DE513577C - Geraet zum Erzeugen, Darstellen und Analysieren von Bewegungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Geräte zum Erzeugen, Darstellen und Analysieren von Bewegungen, bei denen zwei einander treibende, drehbare Körper aufeinander abrollen, von denen der eine sich nach einem vorgeschriebenen Gesetz bewegt und der andere mit einer Vorrichtung zur Weiterleitung oder 'Darstellung der zu erzeugenden bzw. zu analysierenden Bewegung verbunden ist.

Die Erfindung besteht in der Hauptsache darin, daß der kürzeste Abstand der sich kreuzenden Drehachsen der beiden aufeinanderrollenden Körper veränderlich ist.

Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispieldes Erfindungsgegenstandes eine Vorrichtung zum Antrieb eines Drehbanksupportes dargestellt. An der Kopfseite des Gestelles α der Leitspindeldrehbank ist eine um eine waagerechte Achse b¹ drehbare kreisför-

ao mige Scheibe b gelagert. Vor dieser befindet sich, in Vorsprüngen ä¹, α², Φ des Bankgestelles gelagert, 'ein durch zwei Schraubenspindeln C und c¹ und eine Zwischenwelle c² gebildetes Parallelführungsgestänge, welches von -einem Handgriff <fi ,aus antreibbar ist und dabei durch Vermittlung von Kegelrädern c⁶, c¹, c^s, c⁹ auf den Schraubenspindeln c und c¹ angeordnete Spindelmuttern c³ und c^l parallel zu verschieben gestattet.

In den Spindelmuttem c³ und c⁴ ist eine genutete Welle <if drehbar gelagert, auf der eine durch eine nicht sichtbare Nase in die Nut der Welle d eingreifende Reibrolle e axial verschiebbar ist. Jede Drehbewegung der Reibrolle e. wird somit auf die genutete Welle«! übertragen; andererseits ist es der Reibroilee möglich, sich seitlich auf der Welle d hin und her zu bewegen.

Die Welle d ist durch Schraubenräder / und/¹ mit einer genuteten Welle/² verbunden, die ihrerseits über Kegelräder/³ und/⁴ mit der Leitspindel/⁵ derart zwangsläufig verbunden ist, daß der Leitspindel /^δ eine' der Drehbewegung der Reibrolle e proportionale Drehung erteilt wird. Dieser entspricht dann der Längs- und Planvorschub des (nicht dargestellten) Supports der Drehbank.

Wird durch Drehung der Kurbel c⁵ die Achse d aus dem Schnittpunkt mit der Achse b¹ der Drehscheibe b parallel zu sich selbst und zur Ebene der Drehscheibe δ verschoben und die Drehscheibe & mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben, so wird der mit der Drehscheibe in Eingriff stellenden Reibrolle e von der Drehscheibe erstens eine drehende Bewegung und zweitens eine seitliche Verschiebung erteilt. Infolge der erwähnten seitlichen Verschiebung ändert sich der Abstand zwischen der Mittelebene e¹, e² der Reibrolle e und der zur Drehscheibe b senkrecht stehenden Ebene δ¹, b² fortwährend. Im Maße der Veränderung des Abstandes der Achse d von der zur Drehscheibe b senkrecht stehenden Ebene b¹, &³ ändert sich aber auch

die drehende Bewegung der Reibrolle ß, und zwar erfährt bei gleichbleibendem Abstand der Achse d von der Ebene b^x, δ³ die Drehbewegung der Reibrolle e eine praktisch konstante Beschleunigung oder Verzögerung, während bei veränderlichem Abstand der Achsel von der Ebeneδ¹, δ³ der Reibrollee eine veränderliche Beschleunigung erteilt wird. Wird z. B. die Rollen in der lotrechten to Mittellinie b¹, b² aus dem Punkte 6¹ heraus verschoben (man denke sich die Verschiebung unendlich schnell), so ist auch nach der Verschiebung zunächst die Drehgeschwindigkeit gleich Null. Eine Drehgeschwindigkeit kommt erst durch die Beschleunigung zustande, und zwar ist diese Beschleunigung um so größer, je weiter die Verschiebung der Rolle e aus dem Punkte b¹ heraus in lotrechter Richtung erfolgt ist. Ist andererseits die ao Ausgangsstellung wieder b¹ und wird die Rolle e in der waagerechten Mittellinie b^s, b¹ gehalten, so bleibt die Rolle im Punkte b¹ stehen, weil keine Beschleunigung vorhanden ist, d. h. keine Kraft, die die Rolle nach der Seite verschiebt. Deshalb ist und bleibt auch die Geschwindigkeit gleich Null. Wird die Rolle durch eine äußere Kraft aus deiro, Punkte b¹ auf der Linie δ¹, δ³ verschoben, so ändert sich zwar das Übersetzungsverhältnis, d.h. die Geschwindigkeit; die Beschleunigung im Sinne des Vorstehenden ist und bleibt aber Null, denn es tritt innerhalb des Gerätes keine Kraft auf, die die Rolle seitlich verschiebt. Da somit also eine lotrechte Ver-Schiebung die Geschwindigkeit (das Übersetzungsverhältnis) an sich nicht ändert, sondern nur die Beschleunigung, so ist das Gerät durch diese Verschiebbarkeit zum Analysieren oder auch zum Erzeugen beschleunigter Bewegungen geeignet, wenn die Rolle frei beweglich ist, wobei der Grad der Beschleunigung dem Abstand an der waagerechten Achse δ¹, δ³ entspricht. Es gilt der Satz: Jede Waagerechte ist der geometrische Ort einer bestimmten Beschleunigung, jede Lotrechte ist der geometrische Ort einer bestimmten Geschwindigkeit. Beschleunigung und Geschwindigkeit ändern sich proportional dem lotrechten oder waagerechten Abstande von dem Punkte-δ¹. Es lassen sich also mittels des beschriebenen Gerätes der Leitspindel/⁵ beliebige vorgeschriebene Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erteilen, so daß es ohne weiteres möglich ist, mit der Leitspindeldrehbank Gewinde oder Spiralen mit gleichförmig oder ungleichförmig veränderlicher Steigung herzustellen.

