DE2131915C3

DE2131915C3 - Getriebeanordnung für ein Kompensationsmeßgerät, insbesondere Fahrtschreiber

Info

Publication number: DE2131915C3
Application number: DE2131915A
Authority: DE
Inventors: Norbert 7720 Schwenningen Helmschrott
Original assignee: Kienzle Apparate GmbH
Current assignee: Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1971-06-26
Filing date: 1971-06-26
Publication date: 1975-01-23
Also published as: GB1347600A; US3825810A; JPS55684B1; DE2131915B2; DE2131915A1; FR2144315A5

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für ein Kompensationsmeßgerät, insbesondere Fahrtschreiber mit einem Nachlaufwerk und einem Winkelgeber zur Rückführung des angezeigten Istwertes, wobei der Antrieb des Winkrigcbers im Getriebezug zwischen dem Stellmotor des Nach! mfwerkes und den Anzeige- bzw. Registriermitteln abgezweigt ist.

Wegen der besonderen Betriebsbedingungen nimmt der Fahrtschreiber, der zum Anzeigen und Aufzeichnen der verschiedenen Betriebsdaten von Fahrzeugen eingesetzt wird, unter vergleichbaren Meßgeräten eine Sonderstellung ein, und es hat sich gezeigt, daß für die elektrische Geschwindigkeitsmessung im Fahrtschreiber nur eine nach dem Kompensationsprinzip arbeitende Meßschaltung den an ein solches Gerät gestellten Anforderungen gerecht werden kann. Eine Kompensationsmeßschaltung besteht bekanntlich aus einer Ver^leichsstelle, in der der vom Geber gelieferte Sollwert fortlaufend mit dem angezeigten Istwert verglichen wird, einem Meßverstärker, der Störeinflüsse kompensiert und die Vergleichsdifferenz auf die erforderliche Leistung anhebt, und einem Stellmotor, der den Istwert dem momentanen Sollwert nachführt. Gleichzeitig mit der Einstellung des Istwertes erfolgt auch die Rückführung des Istwertes zur Vergleichsstelle, wobei üblicherweise ein Potentiometer oder ein kapazitiv arbeitender Winkelgeber Anwendung findet.

Die Verstellbcwegung für den Winkelgeber wird in einfacher Weise in dem Getriebezug des Nachlaufwerkes, d. h. zwischen dem Stellmotor und den Anzeige- bzw. Aufzeichnungsmitteln, abgezweigt. Diese getriebliche Verbindung dient im wesentlichen dazu, durch eine geeignete Übersetzung die Einstellumdrehungen des Stellmotors den für den jeweiligen Meßwert festgelegten Zeiger- b;:w. Registrierausschlägen anzupassen und außerdem die Drehmomentsbelastung des Stellmotors durch die Schreibkräfte zu verringern.

Der Einfachheit halber finden als Getriebeelemente im Nachlaufwerk Zahnräder Anwendung, die aber den Nachteil mit sich bringen, daß ihr Zahnsp.el eine gewisse Totzeit und damit eine Erhöhung des prozentualen Anzeigefehlers in der als Regelkreis wirksamen Kompensationsmeßschaltung verursachen können. Um diese Fehlerquelle auszuschalten, ware es denkbar, den Winkelgeber unmittelbar in den Kraftfluß zwischen dem Stellmotor und den Anzeigebzw Registriermitteln zu legen. Das Zahnsp.el ble.bt in diesem Fa'.le durch die ständig wirksamen Ruckstellkräfte am Zeiger bzw. am Schreiborgan nach einer Seite hin ausgeglichen und damit unwirksam, falls nicht starke Erschütterungen auf das Getriebe einwirken. .

Es ist auch ein Meßwerkgetriebe bekanntgeworder (deutsche Auslegeschrift 1 623 879), bei dem der Zahnspielausgleich durch zwei verzahnungsgle.che, gleichachsig gelagerte Zahnräder bewerkstelligt wird, und zwar derart, daß beide Zahnräder unter der Wirkung eines mechanischen oder magnei.^.r: Hilfsdrehmomentes stehen, welches die Zahnrader gegeneinander verdreht und ein den Meßwert übertragendes Zahnrad oder Zahnsegment mit den beiden Zahnrädern in Eingriff steht.

