DE1473893B2 - Federgetriebener Kreisel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kreisel, dessen Rotor ausgebildet, und es wird eine Kupplung verwendet, bei Bedarf durch Federkraft praktisch augenblicklich die lediglich das Antriebsmoment übertragen, jedoch in Gang gesetzt werden kann. Soll der Kreisel nach keine Fesselung des Kreiselrotors in der koaxial zur Ingangsetzung nur eine kurze Zeitspanne arbeiten, Antriebswelle verlaufenden Nullage der Rotorachse wie etwa bei der Steuerung bestimmter Raketen, 5 bewirken kann, z. B. Klauenkupplung. Es muß also braucht dem Rotor keine weitere Energie zugeführt nun eine gesonderte Fesselungsvorrichtung vorzu werden, und der Kreisel liefert im Auslauf eine gesehen werden. Insbesondere hat sich aber im Zu-Richtungs- oder Steuerinformation von ausreichen- sammenhang mit der erfindungsgemäßen sprungder Genauigkeit. Ist eine längere Betriebszeitspanne artigen Ausrückung der Antriebswelle ergeben, daß erwünscht, so wird der durch Federkraft gestartete io die Lösung der Fesselungsvorrichtung erst dann erRotor durch eine zusätzliche fortlaufend arbeitende folgen darf, wenn die Kupplung bereits aus-Antriebsenergiequelle, z. B. durch Elektromotorwick- gerückt ist.

lungen oder eine Druckgasquelle, auf der gewünschten Eine diesbezügliche Weiterbildung der Erfindung

Umlaufgeschwindigkeit gehalten. besteht darin, daß eine Fesselungsvorrichtung vor-

Die Erfindung betrifft die Ingangsetzung eines sol- 15 gesehen ist, die bei Ausbildung des Kreiselrotors als chen Kreisels bis zu dem Zeitpunkt, in dem die eine von einem Universallager getragene Schwung-Antriebsfeder entspannt ist und der Rotor so frei- scheibe und bei Verwendung einer Kupplung, die gegeben wird, daß er als freier Kreisel arbeiten kann. lediglich das Antriebsmoment übertragen, jedoch

Ein federgetriebener Kreisel mit einer gehäusefest keine Fesselung des Kreiselrotors in der koaxial zur gelagerten, axial verschiebbaren Antriebswelle, die 20 Antriebswelle verlaufenden Nullage der Rotorachse in ihrer Antriebsstellung durch eine Kupplung mit bewirken kann, eine Fesselungsvorrichtung vordem Kreiselrotor verbunden ist und unter der Wir- gesehen ist, die aus einer in der Antriebswelle koaxial kung einer als Spiralfeder ausgebildeten Antriebs- zu dieser angeordneten, durch eine axial wirkende feder Antriebsenergie auf den Kreiselrotor überträgt, Feder beaufschlagten Fesselungswelle und einem an die jedoch nach Entspannung der Antriebsfeder eine 25 letzterer befestigen, in der Antriebsstellung der An-Freigabestellung einnimmt, in der die Kupplung zum triöbswelle gegen eine Stirnseite der Nabe der Kreiselrotor ausgerückt ist, ist bekannt. Bei dem be- Schwungscheibe drückenden Fesselungsflansch bekannten Kreisel erfolgt die Bewegung der Antriebs- steht, und daß die Antriebswelle im Bereich der welle von der Antriebs- in die Freigabestellung durch hineinragenden Fesselungswelle einen axial verlaueine sich während des Hochfahrens verschiebende 30 fenden Schlitz aufweist, in den ein sich radial von der Stellmutter. Dadurch erfordert das Ausrücken der Fesselungswelle erstreckender Stift hineinragt, wobei Kupplung einen merklichen Teil der Hochfahrzeit, die relative Lage des Stiftes im Schlitz so gewählt ist, was von Nachteil ist. daß bei Bewegung der Antriebswelle in die Freigabe-Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zu stellung die Entfesselung erst erfolgt, wenn die Kuppschaffen, bei der die Verschiebung der Antriebswelle 35 lung ausgerückt ist.

von der Antriebs- in die Freigabestellung, nachdem Die Erfindung wird anschließend an Hand der

die gesamte in der Antriebsfeder gespeicherte Ener- Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher er-

gie auf den Kreiselrotor übertragen worden ist, läutert. Es zeigt

sprungartig erfolgt. F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Mittelebene

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 40 eines Kreisels gemäß der Erfindung,

löst, daß für die Verschiebung der Antriebswelle von F i g. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2

der Antriebs- in die Freigabestellung eine Auslöse- der F ig. 1,

feder vorgesehen ist; daß die Verbindung zwischen Fig. 3 eine Teilansicht des in der Fig. 2 gezeigten

dem inneren Ende der Antriebsfeder und der An- Gerätes, wobei bestimmte Teile in einer anderen

triebswelle eine nur in gespanntem Zustand in Ein- 45 Betriebslage dargestellt sind,

griff kommende Mitnehmerverbindung ist und daß F i g. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4

zur Verriegelung der Antriebswelle in der Antriebs- der F i g. 1,

Stellung bis zur Entspannung der Antriebsfeder ein Fig. 5 eine Teil-Schnittansicht entlang der

Anschlag auf der Antriebswelle angeordnet ist, der Linie 5-5 der F i g. 2,

unter der Wirkung der Auslösefeder zunächst gegen 50 F i g. 6 und 7 Schnittansichten von einem Teil des

das in Mitnahmekontakt mit der Antriebswelle be- in der F i g. 1 dargestellten Gerätes, aus denen zwei

findliche innere Ende der Antriebsfeder andrückt und verschiedene Betriebszustände des Gerätes zu ersehen

nach Entspannung der Antriebsfeder in die sich öff- sind,

nende Mitnehmerverbindung einrückt. F i g. 8 eine Schnittansicht eines Teils des in der

