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Geschwindigkeitsanzeige--und Registrierapparat. Gegenstand vorliegender
Erfindung betrifft einen Apparat zum Anzeigen und Registrieren der Drehgeschwindigkeit
eines sich drehenden Körpers, beispielsweise einer rotierenden Welle.
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Bekannt ist bereits ein Apparat dieser Art, bei dem ein Anzeigehebel
in Reibungsverbindung mit dem sich drehenden Körper gebracht ist, dessen Drehgeschwindigkeit
gemessen werden soll, und bei dem der Anzeigehebel infolge der Reibung periodisch
über einer beweglichen Karte schwingt, auf welcher er - eine Registrierung aufzeichnet.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun die in den Ansprüchen gekennzeichnete
und nachstehend erläuterte verbesserte Vorrichtung dieser Art. Es ist bisher vorgeschlagen
worden, eine Feder dazu zu benutzen, den Anzeigehebel nach jeder Schwingung oder
jedem Ausschlag in seine Anfangsstellung zurückzubringen, wobei die Feder durch
eine Kraft aufgewunden oder energiefähig gemacht wurde, die der drehenden Welle
entnommemn wurde, deren Drehgeschwindigkeit gemessen werden soll. Diese Maßnahme
ist jedoch in vielen Fällen unvorteilhaft, insofern, als es nicht wünschenswert
ist, mehr als ein Minimum von Kraft von dem- rotierenden Körper zu entnehmen. Der
Hauptgegenstand vorliegender Erfindung besteht in der im Anspruch i gekennzeichneten
Konstruktion, bei der zum Zurückführen des Anzeigearmes in seine Anfangsstellung
eine besondere Kraftquelle benutzt wird.
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In den beiliegenden Zeichnungen, die den Erfindungsgegenstand beispielsweise
veranschaulichen, bezeichnet Fig. i eine Seitenansicht derjenigen Teile der Einrichtung,
die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind, Fig.2 einen Grundriß oder Aufsicht
auf Fig. i; Fig. 3 zeigt eine andere Anordnung des Hemmkörpers :der Fig. i und 2;
Fig. q. zeigt eine andere Form der Reibungsverbindung zwischen dem Anzeigehebel
und lern Drehkörper; Fig. 5 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Fig.
q.; Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Form, bei welcher Sperrzähne benutzt werden, und
Fig. 7 eine Einzelheit des Zahnrades mit Sperrklinke nach der Konstruktion von Fig.
6.
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile der Zeichnungen.
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In :den Fig. i und 2 ist die Erfindung dergestalt veranschaulicht,
daß eine rotierende Scheibe a dazu benutzt wird, eine graphische Registrierung der
Geschwindigkeit, mit weleher
die Scheibe während aufeinanderfolgender
gleicher Zeitabschnitte rotiert, zu erlangen. Die Drehrichtung der Scheibe ist durch
den Pfeil z angedeutet.
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Ein Arm bist gleichachsig mit der Spindel h der Rotationsscheibe a
so befestigt, d-aß er, wie Fig. 2 zeigt, oberhalb einer Karte c schwingen kann.
Der Arm b ist mit der Scheibe a durch eine Stange -ia verbunden, die an dem Arm
b befestigt ist und reibende Verbindung mit der Scheibe a. an den beiden entgegengesetzten
Enden eines Durchmessers derselben hat. Die Reibung genügt, um den Arm b, solange
er nicht in seiner freien Beweglichkeit gehindert ist, durch die Scheibe a rund
zu führen, d. h. ihn in der durch den Pfeil y ,angedeuteten Richtung über der Karte
schwingen zu lassen, jedoch kann der Arm zurückschwingen, d. h. in der entgegengesetzten
Richtung bewegt werden, ohne von der Scheibenbewegung nennenswert beeinflußt zu
werden. An seinem freien Ende trägt der Arm b irgendeine geeignete Registriervorrichtung
o. Die Karte ist beweglich angeordnet, was in irgendeiner geeigneten Weise bewirkt
werden kann.. Die Linie ist die Grund- oder Standlinie der Karte, auf welcher die
Anfangsstellung des Markierers o, also die Stellung zu Beginn jeder Schwingung liegt.
Die Markiervorrichtung o' berührt für gewöhnlich die Karte c nicht, jedoch wird
sie periodisch zur Markierung der Karte auf diese durch eine Platte d, die mittels
Zapfen bei s in dem Gestell der Maschine befestigt ist, niedergepreßt. An dem Ende
des Zapfenbolzens s ist ein Arm t befestigt, dessen eines Ende mittels einer Feder
u an einen festen Punkt des Maschinengestells angeschlossen ist, während das andere
Ende durch eine Feder x mit dem Anker z eines Elektromagneten 2 gekuppelt ist, der
geeignet auf dem Eckgestell untergebracht ist. Wenn dieser Magnet erregt wird, zieht
er die Platte d herunter und drückt die Markiervorrichtung o auf die Karte c nieder.
Die Einrichtung zur Zurückführung des Armes b zu seiner Stand- oder Grundlinie nach
bestimmten Zeitabschnitten besteht aus einer Welle e, die in irgendeiner passenden
Weise durch eine von Hand aufgewundene Feder oder durch ein fallendes Gewicht oder
durch einen elektrischen Motor angetrieben wird. Die Drehrichtung der Welle .e ist
durch den Pfeil v angedeutet. Diese'Welle trägt zwei Arme 3 und q.. Der Arm 3 trägt
einen Bolzen 5 und bildet einen Kurbelarm, welcher in eine Hemmvorrichtung feingreift.
Diese ist so gestaltet, daß sie für gewöhnlich, also in normaler Stellung, den Bolzen
5 ergreift und dadurch den Arm 3 stillsetzt, aber während ihrer -Drehung
läßt sie den Bolzen 5 zu festgesetzten Zeiträumen frei. In der Anordnung, die in
Fig. 2 gezeigt ist, dreht sich die Hemmvorrichtung f in der durch den Pfeil w angedeuteten
Richtung, wobei die Drehung durch. eine besondere Kraftquelle (beispielsweise eine
zweite von Hand aufgewundene Feder) bewirkt wird. Der Bolzen 5 ist in der Stellung
gezeichnet, in der er- durch die Hemmvorrichtung f gehalten wird. Er wird freigegeben
sein, wenn die Hemmvorrichtung f um etwas weniger als 9o° gedreht worden ist.
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Der zweite Arm 4 der Welle e trägt einen Bolzen 6, der einen Kurbelarm
bildet und so angebracht ist, daß er radial innerhalb eines Schlitzes des Armes
einstellbar ist. Wenn die Welle e rotiert, wird der Bolzen rund geführt und bringt
zuerst ein Paar Kontakte g zur Wirkung, die einen elektrischen Stromkreis schließen,
der bei 7 durch eine Batterie 8 und den Elektromagneten 2 angedeutet ist. Bei der
weiteren Umdrehung des Armes 4 faßt der Bolzen 6 den Arm b, welcher durch die Drehung
der Scheibe a in eine etwas von der Grundlinie r abseits liegende Stellung geschwunden
worden ist, und führt den Arm b zu der genannten Grundlinie zurück. Diese Rückwärtsbewegung
des Armes b ist deshalb möglich, weil seine Verbindung mit der Scheibe a lediglich
eine Reibungsverbindung ist, wie oben beschrieben ist.
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Es ist wohl klar, daß der Bolzen 6 deshalb radial einstellbar am Arm
-4 ist, damit der Arm b genau zu seiner Grundlinie r zurückgefiihrt werden kann.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Angenommen, der
Markierer o stehe auf der Grundlinie y, so wird der Arm b infolge seiner
Verbindung mit der Scheibe a mit einer Geschwindigkeit über der Karte ausgeschwungen,
die der Geschwindigkeit der Scheibe proportional ist, bis der Bolzen 5 von dem Hemmwerk
f freigegeben ist. Nun beginnt der Bolzen 6 seine Bewegung und bringt zuerst den
elektrischen Kontakt g- zur Wirkung, der den Stromkreis 7 schließt und den Elektromagnet
:2 erregt. Dadurch wird die Platte d niedergedrückt und der Markieren o zur Berührung
mit der Karte o zwecks Markierung auf dieser gebracht. Diese Markierung zeigt diejenige
Stellung, welche der Arm bin dem bestimmten Zeitabschnitt erreicht hat, in dem er
in Bewegung gewresen ist. Die weitere Drehung der Welle e läßt den Kurbelzapfen
6 den Arm b fassen und diesen zu seiner Grundlinienstellung zurückbringen. In diesem
Augenblick verläßt er den Arm und setzt seine Drehung fort, bis der Kurbelzapfen
5 wieder in das Hemmwerk f greift. Dieses letztere hat-sich
.iri
eine' solche 'Stellung bewegt, daß es den -Bolzen 5 zurückhält und damit die Weile
e an -weiterer Bewegung während eines bestimmten Zeitraumes verhindert, bis sich
das .Hemmwerk in eine solche Stellung gedreht hat, d-aß es den Bolzen 5 wieder freigibt.
Wenn der Bolzen 6 den Arm b in seiner Grundlinienstellung verlassen hat, beginnt
der :genannte Arm einen neuen Ausschlag über der Karte c. Diese Reihenfolge der
Vorgänge wiederholt sich ständig, uni der Zeitraum der Reihenfolge wird bestimmt
durch die Drebgeschwindigkeit der Hemmvorrichtung.
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Diese Reihenfolge der Vorgänge ergibt nur eine Reihe von Punkten auf
der Karte. Wenn es gewünscht wird, kann der Kurbelarm und 6 so gestaltet sein, z.