Mit der hiermit auch bei rauhen Betriebsbedingungen und relativ hohen Fertigungstoleranzen erzielbaren Spielfreiheit allein ist jedoch die für den eingangs ^schilderten Anwendungsfall zu fordernde Regel- und damit Meßgenauigkeit nicht emelbar. Vielmehr ist es zusätzlich notsvendig. daß die Genauigkeit des Winkelgebers für lange Zeit konstant bleibt. Das bedeutet ~daß sich zur Erzielung einer gleichbleibend cuten 'Meßgenauigkeit Lagerreibung und Lagerspie! des Winkelcebers nicht verändern dürfen.

Selbstverständlich wäre es möglich, für die Lagerung des Winkelgebers Kugellager zu verwenden. Diese Lagerung ist aber fertigungsmäßig sehr aufwendig und vom Preis der Kugellager abgesehen entsprechend teuer. Andererseits ist es denkbar, die Lat;erachse des Winkelgebers von vornherein von radialen Kräften frei zu machen.

Somit war der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Anordnung des Winkelgebers im Nachlaufwerk derart zu schaffen, daß das Zahnspiel des Getriebes wirkungslos bleibt, und eine Lagcrbe- !astung durch radial auf die Lagerachse des Winkelnebers einwirkende Kräfte vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht demgemäß vor, daß auf einer Achse des Getriebezuges zwei voneinander unabhängig drehbare verzahnungsgleidie Zahnräder angeordnet sind, und daß ein auf der Welle des Winkelgebers befestigtes Zahnrad ständig mit beiden Zahnrädern in Eingriff steht.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektrischen Geschwindigkeitsmeßsystems nach dem Kompensationsprinzip,

Fig.2 ein Ausfiihrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung in einem Nachlaufwerk,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Eingriffsstelle im Nachlaufwerk.

Das Blockschaltbild F i g. 1 stellt zwar nicht den Gegenstand der Erfindung dar, ist aber für das Verständnis der Erfindung zweckdienlich, und zeigt, daß einem Sollwertgeber 1, der vorzugsweise als Impulsgeber ausgebildet sein kann, eine Formerstufe 2 nachgeschaltet ist, die im wesentlichen eine Fre-

quenz-Spannungs-Umfornmng durchführt. Der von der Formerstufe 2 aufbereitete Meßwert steht am Eingang einer Kompensationsschaltung an, d.h. an deren Vergleichsstelle 3, zu der die Ausgangsgröße des Verstärkers 4 und als Istwert die Stellung des Stellmotors 5 rückgeführt werden. Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine elektrische Rückkopplung des Verstärkers 4 gekennzeichnet, während der Winkelgeber?, der wie schon beschrieben ein Potentiometer oder ein Drehkondensator sein kann, den Istwert des Stellmotors in eine elektrische Größe umformt. Ein Schaltungsteil 8 stellt die Endstufe des Verstärkers 4 dar und bewirkt die Steuerung des Stellmotors 5, auf dessen Welle oder in einer geeigneten getrieblichen Verbindung mit ihr, sowohl ein Zahnrad 9 angeordnet ist, das mit dem Registrierschlitten 10 in Eingriff steht und somit die Schreibeinrichtung 11 antreibt, als auch ein Zeiger 12, der über einer Skala 13 spielt, befestigt ist.

Die getriebliche Verbindung zwischen dem StellmotorS und den Anzeige- und Registriermitteln 12,

13 und 9, 10, 11 bzw. dem Winkelgeber? zeigt Fig.2. Dabei ist der Stellmotors in geeigneter Weise an einer Platine 14 befestigt. Das auf seiner Welle 15 befestigte Ritzel 16 steht im Eingriff mit einem Zahnrad 17, welches auf einer in der Platine

14 vernieteten Achse 18 drehbar gelagert ist. Mit dem Zahnrad 17 ist ein weiteres Zahnrad 19 verdrehfest verbunden und gleichachsig gelagert. Ferner ist auf der Achse 18 ein weiteres Zahnradpaar drehbar gelagert, wobei das Zahnrad 20 verzahnungsgleich mit dem Zahnrad 19 ausgebildet ist. Mit dem Zahnrad 21 steht ein Zahnrad 22 in Verbindung, welches entweder unmittelbar auf der Zeigerwelle befestigt ist oder als Zvischenrad zur Übertragung des Antriebes auf Zeigerwelie und Schreibschlitten dient. Der Winkelgeber 7, beispielsweise ein Potentiometer, ist ebenfalls an der Platine 14 befestigt und trägt auf seiner Stellwelle 23 em Zahnrad 24. Das Zahnrad 24 ist nun derart angeordnet, daß es gle.ch-SSb mit den beiden Rädern 19 und 20 m Eingriff steht Son.it ergibt sich ein Kraftfluß gemäß dem m F i e 2 eingezeichneten Pfeil.

Um der Forderung gerecht zu werden daß das Potentiometer 7 im Kraftfluß zw.schen dem Stellmo-SS !S den Anzeige- und Registriermitteln hegt, würden in einem üblichen Getnebezug zwei Eingriffsstellen, die eine zur Anleitung und d^anite™ ?ur Weiterleitung des Antriebes, am Umfang des Rades 24 erforderlich sein. Zwei Eingriffsstellen, die unter einem gewissen Winkel gegeneinander versetzt sind, ergeben aber zwangsweise einen radialen Kraftvektor, den es gemäß der weiteren Forderung, daß nämlich die Welle 23 keiner radiaten Kraft ausgesetzt sein soll, zu vermeiden galt Durch die erfindungsgemäße Anordnung derart, daß die beiden fur den Kraftfluß über das Zahnrad 24 erforderlichen Eingriffsstellen nunmehr nicht winkelmaßig am Lmfang versetzt sondern axial nebeneinander angeord net sind, wird aber eine radiale Kraft aut die Well,

imTiüzdHen zeigt Fig. 3, daß bei Dreh-ng; des Zahnrades 19 in Pfeilrichtung die Zahnflanke 25 am Zahnrad 19 die Zahnflanke 26 am Zahnrad 24 treibt. Die Zahnflanke 27 des Zahnrades 20 bleibt dabei m Anlage an der Vorderflanke 28 des nachfolgenden Zahnes 29 am Zahnrad 24, verursacht durch die Belastung durch die Anzeige- und Reg-stnermittel insbesondere deren nicht dargestellten Rückstellfedern. Bei Umkehrung des Antriebes, d.h. bei Rücklauf des Stellmotors 5, wirkt die Zahnflanke 26 am Rad 24 treibend für die Zahnflanke 25 am Rad 19, während das Zahnrad 20 unter dem Einfluß der Rückstellfedern voreilt und die Zahnflanken 27 und 28 in Berührung bleiben. Das Zahnspiel bleibt demnach ausgeglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Getriebeanartfnung für ein Kompensationsmeßgerät, insbesondere Fahrtschreiber mit einem Nachlaufwerk und einem Winkelgeber zur Rückführung des angezeigten Is,t\vertes, wobei der Antrieb des Winkelgebers im Oetriebezug zwischen dem Stellmotor des Nachluufwerkes und den Anzeigemitteln abgezweigt ist, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß auf einer Achse (18) des Getriebezuges zwei voneinander unabhängig drehbare verzahnungsgleiche Zahnräder (19, 20) angeordnet sind und daß ein auf der Welle (23) des Winkelgebers (7) befestigtes Zahnrad (24) ständig mit beiden Zahnrädern (19, 20) in Eingriff steht.

2. Getriebeanordnung nach dem Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils jedes der beiden Zahnräder (19, 20) verdrelifest mit einen; weiteren auf der gleichen Achse (18) gelagerten Zahnrad (17 bzw. 21) des Getriebes verbunden ist.