DE1260807B

DE1260807B - Registriergeraet

Info

Publication number: DE1260807B
Application number: DEK47726A
Authority: DE
Inventors: William Earl Van Horne; Glenroy Wesley Barnett; Marion Frederick Goddard
Original assignee: KEINATH INSTRUMENT CO
Current assignee: KEINATH INSTRUMENT CO
Priority date: 1961-09-22
Filing date: 1962-09-14
Publication date: 1968-02-08

Description

Registriergerät Die Erfindung betrifft ein Mehrfach-Registriergerät zur Aufzeichnung einer Vielzahl von Meß- bzw.
Überwachungswerten.
Bei den bekannten elektrischen Registriergeräten werden Drehspul-Meßwerke zur Ablenkung einer Schreibfeder verwendet. Diese Instrumente können dort zufriedenstellend eingesetzt werden, wo eine ausreichend hohe Energie für Meßzwecke zur Verfügung steht und wo lange Leitungen sich nicht störend auswirken.
Der grundsätzliche Nachteil der Drehspul-Meßwerke besteht in ihrer Empfindlichkeit gegenüber dem Widerstand der Zuleitungen. Dieser Nachteil wird durch Registriergeräte mit Nullabgleich vermieden, deren Meßwerke in einem Brückenzweig liegen und durch die bei abgeglichener Brücke kein Strom fließt.
Für Mehrfach-Registriergeräte sind jedoch die Brückenschaltungen mit Nullabgleich wenig geeignet, da die Meßwerke eine zu lange Einstellzeit haben.
Weiterhin bedingt die sich überkreuzende Registrierung von zehn oder mehr Punkten einen erheblichen Aufwand an Schaltmitteln und Einzelteilen, so daß komplizierte und dadurch störanfällige, teure Geräte erforderlich sind. Oftmals laufen die einzelnen Kurven kreuz und quer, und es ist schwierig, eine Kurve von der anderen zu trennen.
Um übersichtliche und sich nicht kreuzende Kurven zu erhalten, werden sogenannte Segment-Registriergeräte verwendet, bei denen bestimmte Bereiche einer Registrierkarte bestimmten Meßgrößen zugeordnet sind. Zur Durchführung dieser Segment-Registrierung wird eine spezielle Registriertechnik angewandt, bei der der Abgleichpunkt in einer Fegebewegung über den vollen Bereich gesucht und gemeldet wird (s. »Archiv für technisches Messen«, J 031-15, August 1949). Es werden also ausschließlich elektrische Mittel zur Ermittlung der Größe von elektrischen Signalen verwendet.
Bei dem Mehrfach-Registriergerät gemäß der Erfindung kommt diese spezielle Registriertechnik zur Anwendung. Die Markierungsmittel des èrfindungsgemäßen Registriergerätes befinden sich vor einem während der Registrierung in einer festen Lage gehaltenen Registrierblatt, das in Diagrammfelder für eine Vielzahl graphischer Darstellungen unterteilt ist und sind auf einer über die gesamte Länge des Registrierblattes sowie über einen durch die Abmessungen der Diagrammfelder bestimmten Bereich seiner Breite beweglichen Schiene angeordnet. Der zugehörige Meßstromkreis ist ein reiner Potentiometerstromkreis, also ein Stromkreis, in welchem eine Unbekannte mit einer bekannten Millivoltspannung ver- glichen wird und in welchem in dem Augenblick, wo beide Spannungen gleich sind, kein Strom fließt. Nach der Erfindung steht der Kartendrucker mechanisch mit einem Spannungsteiler im Eingriff, an welchem eine Bezugsspannung abgenommen wird, die genau proportional zur Stellung des Druckers auf der Registrierkarte ist. Der Drucker wird mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und bewegt sich über alle Diagramme auf der Karte. Der Spannungsteiler macht eine vollständige Umdrehung bei jeder Bewegung des Druckers über ein Diagramm. In dem Augenblick während der Bewegung, wo ein Nullzustand im Potentiometerstromkreis vorhanden ist, wird eine Markierung auf die Karte gedruckt. Dieser Zyklus wiederholt sich fortlaufend, wobei die Markierungen langsam in der Zeitrichtung verschoben werden, so daß fortlaufende Linien entstehen.
Das erfindungsgemäße Gerät registriert auf ein Papierblatt, auf das eine Serie von Diagrammen vorgedruckt ist. Die größeren Karten werden vorzugsweise in zwei Teile zur bequemeren Handhabung aufgeschnitten. Diese Blätter werden auf einer durchscheinenden Platte oder Druckoberfläche angebracht und mechanisch aufgespannt und festgeklemmt, um eine Stabilität in den Abmessungen sicherzustellen, so daß diese auch bei Einwirkung von Feuchtigkeit unverändert bleiben. Die Registrierungen werden von einer Hauptdruckschiene ausgeführt, die elektromagnetisch betätigte Druckhämmer und mit Druckfarbe imprägnierte Bänder enthält. Die Druckschiene tastet von oben nach unten und zurück ab und druckt bei jeder Bewegung einen Punkt in jedes Diagramm.
Die normale Bewegungsdauer ist etwa 10 Sekunden nach unten und 10 Sekunden zurück, wobei in beiden Richtungen gedruckt wird. Die Erfindung umfaßt auch Mehrfarben-Registriergeräte, wo eine Farbe während der Abwärtsbewegung und die andere während der Aufwärtsbewegung gedruckt wird. Bei Einfarbeneinheiten wechselt der Druck zwischen benachbarten Reihen bei Umkehrung der Richtung. Die Drucker werden langsam in der Zeitrichtung verschoben, so daß aufeinanderfolgende Punkte in einer kontinuierlichen Linie aufgezeichnet werden.
Die Auflageplatte ist vorzugsweise lichtdurchlässig und von hinten beleuchtet, so daß Licht durch das Papier fällt. Gefärbte Azetatsymbole oder Farbblocks können als Farbschlüssel für die verschiedenen Diagramme oder für andere Zwecke verwendet werden.
Alarmlampen können unmittelbar hinter den in Betracht kommenden Diagrammen angebracht sein, so daß kräftige Lichtmarken durch das Papier projiziert werden, um Alarmzustände anzuzeigen.
Bei den bekannten Registriergeräten wird das Registrierpapier an der Markierungseinrichtung zur Aufzeichnung der Meßwerte vorbeibewegt. Das Registrierpapier ist auf eine Vorratsrolle aufgewickelt und wird beim Registrieren von dieser Rolle abgewickelt und nach dem Passieren der Aufzeichnungseinrichtung wieder aufgewickelt, so daß sich die Meßwertkurven auf langen, unbequem zu handhabenden und auszuwertenden Papierstreifen befinden. Die Meßwertkurven überkreuzen sich auf den Papierstreifen, so daß leicht die Übersichtlichkeit verlorengeht, was ebenfalls die Auswertung erschwert Der Erfindungsgegenstand besitzt gegenüber den herkömmlichen Registriergeräten beachtliche Vorteile. Es lassen sich mehrere Meßergebnisse in einem engen Bereich auf einem Papierblatt im Gesichtsfeld des Beobachters registrieren. Beispielsweise können 400 Veränderliche in 100 getrennten Diagrammen in vier Farben -registriert werden. Jedes Diagrammfeld kann eine unabhängige Eichung besitzen. Für sämtliche Diagramme ist eine gemeinsame Zeitskala vorhanden, so daß leicht Wechselziehungen zwischen -allen registrierten Größen aufgestellt werden können. Sämtliche Aufzeichnungen werden auf ein oder zwei Papierblättern ausgeführt, wodurch ihre Auswertung bedeutend bequemer ist, wenn das Re gistrierblatt vom Instrument entfernt wurde, als beispielsweise der Vergleich streifenförmiger Aufzeichnungen. Sämtliche Registrierungen liegen in auf der Karte aufgezeichneter Form vor, so daß der Kurvenverlauf gut zu beurteilen ist, Unregelmäßigkeiten sofort erkannt und benachbarte Reihen des Registrierblattes miteinander verglichen werden können. Sowohl elektrische als auch solche Meßgrößen, die sich in elektrische umwandeln lassen, können auf einem Blatt registriert werden. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Registriergerät Alarmeinrichtungen in Form von Lampen, die durch die Rückseite des Registrierblattes die genaue Stelle anzeigen, wo die außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegende Veränderliche registriert wird, so daß keine Mehrdeutigkeit auftreten kann. Das - Mehrfach-Registrier- gerät verursacht im Betrieb nur geringe Kosten und arbeitet daher sehr wirtschaftlich.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorderseite des Registriergerätes, F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Registriergerätes mit geöffneter Vordertür, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Registriergerätes, wobei sowohl die Vordertür als auch die Kartenauflageplatte geöffnet sind, F i g. 4 eine Vorderansicht der Halte- und Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 4, F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in F i g. 4, F i g. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in F i g. 4, Fig.9 eine perspektivische Ansicht des Mechanismus zur Betätigung der Druckschiene, Fi g. 10 ein Schaltschema eines Kommutators gemäß der Erfindung, Fig. 11 ein Schaltschema zur Erläuterung eines der dem Kommutator zugrunde liegenden Prinzipien, F i g. 12 bis 19 Diagramme zur Erläuterung des Prinzips der gestaffelten Kontakte des Kommutators, Fig. 20 ein Schaltschema der Relaismatrix zur Steuerung der Reihen- und Spaltenwahl für die Druckschiene, Fig.21 eine perspektivische Ansicht des Druckmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, F i g. 22 eine perspektivische Ansicht des Mechanismus zum Wechseln der Farbe eines mit zwei Farbstoffen imprägnierten Bandes, F i g. 23 ein Schaltschema des Meßstromkreises gemäß der Erfindung, F i g. 24 ein Schaltschema des Alarmstromkreises gemäß der Erfindung und F i g. 25 eine perspektivische Ansicht eines Lichtkastens für das Alarmsystem.
- Nach Fig. 1, 2 und 3 bildet das Registriergerät 101 eine Einheit, die-eine Anzahl von Veränderlichen auf ein Papierblatt 13 registriert, das mit einer Anzahl in Spalten 102 und Reihen 103 angeordneter Diagrammfélder-14-14 bedruckt ist. Jedes Diagramm feld kann als zu einem besonderen Registriergerät gehörig betrachtet werden und kann eine Eichung -aufweisen, die vollkommen unabhängig von irgendeiner anderen ist. Deshalb kann ein einzelnes Regi--striergerät Eingangsgrößen von Thermoelementen, Druckwandlern, Strömungsquellen, Tachometern, Dehnungsmessern usw. aufnehmen.
Das Registriergerät 101 ist in einen Rahmen 104 eingebaut. Die Teile des Gerätes - sind- in diesen Rahmen 104 montiert. Die Außenverkleidung des Gehäuses 105 wird vorzugsweise von Tiefziehblechen gebildet, die unter Benutzung von Dichtungen am Rahmen 104-befestigt sind.
Die Vordertür 106 des Registriergerätes 101 besteht aus durchsichtigem Material, wie Plexiglas. Sie ist an der Oberseite angelenkt und durch federbetätigte Hebel 108-108 an beiden Seiten ausbalanciert. Die Hebel 108-108 sind so ausgebildet, daß sie die Tür 106 gegen ihre Dichtung geschlossen halten, bis die Tür aufgemacht wird, wobei die Hebel 108-108 durch ihre »Totpunktlage« hindurchgehen.
Unter »Totpunktlage« ist diejenige Stellung zu verstehen, in welcher die Kraft der Feder 108 in einer durch den Drehpunkt des Hebels gehenden Linie liegt, so daß sich der Hebel in keiner Richtung weiterbewegen kann, also stehenbleibt. Von diesem Punkt an öffnen sie die Tür 106 nach oben und halten sie offen.
Das Papier 13, auf welches die Registrierung vorgenommen wird, ist ein großes Blatt, auf das die Diagrammfelder 14 aufgedruckt sind. Bei ausgedehnten Registriergeräten wird das Blatt vorzugsweise in der Mitte in vertikaler Richtung aufgeschnitten, um zur leichteren Handhabung zwei Stücke zu erhalten.
Da Papier hygroskopisch ist und mit änderungen in der Feuchtigkeit zu schrumpfen oder sich auszudehnen versucht, muß es gestreckt und in seiner Lage festgeklemmt werden, so daß extreme Feuchtigkeitsänderungen nicht im geringsten die Abmessungen in Richtung der Ordinaten der Diagramme ändern können. Um dies zu ermöglichen, wird vorzugsweise ein gutes Kartenpapier verwendet, und die »Faserung« des Papiers 13 wird horizontal im Registriergerät 101 ausgerichtet, so daß die Dehnung in »Querfaser«-Richtung erfolgt.
Die Platte 11 oder Druckfläche, gegen welche das Papier 13 gehalten wird, bildet die feste Unterlage für die Registrierung. Sie besteht aus stabilem, durchscheinendem Material, vorzugsweise einer Plexiglasscheibe, die in einen Stahlrahmen 12 eingesetzt ist.
Auf beiden Seiten oben und unten befinden sich Papierhalte- und Einstellmechanismen 20 und 21, welche zum Festklemmen und Strecken des Kartenpapiers 13 vorgesehen sind. Die ganze Platte 11 ist am oberen Ende mit unter Federspannung stehenden Hebeln 109 angelenkt, ähnlich den Hebeln 108 der äußeren Tür 106. Die Platte 11 kann gleichfalls angehoben werden, um das Innere des Registriergerätes 101 zugänglich zu machen.
Da die Platte 11 durchscheinend ist, leuchten im Registriergerätgehäuse angebrachte Lampen sowohl durch die Platte 11 als auch durch das Papier 13 hindurch. In allen vier Ecken der Platte 11 befinden sich feine Schriftmarken, die als Führungslinien 15 zur Einstellung des Registrierpapiers dienen. Um eine Karte 13 am Registriergerät 101 anzubringen, werden die Stellschrauben 28 und 28' am oberen Ende 20 und am unteren Ende 21 gedreht, bis sich die Klemmbacken 29, 29', 30 und 30' öffnen. Dann wird das Kartenpapier 13 zwischen die offenen Backen 29, 29', 30 und 30' oben und unten geschoben und grob ausgerichtet. Oben beginnend werden die Stellschrauben 26' gedreht bis die Klemme 20 das Papier erfaßt.
