DE179477C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist ein Apparat zur Bestimmung von Geschwindigkeiten und von zurückgelegten Wegen, und zwar soll der Apparat die von ihm gemachten Wegstrecken durch doppelte Integration der Beschleunigungen über die Zeit anzeigen, während die Geschwindigkeiten sich durch einfache Integration der Beschleunigungen über die Zeit ergeben.

ίο Das Hauptelement des Apparates ist ein beweglicher, durch zwei entgegengesetzt angeordnete Federn b in einer bestimmten Lage gehaltener Körper α von einer bestimmten Masse. Der Körper hat als Unterlage zwei Pendellager c von möglichst großen Radien, um die Widerstände der wälzenden Reibung bei achsialer Verschiebung des Körpers a auf ein Minimum zu reduzieren. Mit dem Körper α ist ein Arm d fest verbunden, in welchem am anderen Ende in einer senkrechten Gabel eine Rolle angeordnet ist. Diese ist in achsialer Richtung leicht verschiebbar auf einem leicht drehbar gelagerten Vierkant-' dorn oder einem anderen ' prismatischen Körper / angeordnet. Die Rolle e ruht in bekannter Weise auf einer durch ein Uhrwerk oder eine sonstige Vorrichtung h in gleichförmige Drehung versetzten Scheibe g so auf, daß sie in der Ruhelage des Körpers a genau über der Drehachse derselben (der Scheibe g) liegt, sich also auch im Zustand der Ruhe befindet. Das Vierkant / ist in seiner über die Scheibe hinausreichenden Verlängerung mit Gewinde versehen, auf welchem eine mit einem in der Führung / geführten Arm k versehene Mutter i läuft. Die Anordnung der Übertragung könnte natürlich auch anders ausgeführt werden. Der Arm k trägt in gleicher Weise wie der Arm d in einer Gabel eine Rolle m, welche gleichfalls auf einer durch Uhrwerk o. dgl. bewegten Scheibe η ruht und durch einen Vierkantdorn ο geführt wird. Auch hier wird eine Bewegung einer in q geführten Mutter ρ bei entsprechender Drehung der Rolle m durch ein die Verlängerung der Stange 0 bildendes Gewinde bewirkt. Mit der Mutter ρ verbunden ist ein Zeiger r, welcher auf einer Skala s die vom Apparat zurückgelegten Wege anzeigt.

Die Wirkungsweise ist folgendermaßen:
Bewegt man den Apparat in Richtung der Achse der Rolle e, so' wird der Körper a infolge der Trägheit seiner Masse nicht sofort mitbewegt, sondern in seiner Ursprungliehen Lage im Raum verharren, dadurch wird die eine der beiden Federn b immer mehr gespannt und die andere entlastet, bis die Spannungsdifferenz derselben dem Beschleunigungsdruck P = -M · p' (wenn unter 6p M die Masse des Körpers α nebst den unmittelbar damit verbundenen Teilen, wie Arm d,-Rolle e und ein Teil der Pendellager c, sowie unter p' die Beschleunigung der Massen verstanden wird) das Gleichgewicht hält. Da nun nach den Elastizitätsgesetzen die Formänderungen der Federn den Spannungen derselben direkt proportional sind, so sind auch

Claims (5)

