DE391735C

DE391735C - Mechanische Vorrichtung fuer mathematische Zusammensetzung physikalischer Groessen oder beliebiger Einwirkungen

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Publication number: DE391735C
Application number: DER45912D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1918-02-16
Filing date: 1918-05-15
Publication date: 1924-03-10

Description

Mechanische Vorrichtung für mathematische Zusammensetzung physikalischer Größen 'oder beliebiger Einwirkungen. Es sind mechanische Getriebe, die mathematische Zusammensetzungen erzielen, bekannt, die z. B. bei I: ampfmessern usw. Verwendung finden. Sie dienen zum Zwecke, um mehrere Größen bzw. Einwirkungen miteinander zu multiplizieren, dividieren usw. Der \achteil der bekannten Vorrichtungen ist der, daß sie meistens nur Annäherungswerte ergeben und sich hier die Reibung verhältnismäßig stark fühlbar macht. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mathematischen Zusammensetzung (Multiplikation, Division, Potenzieren usw.) veränderlicher physikalischer GröL2en oder beliebiger Einwirkungen, und zwar besteht die Erfindung ihrem M esen nach darin, daß eine Hilfskraft die veränderlichen Kräfte in einen Gleichgewichtszustand versetzt, indem sie die gegenseitige Lage der Stütz- bzw. Angriffspunkte verändert, was als Maß für die Zusammensetzung der Kräfte dient. Die Verschiebung der Stützpunkte kann anstatt durch eine Hilfskraft auch durch eine der beiden veränderlichen #Stellkräfte bewirkt werden, während die Hilfskraft an einem Hebelarm der Steilkräfte «,-irkt und deren veränderliche Größe durch Ablesung das Resultat angibt.
Die physikalischen Größen bzw. beliebigen Einwirkungen wirken im Getriebe entweder als Kräfte oder als Bewegungen bzw. Stellungen passender Teile oder als beide. Als Resultat dienen entweder neue Kräfte oder Bewegungen bzw. Stellungen passender Teile. Die Umwandlung der physikalischen Größen in Kräfte, Bewegungen oder Stellungen kann nach beliebigen bekannten Verfahren geschehen, und zwar rein mechanisch, hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder auch kombiniert. Die Resultate können entweder direkt am Getriebe gemessen oder abgelesen oder es kann eine bekannte Fernübertragungsmethode (mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch usw.) angewendet -,werden.
Am vorteilhaftesten wirken Getriebe, die mittels einer Hilfskraft (Transmissionsantrieb, Druckflüssigkeit, Eruckluft, Dampf, Druckgas, elektrischer Strom usw.) z. B. nach dem Rückführungsverfahren betrieben werden, wodurch störende Einwirkungen durch Reibung ausgeschieden werden.
Man könnte zwei Gruppen der erfindungsgemäßen Getriebe unterscheiden, und zwar solche, wo die Getriebe als hebelartige Übersetzung und solche, wo sie als führungsartige Übersetzung wirken. Bei den Getrieben mit hebelartiger Wirkungsweise, bei welcher aus der jeweiligen Gleichgewichtslage das Resultat sich ergibt, könnte man ebenfalls zwei Gruppen unterscheiden, und zwar solche, bei denen die Resultate als Kräfte und solche, bei welchen sie als Bewegungen bzw. Lagen sich ergeben.
In den Abb. i bis 7 sind einige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung schematisch dargestellt.
In Abb. i ist i ein Organ (z. B. eine Meßdose, hydraulischer Kolben, elektrisches System oder eine gespannte Feder o. dgl.), welches gegebenenfalls in an sich bekannter Weise eine Kraft erzeugt, die sich finit einer beliebigen physikalischen Größe oder Einwirkung entsprechend ändert. 2,.3 ist eine Hebelkombination mit Lagerpunkten 4, 5. Eine zweite Steilkraft 6 hat dieselbe Funktion wie i. rurch eine die Hilfskraft hervorbringende Vorrichtung ;, die hier beispielsweise als eine hydraulische gezeichnet ist, wird vermittels einer durch den Hebel 2 beeinflußten Steuerung g der Stützpunkt 8 so verstellt, daß die Hebel 2, 3 ihre ursprüngliche Ruhelage sofort wieder einnehmen. Im Gleichgewichtsfalle gilt die Lage der Stützpunkte 8 gegenüber den Angriffspunkten bzw. Lagerpunkten als Resultat und kann diese Lage z. B. indirekt am Manometer io abgelesen «-erden.
