DE277409C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bisher wurden Umdrehungszahlen und die Geschwindigkeit bewegter Körper auf drei verschiedene Arten gemessen, und zwar a) mittels einfacher Umdrehungszähler und gleichzeitiger Zeitkontrolle an einer Uhr, b) mittels Tachometer, und c) mittels Geschwindigkeitsmesser, bei denen ein Uhrwerk mit dem Meßgetriebe durch Sperrorgane verbunden ist.

Die Messungen nach a) bedingen 1., daß das Ingangsetzen des Zählers im gleichen Augenblick mit der Ablesung der Uhr geschieht. Diese doppelte Beobachtung verursacht stets einen Fehler durch Verschiebung der zwei Gedankenübertragungen, abgesehen davon, daß sich der Fehler noch durch zu rasches, mangelhaftes Andrücken des Zählers am zu messenden Maschinenteil vergrößern kann. 2. Die Dauer der Messungen beträgt gewöhnlich auf diesem Wege eine Minute. Diese Meßzeit kann allerdings verkürzt werden, z. B. bis auf 15 Sekunden, wodurch aber eine Berechnung zur Umwandlung in minutlicher Messung erforderlich wird und die obenerwähnten Fehler vermehrfacht werden. Dazu wiederholt sich der oben angeführte psychologische Fehler am Ende der Messung, wenn dieselbe nicht automatisch aufhört.

Die Messungen nach b) mittels Handtachometer sind rascher, fast augenblicklich, aber meistens wenig detailliert.

Die genauesten Geschwindigkeitsmesser mit dem sogenannten zwangläufigen Prinzip, d. h. mit durch ein Uhrwerk zeitweise eingeschaltetem " Zeiger, sind nicht handlich, weil zu schwer und zu kompliziert und daher zu teuer; sie bedingen ferner viel Kraft. Die verbreitetsten Handtachometer beruhen auf dem Drehpendel- oder magnetischen Drehfeldprinzip. Diese Apparate müssen aber empirisch eingeteilt werden, und ihre Genauigkeit ist nicht gleichmäßig, indem sie von inneren abschwächenden Kräften oder äußeren Temperaturwechseln beeinflußt werden.

Ein weiterer Nachteil sämtlicher Tachometer liegt aber darin, daß sich deren Messungen höchstens auf einer einzigen Umdrehung des Zeigers vollziehen können, gleichgültig, ob die Zifferblatteinteilung z. B. von 0 bis 100 oder 0 bis 10 000 geht, so daß der Grad der Genauigkeit bei der Ablesung sehr verschieden und eng begrenzt ist.

Die unter c) angeführten Geschwindigkeitsmesser wirken in der Weise, daß durch ein Uhr- oder Laufwerk das Zeigerwerk eines Meß-

getriebes, das von dem Körper, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, freigegeben und nach Ablauf eines gewissen Zeitabschnittes gesperrt wird. Hierbei werden zur Sperrung des Zeiger Werkes Sperr klinken verwendet, die entweder von Nockenscheiben gesteuert oder auf einem Zahnradsegment angeordnet sind, das entgegen der Wirkung einer Feder mittelbar so gedreht wird, daß das

ίο Zeigerwerk frei wird und durch die Kraft der Feder bei Ablauf der Meßdauer mit dem Zeigerwerk wieder in Eingriff gebracht wird. Die Sperrklinken müssen vor Beginn der Meßzeit ausgerückt und das Zeigerwerk inzwischen durch andere Mittel gesperrt werden. Die Apparate mit unmittelbar auf Segmenten angeordneten Sperrklinken wirken infolge des mit den letzteren verbundenen Zahnradgetriebes nicht genau und gleiten infolge ihrer langsamen Bewegung zu lange am Umfang des Sperrades, wodurch die Zähne rasch abgenutzt werden und ebenfalls Ungenauigkeit der Messung die Folge ist. Die Betätigung des die Sperrklinke tragenden Segmentes mittels eines die Nulleinstellung des Zeigerwerkes bewirkenden Hebels erzeugt Reibungen, die eine rasche Abnutzung verursachen, weshalb diese Apparate in kurzer Zeit nachreguliert werden müssen. Die anderen Instrumente sind kompliziert und ebenfalls mit einer selbsttätigen Nulleinstellung versehen, weshalb zur Ermittlung mittlerer Geschwindigkeiten die Resultate der einzelnen Messungen besonders notiert werden müssen.