Das beschriebene Gerat gestattet aber auch eine Umkehrung insofern, als eine durch Welle/⁵ eingeleitete Bewegung analysiert werden kann. Dabei kann je nach Bedarf die Drehscheibe δ mit gesetzmäßig veränderlicher oder gleichbleibender Geschwindigkeit betrieben werden.

So läßt sich z.B. die Hubbewegung einer Schüttelrutsche durch die Welle/⁵ auf das Gerät übertragen. Bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Drehscheibe δ stellt sich die Mittelebene e^x-e² der Reibrolle e in einem der Geschwindigkeit der Reibrolle ent-.sprechenden Abstand von dem Mittelpunkt δ¹ der Drehscheibe δ ein. Bei den bei der Schüttelbewegung auftretenden erheblichen Beschleunigungen entfernt sich aber auch die Achse d¹ der Reibrolle e vom Mittelpunkt δ¹ der Drehscheibe δ, und zwar im Maße der Beschleunigung der Drehbewegung der Reibrolle e. ' ι

In entsprechender Weise lassen sich beispielsweise auch Pendelschwingungen und andere unregelmäßige Bewegungen analysieren, wobei ein mit der Reibrolle e verbundener, auf einer Skala β* gleitender Zeiger e³ zur Anzeige der ersten Ableitungen dienen kann. Ebenso kann ein Zeiger c¹⁰, der von der Welle c angetrieben wird und über einer kreisförmigen Skala«⁵ spielt, zur Anzeige der zweiten Ableitung dienen. Da die Zeiget sich kraftäußernd bewegen, kann statt oder neben der Darstellung auch eine mechanische Übertragung der eingeleiteten Bewegungselemente stattfinden. Z. B. kann eine Welle sich um einen Winkelweg drehen, der proportional der Drehbewegung der Reibrolle e ist, während eine zweite Welle proportional der Verschiebung der Reibrollenachse ihren Winkelweg ausführt.

Mit Rücksicht darauf, daß die Reibrolle lg in Richtung ihrer Drehachse frei beweglich ist, muß sie allerdings, sofern der Beruhrungspunkt nicht auf der Achse δ¹, δ³ liegt, schließlich über den Rand der Scheibe hin-· auswandern, so daß der Verwendungsbereich des Gerätes begrenzt ist, d.h. in der Verwendung zum Schneiden von Schraubengän- gen wachsender Steigung kann die Steigung nur bis zu einem gewissen Grade zunehmen, der Schnitt muß ,also beendet sein, wenn die Rolle die Scheibe verläßt. Dasselbe gilt sinngemäß für die Verwendung zum Analysieren von Bewegungen, wo es, wenn man von einer bestimmten größten Geschwindigkeit der Scheibe δ ausgeht, bei einer bestimmten größten Übersetzung (entsprechend der zu messenden Geschwindigkeit) eine bestimmte größte Beschleunigung gibt, die meßbar ist, und umgekehrt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Gerät zum Erzeugen, Darstellen und Analysieren von Bewegungen, bei dem

   518577

   zwei drehbare Körper aufeinander abrollen, von denen der eine sich nach einem vorgeschriebenen Gesetz bewegt und der andere axial verschiebbar und mit einer Vorrichtung zur Weiterleitung oder Darstellung der zu erzeugenden oder zu analysierenden Bewegung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand der sich kreuzenden Drehachsen der beiden aufeinanderrollenden Körper -(Jb, e) veränderlich ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des einen (z. B. e) _t der beiden Körper parallel zu sich selbst verschoben werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen