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Zeigergeradführung für Meßgeräte Die Geradführung der Zeiger- oder
Schreibspitze von Meßgeräten mit drehbeweglichem 1leßwerk erfolgt in der Regel durch
einen Ellipsenlenker, bisweilen durch einen Konchoidenlenker. Diese Lenker haben
den Kochteil, daß zwischen der Bewegung der geradegeführten Zeigerspitze und der
Drehbewegung des Hauptlenkers keine lineare Beziehung besteht. Die gleichen Winkelwegen
des Hauptlenkers entsprechenden Verschiebungen der Zeigerspitze werden vielmehr
von der Mitte des Arbeitsbereiches nach beiden Enden hin kürzer. Zwar ist die Abweichung
von der linearen Abhängigkeit an sich nur gering, aber doch noch so groß, daß sie
in manchen Fällen störend in Erscheinung tritt, insbesondere wenn, wie es bei Mengenmessern,
schreibenden Meßgeräten für Dampf, Wasser usw. der Fall ist, eine Integration der
Augenblickswerte der 1Ießgröße über die Zeit bzw. eine Ausplanimetrierung der aufgenommenen
Meßkurven erwünscht ist.
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Die Erfindung bezweckt daher, eine Geradführung mit einer in wesentlich
stärkerem Maße linearen Charakteristik, also eine insbesondere auch für die letzterwähnten
Verwendungszwecke geeibnete Geradführung zu schaffen, und erreicht dies durch die
besondere Anordnung eines mit dem Hauptlenker gekuppelten Hilfslenkers. Zwar ist
die Verwendung eines Hilfslenkers an sich nicht neu. Der darauf gerichtete Vorschlag
wollte jedoch nur aufzeigen, daß es bei Geradführungen nicht notwendig sei, den
drehbeweglichen Meßwerksteil auf die ortsfeste Drehachse des Hauptlenkers aufzusetzen,
sondern daß es auch möglich sei, die Kupplung eines drehbeweglichen 1\Ießsystemteiles
mit dem mittels des Hauptlenkers an seiner Spitze geradegeführten Stab durch einen
an diesem angreifenden Hilfslenker zu bewirken. Im übrigen ist bei der Anordnung
nach diesem Vorschlag. der Hilfslenker so ausgebildet bzw. angeordnet, daß zwischen
der Drehbewegung seiner ortsfesten Drehachse und der Bewegung der geradegeführten
Zeigerspitze im wesentlichen die gleiche Abhängigkeit besteht wie zwischen der Drehbewegung
der ortsfesten Drehachse des Hauptlenkers und der Zeigerbewegung; d. h. die der
Zeigerspitze zugeordnete und auf gleiche Drehwinkel der ortsfesten Drehachse des
Hilfslenkers sich beziehende Teilung wird nach den Enden hin ebenfalls merkbar enger.
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Demgegenüber ist bei der neuen Geradführung der z. B. an dem Gelenkpunkt
zwischen dem Hauptlenker und dem die Zeigerspitze tragenden Stab angreifende Hilfslenker
so beschatten bzw. angeordnet, daß das Winkelgeschwindigkeitsverhältnis zwischen
Hauptlenker und Hilfslenker sich über den Arbeitsbereich in entgegengesetztem Sinne
ändert
wie das Verhältnis der Geschwindigkeit der geradegeführten
Zeigerspitze zu der Winkelgeschwindigkeit des Hauptlenkers. Es handelt sich also
sozusagen um eine kinematische Reihenschaltung zweier Kupplungen, wobei die erste
Kupplung, d. h: die zwischen Zeigerspitze und der ortsfesten Drehachse des Hauptlenkers,
ein sich über den Arbeitsbereich in entgegengesetztem Sinne änderndes t'bersetzungsverhältnis
aufweist, wie die zweite Kupplung -zwischen der ortsfesten Drehachse des Hauptlenkers
und der ortsfesten Drehachse des Hilfslenkers. Die Anderungen der beiden Übersetzungsverhältnisse
heben sich also mit Bezug auf das Anfangsglied und das Endglied der kinematischen
Reihenschaltung; d. h. mit Bezug auf die Kupplung der Zeigerspitze mit der ortsfesten
Drehachse des Hilfslenkers, gegenseitig-fast vollständig auf, so daß mit überaus
großer Annäherung zu gleichen Winkelwegen der ortsfesten Drehachse des Hilfslenkers
gleiche Verschiebungen der Zeigerspitze gehören.