Abb. i und 2 stellen eine einfache Ausführungsform dar, bei welcher das Resultat als eine Kraft auftritt. i erzeugt die einer physikalischen Grö1;e oder Einwirkung entsprechende Kraft, die andere physikalische Größe wird durch Lageveränderung des Stützpunktes 2 eingestellt. Fas Resultat wird durch die veränderliche Gröle der Hilfskraft 3 bestimmt und z. B. an einer hydraulischen @Ä'age oder Meßdose 5 o. d-1. abgelesen. Die Hebelanordnung könnte auch eine andere z. B. nach Abb.3 sein oder könnte der Angriffspunkt einer wirkenden oder resultierenden Kraft durch Verschiebung des betreffenden Organs selbst verschiebbar sein, wie in Abb. 4 dargestellt, wobei der veränderliche Hebelstützpunkt 2 mit dem Angriffspunkt der Kraft zusammenfällt.
Abb. 5 stellt einen der Abb. i analogen Fall dar. Bei i wirkt eine Größe, bei 2 die andere, die das Verschieben der Stützpunkte S zur Folge hat. Bei 3 wirkt die resultierende Kraft, deren Größe sich entsprechend der Verschiebung der Stützpunkte S durch Einwirkung des einen Hebels auf das Steuerorgan entsprechend einstellt, woraus durch Ablesung auf einem Manometer o. dgl. sich das Resultat ergibt. Es könnten hier auch noch weitere Kräfte z_ B. bei 5, 7 wirken.
Abb.6 stellt eine Ausführung dar, wobei die eine Einwirkung als Kraft bei i auftritt, die andere als Bewegung bei 3 und verursacht, daß am kurvenartigen Organ 2 sich durch Verstellen der Lage entsprechende Hebellängen einstellen. Der Vorgang ist hierbei wie folgt: Bewegt die eine Einwirkung die Kurbel 3 z. B. nach abwärts, so wird das Zahnrädchen sich auf der links befindlichen Zahnstange abrollen, weil diese einerseits durch die N\ älzkurve 2. anderseits durch die von 6 ausgehende Krafteinwirkung zunächst festgehalten wird. Infolgedessen wird die rechte Zahnstange nach abwärts bewegt und das Steuerorgan 5 verstellt, wodurch sich die Grüße der Kraft 6 ändert. Diese Änderung bringt nun den Hebel außer Gleichgewicht, so daß die Kurve 2 sich auf ihrer Stützfläche abwälzt und die Lage des Stützpunktes verändert. Dieser letztere Umstand bewirkt aber, daß schliefilich ein neuer Gleichgewichtszustand hergestellt wird, wobei das Maß der Kraft 6 als Resultat gilt.
Abb. 7 zeigt eine Kombination der einfachen Vorrichtung zum Zwecke einer mathematischen Zusammensetzung von mehreren Größen oder Einwirkungen. Bedeutet z. B. a, b, c, d, c die einzelnen physikalischen GröPen oder Einwirkungen oder deren Komponenten, so wäre das Resultat z. B. Die einfachen Getriebe kann man beliebig miteinander oder mit anderen bekannten Getrieben (Differentialgetrieben, logarithmischen Getrieben usw.) kombinieren, um entsprechende komplizierte Zusammensetzungen zu erhalten.
Rein mechanisch könnte man, das Getriebe z. B. so ausführen, daß ein elastisches Organ durch eine Transmissionskraft o. dgl. mittels Klinken- oder Reibungskupplungen der entsprechenden Einwirkung gemäß eingestellt wird, so daß es einen bestimmten Druck an dem entsprechenden Teil des Getriebes entwickelt. Ebenfalls könnte das Resultat auf eine ähnliche Art nach der Rückführungsmethode abgelesen werden, wobei die Stellung der Angriffspunkte bzw. der Xrafteinwirkungspunkte dieselbe bleiben würde.
Selbstverständlich können statt einarmiger zueinander paralleler Hebel auch Doppel- oder Winkelhebel oder andere an sich bekannte Hebelarten bzw. Hebelkombinationen angewendet werden.