Dadurch wird gegenüber dem vorbekannten Krei- 55 Fig. 1 gezeigten Gerätes entlang der Linie 8-8 der

sei der Vorteil erzielt, daß die Ausrückbewegung der Fig. 1,

Antriebswelle von dem Kreiselrotor sprungartig und F i g. 9 und 10 Schnittansichten eines Teils des

erst nach vollständiger Entspannung der Antriebs- in den F i g. 6 und 7 gezeigten Gerätes entlang den

feder, d.h. unter optimalen Bedingungen, erfolgt. Linien 9-9 und 10-10 der Fig. 6 bzw. 7,

Da die Verbindung zwischen dem inneren Ende der 60 Fig. 11 eine Teil-Schnittansicht des in der Fig. 10

Antriebsfeder und der Antriebswelle nur in gespann- gezeigten Gcräteteils entlang der Linie 11-11 der

tem Zustand der Feder in Eingriff kommt, ist auch F i g. 10 und

gewährleistet, daß nach Entspannung der Feder jeg- Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines in den

licher Energierückfluß von dem drehenden Kreisel- Fig. 1 und 8 gezeigten Gerätetcils.

rotor auf die entspannte Feder ausgeschlossen ist. 65 Im folgenden wird nun lediglich auf das besondere

Nach einer bevorzugten Ausfi'ihrungsform eines Ausführungsbeispiel der Erfindung Bezug genommen,

federgetriebenen Kreisels ist der Kreiselrotor als eine das in den Zeichnungen im einzelnen dargestellt ist.

von einem Universallauer «etragene Schwungscheibe Ein Stützrahmen 10 weist hier zwei Teile 10 Λ und

10 B auf, die an ihrem Umfang mit aneinander anliegenden Flanschen 12 und 14 versehen sind, die durch Schrauben 16 miteinander verbunden sind. Diese Flansche liefern ferner passende Flächen zur Befestigung des gesamten Gerätes an einem Fahrzeug oder einem anderen Gegenstand, mit dem es verwendet wird. Der Stützrahmen sowie die übrigen Teile des gesamten Kreisels sind symmetrisch um die Längsachse a-a gemäß F i g. 1 angeordnet. Über dem linken Teil 10 B des Stützrahmens 10 ist ein zylindrisches Metallgehäuse 20 vorgesehen, das einen in Umfangsrichtung verlaufenden Flansch 22 aufweist, der normalerweise zwischen dem Rahmen und Vorsprüngen 24 eines Klemmteiles 28 eingeklemmt ist, in das die Schrauben 16 eingedreht sind. Das rechte Ende der Anordnung ist durch eine Abdeckung 32 verschlossen, die durch Schrauben 34 an einem Flansch 37 an der rechten Seite des Rahmens befestigt ist. Federnde O-Ringe 38, 40 und 42 können zwischen dem Gehäuse 20 und dem Rahmenteil 10 B, zwischen den zwei Rahmenteilen 10 A und 10 B sowie zwischen der Abdeckung 32 und dem Rahmenteil 10 A eingeschaltet werden.

Ein Kreiselrotor 44 ist mittels eines sphärischen Lagers 46 drehbeweglich in dem Rahmen 10 gelagert. Der sphärische innere Laufkörper 48 des Lagers ist mittels einer Schraube 49 ortsfest an dem Rahmen befestigt, und der äußere Laufring 50 des Lagers 46 ist an dem Kreiselrotor 44 befestigt und bildet ein Teil desselben. Der Kreiselrotor besteht aus einer Schwungscheibe, die einen schweren Randabschnitt 52 aufweist, der auf dem äußeren Laufring 50 mittels eines starren, in Umfangsrichtung geschlitzten Steges 54 gehaltert ist. Der Kreiselrotor ist daher bei niedriger Reibung in bezug auf den Rahmen 10 in beliebiger Richtung innerhalb bestimmter Grenzen seitlich schwenkbar und kann sich insbesondere um die Achse a-a schnell drehen und um zwei andere Achsen schwenken oder kippen, die gegenseitig sowie in bezug auf die Achse a-a senkrecht verlaufen.

Es ist ferner eine drehbare Antriebswelle 56 vorgesehen, die mittels Lager 58 und 60 lose im Rahmen 10 gelagert ist, wodurch sowohl eine schnelle Drehung der Antriebswelle 56 um die Achse a-a als auch eine axiale Verschiebung der Antriebswelle entlang der Achse a-a in den Lagern 58 und 60 ermöglicht wird.

Es ist weiter eine Kupplung zum Kuppeln der angetriebenen Welle 56 mit dem Kreiselrotor 44 vorgesehen, wenn sich die Antriebswelle 56 in der in F i g. 1 gezeigten axialen Stellung befindet. Die Kupplung öffnet sich, wenn die Antriebswelle 56, wie beispielsweise in F i g. 7 gezeigt ist, nach rechts bewegt wird. Diese Kupplung umfaßt ein Antriebsjoch 64, das ein Paar von sich in axialer Richtung erstrekkenden Fingern 66 und 68 aufweist, die in bezug auf die Achse a-a symmetrisch angeordnet sind, wobei das Joch an der Antriebswelle 56 befestigt ist und aus einem Stück mit der Welle 56 besteht. In einer ersten axialen Stellung der Antriebswelle 56, in der Rotationsenergie auf den Kreiselrotor 44 übertragen werden soll, erstrecken sich die nach links ragenden Enden der Finger 66 und 68 durch ein Paar von in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen 70 und 72 in dem Steg 54. Eine Drehung der Antriebswelle 56 hat daher eine Drehung des Kreiselrotors 44 zur Folge, wobei die Enden der Finger 66 und 68 in Umfangsrichtung gegen die Ränder der Schlitze 70 und 72 gehalten sind. Wenn jedoch die Antriebswelle 56 aus der in der F i g. 1 gezeigten Antriebsstellung heraus in axialer Richtung nach rechts in die zweite, beispielsweise in F i g. 7 gezeigte axiale Stellung bewegt wird, werden die Enden der Finger 66 und 68 aus den Schlitzen in dem Steg 54 ausgerückt, so daß der Kreiselrotor 44 unabhängig von dem Joch 64 und der Welle 56 umlaufen kann. Wie nachstehend noch ausführlich erläutert wird, wird die

