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Geschwindigkeitsmesser. Die Erfindung betrifft Geschwindigkeitsmesser
derjenigen Art, bei welcher eine Vergleichsgeschwindigkeit benutzt wird, die der
zu messenden Geschwindigkeit nicht proportional ist. Das Neue besteht im wesentlichen
darin, daß einem Organ A in bezug auf ein anderes das Organ A mitnehmende
Organ B, das mit einer der zu messenden Geschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit
bewegt wird,
eine Bewegung erteilt wird, so daß die absolute Geschwindigkeit
des Organs A die Resultante seiner Relativgeschwindigkeit in bezug auf B und seiner
Mitnahmegeschwindigkeit durch B ist. Infolgedessen beschreibt das Organ A eine Bahn,
die aus der Vergleichsbewegung von A in bezug auf Bund der Antriebsgeschwindigkeit
von A durch B resultiert. Ein Maß der zu messenden Geschwindigkeit ergibt sich dann
entweder i. aus der Lage des jeweiligen Treffpunktes der Bahn des Organs A mit einer
Kurve oder einer bestimmten Geraden oder 2. aus der Richtung der Geschwindigkeit
des Organs A in einem bestimmten Punkt. Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der die Anzeige der zu messenden Geschwindigkeit durch den Treffpunkt
des Organs A mit einer Kurve geliefert wird, in Abb. i in einem Achsialschnitt;
Abb.2 ist eine Stirnansicht, wobei die vordere Wand oder Platine weggenommen ist;
Abb. 3 ist eine Seitenansicht des Armes mit seiner Feder und seinem Stift: Abb.
4. ist eine schaubildliche Darstellung der Gabel; Abb. 5 ist ein erklärendes Schema
der Wirkungsweise des Apparates; Abb.6 bis 15 veranschaulichen verschiedene Einzelausführungen
des Apparates; Abb. 16 ist die Ansicht einer anderen Ausführungsform, bei der die
Anzeige der zu .messenden Geschwindigkeit durch die Richtung der Geschivindigkeit
des Organs A in einem Punkte geliefert wird.
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In den Abb. i bis 5 sind i und 2 zwei Wände oder Platinen, die durch
Stehbolzen 3 und 4. verbunden sind und das Gehäuse des Apparates bilden. Durch die
Wände geht eine Achse 5 hindurch, die mittels eines Querstiftes 7 in einer Brücke
6 befestigt ist. Da diese letztere fest an der Wand i sitzt, so ist die Achse 5
völlig unbeweglich. Auf der Achse 5 sitzt drehbar ein Zahnrad 8, das in ein Zahnrad
9 eingreift. Dieses. sitzt auf einer Welle iö. die mit der Maschine, deren Geschwindigkeit
gemessen werden soll, verbunden wird. Das Zahnrad 8 durchsetzt die Wand i mit seiner
Nabe, die auf der Innenseite der Wand zu einer Schnurscheibe i i ausgebildet und
hinter dieser mit einem Gewindeteil 12 versehen .ist. Auf diesen letzteren ist die
,Nabe eines Armes 13 geschraubt, der einerseits ein Gegengewicht 14 und andererseits
ein Winkelstück 15 trägt, an dem eine Blattfeder 16 festgenietet ist, in deren aufgebogenem
Teil 17 ein Stift 18 befestigt ist, der in Abb. 2 also senkrecht zu der Ebene der
Abbildung liegt und nach außen vorragt. Abb. 3 zeigt diese Anordnung für sich.
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Die Feder 16 ist durch ihre Elastizität bestrebt, den Stift 18 in
der Richtung des Pfeiles a (Abb. 2) zu verschieben. Diese ungleichförmige Rückkehrbewegung
der Feder nach ihrer Entspannung dient als Vergleichsb°wegung, und der Stift 18
stellt das Bewegungsorgan A dar, während das Bewegungsorgan B durch den Arm 13 dargestellt
-wird', der durch Vermittlung der Räder 8 und 9 sowie der Welle io mit einer der
zu messenden Geschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit gedreht wird. Die Feder
16 liegt mit ihrem Ende i9 ayif einem Exzenter 2o auf, das die Form einer Spirale
mit dem radial verlaufenden Teil 22 hat und mittels eines Stiftes 21 auf der Achse
5 befestigt ist. Auf der letzteren sitzt drehbar die Antriebsnadel 23, die,einen
abgebogenen Teil 24 besitzt und mit einer Schnurscheibe 25 fest verbunden ist, die
sich ebenfalls auf der Achse 5 drehen kann. Auf der Achse 5 sitzt ebenfalls lose
eine Gabel 26, die von der Nadel 2,3 durch eine auf der Achse 5 festgestiftete
Scheibe 27 getrennt ist, so daß die Nadel 23 die Gabel 26 nicht durch .Reibung mitnimmt.