Claims

PATENT-AN SPRTCHF: i. Einrichtung zur mathematischen Zusammensetzung (Multiplikation, Division, Potenzieren usw.) veränderlicher physikalischer Größen oder beliebiger Einwirkungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfskraft (7) die veränderlichen Kräfte (i, 6) in einen Gleichgewichtszustand versetzt, indem sie die gegenseitige Lage der Stütz-bzw. Angriffspunkte verändert, was als Maß für die Zusammensetzung der Kräfte dient.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die eine veränderliche Stellkraft (2) die Rolle der Hilfskraft übernimmt und eine Verschiebung der Stützpunkte bewirkt, während die Hilfskraft (3) an einem Hebelarm der Stellkräfte wirkt und deren veränderliche Größe durch Ablesung das Resultat angibt.
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Kräfte (i, 6) einzeln auf zwei einander parallel stehende Hebel (2, 3) mit entgegengesetzt zueinander angeordneten Lagerpunkten (4-5) wirken und die von der Hilfskraft (7) zu verschiebenden Stützpunkte (8) zwischen beiden Hebeln parallel zu diesen verstellbar sind, wobei aus dem Maß der Verstellung das Resultat direkt oder indirekt ablesbar ist (Abb. _).
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Stellkraft (i) auf einen Hebel einwirkt, während eine andere eine Verstellung des Stützpunktes (2) dieses Hebels bewirkt, wodurch der Hebel mittels eines Steuer- oder ähnlichen Organs (4.) entsprechend verändernd auf die das Resultat ergebende Größe einer Hilfskraft (3) einwirkt (Abb. 2 und 3).
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die eine Seite eines Hebels wirkenden Stehkraft (i) eine auf der anderen Seite angreifende Länge des Hebels verschiebbare resultierende Kraft (3) entgegenwirkt, wobei der veränderliche Hebelstützpunkt (2) mit dem Angriffspunkt dieser Liraft zusammenfällt und daher mit diesem gleichzeitig sich verschiebt (Abb. 4).
6. Einrichtung nach Anspruch i bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur die eine Stellkraft (i) auf den einen der beiden zueinander parallelen Hebel einwirkt, die andere aber die Verschiebung der Hebelstützpunkte (S) veranlaßt, während die das Resultat ergebende Hilfskraft (3) auf den anderen Hebel einwirkt (Abb.5).
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die eine Stellkraft (i) beeinflußte Hebel gegen oder mittels einer Kurve (2) gestützt ist und der Stützpunkt durch Einwirkung der zweiten Stellkraft mittels einer Kurbel (3) o. dgl. auf ein Steuer- oder ähnliches Organ (5) so eingestellt wird, daß die hierdurch bewirkte Größenänderung einer auf denselben Hebel einwirkenden Hilfskraft (6) unter Angabe des Resultats einen neuen Gleichgewichtszustand herstellt (Abb. 6). B. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine vervielfachte Anordnung von Hebeln, Stellkräften (a, e) und Hilfskräften (b, c, d), die sich der Reihe nach gegenseitig beeinflussen, eine mit Anzeigevorrichtung verseheneHilfskraft (x) derart verändert wird, daß deren Größe das Resultat einer kombinierten Rechenoperation der gegebenen Größen darstellt (Abb.7).