ίο Antriebswelle 56 in ihrer ersten in der Fig. 1 gezeigten axialen Stellung während der Zeitspanne, in der der Kreisel auf seine A-rbeits-Umlaufgeschwindigkeit gebracht wird, mittels einer an der Antriebswelle angreifenden Mitnehmerverbindung gehalten.

Die Antriebswelle 56 wird von dem Steg 54 gelöst, sobald die Federenergie verbraucht ist, um nicht die weitere Arbeit des Kreisrotors als Meßkreisel zu beeinträchtigen.

Die Vorrichtung, die die Antriebswelle 56 auf die

ao Antriebsdrehzahl bringt, weist eine Spiralfeder 74 in der Form eines aufgewickelten Federmetallstreifens auf, dessen radiales äußeres Ende an dem Rahmen 10 befestigt und dessen radiales inneres Ende lösbar mit der Antriebswelle 56 verbunden ist. Im einzelnen bilden die Wände des Rahmens 10 eine Kammer 76, in der die Spiralfeder 74 angeordnet ist. Das äußere Ende der Feder ist am Rahmen 10 mittels Nasen 78 und 80 befestigt, die am äußeren Ende der Feder an einander gegenüberliegenden axialen Seiten derselben ausgebildet und in Schlitzen 82 und 84 von begrenztem Ausmaß in Umfangsrichtung in den Seitenwänden der Kammer 76 angeordnet sind, um eine Drehung des äußeren Endes der Feder zu verhindern. Um das innere Ende der Spiralfeder 74 lösbar mit der Antriebswelle 56 zu verbinden, ist das innere Ende der Feder mit einer Lippe 86 versehen, die einen umgekehrten Fortsatz eines Teiles des inneren Endes der Spiralfeder bildet, wie dies besonders deutlich aus den F i g. 8, 10 und 12 hervorgeht. Die Lippe 86 ist vorzugsweise aus einem getrennten Metallstreifen hergestellt, der in der dargestellten Lage an dem Ende der Spiralfeder 74 angepunktet ist, obwohl sie auch durch einfaches Umbiegen des inneren Endes der Feder hergestellt werden kann. Das freie Ende der Lippe 86 kann unter den ansteigenden Rand einer sich axial erstreckenden Mitnehmerkante 88 an der Außenseite der Antriebswelle 56 gleiten und in Eingriff mit dieser kommen. Die Kante 88 verläuft nahezu über die gesamte axiale Breite der Spiralfeder 74, und sie kann, wie aus den Fig. 8, 10 und 12 hervorgeht, aus einem halbzylindrischen Formstück 90 gebildet sein, das satt auf der Antriebswelle 56 sitzt und an dieser beispielsweise durch Senkschrauben befestigt ist. Ein zweites zylindrisches Formstück 92 mit der gleichen axialen Ausdehnung wie das Teil 90 ist ebenfalls mittels Senkschrauben an der Antriebswelle 56 befestigt und bildet zusammen mit dem Formstück 90 eine fast geschlossene Hülse. Die benachbarten Enden 94_? 96 der Teile 92 und 90 liegen aneinander an und bilden eine einzige glatte äußere Fläche, und das entgegengesetzte Ende 98 des Teils 92 ist auf den Außendurchmesser der Welle 56 hin abgeschrägt, um an dieser einen glatten Übergang zu" schaffen. Das andere Ende 100 des Teils 90 schließt mit dem Radius der Welle 56 einen Winkel ein, um die hervorstehende Mitnehmerkante 88 zu bilden, die in eine Richtung zeigt bzw. so angeordnet ist, daß sie die Lippe 86 am inneren Ende der Spiral-

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feder 74 ergreifen und vorübergehend halten kann, 122 gelagert ist. Wenn sich die Kreiselachse a-a in

wenn die Antriebswelle 56 gemäß F i g. 8 entgegen einer horizontalen Lage befindet, so liegen, wie in

dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Das andere Ende den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, der Schwenkarm 120

100 des Teils 90 kann auch lediglich mit einer Schul- und die Klinke 114 normalerweise in ihrer untersten

ter versehen sein, um das freie Ende der Lippe 86 5 Stellung, so daß die Klinke 114 nacheinander in die

aufzunehmen und die Möglichkeit einer Verklem- Ausnehmungen 110 und 112 einfällt, wenn die Spiral-

mung des freien Endes unter der überstehenden Lippe feder 74 aufgewickelt wird, wodurch ein Abwickeln

auszuschalten. während eines vorübergehenden Unterbrechens des

Die Spiralfeder 74 ist derart geformt, daß, auch Aufwickelvorganges und nach dem Abschluß des

wenn sie völlig entspannt ist. die Lippe 86 aus- io Aufwickeins verhindert wird. Wenn es erwünscht ist,

reichend nahe an der Antriebswelle 56 verbleibt, um die aufgewickelte Spiralfeder 74 auszuklinken, um die

in Eingriff mit der hervorstehenden Mitnehmerkante Welle 56 in Drehung zu versetzen, wird der Schwenk-

