Предлагаемое устройство для копирования основано на принципе копирующих телеграфов, давно известных в технике, т.е. на явлении, что слой карандаша, нанесенный на бумаге, меняет электрическое сопротивление последней. Если по бумаге провести двумя контактами, к которым подведен источник тока, то в тот момент, когда контакты коснутся слоя графита, цепь будет замкнута и импульс тока может быть передан на электромагнит пишущего пера, которое и даст отпечаток на принимающей кальке или бумаге.
Произведенные лабораторные опыты показали, что при расстоянии между контактами, равном 5 мм, сопротивление карандашных линий, в зависимости от толщины последних
(включенный гальванометр при цене деления 6,2·10-6 ампер давал отклонения от 2 до 14-ти делений).
При уменьшении расстояния между двумя контактами принимающего пера до 1 мм сопротивление будет от 286000 до 2 мегом и сила тока I = от 0,00043 до 0,000062 ампер.
Исследования печати (типографской краски) показали, что сопротивление последней меньше сопротивления бумаги, и при расстоянии в 1 мм даст отклонение гальванометра на 1 деление при цене деления 6,2·10-6 ампер.
Для возможности в момент соприкосновения контактов со слоем графита или типографской краски полученный ток заставить произвести работу необходимо последний усилить помощью катодных ламп.
В предлагаемом устройстве передвижные по поверхности оригинала контакты и также передвижные по служащей для нанесения копии поверхности пишущие приспособления укреплены на зубчатых рейках. Кроме того, в предлагаемом устройстве, в отличие от известных копирующих телеграфов, как "приемная", так и "передающая" части смонтированы в виде одного аппарата.
На прилагаемом чертеже фиг. 1 изображает вид устройства сверху; фиг. 2 - разрез по АВ на фиг. 1; фиг. 3 - разрез по CD на фиг. 1; фиг. 4 - разрез по EF на фиг. 1; фиг. 5 - вид примененных в устройстве контактов.
Предлагаемое устройство для копирования (фиг. 1, 2, 3, 4) состоит из электродвигателя 1, передающего вращение через зубчатые шестерни 3 и 4 промежуточному валу 5, от последнего через зубчатую шестерню 6 вращение передается на электромагнитную муфту 7, которая сидит свободно на валу 8 и, в зависимости от направления тока в цепи электромагнитов, подводимого через три контактных кольца, будет соединена либо с шайбой 9, укрепленной на валу 8, либо с свободно сидящей на валу 8 зубчатой шестерней 10 и через шестерню 11, вал 12 шестерни 13, 14 будет соединена с укрепленной на валу шестерней 15.
Таким образом, в задачу электромагнитной муфты, в зависимости от ее положения, входит изменение направления вращения 8. На последнем установлены две конических шестерни, причем первая 16 служит для вращения основного механизма и вторая - вспомогательного. Вращение конической шестерни 16 передается двум коническим шестерням 18 и 19 и от последних через вертикальные валы 20 коническим шестерням 21. На крестовине винтовых колес 22 как на оси насажены по две конических шестерни 23, которые при условии, если винтовые колеса 22 будут неподвижны (застопорены винтами 24), передают вращение на конические шестерни 25, трубчатые валы 26, конические шестерни 27 и 28, сидящие на шпонках двух рабочих валов 29, причем один из последних расположен вдоль верхней, другой вдоль нижней доски. Вращаясь, валы 29 будут вращать зубчатые шестерни 30, которые по направляющим 31 будут передвигать рейки 32. На концах реек верхней доски расположены контактные и на концах реек нижней доски пишущие перья (или наоборот).
Для получения разных скоростей вращения одного вала 29 по отношению к другому (при изменении масштаба копии) служит следующий вспомогательный механизм.
Вращение конической шестерни 17, сидящей на валу 8, передается двум коническим шестерням 33 и от последних зубчатым шестерням 36 и 35 и фрикционным дискам 37; к плоскостям последних прижимаются ролики 38, сидящие на валах 39, на концах которых укреплены винты 24, передающие вращение винтовым колесам 22. При вращении маховичков 40 будут вращаться винты 41 и передвигать по вертикали муфточки 42, связанные вилками с роликами 38, сидящими на валах 39 на шпонках.
Если ролик будет установлен в центре фрикционного диска, то передачи вращения валу 39 независимо от скорости вращения диска 37 не будет.
При установке на том или ином расстоянии от центра диска ролика 38 будет та или иная скорость вращения вала 39.
Диференциалы, состоящие из конических шестерен 23, винтов 24, винтовых колес 22, конических шестерен 21, 25, дают возможность иметь вращение конических шестерен, а следовательно и рабочих валов 29 равной положительной или отрицательной разности скоростей главной и вспомогательной передачи.
Переходя к выяснению необходимой скорости как контактов, так и пишущих перьев, необходимо руководствоваться следующими соображениями: нормально расстояние между линиями того или иного чертежа не менее 0,5 мм, следовательно на отрезке хода рейки в 700 мм возможно до 1400 изменений, т.е. контакты могут падать на длинном отрезке до 1400 импульсов тока, которые через усилители должны передаваться пишущему перу.
При применении пишущего электромагнита возможно передать до 112 ударов в секунду (электромагниты аппарата Юза), тогда время обычного хода рейки должно быть
Так как прибор будет воспроизводить линии и для того, чтобы расстояния между последними не были заметны для глаза, необходимо, чтобы на расстоянии 10 мм рейка делала до 50 ходов.
При этих условиях при установке 10 штук реек на расстоянии 100 мм одна от другой время, необходимое для снятия копии с чертежа 1000×700, будет:
т.е. время для снятия копий с одной форматки равно 9 минутам. Производительность равна производительности 12- 15 копировщиц.
Скорость снятия копий может быть повышена при замене пишущих электромагнитов мембранами телефонных аппаратов, связанных с грабштрихелем.
Телефотографом Карбонеля, по опытам, произведенным на проводе Брюссель-Антверпен, фотография размером 9×18 см была передана в 80 сек., т.е. для снятия копии с площади 10×70 см при этих условиях необходимо ≅ 5 минут и время одного хода рейки равно 0,6 сек. При этих условиях производительность аппарата будет повышена до 20 раз.
Если принять максимально необходимую скорость рейки 1 ход в течение 1 сек., тогда при шаге рейки и шестерни 30, равном tp=5 мм, количестве зубцов Z30=20, число оборотов вала 29 в минуту будет:
При выборе электродвигателя с числом оборотов 840 об/мин., принимая для зубчатых шестерен 3, 4 передаточное число K1=1:4, будем иметь на валу 5 скорость, равную 210 об/мин, при K2=1:1 между шестерней 6 и электромагнитной муфтой 7 такая же скорость будет и на валу 8 и при равных диаметрах всех конических шестерен 30 мм. При установках роликов 38 в центрах фрикционных дисков 37 скорость вращения валов 29 будет также равна 210 об/мин. и время одного хода рейки будет равно 2 сек.
При включении в передачу диференциалов возможно менять скорость на валах 29 от 0 до 420 об/мин.
Действительно, если коническая шестерня 21 делает 210 об/мин., то для того, чтобы передачи на шестерню 25, и дальше, не было, достаточно, чтобы винтовое колесо делало такое же количество оборотов, следовательно при передаточном числе K2=1:5 винта 24 к винтовому колесу 22 винт должен делать 1050 об/мин.
При скорости вращения диска, равной 210 об/мин. и при его рабочем диаметре, равном 120 мм, путь, пройденный точкой по окружности в минуту, равен
При диаметре ролика 38, равном 200 мм и коэфициенте скольжения ηск=0,7, число оборотов вала 39 будет
Для получения скорости винта, равной 1050 об/мин., необходимо либо увеличить рабочий диаметр фрикционного диска, либо уменьшить диаметр ролика 38. Останавливаемся на последнем, причем будем иметь:
При вращении зубчатого колеса 22 в противоположную сторону конической шестерни 21 скорость вращения конической шестерни 25 будет равна сумме скоростей главной и вспомогательной передачи. Благодаря включению диференциалов в передачу возможно широкое регулирование скорости хода рейки от 1 сек. до очень большой величины.
Ограничение хода реек достигается следующим образом. Ползунок 43, связанный с дополнительной зубчатой рейкой при подходе к крайним положениям, нажимает на рычаги 44 или 45 укрепленных на осях приливов муфт 46 и 47, а также и дополнительной средней муфты 49, сидящих на валу 48. В зависимости от установки муфт 46, 47, 49 достигается ограничение хода реек.
Ползунок 43, поворачивая рычаг 44, производит переключение направления тока в электромагнитной муфте 7, а следовательно, дает и изменение направления вращения передачи, с другой стороны, тягой 50, поворотом рычага 51, сидящего на средней муфте 49 и тягой 52 ставит рычаг 45 на пути движения ползунка 43. В этом случае, когда ползунок будет поворачивать рычаг 45, также будет производиться переключение тока, в электромагнитной муфте (тягой 52, рычагом 51, тягой 50 и рычагом 44).
