-
Multiplikations- und Divisionsgetriebe, insbesondere für Feuerleitrechner
Bei den bekannten * Multiplikations- und Divisionsgetrieben, die auf dem Strahlensatz
und somit auf der Nachbildung zweier ähnlicher Dreiecke beruhen, wird je eine Seite
beider Dreiecke durch eine gemeinsame, an einem gerätefesten Teil schwenkbare Schwinge
nachgebildet. Hiervon unterscheidet sich das neue Getriebe unter anderem dadurch,
daß die Schwinge an einem Schlitten gelagert und mit diesem verschiebbar ist. Die
hierdurch und durch weitere Merkmale bedingte neue Bauweise ist raumsparend und
einfach und eröffnet ferner hinsichtlich der Anordnung der zugehörigen Anzeigevorrichtungen
oder Abtriebe neue Möglichkeiten, wie das aus der folgenden Beschreibung noch näher
hervorgehen wird.
-
Die Zeichnung veranschaulicht, mehr oder weniger schematisch, ein
Ausführungsbeispiel; es zeigt Fig. z einen Schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig.
3 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt,
Fig. .4 in kleinerem
Maßstab eine Draufsicht und Fig.5 eine Teilabwicklung einer abgewandelten Ausführung
der Anzeigevorrichtung, Fig. 6 ein Wirkungsbild.
-
Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere zur Verwendung
als Divisionsgetriebe bestimmt; zunächst ist diese Anwendung der folgenden Beschreibung
zugrunde gelegt. Wie oben erwähnt, beruht das Getriebe auf der Nachbildung zweier
ähnlicher Dreiecke A B C
und DKC (s. Fig.6). Aus Fig.6 liest man unter Benutzung
der dort verwendeten Formelzeichen die folgende Beziehung ab
Wird k konstant gehalten und beispielsweise gleich i gesetzt, so ergibt sich
In dem neuen Getriebe werden zwei Seiten beider Dreiecke, nämlich die Seiten
CD und CIi und ferner die Seiten C A und C B, durch einen Schlitten i, der
zur Unterscheidung im folgenden als Hauptschlitten bezeichnet ist, und durch eine
an diesem bei id gelagerte Schwinge 2 nachgebildet. Der Schlitten i ist an einer
gerätefesten Grundplatte 3 geführt. Die dritten Dreieckseiten, nämlich die Seiten
A B und DK, ,rerden durch getrennte, mit je einem Zapfen 4. bzw. 5 formschlüssig
in einen Schlitz 22 der Schwinge 2 eingreifende Schlitten 6 bzw. 7 nachgebildet.
Der im folgenden als Unterschlitten bezeichnete Schlitten 6 ist am Hauptschlitten
i senkrecht zu dessen Verschiebungsrichtung geführt. Der weiterhin als Nebenschlitten
bezeichnete Schlitten 7 führt sich an gerätefesten Führungen, die in Fig. i bei
ß nur angedeutet sind. Die Zapfen q. und 5 greifen von verschiedenen Seiten der
Schwinge 2 in deren Schlitz 26 ein und sind in ihrer Länge so bemessen, daß sie
aneinander vorbeigleiten können (s. Fig.3).
-
Dem Unterschlitten 6 ist ein Hilfsschlitten g zugeordnet, der parallel
zu ihm und somit senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Hauptschlittens i an der
gerätefesten Platte 3 geführt und über eine an ihm gebildete Zahnstange g2, ein
an der Grundplatte 3 gelagertes Ritzel io, eine nur angedeutete Welle 1i und ein
Kegelradgetriebe 12 mit der Welle 13 und über diese mit dem Handrad 14. in Antriebsverbindung
steht. Der Hilfsschlitten g besitzt eine quer zu seiner Verschiebungsrichtung laufende
Nut d'j; in sie greift ein mit dem Unterschlitten 6 verbundener Stein 62 ein. Der
Unterschlitten 6 und der Hilfsschlitten g sind dadurch hinsichtlich ihrer Bewegung
senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Hauptschlittens i miteinander gekuppelt.
-
Der Hauptschlitten z wird über eine mit ihm verbundene Zahnstange
ib, ein mit dieser im Eingriff stehendes Ritzel 15 und eine Welle i6 eingestellt.
Die Zahnstange ib ist der übersichtlicheren Darstellung wegen in der Zeichnung verhältnismäßig
lang ausgebildet; sie kann, unter entsprechender Höherlegung des Ritzels 15, kürzer
gehalten werden. Zur Einstellung der im folgenden beschriebenen Anzeigevorrichtung
ist mit dem Hauptschlitten i eine Zahnstange ic verbunden, ebenso ist an dem Nebenschlitten
7 bei 72 eine Zahnstange befestigt bzw. gebildet. An der Kreuzungsstelle der Zahnstange
ic und des Nebenschlittens 7 sind an gerätefesten Lagern gleichachsig zueinander
zwei Abtriebe angeordnet; sie umfassen je ein Ritzel17 bzw. 18 und eine zugehörige
Welle ig bzw. 2o. Die Welle ig ist durch die als Hohlwelle ausgebildete Welle 20
und eine gerätefest angeordnete Skalenscheibe 21 hindurchgeführt und trägt an ihrem
freien Ende einen Zeiger 22, der über der Skala 212 der Skalenscheibe 21 spielt.
Die Hohlwelle 20 trägt an ihrem freien Ende eine unter der Skalenscheibe 21 drehbare
Skalenscheibe 23, deren Skala 232 in dem Fenster gib der Skalenscheibe 2i für den
betreffenden Bereich jeweils sichtbar ist. Die Skala 232 arbeitet zusammen mit der
an der Skalenscheibe 21 bz«-. am Rand des Fensters 211 befestigten Zeigermarke 2ie.
Die Skala 2111 ist in ihrem Umfang kleiner bemessen als 36o' und so angeordnet,
daß die Zeigermarke 21C in den von der Skala 21" nicht erfaßten Sektor fällt. Infolgedessen
kann der Zeiger 22, wenn er auf Werte der Skala 212 eingestellt ist, die Zeigermarke
2ic nicht verdecken.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Die Größe a wird über die Welle 16,
das Ritzel 15, die Zahnstange i b nach der Skala 23,1 eingeführt-, es wird also
die Welle i6 so gedreht, daß die mit ihr über die Zahnstange i b, den Hauptschlitten
i, die Zahnstange ic usw. gekuppelte Skalenscheibe 23 bz«-. die auf ihr befindliche
Skala 232 unter der gerätefesten Zeigermarke den einzuführenden Wert der Größe ca
anzeigt. Die Größe b (s. die Gleichung 3) wird mittelbar eingeführt, und zwar über
das Handrad 14 nach der Anzeigevorrichtung 212, 22. Es wird also über das Handrad
14, die Welle 13, die Getriebeteile 12, 11, io, g, den Unterschlitten 6, die Schwinge
2, den Nebenschlitten;, das Ritzel 17, die Welle ig der Zeiger 22 so eingestellt,
daß er auf der Skala 2r den einzuführenden Wert der Größe b anzeigt. Alsdann bestimmt
sich der Einstellwert der Welle 13 nach Gleichung (3) zu der gesuchten Größe c,
wie man auch leicht einem Vergleich der Fig. 6 mit der Fig. i entnimmt. -Mit anderen
Worten,
stellt man über das Handrad 14 die Welle 13 so ein, daß
der Zeiger 22 auf der Skala Zia den jeweiligen Wert der Größe b anzeigt, so führt
die Welle 13 die gesuchte Größe c, naturgemäß vorausgesetzt, daß auch der Hauptschlitten
z nach der Anzeigevorrichtung 7,ie, 23a auf den jeweiligen Wert der Größe a eingestellt
ist.
-
Die Einführung der Größe b könnte, wie man leicht übersieht, auch
unmittelbar über den Nebenschlitten 7 erfolgen; die gesuchte Größe c ließe sich
dann von dem Hilfsschlitten g abnehmen. Das würde aber bedeuten, daß, sofern an
den Hilfsschlitten g ein einzustellendes Getriebe angeschlossen würde, das dargestellte
Getriebe als sogenanntes Kraftgetriebe benutzt würde. Demgegenüber hat die dargestellte
Anordnung den Vorteil, daß das Getriebe nur als sogenanntes Meßgetriebe verwendet
wird und die Kraftleitung an dem Getriebe vorbeigeführt ist. Damit ist folgendes
gemeint: Das erfindungsgemäße Getriebe liegt gleichsam nur im Nebenschluß an der
Welle 13; an diese Welle kann ein nach c einzustellendes Getriebe mit großem Einstellmoment
angeschlossen werden, ohne das die dadurch bedingte Belastung sich auf das erfindungsgemäße
Getriebe auswirkt, wie es der Fall sein würde, wenn die Größe b unmittelbar über
den Nebenschlitten 7 eingeführt und der Hilfsschlitten g als Ausgangsglied des Getriebes
benutzt werden würde.
-
Die in Abb. 4 und 5 in Teildarstellung gezeigte Abwandlung der Anzeigevorrichtung
berücksichtigt den Umstand, daß der Zeiger 22 bei der Einstellung vorübergehend
über den Endpunkt der zugehörigen Skala hinauswandern kann und so bei der in den
vorhergehenden Figuren dargestellten Ausführung wieder in den Anfangsteil der Skala
21a gelangt, was zu Irrtümern führen könnte. Das Überschreiten des Endstriches der
Skala 21a durch den Zeiger 22 ließe sich zwar durch Anbringung eines Anschlages
verhindern, was aber zu einer Beschädigung des Getriebes führen könnte. Die genannten
Nachteile sind bei der Ausführung nach den Fig. 4 und 5 in folgender Weise vermieden.
Die Skalenscheibe2i ist an derStelle 21d aufgeschnitten und etwas hochgebogen, während
der mit Bezug auf Fig. 4 links von dieser Stelle 2111 befindliche Teil eine Fortsetzung
durch eine ringsegmentförmige Auflaufbahn 216
erhalten hat. Diese Auflaufbahn
und der hochgebogene Teil 2i11 verlaufen also somit ähnlich wie ein Gewindegang.
Der Zeiger 22 liegt bei dieser Ausführung mit seiner Spitze federnd gegen die Skalenscheibe
21 an und gleitet infolgedessen, wie die Teilabwicklung nach Fig. 5 zeigt, bei Erreichen
der Stelle 2111 auf die Auflaufbahn 2i e; in dieser Stellung ist die Spitze des
Zeigers verdeckt, wie das die Fig. 4 zeigt. Mit anderen Worten, bei Überschreiten
des normalen Einstellbereiches verschwindet der Zeiger mit seinem wesentlichsten
Teil, nämlich mit seiner Spitze; er wird mit der Spitze erst wieder sichtbar, wenn
der ihm zugeleitete Wert innerhalb des Anzeigebereiches liegt. Statt der kraftschlüssigen
Führung des Zeigers durch federnde Anlage gegen die Skalenscheibe 21 und die Auflaufbahn
2i e, könnte man für den Zeiger auch eine formschlüssige Führung vorsehen.
-
Das neue Getriebe, das bisher in seiner Anwendung als Divisionsgetriebe
beschrieben wurde, ist auch als Multiplikationsgetriebe verwendbar, und zwar gemäß
der sich aus der Gleichung (3) ergebenden Beziehung b = c - a.
(4)
Zur Auswertung dieser Beziehung könnte man das Getriebe so, wie es dargestellt
ist, benutzen. Man würde also über die Welle 16 nach der Anzeigevorrichtung 2i°,
23a die Größe wund über die Welle 13 nach einer mit ihr gekuppelten oder nach einem
ihr vorgeschalteten Getriebe, das etwa die Größe c als Ausgangsgröße liefert, die
Größe c einführen. Alsdann würde das gesuchte Produkt von dem Zeiger 22 angezeigt
werden. Für manche Fälle ist es aber nicht hinreichend, daß das gesuchte Produkt
abgelesen werden kann, sondern es ist notwendig, daß das gesuchte Ergebnis sich
in der gleichen Weise abnehmen und weiterleiten läßt, in der das bei dem dargestellten
Getriebe bei seiner Verwendung als Divisionsgetriebe geschieht. Dies läßt sich auch
bei Benutzung des Getriebes als Multiplikationsgetriebe erreichen, sofern man die
folgenden, an sich geringfügigen Änderungen trifft. Die das Ergebnis führende Welle
13 wird statt mit dem Hilfsschlitten g mit dem Nebenschlitten 7 gekuppelt; an diesem
Nebenschlitten 7 wird zugleich die Zahnstange 7a fortgelassen. Statt dessen wird
der Hilfsschlitten g mit einer Zahnstange versehen, die mit dem Ritzel 17 im Eingriff
steht. Bei diesem Aufbau des Getriebes wird die Größe a über die Welle 16 nach der
Anzeigevorrichtung 2ie, 23a und die Größe c über die Welle 13 nach der Anzeigevorrichtung
Zia, 22 eingeführt, d. h. über die Welle 13, den Nebenschlitten 7, die Schwinge
2, den Unterschlitten 6, den Stein 6a, den Hilfsschlitten g, das Ritzel i7, die
Welle ig wird der Zeiger 22 so eingestellt, daß er an der Skala Zia den jeweiligen
Wert der Größe c anzeigt. Alsdann führt die Welle 13 nach der Gleichung (4) das
gesuchte Produkt b. Auch in diesem Fall dient das Getriebe wieder nur als Meßgetriebe,
d. h. es liegt im Nebenschluß zu dem eigentlichen Kraftstrang, der durch die Welle
13 gebildet ist.
-
Nach der obigen Beschreibung übersieht man leicht folgende Vorteile
des neuen Getriebes.
Seine Bauart ist einfach, es läßt sich im wesentlichen
aus Flachschiebern aufbauen. Es kann bei der Verwendung als Divisionsgetriebe «wie
auch bei der Benutzung als Multiplikationsgetriebe im Nebenschluß an den Kraftstrang
angeschlossen «-erden, so daß es nur als Meßgetriebe wirkt und nicht die zur Einstellung
nachgeschalteter Getriebe od. dgl. erforderlichen Einstellmomente zu übertragen
hat; infolgedessen ist es auch bei leichter Bauweise sehr genau. Ferner ist die
Bauart des neuen Getriebes raumsparend; es gestattet, wie die Darstellung zeigt,
fast im Mittelpunkt des Getriebes eine Kreuzungsstelle zweier unmittelbar angetriebener
Zahnstangen zu schaffen und an dieser Kreuzungsstelle gleichachsig zwei Abtriebe
für die Anzeigevorrichtungen od. dgl. anzuordnen, deren Lage in Fig. i durch einen
strichpunktierten Kreis angedeutet ist. Auf diese Weise kommt man auch mit wenig
Raum für die Abtriebe und die ihnen zugeordneten Organe, im Ausführungsbeispiel
sind das die Anzeigevorrichtungen, aus.