88 bei einer Drehung der Welle 56 entgegen dem arm 120 aus der in der F i g. 2 gezeigten Lage in die

Uhrzeigersinn zu kommen, so daß bei einer fort- in F i g. 3 dargestellte Lage nach oben angetrieben,

gesetzten Drehung der Antriebswelle 56 entgegen 15 wobei die Klinke 114 gleichzeitig nach unten in die

dem Uhrzeigersinn die Spiralfeder 74 aufgewickelt in F i g. 3 gezeigte Lage schwenkt und ein ausrei-

wird. Wenn andererseits nach dem Aufwickeln der chendes Spiel zu der übrigen Vorrichtung hat. Um

Spiralfeder 74 diese freigegeben wird und sich ab- sicherzustellen, daß sich die Klinke 114 nach unten

wickeln kann, um die Welle 56 gemäß F i g. 8 im in die dargestellte Lage dreht und nicht in einer

Uhrzeigersinn anzutreiben, so verbleibt die Feder 74 20 horizontalen Stellung hängenbleibt, ist ein Block 123

in einer beispielsweise in den F i g. 8 und 10 ge- an der Auslösefeder 124 in einer Lage befestigt, daß

zeigten entspannten Lage, während das Eigendreh- die Klinke 114 an dem Block 123 anschlägt, wenn

moment der Antriebswelle 56, des Joches 64 und des sie in die in der F i g. 3 gezeigte Lage angehoben

Kreiselrotors 44 bewirkt, daß sich die Antriebswelle wird. Die Klinke wird dadurch zwangläufig in die

weiter im Uhrzeigersinn dreht, bis die Kante 88 von 25 nach unten zeigende Lage gemäß der F i g. 3 gedreht;

der Lippe 86 an der Spiralfeder 74 getrennt ist, was . die Hauptaufgabe der Auslösefeder 124 wird an-

in der F i g. 10 gezeigt ist. Wie anschließend im ein- schließend noch beschrieben.

zelnen noch beschrieben wird, wird diese Trennung Zur Erreichung einer automatischen Betätigung

bzw. das Auseinanderrücken der Mitnehmerkante der Entriegelungsvorrichtung für die Feder 74 ist ein

und der Lippe dazu verwendet, die Ausrückung des 30 Kolben 125 vorgesehen, der in einem Zylinder 126

Joches 64 aus dem Kreiselrotor 44 auszulösen. gelagert und axial nach oben bewegbar ist, wobei

Die Anordnung zum Aufwickeln, Verriegeln und der Zylinder 126 in einer zylindrischen Bohrung 127 Entriegeln der Spiralfeder 74 ist besonders deutlich eines Blockes 128 sitzt, der wiederum am R.ahmen aus den F i g. 2 und 3 in Verbindung mit der F i g. 1 10 befestigt ist. In der in F i g. 2 gezeigten Lage zu ersehen. Eine Spezialmutter 102 mit einem Links- 35 befindet sich der Kolben 125 vollständig in dem Zylingewinde ist auf einem mit einem ähnlichen Gewinde der 126, und eine Nockenfläche 129 an der Unterversehenen Zapfen 104 aufgeschraubt, der einen seite des Armes 120 liegt auf dem oberen Ende des Fortsatz der Antriebswelle 56 bildet. Auf dem Zap- Kolbens auf. Der Kolben 125 wird nach außen und fen 104 ist weiter ein Ring 106 aufgedreht, der in oben gegen die Nockenfläche 129 am Schwenkarm einer besonderen Stellung entlang dem Zapfen 104 40 120 durch einen Druck bewegt, der gegenüber seinem durch Anziehen der Mutter 102 gesichert wird, wenn inneren Ende durch Explosion einer Ladung in dem diese an dem Ring 106 anliegt. Der Ring 106 besitzt unteren Abschnitt 130 der Bohrung 127 erzeugt wird, einen in Umfangsrichtung verlaufenden Flansch 108, Elektrische Leiter 132 und 134, die mit Anschlußder als Widerlager für den inneren Laufring des Lagers klemmen 135 und 136 verbunden sind, können zur 60 dient und durch diesen arretiert wird, wenn die 45 Zündung der Explosivladung in Abhängigkeit von Antriebswelle 56 gemäß F i g. 1 nach links gedrückt dem Schließen eines außenliegenden Schalters vorwird. Die Lage des Ringes 106 auf dem Zapfen 104 gesehen sein, der an einer nicht gezeigten außenwird so lange eingestellt, bis bei Berührung· des Rin- liegenden Spannungsquelle angeschlossen ist. Auf ges 106 mit dem inneren Laufring des Lagers 60 die diese Weise kann die Spiralfeder 74 durch eine elek-Finger 66 und 68 des Joches 64 gerade ausreichend 50 trische Fernsteuerung ausgelöst werden. Der Kolben tief in die Schlitze 70 und 72 in dem Steg 54 hinein- 125 ist an seinem inneren Ende mit einem Flansch ragen, um die Antriebsverbindung herzustellen. Die 137 versehen, und der Zylinder 126 weist eine Schul-Mutter 102 weist ferner ein Paar von diametral ein- ter 138 auf, gegen die sich der Flansch 137 legt, ander gegenüberliegenden Ausnehmungen 110 und wenn er nach oben gedrückt wird, um eine druck-112 auf, die in deren Umfang eingeschnitten und mit 55 dichte Abdichtung zu schaffen. Auf diese Weise wird einer Klinke 114 in Eingriff bringbar sind, wenn die der durch die Explosion einer Ladung in dem unte-Spiralfeder 74 sich zwischen Feder-Aufwickel-Dre- ren Abschnitt 130 der Bohrung 127 erzeugte Druck hungen abzuwickeln sucht. In der äußeren Seite der unterhalb des Kolbens eingefangen, so daß der KoI-Mutter 102 sind ferner ein Paar diametral einander ben während der Arbeit der Spiralfeder in der oberen gegenüberliegende Öffnungen 116 und 118 vor- 60 Lage gemäß Fig. 3 gehalten wird,
gesehen, in die Vorsprünge eines Spczialwerkzcuges Die Antriebswelle 56 wird stetig von der Auslöseeingesteckt werden können, um ein Drehmoment feder 124 aus der ersten, in der Fig. 1 in vollen auf die Mutter 102 auszuüben und die Antriebs- Linien dargestellten Lage, in der die Finger des welle 56 zwecks Aufwicklung der Spiralfeder 74 Joches 64 in den Steg 54 des Krciselrotors 44 einzu drehen. 65 greifen, in eine zweite axiale Stellung gedrückt, die