Die Gabel 26 läuft in einen zylindrischen Teil aus, der die Wand' :2 durchsetzt
und an seinem Ende den Zeiger 28 trägt, der die zu messende Geschwindigkeit auf
einem an der Wand 2 angebrachten eingeteilten Zifferblatt angibt. Die Gabel 26 hat
die Form eines T (Abb. d:), rlessen Querarm inn rechten Winkel zu zwei Armen
2611 und 26b abgebogen ist, die die Nadel 23 umfassen und ihr eine Drehung um einen
bestimmten Winkel b gestatten, bevor sie auf einen der Arme der Gabel trifft. Eine
Schraubenfeder 29 ermöglicht durch Reibung den stabilen Stand des Zeigers 26 in
einer bestimmten Lage. Auf dem Stehbolzen 3 sitzt eine Röhre 3o, die sich frei auf
ihm drehen kann und zwei Schnurstheiben 31 und 32 aufweist, die mit den Schnurscheiben
i i und 25 durch zwei Riemen oder Schnüre 33 und 34 verbunden sind, von denen
die eine gekreuzt ist.
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Wirkungsweise. 1Venn man die Welle io in der Pfeilrichtung mit einer
Geschwindigkeit dreht, die proportional der zu messenden Geschwindigkeit ist, so
nimmt der Arm 13 die Feder 16 in der Richtung des Pfeiles f (Abb. 2) uin das feste
Exzenter 2o herum mit einer Geschwindigkeit mit, die der zu messenden proportional
ist. Hierbei -wird diese Feder mehr und mehr in dem Maße gespannt, wie sie auf Teilen
des Exzenters von größerem Radius reibt oder gleitet, bis das Ende i9 dieser Feder
vor den radialen Teil 22 gelangt, wie dies in Abb. 5 gezeigt ist. Bei Fortsetzung
der Drehung des Armes 13 entspannt sich die Feder 16 frei und sucht mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit in ihre
shalinungslose Lage zurückzukehren, Wobei
sie das Exzenter je nach der Geschwindigkeit des Armes 13 von neuem z. B. in den
Punkten 35, 36 oder 37 trifft. Der Stift i8 beschreibt entsprechende Bahnen 38,
39 oder 4o, wie sie sich aus der Vergleichsbewegung der Feder 16 mit der Bahn 41
in bezug auf den Arm 13 und der Mitnahmebewegung durch die Kreisbewegung des Armes
13 ergeben, wobei diese Bahnen sich urn so viel mehr dem Kreis 8o nähern, als die
zu ,messende Geschwindigkeit größer wird.
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Während der Stifti8 eine dieser Bahnen beschreibt, trifft er gegen
den oberen Teil der durch die Schnurscheiben 32, 31, 11 im entgegengesetzten Sinne
gedrehten Nadel23 und nimmt diese mit, wobei die Schnur auf der Schnurscheibe 25
gleitet, bis der Stift unter den. Winkelteil 24 gelangt -und die Nadel wieder freigibt.
Die in diesem Augenblick von der Nadel eingenommene Stellung entspricht dem Schnittpunkt
der Bahn des Stiftes i8 mit dem Kreis 42, der durch den Winkelteil 24 bei der Drehung
der Nadel a3 beschrieben wird. Diese Lage ist also eine Funktion der zu messenden
Geschwindigkeit. Sobald der Stift 18 die Nadel 23 nicht mehr mitnimmt, wird die
Nadel. durch den Schnurtrieb wieder zurückgedreht, bis der Stift 18 den Zeiger 23
von neuem mitnimmt. Wenn die zu messende Geschwindigkeit konstant ist, wird somit,die.Nadd.
23 so zwischen zwei festen und bestimmten Außenlagen schwingen. Vergrößert oder
verringert sich die zu messende Geschwindigkeit, so werden sich die Außenlagen der
Schwingung der Nadel 23
ändern und bei konstanter anderer Geschwindigkeit
wieder feste Grenzen einnehmen. Da der Schwingungswinkel praktisch immer derselbe
ist, wird, wenn span den Winkel b innerhalb der Arme 26a und 26b gleich groß macht,
die Nadel:23 bei konstanter Geschwindigkeit einfach zwischen diesen beiden Armen
26a und 26b schwingen und die Gabel 26 ebenso wie der Zeiger 28 stehenbleiben,
solange als sich die Geschwindigkeit nicht ändert.
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Man könnte auch dem Winkel b einen größeren Wert geben, in welchem
Falle sich die Anzeigen des Apparates nur bei einer Geschwindigkeitsänderung von
bestimmter Größe ändern. würden. Um die Reibung während der Mitnahme der Nadel 23
zu verringern, kann der obere Teil derselben, derart abgeschrägt sein, daß er sich
der Tangente der Bahn des Stiftes nähert.
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Die Wirkung der Fliehkraft auf die Feder 16 durch die deren Entspannung
verzögert wird, stört an sich nicht, da die Vergleichsbewegung der Feder 16 in bezug
auf clen Arm 13 auch in der veränderten Form noch als Vergleichsbewegung dienen
kann. Wenn aber die Geschwindigkeit des Armes 13 so ;;roß wird, daß diese Wirkung
hinderlich oder sogar gleich oder größer als die Entspannungskraft der Feder 16
wird, so könnte man sie durch irgendeinen Kompensator, z. ß. den in Abb. 6 dargestellten,
ausgleichen. Dieser wird von einem Hebel 43 gebildet, welcher sich bei 4,,.1. auf
dem Arm, 13 dreht, sich mit einem Stift 45 auf die Feder 16 stützt und an seinem
.anderen Elide ein Gewicht 46 trägt, das die Wirkung der Fliehkraft auf die Feder
16 auszugleichen imstande ist.
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Die Verwendung der Blattfeder 16 zum Zweck, dein Stift 18 seine Vergleichsbewegung
in bezug auf den Arm 13 zu erteilen, ist natürlich mir als Beispiel angegeben, da
jedes andere Mittel Anwendung finden kann, das dem Stift 18 eine Geschwindigkeit
erteilt, die der zu messenden Geschwindigkeit nicht proportional ist. Insbesondere
kann man. eine Unruhe 47 (Abb. 7 und 7a) mit einer Spiralfeder 48 verwenden, die
auf dem Arm 13, mit ihrer Achse senkrecht zu diesem angeordnet wird, *und sich auf
diesem Arm unter einer Brücke 49 drehen kann.. Auf -der Achse der Unruhe ist ein
durch ein Gewicht 51 ausgeglichener Arni 5o angeordnet, der an einem seiner Enden
den Stift 18 trägt, derart, daß die Entspannung der Unruhefeder den Stift in eine
ungleichförmige Vergleichsbewegung in bezug auf den Aren 13 mit kreisförmiger Bahn
hineinzieht, die analog der dem Stift 18 durch die Entspannung der Feder 16 erteilten
Bewegung ist. Die Unruhe 47 kann im übrigen mit Reibung auf ihrer Achse sitzen,
so daß sie im Augenblick ihres plötzlichen Anhaltens beine Auftreffen des Stiftes
18 auf das Exzenter 2o gleitet, wodurch die Stöße sowie die Geräusche und das Zurückschnellen
gedämpft werden.
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Ebenso kann die Rückkehr der Nadel. 23
durch irgendein anderes
Mittel, z. B. durch Zahnräder erzielt werden. Da man dann für die Mitnahmebewegung
der Nadel a3 durch den Stift 18 das Gleiten der Riemen oder Schnüre auf den Scheiben
nicht mehr benutzen kann, so muß .man die Nadel 23 mit dein sie führenden Trieb
durch Reibung kuppeln. Man kann auch die Nadel -3 durch eine Feder unmittelbar zurückbringen.