Demgegenüber besitzt der Tourenzähler gemäß Erfindung nur eine auf das Zeigerwerk wirkende Sperrklinke und nur eine dieselbe in bekannter Weise steuernde Stufenscheibe, die auf der Achse eines Hemmungsrades und einer mit letzterem nur um einen Drehsinn verbundene, an ihrem Umfang nur einen Zahn aufweisende Daumenscheibe sitzt. Letztere steht mit einem Segment in zwangläufiger Verbindung, das unmittelbar von einem Druckstift entgegen der Wirkung einer Feder betätigt werden kann, wobei nach Freigabe des Druckstiftes die Stufenscheibe die Sperrklinke erst dann zur Auslösung des Zeigerwerkes veranlaßt, wenn ihre Achse in vollem Gang sich befindet. Dadurch wird erreicht, daß die Meßdauer so kurz gehalten werden kann, daß sie nur einen kleinen Bruchteil der Zeit, auf welche sich die Messung erstreckt, beträgt und sehr hohe Tourenzahlen gemessen werden können; ferner erzielt man bei jeder Geschwindigkeit eine denkbar größte Genauigkeit in, der Messung, indem jeder tote Gang und ein Gleiten der Sperrklinke auf dem Sperrad ausgeschlossen ist. Es ist deshalb nach der Erfindung auch möglich, selbst ganz kleine Schwankungen in der Tourenzahl festzustellen. Endlich ist jeder Fehler durch ungenügendes Drehen des Segmentes ausgeschlossen, da die Messung dann überhaupt nicht erfolgt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι ist eine Seitenansicht desselben von der Zifferblattseite,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Innern bei abgenommenem Zifferblatt,

Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 ein Differentialgetriebe in Seitenansicht zum Antrieb der Zeiger mit verschiedenen Geschwindigkeiten, Fig. 5 dasselbe von rechts der Fig. 4,

Fig. 6 und 7 je eine Einzelheit in größerem Maßstabe,

Fig. 8 ein Vertikalschnitt zu Fig. 7, und

Fig. 9 eine Einzelheit.

Der dargestellte Umdrehungszähler besitzt ein zylindrisches Gehäuse 1. In dessen Inneres ragt eine am äußeren Ende mit einer Dreikantspitze 2 und am inneren Ende mit einem Winkelrad 3 versehene Antriebswelle 4. Das Winkelrad 3 kämmt mit einem Winkelrad 5, auf dessen Welle 5' ein Zahnrädchen 6 festsitzt. Letzteres kämmt mit zwei an den Enden eines zweiarmigen, um die Welle 5' lose schwingbaren Hebels 7 und einer in der Mitte gegen das Winkelrad 5 anliegenden Flachfeder 8 gelagerten Zahnrädchen 9, 10. Infolge Reibung zwischen der Feder 10 und dem Winkelrad 5 wird der Hebel 7 mit den Zahnrädchen 9, 10 bei Änderung der Drehrichtung der Antriebswelle von der einen in die andere Einstellung geschwungen. In der einen Endstellung des Hebels 7 steht das Zahnrädchen 9 mit einem Zahnrädchen 11 und in der anderen Endstellung das Zahnrädchen

10 mit einem Zahnrädchen 12 in Eingriff.

11 und 12 sind unmittelbar zwangläufig miteinander verbunden und werden stets in der gleichen Richtung gedreht, gleichgültig, in welcher Richtung die Antriebswelle angetrieben wird. Die Teile 5 bis 10 bilden somit eine Gleichrichtvorrichtung. Um die Welle ii' des Zahnrädchens 11 ist ein zweiarmiger Hebel 13 drehbar, auf dessen einem Arm das Zahnrädchen 12 und auf dessen anderem Arm ein Zahnrad 14 gelagert ist. Dasselbe steht einerseits mit einem mit dem Zahnrädchen 11 starr verbundenen Zahnkolben 15 in Eingriff und ist andererseits mit einem Zahnrädchen 16 undrehbar verbunden. In der einen Endstellung des Hebels 13 kämmt das Zahnrädchen 16 (Fig. 2) und in der anderen Endstellung das Zahnrädchen 12 mit einem Zahnrad 17 (Fig. 4) des Zeigerwerkes. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 11 bis 16 ist wie ι: 10, so daß in der einen Endstellung (Fig. 4) das Zeigerrad 17 zehnmal rascher gedreht wird

als in der Stellung des Hebels 13 gemäß Fig. 2 und gilt alsdann die innere Zifferblattablesung, Der letztere wird mittels einer Schraubenfeder 18 gegen einen Daumen ig gezogen, welcher mittels eines außerhalb des Gehäuses angeordneten Zeigers 20 umgestellt werden kann. Das Zahnrädchen 17 ist auf einer Hülse 21 lose drehbar gelagert, die ebenfalls lose drehbar auf eine Welle 22 geschoben ist (Fig. 6).