Die Klinke 114 stellt ein Teil eines Gelenkes dar, weiter rechts liegt und in der die Jochfinger 66 und

dessen anderer Teil einen Schwenkarm 120 umfaßt. 68 aus den Schlitzen in dem Steg 54 ausgerückt sind.

der an dem Rahmen 10 mittels einer Lagerschraubc Die Lagen der Feder 124, des Blockes 123 und der

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Mutter 102 in dieser zweiten axialen Stellung der im verstärkten Ausmaß während des oben beschrie-Antriebswelle sind in gestrichelten Linien in der benen Vorganges auftreten würde.
F i g. 1 angedeutet. Die Auslösefeder 124 besteht aus Es wird bemerkt, daß die vorstehend beschriebene einer doppel-U-förmigen Blattfeder, deren einer Teil Vorrichtung somit auf einen entspannten Zustand der 142 bei 143 am Rahmen 10 befestigt ist und deren 5 Spiralfeder 74 anspricht, wie dies durch die Drehanderer äußerer Teil 144 den Zapfen 104 umfaßt und bewegung zwischen der Welle 56 und der Feder 74 gegen die innere (linke) Fläche der Mutter 102 so an- angedeutet ist, wobei die Finger 66 und 68 des liegt, daß er die Mutter 102 und die Antriebswelle 56 Joches 64 augenblicklich aus den entsprechenden gemäß F i g. 1 nach rechts drückt, auch wenn die Welle Schlitzen 70 und 72 in dem Steg 54 des Kreiselrotors 56 umläuft. Wenn sich jedoch die Spiralfeder 74 in io 44 ausgerückt werden, so daß der Kreiselrotor anihrem aufgewickelten Zustand befindet, wird eine schließend seine Drehung fortsetzen kann, und zwar solche Axialbewegung der Welle 56 nach rechts durch ungehindert durch die Spiralfeder 74.
einen Anschlag 146 verhindert, der an der äußeren Wie besonders deutlich aus den F i g. 1, 2 und 5 Fläche der Antriebswelle 56 an der linken Seite der hervorgeht, kann ein elektrisches Signal erzeugt wer-Spiralfeder 74 befestigt ist und an deren Lippe 86 15 den, das eine ausreichende Bewegung der Welle 56 anliegt, wie dies z. B. besonders deutlich aus den nach rechts anzeigt, bei der der Kreiselrotor 44 von F i g. 1 und 12 hervorgeht. Der Anschlag 146 besteht dem Joch 64 gelöst ist, indem ein Mikroschalter 154 aus einer scheibenförmigen Rolle 147, die leicht dreh- gemäß F i g. 1 an der rechten äußeren Seite des bar auf einer Welle 148 gelagert ist, die radial zur Rahmens 10 befestigt wird, wobei der Federarm 156 Antriebswelle 56 verläuft, wobei die untere Fläche so des Mikroschalters so angeordnet ist, daß er nur der Rolle 147 ein geringfügiges Spiel zur äußeren dann von der äußeren Fläche 157 der Auslösefeder Fläche der Welle 56 hat. Wie besonders deutlich aus 124 betätigt wird, wenn diese Fläche aus der in den F i g. 8 und 12 hervorgeht, ist, wenn sich die vollen Linien in F i g. 5 gezeigten Lage, in der das Spiralfeder74 in ihrem in der Fig. 1 gezeigten voll Joch64 im Eingriff mit dem Kreiselrotor 44 steht, aufgewickelten Zustand befindet, der Anschlag 146 as in die in der Fig. 5 in gestrichelten Linien darin Umfangsrichtung auf der Welle 56 neben der Mit- gestellte Lage bewegt worden ist, in der das Joch nehmerkante 88 eingestellt, so daß er mit der Lippe von dem Kreiselrotor 44 gelöst ist.
86 der Spiralfeder 74 axial ausgerichtet ist, wenn sich Zur Fesselung und Entfesselung oder Freigabe die Lippe in Antriebsberührung mit der Kante 88 des Kreiselrotors 44 gemäß, einer Weiterbildung der befindet. Der Anschlag 146 ist ferner so hoch, daß 30 Erfindung ist eine Fesselungswelle 160 mit einem er auf Grund der Wirkung der Auslösefeder 124 Flansch 161 an ihrem einen Ende vorgesehen, die in Anlage mit der Lippe 86 kommen kann. Wie je- z.B. in den Fig. 1, 6, 7 und 9 gezeigt ist. Die Fessedoch besonders deutlich-aus der Fig. 10 hervorgeht, lungswelle 160 ist gleitbar in der Antriebswelle 56 ist der Anschlag 146 niedrig genug, daß er unter der und koaxial zu dieser gelagert und wird durch eine ersten Windung 149 der Spiralfeder 74 hindurch- 35 Fesselungsfeder 162 gegen den Kreiselrotor 44 getreten kann, wenn die Spiralfeder 74 abgewickelt ist. drückt. Zu diesem Zweck ist am linken Ende der