Sodann werden die unteren Stellschrauben 26' gedreht bis sich die untere Klemme 21 ebenfalls schließt. Das von hinten durch die Platte 11 und das Papier 13 kommende Licht beleuchtet hell die Platte 11. Es ist nun eine einfache Sache, die Karte 13 in genaue Übereinstimmung mit den Marken 15 zu bringen, indem die Stellschrauben 26 und 26' als Feineinstellelemente benutzt werden.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß dieselben Stellschrauben 26 und 26' der Papierhalte- und Einstellvorrichtungen 20 und 21 zuerst ein Schließen der Klemmen bewirken und dann, nachdem die Klemmen dicht schließen, das Papier 13 strecken. Wenn das Papier 13 endgültig in seine Lage gestreckt ist, befindet es sich unter ganz hoher Spannung, die es dicht gegen die flache Platte 11 hält. Sobald die Feuchtigkeit sich ändert, wächst diese Spannung oder nimmt ab und das Papier 13 versucht zu schrumpfen oder sich auszudehnen. Dies ist jedoch nicht möglich, da es fest in der erforderlichen Abmessung gehalten wird und die Klemmen kein Schrumpfen zulassen. Der Wert der Vorstreckung des Papiers 13 ist gleichfalls groß genug, so daß er selbst unter den extremsten Feuchtigkeitsbedingungen nicht auf ein solches Ausmaß anwachsen kann, daß es »Wellen« gibt.
Nach den F i g. 4 bis 8 besteht die Halte- und Einstellvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Platte 11, die durch einen Rahmen 12 gehalten wird. Die Platte 11 besteht aus lichtdurchlässigem oder durchsichtigem Material, etwa einer schweren, steifen Plastikscheibe und der Rahmen 12 ist aus irgendeinem passenden, kräftigen Material wie etwa Stahl hergestellt. Die Platte 11 bildet eine feste Auflage für ein Blatt Papier 13, das aufgedruckte oder auf andere Weise hergestellte Umrandungen 14-14 aufweisen kann. Die typischen Umrandungen 14-14 sind rechteckig, wie dies Fig. 4 zeigt, und können Koordinatensysteme enthalten wie rechtwinklige, halblogarithmische, logarithmische, Quadratwurzel- oder irgendwelche anderen gewünschten Koordinaten oder Kennzeichnungen. Vorgezeichnete Markierungen oder Führungslinien 15-15 sind auf der Platte 11 vorgesehen. Vorzugsweise wird in der Nähe jeder Ecke der Platte 11 eine Führungslinie 15 vorgesehen, wobei sich in der richtigen Lage jede Führungslinie 15 mit einer entsprechenden Linie auf dem Papier 13 deckt, beispielsweise mit einer Umrandungslinie, wie dies F i g. 4 zeigt.
Das obere und das untere Ende des Rahmens 12 enthält jeweils einen Papierhalte- und Einstellmechanismus 20 bzw. 21. Ein ortsfestes Rahmenglied oder Gehäuse 22, das an der Platte 11 befestigt ist, bildet einen Aufnahme- und Einbauraum für die meisten Bestandteile des oberen Mechanismus 20. An einem rechtwinkligen Trägerglied 23, welches sich im wesentlichen in der Breite des oberen Mechanismus 20 erstreckt, ist ein Führungsglied 24 befestigt, das mittels Bohrungen gleitbar auf einer Anzahl Führungsstifte 25 gelagert ist, die am Gehäuse 22 angebracht sind. Die Lage des Führungsgliedes 24 wird über an jedem Ende desselben befindliche Gewindebohrungen mittels Stellschrauben 26 eingestellt, von denen jede mit einem Drucklager 27 drehbar in das Gehäuse 22 eingesetzt ist. Jede Stellschraube 26 kann durch einen Griff 28 von Hand verstellt werden.
Ebenfalls am Winkelträger 23 befestigt ist eine äußere Greifbacke 29. Eine innere Greifbacke 30 ist gleitbar in der äußeren Greifbacke 29 angeordnet.
Eine starke Druckfeder 31 drückt normalerweise die Greifbacken 29 und 30 dicht aneinander, damit sie das Papier 13 fest zwischen ihren beiden Klemmkanten halten. Die vorderste Stellung der inneren Greifbacke 30 wird jedoch durch eine Anschlagschraube 32 begrenzt, welche in die innere Greifbacke 30 fest eingeschraubt ist. In Fig. 6 ist die innere Greifbacke 30 in ihrer vordersten Stellung gezeigt, die durch die Anschlagschraube 32 begrenzt ist, während die äußere Greifbacke 29 durch die Stellschraube 26 weit genug vorwärts bewegt wurde, um zwischen ihr und der inneren Greifbacke 30 einen Zwischenraum zum Einsetzen des Papiers 13 zu schaffen.
Nachdem das Papier zwischen die Greifbacken 29, 30 geklemmt worden ist, wird der Griff 28 der Stellschraube 26 gedreht, um die äußere Greifbacke 29 gegen die innere Greifbacke 30 zurückzubewegen.
Die innere Greifbacke 30 bleibt durch die Feder 31 in ihrer vordersten Stellung gedrückt, wie dies F i g. 6 zeigt, bis die äußere Greifbacke 29 fest gegen das Papier 13 und die innere Greifbacke 30 gedrückt wird. Beim Weiterdrehen des Griffes 28 in derselben Richtung wird alles, was auf dem Winkelträger 23 montiert ist, einschließlich dem inneren oberen Ende der Greifbacke 30 und der Anschlagschraube 32 zurückbewegt, wodurch das Papier 13 in seine gewünschte Lage gezogen wird.
Der untere Papierhalte- und Einstellmechanismus 21 kann identisch mit dem oberen Mechanismus 20 sein (die Oberseite natürlich nach unten gedreht), und für einige Ausführungen wird es, um die Herstellungskosten niedrig zu halten, vorteilhaft sein, wenn der obere und der untere Mechanismus 20, 21 gleich sind. Wo es jedoch erwünscht ist, daß der Mechanismus nicht weiter als nötig über oder vor die Auflageplatte 11 hinausreicht und wo es möglich ist, den Mechanismus von hinten einzustellen, ist die insbesondere in F i g. 7 und 8 der Zeichnung dargestellte Anordnung vorzuziehen.
Der untere Mechanismus 21 ist im wesentlichen der gleiche wie der obere Mechanismus 20. Die Teile 22' bis 32' des unteren Mechanismus 21 sind mit denjenigen des oberen Mechanismus 20, welche die gleichen Bezugsnummern ohne Strich haben, gleich, mit Ausnahme einiger unbedeutender, unten erwähnter Unterschiede. Jeder Führungsstift 25 des oberen Mechanismus 20 wird einfach durch eine Mutter 33 an seinem Platz gehalten, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist, während jeder Führungsstift 25' des unteren Mechanismus 21 noch besser durch eine Gewindeverbindung mit dem Gehäuse 22' an seinem Platz gehalten wird, wie dies bei 34 in Fig. 7 angedeutet ist. Das Gehäuse 22 des oberen Mechanismus 20 ist an seinem unteren Ende mit der Auflageplatte 11 verbunden, wie dies bei 35 in F i g. 6 angedeutet ist, während das Gehäuse 22' des unteren Mechanismus 21 an seinem oberen Ende mit der Auflageplatte 11 verbunden ist, wie dies bei 36 in F i g. 8 angedeutet ist. Das Gehäuse 22' des unteren Mechanismus 21 unterscheidet sich vom Gehäuse 22 des oberen Mechanismus 20 dadurch, daß das Gehäuse 22' unter der Anschlagschraube 32' abgeschnitten ist. Die Stellschraube 26' ist so im Gehäuse 22' angeordnet, daß sie sich zur Rückseite des unteren Mechanismus 21 hin erstreckt, wie in F i g. 8 gezeigt, und nicht nach vorn, wie in dem in Fig. 6 dargestellten oberen Mechanismus 20. Um die Griffe 28' am unteren Mechanismus 21 bequem erreichen und drehen zu können, ist vorzugsweise an jedem Griff 28' eine Kurbel 37 vorgesehen. Während der Winkelträger 23' und das Führungsglied 24' des unteren Mechanismus 21 in den gleichen Stellungen wie der Winkelträger 23 und das Führungsglied 24 des oberen Mechanismus 20 angeordnet sind (s. F i g. 8 und 6), befinden sich die Greifbacken 29', 30' im unteren Mechanismus 21 in umgekehrter Stellung im Vergleich zu der Stellung der Greifbacken 29, 30 des oberen Mechanismus 20, so daß die Öffnung zwischen den Greifbacken 29', 30' zur Aufnahme des Papiers 13 nach oben gerichtet ist. Die Bedienung des unteren Mechanismus 21 ist die gleiche wie diejenige des oberen Mechanismus 20, mit dem Unterschied, daß er von hinten und nicht von vorn verstellt wird.
Die Papierhalte- und Einstellvorrichtung 10 wird in folgender Weise verwendet: Das Papier 13, vorzugsweise ein gutes Registrierpapier, wird grob in seine Lage auf der Auflageplatte 11 gebracht. Die Maschinenrichtung oder der Faserverlauf des Papiers 13 ist horizontal. Das Papier 13 ist eigenstabil in der Maschinenrichtung und braucht nicht in dieser Richtung gespannt zu werden, insbesondere dort, wo, wie in der hier beschriebenen Vorrichtung, die horizontale Richtung in den Diagrammen die unabhängige Variable wie etwa die Zeit darstellt.
Die Umrandungen 14-14 wurden auf das Papier in vorbestimmter Weise aufgedruckt, so daß Teile derselben mit den Führungslinien 15-15 zur Deckung kommen, wenn das Papier 13 genau ausgerichtet und ausreichend gespannt ist. Lichtquellen (nicht dargestellt) werden vorzugsweise hinter der Auflageplatte 11 vorgesehen, um das Ausrichten der geeigneten Markierungen auf dem Papier 13 mit den Führungslinien 15-15 auf der Auflageplatte 11 und das Ablesen der Diagramme 14-14 zu erleichtern.
Die Stellschrauben 26, 26' des oberen und unteren Mechanismus 20, 21 werden so lange gedreht, bis sich die Backen der Greifer 29, 30 und 29', 30' öffnen. Das Papier 13 wird oben und unten zwischen die geöffneten Backen gesteckt und grob nach den Führungslinien 15-15 ausgerichtet. Die Stellschrauben 26 des oberen Mechanismus 20 werden an den Griffen 28 gedreht, bis die Greifer 29, 30 sich gegen das obere Ende des Papiers 13 schließen. Die Stellschrauben des unteren Mechanismus 21 werden an den Griffen 28' gedreht, bis die Greifer 29', 30' sich gegen das untere Ende des Papiers 13 schließen. Die Stellschrauben 26, 26' werden dann weiter angezogen und sowohl an der oberen als auch an der unteren Seite in irgendeiner gewissen Reihenfolge so eingestellt, bis das Papier 13 genau zu den Führungslinien 15-15 liegt.
Dieselben Stellschrauben 26, 26' des Greif- und Einstellmechanismus 20, 21 bewirken zuerst, daß sich die Greifer 29, 30 und 29', 30' gegen das Papier 13 schließen und dann, nachdem das Papier 13 festgeklemmt ist, ziehen sie das Papier 13 stramm. Wenn das Papier 13 endgültig in seine Lage gezogen ist, steht es unter sehr hoher Spannung und wird fest gegen die flache Auflagefläche 11 gedrückt. Wenn die Luftfeuchtigkeit sich ändert, wächst die Spannung oder nimmt ab, und das Papier 13 ist bestrebt zu schrumpfen oder sich auszudehnen. Das Papier 13 kann jedoch nicht schrumpfen oder sich ausdehnen, da es in seinen genauen Abmessungen festgehalten wird. Die Greifer 29, 30 und 29', 30' erlauben es dem Papier 13 nicht zu schrumpfen und das Maß an Vorstreckung, das sie dem Papier 13 geben, reicht aus, daß es sich selbst unter den extremsten Feuchtigkeitsbedingungen nicht lockern kann, da es weiter gestreckt ist, als es sich jemals von sich aus selbst unter den extremsten Bedingungen ausdehnen würde.
Die eigentliche Registrierung wird mittels einer Druckschiene 115, die in vertikaler Richtung über das Papier 13 läuft, vorgenommen. Innerhalb dieser Druckschiene 115 (Fig. 9) befinden sich an jeder Spaltenstelle Druckmechanismen 116 (Fig. 21), von denen jeder einen Elektromagneten 117 enthält, der einen Druckhammer 118 betätigt. Der Hammer 118 schlägt auf einen Druckstift 119, der wie die »Dauertaste« einer Schreibmaschine wirkt und Punkte durch ein mit Druckfarbe imprägniertes Band 120, wie es auch bei der Schreibmaschine als Farbband verwendet wird, auf die Karte 14 druckt. Die Punkte werden mit der Zeit langsam nach rechts verschoben, um durchgehende Linien 121 (F i g. 1 und 2) zu erzeugen, wobei diese die registrierten Veränderlichen darstellen.
Die Elektromagneten 117-117 sind vorzugsweise als Rotationsmagneten für extrem hohe Ansprechgeschwindigkeiten ausgebildet und haben eine lange Lebensdauer. Die Drucker 119-119 sind angespitzte Stahlstifte, die durch eine Laufsitzbohrung in einem Führungsblock 122 gleiten. Die Stifte 119-119 werden normalerweise durch eine Feder 123 vom Papier fortgedrückt. Zum Drucken des Punktes wird der Druckstift 119 gegen das Band 120 und das Papier 13 durch einen Schlag von einem am Drehmagneten 117 angebrachten Arm oder Hammer 118 gestoßen.
Der Führungsblock 122 ist mittels Schlitzen 124-124 montiert, um ein genaues Einstellen des Druckpunktes zu gewährleisten.
Sämtliche Elektromagneten 117-117 und Hämmer 118-118 sind auf ein einziges Chassis 125 montiert, das nach rechts durch einen einzigen Zeitantriebsmotor 126 angetrieben wird. Das Chassis 125 gleitet auf Stäben 127, welche am Hauptrahmen 128 der Druckschiene 115 befestigt sind Das Chassis 125 wird in Querrichtung mittels eines dünnen Kabels 129 gezogen, das über eine Schlupfkupplungs- (nicht dargestellt) und Rollenanordnung 130 von einem kleinen Synchronmotor 126 vom Typus des »Papierantriebes« angetrieben wird. Der Zeitantriebsmotor 126 und die Kupplung sind unterhalb der Platte 11 im Hauptgehäuse am linken Ende der Druckschienenanordnung 115 angeordnet.
Ein einziges Farbband 120 läuft unterhalb sämtlicher Druckstifte 119-119 in der Druckschiene 115.
Eine Spule135 mit großem Bandvorrat 120 ist an einem Ende der Druckschiene 115 und eine ähnliche Aufwickelspule 136 am entgegengesetzten Ende der Druckschiene 115 angebracht. Das Band 120 rollt über Leitrollen 131-137 ab, läuft durch einen Führungskanal 138 quer über die gesamte Länge der Druckschiene 115 und wird von der Aufwickelspule 136 aufgenommen. Das Band wird durch einen Klinkenmechanismus 139 vorwärts geschaltet, der Andruckrollen 142 und die Aufwickelspule 136 jedesmal dann antreibt, wenn die Druckschiene 115 eine volle Vorwärts- und Rückwärtsabtastung quer über die Karte 13 ausgeführt hat.
Für Mehrfarben-Registrierung wird ein Zweifarben- oder Vierfarbenband verwendet. Die Farben werden durch Verschiebung des Führungskanals 138, durch den das Band 120 unter den Druckstiften 119-119 läuft, gewechselt. Dieser Kanal 138 ist am Chassis 125 mittels schwenkbarer Arme 143 (F i g. 22) angebracht. Die Arme 143 werden in die verschiedenen Stellungen mittels Nockenblöcke 144 gebracht, die an einem Stab 145 montiert sind, welcher durch ein Hebelgetriebe 146 von einem Rotationsmagneten 147 an einem Ende der Druckschiene 115 betätigt wird. Für eine Zweifarbeneinheit sind bei einer dieser Magnet- und Nockenblockanordnungen 144, 147 zwei Stellungen für den Bandführungskanal 138 vorgesehen. Zum Drei- und Vierfarbenschreiben sind zwei dieser Anordnungen mit je einem Magneten 147 an jedem Ende der Druckschiene 115 vorgesehen. Es sind also die folgenden vier Möglichkeiten vorhanden: Magnet A und B aus, Magnet A ein B aus, Magnet A aus B ein, Magnet A und B beide ein. Bei normalem Arbeitsablauf wird ein Überstreichen der Druckschiene über alle Diagramme 14-14 mit dem Band 120 in einer Stellung durchgeführt, so daß die Registrierung in einer Farbe erfolgt. Am Ende der Überstreichbewegung wird das Band 120 auf die nächste Farbe weitergeschaltet.
Der Rahmen der Druckschiene 115 ist ein Träger, der an jedem Ende an Gußstücke 150-150 befestigt ist. Die Guß stücke 150-150 besitzen Buchsen 151, die vertikal auf gehärteten und geschliffenen Säulen 152 gleiten. Die Säulen 152 erstrecken sich vom oberen zum unteren Ende des Geräterahmens 104 und werden durch Gußmontageblöcke in ihrer Lage festgehalten.
Das Guß stück 150 am einen Ende der Druckschiene 115 (das linke in F i g. 9) trägt die folgenden Elemente: den Zeitantriebsmotor 126, die zeitangetriebene Schlupfkupplungs- und Rollenanordnung 131 und die Bandvorratsspule 135. Das Gußstück 150 am gegenüberliegenden Ende (am rechten Ende in F i g. 9) trägt die Aufwickelspule 136 und den Klinkenmechanismus 139, welcher das Band 120 vorwärtsschaltet.
Ein Kettenantrieb ist vorgesehen, um ein Abtasten der Druckschiene 115 quer über die Karte 13 zu ermöglichen. Je eine Kette 155 treibt je ein Gußstück 150 an, wobei beide Ketten 155-155 durch Kettenzahnräder angetrieben werden, die am Boden des Registriergerätgehäuses auf einer gemeinsamen Antriebswelle 157 angebracht sind.
Eine kontinuierliche Kettenschlaufe 155, die sich in einer vertikalen Ebene bewegt, ist an jedem Ende der Druckschiene 115 angebracht. Das Druckschienengußstück 150 ist an seine zugehörige Kette 155 angeklemmt, wobei die Kette 155 an diesem Punkt nicht unterbrochen ist. Eine konstante Spannung wird an der Kettenschlaufe 155 durch ein federbelastetes Kettenspannrad (nicht dargestellt) in der oberen Rückseite auf jeder Seite des Registriergerätgehäuses aufrechterhalten.
Die Hauptantriebswelle 157 wird von einem Motor 158 über ein Schneckenuntersetzungsgetriebe angetrieben. Da das Registriergerät 101 ein bewegungsausbalanciertes Gerät ist, läuft dieser Motor 158 mit praktisch konstanter Geschwindigkeit, wenn die Druckschiene 115 über die Karte 13 streicht, und der Motor 158 braucht nicht schnell beschleunigt, verzögert oder umgeschaltet zu werden.
Der Kommutator-Spannungsteiler 50 ist koaxial um die Antriebswelle 157 angeordnet. Der Bürstenarm 87 des Kommutators 50 ist an der Antriebswelle 157 befestigt, so daß ein Rutschen unmöglich ist. Dadurch ist eine genaue Stellung des Bürstenarmes 87 auf dem Kommutator für jede Stellung der Antriebswelle 157 und der Reihe nach für jede Stellung der Druckschiene 115 beim Überstreichen der Karte 13 gegeben. Das Übersetzungsverhältnis zwischen Kettenrad und Kette ist so gewählt, daß die Antriebswelle 157 genau eine Umdrehung ausführt, wenn die Druckschiene 115 sich über die Entfernung von dem oberen Rand eines Diagrammrahmens 14 zum oberen Rand des nächsten bewegt. Auf der Peripherie des Kommutators 50 liegt daher ein Punkt, der genau jedem Punkt über jedem Diagrammrahmen 14 entspricht.
Der Meßstromkreis des Registriergerätes 101 kann entweder durch ein Potentiometer üblicher Ausführungsform oder eine Wheatstonsche Brücke je nach dem Verwendungszweck gebildet werden. Der Potentiometerstromkreis kann zur Messung von Spannungen oder Strömen und die Wheatstonsche Brücke zum Messen von Widerständen benutzt werden.
Kennzeichnend für Potentiometer oder Wheatstonsche Brücke ist die Verwendung eines genau arbeitenden Spannungsteilers oder »Schleifdrahtes«, welcher mechanisch an das Anzeige- oder Registriergerät angeschlossen ist. Das Registriergerät 101 macht keine Ausnahme von dieser allgemeinen Regel. Wie dargelegt, ist ein kommutatorartiger Spannungsteiler 50 mechanisch an die Bewegungsbahn der Druckschiene 115 quer über die Registrierkarte 13 angeschlossen, so daß es eine Stellung auf der Peripherie des Kommutators 50 gibt, die genau jedem Punkt auf dem Diagrammrahmen 14 entspricht.
Wo es erwünscht ist, wiederholt einen Spannungs-oder Impedanzbereich zu überstreichen, ist ein Abtasten in kontinuierlicher Weise im allgemeinen nicht durchführbar, da die Reibung des Schleifkontaktes auf dem Impedanzelement wahrnehmbare elektrische Geräusche verursacht und das Potentiometer oder den Rheostat bald abnutzt. Für solche Zwecke ist es deshalb üblich, ein stufenweises Abtasten durch den Impedanz- oder Spannungsbereich mittels fester Kontakte vorzunehmen, die an Zwischenräume aufweisende Punkte auf der Impedanz angeschlossen sind. Die festen Kontakte und der Gleitkontakt können alle aus einem Material hergestellt werden, das hohe Leitfähigkeit und gute Widerstandsfähigkeit besitzt, um beispielsweise Silberstege zu tragen.
Bei einer gewöhnlichen Ausführungsform einer solchen Vorrichtung sind die festen Kontakte auf einem Kreis wie die Kommutatorsegmente in einem Motor oder Generator angeordnet, und der Gleitkontakt wird von einer Bürste, wie sie in einem Motor oder Generator benutzt wird, gebildet. Obwohl die mit der Impedanz verbundenen Kontakte oben als feste Kontakte bezeichnet werden, sind dies bei den obengenannten sich' drehenden Vorrichtungen gewöhnlich die sich bewegenden Kontakte, während die Bürste ortsfest bleibt. Was den elektrischen Stromkreis anbelangt, ist es jedoch unwesentlich, welcher Kontakt oder welche Kontakte sich bewegen, solange eine relative Gleitbewegung zwischen denselben stattfindet.
Wegen verschiedener physikalischer Grenzbedingungen und wegen Kostenbetrachtungen gibt es eine praktische Grenze für die Anzahl der Anzapfungen, die in schrittweisen elektrischen Anzapfvorrichtungen verwendet werden können. Wo es erwünscht ist, einen gegebenen Spannungs- oder Impedanzbereich in eine große Anzahl von getrennten Schritten zu unterteilen, wird in vielen Fällen gefordert, daß mehr Schritte vorgesehen werden können, als die höchste praktisch ausführbare Anzahl der Anzapfungen oder die höchste praktisch ausführbare Anzahl der Kommutatorsegmente beträgt, welches auch immer der Grenzfaktor sei. Es ist bekannt, daß die Anzahl der Schritte im wesentlichen doppelt so groß gemacht werden kann als die Anzahl der Anzapfungen, wo eine Impedanz zwischen jeder Anzapfung und ihrem zugehörigen Kontakt vorgesehen ist. In einem Spannungsteilerstronkreis dieser Art liegt, wenn der bewegliche Kontakt zwei benachbarte feste Kontakte überbrückt, die Spannung an dem beweglichen Kon- takt in der Mitte zwischen derjenigen an jedem festen Kontakt, wenn die Impedanzen, welche die festen Kontakte und ihre zugehörigen Anzapfungen auf der Hauptimpedanz verbinden, gleich sind.
Durch die vorliegende Erfindung wurde gefunden, daß bei Verwendung einer Vielzahl von beweglichen Kontakten, die in geeigneter Form gestaffelt sind, die Anzahl der Schritte um wenigstens im wesentlichen das Vierfache gegenüber der Anzahl der Anzapfungen erhöht werden kann. Spezieller, wo zwei bewegliche Kontakte verwendet werden, ist die Anzahl der Schritte im wesentlichen viermal die Anzahl der Anzapfungen, wo drei verwendet werden, ist die Anzahl der Schritte im wesentlichen sechsmal die Anzahl der Anzapfungen und ähnlich, wo mehr bewegliche Kontakte verwendet werden, ist die Anzahl der Schritte im wesentlichen zweimal die Anzahl der beweglichen Kontakte mal die Anzahl der Anzapfungen.
Fig. 10 ist ein Schaltschema, das eine typische Verkörperung des Spannungsteilers darstellt, und die Fig. 11 bis 19 erläutern die verschiedenen Prinzipien, auf denen der Spannungsteiler 50 beruht.
Nach F i g. 10 enthält der elektrische Impedanz-und Spannungsteiler 50 eine Serie von Impedanzgliedern 51, welche die einzelnen Impedanzsegmente 52 bis 58 aufweisen. Wo Anzapfungen mit im wesentlichen gleichen Schritten erwünscht sind, werden die Impedanzen 52 bis 58 alle gleichgemacht. An die Enden des Impedanzgliedes 51 und an die Verbindungsstellen zwischen aufeinanderfolgenden Segmenten 52 bis 58 sind eine Anzahl Impedanzen 59 bis 66 angeschlossen, deren Impedanzwerte im wesentlichen untereinander gleich und vorzugsweise wesentlich höher sind als die Impedanzen der Segmente 52 bis 58, um Ungleichmäßigkeiten in den Schritten zu vermeiden, die sich ergeben können, wenn die Impedanzen 59 bis 66 relativ niedrig genug sind, um eine wesentliche Herabsetzung der Impedanz zwischen den Verbindungsstellen der Impedanzsegmente 52 bis 58 während der Zeiten vorzusehen, wo bestimmte benachbarte Impedanzen 59 bis 66 miteinander verbunden sind und so ein oder mehrere der Segmente 52 bis 58 im Nebenschluß liegen. Die entgegengesetzten Enden der Impedanzen 59 bis 66 sind jeweils an elektrische Kontakte 67 bis 74 angeschlossen.
Die Kontakte 67 bis 74 sind alle in der Länge im wesentlichen gleich und besitzen im wesentlichen gleiche Abstände, schließen vorzugsweise eng an ihre benachbarten Kontakte an. So sind die Abstände zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 im wesentlichen gleich.
Die elektrischen Kontakte 67 bis 74 sind so angeordnet, daß sie zusammen eine Kontaktfläche, wie eine Ebene oder eine zylindrische Fläche, bilden, auf welcher ein Gleitkontakt angeordnet sein und relativ zur Kontaktoberfläche längsverschoben werden kann, wie dies durch den Pfeil 75 angedeutet ist, um mit wenigstens einem der elektrischen Kontakte 67 bis 74 in irgendeiner Stellung auf der Oberfläche Kontakt zu geben.
Ein Paar Gleitkontakte76, 77 werden vorzugsweise durch elastische Mittel wie Federn (nicht dargestellt) auf einem festen Längsabstand voneinander entlang der Kontaktoberfläche 67 bis 74 gehalten und können relativ zur Oberfläche in jeder Richtung verschoben werden, wie dies durch den Pfeil 75 angezeigt wird. Die Länge jedes Gleitkontaktgliedes 76, 77 beträgt die Hälfte des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67, 68; 68, 69; 69, 70 usw. Der Abstand zwischen den entsprechenden nächsten Rändern der Gleitkontakte 76, 77 ist 1-t/4mal dem Abstand zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67, 68 usw.
