DE6308C - Verbesserungen an einem selbstregistrirenden Geschwindigkeitsmesser und Controlapparat für locomobile und stationäre Maschinen, insbesondere für Locomotiven und Eisenbahnfuhrwerke - Google Patents

Description

1878.

.Klasse .4Ss-U-A

HUGO RICHARD BAUMANN in DRESDEN.

Verbesserungen an einem selbstregistrirenden Geschwindigkeitsmesser und Controlapparat für locomobile und stationäre Maschinen, insbesondere für Locomotiven und Eisenbahnfuhrwerke.

Zusatz-Patent zu No. 5960 vom 19. April 1878.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 5. September 1878 ab. Längste Dauer: 18. April 1893.

Diese Verbesserungen beziehen sich:

1. Auf das in der mittleren oder zweiten Abtheilung des Apparates angebrachte Wendegetriebe, welches ich durch das in Fig. 4 dargestellte Wendegetriebe mit Stirnrädern ersetzen will.

2. Auf den in der unteren oder ersten Abtheilung des Apparates angebrachten Umpendelungsmechanismus, den ich in Fig. 2 im Zusammenhang mit dem Apparat, in den Fig. 5, 6 und 7 in detaillirten Ansichten in vergröfsertem Mafsstabe dargestellt habe.

3. Auf den in der oberen oder dritten Abtheilung des Apparates an Stelle des daselbst befindlichen Schreibstiftes angebrachten Schreibapparat, welchen ich in der Fig. 2 im Zusammenhang mit dem Apparat in Fig. 9 in Seitenansicht getrennt und in vergröfsertem Mafsstabe gezeichnet habe.

4. Auf den in den Fig. 10, 11 und 12 dargestellten Mechanismus zur Einstellung des die Vor- oder Rückläufigkeit der Bewegung markirenden Schreibstiftes.

I. Dasim Haupt-Patente beschriebene Wendegetriebe läfst sich auch aus Stirnrädern herstellen, wie die in Fig. 4 dargestellte Anordnung zeigt. _ _ _

Es ist hierbei die Antriebswelle A mit einer kurzen, parallel zu ihr liegenden Welle A₁ durch die beiden festen Stirnräder α und α, derart verbunden, dafs beide Wellen stets entgegengesetzte Drehrichtung haben. Auf beiden Wellen befinden sich ferner fest und einander gegenüberstehend die beiden Sperrräder c und C₁ mit gleichgerichteten Sperrzähnen. Dicht daneben liegen auf denselben Wellen die beiden losen Stirnräder d und d,, welche nicht in einander aber beide in das mit einer dritten zu A und A₁ parallelen Axe B fest verbundene Stirnrad e greifen. Diese losen Stirnräder haben nahe ihrem Umfange Sperrklinken, welche in die entsprechenden Sperrräder durch Federn leicht eingedrückt werden.

Dreht sich nun die Axe A in beliebigem Sinne, so wird demnach die Axe B sich nur in einem Sinne, und zwar bei der hier gezeichneten Sperrzahneinrichtung stets von links nach rechts drehen. Der Vorgang der Bewegungsübertragung ist hierbei genau derselbe, wie schon beim konischen Wendegetriebe beschrieben.

Das rasselnde Geräusch, welches die über ein Sperrrad gleitenden Sperrklinken stets verursachen, läfst sich, wenn es für gewisse Zwecke besonders nothwendig erscheint, sowohl beim konischen als auch beim Stirnradwendegetriebe durch Anwendung stummer Gesperre vermeiden.

II. Der die Umpendelung der Axejy erzeugende Mechanismus ist im unteren Theile des Gehäuses angebracht und hat die in den Fig. 2, 5, 6 und 7 dargestellte Anordnung.

Durch einen besonderen mit dem Steigrad des Uhrwerkes direct verbundenen Trieb wird eine kleine flachgängige Schraube 1, Fig. 5, mit nur einem Umgange in der Zeiteinheit, z. B. in einer Secunde, genau einmal um ihre Axe gedreht. Die einander um nur weniges übergreifenden Anfangs- und Endpunkte der Schraubenfläche sind nach oben zu schräg abgeschnitten.

Auf diese Schraubenfläche wird durch ein gespanntes Federhaus stets das Ende eines Windfangflügels 2, bei der hier angenommenen Anordnung von unten nach oben gedrückt.

Bei jedem Umgang der Schraube wird daher der Windfangflügel,' auf der Schraubenfläche gleitend, um die Ganghöhe steigen und plötzlich, wenn er das obere Ende des Schraubenganges erreicht hat, durchschlagen; infolge dessen wird die Windfangaxe eine halbe Umdrehung machen und im nächsten »Augenblicke das andere Ende des Windfangflügels wieder auf die untere Fläche der Schraube treffen.