Wenn, wie deutlich aus F i g. 10 zu ersehen ist, die Antriebswelle 56 eine zentrale Bohrung 164 vorEnergie der Spiralfeder 74 verbraucht ist, dreht sich gesehen, die in den zuletzt genannten Figuren zu die Lippe 86 an dieser nicht länger mit der Welle 56, sehen ist und die die Welle 160 aufnimmt. Die Feder während die Welle 56 ihre Drehung gemäß F i g. 10 40 162 ist in einem Raum 165 eingebaut, der zwischen im Uhrzeigersinn auf Grund ihres Eigendrehmomen- dem rechten Ende der Welle 160 und dem Bogen der tes und demjenigen des Kreiselrotors 44 fortsetzt, mit Bohrung 164 ausgebildet ist. Wenn sich die Antriebsdem sie gekuppelt ist, wobei sie sich somit in bezug welle 56 in ihrer ersten, am weitesten links gelegenen auf die Feder 74 im Uhrzeigersinn dreht, bis der axialen Stellung befindet, in der das Joch 64 mit Anschlag 146, wie in F i g. 9 gezeigt ist, an dem Ende 45 dem Kreiselrotor 44 im Eingriff steht, drückt die der Lippe 86 vorbeirollt und ermöglicht, daß die Feder 162 die flache Stirnseite des flanschförmigen Welle 56 unter der Wirkung der Auslösefeder 124 Endes 161 der Fesselungswelle gegen eine entspre-Ui ihre äußerste rechte Lage vorschnellt. Dabei tritt chend ebene Fesselungsfläche an der benachbarten der Anschlag 146 unter der ersten Windung 149 der Seite des äußeren Laufringes des Lagers 46.
Spiralfeder 74 hindurch. Die Fig. 11 zeigt die Lagen 50 Die Fesselungswelle 160 ist mit einem fest an ihr des Anschlags 146 und der Welle 56, nachdem der angeordneten radial abstehenden Stift 166 versehen, Anschlag 146 an der Lippe 86 vorbeigelangt und der in einen axialen Schlitz 168 der Antriebswelle unter dem Einfluß der Auslösefeder 124 in axialer 56 hineinragt. Der Stift 166 dient zur Übertragung Richtung bewegt worden" ist. Da das Joch 64 an der von Rotationsenergie von der Antriebswelle 56 auf Welle 56 befestigt ist, bewegt es sich ebenfalls nach 55 die Fesselungswelle 160 und bewirkt, daß sich die rechts aus der Stellung, in der es, wie in Fig: 1 Welle 160 mit der Antriebswelle 56 dreht. Der gezeigt ist, in den Steg 54 eingreift, in eine Stellung, Schlitz 168 erstreckt sich in axialer Richtung ausin der es bei seiner nach rechts verlaufenden Be- reichend weit gegen den Kreiselrotor 44 hin, um zu wegung durch die Anlage seiner rechten Seite 150 ermöglichen, daß das flanschförmige Ende 161 der gegen den Teil 152 des Rahmens 10 arretiert wird, 60 Welle 160 an der Seitenfläche des Kreiselrotors 44, wie dies in F i g. 7 gezeigt ist. Die Axialbewegung der wie in F i g. 1 gezeigt ist, anliegen kann, wenn der Welle 56 wird durch diese Anlage ebenfalls an- Kreiselrotor im Eingriff mit dem Antriebsjoch 64 gehalten. steht, und somit die Drehachse des Kreiselrotors 44

Die Rollbewegung der Rolle 147 des Anschlages in einer festen Winkellage koaxial zur Achse a-a zu

146 entlang dem Ende der Lippe 86 ermöglicht eine 65 halten. Der Schlitz 168 erstreckt sich ferner in axialer

leichtgängige Axialbewegung der Welle 56 in bezug Richtung von dem Stift 166 aus gegen das Joch 64

auf die Lippe 86, wodurch der Gleitwiderstand auf um ein vorbestimmtes Ausmaß, derart, daß sich die

einen minimalen Wert herabgesetzt wird, der sonst Antriebswelle 56 in axialer Richtung nach rechts um

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eine vorbestimmte Strecke bewegen kann, bevor das zierten Impulse zeigt dann die Kreiselumlauf-Ende 170 des Schlitzes 168 mit dem Stift 166 in Be- geschwindigkeit an. Wenn ein solcher Magnet 194 rührung kommt. Die Auslösefeder 124 ist stärker als vorgesehen ist, wird der Kreisel dadurch ausgewuchdie Fesselungsfeder 162, so daß, wenn sich die Spiral- tet, daß an der Kreiselscheibe ein diametral entgegenfeder 74 abgewickelt hat und die Antriebswelle 56 5 gesetztes Ausgleichsgewicht angebracht wird,
gemäß F i g. 1 durch die Auslösefeder 124 so weit Die elektrische Stromzuführung und der elektrische nach rechts bewegt worden ist, daß das Ende 170 Signalausgang für die vorbeschriebenen Abgriffe und des Schlitzes 168 in Berührung mit dem Stift 166 die Drehzahl-Anzeigeanordnung können über elekgelangt, die Welle 160 erfaßt und mit der Antriebs- trische Kabel 198 vorgenommen werden, die an welle zusammen nach rechts bewegt wird, wobei das io Klemmen 200 angeschlossen sind,
flanschförmige Ende 161 der Welle 160 von der An- Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen lage mit dem Kreiselrotor 44 gelöst und dieser ent- Gerätes ist wie folgt:

