DE149294C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT,

PATENTSCHRIFT

Ja 149294 KLASSE 42 a.

A. PAUL JAPY in PARIS. Geschwindigkeitsanzeiger für Fahrzeuge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16, Juli 1903 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft einen bei Selbstfahrern, Straßenbahnwagen, Lokomotiven oder dergl. zu verwendenden Geschwindigkeitsanzeiger, welcher mit dem betreffenden Fahrzeuge in feste Verbindung gebracht wird und dem Führer des Wagens oder dergl. gestattet, in jedem Zeitpunkt die augenblickliche Geschwindigkeit aus der Stellung eines Zeigers auf einem zweckentsprechend eingeteilten Zifferblatt zu erkennen. Zifferblatt und Zeiger drehen sich in demselben Sinne. Die Drehung des Ziffernblattes geschieht durch ein fortwährend von der zu prüfenden Welle aufgezogenes und gebremst ablaufendes Federwerk, während der Zeiger durch ein auf der Aufziehwelle festsitzendes Rad gedreht wird.

Der Hauptteil der Vorrichtung besteht in dem bereits erwähnten gebremst ablaufenden Federwerk, welches derart eingerichtet ist, daß seine Geschwindigkeit um so mehr steigt, je größer der Aufziehweg ist, d. h. je schneller die Aufziehwelle gedreht wird.

Wie bekannt, wird beim gewöhnlichen Uhrwerk mit Federgehäuse und Zwischentrieben die Bewegung auf einen Windfang übertragen, der so eingerichtet ist, daß, wenn die Drehgeschwindigkeit η der Federgehäusewelle sich in einem gewissen Verhältnisse K verändert, die Drehgeschwindigkeit ν des Windfanges nur proportional zu der Kubikwurzel des betreffenden Verhältnisses JC verändert wird. Daraus geht hervor, daß, wenn der Wert von η steigt, der Aufziehweg α der Feder des Federgehäuses sich vergrößert, weil das Federgehäuse, welches mit dem Windfang in Verbindung steht, sich weniger schnell als seine Welle dreht.

Unter dem Einflüsse dieser Vergrößerung des Aufziehweges der betreffenden Feder steigert sich aber der Widerstand r des Federgehäuses, und es vergrößert sich daher die Geschwindigkeit des Windfanges, bis das Federgehäuse, sowie seine Welle ein und dieselbe Geschwindigkeit annehmen.

Unter diesen Umständen erhellt es ohne weiteres, daß, wenn man die Werte von a abmißt, man die Werte von η erhalten kann, weil jedem Wert von η ein Wert von α entspricht.

Nun gestattet der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Apparat, diese Messung herbeizuführen; zu diesem Zwecke besteht derselbe aus einem beweglichen Ziffernblatt, welches von dem Federgehäuse und seiner Welle abhängig ist, sowie aus einem von der Federgehäusewelle oder dem Federgehäuse selbst abhängigen Zeiger, der sich vor dem Ziffernblatt in ein und derselben Richtung bewegt.

Es ist jedoch zu bemerken, daß, da der Wert von r für praktische Zwecke sich in sehr geringen Grenzen verändert und derselbe einen Maximalwert besitzt, welcher der Stellung entspricht, bei welcher die Feder vollständig aufgezogen ist, man auf diese Weise nur Beobachtungen für Werte, die dem Faktor K ziemlich nahe liegen, d. h. für wenig voneinander verschiedene Geschwindigkeiten, machen könnte.

Um diesem Übelstande abzuhelfen, wird das Federtriebwerk nach vorliegender Erfindung

von einem Windfang gebremst, welcher so eingerichtet ist, daß die Werte von ν sich viel schneller vergrößern, als proportional zur dritten Wurzel von K.

Die praktische Verwirklichung eines auf dem angegebenen Prinzip begründeten _,Wind-

fanges kann auf verschiedene Weise erfolgen, indem man die verschiedenen Faktoren, von

, denen die Geschwindigkeit des Windfanges

ίο abhängig ist, berücksichtigt. So z. B. kann man die Form und Oberfläche des Windfanges derart wählen, daß dieselben nicht stets gleich bleiben bezw. konstant sind, sondern, umgekehrt proportional zu der Geschwindigkeit des Windfanges sich verändern. Ferner kann man der Feder des Federgehäuses einen Querschnitt geben, der sich nach Maßgabe der Entfernung von der Federgehäusewelle vergrößert, derart, daß man eine Feder mit sich steigernder Wirkung erhält. Schließlich kann man die beiden genannten Mittel miteinander verbinden.

In dem ersten Falle kann man die Flügel des Windfanges beweglich um Scharniere anordnen, die parallel zu der Achse des Windfanges gerichtet sind, oder man kann die betreffenden Flügel mit Spiralfedern in Verbindung bringen, die sich desto mehr auf der Wind fangwelle aufwickeln, als der Windfang sich schneller bewegt. Kurzum, man kann die Flügel in irgend einer geeigneten W^Teise anordnen, damit ihre relative Bewegung in bezug auf die Windfangwelle die Oberfläche des Windfanges vergrößert und seine Gestalt zum Gleiten der Luft über seine Seitenteile geeigneter gemacht wird.

In' nachfolgendem wird an Hand der Zeichnungen ein gemäß vorliegender Erfindungeingerichteter Geschwindigkeitsanzeiger beschrieben.

In dieser Zeichnung ist:
Fig. ι eine Vorderansicht der Vorrichtung, wie dieselbe dem Wagenführer erscheint, wenn derselbe sich auf seinem Sitze befindet.

Fig. 2 zeigt einen Seitenriß im teilweisen Schnitt des Apparates, wobei die zwischen dem Federgehäuse und dem Windfang vorhandenen Triebe entfernt gedacht sind.
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht der Gesamtteile, die zur Übertragung der Bewegung von dem Motor auf das Federgehäuse und den Windfang dienen.

Die Fig. 4, 5, 6, 7 und 8 veranschaulichen gewisse Anordnungen der Flügel des Windfanges, die dem bereits angegebenen Zwecke entsprechend gestaltet sind.

Der Geschwindigkeitsanzeiger ist in passender Weise mit dem Boden 1 des Fahrzeuges derart verbunden, daß die Ebene des Zifferblattes annähernd senkrecht zu der Sehlinie des Führers gerichtet ist. Das Federtriebwerk der Vorrichtung wird durch eine Welle 2 aufgezogen, die mit der Antriebwelle des Fahrzeuges durch Verriiittelung einer besonderen, in der Zeichnung nicht dargestellten Übersetzung verbunden ist. Zu diesem Zwecke können Nutenscheiben benutzt werden, die mittels einer Darmsaite miteinander in Verbindung stehen. Die Welle 2 wird mittels eines Lagers 5 und einer Führungsbuchse 6 in den Rahmen 4 gelagert und trägt ferner eine Schnecke 7, die ein Rad 8 mit geeigneter Verzahnung dreht, welches Rad auf eine von dem Rahmen getragene Welle 9 aufgekeilt ist.

Um eine tadellose Drehung der W^Telle 2 in ihren Lagern auch dann zu sichern, wenn die geometrische Achse der diese Welle antreibenden Scheibe mit der geometrischen Achse der Schnecke nicht genau übereinstimmt, ist bei 3 eine kardanische Gelenkverbindungvorgesehen. Die Welle 9 trägt ferner ein Zahnrad 10, welches mit einem von der Welle 12 des Federgehäuses eines Uhrwerks getragenen Kronenrade in Eingriff steht. Dabei wird der Windfang 14 von dem Federgehäuse durch die Zahnräder 15-16, 17-18 und 19-20 in Umdrehung versetzt. Von dem Federgehäuse wird außerdem ein Zifferblatt 21 unter Vermittelung der Zahnräder 22 und 23 gedreht, und zwar ist das Rad 23 auf einer hohlen Welle 24 aufgekeilt, die ebenfalls das Zifferblatt 21 trägt. Die Aufziehwelle 12 des Federgehäuses überträgt ihre Bewegung auf einen dem Zifferblatt 21 parallelen Zeiger 25 mittels der Zahnräder 26, 27, deren eines 26 auf der Welle 12 fest aufsitzt, während das andere Rad 27 und der Zeiger 25 auf eine Welle 28 aufgekeilt sind, die. durch die hohle Welle 24 hindurchgesteckt ist. Die Achsen bezw. Wellen 29 und 30 werden durch parallele Wände 31 und 32 im Innern des das Uhrwerk enthaltenen Gehäuses getragen, und es ist femer eine Brücke 33 vorgesehen, um die Zwischenwelle 34 zu tragen (Fig- 3). wodurch mehr Platz für den Windfang gewonnen wird. Die Bewegungsübertragungen von dem Federgehäuse auf das Zifferblatt und von der Aufziehwelle auf den Zeiger können selbstverständlich auch in irgend einer anderen Weise bewirkt werden als durch die in der Zeichnung dargestellten Triebe, welche nur als Beispiel einer Ausführungsform und wegen ihrer großen Einfachheit gewählt worden sind. Ferner können die Wellen bezw. Achsen des Uhrwerks mit Gegenzapfen versehen sein, wenn ihre Drehgeschwindigkeit es erforderlich macht.

Die beschriebenen Räderübersetzungen setzen die Drehgeschwindigkeit des Zifferblattes 21, sowie des Zeigers 25 so weit herab, daß die , Zeigerstellung genügend deutlich abgelesen

werden kann. Zu diesem Zweck wird das Zifferblatt zweckmäßig noch in zwei verschiedenfarbige Felder geteilt.. Beispielsweise zeigt die in der Zeichnung dargestellte Ausführitngsf'orm eine Übersetzung von ι : 2 zwischen den Rädern 22-23 und 26-27, so daß bei zwei Umdrehungen der Welle und des Federgehäuses, der Zeiger und das Zifferblatt nur eine Umdrehung erfahren. Beträgt insbesondere die Aufziehung der Feder des Federgehäuses zwei volle Umdrehungen, so eilt der 'Zeiger auf dem Zifferblatt um eine ganze Umdrehung vor. Schließlich muß das Federgehäuse mit einer Rückstellvorrichtung versehen sein, zu dem Zwecke, den Zeiger genau wieder auf Null zu bringen, wenn die Maschine sich in Ruhe befindet.

Der ganze Geschwindigkeitsanzeiger ist in einem Gehäuse 35 untergebracht, welches einen mit Öffnungen versehenen Deckel 36 besitzt, . der eine dem Zeiger und dem Zifferblatt gegenüber angeordnete Scheibe 37 trägt. Ein in der Zeichnung nicht dargestelltes eisernes Gehäuse enthält die zur Übersetzung dienenden Teile.

Die.Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform der Windfangflügel gemäß vorliegender Erfindung. Die Welle 30 des Windfanges· trägt zwei tellerförmige Teile 39, die Scharniere 40 zur Aufnahme der Wellen 41 der Flügel 42 tragen. Gegen die Flügel , drücken außerdem an der Windfangquelle befestigte Spiralfedern 43. Der Pfeil 44 zeigt den Drehsinn und der Pfeil 45 die Richtung des Luftwiderstandes auf der λ^οιχίει^είίε der Flügel, deren hintere Seite auf den Spiralfedern 43 aufruht, die desto mehr gespannt werden, je größer die Geschwindigkeit des Windfanges ist, und dadurch das eingangs erwähnte Ergebnis herbeiführen.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere, für denselben Zweck bestimmte Anordnung der Windfangflügel. In dem vorliegenden Falle sind die Flügel 42 an den Federn 43 befestigt, deren Befestigungspunkt auf der Welle 30 des Windfanges liegt. In der Ruhelage nehmen diese Flügel die in Fig. 7, während des Ganges dagegen die in Fig. 8 gezeigte Lage ein. In dem letzteren Falle nähern sich die Flügel der Achse 30, weil die Federn 43 aufgerollt werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Federgehäuse, dessen Wirkung allmählich zunimmt, nicht dargestellt, da es wohl genügt, darauf hinzuweisen, daß bei einem solchen Federgehäuse der Querschnitt der Feder nach Maßgabe von der Entfernung vom Mittelpunkt sich vergrößert.

Die Fig. 1 zeigt als Beispiel einer Ausführungsform ein Zifferblatt, welches für einen Motor, der bei drei oder vier Geschwindigkeiten arbeitet und eine Höchstgeschwindigkeit von 60 Kilometern pro Stunde zu erzielen ermöglicht, bestimmt ist. Das Zifferblatt ist in Kilometerstunden eingeteilt und ist mit drei konzentrischen Kreisen versehen, welche von außen nach innen der dritten, zweiten und ersten Geschwindigkeit entsprechen, wenn die Maschine mit drei Geschwindigkeiten arbeiten kann, dagegen für die vierte, dritte und zweite Geschwindigkeit gelten, wenn die Maschine vier Geschwindigkeiten zu erzielen imstande ist.

In dem letzteren Falle kann die erste Geschwindigkeit berechnet werden, wenn man weiß, in welchem Verhältnisse sich dieselbe zu einer der drei anderen befindet. Selbstverständlich könnte man aber auch das Zifferblatt mit vier Kreisen versehen.

Was die Gesamtanordnung des Apparates betrifft, so bleibt sie für beliebige Fahrzeuge gleich, und es sind die einzigen veränderlichen Faktoren die folgenden:

Die Einteilung des Zifferblattes, die Verhältnisse der Plalbmesser der Räder 22-23 und 26-27 und dasjenige der Halbmesser des Kronenrades 11, sowie des Stirnrades 10, wobei letzteres Trieb gegebenenfalls durch ein Schneckengetriebe ersetzt werden kann.

Diese Faktoren sind leicht zu berechnen, wenn man die Höchstgeschwindigkeit der Fahrzeuge, den Durchmesser der Antriebräder, sowie die .Zähnezahl der verschiedenen Übersetzungsräder bis zu dem Motor kennt. Die Vorrichtung wird in der angegebenen Weise arbeiten, d. h. es werden das Zifferblatt 21 und der Zeiger 25 sich gewöhnlich mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Erhöht sich aber die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, so dreht sich der Zeiger zunächst schneller als das Zifferblatt und wird auf dem letzteren um einen desto größeren Winkel voraneilen, je mehr die Geschwindigkeit gestiegen ist.

Bei gleichbleibender Geschwindigkeit des Fahrzeuges drehen sich der Zeiger und das Zifferblatt gleichmäßig, so daß also der Zeiger ■ auf dem Zifferblatt keinen Ausschlag zeigt.

Damit die relativen Lagenveränderungen des Zeigers und des Zifferblattes genau die Schwankungen in der Geschwindigkeit des Wagens, wenn auch dieselben sehr plötzliche sind, wiedergeben, ist es außerdem zweckmäßig, auf der Welle des mit Flügeln versehenen Windfanges eine als Beharrungsschwungrad dienende, in der Zeichnung nicht dargestelte Scheibe anzuordnen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Geschwindigkeitsanzeiger für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch ein gebremst ablaufendes Federtriebwerk, dessen Feder-

   haus (13) eine Skala (21) und dessen von dem Fahrzeug angetriebene Aufziehwelle (12) einen Zeiger (25) in demselben Sinne umlaufen lassen, so daß durch die Stellung" des Zeigers auf der Skala der Aufzugweg der Feder angegeben wird, welcher als Maß für die Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges dient.
2. 2. Ausführungsform des Geschwindigkeitsanzeigers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des als Bremse dienenden Windfanges sich mit der Zunahme des Aufziehens der im Federgehäuse angeordneten Feder wesentlich erhöht, entweder durch Anordnung von beweglichen Flügeln, die in geeigneter Weise (z. B. mittels Scharniere, Federn oder dergl.) derart an der Welle befestigt sind, daß ihre Verstellung die Oberfläche des Windfanges verringert, und seine Gestalt mit der Zunahme der Geschwindigkeit zum Gleiten der Luft auf seinen Seitenflächen geeigneter machen, oder durch ein Federgehäuse, dessen Feder dadurch eine allmählich gesteigerte Wirkung ausübt, daß der Querschnitt der Feder sich mit der Entfernung von der Federgehäusewelle vergrößert und somit letzterer eine Beschleunigung erteilt wird, deren Betrag mit der Zunahme des Aufziehens sehr schnell wächst, oder schließlich durch Vereinigung des mit verstellbaren Flügeln ausgerüsteten Windfanges mit dem mit Feder von allmählich steigender Wirkung versehenen Federgehäuse. ^:

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.