die Verschiebungen des Körpers α in bezug auf seine Ruhelage den Beschleunigungsdrücken bezw. Beschleunigungen direkt proportional. Man könnte also mit Hilfe eines mit dem Körper α verbundenen Zeigers t. auf einer Skala u die momentanen Beschleunigungen ablesen. Bringt man den Apparat in eine schräge Lage, so kann man leicht aus dem Neigungswinkel zur Horizontalen ίο und der Erdbeschleunigung die erforderliche Skalenteilung vornehmen. Durch die vorhin besprochene Verschiebung des Körpers a wird auch gleichzeitig die Rolle e auf der gleichmäßig rotierenden Scheibe g verschoben und durch diese in Drehung versetzt, und zwar, wie ohne weiteres ersichtlich, mit momentanen Winkelgeschwindigkeiten, welche den Ausweichungen der Rolle e oder, was dasselbe ist, den Beschleunigungen p' direkt proportional sind; man erhält also für die augenblicklichen Verschiebungen der Mutter i auf dem Gewinde der durch Rolle e vermittels des Vierkantes usw. in gleiche Drehung versetzten Welle/ den Ausdruck dv' = p''dt', wenn v' die Größe der Verschiebung der Mutter i und f die dabei verflossene Zeit bedeutet; die Summe der Verschiebungen während einer beliebigen endlichen Zeit wären Γ Γ also allgemein ydv' = v'=\p''df. Dieser . Ausdruck ist nun nichts weiter als die aus der analytischen Mechanik bekannte Beziehung zwischen Beschleunigung und Geschwindigkeit nach der Zeit. Ein mit der Mutter i verbundener Zeiger ν würde also auf einer entsprechend geeichten oder eingestellten Skala w die momentanen Geschwindigkeiten anzeigen. In gleicher Weise wie die Rolle e auf der Scheibe g durch die Beschleunigung des Körpers α wird die Rolle m auf der Scheibe η durch die der Geschwindigkeit proportionalen Verschiebungen der Mutter i verschoben. Hier würden sich also die gleichen Vorgänge wiederholen, und es wären mithin die momentanen Verschiebungen der Mutter ρ ds' = ν' df, und die Verschiebung während einer endlichen Zeit (ds' = s' = Γ ν' -dt'= ((p' . dt'2 also den zurückgelegten Wegen proportional. Um dem Apparat die zum guten Funk- ■ tionieren unbedingt erforderliche horizontale Lage zu sichern, müßte derselbe zweckmäßig mit einem vermittels eines Uhrwerkes oder sonstiger Antriebsvorrichtung in entsprechend schnelle Rotation versetzten Kreisel χ versehen und der ganze Apparat in einer kardanischen Aufhängung eingebaut werden (die Achsen der Aufhängung möglichst durch den 6p Schwerpunkt des Systems gehend), Handelt es sich um Feststellung beliebiger zurückgelegter Wege (Kurven usw.), so kann man diese Aufgabe leicht lösen, indem man zwei dieser Apparate· rechtwinklig (in horizontaler Ebene) zueinander und mit drei rechtwinklig aufeinander stehenden Kreiseln (um jedes atwa auftretende Drehurigsmoment aufzuheben) versieht und das Ganze in einer kardanischen Aufhängung mit drei Achsen verschiedener Richtung anordnet. In diesem Falle wäre es möglich, durch entsprechende Kombination der beiden Apparate beliebige, in der Ebene zurückgelegte Wege zu registrieren , indem man etwa die in horizontaler Richtung senkrecht zur Bewegungs- 75 ■ richtung der Mutter ρ entsprechend verlängertenZeiger r so übereinander anordnet, daß sie sich in der Horizontalprojektibn unter einem rechten Winkel schneiden. Der Schnittpunkt der Zeiger würde in dem entsprechenden Maßstabe die vom Apparat nacheinander in der Ebene durchlaufenen Wege bezw. Punkte angeben. In letzter Form würde der Apparat außer für Schiffe usw. vor allem auch für Unterseeboote zweckmäßig verwendbar sein, da die. Lage und Entfernung" des feindlichen Schiffes · auf. der Vorrichtung einmal festgelegt sein würde und man sich bequem und leicht jederzeit über Entfernung und Lage desselben orientieren könnte; aus dem gleichen Grund eignet sich der Apparat auch für Torpedobootsangriffe bei Nebel oder Nacht und ebenso für Luftschiffahrt u. dgl. . ■ Patent-Ansprüche: -

1. Apparat zur Bestimmung von Geschwindigkeiten , dadurch gekennzeichnet, daß eine unter Federwirkung stehende Masse (a) bei ihrer durch Beschleunigungskräfte bewirkten Einstellung mit einer von der Zeit beeinflußten Vorrichtung (g) und Übertragungsgliedern (e, f) so zusammenwirkt, daß eine Anzeigevorrichtung (v) die Geschwindigkeit angibt.

2. Apparat nach Anspruch 1 zur Bestimmung der Wege, dadurch gekennzeichnet, daß die der Geschwindigkeit proportional eingestellte Anzeigevorrichtung (v) durch Übertragungsglieder (i, k) mit einer von der Zeit beeinflußten weiteren Vorrichtung (n) und Übertragungsgliedern (m, o) so zusammenwirkt, daß eine neue Anzeigevorrichtung (r) die Wegstrecken angibt.

3. Apparat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschobene Masse (a) bezw. die Vorrichtung (v) durch die Übertragungsglieder (d bezw. i, k) auf einer mit gleichmäßiger

Geschwindigkeit rotierenden Scheibe (g bezw. n) eine Rolle (e bezw. m) radial verschiebt, welche die Bewegung durch Schraubengewinde (t bezw. o) auf die Zeiger (v bezw. r) überträgt.

4. Apparat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat kardanisch aufgehängt und mit einer um eine Achse rotierenden Masse (x) versehen ist, um seine Stellung in einer bestimmten Ebene zu sichern.

5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Apparate in zweckentsprechender Weise vereinigt und mit mehreren senkrecht zueinander stehenden rotierenden Massen versehen sind, zum Zwecke, Kurvengeschwindigkeiten bezw. -wege ablesen zu können.

Ijiierzu 1 Blatt Zeichnungen,