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Zeigereinstellung bei Geschwindigkeitsmessern und ähnlichen Apparaten.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen des Zeigers, welche besonders
für Geschwindigkeitsmesser geeignet ist, aber auch für andere Meßinstrumente verwendet
werden kann. Das Charakteristische der Erfindung besteht darin, daß der mit Reibung
bewegliche Zeiger des Apparates mittels zweier Einstellungsarme eingestellt wird,
von denen der eine von der Nullage zu dem anzugebenden Wert und danach zurück zu
der Nullage sich bewegt, während der andere Einstellungsarm sich von einer gewissen
Maximumlage rückwärts zu dem anzugebenden Wert bewegt und dann zur erwähnten Maximumlage
zurückgeht.
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Die Erfindung wird -in zwei Ausführungsformen in beiliegender Zeichnung
veranschaulicht. Hierbei stellt Abb. r schematisch die eine Ausführungsform dar,
während Abb. 2, 3 und q: die andere Ausführungsform in Vorderansicht, Grundriß und
Seitenansicht zeigen.
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Die Geschwindigkeitsanzeige, die bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform,
wie z. B. bei dem mit dem Pifotrohr arbeitenden Schiffslog, als Unterschied zwischen
zwei Drucken auf eine Membran. i erhalten wird, wird mittels einer Stange 2 auf
einen elektrisch leitenden Zeiger 3 übertragen, den eine Feder q. in seine Ausgangslage
zurückzuführen sucht.
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Die Zeigerspitze bewegt sich auf einer von einem Uhrwerk 5 in gleichmäßige
Umdrehung gebrachten Scheibe 6, 7, die einerseits mit elktrisch leitenden Teilen
6 und andererseits mit elektrisch isolierenden Teilen 7 versehen ist. Je nach der
Lage des Zeigers wird das Zeigerende größere oder kleinere konzentrische Kreise
auf der erwähnten Scheibe 6, 7 beschreiben. Ein solcher Kreis ist durch die gestrichelten
Linien a, b, c, d angedeutet. Die Trennungslinien zwischen den isolierten
und den leitenden Teilen der Scheibe sind dabei nach solchen Kurven gestaltet, daß
jeweils die Bogenwinkel, die innerhalb des isolierten und des leitendenTeils liegen,
sich zueinander verhalten wie der jeweilige Zeigerausschlag zum Unterschied zwischen
dem größtmöglichen Ausschlag und dem augenblicklichen Ausschlag.
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Der leitende Teil 6 der Scheibe ist mit dem einen Pol und der Zeiger
bei seinem Drehpunkt mit dem anderen Pol eines Elektromagneten B. elektrisch verbunden,.
dessen von einer Feder o. dgl. betätigter Anker g auf der Welle des Triebrades io
eines Uhrwerkes ii drehbar angebracht ist. Auf dem anderen Ende des Ankers ist ein
mit dem Triebrad zusammen arbeitendes Rad i2 angebracht, das je nach der Lage des
Ankers in Eingriff mit einem der Räder 13 oder 14 gebracht werden kann. Das eine
dieser zwei Räder, 13, trägt den einen Einstellungsarih 16, dessen
Bewegung
in der einen Richtung von einem Ansatz 17 begrenzt wird, gegen den der Arm
16 für gewöhnlich mit Hilfe einer Feder 18 gedrückt wird. Das andere Rad =4 ist
auf derselben Welle angebracht wie Rad r9, welches in ein Rad 27 eingreift. Letzteres
sitzt ebenso wie das Rad 13 auf der Welle 23 des die Geschwindigkeit angebenden
Zeigers 24 lose auf. Das erwähnte Rad 27 trägt den anderen Einstellungsarm
2o. Auch die.Drehung dieses Armes ist begrenzt, und zwar durch den Ansatz 21, gegen
welchen der Arm 2o mit Hilfe einer Feder 22 gedrückt wird. Der Zeiger 24 ist mit
Reibung auf der Welle 23 beweglich.
