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Insbesondere für Feuerleitrechner bestimmtes Multiplikationsgetriebe
Das neue Getriebe gehört zu, jener bekannten Gattung von; Multiplikationsgetrieben,
die auf der Nachbildung zweier ähnlicher Dreiecke beruhen und die Hypotenusen dieser
Dreiecke durch eine um einen gerätefesten Funkt schwenkbare Schwinge darstellen.
Die bisherigen Getriebe dieser Art haben mindestens fünf Schlittenführungen. Demgegenüber
kommt das neue Getriebe mit drei Führungen aus; das, bedeutet eine, Vereinfachung
der Bauart und eine Erleichterung dies Zusammenbaues und der Justierung.
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Das neue Getriebe ist flirr solche Fälle bestimmt, in denen eine der
beiden Eingangsgrößen durch ein Funktionsgetriebe geliefert wird. Dieser Fall ist
bei Feuerleitrechnern öfters gegeben, insbesondere bei ballistischen Rechnern; Hiervon
ausgehend ist die Vereinfachung dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß, unter Verwendung
einer konstanten Hypotenusenlänge.für das eine Dreieck, die Schwinge einen zu ihr
festen Angriffspunkt zur Einführung der einen, vom Funktionsgetriebe gelieferten
Eingangsgröße aufweist und das Funktionsgetriebe mitbenutzt wird zur Beseitigung
der durch die Verwendung der konstanten Hypotenusenlänge an sich bedingten: Resultatverzerrung.
Die
Zeichnung veranschaulicht mehr oder weniger schematisch zwei Ausführungsbeispiele:
es zeigt Fig. i das erste Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Erläuterungsskizze; Fig.
3 eine Vorderansicht und Fig. d. eine Seitenansicht des zweiten Ausführttngsbeispiels.
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Das neue Rech°ngetriebe beruht, wie schon gesagt, auf der Nachbildung
zweier ähnlicher Dreiecke; sie sind in Fig. 2 bei ABC und C. D E dargestellt.
Bei B und D befindet sich jeweils ein rechter Winkel. Die DreieckseitenAC
und CE werden durch Jne bei C all eilrein ---rätefesten Punkt drehbare Schwinge
dargestellt. Entsprechend der einen Eingangsgr.ai" nämlich a. wird die Länge der
Kathete C JT,> und entsprechend der zweiten Eingangsgröi'e, die zunächst mit 1a
b:zeichnet sei, die Länge der Kathete D E eingestellt. Die Länge der Seite CE besitzt
die konstante Länge k; d--,r Punkt E ist also der an der Schwinge feste Angriffspunkt
zur Einführung der zweiten Eingangsgröle. Die Länge c der Kathete <dB stellt
das Resultat dar. Man liest aus Fig. = hierfür die Beziehung ab
Man sieht, daß bei linearer Einführung der Eingangsgrößen das Ergebnis nicht das
gestichtz Produkt c = et. # b, sondern nur eine dem Produkt ähnliche Funktion ist.
Der zweite Faktor der rechten Seite der Gleichung (i- ist aber, da k eine Konstante
ist, nur eine Funktion der Größe 7), Somit kann man, indem man als Eingangsgröße
statt der Größe b eine bestimmte Funktion f (b) dieser Größe- b .einführt. erreichen,
daß für das Ergebnis gilt c = a - b. Da nun ohnehin vordie eine Eingangsgröße
voll tineln Funlktionsgetriebe geli.afert wird. so wird dieses zur Bildung der Funktion
f (b) mitbenutzt, d. h. es wird die Funktionskurve des Funktionsgetriebes so gewählt,
daß sie ausgangsseitig nicht die Größe b, sondern die. Gräfe f (b) liefert. Das
MultiplikatIonsgetriebe arbeitet alsdann nach der Beziehung
Die Funktion f (b) ist, wie schon gesagt, so zu b--stimmen, daß sich c = a - b ergibt.
