DE4330993C2 - Fahrtenschreiber - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrtenschreiber zum Aufzeichnen der Bewegung von Fahrzeugen oder ähnlicher Gegenstände
Es gibt bereits Fahrtenschreiber für die Bewegungskontrolle von Fahrzeugen durch Aufzeichnen verschiedener Daten auf ein Diagrammblatt in mehreren Stufen. Bei diesen Fahrtenschreibern muß die Aufzeichnung konzentrisch mit hoher Dichte durchgeführt werden, um von der Aufzeichnungsfläche des Diagrammblattes in ausreichender Weise Gebrauch zu machen und das Aufzeichnen bedeutungsloser Linien auf dem Diagrammblatt muß verhindert werden. Aus diesem Grunde ist es wünschenswert, die Aufzeichnungsnadel in radialer Richtung des Fahrtenschreibers zu bewegen und nach Wunsch auch in einer vertikalen Richtung zum Diagrammblatt.

Aus der DE 34 08 064 A1 ist ein Fahrtenschreiber mit einer einzigen Freilaufkupplung bekannt, bei dem das Anheben der Aufzeichnungsnadel, also die geradlinige Bewegung senkrecht zum Diagrammblatt, über einen Hebelmechanismus erfolgt, wel­ cher von einer schraubengangförmigen Kulisse über ein Getrie­ be vom Antriebsmotor betätigt wird. Wird der Antriebsmotor in einer ersten Richtung gedreht, so läuft die Aufzeichnungsna­ del vorwärts registrierend über das Diagrammblatt. Dreht sich der Antriebsmotor in die andere Richtung, so wird zunächst eine Vertikalbewegung der Aufzeichnungsnadel durchgeführt und dann bewegt sich die Aufzeichnungsnadel nichtregistrierend rückwärts über das Diagrammblatt. Eine Vertikalbewegung der Aufzeichnungsnadel ist daher immer mit einem Umsteuern der Bewegungsrichtung der Aufzeichnungsnadel parallel zum Dia­ grammblatt gekoppelt.

Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, einen Fahr­ tenschreiber anzugeben, bei dem die Aufzeichnungsnadel in beliebiger Stellung sowohl in radialer als auch in vertikaler Richtung zum Diagrammblatt durch nur eine einzige Antriebs­ quelle bewegt werden kann und bei dem der Stromverbrauch ver­ ringert sowie der Aufbau vereinfacht ist und damit die Her­ stellungskosten beträchtlich vermindert sind.

Diese Aufgabe wird durch einen Fahrtenschreiber mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wenn sich bei einem derart ausgebildeten Fahrtenschreiber der Motor in einer Richtung dreht, dann wird zum Drehen einer Nocke eine erste Freilaufkupplung über einen ersten Zahnradzug betätigt. Eine Führungsplatte, die mit der Nocke in Berührung steht, wird auf diese Weise zu einer horizontalen Bewegung in radialer Richtung des Diagrammblattes veranlaßt. Wenn sich der Antriebsmotor andererseits in die andere Richtung dreht, dann wird zum Verdrehen einer weiteren Nocke eine Freilaufkupplung über einen zweiten Zahnradzug betätigt. Dies führt dazu, daß die Aufzeichnungsnadel in vertikaler Richtung zur Führungsplatte bewegt wird und mit dem Aufzeichnungsblatt in Berührung kommt. In diesem Zustand dreht sich der Motor wiederum in der ersten Richtung, um die notwendige Aufzeichnung auf dem Diagrammblatt abzubilden. Auf diese Weise können die beiden Betätigungen, das heißt der Antrieb der Führungsplatte zusammen mit der Aufzeichnungsnadel, in radialer Richtung zum Diagrammblatt durch Drehung des Antriebsmotors in einer Richtung und der vertikale Berührungs- und Löseantrieb dieser Nadel von und zum Diagrammblatt durch Drehung des Motors in der anderen Richtung durchgeführt werden und zwar mit Hilfe einer einzigen Antriebsquelle.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform des Fahrtenschreibers;

Fig. 2 sind Darstellungen, die jeden einzelnen Zustand des Fahrtenschreibers gemäß Fig. 1 darstellen; dabei zeigt die Fig. 2A eine Vorderansicht, Fig. 2B eine Seitenansicht, Fig. 2C eine Rückansicht und Fig. 2D ist eine Druntersicht;

Fig. 3 ist eine Darstellung, die die mechanische Zusammenwirkung einer Herznocke, einer Führungsplatte, eines Hebels und ähnlicher Teile darstellt;

Fig. 4 zeigt ein Betriebsbeispiel der Aufzeichnungsnadel;

Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform des Fahrtenschreibers.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Fahrtenschreibers. Wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wird ein Schrittmotor 4 als Antriebsquelle benutzt und die Abtriebswelle 4a des Schrittmotors 4 steht mit einer zweiten Zahnradwelle 13 im Eingriff. Darüber hinaus kämmt die zweite Zahnradwelle 13 jeweils mit einer dritten Zahnradwelle 14 und einer vierten Zahnradwelle 15. Die dritte Zahnradwelle 14 ist ferner mit einem ersten Herznocken-Zahnrad 21 im Eingriff, in dem ein Freilauflager 22 als erste Freilaufkupplung eingepaßt ist. Das Freilauflager 22 ist so konstruiert, daß es ein Drehmoment zur Herznockenwelle 24, die weiter unten beschrieben wird, nur dann überträgt, wenn das erste Herznockenzahnrad 21 in eine Richtung gedreht wird, die durch den durchlaufend gezeichneten Pfeil in Fig. 1 angedeutet ist.

Das Freilauflager 22 nimmt die Herznockenwelle 24 auf, die an ihrem unteren Ende mit Hilfe eines Lagers 8 gelagert ist. Das distale Ende der Herznockenwelle 24, das aus dem Freilauflager 22 vorsteht, ist darüber hinaus in eine weitere Freilaufkupplung 23 eingeschoben, die an einem Getriebegehäuse 5 befestigt ist und die dazu dient, den Herznocken an einer rückwärts verlaufenden Drehung zu hindern. Zusätzlich ist das Vorderende der Nockenwelle 24 an der Herznocke 12 befestigt. Die Herznocke 12 steht mit einer Führungsplatte 40 in Berührung, wie dies in den Fig. 2B und 2C dargestellt ist. Wenn der Motor 4 in der regulären Richtung umläuft, wie sie durch einen durchgezogenen Pfeil in Fig. 1 angedeutet ist, dann dreht sich die Nocke 12 auf der Nockenwelle 24, um die Führungsplatte 40 horizontal in radialer Richtung des Diagrammblattes anzutreiben, wie dies in Fig. 3 durch den Pfeil R angedeutet ist.

Gemäß Fig. 1 ist darüber hinaus nahe dem unteren Ende der Herznockenwelle 24 ein zweites Herznockenzahnrad 25 angebracht, das über ein Leerlaufzahnrad 26 mit einem Schlitzscheibenzahnrad 27 kämmt. Im Mittelteil des Schlitzscheibenzahnrades 27 ist eine erste Schlitzscheibenwelle 28 eingepaßt und am distalen Ende der ersten Schlitzscheibenwelle 28 ist eine zweite Schlitzscheibenwelle 29 angebracht, die an ihrer Oberfläche einen ausgenommenen Teil hat. Unter Verwendung dieses ausgenommenen Teiles ist darüber hinaus an der zweiten Schlitzscheibenwelle eine erste Schlitzscheibe 7 angebracht. Am Umfang der ersten Schlitzscheibe 7 erstrecken sich mehrere Wandteile 7a nach oben, wie die Zähne eines Kammes und zwei Fotosensoren (Fotokoppler) 6 sind quer über diese Wandteile angeordnet. Diese Fotosensoren stellen den Drehwinkel der Herznockenwelle 24 anhand des Drehwinkels der ersten Schlitzscheibe 7 fest.

Die vierte Zahnradwelle 15, die mit der oben erwähnten zweiten Zahnradwelle 13 kämmt, ist ferner mit einer fünften Zahnradwelle 16 im Eingriff, in der ein weiteres Freilauflager 17 als zweite Freilaufkupplung eingepaßt ist.

Das zweite Freilauflager 17 ist so konstruiert, daß es die Drehbewegung auf eine fünfte Welle, die weiter unten beschrieben wird, nur dann überträgt, wenn die fünfte Zahnradwelle 16 in der Richtung gedreht wird, die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die fünfte Welle 18 ist im Mittelteil des zweiten Freilauflagers 17 eingepaßt und am distalen Teil der fünften Welle 18 ist ein weiteres, fünftes Zahnrad 19 angebracht. Das fünfte Zahnrad 19 ist ferner über ein sechstes Zahnrad 20 mit einem Zahnrad 32 in Eingriff, das seinerseits an einer exzentrischen Nocke 9 befestigt ist, die an einer Welle 31 eines Systems 30 zur vertikalen Bewegung der Aufzeichnungsnadel 11 angebracht ist.

An der exzentrischen Nocke 9 ist ein Hebel 1 vorgesehen, der eine hebelähnliche Form aufweist und der um seine Lagerung 1a eine Schwenkbewegung durchführen kann. Ein Ende 1b des Hebels 1 steht mit der exzentrischen Nocke 9 in Verbindung und bewegt sich entsprechend dieser Nocke 9. Aus diesem Grunde kann der Hebel 1 eine geeignete Schwenkbewegung durchführen, die der Drehbewegung der exzentrischen Nocke entspricht. Das andere Ende 1c des Hebels 1 steht mit einem Aufzeichnungsteil 10 in Verbindung, an dem eine Aufzeichnungsnadel 11 befestigt ist. Demzufolge kann sich die Aufzeichnungsnadel 11 vertikal entsprechend der Schwenkbewegung des anderen Endes 1c des Hebels 1 bewegen.

Wenn sich der Motor 4 bei einem solchen Aufbau in rückwärtiger Richtung dreht (diese Richtung ist in Fig. 1 in strichpunktierten Linien angedeutet), dann dreht sich die exzentrische Nocke 9, um den Hebel 1 zu bewegen und die Aufzeichnungsnadel 11 wird dann über das Aufzeichnungsteil 10 vertikal bewegt.

An einem Ende der Welle 31 des Systems 30 zur vertikalen Bewegung der Aufzeichnungsnadel ist eine zweite Schlitzscheibe 2 angebracht, in der ein Schlitz so ausgebildet ist, daß die vertikale Lage der Aufzeichnungsnadel stets durch einen zweiten Fotosensor 3 festgestellt werden kann.

In den Fig. 2 ist der Aufbau dargestellt, der durch eine Zusammenstellung der jeweiligen Teile für den Fahrtenschreiber gemäß Fig. 1 erzielt werden kann. Dabei ist Fig. 2A eine Darstellung, die die Vorderansicht zeigt, Fig. 2B ist eine Seitenansicht, Fig. 2C ist eine Ansicht von hinten und Fig. 2D ist eine Druntersicht, wobei die mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Elemente denen der Fig. 1 entsprechen.

Als nächstes wird die Wirkungsweise der Aufzeichnungsvorrichtung anhand von Fig. 4 beschrieben. Wenn der Antriebsmotor 4 in seiner normalen Richtung umläuft, dann bewegt sich die Aufzeichnungsnadel 11 zusammen mit der Führungsplatte 40 in der radialen Richtung R des Diagrammblattes oder in der Richtung, die in der ersten Betriebsart durch den Pfeil 91a angedeutet ist, während sich dann, wenn der Antriebsmotor 4 rückwärts umläuft, die Aufzeichnungsnadel 11 in der vertikalen Richtung U oder in einer Richtung bewegt, die in der zweiten Betriebsart durch den Pfeil 92 angedeutet ist.

Im einzelnen beginnt die Aufzeichnungsnadel 11 in der Stellung, die mit 100 bezeichnet ist und dann, wenn der Antriebsmotor 4 rückwärts läuft, fällt die Aufzeichnungsnadel 11 nach unten auf das Diagrammblatt 45, wie dies als erster Schritt 101 dargestellt ist. Wenn in einem solchen Zustand der Antriebsmotor 4 normal umläuft, dann zeichnet die Aufzeichnungsnadel 11 eine Aufzeichnung auf dem Diagrammblatt 45 auf, während sie sich so bewegt, wie dies als zweiter Schritt 102 dargestellt ist. Wenn der Antriebsmotor 4 als nächstes zu der Rückwärtsdrehung zurückkehrt, dann wird die Aufzeichnungsnadel 4 abgehoben, wie dies als dritter Schritt 103 dargestellt ist und sie bewegt sich dann horizontal, wie dies als vierter Schritt 104 dargestellt ist, wenn der Motor 4 wiederum in seiner normalen Richtung umläuft.

Auf diese Weise wird die Feststellung der Schaltstellung vom zweiten Schritt 102 zum dritten Schritt 103 und vom vierten Schritt 104 zum ersten Schritt 101 entsprechend dem Feststellungssignal vom ersten Fotosensor 6 gemäß Fig. 4 durchgeführt. Die Feststellung der Schaltstellung vom dritten Schritt 103 zum vierten Schritt 104 wird andererseits durch das Feststellungssignal vom zweiten Fotosensor 3 durchgeführt. Nebenbei sei bemerkt, daß die normale und die rückwärts gerichtete Drehbewegung des Antriebsmotors 4 nur beispielsweise erwähnt worden sind. Jede der beiden Richtungen kann nämlich die normale oder die rückwärts gerichtete sein.

Bei einer zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird die Beschreibung, die dieselben Bezugsziffern betrifft oder dieselben Teile, wie sie bei der ersten Ausführungsform verwendet worden sind, weggelassen.

Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten insofern, als das Freilauflager 17 an seinem äußeren Umfang eine exzentrische Nocke 36 aufweist, die mit einer vertikal bewegbaren Platte 37 in Berührung ist, um die vertikale Bewegung auf die Aufzeichnungsnadel 11 zu übertragen. Bei der zweiten Ausführungsform wird die Schwenkbewegung des Hebels 1 zur Hin- und Herbewegung der Aufzeichnungsnadel 11 nämlich direkt von der Nocke 36 abgeleitet. Als zweites wird die Stellungsfeststellung der Vertikalbewegung der Aufzeichnungsnadel 11 mit Hilfe eines magnetischen Sensors 35 durchgeführt. Darüber hinaus ist bei der zweiten Ausführungsform die Herznockenwelle 24 direkt mit der ersten Schlitzscheibe 7 gekoppelt. Die Zahl der Teile kann bei der zweiten Ausführungsform im Vergleich zur ersten Ausführungsform mithin vermindert werden.

Bei der zweiten Ausführungsform kann der Magnetsensor 35, der für die Stellungsbestimmung zur Steuerung der Stellung der Umschaltung der Antriebsarten (oder der Umschaltung der Drehrichtung des Motors) durch einen MR-Sensor oder durch einen Hall-IC ersetzt werden. Darüber hinaus kann die Vorrichtung zum Feststellen der Stellung, die die oben erwähnten Schlitzscheiben, Fotosensoren und Magnetsensoren umfaßt, wie sie bei der ersten und zweiten Ausführungsform angewendet werden, durch eine Stellungssteuerung ersetzt werden, die durch eine Anzahl von Impulsen durchgeführt wird, die im Schrittmotor 4 zugeleitet werden. Darüber hinaus kann der Schrittmotor durch eine Servovorrichtung ersetzt werden, die einen Gleichstrommotor und einen Potentiometer umfaßt.

Claims (6)

1. Fahrtenschreiber mit einem Antriebsmotor (4), einer Aufzeichnungsnadel (11), die vom Antriebsmotor (4) angetrieben wird und einem Diagrammblatt (45), auf dem die notwendigen Daten durch die Aufzeichnungsnadel (11) aufgezeichnet werden, wobei eine Abtriebsseite des Antriebsmotors (4) mit einer ersten Freilaufkupplung (22) versehen ist, die dann betätigt wird, wenn der Antriebsmotor (4) in einer ersten Richtung umläuft, wobei die Abtriebsseite der ersten Freilaufkupplung (22, 24) mit einem ersten Nockensystem (12, 40) versehen ist zum Umsetzen der Drehbewegung einer Welle (24) der ersten Freilaufkupplung (22, 24) in eine geradlinige Bewegung so, daß die Aufzeichnungsnadel (11) in radialer Richtung des Diagrammblattes (45) bewegt wird und wobei die Abtriebsseite des Motors (4) mit einer zweiten Freilaufkupplung (17, 18) versehen ist, die dann betätigt wird, wenn der Antriebsmotor (4) in der anderen Richtung umläuft, wobei die Abtriebsseite der zweiten Freilaufkupplung (17, 18) mit einem zweiten Nockensystem (9, 1; 36, 37) zum Umwandeln der Drehbewegung einer Welle (18) der zweiten Freilaufkupplung (17, 18) in eine geradlinige Bewegung so versehen ist, daß die Aufzeichnungsnadel (11) in einer Richtung bewegt wird, die zum Diagrammblatt (45) senkrecht steht.

2. Fahrtenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nockensystem (12, 40) eine Herznocke (12) als Antriebsmittel und ein Führungsteil als Folgeglied aufweist, das durch die Herznocke (12) geradlinig bewegt wird und daß das zweite Nockensystem (9, 1) eine zylindrische Nocke (9) als Antriebsmittel und einen Hebel (1) als Folgeglied umfaßt, das durch die zylindrische Nocke (9) verschwenkt wird.

3. Fahrtenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Nockensystem (12, 40) eine Herznocke (12) als Antriebsteil und ein Führungsteil als Folgeteil umfaßt, das durch die Herznocke (12) geradlinig bewegt wird und daß das zweite Nockensystem (36, 37) eine exzentrische Nocke (36) als Antriebsteil und eine vertikal bewegbare Platte (37) als Folgeteil umfaßt, die durch die exzentrische Nocke (36) geradlinig bewegt wird.

4. Fahrtenschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorrichtung (2, 3, 6, 7, 35) zum Feststellen der Stellung der Aufzeichnungsnadel (11) aufweist.

5. Fahrtenschreiber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Zahnradzug (13, 14, 21) zwischen dem Antriebsmotor (4) und dem ersten Nockensystem (12, 40) vorhanden ist.

6. Fahrtenschreiber nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsmotor (4) und dem zweiten Nockensystem (9, 1; 36, 37) ein zweiter Zahnradzug (13, 15, 16, 19, 20, 32) vorhanden ist.