weil der Kontakt 172 beim Schließen das Steuergitter mit
einem Verzögerungskreis verbindet, der das Potentiometer 178 enthält, über welches
das Steuergitterpotential erst allmählich nach positiver Richtung hin verschoben
wird, so daß der Anodenstrom verzögert wird. Die Spulen I60, I65 bleiben also während
einer kurzen Zeit erregt, die von der Einstellung des Potentiometers abhängig ist,
und zwar bis die Kontaktkurve I26 oder I27 an dem Zeigerstift vorbeigelaufen ist.
Dann wird die Pentode leitend gemacht und das Relais I7I erregt, um die Spulen 160,
I65 und den Verzögerungskreis auszuschalten.
-
Gemäß Fig. IO wird angenommen, daß die Bezugslinie 0 des Aufzeichnungsstreifens
längs der Mitte verläuft, während die Temperatur- und Feuchtigkeitskurven T bzw.
H beiderseits der Bezugsltinie verlaufen. Dile Kurven, die den Luftdruck (die Höhe
der Sonde) gibt, kann jede beliiebige Lage über die ganze Breite des Aufzeichnungstreifens
einnehmen.
-
Dies entspricht der Anordnung gemäß Fig. 9, in welcher der Zeiger
I3I der Aneroiddose mit der Kontaktkurve 127 zusammenwirkt, die sich über eine volle
Windung erstreckt, wobei der Zeiger mit jedem beliebigen Punkt über den ganzen Umfang
der Kurve Kontakt machen kann. Der Zeiger 130 des Bimetallstreifens macht Kontakt
mit der Kontaktkurve 127 während der ersten halben Umdrehung derselben, während
der Zeiger 129 des Hygrometers mit der anderen Kontaktkurve 126 während der zweiten
Hälfte der Umdrehung Kontakt macht. Der Bezugskontakt I28 macht Kontakt mit der
Kontaktkurve I26 gerade beim Anfang der spiralförmigen Bahn, also wenn die volle
Kontaktkurve I27 eine halbe Umdrehung gemacht hat.
-
Fig. II zeigt eine Spirale, die sich über eine halbe Umdrehung (Windung)
erstreckt, und Fig. 12 zeigt eine Spirale, die sich über eine vollständige Umdrehung
(Windung) erstreckt. Die Zeitskala verläuft radial und umfaßt 30 Sekunden gemäß
Fig. II bzw. 60 Sekunden gemäß Fig. 12, wobei angenommen wird, daß die Spirale eine
Umdrehung pro Minute macht. Wichtig ist, daß die Spirale eine konstante Steigung
hat.
-
Der Synchronmotor kann selbstverständlich auch ohne die elektronische
Schaltung in Fig. 8 verwendet werden, also in einer ähnlichen Anordnung, wie sie
Fig. I darstellt, und der Gleichstrom, der durch die Leitungen24, 25 zugeführt wird,
kann der Wechselstromquelle über einen Brückengleichrichter entnommen werden. Auch
in Fig. 8 kann der Gleichstrom der Wechselstromquelle über einen Gleichrichter entnommen
werden, vorzugsweise durch Vermittlung eines Transformators, an dem auch die Wechselspannungen
für die elektronische Schaltung abgegriffen werden.
-
Die Erfindung kann auch in Verbindung mit Radiosonden verwendet werden,
aber ist keinenfalls auf die Übertragung von meteorologischen Größlen eingeschränkt,
indem das Ergebnis eines beliebigen Meßvorganges durch Vermittlung der spiralförmigen
Kontaktkurve beliebig verwertet werden kann.
-
PATENTANS pni; CHE: I. Einrichtung zur Aussendung von Meßwerten,
insbesondere von meteorologischen Größen, wobei das in Abhängigkeit des Meßvorganges
bewegliche Anzeigeglied des Meßgerätes als elektrischer Kontakt ausgebildet ist,
gekennzeichnet durch eine stetig drehbare und mit einem als Flachspiråle ausgebildeten
Umfang versehene Kontaktkurve, die sich auf einem Punkt nahe der Achse über einen
wesentliehen Teil einer Windung erstreckt, und zwar mit konstanter Steigung, und
mit der das bewegliche Anzeigeglied in Berührung gelangt, und zwar an verschiedenen
Punkten, je nach der Stellung des Anzeigegliedes, wodurch ein zeitabhängiger Anzeigeimpuls
erzeugt wird und zur Verwertung weitergeleitet werden kann.