Dies kann entweder, -wie in Abb. 8 gezeigt, durch eine Feder 52 geschehen, die auf
einen Puffer wirkt. Dieser kann von einem aus einer Ledermanschette bestehenden
Kolben 53 gebildet sein, der sich in einem mit kleiner Offn.ung 55 versehenen Zylinder
54 bewegt und auf die Nadel 23 mittels eines Fadens 56 wirkt, der sich auf eine
mit der Nadel fest verbundene Rolle 57 aufwickelt, derart, daß die Nadel im Sinne
des Pfeiles mit einer
schwach gebremsten Bewegung zurückgeht und
im umgekehrten Sinne durch den Stift 18 frei angetrieben werden kann. Dasselbe Resultat
kann aber auch, wie in Abb. 9 gezeigt, durch eine Spiralfeder erreicht werden, die
die Nadel unmittelbar zurückdreht, wobei sie durch einen Windflügel gebremst wird,
(fier von einem Arm 58 finit zwei senkrecht zur Ebene der Abbildung liegenden Flügeln
59 und fio gebildet wird und mit einem Zahnrad hi fest verbunden ist, das in ein
Zahnrad 62 eingreift. Dieses erhält seinen Antrieb durch die Nadel 23 mittels einer
Lederklinke Oi 3 nur dann, wenn die Nadel unter der Wirkung ihrer Spiralfeder in
der Pfeilrichtung zurückgeht. Der Arm 23 kann bei diesem Zurückgang auch durch eine
Spiralfeder 64 (Abb. io) gebremst werden, die fest mit ihr verbunden ist und ini
Innern einer festen. Trommel 65
reibt, wodurch die Bewegung dieser Nadel in
der Pfeilrichtung gebremst und in der entgegengesetzten Richtung freigegeben ist.
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Bei diesen verschiedenen Svstemen bleibt der Schwingungswinkel der
i#\Tade123 fortgesetzt praktisch konstant, da die Spannung der läeder, die den letzteren
zurückbringt, mit der zu messenden Geschwindigkeit zunimmt. Man kann auch den Rückgang
der Nadel -23 unmittelbar durch den Stift 18 bewirken. Zu diesem Zweck wird der
Arm mit einem Rad 66 (Abb. 13) fest verbunden, das Zähne 67 trägt, wie solche
zum Teil in Abb. 13 dargestellt sind. Diese Zähne 67 sind winklig abgebogen (Abb.
i3a), tun den Stift 18 unter sich durchzulassen, sie haben aber eine solche Schräglage,
daß, wenn die Bahn 68,, die der in der Abbildung durch die Nadel 23 angezeigteil
Geschwilidigkeit entspricht, sich infolge einer Verringerung dieser Geschwindigkeit
z. B. bei 69 oder 70 verkürzt, die Reaktion des Stoßes des Stiftes 18 gegen.
einen Zahn 67 die Nacle123 in der Pfeilrichtung zurückbringt, bis der Stift voll
neuem unter dein Winkel 24 hindurchgeht.
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'Man kann auch, wie Abb. i 5 zeigt, ein gezalintes Rad 71 verwenden,
das die Nadel 23 durch irgendein Zahn- oder Schnurgetriebe antreibt, derart. daß
die Drehungen von 23 und 71 umgekehrt sind. Die Nadel 23 ist dann außerdem finit
einer kreisförmigen Platte 72 versehen. Es ist zu ersehen, daß bei der durch die
Lage der Nadel -23 in Abb. 15 angegebenen Geschwindigkeit, der Stift 18,
cler
die Bahn 73 hat, auf die Platte 72 fällt, bevor er mit den Zähnen des Rades .71
zusaminentrifft. Wenn aber infolge einer Verringerung der Geschwindigkeit die Bahn
des Stiftes 18 z. B. die mit 74 bezeichnete wird, fällt der Stift in einen Zahn
des Rades 71 und nimmt es .mit, wobei die Nadel23 in der Pfeilrichtung zurückgedreht
wird, bis der Stift 18 voll neuem gegen die Platte 72 der Nadel 23 trifft,
auf der er gleitet, so daß die Mitnahme der Nadel aufhört. Bei diesen letzteren
Apparaten wird die Nadel 23, da sie nicht mehr ständig zurückgebracht wird, nicht
mehr eine Schwingung machen und kann daher mit dem Anzeiger 28 unmittelbar aliiie
Zwischenschaltung der Gabel' 26 verbunden werden.