При движении рычага 44 в его среднем положении будут замкнуты контакты 53 цепи электромагнита 54, служащего для передвижения направляющих реек. Ток, проходящий через электромагнит, притянет якорь 55, который рычагом 56 повернет на один зуб храповое колесо 57, которое будет застопорено в этом положении стопорным рычагом 58. Поворот храповика 57 повернет через вал 59 зубчатую шестерню 60 и через зубчатую шестерню 61 коническую шестерню 62, две конические шестерни 63 дают поворот вертикальным валам 64, на концах которых установлены конические шестерни 65, которые через конические шестерни 66 дают поворот фрикционным дискам 67. Через ролики 68 валы 69, конические шестерни 70, 71, валы 72, конические шестерни 73, 74 будут повернуты винтовые валы 75, шарнирно связанные с валами 29 и передвигающие их в горизонтальной плоскости. Винтовые валы 75 ввинчиваются в специальные муфты, укрепленные на подшипниках.
Различной установкой маховичками 76, передвигающими винтами 77 муфты 78 с роликами 68, возможно менять и скорость подачи.
За время включения электромагнита храповое колесо повернется на один зуб, следовательно при выборе храпового колеса с 12 зубцами вал 59 как и храповое колесо сделает 1/12 оборота. При передаточном числе 1:2 зубчатой шестерни 60 к шестерне 61 последняя сделает 1/24 оборота; такую же часть окружности пройдут и фрикционные диски 67. При наибольшем рабочем диаметре диска - 80 мм - путь точки на окружности за время одного включения электромагнита будет:
При диаметре ролика=15 мм в крайнем его положении, что соответствует наибольшей скорости, и коэфициенте скольжения=0,7 вал 69, а следовательно и вся передача вплоть до винта 75 сделает оборотов
При шаге винта, равном 1,5 мм за одно замыкание электромагнита винта, вал 29 сдвинется на
Расстояние, при котором параллельные линии, воспроизведенные пишущим пером, не будут заметны для глаза. Первоначальная установка реек на определенном расстоянии одна от другой происходит следующим образом. Вращая маховички 79, передаем вращение, через конические шестерни 80, 81, валы 82, конические шестерни 83, 84 валам 85, проходящим параллельно рабочим валам 29. На валах 85 на продольных шпонках установлены зубчатые шестерни 86, вращающие зубчатые шестерни 87; с последними вращаются винты 88, имеющие правую и левую резьбу. Винты 88 ввинчиваются в направляющие реек 31 и тем самым, в зависимости от направления вращения, будут сближать или раздвигать рейки.
После выполнения копировки будут замкнуты контакты 89, один из которых находится на крайней направляющей 31 рейки 32 и второй - на ползунке 90, свободно сидящем на валах 29 и 85; последний необходимо установить перед началом работы аппарата на том или ином расстоянии от крайней направляющей с тем, чтобы расстояние между контактами было равно расстоянию между осями направляющих реек контактных перьев. Замыканием контактов включается ток в выключающую катушку автомата электродвигателя.
Следует заметить, что лишь первая рабочая зубчатая шестерня 30 жестко закреплена на валу 29, все остальные могут, в зависимости от установки расстояния между рейками, передвигаться по шпонке вала 29.
После выполнения копировки необходимо освободить из подшипников муфты, передвинуть в крайнее первоначальное положение все рейки и затем снова закрепить муфты в подшипниках.
Применение устройства даст возможность, по мнению заявителя, заменить ручной труд копировщика, повысить производительность (один аппарат заменит 30-50 копировщиц) и даст возможность без участия чертежника изменять масштаб воспроизводимого чертежа и возможность снятия копий с печатного материала.
1. Устройство для копирования чертежей, рисунков и т.п., основанное на принципе копирующих телеграфов, отличающееся тем, что передвижные по поверхности оригинала контакты и передвижные по служащей для нанесения копии пишущие приспособления укреплены на зубчатых рейках 32, сцепленных с шестернями 30, насаженными вместе с направляющими 31 реек 32 на валах 29, помещенных в муфтах 75, концы которых снабжены винтовыми нарезками 75, для возможности одновременного перемещения контактов и пишущих приспособлений при вращении валов 29 и их передвижении в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью ограничения хода зубчатых реек в одном направлении, одна из них связана с ползунком 43, служащим для поворота связанных между собою тягами 50, 53, 52 рычагов 44, 45, управляющих переключением направления тока в электромагнитной муфте 47 электродвигателя 54 для передвижения вала 29 перпендикулярно к рейкам 32.
3. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью получения разных скоростей одного из валов 29 по отношению к другому, вал электродвигателя 1 связан с валами 29 через диференциалы, оси шестерен 23 которых укреплены на крестовинах зубчатых колес 22, сцепленных с винтовой осью 39, снабженной передвижными по ним фрикционными роликами 38, прижатыми к вращаемому от электродвигателя фрикционному диску 37.
4. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что для возможности установки реек 32 на различных расстояниях между собой на пропущенные сквозь направляющие 31 реек валы 85 насажены шестерни 86, сцепленные с сидящими на винтовых валах с правой и левой резьбой шестернями.