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Zur Registrierung des zurückgelegten Wege ist der Einstellungsarm
=6 mittels eines Schaltwerkes 25 mit einem Zählwerk verbunden, welches betätigt
wird, wenn der Arm sich in der einen Richtung bewegt, jedoch in Ruhe bleibt, wenn
der Arm zu seiner Ausgangslage zurückgeht.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise. Unter der Annahme,
daß der Zeiger 3 den auf der Zeichnung gezeigten Ausschlag gemacht hat, so daß also
das Zeigerende sich längs der Linie ca, b, c, d bewegt, ist der Stromkreis
des Elektromagneten 8 geschlossen, wenn die Scheibe 6, 7 -die auf der Zeichnung
dargestellte Lage einnimmt. Während der Zeit, in welcher das Zeigerende die Linie
a-b beschreibt, ist also der Stromkreis geschlossen und wird der Anker vom Elektromagneten
angezogen. In dieser Lage kann das Rad 12 das Triebrad =o des Uhrwerkes mit dem
Rad 13 zusammenkuppeln, was zur Folge hat, daß dieses Rad ein Stück in der
Richtung des Pfeiles gedreht wird, proportional dem Bogen a-b, wobei der Arm 16
den Zeiger 24 vorwärts dreht, wenn er sich bei einem Punkte befunden hat, der hinter
seinem richtigen Platz liegt. Wenn das Zeigerende zu dem Punkt b kommt und sich
längs der Linie b-c bewegt, wird der Strom unterbrochen, der Elektromagnet gibt
seinen Anker und das Rad 13 frei, so daß es von. der Feder 18 zurückgeführt werden
kann, bis der Arm 16 gegen den Ansatz 17 schlägt. Inzwischen hat das Rad z2 das
Triebrad to des Uhrwerks mit dem Rad 14 gekuppelt, so daß das den anderen Einstellungsarm
2o tragende Rad 27 um ein der Länge des Bogens b-c entsprechendes. Stück. gedreht
wird. Wenn also -der Zeiger einen zu großen Ausschlag ausweist, wird er von
dem Arm 2o zu der richtigen Lage zurückführt.
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Aus dem Erwähnten geht hervor, daß der Arm 16 mit gleichmäßigen Zeitzwischenräumen
von seiner Nullage mit konstanter Geschwindigkeit in Bewegung gesetzt wird, und
zwar jedesmal während einer Zeit, die der zu messenden Geschwindigkeit (oder der
in einem Zeitzwischenraum zurückgelegten Entfernung) proportional ist, wonach er
zu der Ausgangslage zurückgeht und dort bis zum Beginn des nächsten Zeitzwischenraumes
bleibt. Dcr andere Arm 2o bewegt sich von seiner Höchstlage, die der Lage entspricht,
zu welcher der erste Einstellungsarm 16 sich in einem ganzen Zeitzwischenraum bewegen
würde, mit derselben Geschwindigkeit rückwärts, wie der erste Einstellungsarm vorwärts,
und zwar während einer Zeit, die das Komplement der Zeit der Vorwärtsbewegung des
ersten Armes ist, -d. h. diese Zeit zudem angenommenen ganzen Zeitzwischenraum ergänzt.
Hiernach wird der Arm zu der Maximumlage zurückgeführt. Der eine Einstellungsarm
befindet sich also immer in Bewegung, wenn der andere in Ruhe ist, und umgekehrt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 bis 4 wird der erste Einstellungsarm
mit gleichmäßigen Zeitzwischenräumen von seiner Nulllage in gleichen Zeiten mit
Geschwindigkeiten in Bewegung gesetzt, die der in einem Zeitzwischenraum zurückgelegten
Entfernung c der der Geschwindigkeit; z. B. einer zu beobachtenden Welle, proportional
sind, wonach dieser Arm zu seiner Ausgangslage zurückkehrt, während der andere Einstellungsarm
von einer Höchstlage (d. h. der Lage, zu welcher der erste Einstellungsarm sich
bei der Höchstgeschwindigkeit, für welche der Apparat bestimmt ist, bewegt), in
gleichlangen Zeiten wie der erste Arm sich rückwärts bewegt, und zwar mit Geschwindigkeiten,
die dem Unterschied zwischen der Höchstgeschw:ndigke_t und der von dem Apparat anzugebenden
Geschwindigkeit proportional sind, wonach der letztere Arm zu der Maximumlage zurückkehrt.
