DE314563C

DE314563C -

Info

Publication number: DE314563C
Application number: DE1916314563D
Authority: DE
Priority date: 1916-07-15
Filing date: 1916-07-15
Anticipated expiration: 1936-07-16

Description

AUSGEGEBEN,
AM 30. SEPTEMBER 1919

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zürn Messen von Winkelgeschwindigkeiten, insbesondere von kleinen Winkel-■ geschwindigkeiten; Die Vorrichtung ist in erster Linie für wissenschaftliche Zwecke bestimmt, und ermöglicht es, Winkelgeschwindigkeiten in "jedem gewünschten Intervall zu messen. Sie zeigt selbsttätig die Winkelge-. schwindigkeit bei positiver und negativer

ίο Drehung des Objekts an. '

Es 'ist bekannt, derartige Messungen unter Vermittlung'einer entsprechend der Bewegung des. .-zu untersuchenden Körpers gedrehten Planscheibe und eines Reibrades anzustellen,' 'das;'.von einem Vergleichsuhrwerk mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben· wird." Die Erfindung unterscheidet sich im Wesentlichen'von den -bekannten Vorrichtungen dadurch, daß das Vergleichsuhrwerk nicht feststehend; Sondern beweglich angeordnet ist, : "und zwar auf einem zu der Planscheibe konzentrisch'schwingba-ren Polarm. Das auf der Planscheibe rollende, vom Vergleichsuhrwerk mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene Reibrad ist in eine Parallelführung des PoI-ärtns gelagert und wird unter dem Einfluß der schwingenden konzentrischen Bewegung des. Polärrns und einer feststehenden Kurvenführung bis^: zu einer Stelle der Planscheibe geschwenkt und verschoben, an der die Umfangsgeschwindigkeit des Kreises, auf dem das Reibrad sich abrollt, gleich der des Reibrades ist: Hierdurch wird ein Ausschlag des

-■'-- - Polärmes hervorgerufen, dessen Winkel ein Maß^:; der Winkelgeschwindigkeit der Planscheibe-ist^^{1 ;}""^{: /;}.^{; : :}

Durch die Anordnung des ' Vergieiehsuhrwerks auf dem schwingenden Polarm Wird die. Vergleichseinsteilung des Rollrädes; zwischen Planscheibe und Vergleichsuhrwerk durch eine überflüssige, mechanisch überbestimmte Zwangsbewegung des Rollrades'vermieden;

Der Ausschlag des.Polarms wird auf einer· Skala abgelesen, deren^: Teilung" entsprechend dem Ausschlag zu wählen istv Bildet mäh die feststehende Kurven!uhrung ^: ■'■ als'^;' logärithmische Kurve aus, so arbeiten 'Zeiger und Skala nach der bekannten Weise des^; Rechenschiebers miteinander. Oie logarithmische Skala kann fest angebracht werden¹ öder 'üra. einen logarithmischen Betrag ^: verschiebbar und fest einstellbar sein. :■■/' ^{: :/; !}.

Auf der Zeichnung ist ein Aüsführüngsb.eispiel des Erfindungsgegeristandes dargestellti

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt nach der Achse der Vorrichtung, ^{! ?} ~ ;^A:

Fig. 2 ein Grundriß mit abgenommener Kupplungsscheibe, ... - , '

Fig. 3 ist ein Schnitt in größerem Maßstabe durch die Achse der Vorrichtung, ^{: :}

Fig. 4, 5 und 6. sind,, ebenfalls in 'größerem Maßstabe, Schnitte nach Linie 4-4, 5-5 und 6-6 der Fig. 1, . . ^v

Fig. 7 veranschaulicht, die Anwendung des Erfindungsgegenstandes zum Messen der Winkelgeschwindigkeit eines. Flugzeuges.; ■'■■

