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Vorrichtung zur Synchronisierung von sich drehenden Körpern.
Die Erfindung betrifft eine Stroboskopeinrichtung, wie sie zum Synchronisieren von zwei rotierenden Körpern, z. B. Wellen, Verwendung findet, um beide beispielsweise mittels einer Klauenkupplung auch dann gänzlich stossfrei kuppeln zu können, wenn sie mit sehr hohen-Geschwindigkeiten laufen.
Stroboskopische Einrichtungen bekannter Art für derartige Synchronisationszwecke werden durch koaxiale Scheiben gebildet, die mit Schlitzen, Lochreihen, durchsichtigen
Stellen o. dgl. versehen sind, welche auf den Scheiben radial verlaufen, wobei die Scheiben durch ein Getriebe oder auf analoge Weise mit den Maschineu, deren Geschwindigkeiten miteinander zu vergleichen sind, verbunden werden. Blickt ein Beobachter durch diese Schlitze, die noch vorteilhaft-von irgend einer Lichtquelle aus erleuchtet werden, so vermag er, vermöge der beobachteten Eindrücke, die Relativgeschwindigkeiten der in Betracht kommenden Maschinen zu beurteilen. Ist beispielsweise das beobachtete Lichtbild ruhig und stationär, so sind die Geschwindigkeiten der beiden rotierenden Körper gleich.
Bewegt sich hingegen das eine Bild entlang des Scheibenumfanges in der einen oder anderen Richtung, so läuft die erste oder die zweite Maschine rascher oder langsamer als die andere. Nun sind die Lichtbilder bei Stroboskopeinrichtungen der beschriebenen Art im allgemeinen etwas verschwommen und schemenhaft, und überdies kann bei Beobachtung der Bewegung entlang des Umfanges leicht ein Fehler oder eine Verwechslung unterlaufen, wenn aus der Art des Eindruckes ein Schluss gezogen wird, weil die Richtung der scheinbaren Bildbewegung je nach dein Standort des Beobachters auf der einen oder anderen Seite der Stroboskopscheiben sich ändert.
Der vorliegenden Erfindung gemäss sind nun die Schlitze, Lochreihen oder andere stroboskopische Einrichtungen bei einer der Stroboskopscheiben zu denen der anderen Scheibe geneigt, so dass das Licht nur an den Schnitt-oder Kreuzungspunkten hindurchtreten kann, wodurch sehr scharfe und deutlich unterschiedene Bilder entstehen ; überdies wandern zufolge der Neigung der Schlitz-oder Lochreihen o. dgl. gegeneinander, die Lichtbilder gegen das Zentrum hin oder von demselben weg, je nach den Geschwindigkeits- änderungen der beiden Maschinen, während bei gleicher Geschwindigkeit das Lichtbild zu einem Kreise wird, dessen Durchmesser durch die Phasendifferenz zwischen den beiden Wellen bestimmt wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch das Stroboskop und Fig. 2 eine Vorderansicht der Fig. i. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie A-A der Fig. I. Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Scheibe, Fig. 5 ist ein aufgewickelter Schnitt durch die Stroboskopscheiben a, b gemäss der Ausführungsform der Fig. 4, Fig. 6 zeigt die optische Wirkung, die hervorgerufen wird, wenn die Scheibe b feststeht und die Scheibe a in der Pfeilrichtung rotiert. Fig. 7 zeigt die Lichtwirkung, wenn die Scheibe b langsam zu rotieren beginnt und die Scheibe a sich mit derselben Geschwindigkeit dreht, wie sie in Fig. 6 angenommen ist.
