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Vorrichtung zur Messung von Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen.
In letzter Zeit sind Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen eine um ihren Mittelpunkt drehbar gelagerte Kugel, die von zwei zueinander senkrecht stehenden Reibrädern angetrieben wird, zur Messung von Geschwindigkeiten verwendet wird. Eine der beiden Antriebsrollen rotiert dabei mit konstanter Drehgeschwindigkeit, während die andere ihren Antrieb von der zu taehometrierenden
Grösse erhält. Ein Sehreibstift zeichnet eine Linie auf der Kugel, deren Tangente die jeweilige Richtung der resultierenden Drehung der Kugel angibt. Durch einen Arm, der in die Richtung der Kurventangente eingestellt wird, wird dann die gesuchte Geschwindigkeit angezeigt.
Erfindungsgemäss wird nun die Drehriehtung der Kugel und damit die zu messende Geschwindig- keit unmittelbar von einer in einer Gabel gelagerten verstellbaren Rolle bzw. einem damit verbundenen Zeiger angezeigt. Es werden dadurch die Schwierigkeiten vermieden, die mit der Aufzeichnung eines Diagramms auf der Kugel selbst verbunden sind, und das Nachstellen des Anzeigerarmes von Hand aus entfällt.
Fig. 1 der Zeichnung veranschaulicht schematisch die Anordnung des Geschwindigkeitsmessers nach der Erfindung. Dieser besteht aus einer um ihren Mittelpunkt drehbaren Kugel k, welcher von zwei zylindrischen Reibrollen II und III, deren Achsen in der Zeichenebene gelegen sind und aufeinander senkrecht stehen, Drehbewegungen erteilt werden, die sich zu einer resultierenden Drehung zusammensetzen, deren Richtung von der in einer Gabel gelagerten Rolle I angezeigt wird. Die Gabel mit der Rolle I ist um einen ausserhalb des Berührungspunktes mit der Kugel liegenden, zur Zeichenebene senkrechten Kugeldurchmesser durch entsprechende (nicht gezeichnete) Lagerung verschwenkbar. Wenn eine der beiden Antriebsrollen, z. B.
II mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, die andere - in diesem Falle 111-proportional der zu taehometrierenden Geschwindigkeit rotiert, dann wird sich, wie leicht einzusehen, die Rolle I, die durch geeignete Mittel, z. B. Feder oder Gewicht, an die
Kugel angedrückt wird, von selbst in eine solche Richtung stellen, dass der Tangens des Ausschlagwinkels (p proportional ist der Drehgeschwindigkeit der die Rolle Illtragenden Messwelle. An der Taiigens- skala S kann also ohne Verwendung eines zusätzlichen Tachometers die Grösse der gesuchten Geschwin- digkeit abgelesen werden.
Statt der zylindrischen Rollen können zweckmässigerweise kegelförmige (in der Zeichnung gestrichelt angedeutet), deren Achsen in einer Geraden liegen, verwendet werden. Statt einzelner, gegen die Kugel gedrückter Rollen I, II, III können auch Paare diametral gegenüberliegender Rollen zur Anwendung gelangen.
Der Geschwindigkeitsmesser nach der Erfindung hat vor andern Instrumenten dieser Art den Vorzug besonders grosser Genauigkeit und fast völlig verzugsfreier Einstellung.
Wird die Welle der Rolle III so angetrieben, dass nicht ihre Winkelgeschwindigkeit, sondern ihr Winkelweg der. zu untersuchenden Geschwindigkeit proportional ist, dann zeigt der Zeiger Z nicht die Geschwindigkeit, sondern die Beschleunigung an. Ganz allgemein kann gesagt werden, dass T immer proportional ist dem Differentialquotienten des Winkelweges der Messwelle nach der Zeit.
Wenn man mit einer Vorrichtung nach der Erfindung auch die Richtung einer Bewegung bestimmen will, dann muss man mit Hilfe mehrerer solcher Tachometer die Komponenten der Geschwindigkeit messen und sie in geeigneter Weise zu einer Resultierenden zusammensetzen.
Ein Beispiel dafür sei an Hand der in Fig. 2 der Zeichnung gegebenen Darstellung näher aufgeführt.
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Die Geschwindigkeit v eines horizontal bewegten Zieles bzw. die Geschwindigkeit des Grundrisses eines beliebig bewegten Zieles kann nach ebenen Polarkoordinaten (Kartenentfernung s,
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nun leicht mittels einer aus Fig. 3 der Zeichnung ersichtlichen Einrichtung ermitteln.
Die Messwelle III eines gemäss der Erfindung ausgebildeten Tachometers A steht in Verbindung mit einem Entfernungsmesser ; sie wird während des Zeitelementes dt um einen Winkel gedreht, der der Änderung ds der Kartenentfernung proportional ist. Die gleichförmig angetriebene Rolle 11 dieses Tachometers dreht sich während derselben Zeit um einen Winkel, der proportional zu (H ist. Die Abnahmerolle I und ein mit ihr verbundener schwenkbarer Bügel Bi stellen sich somit in eine solche Richtung, dass der Tangens des Neigungswinkels des Bügels jB gegen die Senkrechte zur Zeiehen-
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messer geliefert wird, multipliziert und die Rolle III eines zweiten, erfindungsgemäss ausgebildeten Tachometers B proportional zu a ds gedreht.
Die Rolle II des Tachometers B wird ebenfalls gleichförmig angetrieben, so dass die Rolle I dieses Tachometers und ein mit ihr verbundener Bügel B2 sich derart einstellen müssen, dass der Tangens des Neigungswinkels des Bügels B2 gegen die Senkrechte
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senkrechte Achsen drehbar sind, vom gemeinsamen Mittelpunkt ill aus auf eine zur Zeichenebene parallele Ebene projiziert, dann würden in der Projektion sowohl die beiden rechtwinkeligen Komponenten der Geschwindigkeit als auch die resultierende Geschwindigkeit v nach Grösse und Richtung erscheinen. Zweckmässig kann diese Anzeige z.
B. dadurch erreicht werden, dass die beiden Bügel Bd und B2 der Länge nach geschlitzt werden und ein dritter, gleichfalls geschlitzter Bügel B3 um eine zur Zeichenebene senkrechte und durch M gehende Achse drehbar angeordnet wird. Man kann den Bügel B3 etwa unter Verwendung eines die Bügelschlitze durchsetzenden Stiftes oder von Hand aus so einstellen, dass er die Bügel jB und B2 an ihren Kreuzungsstellen kreuzt.
Es zeigt dann die Stellung dieses dritten Bügels B3 die Richtung der resultierenden Geschwindigkeit v an, während ihre Grösse als Tangens des Bogens JJ. in Erscheinung tritt und am Umfang des Bügels B3 auf einer dort angebrachten Skala abgelesen werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die geschilderten Anwendungsmöglieikeiten beschränkt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Messung von Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen unter Verwendung einer um ihren Mittelpunkt drehbaren Kugel und dieselbe in Drehung versetzenden Reibrollen, wobei eine der Reibrollen oder ein Rollenpaar mit konstanter Drehzahl angetrieben wird, während die andere Reibrolle oder das andere Rollenpaar ihren Antrieb in Abhängigkeit von der zu messenden Geschwindigkeit oder Beschleunigung erhält, gekennzeichnet durch eine von der Kugel antreib-und verstellbare Reibrolle, die mit ihrer Drehachse um einen ausserhalb des Berührungspunktes der Reibrolle liegenden Kugeldurchmesser verschwenkbar ist und deren jeweilige Stellung unmittelbar die Geschwindigkeit oder Beschleunigung angibt.