Auf der Achsel der Vorfichtung ist drehbar die Kupplungsscheibe 2 gelagert, Welche auf irgendeine Weise, z. B. durch einen Zahnkranz 3, mit dem Objekt verbunden wird. Um ein Beispiel für die Verwendung der Vorrichtung anzugeben, sei: erwähnt,¹ daß man die

Plänscheibe auch dadurch mit dem Objekt verbinden kann, daß man auf der Planscheibe·, eine Visiervorrichtung, beispielsweise /ein Fernrohr, anbringt, das, indem es der Bewegung des Objekts entsprechend gedreht wird,-die Planscheibe mitdreht. Unterhalb der Kupplungsscheibe sitzt auf der Achse ι die Nabe 4 des Polarms, der hier als ein mit einer Parallelführung 6 versehenes U-Stück 5.ausgebildet ist. In dem U-Stück ist eine Welle 7 gelagert, auf welcher ein mit der Kupplungsscheibe 2 durch Reibrollen in Eingriff stehendes Rad 8 so angeordnet ist, daß es sich auf . der Welle 7 verschieben kann, sich aber mit ihr drehen muß. Die Welle 7 erhält ihren Antrieb von .einem Uhrwerk 9 (Fig. 2), welches auf einer an die Nabe 4 angesetzten Platte 10 befestigt ist. Das Uhrwerk treibt eine Welle Ii, deren Drehung auf eine Welle 12 und von da durch eine Zahnradübersetzung 13, 14 auf die Welle 7 übertragen wird. Auf diese Art erhält die Welle 7 eine gleichförmige Umdrehung.

Die Welle 1.1 trägt zwei Kegelräder 15 und 16 (Fig. 5), welche auf ihr frei drehbar sind und durch eine Kupplung 17 mit ihr in Eingriff gebracht werden können. Beide Kegelräder stehen in Eingriff mit dem auf der Welle 12 befestigten Kegelrad 18. Das Reibrad 8 ist in einem gegabelten Halter 19 (Fig. 4) gelagert, der im unteren Teil vierkantig ausgebildet ist und in der Parallelführung 6, des U-Stücks 5 gleitet. Auf dem Halter 19 sind zwei drehbare Rollen 20 und 21 mit Hilfe eines Stiftes 23 befestigt. Die beiden Rollen 20 und 21 greifen in eine Kurve 24 ein (Fig. 2), die von zwei feststehenden Kurvenstücken 25 und 26 gemeinsam gebildet wird.

Wie. Fig. 4 erkennen läßt, ist die Kurvenführung in den Stücken 25 und 26 so ausgebildet, daß. die eine Seite von ihr im Kurvenstück 25, die andere im Kurvenstück 26 liegt. Die Kurvenführung kann, wie schon erwähnt, logarithmisch ausgebildet werden nach dem Gesetz:

. φ= ψ'ΐη-^. .

worin φ der Ausschlagwinkel des U-Stücks 5, r der jeweilige Abstand, des Reibrades von der Achse ι und R der Abstand in der Endstellüng oder Ruhestellung des Reibrades von der Achse 1 ist. Diese Formel ergibt eine Kurve, die stets die gleiche Neigung von 45 ° gegen den jeweiligen Radius besitzt, so daß die Kraft zur selbsttätigen Einstellung den größtmöglichen Wert erhält. Nach dem Gesetz r · ω = konst. ist r der Abstand des Reibrollenrades 8 von der Achse 1, ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit w. Danach ist die Größe des Ausschlagwinkels φ das logarithmische Maß für die Winkelgeschwindigkeit und wird auf einer logarithmischen Skala 45 abgelesen, über die ein am Ende des Polarms oder U-Stücks 5 befestigter Zeiger 46 läuft.

.Die Skala 45 kann in bezug auf die Hauptwelle ruhend angeordnet sein. Sie kann aber auch, beispielsweise, zur Messung von Umfangsgeschwindigkeiten bei verschiedenen Durchmessern, so ausgebildet, werden, daß sie um einen logärithmischen Betrag verschiebj bar und fest einstellbar ist. Eine andere Bauart ist die, die Skala im logarithmischen Maße drehbar.um die Welle ι anzubringen.