Fig. 8 zeigt die optische Wirkung, wenn sich die Geschwindigkeit der Scheibe b der der Scheibe a zu nähern beginnt, während Fig. 9 die optische Wirkung zeigt, wenn die Geschwindigkeit der Scheibe b sich noch mehr der der Scheibe a nähert. In Fig. 10 ist die optische Wirkung dargestellt, welche hervorgerufen wird, wenn beide Scheiben mit derselben Geschwindigkeit, jedoch nicht in der zur Einkupplung geeigneten relativen Winkelstellung rotieren. Die Fig. 1I, 12, 13 und I4 zeigen die optischen Wirkungen, die durch allmähliche Verringerung der Geschwindigkeit der vorderen Scheibe a hervorgerufen werden, wenn die Geschwindigkeit der rückwärtigen Scheibe b konstant bleibt.
Fig. is zeigt die Entwicklung der in den Fig. 7,8 und 9 dargestellten Lichterscheinungen, während Fig. 16 die Entwicklung der in den Fig. 11, I2 und 13 dargestellten Lichterscheinungen zeigt.
Gemäss der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zur Synchronisierung zweier mit verschiedener Geschwindigkeit rotierender, mit Klauenkupplung versehener, koaxialer Wellen, deren Kupplungsteile in eine'bestimmte relative Lage gebracht werden sollen, sind zwei hintereinander liegende koaxiale Scheiben a und b vorgesehen.
Die Scheiben sind an der Welle c bzw. d befestigt, deren Lager von einem Gehäuse e getragen werden, das einen Teil des die Scheiben a, b einschliessenden Gehäuses. f bildet. Die Wellen c und d liegen vorzugsweise in Kugellagern g, lt, welche von der Schmier-
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büchse i mittels des Rohres k geschmiert werden. An dem Gehäuse./'können Augen l anbracht sein, um den Apparat in einer zur Beobachtung geeigneten Stellung befestigen zu können. Im Innern des Gehäuses und hinter den Scheiben ist eine Glasscheibe m angeordnet, hinter der im Gehäuse entsprechend geformte elektrische oder andere Lampen n angebracht sind, deren Zuleitungen o bei p in das Gehäuse eintieten.
Bei dieser Ausführungsform sind die Scheiben mit einer entsprechenden Anzahl Schlitze q und r versehen, wobei die Schlitze q der Scheibe a radial angeordnet sind, während die Schlitze r der Scheibe b geneigt sind.
Auf der Vorderseite der Scheibe a ist ein weisser oder farbiger Streifen s angebracht, innerhalb dessen die Lichtblitze erscheinen, wenn die Wellen dieselbe Geschwindigkeit besitzen und in der richtigen relativen Winkelstellung sich befinden. An Stelle des kreisförmigen Streifens s auf der Vorderseite der Scheibe a können beide Scheiben mit je einer Ringreihe von Löchern t, u versehen sein (Fig. 4 und 5), so dass ein Lichtring sichtbar wird, wenn beide Scheiben rotieren und die Koinzidenz dieses Liclitringes und des durch die Schnittpunkte der Schlitze erzeugten Lichtringes die richtige Kuppelstellung anzeigt.
Betrachtet man die Fig. 6 bis 14, so kann man daraus die Wirksamkeit des Apparates bei verschiedenen Geschwindigkeiten erkennen, wobei die schwarzen Linien innerhalb der Umfangslinien die wahrnehmbaren Lichteindrücke darstellen. Fig. 6 zeigt die optische
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die innere Scheibe b stillsteht.
Fig, 7 zeigt die Wirkung, die hervorgerufen wird, wenn die Scheibe a rasch und die
Scheibe b verhältnismässig langsam rotiert. Fig. 8 zeigt die Lichterscheinung, wenn die
Geschwindigkeit der Scheibe b sich derjenigen der Scheibe a nähert, während Fig. 9 die Lichterscheinung veranschaulicht, wenn die Geschwindigkeit der Scheibe b fast jene der
Scheibe a erlangt hat. Fig. 10 zeigt die Lichterscheinung, wenn die Geschwindigkeiten der Scheiben a und b gleich geworden sind, wobei der Lichtring v durch die Schnittpunkte der Schlitze q und r hervorgerufen wird.
Die Stellung dieses Lichtringes zeigt an, dass die beiden Scheiben, obwohl sie sich mit gleicher Geschwindigkeit drehen, sich nicht in der für das Kuppeln erforderlichen richtigen Winkelstellung befinden. Es ist ersichtlich, dass durch ein geringes Voreilen der inneren Scheibe b die Schnitte der Schlitze q und r sich rasch nach auswärts bewegen werden. Wenn ein solches Voreilen der Scheibe b erfolgt, wird der Ring v grösser werden und, wenn er mit dem Lichtring w zusammenfällt, die zum Kuppeln erforderliche richtige gegenseitige Lage der Wellen anzeigen. Der Ring w kann, wie bereits erwähnt, entweder durch den farbigen Streifen s markiert oder durch die beiden Lochreihen t und u hervorgerufen werden.
Wenn die Scheibe a rascher als die Scheibe b in der Pfeilrichtung rotiert, so werden sich die Schnitte der Schlitze radial nach innen bewegen, und demzufolge der Lichtring v kleiner werden, bis er bei dem kleinsten Radius verschwindet'und bei dem grössten Radius wieder erscheint ; wenn hingegen die Scheibe b sich mit grösserer Geschwindigkeit als die Scheibe a dreht, tritt die entgegengesetzte Lichtwirkung ein, d. h. der Lichtring wird immer grösser werden.
Die Fig. II bis 14 zeigen die optischen Erscheinungen, wenn die Geschwindigkeit der äusseren Scheibe a allmählich verringert wird, wenn ursprünglich beide Scheiben dieselbe Geschwindigkeit hatten und die Geschwindigkeit der inneren Scheibe b konstant erhalten wird.
Es ist ersichtlich, dass die Lichtkurven fast dieselbe Gestalt haben, aber das Spiegelbild derjenigen sind, die bei dem entgegengesetzten, in Fig. 7,8 und 9 dargestellten Vorgang erhalten werden.
Wenn die Drehrichtung der beiden Scheiben umgekehrt wird, wird eine der bereits beschriebenen Lichtwirkung ähnliche, jedoch entgegengesetzte Wirkung erzielt.
Die Fig. 6 und 14 zeigen die Darstellung des Lichteindruckes, wenn die Lichtstrahlen anscheinend über die ganze Länge jedes Loches der stehenden Scheibe durchgehen würden, so, wie Wenn die andere Scheibe entfernt worden wäre. Dies folgt daraus, dass während das Licht die Schnitte der Schlitze der beiden Scheiben nur in einem Augenblick passiert, diese Schnitte sich längs der ganzen Länge der Schlitze der stationären Scheibe in einer so kurzen Zeitdauer bewegen, dass das Auge den Gesamteindruck dieses Intervalles erhält,
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Es ist klar, dass der durch die Schnitte der Schlitze der beiden Scheiben eszielte Lichteffekt eine Bewegung in der Richtung des Umfanges herrührend von der Rotation der Scheiben und eine radiale Bewegung zufolge der relativen Bewegung beider Scheiben besitzt. Bei der in Fig. 6 und 14 dargestellten Lichterscheinung nimmt der Lichtblitz
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seinen Weg so rasch auf den entwickelten Linien, dass das, Auge den Eindruck des gesamten in der Entwicklung dargestellten Lichtblitzes erhält und ununterbrochene spiralförmige Linien gesehen werden.
Es ist ersichtlich, dass der beschriebene Apparat den Vorteil grosser Einfachheit besitzt und so aufgestellt werden kann, dass von dem Punkte aus, von dem das Kuppeln oder die Geschwindigkeitsregulierung der Wellen vorgenommen werden kann, leicht beobachtet werden kann.
Die Erfindung kann nicht nur zur Synchronisierung von rotierenden Wellen, sondern auch zur Synchronisierung beliebiger Körper und zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen diesen beiden Körpern benutzt werden.