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Bei dem in FIg. i dargestellten formschlüssigen Getriebe (eine kraftschlüssige
Ausführung ist in Fig.3 -und d. gezeigt) ist die zur Nachbildung der Hypatenusen
der beiden zugrund.; gelegten Dreiecke dienende Schwinge i an einem gerätefesten
Lager 2 schwenkbar gelagert. Ein zur Schwinge 1 verschiebbarer Angriffspunkt ist
durch den in ihrem Schlitz ia sch führenden Stein 3 gebildet. Er ist über einen
drehbaren Zapfen 4 mit einem Stein 5 verbunden, der sich in dem Schlitz 6a der Kulisse
6 führt; diese wird von einer an gerätefesten Lagern geführten Zahnstange 7 getragen.
Die Zahnstange 7 ist über das Ritzel 8 mit der Welle g gekuppelt; über diese wird
die Eingangsgröße a zugeführt.
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Der Abstand des Steines 5 von der Ab-If szissenachse des gestrichelt
eingezeichneten Koordinatensystems stellt das gesuchte Produkt c dar; es wird über
die mit dem Stein 5 verbundene Zahnstange io und das mit dieser im Eingriff stehende
Ritzel i i, das an der Kulisse 6 gelagert ist, abgenommen und über die mit dem Ritzel
i i im Eingriff stehende Keilwelle 12 abgeleitet. Die Kulisse ü und die an ihr geführten
und gelagerten Teile sind längs der Keilwelle 12 verschiebbar.
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Der zur Schwinge i feste und zur Einführung der zweiten Eingangsgröße
dienende Angriffspunkt wird durch den Zapfen 13 gebildet. Cber ihn ist die Schwinge
1 mit einer Stange 14 gelenkig verbunden. Mit ihrem andet; Ii Ende ist diese Stange
14 an einen Hebel 15 angelenkt, der bei 16 in einem gerätefesten Lager schwenkbar
gelagert ist. Unter der Wirkung einer Feder 1; liegt der Hebel 15 mit einer an seinem
freien Ende angeordneten Rolle 18 gegen den Umfang einer Kurvenscheibe ig an. Diese
ist an einem gerätefesten Lager gelagert und wird Tiber die strichpunktiert angedeutete
Welle 20 gemäß der Größe g eingestellt. Die Teile 15 bis 20 bilden das Funktionsgetriebe.
Die Größe g ist das Argument, nach der das Funktionsgetriebe ausgangsseitig, also
über die Stange 14, normalerweise die Größe b liefern würde. Aus dein obengenannten
Grund ist aber die durch die Gestalt der Kurvenscheibe ig g.-gebene Funktionskurve
so abgeändert, daß das Getriebe ausgangsseitig nicht die Größe b, sondern die Größe
f (b) liefert. Dieser Umstand läßt sich bei dem Entwurf der Kurvensclielbe ig von
vornherein berücksichtigen, so daß die Herstellung der Kurvenscheibe ig eben so
einfach ist -,vie sonst. Zudem sind die Verhältnisse in der Regel noch so, daß die
Kurvenscheibe ig infolge der von ihr übernommenen Elitzerrung weniger steil wird,
ihre Funktionskurve also. getriebemäßig gesehen, einen günstigeren Verlauf erhält.