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In dieser zweiten Ausführungsform ist 31
eine Welle, die durch
eine biegsame Kupplung o. dgl. mit der Welle zu vereinigen ist, deren Geschwindigkeit
gemessen werden soll. Die Welle 31 ist in einer drehbaren Gabel 32 gelagert, welche
von einer Feder 45 gegen e'ne von einem Uhrwerk 4o getriebene Kammscheibe 33 gedrückt
wird und zwei Zahnräder 34 und 35 trägt, welche, wenn die Lage der Scheibe es gestattet,
mit zwei anderen Zahnrädern 36 und 37 in Eingriff stehen, Die Räder 34 bis 37 sind
so bemessen, daß das Rad 36 mit doppelt so großer Geschwindigkeit wie das Rad 37
getrieben wird. Die Nabe der Räder 36 und 37 laufen lose auf der Zeigerwelle 5=.
Die Kammscheibe 33 und das Rad 36 sind mit je einem kegelförmigen Zahnrad 38 oder
39 fest verbunden, die in ein drittes Rad 41 eingreifen, so daß die Räder
38, 39
und 41 ein Planetenradsystem bilden. Das Rad 41 ist auf einer Welle
42 gelagert, die in einer auf der Zeigerwelle 51 freilaufenden-Muffe 47 befestigt
-ist. Der eine Einstellungsarm
16 sitzt auf dem Zahnrad 37, während
der andere Arm 2o auf der Welle 42 des Rades 41 sitzt. Die Zeigerwelle 51, welche
außer dem Zeiger 43 auch einen Arm 44 trägt, ist lose in der Uhrwerkwelle 48 und
mit Reibung in einem Lager 46 gelagert. Der Arm 44 liegt zwischen den beiden Einstellungsarmen
16 und 2o und wird, wenn die beiden Arme sich einander nähern, zwischen ihnen zusammengeklemmt.
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Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise. Das Uhrwerk
4o treibt die Kammscheibe 33 mit einer Geschwindigkeit, die dem Doppel der maximalen
Geschwindigkeit, für welche der Apparat bestimmt ist, proportional ist, während
die Scheibe 37 eine Geschwindigkeit erhält, die der anzugebenden Geschwindigkeit
proportional ist. Wenn die Kammscheibe, gegen welche die Gabel 32 von der Feder
45 gedrückt wird, es gestattet, werden die Räder 34 und 35 in Eingriff mit den Rädern
36 und 37 gebracht, was zur Folge hat, daß das Rad 37 in Richtung des Uhrzeigers
gedreht wird, wobei der Arm 16 eine Drehung gegen den Arm 44 erfährt. Gleichzeitig
wird das Rad 36 und demzufolge auch das Rad 39 mit einer Geschwindigkeit
angetrieben, die nach dem vorausgesetzten Proportionalverhältnis dem Doppel der
anzugebenden Geschwindigkeit entspricht, während das von dem Uhrwerk getriebene
Rad 38 eine dem Doppel des anzugebenden Maximums der Geschwindigkeit proportionale
Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung erhält. Infolgedessen erhält das Planetenrad
außer seiner rotierenden auch eine kreisende Bewegung in entgegengesetzter Richtung
des Uhrzeigers mit einer Geschwindigkeit, die dem Unterschied zwischen der Höchstgeschwindigkeit,
für welche der Apparat bestimmt ist, und der anzugebenden Geschwindigkeit proportional
ist. Daher wird sich auch der Einstellungsarm 2o mit einer dem erwähnten Unterschied
proportionalen Geschwindigkeit drehen, was zur Folge hat, daß der Arm 44 zuletzt
zwischen den beiden aufeinander zukommenden Einstellungsarmen festgeklemmt wird
und der Zeiger 43; der mit dem Arm 44 fest verbunden ist, die richtige Geschwindigkeit
angibt. Sobald die Kammscheibe die Gabel wegführt, so daß der Eingriff zwischen
den Zahnrädern 34, 35 und 36, 37 aufhört, wird sowohl das Rad 37 zu der Nullage
als auch das Rad 41 zu seiner Ausgangslage, z. B. von auf derZeichnung nicht gezeigten
Federn, zurückgeführt, bis nach einem bestimmten Zeitzwischenraum dasselbe Verfahren
sich wiederholt.