Das obere Kurvenstück 25 ist mit seiner Nabe 27 auf der Achse 1 gegen Drehung gesichert. Das untere Kurvenstück 26 ist an ihm irgendwie befestigt. Wie: Fig. 3 erkennen läßt, schließt sich an.die Nabe 27 des Kurvenstücks 25 ein Arm 28 an, welcher durch einen Schlitz des Kurvenstücks 26 hindurchgreift. An dem Arm 28 ist ein zweiter, gegen die Parallelführung 6 im Grundriß geneigt stehender Arm 29 befestigt (Fig. 2), der an seinem Ende einen Zahn 30 trägt.

Das U-Stück .5 hat eine. Blattfeder 47, welche sich in der Ruhestellung des Reibrades.8, d. h. in seiner größten Entfernung R von der Achse i, gegen das Reibrad anlegt und es dadurch verhindert, sich zu drehen. Die Folge davon ist, daß bei einer Drehung der Scheibe 2 das Reibrad zunächst mitgenommen wird ohne sich zu: drehen, wobei seine Welle .7 samt dem U-Stück 5 um die Achse 1 sich herumdreht. Infolgedessen wird der ,Uhrwerksträger ίο ebenfalls .gedreht, so daß >ein in einem Bock 48 an der Scheibe 10 drehbar gelagerter, gezahnter Hebel49 (Fig. 5) durch den Zahn 30 des Armes 29 gedreht wird und ioo dadurch die Kupplung 17 mit dem Kegelrad 15 oder dem Kegelrad 16 ,in Eingriff !bringt. Zum Einkuppeln der Kegelräder, 15 J oder 16 genügt eine sehr geringe Drehung des U-Stücks 5, für welche.an der Spitze der Kurve 24 (Ruhestellung) genügend Spielraum vorgesehen ist. Gleichzeitig mit der' : Einkuppelung wird selbsttätig eine Sperrung, beispielsweise mit Hilfe des Hebels 49, aufgehoben, welche das ,Uhrwerk so lange ;stillstellt, wie das Reibrad sich in der Ruhestellung befindet. Das Uhrwerk beginnt also in dem Augenblick zu arbeiten, in welchem die Welle 11 mit einem der Kegelräder 15 oder 16 gekuppelt wird. Die Folge davon ist, daß das Reibrad 8 vom Uhrwerk mit gleich- , förmiger Geschwindigkeit um,seine Welle. 7 gedreht wird. Dabei rollt es auf der Scheibe 2 ab. Da das Rad sich mit konstanter Geschwindigkeit dreht, so versetzt es das U- Stück 5 (Polarm) in Drehung und verschiebt sich —-durch die Kurvenführung veranlaßt -τ-

gleichzeitig so lange auf der Welle 7, bis die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe in ihrem Berührungspunkte mit dem Rollrad 8 gleich ist der konstanten Umfangsgeschwindigkeit des Rollrades. In dieser Stellung zeigt der Polarm mit dem daran befindlichen Zeiger 46 auf der Skala 45 die wahre Winkelgeschwindigkeit, oder bei weiterer Ausnutzung der Erfindung nach Feststellung der gedrehten Skala ein Vielfaches der Winkelgeschwindigkeit, oder bei stetiger Drehung der Skala das Produkt aus der Winkelgeschwindigkeit und der die Drehung der Skala veranlassenden Veränderlichen.