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Bei der vorhergehenden Beschreibung wurde stillschweigend angenommen,
daß beide zugrunde liegenden Dreiecke rechtwinklig bleiben, daß also mit Bezug auf
Fig. i die Stange 1.4 sich stets senkrecht zur Abszissenachse des eingezeichneten
Koordinatensystems bewegt. Das trifft für die dargestellte Ausführung, wie man an
Fig. i leicht übersieht, nicht ganz zu. Eine praktisch hinreichende Annäherung
läßt
sich dadurch erreichen, daß man die Stange 14 entsprechend Lang wählt. Es kann darauf
aber auch verzichtet werden, da man die Möglichkeit hat, die auftretenden Schrägstellungen
der Stange 14 und die dadurch bedingten Abweichungen durch die Funktion
f (b) zu berücksichtigen, diese Funktion also so zu wählen, daß der durch
den Zapfen 13 gebildete Angriffspunkt von der Abs.zissenzachse jeweils einen Abstand
entsprechend dem jeweiligen Wert der Funktion f (b) in dem oben erläuterten
Sinne hat. Es ergäbe sich also, bezogen auf die Kurvenscheibe ig oder den Hebel
15, eine Funktion f1 (b), aus der:, bedingt durch die Auslenkungen des: Hebels
14 aus der Senkrechtlage zurAbszisse, mit Bezug auf den Abstand des Angriffspunktes
.13 von der Abszisse die Funktion f (b) wird. In der folgenden Erläuterung
wird aber der Einfachheit halber auf diesen Umstand nicht mehr eingegangen und,
nur noch - von der Funktion f (b) gesprochen, mit der dann je nach der Sachlage
f1 (b) oder f (b) im,- obigen Sinne gemeint ist.
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Es wird, kurz zusammengefaßt, die Wirkungsweise angegeben: Über dieWelleg
wird laufend die Eingangsgröße a und über die Welle :2o wird laufend: die Größe
g eingeführt. Durch diese beiden Einstellungen wird die eine Kathete des einen Dreiecks
gemäß der Größe a und die eine Kathete des. zweiten Dreiecks gemäß der Größe
f (b) eingestellt. Damit gibt laufend der Abstand des Steines: 5 von der
Abszissenachse und somiit die. Winkeleinstellung der Keilwelle 12 ein Maß für das
gesuchte Produkt c.
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Die Eingangsgrößen können positive und neg ative W erte ann ehren
;entsprechend nimmt auch das gesuchte Produkt positive und negative Werte an. Kommen
nur Größen eines Vorzeichens in Betracht so kann man den gerätefesten Drehpunkt
der Schwinge. i an das eine: Ende verlegen. Der feste Angriffspunkt liegt dann zwischen
deren. genannten Drehpunkt der Schwinge und ihrem freien Ende.
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Durch den festen Angriffspunkt, gebildet durch den Zapfen 13, ist,
wie man nunmehr leicht übersieht, erreicht, daß an dieser Stelle zur Einleitung
der Größe b bzw. f (b) die Führungen in Fortfall gekommen; sind, die
man bei den bekannten Getrieben benötigt und die den Führungen zur Einleitung der
Größe a., also: den Teilen 3., 4, 5 us:w., entsprechen müßt en. Da man andererseits
das vorgeschaltete Funktionsgetriebe, hier in einem Kurvenscheibengetriebe bestehend,
ohnehin; benötigt, so ist eine tatsächliche Vereinfachung der Bauart erreicht. Der
Zusammenbau und die Justierung sind erleichtert; es ist nur noch, soweit es sich
um eine winkelmäßige Ausrichtung handelt, auf eine rechtwinklige Anordnung der Keilwelle
12 zur Kulisse 6 zu achten.
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Bei der kraftschlüssigen Ausführung nach Fig. 3 und 4 wird die schwenkbare
Schwinge durch eine Schiene :2i gebildet., die an einer Scheibe 2a befestigt ist;
diese Scheibe ist um, eine gerätefeste Achse drehbar, im Ausführungsbeispiel isst
sie am. Umfang durch Rollen a3, deren Lager gerätefest sind, geführt.
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Der bewegliche, zur Einleitung der Größe a und zur, Ableitung der
Größe c dienende Angriffspunkt ist durch eine Rolle 24 gebildet, deren Lagerzapfen
an einem Schlitten 25 befestigt ist. Dieser Schlitten ist zwischen Schienen 26 einer
verschiebbaren Einheit 27 geführt und trägt eine Zahnstange 28, die mit einem an
der Einheit 27 gelagerten kitz:el 29 im Eingriff steht. Das Ritzel 29, ist längs
verschiebbar an; einer von gerätefesten Lagern gehaltenen Keilwelle 30 geführt.
