Vorrichtung zur Erzielung eines unveränderlichen Antriebsdrehmomentes, insbesondere zur
Erzeugung eines iiberlagerten Hilfsdrehmomentes für feinmechanische Zwecke
Um beispielsweise Elektrizitätszähler von der Antriebsarbeit eines Tarifgerätes zu entlasten, kann man zwischen den beiden Gerä- ten einen mechanischen Kraftverstärker mit Hilfsmotor einschalten. Man verwendet dazu in der Regel ein Differentialgetriebe, dessen erster, vom Zähler angetriebener Teil jeweils einen bestimmten Weg vorgibt, dessen zweiter, mit dem Hilfsmotor und dem Tarifgerät verbundener Teil jeweils den vorgegebenen Weg aufholt und dessen dritter Teil nach Aufholung des Weges eine Bremse oder einen Schalter für den Hilfsmotor betätigt.
Die Erfindung geht darauf aus, wenn man sich im Rahmen des obigen Beispiels halten will, mit einfacheren Mitteln den Zähler von der Antriebsarbeit zu entlasten, indem man dem vom Zähler angetriebenen Teil ein Hilfs- drehmoment bestimmter Grole überlagert.
Dieses Hilfsdrehmoment darf nicht zu gross sein, weil es sonst antreibend auf den Zähleranker einwirkt und dadurch dessen Angaben fälscht. Es darf aber auch nicht zu klein sein, weil sonst der Zähler zu stark belastet wird, insbesondere darf es nicht schwanken, sondern es muss stets die gleiche Grosse haben. Die Erzeugung eines solchen genau abgestimmten Antriebsmomentes, beispielsweise durch einen Hilfsmotor, macht Schwierigkeiten, weil sich erfahrungsgemäss die den Motor speisende Spannung ändert und damit auch das vom Motor ausgeübte Drehmoment. Auch sind die Reibungen des Motors, seines Vorgeleges usw. von der Temperatur und andern Verhältnis- sen abhängig.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzielung eines unveränderlichen Antriebsdrehmomentes bei im Vergleich zu diesem grösserem Antriebsdrehmoment, insbe- sondere zur Erzielung eines überlagerten Hilfsdrehmomentes für feinmechanische und messtechnische Zwecke. Erindungsgemäss ist zwi- schen An-und Abtrieb eine Hysteresiskupp- lung eingeschaltet. Das durch die Kupplung übertragene Drehmoment ist von der Relativgeschwindigkeit der beiden Kupplungshalften vollkommen unabhängig und ausschliesslich durch Hysteresiskräfte, also durch eine Materialkonstante, bestimmt. Infolgedessen hat das abgenommene Drehmoment stets gleiche Grösse.
Ein Ausführungsbeispiel einer Anwendung des Erfindungsgegenstandes wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Das Beispiel 90 ist gestrichelt umrandet.
Ein Zähleranker 1 treibt eine Welle 2 an.
Auf dieser Welle sitzt ein Zahnrad 3 ; das mit Zahnrädern 4,5 kämmt. Das Zahnrad 5 ist über eine Welle 5a mit dem einen, angetriebenen Teil 6 einer Hysteresiskupplung verbunden, die einen Z-linder aus Hysteresis- baustoff, also einen dünnen Stahlzylinder, ent- hält ; der andere angetriebene Teil der Kupp- lung besteht aus einem polarisierten Dauer magnetkorper 8, der von einem Zeitwerksmo- tor über die Welle 9a angetrieben wird.
Der Zeitwerksmotor treibt ferner eine Nocken- scheibe 10 an, deren Nocken 11 periodisch, beispielsweise alle Viertelstunden, einen Hebel 12 im Pfeilsinne schwenkt und dadurch Zahnräder 13,14 ausser Eingriff bringt.
Das Zahnrad 14 treibt ein Maximumwerk 15 an, das eine bekannte Bauform haben kann und deshalb nicht näher erläutert ist. Das Rad 13 sitzt lose auf einer vom Zahnrad 4 angetriebenen Welle 16 und wird über eine Speicherfeder 17 mitgenommen.
Beim Schwenken des Hebels 12 im Pfeilsinne kommt das Rad 13 in Eingriff mit einer Sperrklinke 18.
Die Anordnung arbeitet folgendermassen : Der Welle 2 wird fiber die Hysteresiskupplung 7 gerade ein solches Hilfsmoment überlagert, wie es zum Antrieb des Maximumwerkes 15 und zur Überwindung der Reibung der zwi schengeschalteten Getriebe erforderlich ist.
Dadurch ist der Zähleranker 1 praktisch vom Antrieb des Maximumwerkes 15 entlastet.
Am Ende von beispielsweise einer Viertelstunde rückt der Nocken 11 vorübergehend die Zahnräder 13,14 aus. Der Mitnehmer des Maximumwerkes geht dabei in bekannter Weise in die Ausgangsstellung zurück. Der inzwischen vom Zähleranker zurückgelegte Drehweg wird bei Sperrung des Rades 13 durch die Klinke 18 in der Feder 17 gespeichert und entlädt sich nach Wiedereinriicken der Räder 13,14 auf das Maximumwerk, so daB also kein Messweg durch die vorüber- gehende Entkupplung verlorengeht.
Die Grosse des von der Hysteresiskupplung 7 übertragenen Hilfsdrehmomentes kann beispielsweise in einfacher Weise durch axiale Verschiebung der beiden Kupplungsteile 6,8 fein eingestellt werden. Temperatureinflüsse können in bekannter Weise, z. B. durch Anwendung von Wärmelegierungen, ausgeglichen werden.
Ein solcher unveränderlicher Antrieb ist aber auch bei vielen andern Anwendungsge- bieten oft erwünscht, so z. B. bei Uhren, insbesondere solchen mit elektromagnetischem Aufzug. So kann man z. B. bei entsprechend stärkerer Ausführung den durch die gestrichelte Linie 90 eingerahmten Komplex als elektromotorischen Uhrenaufzug verwenden. Der Motor kann dann dauernd laufen, die Federspannung der Uhr bleibt praktisch gleich und die Uhr geht deshalb erfahrungs- gemäss genauer.
Device for achieving a constant drive torque, in particular for
Generation of a superimposed auxiliary torque for precision mechanical purposes
In order to relieve electricity meters of the drive work of a tariff device, for example, a mechanical power amplifier with an auxiliary motor can be switched on between the two devices. As a rule, a differential gear is used for this purpose, the first part of which, driven by the meter, specifies a specific path, the second part connected to the auxiliary motor and the tariff device catches up the specified path and the third part a brake or a brake after catching up the path Switch for the auxiliary motor operated.
If one wants to keep within the scope of the above example, the invention is based on relieving the counter of the drive work with simpler means by superimposing an auxiliary torque of certain values on the part driven by the counter.
This auxiliary torque must not be too great, because otherwise it has a driving effect on the meter armature and thus falsifies its information. However, it must not be too small either, because otherwise the meter will be overloaded, in particular it must not fluctuate, but must always be the same size. The generation of such a precisely matched drive torque, for example by an auxiliary motor, causes difficulties because experience shows that the voltage feeding the motor changes and thus also the torque exerted by the motor. The friction of the motor, its back gear, etc. are also dependent on the temperature and other conditions.
The invention relates to a device for achieving an invariable drive torque with a drive torque that is greater than this, in particular for achieving a superimposed auxiliary torque for precision mechanical and measurement purposes. According to the invention, a hysteresis coupling is connected between the input and output. The torque transmitted by the clutch is completely independent of the relative speed of the two clutch halves and is determined exclusively by hysteresis forces, i.e. by a material constant. As a result, the torque taken off is always the same size.
An embodiment of an application of the subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. Example 90 is outlined by a dashed line.
A meter armature 1 drives a shaft 2.
A gear 3 is seated on this shaft; that meshes with gears 4.5. The gearwheel 5 is connected via a shaft 5a to the one driven part 6 of a hysteresis coupling, which contains a cylinder made of hysteresis building material, that is to say a thin steel cylinder; the other driven part of the coupling consists of a polarized permanent magnet body 8 which is driven by a timer motor via the shaft 9a.
The timer motor also drives a cam disk 10, the cam 11 of which periodically, for example every quarter of an hour, pivots a lever 12 in the direction of the arrow and thereby disengages gears 13, 14.
The gear 14 drives a maximum mechanism 15, which can have a known design and is therefore not explained in more detail. The wheel 13 sits loosely on a shaft 16 driven by the gear 4 and is carried along by a storage spring 17.
When the lever 12 is pivoted in the direction of the arrow, the wheel 13 comes into engagement with a pawl 18.
The arrangement works as follows: the shaft 2 is superimposed via the hysteresis clutch 7 just such an auxiliary torque as is required to drive the maximum mechanism 15 and to overcome the friction of the interposed gears.
As a result, the counter armature 1 is practically relieved of the drive of the maximum mechanism 15.
At the end of, for example, a quarter of an hour, the cam 11 temporarily disengages the gears 13, 14. The driver of the maximum mechanism goes back into the starting position in a known manner. The rotational path covered by the meter armature in the meantime is stored in the spring 17 when the wheel 13 is locked by the pawl 18 and is discharged to the maximum when the wheels 13, 14 are re-engaged, so that no measurement path is lost due to the temporary decoupling.
The size of the auxiliary torque transmitted by the hysteresis clutch 7 can, for example, be finely adjusted in a simple manner by axially displacing the two clutch parts 6, 8. Temperature influences can be used in a known manner, for. B. by using heat alloys, can be compensated.
Such an invariable drive is often desirable in many other areas of application, such as B. in clocks, especially those with electromagnetic winding. So you can z. B. use the complex framed by the dashed line 90 as an electromotive clock winding with a correspondingly stronger version. The motor can then run continuously, the spring tension of the watch remains practically the same and experience shows that the watch is therefore more accurate.