ig Für den Fall, daß die Winkelgeschwindigkeit des Objekts so groß werden sollte, daß sie von der Vorrichtung nicht mehr gemessen werden kann, ist eine selbsttätige Ausrückung vorgesehen. Bei einer derart hohen Winkelgeschwindigkeit wird das Reibrad 8 durch die Kurvenführung 24 in eine Ausdrehung 50 der Scheibe 2 gedrückt, in welcher es mit der Scheibe außer Eingriff gelangt. Um das Rad aus dieser Stellung wieder in die Arbeitslage zurückzubringen, können auf der Welle 7 irgendwelcheRückführungsorgane^lattfedern o. dgl. angeordnet werden. Die dem Reibrad 8 durch die Kurvenführung 24 erteilte Bewegung nach der Achse 1 hin kann ausgenutzt werden, um in dem Uhrwerk ein schnelleres Übersetzungsverhältnis einzuschalten, so daß das Reibrad 8 von dem Uhrwerk mit einer größeren konstanten Umlaufsgeschwindigkeit angetrieben wird.

Um große Genauigkeit in der Arbeitsweise der Vorrichtung in jeder Lage der Achse 1 zu erzielen, empfiehlt es sich, die einzelnen Teile der Vorrichtung so auszubilden, daß ihr Schwerpunkt in die Mittellinie der Achse 1 fällt. Damit infolge der Drehung des Uhrwerksträgers 10 um die Achse 1 der Planscheibe der Gang des Uhrwerks nicht beeinflußt wird, empfiehlt es sich, die schwingenden Teile der Uhr so einzubauen, daß die Drehmomente ihrer Teile senkrecht zur Achse 1 der Planscheibe stehen. Desgleichen ist es zweckmäßig, auf der Uhrwerkseite des Polarmes ein den Bewegungen des Rollrades genau folgendes, verschiebbares Gegengewicht

Jj₀ anzubringen.

Handelt es sich, wie in Fig. 7 angenommen, darum, die Winkelgeschwindigkeit eines beweglichen Zieles, beispielsweise eines Flugzeugs e, zu bestimmen, so befestigt man auf der Planscheibe 2 der Vorrichtung, die hier in einem Gehäuse α eingeschlossen und auf ein Stativ b aufgesetzt ist, mittels einer Gabel c eine Visiervorrichtung, beispielsweise ein Fernrohr d. Wenn man mit dem Fernrohr der Bewegung des Flugzeugs e folgt, so wird dadurch die Planscheibe 2 mitgedreht; und die gesuchte Winkelgeschwindigkeit kann in der beschriebenen Weise abgelesen werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen, insbesondere kleiner Winkelgeschwindigkeiten unter ■ Vermittlung einer entsprechend der Bewegung des zu untersuchenden Körpers ge'drehten Planscheibe und eines von einem Vergleichsuhrwerk mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Reibrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichsuhrwerk (9) zum Antrieb des auf der Planscheibe (2) rollenden Reibrades (8) auf einem zu der Planscheibe (2) konzentrisch schwingbar gelagerten Polarm (5) angeordnet ist, auf dem das Reibrad (8) in einer Parallelführung (6) so gelagert ist, daß es unter der schwingenden konzentrischen Bewegung des Polarmes und unter dem Einfluß einer feststehenden Kurvenführung (24) bis zu einer Stelle der Planscheibe (2) geschwenkt und verschoben wird, an der die Umfangsgeschwindigkeit des Kreises, auf dem das Reibrad (8) sich abrollt, gleich der des Reibrades ist, wodurch ein Ausschlag des Polarms (5) hervorgerufen wird, dessen Winkel ein Maß der Winkelgeschwindigkeit der Planscheibe (2) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve (24), die zur radialen Verschiebung des Reibrades (8) im Polarm (5) dient, als logarithmische Kurve ausgebildet ist, so daß ein am Polarm befestigter Zeiger (46) auf einer in bezug auf die Hauptwelle (1) ruhenden logarithmischen Skala (45) die wahre Winkelgeschwindigkeit des Objekts anzeigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (45) um einen logarithmischen Betrag verschiebbar und fest einstellbar ist, um z. B. Umfangsgeschwindigkeiten bei verschiedenen Durchmessern messen zu können.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala πα (45) um die Welle (1) im logarithmischen Maße veränderlich drehbar angebracht ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.