fesselt oder freigegeben wird. Die Anordnung des Wenn der Rahmen 10 fest in einer Halterung geStiftes 166 und des Schlitzes 168 bildet daher eine haltert und die Abdeckung 32 entfernt ist, wird ein Leerlauf-Mitnahme-Vorrichtung, durch die der Krei- 15 Spezialwerkzeug in die öffnungen 116 und 118 der selrotor 44 nur entfesselt wird, nachdem die An- Spezialmutter 102 eingesetzt. Das Werkzeug wird um triebswelle 56 um eine vorbestimmte Strecke von die Achse a-a der F i g. 1 gedreht, bis die Finger 66 dem Kreiselrotor 44 wegbewegt worden ist. Die Stel- und 68 mit den Schlitzen 70 und 72 fluchten. Die lungen und Abmaße des Stiftes 166 und des Schlitzes Welle 56 wird dann nach innen gedrückt, z. B. ge- 168 sind so festgelegt, daß der Kreiselrotor 44 nur 20 maß F i g. 1 nach links, indem ein Druck auf das entfesselt wird, nachdem die Finger 66 und 68 des Werkzeug ausgeübt wird, bis die Finger 66 und 68 Joches 64 infolge der axialen Bewegung der Welle in die Schlitze 70 und 72 eintreten. Dadurch wird 56 aus den Schlitzen 70 und 72 herausgezogen sind. auch die Auslösefeder 124 angespannt und das Ende Dieser Vorgang ist deutlich aus den F i g. 6 und 7 zu der Welle 160 gegen den Kreiselrotor 44 gedrückt, ersehen, wobei die F i g. 6 die Stellung der Antriebs- »5 Während die Welle 56 weiter nach innen gedrückt welle 56 zeigt, in der die Jochfinger 66 und 68 gerade -wird, wird das Werkzeug gemäß F i g. 2 entgegen dem aus den Schlitzen 70 und 72 in dem Steg 54 aus- Uhrzeigersinn gedreht und, nachdem die Mitnehmergerückt sind, das flanschförmige Ende 161 der Welle kante 88 in Eingriff mit der Lippe 86 an der Spiral- 160 jedoch noch immer an der Seitenfläche des feder 74 gebracht ist, wird bei fortgesetzter Drehung Kreiselrotors 44 anliegt. Die F i g. 7 zeigt den Zu- 30 des Werkzeuges die Spiralfeder 74 aufgewickelt. Bei stand, in dem die Antriebswelle 56 ausreichend weit jeder halben Umdrehung der Welle 56 fällt die nach rechts bewegt worden ist, so daß der Stift 166 Klinke 114 in eine Ausnehmung in der Mutter 102 von dem rückwärtigen Ende 170 des Schlitzes 168 ein und verhindert ein Abwickeln der Feder. Sobald erfaßt und das flanschförmige Ende 161 von dem mit dem Aufwickeln begonnen worden ist, verhindert Kreiselrotor 44 gelöst ist, um einen ungehinderten 35 der Anschlag 146 ein Herausspringen der Antriebs-Kreiselbetrieb zu ermöglichen. Durch diese Anord- welle 56, und die nach innen gerichtete Kraft des nung ist gewährleistet, daß der Kreiselrotor 44 in Werkzeuges wird nunmehr während des weiteren seinen freien Zustand gebracht wird, wobei seine Aufwickeins der Feder nicht langer benötigt. Um Drehachse entlang der Achse a-a- der F i g. 1 aus- einen gleichmäßigen Betrieb bei verschiedenen Kreigerichtet ist, ohne daß die Finger 66 und 68 den 40 sein zu erreichen, ist die Spiralfeder 74 normaler-Kreiselrotor 44 während der Trennung des Joches weise mit einer spezifischen Zahl von Windungen 64 von dem Kreiselrotor störend beeinflussen oder um die Welle 56 gewickelt, beispielsweise mit 15 Winbehindern. düngen. Wenn die Feder 74 auf diese Weise auf-

Elektrische Abgriffe, wie etwa die in der F i g. 4 gezogen worden ist, wird die Abdeckung 32 wieder

bei 180,182,184 und 186 gezeigten, können in Ab- 45 aufgebracht, und der Kreisel ist betriebsbereit,

ständen von 90° rund um den Rand des Kreisel- Wenn der Kreisel in Betrieb genommen und auf

rotors 44 vorgesehen sein, um elektrische Anzeigen die Umlaufgeschwindigkeit gebracht werden soll,

von der Neigung der Drehachse des Kreiselrotors in wird an den Klemmen 135 und 136 eine elektrische

bezug auf den Rahmen 10 zu liefern. Wie beispiels- Spannung angelegt, um die Ladung in der Bohrung

weise in Verbindung mit dem Abgriff 180 gemäß 50 127 zu zünden, wodurch die Klinke 114 aus ihrer

F i g. 1 angedeutet ist, weist jeder Abgriff eine zen- Ausnehmung in der Mutter 102 ausgerastet und in

trale Primärwicklung 188 auf, die mit dem Mittel- der in F i g. 3 gezeigten Lage gehalten wird. Dadurch

punkt des Scheibenrandes 52 fluchtet, wenn sich die kann sich die Feder 74 augenblicklich abwickeln und

Kreiseldrehachse auf der Achse a-a befindet, und die den Kreiselrotor schnell auf die Umlaufgeschwindig-

an Wechselspannung angelegt ist; jeder Abgriff weist 55 keit bringen. Wenn die Feder 74 entspannt ist, bewegt

weiter zwei Sekundärspulen 190 und 192 auf die sich der Anschlag 146 an der Lippe 86 an der Spiralsymmetrisch an den gegenüberliegenden Seiten der feder 74 vorbei, so daß die Auslösefeder 124 die

Primärspule 188 im Abstand von dieser angeordnet Antriebswelle 56 ruckartig in ihre äußerste rechte

sind. Dieser Abgriff in der Art eines Differential- Lage verstellen kann, in der das Joch 64 von dem

transformators und die Art seiner elektrischen Zu- 60 Kreiselrotor 44 getrennt ist.

sammenschaltung mit den anderen gleichartigen Ab- Im Verlauf der Bewegung des Joches 64 nach

griffen sind bekannt und werden daher hier im ein- rechts wird die Fesselungswelle 160 erfaßt und so

zelnen nicht beschrieben. weit nach rechts bewegt, daß sie den Kreiselrotor

Zur Anzeige der Drehzahl des Kreisels kann auf entfesselt bzw. freigibt. Der letztgenannte Vorgang

dem Rand des Kreiselrotors 44 ein Permanentmagnet 65 findet erst dann statt, nachdem die Finger 66 und 68

194 befestigt sein, der bei jeder Umdrehung des des Joches 64 ausreichend weit nach rechts bewegt

Kreiselrotors 44 einmal an einer Abgriffspule 196 worden sind, daß sie keine Behinderung für den

vorbeiläuft. Die Frequenz der in der Spule 196 indu- Kreiselrotor 44 bilden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Federgetriebener Kreisel mit einer gehäusefest gelagerten, axial verschiebbaren Antriebswelle, die in ihrer Antriebsstellung durch eine Kupplung mit dem Kreiselrotor verbunden ist S und unter der Wirkung einer als Spiralfeder ausgebildeten Antriebsfeder Antriebsenergie auf den Kreiselrotor überträgt, die jedoch nach Entspannung der Antriebsfeder eine Freigabestellung einnimmt, in der die Kupplung zum Kreiselrotor *° ausgerückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschiebung der Antriebswelle (56) von der Antriebs- in die Freigabestellung eine Auslösefeder (124) vorgesehen ist; daß die Verbindung zwischen dem inneren Ende der Antriebsfeder (74) und der Antriebswelle (56) eine nur in gespanntem Zustand in Eingriff kommende Mitnehmerverbindung ist und daß zur Verriegelung der Antriebswelle in der Antriebsstellung bis zur Entspannung der Antriebsfeder ein Anschlag (146) auf der Antriebswelle angeordnet ist, der unter der Wirkung der Auslösefeder (124) zunächst gegen das in Mitnahmekontakt mit der Antriebswelle befindliche innere Ende der Antriebsfeder andrückt und nach Entspannung der as Antriebsfeder in die sich öffnende Mitnehmerverbindung einrückt.

2. Kreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösefeder (124) als doppel-U-förmige Blattfeder ausgebildet ist, deren einer Teil (142) am Kreiselgehäuse (10) befestigt ist und deren anderer Teil (144) einen sich an der Antriebswelle (56) befindenden, in axialer Richtung verlaufenden Zapfen (104) umfaßt und gegen die innere Fläche einer auf dem Zapfen angeordneten Mutter (102) anliegt.

3. Kreisel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der axialen Verschiebung der Antriebswelle (56) in Richtung der Antriebsstellung mit einem auf dem Zapfen (104) angeordneten Stellring (106) einstellbar ist.

4. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die in gespanntem Zustand der Auslösefeder (124) in Eingriff kommende Mitnehmerverbindung eine sich am inneren Ende der Spiralfeder (74) befindende Lippe (86) und ein auf der Antriebswelle (56) angeordnetes hülsenartiges Formstück (90, 92) aufweist, welches an seinem entgegen der Drehrichtung der Antriebswelle (56) gerichteten Ende (100) als Mitnehmerkante (88) geformt und an dem in Drehrichtung der Antriebswelle (56) gerichteten Ende (98) mit einer Abschrägung versehen ist.

5. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Antriebswelle (56) angeordnete Anschlag (146) als eine sich um eine Achse (148) senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle drehende Rolle (147) ausgebildet ist.

6. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung des Kreiselrotors als eine von einem Universallager getragene Schwungscheibe und bei Verwendung einer Kupplung, die lediglich das Antriebsmoment übertragen, jedoch keine Fesselung des Kreiselrotors in der koaxial zur Antriebswelle .verlaufenden Nullage der Rotorachse bewirken kann, eine Fesselungsvorrichtung vorgesehen ist, die aus einer in der Antriebswelle (56) koaxial zu dieser angeordneten, durch eine axial wirkende Feder (162) beaufschlagten Fesselungswelle (160) und einem an letzterer befestigten, in der Antriebsstellung der Antriebswelle gegen eine Stirnseite der Nabe (50) der Schwungscheibe (44) drückenden Fesselungsflansch (161) besteht, und daß die Antriebswelle (56) im Bereich der hineinragenden Fesselungswelle (160) einen axial verlaufenden Schlitz (168) aufweist, in den ein sich radial von der Fesselungswelle erstreckender Stift (166) hineinragt, wobei die relative Lage des Stiftes im Schlitz so gewählt ist, daß bei Bewegung der Antriebswelle in die Freigabestellung die Entfesselung erst erfolgt, wenn die Kupplung ausgerückt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen