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Insbesondere als Integrator für Feuerleitgeräte verwendbares Geschwindigkeitswechselgetriebe
Es sind Getriebe der im Titel genannten Art vorgeschlagen worden, bei denen die
veränderliche Geschwindigkeit des Resultatgliedes von einem Hilfsantrieb konstanter
Drehzahl durch periodischeAufschaltungdesselben auf das Resultatglied für eine in
ihrem Verhältnis zur Periodenlänge regelbare Zeitspanne abgeleitet wird.
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Die Erfindung besteht in einer Weiterbildung der vorgenannten Getriebe
und bezweckt, diese bei einfacher Bauart so auszubilden, daß die Geschwindigkeit
des Resultatgliedes betriebsmäßig und laufend zwischen einem positiven und einem
negativen Grenzwert durch Null hindurchgeregelt werden kann mit der Folge, daß z.
B. bei Verwendung des Getriebes als Integrator die zu integrierenden Größen ebenfalls
beliebige Werte innerhalb eines den Wert Null umfassenden Bereiches zwischen einem
positiven und einem negativen Grenzwert annehmen können.
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Erreicht ist das dadurch, daß erfindungsgemäß zwischen dem Hilfsantrieb
und dem Resultatglied ein Wendegetriebe vorgesehen ist, zur Betätigung dieses Wendegetriebes
ein Stufenzylinder mit einem gegen diesen anliegenden Fühlhebel dient, diese beiden
Teile zur Einstellung der Geschwindigkeit des Resultatgliedes in der Längsrichtung
des Stufenzylinders relativ zueinander verschiebbar sind und einer von. ihnen in
Antriebsverbindung mit einem Antrieb, vorzugsweise dem vorerwähnten Hilfsantrieb,
steht.
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Das neue Getriebe bietet die vorteilhafte Möglichkeit, es als Mehrfachgetriebe
auszubilden, und zwar in der Weise, daß seinen Einzelgetrieben wesentliche Teile,
insbesondere der Stufenzylinder, gemeinsam sind.
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Für das vorerwähnte Wendegetriebe kann ein solches mit zwei Schaltstellungen
(Links-und Rechtslauf) benutzt werden. In diesem Falle genügt es, den Stufenzylinder
mit zwei Stufen zu versehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
jedoch ein Wendegetriebe mit drei Schaltstellungen (Leerlauf, Links- und Rechtslauf)
benutzt und demgemäß der Stufenzylinder dreistufig ausgeführt.
Ein
Ausführungsbeispiel der letztgenannten Art ist in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Gesamtansicht des Gerätes in schaubildlicher Darstellung;
Fig.2 zeigt die Abwicklung des Stufenzylinders.
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y i ist eine Kupplung zum Anschluß des Ge= triebes an einen Motor
konstanter Drehzahl. Über die Kupplung i werden demgemäß die Welle 2 und der Stufenzylinder
3 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Der Stufenzylinder 3 ist aus drei
die einzelnen Stufen 3a, 3b, & bildenden Rohren von untereinander verschiedenem
Durchmesser aufgebaut. Fig. 2 zeigt die Abwicklung des Stufenzylinders. Wie daraus
hervorgeht, laufen die Stufen 3" und 3, keilförmig aus, und zwar so, daß die Keilspitze
der Stufe3, theoretisch an der Keilbasis 0-0 der Stufe 3" endet (s. Fig. 2). Praktisch
wird gegebenenfalls zwischen der Spitze der Stufe 3, und der Keilbasis 0-0 ein solcher
Abstand gelassen, daß an dieser Stelle die Bahn der unten. noch näher erwähnten
Rolle 4 lediglich über den Zylinderteil 3Q verläuft.
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Mit dem Stufenzylinder 3 arbeitet über die Rolle ¢ ein Fühlhebel 5
zusammen, der auf der angeflächten Achse 6 längs verschieblich geführt ist. Durch
eine an dem Flansch der Achse 6 angreifende Zugfeder wird die Rolle 4. stets in
Anlage gegen den Stufenzylinder 3 gehalten. Die Verschiebung des Fühlhebels 5 längs
der Achse 6 erfolgt mit Hilfe der Schraubenspindel 9 und der Stange io, die einerseits
mit Muttergewinde auf der Spindel 9 geführt ist und andererseits in eine Gabel des
Fühlhebels 5 formschlüssig eingreift. Vorzugsweise umfaßt die Stange io die Achse
6 jedoch so, daß diese sich relativ zur Stange io drehen kann. Entsprechend den
drei verschiedenen Durchmessern des Stufenzylinders 3 besitzt der Fühlhebel 5 drei
Schaltstellungen. An dem mit der Achse 6 verbundenen Flansch 7 sind zwei miteinander
dauernd in Eingriff stehende Stirnräder i i und 12 drehbeweglich gelagert. Liegt
die Rolle 4, gegen den Zylinderteil 3b an, so kämmt das Stirnrad ii mit dem Stirnrad
13. Liegt die Rolle 4 gegen den Zylinderteil 3" an, so befinden sich die beiden
Räder ii und i2 in derSymmetriestellung bezüglich desRades 13. und es läuft dieses
leer. Liegt endlich die Rolle 4 gegen den Zylinderteil 3, an, so steht das Rad 12
mit dem Stirnrad 13 in Eingriff. Das letztere sitzt auf der Welle 2 und wird demgemäß
bei Einschaltung des Getriebes von dem Hilfsantrieb mit konstanter Geschwindigkeit
angetrieben.
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Auf einer gleichachsig mit der Achse G gelagerten Welle 14 sitzt ein
Stirnrad 15, das dauernd mit dem Stirnrad 12 in Eingriff steht. Die Welle 1.1 bildet
das Resultatglied des Getriebes; es kann über eine Kupplung 16 z. B. bei Verwendung
des Getriebes als Integrator mit einem Zählwerk oder mit einem sonstigen Organ gekuppelt
werden. Die obenerwähnte Gewindespindel 9 trägt ebenfalls eine Kupplung 17, über
die sie mit irgendeiner V erstelleinrichtung, z. B. einer anderen Welle, einer Handkurbel,
einem Empfänger eines Fernübertragungssystems o. dgl., gekuppelt «-erden kann.
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Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Über die Kupplung i
werden der Stufenzylinder 3 und das Stirnrad 13 dauernd mit konstanter Geschwindigkeit
angetrieben. Es möge sich die Rolle .l beispielsweise an der aus Fig. i ersichtlichen
Stellung befinden, die in Fig. 2 durch die Linie A-A angedeutet ist. In diesem Falle
wird während einer- vollen Umdrehung des Stufenzylinders 3 während der Zeitspanne,
in der die Rolle 4 gegen den Zylinderteil 3b anliegt, die Welle 14. Tiber die Stirnräder
15, 12 11 und 13 mit der Welle 2 gekuppelt und demgemäß in einem Drehsinn angetrieben.
Während der Zeitspanne, in der die Rolle .l gegen den Zylinderteil 3" anliegt, läuft
das Stirnrad 13 leer, und es stehen demgemäß während dieser Zeitspanne die Räder
11, 12 und 15 still. Dieser Vorgang wiederholt sich für die betreifende Stellung
der Rolle. periodisch, wobei die einzelne Periode mit einer vollen Umdrehung des
Stufenzylinders 3 zusammenfällt.
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Das@-erhältnis derAufschaltung derWe11e2 auf die Welle 14 zur Periodenlänge
ist, wie man ohne weiteres der Fig. 2 entnimmt, von der Stellung des Fühlhebels
5 in der Längsrichtung der Stufenwalze 3 abhängig. Wird die Rolle .4 mit Bezug auf
die Fig. 2 von der Stellung A-A in Richtung zur Linie 0-0 hin verschoben,
so nimmt das genannte Verhältnis stetig ah, in der der Linie 0-0 entsprechenden
Stellung der Rölle 4. läuft während der ganzen Periode das Stirnrad 13 leer. Wird
die Rolle 4 über die Linie 0-0 nach links hin verschoben, so kommt jeweils während
der einzelnen Periode für eine von der Stellung des Fühlhebels bezüglich der Längsrichtung
des Stufenzylinders 3 abhängige Zeitspanne das Stirnrad 12 mit dem Stirnrad 13 in
Eingriff. Es geht also bei einer Verschiebung der Rolle 4 aus der der Linie B-B
entsprechenden Stellung in die der Linie C-C entsprechender. Stellung die Geschwindigkeit
des Resultatgliedes 14 von ihrem größten positiven Wert über Null in ihren größten
negativen Wert über. Unter Geschwindigkeit des Resultatgliedes 14 ist, da es ja
nur absatzweise bewegt wird, naturgemäß der von ihm zurückgelegte, auf die Periode
bezogene Winkelweg zu verstehen. Durch die Linien B-B und C-C
ist
der Arbeitsbereich des Getriebes begrenzt. Um beim Auflaufen der Rolle 4. auf den
"Zylinderteil 3,` einen gewaltsamen Eingriff der Räder 12 und 13 zu vermeiden; d.
h. einen ruhigen 1-ingrift der Räder 12 und 13 herbeizuführen empfiehlt es sich
den Flansch 7 nicht starr, sondern finit Hilfe einer Feder auf der Achse 6 zu befestigen.
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Die Elemente 5' bis 12' und IY bis 17'
entsprechen den Elementen
5 bis 12 und 14 bis I;. 1's handelt sich also bei der dargestellten Ausführung um
zwei Getriebe, denen jedoch die Elemente I his 3 und 13 genieinsairi -sind.
Das neue .Getriebe gestattet also in Fällen, in denen mehrere Getriebe dieser Art
verwendet werden, sie teilweise zusammenzufassen.
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Aus der oben beschriebenen Wirkungsweise des Getriebes ergeben sich
u. a. folgende Verwendungsmöglichkeiten: Es kann z. B. ohne weiteres als Geschwindigkeitswechselgetriebe
benutzt werden. Die zu regelnde Geschwindigkzit @ wird von dem Resultatglied 14
bei 16 abgenommen; die Einstellung der Geschwindigkeit auf den gewünschten Wert
erfolgt durch Verstellen des Fühlhebels 5 in der Längsrichtung des Stufenzylinders
3 vermittels der Spindel 9. -Soll das Getriebe benutzt werden, um eine gegebene
veränderliche Größe über die Zeit zu integrieren, z. B. um die von einem Ziel finit
bekannter Geschwindigkeit zurückgelegte Wegstrecke zu ermitteln, so wird über die
Spindel 9 der Fühlhebel 5 - entsprechend dem jeweiligen Wert der über die Zeit zu
integrierenden Größe eingestellt. Der von dein Resultatglied 14 zurückgelegte Winkelweg
gibt dann ein lIaß für den gesuchten Integralwert, z. B.-in dem vorerwähnten Fall
ein Maß für die gesuchte Wegstrecke. Je nach dem Vorzeichen der zu integrierenden
Größe wird der Fühlhebel von seiner Nullstellung aus (auf Linie 0-0 der Fig. 2)
nach links oder rechts verschoben.
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Das Getriebe kann auch -als Geschwindigkeitsmesser benutzt werden.
In diesem Falle wird z. B. eine Anzeigevorrichtung, etwa bestehend aus einer drehbeweglichen
Marke und einem drehbeweglichen Zeiger,- einerseits mit der Welle 14 und andererseits
mit einem entsprechend der zu messenden Geschwindigkeit umlaufenden Organ gekuppelt.
Wird daraufhin durch Betätigung der Spindel 9 dafür gesorgt, daß die beiden Elemente
(Zeiger und Marke) der Anzeigevorrichtung relativ zueinander (1111 'Mittel) nicht
mehr auswandern, so gibt die Stellung des Fiihihebels 5 in der Längsrichtung des
Stufenzylinders 3 und soinit auch die Winkelstellung der Spindel 9 ein Maß für den-gesuchten
Geschwindigkeitswert. hür die vorerwähnten Anwendungsfälle wird zweckmäßig die Spindel
9 mit einer ihre Winkelstellung angebenden Anzeigevorrichtung 18 gekuppelt. ' Bei
der dargestellten Ausführung wird der Stufenzylinder 3 zusammen mit dem Zahnrad
13 von dem Hilfsantrieb konstanter Drehzahl angetrieben. Das führt zu einer einfachen
Bauart; indes ist es auch möglich, den Stufenzylinder 3 von einem gesonderten Antrieb
anzutreiben, und es wäre wohl zweckmäßig aber nicht erforderlich, daß dieser letztere
Antrieb finit konstanter Geschwindigkeit Hinläuft.