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Integriervorrichtung mit Reibradgetriebe Es sind bereits Integriervorrichtungen
mit Reibradgetriebe bekannt, die auf folgendem Meßprinzip beruhen (Fig. r).
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Wird eine Ebene tangential zum Umfang eines Meßrädchens, welches die
Ebene berührt, gleichmäßig bewegt, und zwar so, daß die Bewegungsrichtung der Ebene
senkrecht zur Welle des Rädchens liegt, so ist die Umfangsgeschwindigkeit -des Rades
gleich der Fortbewegungsgeschwindigkeit z, der Ebene. Dreht man die Welle des Rädchens
um eine Achse, die mit dem Radius des Rädchens nach dem Berührungspunkt mit der
bewegten Ebene hin zusammenfällt, so daß der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung
z, und der Ebene des Rädchens einen beliebigen von o° verschiedenen Wert annimmt,
so ändert sich die Umfangsgeschwindigkeit des Rädchens und wird Null, sobald die
Welle die Richtung von v hat, die Ebene des Rädchens also senkrecht zu v steht.
Man erhält die zu einer beliebigen Stellung ,der Welle gehörige Umfangsgeschwindigkeit
des Rädchens durch Zerlegung von v in seine Komponenten parallel zur Ebene des Rädchens
und senkrecht zu ihr. Aus Fig. r ist sofort klar, daß die Umfangsgeschwindigkeit
bzw. Umdrehungszahl des Meßrädchens dem Cosinus des Verdrehungswinkels proportional
ist. Erfolgt die Verdrehung, wie oben angegeben, beispielsweise um eine Achse, die
mit dem Raddus des Meßrädchens zum Berührungspunkt hin zusammenfällt, so ist der
Verdrehungswiderstand Null, und die Genauigkeit der Anzeige wird durch Betätigung
dies Zählwerkes in keiner Weise gefährdet. Fällt die Achse nicht mit dem genannten
Radius zusammen, so werden die Verhältnisse etwas ungünstiger.
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Zwischen 6o° und 9o° hat die Cosinusfunktion annähernd linearen Verlauf.
Stellt man also die Welle des Meßrädchens im Nullpunkt parallel v, so daß keine
Drehung des Rades stattfindet, und läßt Verdrehungen bis 30° aus :dieser Lage zu,
so ist die Umfangskomponente von v, d. h. die Drehzahl des Meßrad,es, sehr nahe
proportional dem Verdrehungswinkel.
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Fig. a zeigt schematisch eine Ausführung bekannter Art. Dias Meßrad
a wird durch eine mittels Uhrwerks b angetriebene Scheibe c, an deren Stelle auch
eine Ringfläche, Trommel o. dgl. treten kann, mitgenommen. Die Drehung von a wird
durch ein geeignetes Triebwerk d (Schnecke, Zahnrad usw.) auf den Zeiger e übertragen.
Das gesamte Triebwerk ist im Rahmen f gelagert, der durch das Zeigerwerk um die
Achse A-A gedreht wird. Gleichzeitig ist an diesem Rahmen ;auch das Zifferblatt
g befestigt.
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Den kleinen Fehler, der dadurch entsteht, daß man eine Gerade durch
den Teil der Cosinuskurve beispielsweise zwischen 6o und go° ersetzt, kann man erfindungsgemäß
dadurch ausgleichen, daß man die .Achse A-A, um die f gedreht wird, nicht durch
den Berührungspunkt
von a und c gehen läßt, sond ern diese Achse
so wählt, daß dieser Berührunäspunl:t mehr oder weniger weit von ihr entfernt ist.
Bei einer Drehung von f wird dann dieser Berührungspunkt einen Kreisbogen um A-A
beschreiben, d. h. sich vom Drehpunkt der Scheibe c entfernen oder zu ihm hinbewegen.
Es wird sich also die Geschwindigkeit v an .der Berührungsstelle entsprechend ändern.
Will man also beispielsweise einen Fehler von :2"/" ausgleichen, so ist der Abstand
dieses Berührungspunktes von der Achse A-!1 so zu wählen, daß sich der Abstand dieses
Berührungspunktes vom Drehpunkt der Scheibe c, @d. h. die Geschwindigkeit im Berührungspunkt
bei der Drehung des Rahmens f um a o;o ändert.
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Theoretisch kann man also, wie oben gesagt, die Nullstellung .des
Meßrades a so wählen, @daß v senkrecht zur Ebene dieses Rades a. steht, also seiner
Welle parallel ist, weil dann eine Drehung von a durch die Scheibe c nicht stattfindet.
Praktisch tritt hier jedoch v-egen des zwischen a und c erforderlichen Anpreßdruckes
eine Schwierigkeit auf. In der genannten Nullstellung wird der infolge des Anpreßdruckes
zwischen a und c auftretende Reibungswiderstand bremsend auf c ein. Dieser Widerstand
wird bei gleichem Anpreßdruck zu Null, sobald v in die Ebene des Rädchens a fällt,
a also um 9o° aus der angzInoinmenen Nullstellung verdreht wird. Dann rollt a auf
c ab. Mit anderen Worten: der Widerstand, den der Anpr eßdruck zwischen a und c
einer Drehung von c entgegensetzt, ist von der Stellung des Rädchens a abhängig.
Dieser Widerstand beeinflußt aber den Gang des Uhrwerkes b und kann in der genannten
-Nullstellung unter Umständen den Stillstand dieses Werkes zur Folge haben. Selbst
verstärkte Uhrfedern können diese schädliche Wirkung nicht beseitigen. Abhilfe läßt
sich dadurch schaffen, daß die Messung im Bereich zwischen etwa 30 und 8o'
Ausschlag vorgenommen wird. In ,diesem Gebiete besitzt zwar die Cosinusfunktion
keinen linearen Verlauf mehr, aber die hierdurch auftretenden Fehler können, wie
weitet oben bereits angegeben, behoben werden. Der Antrieb des Meßrädchens a kann
wieder durch eine Scheibe c erfolgen (Fig. 3), die durch ein Uhrwerk b gedreht wird.
Natürlich wird in der gewählten Nullstellung (30') das Meßrädchen sich weiterdrehen,
also weiterzählen entsprechend der zugehörigen Komponente von v. Um diese Störung
zu kompensieren, wird erfindungsgemäß, wie aus der schematischen Skizze der Fng.
3 ersichtlich, die Bewegung des Meßrädchens a durch ein geeignetes Triebrad d (Schnecke,
Zahnrad, Reibrad usw.) auf eine Scheibe e eines kleinen Differentialgetriebes übertragen.
Die Gegenscheibe fdieses Getriebes wird beispielsweise durch das Uhrwerk b im entgegengesetzten
Sinn gleichförmig angetrieben, und zwar derart, d:aß die Drehgeschwindigkeit von
f konstant gleich jener ist, welche e in der NTullstellung besitzt. Auf diese Weise
drehen sich die kleinen Ausgleichräder ä um die gemeinsame Achse h, ohne daß sich
deren Lage ändert. Erst wenn ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen c und f infolge
einer Verdrehung der Meßradwelle seitens des Instrumentes um die Achse A-A erfolgt,
findet eine Verdrehung von li um die Hülse i statt, die ihrerseits den Zeiger -
trägt. Die Verdrehung der Meßradwelle erfolgt in der Weise, daß das Anzeigewerk
den Rahmen k dreht, der den ganzen Zählwerkinechanismus trägt. Die Drehung erfolgt
um die Achse A-A. Infolge dieser Verdrehung wird auch c gegen f gedreht, wodurch
eine ungewollte Anzeige verursacht wird. Um sie auszugleichen, sind erfindungsgemäß
am Zifferblatt L kleine Rollen in vorgesehen, welche einerseits eine mit dem Rahmen
k verbundene Fläche o berühren, andererseits eine Fläche p, die im Raume festesteht.
Dadurch wird erreicht, daß bei einer Verdrehung des Rahmens 1z Zeiger und Zifferblatt
sich im gleichen Maße verdrehen, so daß keine Anzeigefehler entstehen können.