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Für den Hilfslenker können verschiedene Arten von an sich bekannten
kinematischen Ketten Verwendung finden, z. B. Doppelkurbeln (sogenannte Kniekupplungen)
oder, und zwar am vorteilhaftesten, die sogenannte Kurbelschleife. Es ist hierbei
gleichgültig, an welchem Punkt des Hauptlenkers der Hilfslenker angreift. Man kann
jeden außerhalb der ortsfesten Achse des Hauptlenkers liegenden Punkt benutzen,
jedoch ist es am besten, die Gelenkverbindung zwischen dem Hauptlenker und dem die
Zeigerspitze bzw. den Schreibstift tragenden Stab als Angriffspunkt zu wählen. Natürlich
könnte man bei Verwendung entsprechender kinematischer Ketten auch einen Punkt des
die Zeigerspitze bzw. den Schreibstift tragenden Stabes betrutzen, da zwischen dessen
Bewegung und der Bewegung des Hauptlenkers Zwangläufiglceit besteht.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt; und zwar ist zunächst zur Erläuterung in Abb. r der übliche
Ellipsenlenker, in Abb. 2 die zur Steuerung des Hauptlenkers benutzte Kurbelschleife
und in Abb.3 die aus beiden Teilen zusammengesetzte neue Geradführungseinrichtung
dargestellt.
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Abb.:I zeigt in einem Ausführungsbeispiel die Anwendung der Erfindung
auf einen Konchoidenlenker.
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Bei der bekannten Anordnung ist um-die Achse r der Hauptlenker 2 drehbar.
Mit ihm ist mittels des Gelenkes 3 der sogenannte Gegenlenker oder Schreibhebel
4. verbunden. Das eine Ende des Gegenlenkers 4. wird in einer Prismenführung 5 längs
einer durch die Achse r gehenden Geraden geführt. Bei Drehung des Hauptlenkers 2
um die Achse t wird die Schreibspitze 6 des Schreibhebels d. annähernd auf einer
zur Prismenführung 5 senkrechten Geraden geführt. Ihre Ausschläge «erden von der
Mittellage aus nach den Enden im Verhältnis zum Drehwinkel des Meßwerkes immer kleiner.
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Die in Abb.2 dargestellte Kurbelschleife dient zur Verminderung der
Gleichförmigkeit einer Drehbewegung. Sie besteht aus einer um die Drehachse i bewegbaren
Kurbel 8 sowie einem um die Achse 9 bewegbaren Lenkstab ro, der an seinem Ende eine
Prismenführung r r besitzt, in der sich der Endzapfen r2 der Kurbel 8 bewegen
kann. Ist der Zapfen 12 entfernt _ von der Drehachse 9, so hat die Kurbel 8 bei
gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit des Lenkstabes ro eine größere Winkelgeschwindigkeit,
als wenn der Zapfen sich in der Nähe der Achse 9 befindet. Wird der Lenkstab ro
mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit angetrieben, so hatalso die Kurbel 8 die
kleinste Drehgeschwindigkeit bei achsennahem und die größte bei achsenfernem Zapfen
12.
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Die Verbindung der Kurbelschleife mit dem bekannten Ellipsenlenker
erfolgt nun in der Weise, daß die Kurbel 8 mit dem Hauptlenker 2 und ihre Drehachse
7 mit der Achse r zusammenfällt, wie dies in Abb. 3 dargestellt ist. Es wird also
nur noch eine zweite Achse g zugefügt, auf die das proportional der Meßgröße sich
drehende Meßwerk einwirkt und die eine Schlittenführung i r trägt. In diese Schlittenführung
ragt der Zapfen 12, der zur Verminderung der Reibung zweckmäßig als eine in Achsrichtung
des Gelenkes 3 gelagerte Rolle ausgebildet ist. Dieser Zapfen bewegt sich in der
SchlittenfÜhrung bei Drehung des Lenkstabes ro hin und her.
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Er ist der Achse 9 am nächsten für die Mittelstellung des Zeigers
und am entferntesten für den größten seitlichen Ausschlag. Bei gleichförmiger Drehung
des Lenkstabes ro wird also der Zapfen 12, d. h. der Endpunkt des Hauptlenkers :2,
um einen immer größeren Winkel gedreht, dabei kann durch geeignete Abmessungen der
einzelnen Lenker der Drehwinkel in einem solchen Maße vergrößert werden, daß die
geradlinigen Ausschläge der Zeigerspitze 6 den Drehungswinkeln des zugefügten Hilfslenkers
ro proportional oder annähernd proportional sind.
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Die gleiche Anordnung kann bei dem Konchoidenlenker angewandt-werden,
bei dem ja auch nach beiden Seiten eine Verengerung der Skalenteilung auftritt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf einen Konchoidenlenker
ist in
Abb. 4. dargestellt. 4. ist. der Gegenlenker, der mit seinem
einen Ende die geradezuführende Zeigerspitze bildet. Mit dem Gegenlenker ist der
Hauptlenker 2 gelenkig verbunden. io ist der Hilfslenker, der mit seinem einen Ende
unmittelbar auf der Achse des drehbeweglichen Meßwerkes sitzen kann und dessen anderes
Ende eine Gabel bildet, die eine zweckmäßig am Ende des Hauptlenkers befestigte,
konzentrisch zum. Gelenk zwischen Hauptlenker und Gegenlenker gelagerte Ralle umfaßt.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist ihrem Wesen nach die gleiche wie die
der Ausführungsform nach Abb. 3. - .