Das Zeigerrad 17 wird mittels einer Schraubenfeder 23 gegen einen Absatz der Hülse 21 angedrückt, so daß dieselbe durch Reibung mitgedreht wird. Auf das eine Ende der Hülse 21 ist eine am Umfang fein gezahnte Arretierscheibe 24 aufgeschraubt, gegen welche eine sich in der Mitte an einen Absatz 22' der Welle 22 stützende Flachfeder 25 mit ihren Enden anliegt. Infolge Reibung zwischen der Flachfeder 25 und dem Absatz 22'

ao wird die Welle 22 in Drehung versetzt, wenn die Scheibe 24 sich dreht. Auf die Welle 22 ist ein Zeiger 26 gesteckt, welcher vor einer vollständigen Kreisskala 27 einer im Gehäuse angeordneten Zifferblattscheibe 28 spielt. Die Skala ist so eingeteilt, daß das Meßergebnis ohne Umrechnung sofort abgelesen werden kann. Die Zeigerwelle besitzt einen Zahnkolben 29, welcher unter Zwischenschaltung zweier Zahnrädchen 30 und 31 zwangläufig mit einem Zahnrädchen 32 verbunden ist, auf dessen Welle ein Zeiger 33 sitzt, der vor einer Skala 34 spielt und bei jeder Umdrehung des Zeigers 26 einen Teilstrich der Skala 34 zurücklegt. Der Zeiger 33 gibt somit bis auf zehn die Anzahl der Umdrehungen des Zeigers 26 an, so daß sehr hohe Geschwindigkeiten und Tourenzahlen genau gemessen werden können. Das Zeigerwerk des Tourenzählers wird durch eine zweiarmige Arretierklinke 35, 35' gegen Drehung gesichert, indem dieselbe federnd an den Umfang des Rades 24 angedrückt ist. Das Ende 35' der Arretierklinke liegt gegen den Umfang einer Nockenscheibe 36 an, die mit einem Ausschnitt 36' versehen ist. Ragt die Arretierklinke in diesen Ausschnitt hinein, so greift sie auch in die Verzahnung von 24 ein, befindet sie sich jedoch außerhalb des Einschnittes, so ist sie vom Umfang der Scheibe 24 abgehoben und dieselbe und das Zeigerwerk ausgelöst. Die Nockenscheibe sitzt auf der gleichen Welle wie das Hemmungsrad 37 eines Uhrwerkes, das zum selbsttätigen Freigeben und Arretieren des Zeigerwerkes während eines genau bestimmten Zeitabschnittes dient. Zwischen dem Hemmungsrad und der Nockenscheibe befindet sich ein Mitnehmerrad 38, das mit einer Daumenscheibe 39 versehen ist. An den Umfang derselben wird eine Sperrklinke 40 federnd angedrückt, die so auf dem Hemmungsrad 37 gelagert ist, daß bei Drehung des Mitnehmerrades 38 in der einen Richtung das Hemmungsrad stehenbleibt, während in der anderen Drehrichtung die Klinke 40 am Daumen der Scheibe 39 anstößt und dadurch das Hemmungsrad mitdreht. Mit dem Mitnehmerrad 38 kämmt ein Zahnradsegment 41. Dasselbe weist einen Stift 42 auf, gegen welchen eine Feder 43 anliegt, die bestrebt ist, das Segment 41 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Stellung zu erhalten oder in dieselbe zu drehen. Das Segment 41 kann mittels eines radial durch die Wandung des Gehäuses ragenden, federnd nach außen geschobenen Stiftes 44 entgegen der Wirkung der Feder 43 gedreht und dadurch diese gespannt werden. Nach Freigabe des Stiftes 44 wird das Segment 41 und das Uhrwerk, zu welchem außer dem Hemmungsrad 37 und der Nockenscheibe 36 ein Anker 45 und eine Unruh 46 gehört, angetrieben und hierbei die Nockenscheibe 36 im Sinne des Pfeiles in Fig. 2 gedreht. Die Zeigerwelle 22 ragt an ihrem hinteren Ende durch die Stirnwandung des Gehäuses und ist mit einem Drehknopf 47 versehen, mittels welchen das Zeigerwerk von Hand gedreht, z. B. auf die Nullstellung eingestellt werden kann.

In Fig. 9 ist eine über die Dreikantspitze anzusteckende Scheibe 58 veranschaulicht, welche ermöglicht, mit dem Umdrehungszähler Umfangs- und Weggeschwindigkeiten zu messen. Die Scheibe 58 wird mit ihrem Umfang an den Umfang des Organes, dessen Umfangsgeschwindigkeit gemessen werden soll, angedrückt.

Die Handhabung und Wirkungsweise des beschriebenen Umdrehungszählers zum Messen von Tourenzahlen ist folgende:

Mit dem auf Nullstellung eingestellten Zeigerwerk wird der Umdrehungszähler in der Weise mit der zu messenden Welle in Verbindung gebracht, daß man die Dreikantspitze 2 in die Körnervertiefung des Wellenendes eindrückt. Dadurch werden die Räder 3, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 15, 14 und 17 in Umdrehung versetzt, während sowohl das Zeiger- wie das Uhrwerk noch stillstehen. Alsdann wird durch Einwärtsdrücken des Stiftes 44 die Feder 43 gespannt und das Uhrwerk aufgezogen, wobei das Segment 41 rückwärts gedreht wird. Dasselbe dreht seinerseits den Zahnkolben 38 und die mit demselben fest verbundene Daumenscheibe 39 um etwas mehr als eine Umdrehung rückwärts, so daß die auf dem Ankerrad sitzende Klinke 40 hinter den Zahn der Scheibe 39 sicher eingreift. In dieser Stellung ist die Klinke 40 bereit, das Ankerrad 37 und die damit verbundene Stufenscheibe unter Wirkung der Feder 43 und der Daumenscheibe genau um eine Umdrehung in der in Fig. 2 angedeuteten Pfeilrichtung vorwärts zu drehen. Wird der Stift 44 ungenügend einwärts ge-

drückt, so daß die Feder 43 das Ankerrad 37 und die Stufenscheibe 36 nicht um eine vollständige Drehung vorwärts drehen könnte, so kommt die Klinke 40 nicht vor den Zahn der Daumenscheibe zu liegen und vermag daher diese auch nicht mitzudrehen, wenn der Stift 44 freigegeben wird. Somit findet auch keine Auslösung des Zeigerwerkes, also auch keine unvollständige Messung oder Fehlmessung statt.

Um also überhaupt eine Messung zu erhalten, ist man genötigt, die Klinke 40 mit dem Zahn der Daumenscheibe 39 in Eingriff zu bringen, so daß bei Freigabe des Stiftes 44 die Stufenscheibe 36 wirklich eine vollständige Umdrehung macht. Ist die Kupplung zwischen dem Umdrehungszähler und der denselben antreibenden Welle richtig, so gibt man den Stift 44 frei, worauf das Uhrwerk angetrieben und das Zeigerwerk freigegeben und die Verbindung zwischen dem Antrieb und dem Zeigerwerk selbsttätig hergestellt wird. Das Uhrwerk ist so geregelt, daß diese Verbindung z. B. genau drei Sekunden dauert. Bei Ablauf dieses Zeitabschnittes, welcher einen Bruchteil der gesamten Meßzeit, d. h. derjenigen Zeit, auf welche sich die Messung erstreckt, z. B. eine Minute, darstellt, findet wieder selbsttätig die Lösung zwischen Antrieb- und Zeigerwerk und Arretierung des letzteren statt.

Das Resultat der Messung kann hierauf am Zifferblatt abgelesen werden und bleibt so lange bestehen, bis eine neue Messung erfolgt und die Zeiger auf Nullstellung eingestellt werden.

Die äußeren Zahlen gelten z. B. für Umdrehungsmessungen, die inneren für Schnitt- und Weggeschwindigkeiten.

Wie aus Vorstehendem ersichtlich ist, erfolgen die Messungen ohne Zuhilfenahme einer gewöhnlichen Uhr.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Tourenzähler, bei welchem zwischen einem Laufwerk und dem Zeigerwerk ein letzteres während der Messung freigebendes Sperrorgan angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine in bekannter Weise eine Sperrklinke (35) steuernde Stufenscheibe

   (36) auf der Achse eines Hemmungsrades

   (37) und einer an ihrem Umfang nur einen Zahn (39) aufweisenden, das Hemmungsrad nur im einen Drehsinn mitnehmenden Scheibe sitzt, die mit einem Segment (41) zwangläufig in Verbindung steht, das unmittelbar von einem Druckstift (44) entgegen der Wirkung einer Feder betätigt werden kann, derart, daß nach Freigabe des Druckstiftes die Stufenscheibe die Sperrklinke erst dann zur Auslösung des Zeiger-Werkes veranlaßt, wenn sich ihre Achse in vollem Gange befindet, zum Zwecke, einzelne Messungen in einem kleinen Bruchteil der relativen Meßzeit durchführen zu können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.