B. mit einer kreisförmigen Fortsetzung, daß die Kontakte g geschlossen gehalten
werden, bis der An zeigearm b in seine Grundlinienstellung zurückgebracht worden
ist. Auf diesem Weg kann der Markierer o während seiner Rückbewegung in Berührung
mit der Karte gehalten werden und dabei eine Linie von der erreichten Höchststellung
bis zur Grundlinienstellung ziehen, und der unter allen diesen Linien liegende Teil
der Karte gibt mit seiner Fläche in bekannter Weise ein Maß für ;las Integral der
beiden Bewegungsgrößen des Armes b einerseits und der Karte c andrerseits.
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Es ist klar, daß die Bewegung des Armes b während dieser bestimmten
Zeiträume von dem Gang der Bewegung der Scheibe a abhängt. Wenn sich die Scheibe
rasch bewegt, so wird der Anzeigearm in dieser bestimmten Zeitperiode weiterbewegt
werden, als wenn die Scheibe sich langsam bewegt. Ferner, sollte die Bewegung der
Scheibe a unregelmäßig sein, so ist die Bewegung des Anzeigearmes b gleich der Totalbewegung
der Scheibe a in einer bestimmten Zeitperiode und gibt somit einen Durchschnittswert
an.
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Falls eine Einrichtung erwünscht ist, bei welcher die Welle
e und das Hemmwerk f
beide in derselben Richtung rotieren sollen, so
werden diese Teile so angeordnet, wie Fig. 3 zeigt, wo die Drehachse des Hemmwerks
f innerhalb des Weges des Bolzens 5 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wirkt der
Druck des Bolzens 5 der Bewegung des Hemmwerks f nicht entgegen und beeinflußt daher
auch nicht die Genauigkeit des Ganges desselben.
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Fig.4 veranschaulicht eine abgeänderte Form der Kupplung zwischen
dem Arm b und der Scheibe a.. Hierbei ist eine schwache Feder p eingeschaltet, welche
die beiden Glieder mit geeignetem Druck gegeneinanderpreßt. Eine weitere Abänderung
ist in Fig. 5 gezeigt, in welcher jeder der beiden Ansätze 'q des Anzeigearmes b,
die mit der Scheibe a in Verbindung stehen, mit einer Feder 9 versehen sind, um-
sie mit'hinreicherndem Druck teegeil die Scheibe -zu J)ressen-.
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Fig. 6 und 7 veranschaulichen eine weitere . :Ausbildung.
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Die Scheibe a ist am Rand ringsherum mit Sperrzähnen in versehen,
und die Ansätze q des Anzeigearmes b sind an ihren Enden als Sperrklinken ausgebildet,
die in die genannten Sperrzähne eingreifen. - Die Zähne und Klinken sind so gestaltet,
däß die- Scheibe a die Ansätze q in einer Richtung mitnimmt, während in der entgegengesetzten
Richtung die Sperrklinke über den Zahn hinweggleitet. Eine Feder p, ähnlich der
in Fig. 4 benutzten, kann dazu dienen, die Sperrklinke gegen die Sperrzähne zu drücken.
Anstatt der Reibungsverbindung oder der Sperrzahn- und Sperrklinkenverbindung kann
der Anzeigearm b auch magnetisch mit der Scheibe a gekuppelt sein,
falls dies gewünscht wird, und in diesem Falle ist die Anordnung in Fig. z benutzbar,
wenn der Teil n als Magnet ausgebildet und die Scheibe a aus geeignetem magnetischen
Material besteht oder mit sotcliem versehen ist.
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In entsprechender Weise kann die Hemmvorrichtung f irgendwie beliebig
ausgebildet sein und aus einem, zwei oder mehreren Daumen oder Lappen einer Hemmwelle
bestehen. Es können verschiedene andere Abänderungen noch in bezug auf gewisse Konstruktionsteile
der Erfindung gemacht werden, ohne den Zweck der vorliegenden Erfindung zu beeinflussen.
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Die Karte, die man durch diese Vorrichtung erhält, enthält eine Reihe
von auf ihr aufgezeichneten Punkten, deren Stellungen den Bogenlängen, mit denen
der Anzeigearm b ausgeschwungen ist, entsprechen. Wenn das Glied a die Scheibe eines
Wattstundenmessers (Elektrizitätsmessers) ist, so gibt die auf der Karte verzeichnete
Punktkurve eine Anzeige der Zahl der Einheiten, die in jedem der aufeinanderfolgenden
gleichen Zeiträume gemessen sind, und die Kurve wird deshalb eine Anzeige der Art
cies Energieverbrauchs über den ganzen Zeitraum geben, während welchem der Apparat
in Tätigkeit war; und, im allgemeinen, wenn das Instrument in Verbindung mit irgendeinem
Messer zuin Messen des Gesamtverbrauchs benutzt wird, so kann eine Karte erhalten
werden, die den variierenden Gang des Verbrauchs wiedergibt. Wenn das Instrument
für, einen Meilenanzeiger oder eine W egmesservorrichtungbenutzt wird, so wird die
- Karte , eine Anzeige der Veränderungen
iir der Geschwindigkeit
während des ganzen "Leitraumes geben, währenddessen es in Tätigkeit ist.