Stellt man sich die Feder, welche auf Drehung der Windfangaxe wirkt, immer gespannt vor, so wird stets in dem Augenblicke, wo die Schraube eine Umdrehung gemacht hat, die Windfangaxe eine halbe Umdrehung machen.

Die Steigung der Schraube ist derart zu bemessen, dafs der durch den Druck des Windfangflügelendes ' bewirkte Antrieb aufgehoben wird, durch die durch denselben Druck erzeugte Reibung zwischen Flügelende und Schraubenfläche. Das Uhrwerk wird dann durch das Spiel der Windfangfiügel in keiner Weise beeinflufst und läuft stets vollständig frei.

An der Windfangaxe ist weiterhin eine herzförmige Scheibe 3, Fig. 6, befestigt, welche von einer Gabel 4 umfafst wird, die an einem längeren Hebel sitzt. Bei jeder halben Umdrehung der Windfangaxe und der herzförmigen Scheibe wird daher der Gabelhebel pendeln und zwei äufserste seitliche Stellungen annehmen. Diese Pendelung ist es, welche direct mittelst zweier konischer Zahnradsectoren auf die Axe y übertragen wird.

Die Anordnung des Federhauses 12, welches seine Spannung von der in den Apparat eingeleiteten Bewegung erhält und diese Kraft constant auf die Axe des Windfanges überträgt, ist aus den Fig. 2, 6 und 7 näher ersichtlich. - ■

Von der sich stets in einem Sinne drehenden Welle B aus wird zunächst durch Vermittelung eines Zahnradgetriebes die kurze Welle E in Drehung versetzt.

In das Ende dieser in zwei festen Kloben gelagerten Welle ist ein Loch gebohrt, welches als einseitiges Lager für die die Fortsetzung der Welle E bildende Federhausaxe E' dient. Diese Federhausaxe ist andererseits ebenfalls in einem festen Kloben gelagert und trägt aufserhalb desselben das Sperrrad 11, gegen welches constant eine Sperrklinke angedrückt wird, die der Axe E¹ nur eine Drehung im Sinne der Federabwickelung gestattet. Der Federhausboden bildet ein Zahnrad 13, welches mittelst Uebersetzung in ein entsprechendes Zahnrad der Windfangaxe eingreift. Die Feder im Federhause ist einerseits in der in einem Sinne freien Axe E, andererseits im inneren Umfange des Federhauses befestigt, so dafs, wenn letzteres in Richtung der Federaufwickelung gedreht wird, die Feder sich spannt.

An der äufseren Seite des Federhausbodens ist eine Curvenscheibe befestigt, deren Umfang eine stetig ansteigende Spirale mit einem Zahn bildet. Dicht vor dieser Curvenscheibe ist auf der Federhausaxe E' ein Sector 6 befestigt, welcher auf der dem Federhause zugekehrten Seite einen starken Sperrzahn 8 trägt, der durch eine am Sector befindliche Feder 10 stets gegen den Umfang der spiralförmigen Curvenscheibe 5 gedrückt wird.

Dieser Sperrzahn trägt aufserdem auf der dem Federhause abgewendeten Seite einen Stift 9, welcher noch ein gewisses Stück vor dem Sector 6 hervorragt.

Das vorragende Stück des Stiftes bildet einen halben Cylinder, dessen axiale Schnittfläche flach gewölbt ist.

Auf demjenigen Ende der Welle E, an welchem die Federhauswelle E' gelagert ist, ist der Zahn 7 befestigt, dessen Ende der gewölbten Schnittfläche des Stiftes 9 entspricht, und der so lang ist, dafs er den Stift 9 in allen Lagen, welche die Sperrklinke 8 am Umfange des spiralförmigen Scheibenrades einnehmen kann, fafst, mit Ausnahme der höchsten Stellung kurz vor dem Zahn.

Die Feder soll sich von Anfang an in einer bestimmten Spannung befinden, welche sie späterhin constant beibehält. Diese Spannung wird dadurch erzeugt, dafs man die Axe E¹ festhält und das Federhaus so lange dreht, bis die Sperrklinke 8 in den Zahn der Curvenscheibe 5 einfällt und sich gegen denselben stemmt.

Je nach der Anzahl der anfänglichen Umdrehungen wird dann zwischen der Federhausaxe E' und dem Federhausumfange eine bestimmte Spannung stattfinden.

Die Wirksamkeit dieses Federhauses nebst den dazu gehörigen vorher beschriebenen Theilen wird am besten durch Darstellung des bei Einleitung der Bewegung in den Apparat stattfindenden Vorganges verdeutlicht.

Sobald die Axe E und der mit ihr fest verbundene Zahn 7 sich von links nach rechts dreht, wird letzterer gegen den Stift 9, der sich im Ruhezustande mit der zugehörigen Sperrklinke 8 vor dem Zahn des spiralförmigen Scheibenrades 5 befindet, anstofsen und denselben, sowie den damit verbundenen Sector 6 und die Federhausaxe E' mitnehmen. Wird während dessen das Zahnrad 13 am Boden des Federhauses festgehalten, so wird die feder so lange gespannt, bis die Sperrklinke 8 ihre höchste Stellung auf der spiralförmigen Scheibe 5 erreicht hat. Eine Drehung der Axe E' infolge der Federspannung wird durch das Sperrrad 11 verhindert.

Hält man den Federhausboden weiter fest, so wird der Zahn 7 sich immerfort drehen können, ohne wieder den Stift 9 zu berühren, also ohne die Feder weiter zu spannen. Ein Widerstand des Zahnradbodens findet aber nur so lange statt, als ein Ende des Windfanges auf der Schraube am Uhrwerke aufliegt. Sobald dasselbe frei wird, schlägt es infolge des Federdruckes durch und wird bis zum Auftreffen des anderen Windfangflügels das Federhaus und mit ihm das spiralförmige Scheibenrad 5 eine kleine rückgängige Bewegung machen, Hierdurch kommt die Sperrklinke ein Stück tiefer zu stehen, so dafs bei weiterer Umdrehung der Axe E der Zahn 7 den Stift 9 von neuem trifft und die Feder um das abgelaufene Stück wieder spannt.

Die rückgängige Bewegung des Federhauses beträgt im vorliegenden Falle bei einer Umpendelung 30°, so dafs die einmal gespannte Feder, wenn die Bewegung der Axe E aufhört, noch 12 Umpendelungen selbsttätig ausführen kann. Dieses Verhältnifs läfst sich jedoch für jeden speciellen Zweck beliebig ändern.

Bei Einleitung der Bewegung in den Apparat tritt die Wirkung der Feder sofort ein, sobald der Zahn 7 einen Weg zurückgelegt hat, der dem Rückgange der Feder während einer Umpendelung entspricht.

Durch Einlegung einer besonderen Hemmung läfst sich aufserdem verhindern, dafs die Feder nach Aufhören der Bewegung bis zu ihrer Endspannung weiter wirkt, so dafs dieselbe bei Einleitung jeder neuen Bewegung sofort von selbst in Thätigkeit tritt.

III. Für den an der Stange D zu befestigenden Schreibstift, welcher auf dem Papierstreifen eine Geschwindigkeitsfläche erzeugen würde, läfst sich besser ein besonderer Schreibapparat anordnen, der bei der tiefsten und höchsten Stellung der Stange nur farbige Punkte auf dem Papierstreifen markirt, welche so dicht zu stehen kommen werden, dafs eine wirkliche zusammenhängende Geschwindigkeitscurve mit horizontaler Abscisse entsteht.

Die Construction dieses Schreibeapparates ist aus den Fig. 2 und 9 in Seiten- und Hinteransicht ersichtlich. Er besteht zunächst aus einem horizontalen flachen Farbgefäfs 14, welches direct auf der Stange D befestigt ist. In dieses Farbgefäfs taucht eine konische Rolle 15, die um eine unter 45 ° geneigte Axe drehbar ist.

An dem oberen Ende der Axe dieser Rolle befindet sich fest ein feines Sperrrädchen 16, an dessen event. Drehung die konische Farbrolle theilnimmt.

An einer auf dem Farbgefäfse befestigten verticalen Seitenwand 17 befinden sich ferner um horizontale Zapfen drehbar dem Papierstreifen zugekehrt eine verticale Axe, welche an ihrem unteren Ende lose drehbar die kleine an den Umfang der konischen Farbrolle durch eine Feder angedrückte Farbscheibe 18, sowie auf der entgegengesetzten Seite den vertical pendelnden Hebel 19 trägt. An letzterem ist leicht drehbar die horizontale Schiene 20 befestigt, deren anderes Ende mit einem Schlitz einen an der Axe des Farbscheibchens befindlichen horizontalen Stift 20a umfafst. Die innere Seite des Hebels 19 trägt eine als Sperrzahn wirkende Feder, welche in das kleine Sperrrad 16 eingreift und bei Vorwärtsbewegung des Hebels dieses Sperrrad, die konische Farbrolle, sowie das durch Reibung damit verbundene Farbscheibchen ein wenig dreht. Infolge des in der horizontalen Schiene 20 angebrachten Schlitzes, welcher in der Ruhestellung den Stift an der Axe des Farbscheibchens nicht ganz berührt, zerfällt die Wirkung der Vorwärtsbewegung des Hebels und der damit verbundenen Schiene in zwei Theile.