Das eine Ende einer Kopplungsimpedanz 78 ist an den Gleitkontakt 76 und das andere Ende an einen Punkt 80 angeschlossen. Das eine Ende einer Kopplungsimpedanz 79 ist an den Gleitkontakt 77 und das andere Ende an den Punkt 80 angeschlossen. Die eine Seite eines Kondensators 81 ist an ein Ende des Impedanzgliedes 51 und die andere Seite an den Punkt 80 angeschlossen. Die eine Seite eines Kondensators 82 ist an das entgegengesetzte Ende des Impedanzgliedes 51 und die andere Seite an den Punkt 80 angeschlossen. Die eine Seite eines Kondensators 83 ist an den Gieitkontakt 76 und die andere Seite an den Gleitkontakt 77 angeschlossen.
Aus Gründen der Einfachheit soll angenommen werden, daß ein Potential von 7 Volt an das Impedanzglied 51 angelegt ist und die Spannung an jedem Impedanzsegment 52 bis 58 somit 1 Volt beträgt. Die Potentiale an den verschiedenen Verbindungsstellen sind in Fig. 10 angedeutet, wobei irgendwelche geringfügigen, von den Bürsten und den zugehörigen Impedanzen bewirkten Aufladungen nicht berücksichtigt sind.
Um die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung zu verstehen, ist es zweckmäßig, das Diagramm in Fig. 11 zu betrachten, wo E, E1, E2. . . E, Spannungen (Potentiale), Ii, 12, 13... In Ströme und R eine Impedanz darstellen, wobei R der Einfachheit halber als ein reiner Widerstand betrachtet werden soll. Die Impedanzen aller in Fig. 11 gezeigter Elemente sind gleich. Aus der elementaren Theorie ergibt sich, daß E = E1-R11 = E2RI = E3-Rij = E,-ist, woraus folgt: nE = E1 + E% + E+...
+ EnR (1l + 12 + Is + ... + + I,).
Wenn kein Strom durch den Punkt E fließt, ist: Ii + I + 13 + ... + 1,, = 0 und nE = E1 + E2 + Es + f +E1z.
Somit ist die Spannung E das arithmetische Mittel, oder etwas freier ausgedrückt, der »Durchschnitt« der Spannungen El, Eo, Es . . E,.
Wenn Strom durch den Punkt E fließt, wie dies bei einigen Rheostatausführungen der Fall ist, sind die obigen Gleichungen nicht exakt, und die Spannung E ist nicht genau das arithmetische Mittel der Einzelspannungen, aber sie kommt diesem sehr nahe. Solange wie die Impedanzen 59 bis 66, 78, 79 wesentlich größer sind als die Impedanzen der Segmente 52 bis 58, ist der Aufladungseffekt gering, und irgend- welche Abweichungen von den obigen Gleichungen sind vernachlässigbar.
Wo im wesentlichen eine schrittweise elektrische Anzapfung erwünscht ist, werden die Kondensatoren 81 bis 83 aus dem Stromkreis von F i g. 10 weggelassen. Bezugnehmend auf Fig. 10 und 12 arbeitet der Stromkreis von F i g. 10 ohne die Kondensatoren 81 bis 83 folgendermaßen: In F i g. 12 stellen die kräftigen vertikalen Linien die Isolation oder den Zwischenraum zwischen den Kontakten in der Kontaktoberfläche und die leeren Zwischenräume zwischen den kräftigen vertikalen Linien die Kontakte 70, 71, 72, 73 dar, welche jeweils die Potentiale 3 Volt, 4 Volt, 5 Volt und 6 Volt wie angezeigt aufweisen, wenn sie nicht mit einem benachbarten Kontakt kurzgeschlossen sind. Die kräftigen horizontalen Linien stellen die Gleitkontakte76, 77 wie angezeigt in aufeinanderfolgenden Stellungen auf den Kontakten 70 bis 73 dar. Werden die Kontakte 76, 77 gleichmäßig nach rechts in der Zeit, die in vertikaler Richtung aufgezeichnet ist und im Diagramm nach unten hin zunimmt, bewegt, so zeigt sich, daß kurz vor der Zeit J der Kontakt 76 auf einem Potential von 3,5 Volt, der Kontakt 77 auf einem Potential von 5 Volt und der Punkt 80 somit auf einem Potential von 4,25 Volt war, dem arithmetischen Mittel zwischen den Spannungen an den Kontakten 76, 77.
Zur Zeit J steht der Kontakt 77 sowohl mit dem Kontakt 73 als auch mit dem Kontakt 72 in Verbindung, wie dies durch den kräftigen Punkt 84 angezeigt wird. Dadurch erhöht sich das Potential am Kontakt 77 auf 5,5 Volt und das Potential am Punkt 80 somit auf 4,5 Volt, da der Kontakt 76 noch auf demselben Potential ist, das er kurz vor der Zeit 1 hatte. Zur ZeitK bleibt der Kontakt 77 auf dem selben Potential von 5,5 Volt, der Kontakt 76 unterbricht jedoch seine Verbindung mit dem Kontakt 70, wie dies durch den kräftigen Punkt 85 angezeigt wird, somit wird sein Potential auf 4 Volt und das Potential des Punktes 80 auf 4,75 Volt erhöht. Ähnlich bleibt zur Zeit L das Potential des Kontaktes 76 dasselbe, das Potential am Kontakt 77 wächst um 1/2 Volt, da er die Verbindung mit dem Kontakt 72 unterbricht, wie dies durch den kräftigen Punkt 86 angezeigt ist, und die Spannung am Punkt 80 wird um 1/4 Volt auf das neue Potential von 5 Volt erhöht.
In der gleichen Weise bleibt das Potential des Kontaktes 77 dasselbe, während der Kontakt 76 mit dem Kontakt 72 zur ZeitM in Berührung kommt, wie dies durch den kräftigen Punkt 87 angezeigt ist, wodurch sein Potential um 1/2 Volt und das Potential des Punktes 80 um 1/4Volt ansteigt. Zur Zeit N schließlich wird das Potential im Punkt 80 in ähnlicher Weise um ein weiteres t/4 Volt erhöht, so daß sein Potential jetzt um 1 Volt größer ist als sein Potential zur Zeit J. Die Kontakte 76, 77 sind in denselben entsprechenden Stellungen wie zur Zeit J, aber jeder auf einem um 1 Volt höheren Potential.
Aus den Fig. 10 und 12 und den obigen Ausführungen geht klar hervor, daß, wenn die Kontakte 76, 77 zusammen um 1/4 des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 bewegt werden, einer der Kontakte 76, 77 entweder eine Verbindung herstellt oder unterbricht und so sein Potential um 1/2 Volt und das Potential des Punktes 80 um 1/4Volt ändert. Die Wirkungsweise ist dieselbe in jeder Richtung.
Aus F i g. 13, welche ein Diagramm von derselben Art wie Fig. 12 zeigt und der Einfachheit halber keine Erläuterungs- und Bezugszeichen aufweist, geht deutlich hervor, daß derselbe Wirkungsablauf stattfindet. Bei jeder Bewegung um 1/4 des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 stellen die Kontakte76, 77 abwechselnd eine Verbindung her oder unterbrechen eine solche, so daß eine der Einzelspannungen um 1/2 Volt und die Durchschnittsspannung am Punkt 80 um 1/4 Volt erhöht wird. In Fig. 13 ist der Abstand zwischen den Kontakten76, 77 gleich 3/4 des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden der aufeinanderfolgenden Kontakte 67 bis 74. Die Wirkungsweise ist ähnlich für irgendeinen Abstand mit einer ungeraden Zahl von Vierteln der Entfernung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74. Der Abstand muß jedoch wenigstens 3/4 dieser Entfernung betragen. Andernfalls würden drei aufeinanderfolgende Kontakte 67 bis 74 zur verkehrten Zeit in einigen Stellungen kurzgeschlossen, und dies würde eine unerwünschte Wirkung hervorrufen. Mit anderen Worten, der Abstand zwischen den Kontakten 76,- 77 kann 3/4, 5/4, 7/4, 3/4 oder irgendeine höhere ungerade Zahl von Vierteln des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender - Kontakte 67 bis 74 betragen Die Längen der Kontakte76, 77 können auf /2, 5/2, 7/2 oder irgendeine ungerade Anzahl von Hälften des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 erhöht werden, da die Wirkung dieselbe ist wie diejenige, welche in den Fig. 12 und 13 dargestellt und nach diesen Figuren beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß die längeren Kontakte einen oder mehrere der Kontakte 67 bis 74 zusätzlich zu denen, wie sie in Fig. 12 und 13 gezeigt sind, durch Kurzschluß ausschalten.
Die abwechselnde Herstellung und Unterbrechung der Verbindungen mit jeder Bewegung um t/4 des Abstandes zwischen entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 findet jedoch noch in derselben Weise, wie in F i g. 12 und 13 dargestellt, statt.
Für drei oder mehrere Gleitkontakte ist das Abstandsprinzip dasselbe und kann durch die Angabe, das aufeinanderfolgende Gleitkontakte einen Abstand mit irgendeiner Anzahl von Hälften der Entfernung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 haben, plus einem gleichen- Abstand oder sogar einer Staffelung über solch eine halbe Entfernung, verallgemeinert werden.
Im Fall von drei Kontakten ist der kürzeste Zwischenraum 2/9 des Abstandes zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74. Anders ausgedrückt ist dies 1/3 des obenerwähnten Abstandes plus 1/5 dieses Abstandes oder noch anders 1/2 des Abstandes plus t/s von t/2. Dieser Abstand ist in F i g. 15 dargestellt.
Aus Fig.15 ist ersichtlich, daß jeder 1/sBewegungsabstand quer über einen Kontakt 67 bis 74 bei einem der Gleitkontakte die Herstellung oder Unterbrechung einer Verbindung hervorruft und daß die Kontakte einander abwechseln, so daß bei jedem l/2Bewegungsabstand jeder eine Verbindung hergestellt oder unterbrochen hat In dem nächsten 1/3 Bewegungsabstand stellt jeder Gleitkontakt nacheinander eine Verbindung her oder unterbricht sie (das Gegenteil von dem, was er im ersten l/2 Bewegungs- abstand tut), wobei die Gleitkontakte zurück in dieselbe entsprechende Stellung wie vor der Bewegung gebracht werden, aber jeder über die Länge eines Kontaktes 67 bis 74 bewegt.
Die Fig. 14 und 16 zeigen andere empfehlenswerte Abstände für drei Gleitkontakte. In Fig. 14 beträgt der Abstand 1-t/s der Entfernung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74, und in F i g. 16 ist der Abstand 5/u der vorerwähnten Entfernung, welche 1/3 plus 2/3 von 1/3 beträgt. Die Staffelung ist in diesem Fall gleich, weil auch der mittlere Kontakt vom rechten Kontakt einen Abstand von 1/3 plus 2/a von 1/3 und der linke Kontakt vom mittleren Kontakt denselben Abstand aufweist. Der Abstand zwischen dem linken und dem rechten Kontakt beträgt somit 4/2 plus 1/3 von l/2.
Die Fig. 17 bis 19 zeigen ähnliche Verhältnisse bei Verwendung von vier Gleitkontakten. Hier ist der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Gleitkontakten eine Anzahl von Hälften der Entfernung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 und ein Viertel von diesen halben Entfernungen, so daß die Gleitkontakte durch t/4 und t/2 der halben Entfernung voneinander getrennt sind. In Fig. 17 ist der Abstand 1-t/8 der Entfernung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74; in F i g. 18 ist der Abstand s/s der vorerwähnten Entfernung und in Fig. 19 ist der Abstand 7/8 der vorerwähnten Entfernung. Aus den Fix. 17 bis 19 geht hervor, daß diese Abstände gleichmäßig beschaffen sind oder eine gerade Staffelung bilden, so daß für jede Bewegung von 1/8 (t/4 von t/2) der Entfernung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 die Gleithontakte abwechselnd Verbindungen herstellen und unterbrechen, wobei sich eines der vier Potentiale um 1/3 Volt und das Durchschnittspotential um t/8 Volt ändert.
Für irgendeine Anzahl von Gleitkontakten ist allgemein die Länge der Kontaktobeffläche jedes Gleitkontaktgliedes in der Längsgleitrichtung gleich einem ungeraden, mehrfachen Ganzen von der Hälfte des Abstandes entlang der Längsgleitrichtung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 und der Abstand in Längsgleitrichtung zwischen den nächsten Rändern aufeinanderfolgender Kontakte ist gleich einem mehrfachen Ganzen von der Hälfte des Abstandes entlang der Längsgleitrichtung zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74 plus einem Bruchteil dieses halben Abstandes, wobei der Nenner des Bruches die Anzahl der Gleitkontakte und der Zähler eine ganze Zahl darstellt, so daß die Summe irgendeines Zählers plus wenigstens eines anderen Zählers gleich einer ganzen Zahl ist, welche vom Nenner und irgendeinem Mehrfachen davon verschieden ist. Die obige Verallgemeinerung soll in etwas genauerer Form zeigen, was mit den obenerwähnten gleichen Abständen oder der geraden Staffelung innerhalb eines halben Abstandes gemeint ist.
Zurückkommend zu F i g. 10, wo es erwünscht ist, einer kontinuierlichen Spannungsänderung anstatt einer schrittweisen Änderung nahezukommen, können die Kondensatoren 81 und 82, die zwischen dem Punkt 80 und den Enden des Impedanzgliedes 51 oder an irgendeinem anderen gewünschten Punkt desselben angeschlossen werden, in den Stromkreis einbezogen sein. Die Spannung an einem Kondensator kann sich nicht augenblicklich ändern. Sie kann sich nur allmählich in Übereinstimmung mit einer Exponentialfunktion - ändern, und zwar mit einem Wert, der von der Kapazität und anderen Größen des Stromkreises abhängig ist, welche auf die »Zeitkonstante« einwirken. Die Werte der Kapazitäten 81, 82 können so gewählt werden, daß die Zeitkonstanten für die verschiedenen Stellungen der Gleitkontakte 76, 77 eine ausreichende glatte anstatt eine schrittweise Spannungsänderung bei normaler Bedienungsgeschwindigkeit der Gleitkontakte 76, 77 ermöglichen.
Eine weiter Glättung der Spannung im Punkt 80 in Abhängigkeit von der Stellung der mit ihrer normalen-Geschwindigkeit bewegten Kontakte 76, 77 kann durch die Einschaltung des Kondensators 83 erzielt werden, der an die Gleitkontakte 76, 77 angeschlossen-ist'(und durch zusätzliche Kondensatoren zwischen anderen Kontaktpaaren, wenn mehr als zwei Gleitkontakte verwendet werden), da der Kondensator 83 auf ähnliche Weise eine allmähliche anstatt eine augenblickliche Änderung des Potentials zwischen den Kontakten 76, 7-7 hervorruft, wenn einer der Kontakte 76, 77 eine Verbindung herstellt oder unterbricht. Der Kondensator 83 soll nicht zwischen irgendwelchen Kontakten verwendet werden, die einen Zwischenraum aufweisen, der-geringer ist als der Abstand zwischen den entsprechenden Enden aufeinanderfolgender Kontakte 67 bis 74, weil -bei Kurzschluß der Kondensatoren in bestimmten -Stellungen ein Lichtbogen entstehen kann.
Wo-es erwünscht ist, daß die schrittweise Anzapfung oder die kontinuierliche Anzapfung mit den hinzugefügten Kondensatoren direkt proportional zu der Stellung der-Gleitkontakte ist (oder eine Funktion der Zeit ist, wenn die Gleitkontakte mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit bewegt werden), sol--len die Impedanzen der Segmente52 bis 58 gleich und die Staffelung der Gleitkontakte gerade sein, wie oben besprochen. Wo es erwünscht ist, eine andere Funktion der Spannung oder Impedanz zu erhalten, entweder in- einer schrittweisen oder einer im wesentlichen kontinuierlichen - Art, können die -Impedanzen der Segmente52 bis 58 in einer vorbestimmten Weise ungleich gemacht werden, oder die Staffelung der Gleitkontakte kann von der oben beschriebenen abweichen oder beides. Derartige Abwandlungsmöglichkeiten sollen in den Rahmen dieser Erfindung fallen, sind - jedoch so zahlreich um einzeln besprochen werden zu können. Die Impedanzen 59 bis 66 können- ebenfalls in einer vorbestimmten Weise ungleich gemacht werden, um gewisse Funktionen zu verwirklichen, desgleichen die Impedanzen 78, 79 und andere Koppelimpedanzen, wo mehr als zwei Gleitkontakte verwendet werden.
Gewöhnlich werden die Impedanzsegmente 52 bis 58, die Impedanzen 59 bis 66 und die Koppelimpedanzen 78, 79 im wesentlichen reine Widerstände sein, insbesondere in Gleichstromkreisen, aber es können auch andere Arten von Impedanzen verwendet werden, wo dies erwünscht ist. Aus Ubersichtlichkeitsgründen sind nur sieben Impedanzsegmente52 bis 58 in Fig. 10 gezeigt. In der Praxis können hundert oder mehr solcher Impedanzsegmente vorkommen.
Irgendeine gewünschte Anzahl kann natürlich verwendet werden.
Die vorangehende Beschreibung des Kommutators 50 zeigt eine Konstruktion und eine Methode, die zur Schaffung veränderlicher Spannungen oder Ströme mit dem Registriergerät Anwendung finden. Die bekannten Spannungen oder Ströme dienen dabei zum Vergleich mit verschiedenen unbekannten Spannungen oder Strömen außerhalb des Registriergerätes (oder bekannten und unbekannten Widerständen).
Die Intervalle auf der Ordinate der Diagramme 14 entsprechen den durch den Kommutator 50 erzeugten Spannungszunahmen, da ja, wenn sich die Spannung durch Bewegungen des Kommutators 50 ändert, die Druckschiene 115 über die Karte 13 bewegt wird.
Die Spannung ändert sich jedesmal vom Minimum zum Maximum (durch eine volle Umdrehung des Kommutators 50), wenn die Druckschiene 115 über einen Diagrammrahmen 14 läuft. Da jeder Diagrammrahmen 14 eine Vielzahl von Variablen haben kann, die darin jede in einer anderen Farbe registriert werden, und es eine' Anzahl von Spalten 102 und Reihen 103 von Diagrammen 14-14 gibt, müssen Mittel vorgesehen sein, die sicherstellen, daß die Variablen in dem richtigen Diagrammrahmen registriert werden.
Bei der Ausführungsform des Registriergerätes 101 nach F i g. 2 sind vier vertikale Spalten 102-102 und acht horizontale Reihen 103-103 vorgesehen.
Die Druckschiene 115 trägt einen Druckmechanismus 116 für jede Spalte 102 (vier Druckmechanismen 116-116 insgesamt), so daß - ein Druckmechanismus 116 die Kurven 121-121 für die acht Diagramme 14-14 in seiner besonderen Spalte 102 druckt. Zweiunddreißig Veränderliche werden unter Verwendung einer einzigen Druckfarbe registriert, vierundsechzig Veränderliche mit zwei Farben, einhundertundachtundzwanzig mit vier Farben usw.
Angenommen, daß eine Druckfarbe verwendet wird und zweiunddreißig Veränderliche zu registrieren sind und daß die Druckschiene 115 am unteren Rand der Karte 13 startet, dann werden beim ersten -Aufwärtsfahre'n der Druckschiene 115 die Diagramme 14-14 in der ersten Spalte 102 linker Hand bedruckt. Der Kommutator 50 macht acht Umdrehungen entsprechend den acht Diagrammen 14-14 in -der ersten Spalte 102 linker Hand. Bei der Rück-oder Abwärtsfahrt der Druckschiene 115 werden die Diagramme 14-14 in der zweiten Spalte 102 von links bedruckt, wobei der Kommutator 50 wi.ederum acht Umdrehungen entsprechend den acht Diagrammen 14-14 ausführt. In ähnlicher Weise werden die Diagramme 14-14 der dritten Spalte 102 beim nächsten Aufwärtsgang der Druckschiene 115 bedruckt und die Diagramme 14-14 der vierten Spalte 102 werden auf der folgenden Rückwärts- oder Abwärtsfahrt der Druckschiene 115 bedruckt. Die Anzahl der Überstreichungen der Druckschiene 115, die notwendig sind, um alle Diagramme 14-14 zu erfassen, entspricht der Anzahl der Spalten 102-102. Die Gesamtzahl der Kommutatorumdrehungen entspricht der Anzahl der Diagramme 14-14.
Bei Zweifarbendruck verdoppelt sich die Anzahl der Veränderlichen, der Druckschienenbewegungen und der Kommutatorumdrehungen. Bei Dreifarbendruck verdreifacht sich diese Anzahl, bei Vierfarbendruck vervierfacht sie sich usw.
Das Bezugssignal des Kommutators 50 und jedes Eingangssignal müssen geeignet aufeinander abgestimmt und im Augenblick des Ruhezustandes dem entsprechenden Druckmechanismus 116 zugeleitet werden, wenn er das Diagramm 14, in welchem das betreffende Eingangssignal registriert werden soll, erreicht hat.
Die Abtastschaltung der verschiedenen Eingangssignale des Registriergerätes 101 erfolgt auf eine einzige störungsfreie Weise. Da das Registriergerät 101 von Punkt zu Punkt weitergeschaltet wird, ist eine Gesamtheit von vier Funktionen zu schalten: (1) und (2) beide Seiten des Eingangssignals, (3) die Nuilunterdrückung des besonderen, für diese Veränderliche geeigneten Bereiches und (4) die Spanne dieses Meßbereiches. Diese vier Funktionen können durch »Einschieben« von 3poligen Kontakten eines einzigen Einrückschalters zur geeigneten Zeit geschaltet werden. In- dem Registriergerät 101 sind diese Schaltkontakte magnetische Rohrschalter nach Art der unlängst von Bell Telephone Laboratories entwickelten. Diese magnetischen Rohre sind in Glaskapseln in ein Schutzgas eingeschlossen, und die Schalterkontakte selbst bestehen aus einer guten Legierung. Die so gefertigten Schalter wurden durch Billionen von Schaltungen geprüft, ohne daß Stij;run gen auftraten und sind einzigartig in ihrer Zuverlässigkeit.für-geringe Geräusche.
Nach Fig. 20. sind die. Signairelais 164!164 in einer Matrix 165. in Spalten 166-166 und Reihen 167-167 genau. analog zu der Anordnung der Diagramme 1444 auf der Registrierkarte 13 ausgerich. tet Wenn Fig.20 mit der Karte13,von Fig.2 verglichen wird, erkennt man, daß zweimal soviel Spalten 166-166 von Signalrelais 164-164 vorhanden sind als Spalten 102-102 von Diagrammen 14-14.
Deshalb kann das Beispiel der Signalauswahlmatrix 165 nach Fig. 20. für Zweifarbendruck auf eine zweiunddreißig Diagramme aufweisende Karte entsprechend dem in F i g. 2 gezeigten Beispiel benutzt werden. Die gleiche Matrix kann auch für Einfarbendruck auf eine Achtspalten-, Achtreihenkarte verwendet werden. -Alle Relaisspuien der Signalrelais 164-164- in einer horizontalen Reihe 167 sind auf. -einer Seite. miteinander verbunden,'während alle. Spulen in einer vertikalen Spalte166 auf der anderen Seite gleichfalls miteinander verbunden sind. Wenn Spannung zwischen. die gemeinsaine Leitung einer horizontalen Reihe 167 und der gemeinsamen Leitung einer vertikalen Spalte 166 gelegt wird, erscheint diese Spannung an der einen Spule; .,welche im Schnittpunkt der speziell gewählten Reihe 167 und Spalte 166 liegt. Dies ist dann die eine Spule, die in diesem Augenblick in Tätigkeit tritt.
Die mit dem Registriergerät 101 zu messende Veränderliche muß offensichtlich in der horizontalen Reihe 103 in irgendeinem- Augenblick liegen, um von der Druckschiene 115 überstrichen zu werden. Um sicherzustellen, daß dies immer der Fall ist, wird der Reihenwähler 168 als magnetischer Rohischalter 169 (Fig. 9) ausgebildet, der-im Inneren des Registriergerätes 101 hinter der in Betracht kommenden Reihe 103 angebracht ist. Ein Magnet 170 ist am Druckschienenrahmen 128 in einer solchen Lage angebracht, daß er über das Rohr 169 des Reihenwählers hinwegläuft, wenn die Druckschiene115 die Karte 13 überstreicht. Dieses Reihenwählerrohr 169 ist der Schalter, der die gemeinsame Leitung für alle Signalrelais in einer Reihe 167 speist. Es ist daher für die Signalwähler 165 unmöglich, mit der Druckschiene 115 in diesem System außer Schritt zu geraten.
Der für den Signalwähler 165 verwendete Spaltenwähler ist abhängig von der Gestaltung des spezifischen Systems. In einigen Systemen ist ein einzelner Meßstromkreis zwischen jeder Spalte 166 der Reihenfolge nach vorgesehen. In diesem Systemtyp ist ein Schrittschalter 171 vorgesehen, der die passende Spalte 166 auswählt. Dieser Schrittschalter 171 ist mit ausreichend vielen Kontakten 172 bis 179' versehen, so daß er gleichzeitig die Spalte 167 des zu erregenden Signalrelais 164 und auch den passenden Druckmagneten 117, an welchen der Druckimpuls gerichtet werden muß, auswählt. Der Schrittschalter 171 schaltet einen Schritt weiter, wenn die Druckschiene 115 das Ende einer- Aufwärts- oder- Abwärtsbewegung erreicht. und einen Endschalter (nicht dargestellt) am oberen oder unteren Ende betätigt.
Ein in Serie mit jedem Signalrelais 164 geschalteter GleichYichter 180, wie in F i g. 20 gezeigt, verhindert die~'Errégung irgendeines anderen Relais aIb'dasjenige, daszu einer'gegebenen Zeit erregt werden soll. Dies wird durch Blockie'rung. des Stromes, der sonst durch die verschiedenen- Umiegpfade- fiiel3en würde, an wenigstens einem Punkt in jedem derart möglichen' Pfad erreicht. ' ' Wenn die Signalwäh43latnx'i65nach: Fig. 20 für die in 'F i g. 2 gezeigte Karte 13 benutzt- wird, ,werden zwei -Veränderliche in zwki Farben in jedes Diagramm 14-14 gedruckt. Dies wird durch Erregung des Rotätionsmagneten 147 (der die Bandverstellun'g.. bewirkt) jedesmal, wenn die Druckschiene 115 abwärts läuft, ,;erreicht (in welchem, Fall im Diagramm i4-14 einer Spalte 102 zwei Verände?b.Che bei einer Auf und Abbewegung der Druckschiene 115 in zwei Farben registriert werden, und zwar wird eine Farbe bei der Aufwärtsbewegung und eine zweite Farbe bei der Abwärtsbewegung gedruckt),~oder der Rotationsmagnet 147 kann während vier aufeinanderfolgender Bewegungen der Druckschiene 115 erregt und während der folgenden vier aufeinanderfolgenden Bewegungen der- Druckschiene 115 nicht erregt sein (in welchem Fall die ersten zweiunddreißig Variablen in einer Farbe auf die zweiunddreißig Diagramme 14-14 bei Bewegung über die gesamte Karte,13 gedruckt werden und die zweiten zweiunddreißig Veränderlichen in einer zweiten Farbe in den gleichen zweiunddreißig Diagranunen.1444 bei der zweiten Bewegung über die gesamte Karte 13 registriert werden).
Bei einer anderen Gestaltung des Systems kann ein getrennter Meßstromkreis für jede vertikale Spalte vorgesehen sein. In diesem Fall wird kein Spaltenwähler verwendet; alle Spalten sind - immer bei jeder Bewegung -der Druckschiene in Benutzung.
Alle Druckmagneten arbeiten dann unabhängig voneinander, und es wird ein Punkt in jedes Diagramm bei jeder Bewegung gedruckt.
Der Meßstromkreis des erfindungsgemäßen Gerätes besteht im wesentlichen aus einem Potentiometer oder einer Wheatstoneschen Brücke, je nach der Verwendungsart. Der Potentiometerstromkreis wird zur Messung von Spannungen und Strömen und die Wheatstonesche Brücke zur Messung von Widerständen herangezogen. Kennzeichnend sowohl für ein Potentiometer- oder einen Wheatstoneschen-Brükkenstromkreis ist die Verwendung eines Präzisionsspannungsteilers oder »Schleifdrahtes«, der mechanisch an das Anzeige- oder Registriergerät angeschlossen ist. Der oben beschriebene Spannungsteiler oder Kommutator 50 wird in den Brückenstromkreis dieser Erfindung verwendet. Der Kommutator 50 ist mechanisch mit der Bewegung der Druckschiene 115 über die Registrierkarte 13 gekoppelt, so daß es eine Stellung auf der Peripherie des Kommutators 50 gibt, die genau jedem Punkt in jedem Regilstrierkartendiagramm 14 entspricht.
Der Stromkreis der Potentiometerbrücke gemäß der Erfindung ist in Fig. 23 dargestellt. Eine Anzahl der zu messenden Signalquellen 184 bis 188 sind an eine Vielzahl von Anschlußklemmen 189 bis 198 angeschlossen. Jede Anschlußklemme 189 bis 198 ist mit einer Gruppe von Schaltern 201 bis 210 verbunden. Die Schalter201 bis 210 werden automatisch durch die Relais 164 der Signalrelaismatrix 165 von Fig.20 betätigt. Es können auf diese Weise viel mehr Signalquellen vorgesehen sein als in F i g. 24 gezeigt sind. Die Signalquellen 184 bis 188 können irgendein Gleichstromsignal abgeben. Viele der zu messenden Unbekannten liefern ein fertiges Gleichstromsignal, S9 Temperaturen mittels Thermoelemente 184 bis 188. Andere Unbekannte können natürlich in ein passendes Signal durch geeignete Umformer umgewandelt werden.
Die unbekannten Signale werden, eins zu einer Zeit, durch die Schalter 201 bis 210 eingeschaltet.
Eine Seite der unbekannten Spannung (in dem Beispiel nach Fig.23 die positive-Seite) ist an die Zentralklemme 213 des Eingangstransformators (nicht dargestellt) des Nulldetektorverstärkers 238 über eine gemeinsame Leitung 212 angeschlossen.
Die andere Seite der unbekannten Spannung ist an einen Brückenstromkreis 214 gelegt. Der Arm 215 des Kommutators 50, welcher dem Punkt 80 von F i g. 10 entspricht, ist mittels eines Leiters 216 mit dem beweglichen Arm 218 eines Zerhackers verbunden.
Der Zerhacker 211 wird durch eine 24-Volt-Spannungsquelle 225 über einen Zerhackerantrieb 217 betrieben, der eine Frequenz von vorzugsweise mindestens 400 Schwingungen pro Sekunde erzeugt. Die am Zerhackerarm 218 liegende Gleichspannung wird in einen Rechteckwellen-Wechselstrom umgewandelt, da der Zerhackerarm 218 abwechselnd eine Seite des Signals durch Leiter 226 und 227 an die verschiedenen Enden des Eingangstransformators (nicht dargestellt) des Nulldetektorverstärkers 228 legt. Der Verstärker 228 verstärkt das schwache Wechselstromsignal auf einen Wert, der groß genug ist, damit das daran angeschlossene Druckrelais 229 betätigt wird.
Der Brückenstromkreis 214 erzeugt ein Bezugssignal, mit welchem das unbekannte Signal verglichen wird. Wenn die unbekannte Spannung gleich und entgegen der in der Brücke 214 erzeugten Spannung gerichtet ist, ist der Eingangswert am Verstärker 228 Null, und folglich existiert keine Ausgangsgröße, und das Druckrelais 229 wird nicht erregt.
Dies ergibt einen Nullwert. Wenn eine Differenz zwischen der Unbekannten und der Brückenspannung vorhanden ist, besitzt der Verstärker 228 einen endlichen Eingangswert, und das Relais 229 wird erregt.
Eine feingeregelte, sehr stabile Spannung wird durch eine Bezugsstromquelle 235 an die Brücke 214 gelegt. Die Brücke 214 hat mehrere Bereiche und benutzt vier der gezeigten Widerstände beim Messen des unbekannten Signals, das zu einer gegebenen Zeit an diese gelegt wird. Die Widerstände 236, 237 und 238 sind Nebenschlußwiderstände, die über den Kommutator 50 verbunden werden können und dazu benutzt werden, um den vom Kommutator 50 überdeckten Spannungsbereich einzustellen. Einer der Widerstände 236 bis 238 kombiniert mit dem Widerstand 239 bestimmt den Spannungswert, über welchen sich das Registriergerät von Anfang bis Ende eines Diagrammsl4 bewegt. Schalter240, 241 und 242, die durch die Relaismatrix 165 gesteuert werden, sind zur Verbindung irgendeines oder mehrerer Widerstände 236 bis 238 mit dem Bereichsarm der Brücke 214 vorgesehen, um eine Vielzahl von Spannungsbereichen wahlweise in Abhängigkeit von der zu messenden Unbekannten zur Verfügung zu steilen.
Sieben Bereiche sind durch die in F i g. 23 gezeigten Widerstände 236 bis 238 verfügbar. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Anzahl der Bereiche erhöht werden kann, indem die Anzahl der Bereichswiderstände und die Anzahl' der durch die Relaismatrix 165 vorgesehenen Kontrollen vergrößert wird. Da viele der unbekannten Signale den gleichen Spannungsbereich benutzen können, ist es gewöhnlich nicht nötig, so viel Spannungsbereiche wie unbekannte Signale zu haben.
Widerstände 245 bis 250 bilden drei Nullunterdrückungszweige in der Brücke 214. Das Verhältnis der Widerstände 245, 246 ermöglicht die gemessene Spannung von Null zu unterdrücken, indem sie durch geeignete Schalter202, 204, 206, 208 oder 210 an einen Punkt des gewünschten Potentials im Stromkreis 214 angeschlossen werden. Angenommen, die gemessenen Spannungen sind beispielsweise in der Größenordnung von Millivolt, so braucht die Spannung nicht notwendigerweise von Null bis zehn Millivolt für einen vollen Ausschlag auf der Registrierkarte zu gehen. Sie kann von minus sechs bis plus vier oder plus 7 bis 21 Millivolt gehen.
Die unbekannten Spannungen werden der Reihe nach an die Unterdrückungszweige der Brücke zwischen die Widerstände 245 und 246, 247 und 248 oder 249 und 250 gelegt. Angenommen, der Kommutatorarm225 dreht sich im Uhrzeigersinn, dann ist die unbekannte Spannung mit der Brücke 214 verbunden, wenn der Kommutatorarm 225 am Kontakt 243 startet. Der Arm 225 bewegt sich weiter, bis der Widerstand des Kommutators 50 die Brücke 214 abgeglichen hat. In diesem Augenblick fällt die Spannung, die über den Leiter 216 am Zerhacker 217 liegt, auf Null, und folglich fällt auch die am Nulldetektor-Verstärker 228 liegende Spannung auf Null.
Das Druckrelais 229 ist dann nicht erregt, und der Druckmechanismus 116 setzt einen Punkt auf die Karte 13. Der Kommutatorarm 225 läuft weiter zum Kontakt 244, und in diesem Augenblick wird die zu messende unbekannte Spannung ausgeschaltet.
Wenn der Kommutatorarm 225 sich dreht, läuft er auf dem Kommutator 50 zwischen den Klemmen 243 und 244. Zu dieser Zeit überstreicht die Druckschiene 115 ein Diagramm 14. Am Zerhacker 211 liegt keine Spannung von der Brücke214, und der Verstärker liefert folglich keinen Strom an das Druckrelais 229. Wenn keine Versorgung in diesem Zustand vorgenommen wird, dann wird der Druckmechanismus 116 in den Diagrammenl4 betätigt.
F i g. 23 zeigt ein Schaltschema des Stromkreises, der sicherstellt, daß das Druckrelais 229 erregt bleibt, während der Kommutatorarm 225 zwischen den Klemmen 243 und 244 läuft.
Eine Seite einer Drucksperr-Relaisspule 251 ist an eine 24-Volt-Spannungsquelle über die Klemme 252 angeschlossen. Die andere Seite des Drticksperrrelais 251 ist über einen Widerstand 253 an eine Vielzahl von Leitern 254 bis 261 angeschlossen, die mit den magnetischen Rohrschaltern 169-169 des Reihenwählers 168 verbunden sind. Wenn die Schalter 169-169 geschlossen sind, dann fließt ein Strom, um das Druckspers-Relais 251 zu erregen. Eine Diode 262 ist in jedem der Leiter 254 bis 261 vorgesehen, um einen Rückstrom zu verhindern, der zulassen würde, daß mehr als eine horizontale Reihe 167 in der Relaismatrix 165 erregt würde. Wenn die Druckschiene 115 sich über die Karte 13 bewegt, läuft der Magnet 170 zwischen den Schaltern 169-169 zur gleichen Zeit hindurch, wenn die Druckschiene 115 über die Diagramme 14-14 -geht und zu der gleichen Zeit, wenn der Kommutatorarm 225 zwischen den Klemmen 243 und 244 läuft. Wenn sich der Magnet 170 zwischen den Schaltern 169469 befindet, fließt kein Strom durch irgendeinen der Leiter 254 bis 261 und das Drucksperr-Relais 251 ist nicht erregt. Durch Entregung des Relais 251 wird der Schalter 263 geschlossen, so daß Strom durch den Widerstand 264 und die Leitung 265 fließt, welche mit dem Druckrelais 229 verbunden ist, wie dies F i g. 23 zeigt. Auf diese Weise wird das Druckrelais 229 während der besonderen Zeit unter Strom gehalten, wo es keinen Strom vom Verstärker 228 erhält, weil der Kommutatorarm 215 sich zwischen den Klemmen 243 und 244 befindet. Wenn einer der Schalter 169-169 wieder geschlossen wird, fließt wieder Strom durch das Drucksperr-Relais 251, während der Kommutatorarm 225 seinen Durchlauf zwischen den Klemmen 243 und 244 vollendet. Zur geeigneten Zeiteinstellung ist es jedoch vorzuziehen, wenn das Drucksperr-Relais:z51 langsam erregt wird und so den Schalter 263 mit geringer Verzögerung öffnet.
Der Kondensator 266 und die Diode 267 helfen diese Verzögerung zu vollenden. Wenn der Stromkreis für das Drucksperr-Relais 251 wieder hergestellt ist, wird der Kondensator erst geladen, was die Erregung des Relais 251 verzögert. Die Diode 267 verhindert jedoch eine Entladung des Kondensators 266 über das Relais 251, was das Abfallen verzögert.
Durch die Erregung des Relais 251 wird der Schalter 268 geschlossen, wodurch eine Entladung des Kondensators 266 über den Widerstand 269 bewirkt wird. Die Wirkung der Diode 267, des Kondensators 266, des Schalters 268 und des Widerstandes 269 besteht darin, eine langsame Erregung und eine schnelle Abschaltung des Relais 251 herbeizuführen.
In dem bewegnngsausbalancierten Registriergerät wird die Druckschienell5 mehr oder weniger mit derselben konstanten Geschwindigkeit über die Karte 13 bewegt. Mit der Bewegung der Druckschiene 115 ist diejenige des Spannungsteilers 50 synchronisiert, der eine bekannte Bezugsspannung bei jeder Stufe innerhalb seines Bereiches erzeugt. In dem Augenblick, wo die Bezugsspannung genau gleich einer unbekannten Spannung ist, die registriert werden soll, wird ein elektrischer Impuls erzeugt, welcher den Druckmechanismus116 veranlaßt, einen Punkt in ein Diagramm 14 zu drucken. Die Lage des Punktes im Diagramm 14 stellt die gemessene Veränderliche in diesem Augenblick dar.
In einigen Fällen ist es erwünscht, vorbestimmte Alarmstufen festzulegen, bei denen durch hörbaren Alarm, Flackerlicht oder andere Mittel angezeigt wird, daß die gemessene Veränderliche außerhalb der normalen Grenzen liegt. Die Erfindung beschreibt ein Mittel, durch welches ein einfacher Alarmstromkreis, der alle festen Zustandskomponenten ohne irgendwelche bewegten Teile verarbeitet, zu einem b ewegungs ausbalancierten Registriergerät hinzugefügt werden kann. Es ist weiterhin denkbar, daß der Alarm dort vorgesehen werden soll, wo eine dauernde Registrierung nicht erforderlich noch erwünscht ist. Das Alarmsystem kann deshalb von der Registrierung getrennt werden, obwohl ein bewegung ausbalancierter Spannungsteiler noch benötigt wird.
Der elektrische Impuls, der den Druckmechanismus 11(i zum Drucken des Punktes veranlaßt, wie dies im vorangehenden Absatz beschrieben ist, wird in diesem System dazu benutzt, einen Alarm auszulösen, wenn zu einer solchen Zeit die zu messende Veränderliche außerhalb des normalen Bereiches liegt. Ein Schaltungselement, das für das Alarmsystem verwendet wird, ist nach Fig. 24 ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 275. Dies ist eine Halbleitervorrichtung, die etwa die Charakteristik eines Thyratrons aufweist und drei Elemente, analog Anode, Kathode und Gitter oder »Auslöser«, besitzt.
Die Impedanz zwischen Anode und Kathode ist seht hoch, im wesentlichen unendlich, bis ein Außenimpuls an den »Auslöser« gelegt wird. In diesem Augenblick fällt die Anoden-Kathoden-Impedanz auf einen sehr niedrigen Wert, so daß nahezu ein Kurzschluß entsteht und eine Alarmvorrichtung 276 anspricht. Die Vorrichtung bleibt in diesem zusammengebrochenen Zustand, selbst nachdem der äußere Impuls aufgehört hat, und zwar so lange, wie ein Belastungsstrom durch die Vorrichtung fließt Wenn der Anoden-Kathoden-Strom unterbrochen wird, geht die Vorrichtung jedoch augenblicklich wieder in den Zustand mit unendlicher Impedanz über. Nach der Erfindung ist ein getrennter gesteuerter Siliziumgleichrichter 275 für jede zu messende Veränderliche vorgesehen, an welche ein Alarm stromkreis angelegt wird. Der gesteuerte Siliziumgleichrichter 275 wirkt wie ein Schalter, welcher die Alarmvorrichtung 276 einschaltet, wenn ein anormaler Zustand herrscht.
Der Alarm hält an, bis er von außen abgeschaltet wird, gewöhnlich durch einen von Hand zu betätigenden Druckknopf, der auf einen normalerweise geschlossenen Löschschalter277 einwirkt, wodurch angezeigt wird, daß das Bedienungspersonal auf den normalen Zustand aufmerksam geworden ist.
Die Betriebsdaten der gewöhnlichen gesteuerter Siliziumgleichrichter sind derart, daß der gleicht Spannungsimpuls, der zur Betätigung des Druck. mechanismus 116 benutzt wird, gewöhnlich 24 Vol Gleichstrom, direkt zur Beaufschlagung des »Aus. lösens« des gesteuerten Siliziumgleichrichters 27' herangezogen werden kann. Außerdem ist ein Signal. auswertungsstromkreis erforderlich, der es den Druclrumpuls erlaubt, den Auslöser zu erreichen wenn der Impuls in einem Teil des Diagramms 1t liegt, der einen anormalen Meßwert darstellt, jedocl das Erreichen des Auslösers verhindert, wenn dis Veränderliche in den normalen Bereich fällt. Diese Stromkreis kann offensichtlich eine Vorrichtung sein wie etwa ein Nocken mit Nockenstößel, der eineI Schalter betätigt. In diesem Fall wird der Nocke mit der Bewegung des Spannungsteilers synchronisiert, und eine »Senke« wird in den Nocken in einen Teil der Peripherie gefräst und stellt die »Alarmzone« der in Betracht kommenden, zu messenden Veränderlichen dar. Wenn der Schalter in normaler, offener Arbeitsstellung ist, ist er in den Leiter eingeschaltet, der die Druckimpulse fortleitet, und an den Auslöser des gesteuerten Siliziumgleichrichters 275 angeschlossen. Wenn dann der Druckimpuls auftritt, sobald der Nockenstößel sich in einer »Senke« befindet, löst der Impuls die Alarmvorrichtung 276 aus; tritt er andererseits auf, wenn der Nockenstößel sich in einer den »normalen« Bereich der Veränderlichen anzeigenden Stellung befindet, so ist durch den Schalter ein offener Stromkreis vorhanden, und die Alarmvorrichtung 276 wird nicht ausgelöst.
Um bewegte Teile und die Schwierigkeiten bei Verwendung eines mechanischen Nockens und eines Nockenstößels auszuschließen, wird nach der Erfindung eine optische »Auswertung« verwendet, die durch die An- oder Abwesenheit von Licht gesteuert wird. Ein »Lichtkasten« 280 (F i g. 9 und 25) ist mit einer Maske 281 versehen, die einen schmalen Lichtschlitz 282, analog in der Ausdehnung wie die Ordinate jeder zu messenden Veränderlichen in dem bewegungsausbalancierten Registriergerät, freigibt. Ein lichtempfindlicher Widerstand 283, etwa ein Cadmium-Selen-Kristall, ist derart angebracht, daß er entlang dieses Lichtschlitzes282 bewegt wird, und zwar synchron mit der Bewegung des Spannungsteilers im Meßstromkreis. Die Lichtschlitze 282 entsprechen in ihrer Länge der Höhe der Diagramme 14 und sind mit Marken 284 versehen, welche den Unterteilungen an den Diagrammen 14-14 entsprechen. Irgendein gewünschter Teil des Maskenschlitzes vor dem Lichtkasten kann noch weitel durch ein Stück druckempfindliches, lichtundurchlässiges Band 285 oder auf andere Weise abgedeckt werden. Wenn der lichtempfindliche Widerstand 282 entlang dem Schlitz bewegt wird, wird er abwechselnd von hellem Licht und von Dunkelheit je nach der Lage des Maskenbandes 285 getroffen. Die Kennlinien des lichtempfindlichen Widerstandes 283 sind ziemlich analog denjenigen eines Schalters, in welchem die innere Impedanz bei Dunkelheit sehr hoch und bei Belichtung mit hellem Licht dagegen sehr niedrig ist. Die Wirkungsweise des lichtempfindlichen Widerstandes ist daher der Wirkungsweise des hypothetischen Nockens, des Nockenstößels und des Schalters im vorhergehenden Absatz ziemlich ähnlich. Die Lage des Maskenbandes 285 ist analog der »Senke« auf dem Nocken, und der Widerstand des lichtempfindlichen Widerstandes 283 ändert sich von hohen zu niedrigen Werten, wenn er sich über die Licht- und Dunkelabschnitte bewegt. Der lichtempfindliche Widerstand 283 ist einfach in Serie zwischen dem Impulsgenerator und dem Auslöser des gesteuerten Siliziumgleichrichters 275 eingeschaltet und verrichtet die erforderliche Sperrfunktion.
Da im allgemeinen bewegungsausbalancierte Registriergeräte zur Registrierung einer Anzahl Veränderlicher benutzt werden, muß für jeden Punkt ein getrennter Alarmstromkreis vorgesehen sein, der einen gesteuerten Siliziumgleichrichter 275 und einen Lichtschlitz282 enthält. Der lichtempfindliche Widerstand 283 wird jedoch im allgemeinen für alle in einer vertikalen Spalte 102 der Diagramme 14-14 zu registrierenden Punkte gemeinsam verwendet. Am bequemsten wird der lichtempfindliche Widerstand 283 an einem Träger angebracht, der starr an der Druckschiene des Registriergerätes befestigt ist. Die Lichtschlitze sind einer über dem anderen aneinandergereiht, und zwar genau in analogen Lagen zu den Diagrammen in einer vertikalen Spalte. Die gleiche Relaismatrix 165, die eine zu messende Veränderliche zu einer Zeit in den bewegungsausbalancierten Meßstromkreis einschaltet, ist mit einem anderen Kontaktsatz 286 versehen, um den lichtempfindlichen Widerstand 283 auf den Auslöser von jedem entsprechenden gesteuerten Siliziumgleichrichter275 in der Reihenfolge, wie das Registriergerät die aufeinanderfolgenden Punkte abtastet, zu schalten.
Zusammengefaßt enthält eine bevorzugte Ausführungsform des bewegungsausbalancierten Registriergerätes gemäß der vorliegenden Erfindung: eine während der Registrierung vorzugsweise auf einer Platte in einer festen Lage gehaltene Karte, die Linienfelder für eine Vielzahl graphischer Darstellungen aufweist, welche Felder vorzugsweise in Spalten und Reihen angeordnet sind; Markierungsmittel, die eine im wesentlichen parallel zu der Karte und im wesentlichen senkrecht zu den Spalten ausgerichtete Druckschiene aufweisen, die mit wenigstens einem Druckhammer, vorzugsweise einen für jede Spalte von Diagrammen, versehen ist; ein Glied, das Markierungsmaterial zwischen jedem Druckhammer und der Karte aufweist; Mittel zur Bewegung jedes Druckhammers entlang der Druckschiene quer zu wenigstens einem wesentlichen Teil der Diagrammweite; Mittel zur Bewegung der Druckschiene in Richtung der Spalten über wenigstens einen wesentlichen Teil der Diagrammflächen, wobei vorzugsweise die Spalten in einer wesentlichen Anzahl von Zeitschriften während jeder Bewegung der Druckhämmer über wenigstens einen wesentlichen Teil der Diagrammweite überstrichen werden; einem Meßstromkreis, der wenigstens eine Spannungsquelle und wenigstens einen Spannungsteilerstromkreis enthält, welcher ein bewegliches Glied aufweist, um eine Ausgangsspannung, die sich mit der Stellung des beweglichen Gliedes ändert, zu erzeugen; Mittel zur Bewegung des beweglichen Gliedes in einer vorbestimmten Weise in Synchronisation mit der Bewegung der Druckschiene; Mittel zur Zusammenschaltung einer Vielzahl von zu messenden und zu registrierenden elektrischen Größen mit der sich ändernden Ausgangsspannung des Spannungsteilerstromkreises in einer vorbestimmten Reihenfolge; Mittel, die auf die Ausgangsspannung des Spannungsteilers und jede zu messende Größe zur Erzeugung eines wahrnehmbaren Signals in dem Augenblick ansprechen, wenn die Ausgangsspannung und die zu messende Größe ein vorbestimmtes Verhältnis zueinander haben; und Mittel, die auf dieses Signal ansprechen, um einen der Druckhämmer zu veranlassen, eine Markierung in das Diagramm zu drucken, über welches er gerade in diesem Augenblick hinwegläuft, wobei diese Markierung eine Anzeige des Wertes der zu messenden Größe in diesem Augenblick darstellt.
Das bewegungsausbalancierte Registriergerät enthält vorzugsweise Mittel zur Schaffung einer vor bestimmten Teilung wahlweise zwischen jeder zu messenden Größe und ihres zugehörigen Diagramms.
Diese Teilung ist vorzugsweise sowohl hinsichtlich Nullunterdrückung als auch hinsichtlich des Bereiches einstellbar und kann für verschiedene Diagramme und verschiedene zu messende Größen verschieden sein. Die Platte besitzt vorzugsweise Bezugsmarken; ferner sind vorzugsweise Mittel vorgesehen, welche die Karte festhalten, sie mit ihren Einstellmarken in Übereinstimmung und zur Deckung mit den Bezugsmarken auf der Platte bringen, und die Abmessungen und Lagen der Diagramme auf der Karte trotz irgendwelcher Änderungen in der Feuchtigkeit und anderen Umgebungsbedingungen während der' Registrierung im wesentlichen konstant halten. Das Registriergerät umfaßt vorzugsweise wenigstens eine Lichtquelle, die hinter dieser Platte angeordnet ist. Das Material und die Dicke dieser Platte und dieser Karte sind so bemessen, daß genügend Licht von jeder Lichtquelle hindurchtritt, um die Diagramme und die zugehörigen Markierungen auf der Karte gut wahrnehmbar zu machen.
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung enthalten die Signalerzeugungsmittel einen Nulldetektor, und die vorbestimmte Beziehung der Ausgangsspannung des Spannungsteilers und der zu messenden Größe schafft eine nutzbare Eingangsspannung von Null für den Nulldetektor. Irgendeine der zu messenden elektrischen Größen kann durch Umwandler als Maß für andere Größen, wie elektrische, pneumatische, chemische, sichtbare, hörbare, Wärme, Temperatur oder irgendwelche Arten von Größen, die in eine meßbare elektrische Größe umgewandelt werden können, vorgesehen sein.
Die Stromkreisverbindungsmittel enthalten vorzugsweise wenigstens ein Relais für jedes Diagramm und Mittel zur Erregung und zur Entregung diesel Relais in einer vorbestimmten Reihenfolge, um jede elektrische Größe in einem vorbestimmten Diagramm zu registrieren. Diese zuletzt erwähnten Mittel enthalten eine erste Anzahl von Schaltern, die für die Stellung des Druckschienenhammers zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt zuständig sind und eine zweite Anzahl von Schaltern zur Auswahl der Spalte, in welche die Markierung zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt eingetragen werden soll. Die erste Anzahl von Schaltern ist vorzugsweise magnetisch betätigbar und so angeordnet, daß sie in einer vorbestimmten Weise durch wenigstens einen Magneten, der mit der Druckschiene verbunden oder in anderer Weise synchron mit dieser bewegbar ist, geschaltet werden können. Die zweite Anzahl von Schaltern enthält vorzugsweise einen Stufenschalter, der in Abhängigkeit von der Bewegung der Druckschiene betätigbar ist, um wenigstens eine Verbindung von den Mitteln -zur Betätigung des eine gegebene Spalte von Diagrammen überstreichenden Druckhammers zu den Mitteln zur Betätigung eines eine andere Spalte von Diagrammen in vorbestimmter Reihenfolge überstreichenden Druckhammers herzustellen, wenn die Druckschiene ihre Bewegung über die Spalten in einer Richtung vollendet hat und ihre Richtung umkehrt, um diese Spalten in der entgegengesetzten Richtung zu überstreichen, und wenigstens einen Begrenzungsschalter für die Bewegung dieser Druckschiene zur Betätigung des Stufenschalters.
Das Registriergerät besitzt vorzugsweise Warn-oder andere, die Aufmerksamkeit auf sich ziehende Mittel, die Mittel zur Erzeugung einer Änderung, welche durch mindestens einen der menschlichen Sinne leicht wahrnehmbar ist, wie ein sichtbares oder hörbares Warnsignal, aufweisen. Diese können we- nigstens eine elektrisch betätigbare Vorrichtung, wie etwa eine Lampe umfassen, wobei jede Lampe zur Änderung der Beleuchtung an einer vorbestimmten Stelle der Karte, wie in der Nähe eines vorbestimmten Diagramms, vorgesehen ist, wenn eine vorbestimmte Größe außerhalb eines vorbestimmten Bereiches gemessen wird. Die die Änderung erzeugenden Mittel enthalten vorzugsweise einen von einem Auslöser gesteuerten Gleichrichter, der in den Lampenstromlcreis eingeschaltet ist, tXberwachungsmittel zur Auslösung jedes Gleichrichters in Abhängigkeit des aufzunehmenden Signals, wenn dieses Signal einen Meßwert außerhalb des vorbestimmten Bereiches aufweist; jedes Überwachungsmittel enthält eine Lichtquelle, wenigstens eine lichtempfindliche Vorrichtung, die an der Druckschiene angebracht oder auf andere Weise mit dieser synchron bewegbar ist, eine Maske in der Nähe der Lichtquelle, wenigstens eine Öffnung in der Maske, welche Öffnung so angeordnet ist, daß das Licht der Lichtquelle die lichtempfindliche Vorrichtung erreichen kann, wenn die Druckschiene sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der Stellungen derselben befindet, wobei die lichtempfindliche Vorrichtung mit dem Gleichrichter in einem Stromkreis liegt, um die Bedingungen zu regeln, unter welchen der Gleichrichter durch das Signal durch Schaffung einer extremen Widerstandsbedingung (entweder sehr hoch oder virtuell vernachlässigbar) in der lichtempfindlichen Vorrichtung ausgelöst werden kann, wenn sich die Druckschiene in dem Stellungsbereich- befindet, der dem vorbestimmten Bereich der zu messenden Werte entspricht, und wobei die entgegengesetzte extreme Widerstandsbedingung in der lichtempfindlichen Vorrichtung geschaffen wird, wenn sich die Druckschiene außerhalb des Stellungsbereiches befindet; und Mittel zur Verbindung jeder lichtempfindlichen Vorrichtung mit ihrem entsprechenden Gleichrichter während der Zeit, wo die zu messende und zu registrierende elektrische Größe in ihrem entsprechenden Diagramm mit der sich ändernden Ausgangsspannung zur Messung und Registrierung in dem entsprechenden Diagramm zusammengeschaltet ist.
Während die hier behandelten Ausführungsformen der Erfindung bevorzugte Verkörperungen derselben bilden, ist nicht beabsichtigt, alle möglichen-äquivalenten Formen oder Abwandlungen der Erfindung zu beschreiben. Es versteht sich, daß die benutzten Worte lediglich der Beschreibung dienen und keine Einschränlcung darstellen sollen und daß- verschiedene Änderungen, wie in der Gestalt, den relativen Maßen und der Anordnung der Teile vorgenommen werden können, ohne daß dabei der durch die Erfindung abgesteckte Rahmen verlassen wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Mehrfach-Registriergerät zur Aufzeichnung einer Vielzahl von Meß- bzw. Überwachungswerten, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Marlllerungsmittel (117 bis 124, 135 bis 139 und 142 bis 147) des Registriergerätes vor einem während der Registrierung in einer festen Lage gehaltenen Registrierblatt (13), das in Diagrammfelder (14) für eine Vielzahl graphischer Darstellungen(121) unterteilt ist, befinden und auf einer über die gesamte Länge des Registrierblattes (13) sowie über einen durch die Abmessungen der Diagrammfelder bestimmten Bereich seiner Breite beweglichen Schiene (115, 125 bis 130 und 150, 151) angeordnet sind (F i g. 1 bis 3 und 9).
2. Registriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellbewegungen der Markierungsmittelschiene (115, 125) Elektromotore (126, 158) vorgesehen sind (Fig. 9).
3. Registriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsmittel (117 bis 124, 135 bis 139 und 142 bis 147) von einem Meßstromkreis (F i g. 23) gesteuert werden, der wenigstens eine Spannungsquelle(225) und wenigstens einen Spannungsteilerstromkreis (50 in F i g. 10) enthält, welcher ein bewegliches, synchron mit der Bewegung der Markierungsmittelschiene laufendes Glied (225') aufweist, um eine Ausgangsspannung, die sich mit der Stellung des beweglichen Gliedes ändert, zu erzeugen (Fig. 23).
4. Registriergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel ZUI Zusammenschaltung einer Vielzahl von zu messenden und zu registrierenden, elektrischen Größen mit der sich ändernden Ausgangsspannung des Spannungsteilerstromkreises in einer bestimmten Reihenfolge vorgesehen sind (F i g. 20).
5. Registriergerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (228, 229) vorgesehen sind, die auf die Ausgangsspannung des Spannungsteilers und jede zu messende Größe zur Erzeugung eines wahrnehmbaren Signals in dem Augenblick ansprechen, wenn die Ausgangsspannung und die zu messende Größe ein vorbestimmtes Verhältnis zueinander haben (F i g. 20).
6. Registriergerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungsmittel mit steuerbaren Druckeinrichtungen versehen sind, um zur Erzeugung eines sichtbaren Signals eine Markierung in das Diagramm zu drucken, über welches es gerade in einem bestimmten Augenblick hinwegläuft, wobei diese Markierung eine Anzeige des Wertes der zu messenden Größe in diesem Augenblick darstellt (F i g. 21 und 22).
7. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Schaffung einer vorbestimmten Teilung wahlweise zwischen jeder zu messenden Größe und ihrem zugehörigen Diagramm vorgesehen sind (Fig. 20).
8. Registriergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung sowohl hinsichtlich der Nullunterdrückung als auch hinsichtlich des Bereiches einstellbar ist, wobei diese Teilung für die verschiedenen Diagramme und für verschiedene zu messende Größen verschieden sein kann.
9. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Registrierblatt (13) auf einer mit Einstellmarken versehenen Platte (11) angeordnet ist und daß Klammern (20, 21) vorgesehen sind, welche das Blatt festhalten, es mit Einstellmarken auf der Platte in Übereinstimmung bringen und die Abmessungen und die Lage der Diagramme auf der Karte trotz irgendwelcher Änderungen in den Um- gebungsbedingungen, beispielsweise der Feuchtigkeit, während der Registrierung im wesentlichen konstant halten (F i g. 3 bis 8).
10. Registriergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Auflageplatte (11) mindestens eine Lichtquelle vorgesehen ist, wobei das Material und die Dicke der Platte und des Registrierblattes so bemessen sind, daß genügend Licht von der Lichtquelle hindurchtritt, um die Diagramme mit den Markierungen gut sichtbar zu machen.
11. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungsmittel (211, 217 und 218) einen Nulldetektor (228) enthalten und daß die vorbestimmte Beziehung der Ausgangsspannung des Spannungsteilers (50) und der zu messenden Größe eine nutzbare Eingangsspannung von 0 füi den Nulldetektor schafft (F i g. 23).
12. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagrammfelder in Reihen (102) und Spalten (103) angeordnet sind und daß die Stromkreisverbindungsmittel wenigstens ein Relais (164) für jedes Diagramm und Mittel zur Erregung und Entregung dieser Relais in einer vorbestimmten Reihenfolge enthalten, um jede elektrische Größe in einem vorbestimmten Diagramm zu registrieren, wobei die zuletzt erwähnten Mittel eine erste Anzahl von Schaltern (168), die für die Stellung der Markierungsmittelschiene (115) zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt zuständig sind, und eine zweite Anzahl von Schaltern (171 bis 179) zur Auswahl der Spalte aufweisen, in welche die Markierung zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt eingetragen werden soll (F i g. 20).
13. Registriergerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzahl von Schaltern (168) magnetisch betätigbar und so angeordnet sind, daß sie in einer vorbestimmten Weise durch wenigstens einen Magneten, der synchron mit der Markierungsmittelschiene (115) bewegbar ist geschaltet werden können, während die zweite Anzahl von Schaltern einen Stufenschalter (171) enthalten, der in Abhängigkeit von der Bewegung der Markierungsmittelschiene betätigbar ist, um wenigstens eine Verbindung von den Mitteln zur Betätigung der eine gegebene Spalte von Diagrammen überstreichenden Markierungsmittel zu den Mitteln zur Betätigung eines eine andere Spalte von Diagrammen in vorbestimmter Reihenfolge überstreichenden Markierungsmitteln herzustellen, wenn die Druckschiene ihre Bewegung über die Spalten in einer Richtung vollendet hat und ihre Richtung umkehrt, um diese Spalten in der entgegengesetzten Richtung zu überstreichen, und daß wenigstens ein Begrenzungsschalter für die Bewegung dieser Markierungsmittelschiene zur Betätigung des Stufenschalters (171) vorgesehen ist (F i g. 20).
14. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Alarmeinrichtungen vorgesehen sind, die einen Alarm auslösen, wenn eine veränderliche Größe außerhalb eines vorbestimmten Bereiches gemessen wird (Fig. 24 und 25).
15. Registriergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede tSberwachungseinrichtung eine Lichtquelle (276), wenigstens eine lichtempfindliche Vorrichtung (283), die mit der Markierungsmittelschiene (1,15) synchron bewegbar ist, und eine Maske (281) in der Nähe der Lichtquelle besitzt, welche wenigstens eine Öffnung (282) aufweist, damit das Licht der Lichtquelle die lichtempfindliche Vorrichtung erreichen kann, wenn die Markierungsmittelschiene sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches befindet.
16. Registriergerät nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Diagramm eine Überwachungseinrichtung zugeordnet ist und sich vorzugsweise hinter den betreffenden Diagrammen befindet (F i g. 9).
17. Registriergerät nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Stromkreis der lichtempfindlichen Vorrichtung (283) ein Gleichrichter (275) befindet, der unter Schaffung einer extremen Widerstandsbedingung in der lichtempfindlichen Vorrichtung ausgelöst werden kann, wenn sich die Markierungsmittelschiene(115) in dem Stellungsbereich befindet, der dem vorbestimmten Änderungsbereich der Meßwerte entspricht, während eine entgegengesetzte extreme Widerstandsbedingung gegeben ist, wenn sich die Markierungsmittelschiene (115) außerhalb dieses Stellungsbereiches befindet.
18. Registriergerät nach den Ansprüchen 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (286) zur Verbindung jeder lichtempfindlichen Vorrichtung mit ihrem entsprechenden Gleichrichter (275) während der Zeit, wo die zu messenden und die zu registrierenden, elektrischen Größen auf ihrem entsprechenden Diagramm mit der sich ändernden Ausgangsspannung zur Messung und Registrierung auf dem entsprechenden Diagramm zusammengeschaltet sind, vorgesehen sind.
19. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung des Registriergerätes aus einem mit der Bewegung der Markierungsmittelschiene (115) synchronisierten Spannungsteiler (50), einem Brückenstromkreis (214) und einer Bezugsspannungsquelle(235) zum Abgleich der Eingangssignalspannung, einem Verstärker und Impulsgenerator (228) für die Ausgangsspannung und zur Erzeugung von Impulsen für die Markierungsmittel (116), mit der Bewegung der Markierungsmittelschiene (115) synchronisierte Schaltmitteln(168) zur Auswahl der Eingangssignale und zur Verteilung auf die einzelnen Markierungsmittel (116), um aufeinanderfolgende Messungen jedes Eingangssignals in ein Diagramm zu drukken und Überwachungsmittel (276) zur Anzeige von Abweichungen des Eingangssignals aus einem vorbestimmten Bereich bestehen (Fig. 9, 10, 20 und 23 bis 25).
20. Registriergerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsmittel (276) eine Vielzahl von Eingangssignal- und Bereichabtastschaltern (280) besitzen, welche der Anzahl der Diagrammspalten entsprechen und die mit der Bewegung der Markierungsmittelschiene (115) synchronisiert sind, wobei die Bereichabtastschalter (280) während der Messung im Teil des Gesamtbereiches des Eingangssignals, welcher in dem vorbestimmten Bereich liegt, ge- öffnet und während der Messung im Teil des Gesamtbereiches des Eingangssignals, welcher außerhalb des vorbestimmten Bereiches liegt, geschlossen sind (Fig. 9 und 25).
21. Registriergerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Bereichabtastschalter (280) eine Gruppe von Alarmschaltern (275) angeschlossen sind, die in jeder Gruppe der Anzahl der Diagrammreihen entspricht, wobei Bereichabtastschalter (280) und Alarmschalter (275) mit den Schaltmitteln (165) verbunden sind, so daß der elektrische Impuls an einen ausgewählten Bereichabtastschalter geleitet und, wenn dieser Bereichabtastschalter geschlossen ist, dieser elektrische Impuls an einen bestimmten Alarmschalter (275) zur Auslösung eines Alarms weitergeleitet wird (F i g. 24).
22. Registriergerät nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichabtastschalter (280) aus einem lichtdurchlässigen Gehäuse (281) bestehen, das eine Lichtquelle und eine Vielzahl von Schlitzen (282) zum Licht austritt besitzt, wobei die Anzahl der Schlitze (282) der Anzahl der Diagramme entspricht und die Schlitze in Spalten sowie Reihen entsprechend den Diagrammen angeordnet und von derselben Länge wie die Ordinaten der Diagramme sind (Fig.9 und 25).
23. Registriergerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schlitz (282) eine lichtundurchlässige Maske (285), die einen Teil der Ordinatenlänge des Schlitzes abdeckt, der dem vorbestimmten Bereich des Eingangssignals entspricht, und ein lichtempfindlicher Widerstand (283) zugeordnet ist, der mit der Bewegung der Markierungsmittelschiene (115) synchronisiert ist und bei Dunkelheit im wesentlichen einen unendlichen Widerstand hat und bei Belichtung im wesentlichen gleich Null ist (F i g. 25).
24. Registriergerät nach den Ansprüchen 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Alarmschalter einen gesteuerten Gleichrichter (275) besitzt, der im wesentlichen eine unendliche Impedanz zwischen Anode und Kathode aufweist, bis ein Spannungsimpuls an seine Steuerelektrode gelegt wird, zu welchem Zeitpunkt die Anoden-Kathoden-Impedanz im wesentlichen auf den Wert Null abfällt, und dessen Anode und Kathode in einen Alarmstromkreis eingeschaltet sind, während die Steuerelektrode mit dem Bereichabtastschalter verbunden ist (F i g. 24).
25. Registriergerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstromkreis eine erste Nullspannung zum Abgleich des Eingangssignals und eine zweite Nullspannung zwischen dem Schalten der Eingangssignale erzeugt und daß Unterdrüdaingsmittel vorgesehen sind, um den Impulsgenerator daran zu hindern, einen elektrischen Impuls zur Erregung eines Markierungsmittels bei der Herstellung der zweiten Nullspannung zu erzeugen (F i g. 23).
26. Registriergerät nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator aus einem ersten Relais besteht, dessen Kontakte bei Erregung geöffnet sind und das abfällt und einen Schalter schließt, der die Markierungseinrichtung (116) erregt, wenn der Meßstromkreis eine Nullspannung liefert, und daß die Unterdrückungsmittel aus einem zweiten Relais (251) bestehen, das durch die Schaltmittel (169) erregt wird und zwischen dem Schalten der Eingangssignale abfällt und einen Stromkreis zur Spule des ersten Relais schließt, der dieses während der Erzeugung der zweiten Nullspannung erregt hält.
27. Registriergerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (266) parallel zu der Spule des zweiten Relais (251) liegt, so daß das zweite Relais langsam erregt und schnell entregt wird, wobei der Kondensatorstromkreis eine Diode (267) enthält, um eine Entladung des Kondensators durch die Spule des zweiten Relais (251) zu verhindern, das bei Erregung einen Stromkreis zur Entladung des Kondensators schließt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 848 263, 855469, 855470, 942543, 973069; deutsche Patentanmeldung K 7301 IXb/42d (bekanntgemacht am 27. 12. 1951); französische Patentschrift Nr. 928 850; britische Patentschrift Nr. 632354; USA.-Patentschrift Nr. 2931 964; Zeitschrift »Archiv für techn. Messen«, ATM-J 031-15, August 1949.