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Außerdem können auch die Drehachsen der Nadel 23 und des Armes 13
ebenso gut nicht vereinigt sein, wie es in Abb. i i gezeigt ist. Ebenso kann auch
der Arm oder die Nadel 23 eine Bewegung längs einer Geraden z. B. d.2a (Abb. 12)
haben, die dann die Kurve 42 ersetzt. In diesem Falle kann die Nadel 23 durch eine
Anordnung (Abb. 1d.) zurückgebracht werden, die derjenigen nach A'bb,
13 ähnlich ist. Das gezahnte Rad 66 ist durch eine Zahnstange 66d mit den
Zähnen 6711 ersetzt, die mit der Nadel 23 fest verbunden ist, die sich längs der
geradlinigen Stange q.2a verschieben kann.
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Bei allen. diesen Apparaten, bei denen die Geschwindigkeit durch die
Lage des Treffpunktes der Bahn des Stiftes 18 mit einer bestimmten Kurve 4.2 gemessen
wird, kann man die Nadel mit ihren Antrieben völlig weglassen, indem, man eine optische
Anzeige verwendet. Zu diesem Zweck materisiliert man die Kurve .q.2 in Form eines
Schlitzes in der Wand 2, setzt auf den Stift 18 eine kleine gefärbte Scheibe, einen
kleinen Spiegel oder eine kleine elektrische Lampe, derart, daß man in der Bahn
dieses Stiftes vor dem Schlitz einen leuchtenden Punkt erhält. Man regelt dann den
Apparat derart, däß er sich so schnell dreht, daß der leuchtende Eindruck zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen dieses Stiftes vor dem Schlitz verbleibt.
Auf diese Weise erhält man einen leuchtenden Punkt, der sich längs des Schlitzes
gemäß den verschiedenen zu messenden Geschwindigkeiten verschiebt und an der auf
der Wand 2 längs angebrachten Skala die Geschwindigkeit .ablesen läßt.
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Die Abb. 16 und 17 veranschaulichen eine Ausführung der Erfindung,
bei der das Anzeigen der zu messenden Geschwindigkeit durch die Richtung der Geschwindigkeit
des Organs <g in einem Punkt seiner Bahn gegeheil wird. Der Stift 18 greift hier,
nachdem er am radialen Teil 22 des Exzenters 2o abgefallen ist, in eine Führung
75 ein, die von den beiden überhöhten Kanten 76 und 77 einer Platte 78 gebildet
ist, die selbst eine .Achse 79 trägt, welche sich in einen in der Wand oder Platine
2 vorgesehenen Lager drehen kann. Diese Achse durchsetzt die Platine und trägt auf
der anderen Seite -den Zeiger 28. Die Führung 75 läßt an ihrem
Austritt
den Stift i8 gerade hindurchgehen, und ihr Eintrittsende ist derart, daß der Stift
18 immer darin eingreift, wie auch. seine Bahn sein mag. Die Richtungseinstellung
dieser Führung 75, die sich um 79 dreht, ist datier abhängig von der Richtung der
Bahn des Stiftes i8 an seinem Austritt aus der Führung 75, d. i. von der Richtung
seiner Geschwindigkeit in diesem Punkt. Da aber die Richtung der Geschwindigkeit
des Stiftes 18 an dieser Stelle, wie gezeigt, Funktion der zu anessenden Geschwindigkeit
ist, so dienen die verschiedenen Einstellungen dieser sich .um: 79 drehenden Führung
75, die durch den Zeiger 28 angegeben werden, zum Messen dieser Geschwindigkeit.
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Bei allen dieser. Apparaten ist zu beachten, ,rl'aß der Zeiger 28
durch Vermittlung eines seine Verschiebungen vervielfachenden Getriebes bewegt werden
kann, um das Ablesen zu erleichtern.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Anordnungen
beschränkt.