Während des ersten Theiles der Bewegung wird die konische · Farbrolle und das Farbscheibchen ein wenig gedreht, so dafs bei jeder Bewegung stets ein mit frischer Farbe versehener Punkt des Farbscheibchens dem Papierstreifen gegenüber tritt. Sobald diese Drehung beendet ist, d. h. sobald die Sperrfeder das Sperrrädchen überschritten hat, trifft die Rückseite des Schlitzes der horizontalen Schiene 20 an den Stift der Axe des Farbscheibchens an, hebt das letztere von der Farbrolle ab und drückt es gegen den Papierstreifen. Beim Rückgange des Hebels 19 mit der Schiene 20 wird dann das Farbscheibchen sich wieder an die konische Farbrolle legen und die Sperrfeder hinter das Sperrrädchen zurücktreten. Damit das Sperrrädchen sich nicht rückwärts drehen kann, greift in dasselbe aufserdem eine als Gegensperre dienende zweite Feder.

Die Vorwärtsbewegung des Farbscheibchens hat nun jederzeit in demselben Augenblicke zu erfolgen, in welchem die Stange D eine höchste oder tiefste Stellung erreicht hat, bezw. wenn die Umpendelung stattfindet.

Es wird daher diese Bewegung durch die Umpendelung selbst mit bewirkt dadurch, dafs die Pendelaxe y ihre Bewegung einer vor den Papierrollen seitlich des Schreibapparates befindlichen verticalen Welle 21 von dem in der Zeichnung dargestellten Querschnitt mittheilt. Die Schneide dieser Welle trifft während der Umpendelung seitlich gegen das Ende eines am Schreibapparate befestigten horizontalen doppelarmigen Hebels 22 und ertheilt demselben eine kleine pendelnde Bewegung.

Das andere Ende dieses doppelarmigen Hebels liegt am unteren Ende des Hebels 19 vom Schreibapparate an und erzeugt bei seiner zuckenden Vor- und Rückwärtsbewegung momentan die vorher beschriebene Wirkung des Schreibapparates.

IV. Die Einstellung des die Vor- oder Rückläufigkeit der Bewegung auf dem Papierstreifen markirenden Zahnes ζ oder besser eines den selben ersetzenden Schreibstiftes läfst sich auch durch folgenden in den Fig. 10,11 und 12 dargestellten Mechanismus erzielen:

An Stelle des Hebedaumenrades b ist auf der Axe A das glatte Scheibenrad b' befestigt, welches an seinem Umfange eine Anzahl Zahnlücken, beispielsweise vier hat. Neben diesem Zahnlückenrad, jedoch in der Ebene desselben, befindet sich ein doppelarmiger, hier zu einer kleinen Scheibe 23 ausgebildeter Hebel, welcher um eine feste Axe drehbar ist. Diese Hebelscheibe trägt auf der dem Zahnlückenrade zugekehrten Seite einen Zahn, der um ein gewisses Stück in den Umfang des Zahnlückenrades hineinragen würde, wenn die Scheibe sich in dieser Richtung drehen könnte. Dies wird jedoch durch den glatten Umfang . des Zahnlückenrades, auf welches der Zahn durch eine an der Hebelscheibe befestigte Feder gedrückt wird, verhindert. Letztgenannte Feder erlaubt dem Zapfen eine so grofse Winkelbewegung, dafs er bei seinem äufsersten Ausschlag nach beiden Seiten hin den Umfang des Zahnlückenrades noch tangiren kann, und bei einer Stellung in Richtung der Verbindungslinie der Axe A mit der Axe der Hebelscheibe

in Ruhe ist. Die Zahnlücken sollen derart beschaffen sein, dafs der Zahn in seiner radialen Ruhestellung den tiefsten Punkt derselben nicht berührt/ irgend welcher Drehbewegung der Axe A aber so länge ungehindert folgen kann, bis er auf dem Umfange des Zahnlückenrades aufliegt.

Die in Fig. 12 gezeichnete Stellung des Zahnes und der Hebelscheibe würde einer Drehung der Axe A von links nach rechts entsprechen und bei Weiterbewegung in diesem Sinne folgender Vorgang stattfinden:

Der durch "die Feder angeprefste Zahn wird zunächst mit seiner Spitze in Richtung der Bewegung auf dem Umfange des, Zahnlückenrades fortgleiten, bis die untere Seite der Zähnlücke. 1 seine Spitze passirt hat. In diesem Augenblicke wird er frei und ..sucht, infolge des Federdruckes seine radiale Ruhestellung einzunehmenj trifft aber, noch ehe er dieselbe: erreicht, auf die zweite Seite der Zahnlücke, wird von dieser wieder in seine! äufserste ■ untere Stellung gedrückt und gleitet in dieser Stellung weiter am Umfange des Zahnlückenrades fort, bis sich während des Passirens der Zahnlücke 2, 3*4 etc. dasselbe Spiel wiederholt.

Bei Rechtsdrehung der Axe A wird also der Zahn constant seine äufserste, untere Stellung ' einnehmen, der entgegengesetzte Punkt der Hebelscheibe aber seine äufserste obere Stellung. Letzterer ist durch eine Stange mit einem an der Welle Z¹ befindlichen Hebel derart verbunden, dafs der an der Welle befindliche Stift ζ an der Winkelbewegung der Hebelscheibe theilnimmt, bei der tiefsten Stellung des Zahnes also den Papierstreifen nicht berührt. ^: ■ ■ ' . .

Geht die Bewegung der Axe A in eine linksläufige über, so wird von der .gezeichneten Stellung des Zahnes aus folgendes eintreten:

Der Zahn wird zunächst, durch, die Feder angeprefst, ebenfalls am Umfange des Zähnlückenrades fortgleiten, jedoch mit seiner Spitze entgegengesetzt der Richtung der Bewegung. Sobald die erste Ecke der Zahnlücke. 4 die Zahnspitze passirt, wird der Zahn durch die Feder in die Lücke hineingedrückt, so lange bis letzterer in Richtung der Verbindungslinie der Axe A und der Axe der Hebelscheibe sich befindet. Schreitet die Bewegung der Hebelscheibe von rechts nach links weiter fort, so trifft - bald die zweite Seite der Zahnlücke an die untere Fläche des Zahnes und dreht denselben Unter Ueberwindung der auch nach dieser Seite nun in Wirksamkeit tretenden Federkraft von links; nach rechts um die: Axe der Hebelscheibe, bis er die Zahnlücke ganz verläfst und. nun weiter am glatten Umfange des Zahnlückenrades in seiher äufsersten oberen Stellung fortgleitet. Beim Passiren der weiteren Zahnlücken wiederholt sich nun das Spiel des Zahnes wie bei der rechtsläufigen Bewegung der Axe A beschrieben,. nur mit dem Unterschiede, dafs jetzt der' Zahn seine äufserste obere Stellung constant beibehält. Infolge der schon beschriebenen Verbindung der Hebelscheibe mit der Welle 7' wird demnach ^: bei linksläüfiger Bewegung' der Axe A der Schreibstift ζ ' den Papierstreifen berühren . und diese Richtung der Bewegung durch einen Strich markiren.

, Die Form der Zahnlücken, d. i. Tiefe und Breite, ist durch die Bedingung gegeben, dafs der Zahn beim -Umsetzen der Bewegung frei durchschlagen kann; die Anzahl der Zahnlücken ist beliebig. : ^:

Claims (5)

Patent-Ansprüche: .

1. Die Anwendung des vorstehend beschriebenen und in Fig. 4 dargestellten Wendegetriebes mit Stirnrädern an Stelle :des Wendegetriebes mit konischen Rädern.

2. Der Umpendelungsmechanismus, wie der- : selbe vorstehend beschrieben und in den Fig.. 2', 5, 6 und 7 dargestellt ist.

3. Der Schreibapparät, wie derselbe vorstehend beschrieben und in den Fig. 2 und 9 dargestellt ist. ■ · :

4. Der Umschaltemechanismus, wie derselbe vorstehend beschrieben und in den Fig. 10, Ii und 12 dargestellt.

5.' Die vorstehend beschriebenen Mechanismen als: das Wendegetriebe mit Stirnrädern, der :■'■' Umpendelungsmechanismus, der Schreibapparat und der Umschaltemechanismus in Verbindung mit dem und als Theile des selbstregistrirenden Geschwindigkeitsmessers . und Controlapparates für locomobile und stationäre Maschinen, wie : derselbe in der ..Patentschrift No. 5960 beschrieben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.