An der Keilwelle 30 greift über eine mit ihr verbundene Rolle 31 und über
ein auf sie zurr Teil aufgerolltes Band eine Feder 33 an. über diese Feder, die
Keilwelle 3o, das Ritzel 2g., die Zahnstange 28, den Schlitten 25 wird die Rolle
24 kraftschlüssig in Anlage gegen die Schiene 21 gehalten. Die Einheit 27 und die
an ihr gelagerten Teile werden in Richtung der Keilwelle 30: über die Stange 34
nach der Größe a, eingestellt. Um. ein Kippen der Einheit 27 um die Keilwelle 30
zu vermeiden; ist die Einheit 27 mit zwei Rollen 35 an einer gerätefesten Schiene
36 geführt.
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Der feste Angriffspunkt an der Schwinge 21 bzw. ihrem Träger 22 ist
durch denn Zapfen 37 gebildet, über den mit der Scheibe 22 eine Stange38 gelenkig
verbunden ist. Diese bildet das Ausgangsglied des vorgeschalteten Funktionsgetriebes
3g., das in gleicher Weise wie in Fig. i aufgebaut sein kann und dessen Eingangswelle
bei: 4o angedeutet ist.
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Die Wirkungsweise des Getriebes ist grundsätzlich die gleiche wie
die des Getriebes nach Fig. i. Es sei z. B:, angenommen;, d:aß, während die Größe
f (b) für- die betrachtete Zeit konstant ist, die Größe a sich ändere. Alsdann
werden die Einheit 27 und. die an ihr gelagerten Teile in Richtung der Keilwelle
30 verschoben. Steht die, Schiene 21 hierbei nicht parallel zur Keilwelle 30:, sondern,
wie diargestellt, schräg zu ihr, so verstellt die kraftschlüssig sich an der Schiene
21 führende Rolle 24 dien Schlitten 25 und über ihn die Zahnstange 28, das Ritzel
2g und die Keilwelle 30, so daß diese den neuen Wert des gesuchten Produktes- führt.
Ein entsprechender Vorgang ergibt sich, wenn die zweite Eingangsgröße geändert und
demgemäß über die Stange 38 die Scheibe 3.2 gedreht wird oder wenn gleichzeitig
beide Eingangsgrößen
sich ändern. Es besteht die Möglichkeit, den
festen Angriffspunkt 37 außerhalb der Schiene 2i anzubringen und dadurch die Kurvenform
des vorgeschalteten Funktionsgetriebes noch weiterhin giinstig zu beeinflussen.
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Es ist bekannt, daß man Multiplikationsgetriebe auch als Divisionsgetriebe
benutzen kann; diese Möglichkeit besteht auch für das neue Getriebe. Der für dieses
verwendete Ausdruck Multiplikationsgetriebe ist also im weiteren Sinne zu verstehen.
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Es war oben davon ausgegangen, daß das vorgeschaltete Funktionsgetriebe,
für das man z. B. statt eines Kurvenscheibengetriebes auch ein Kurventrommelgetriebe,
ein Hebelgetriebe od. dgl. benutzen kann, ohnehin erforderlich sei; für diesen recht
häufig auftretenden Fall ist das neue Getriebe in erster Linie bestimmt; es wird
indes auch Fälle geben, in denen, ohne daß das vorgeschalteteFunktionsgetriebe aus
anderen Gründen notwendig wäre, das neu,. Getriebe sich mit Vorteil anwenden läßt.
In diesem Fall, wie gegebenenfalls auch sonst, kann das Funktionsgetriebe von einfachster
Art sein, z. B. in einer entsprechend verzerrten Skala bestehen, nach der die eine
Eingangsgröße eingeleitet wird.
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Der dem neuen Getriebe zugrunde liegende allgemeine Gedanke läßt,
wie an Hand der dargestellten Ausführungsbeispiele leicht zu üb--rsehen ist, in
den Ausführungseinzelheiten manche Änderungen zu. So kann z. B. die Schwinge, insbesondere
wenn sie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von einer drehbaren Scheibe getragen
wird, auch über Zahnräder, statt, wie dargestellt, über eine Schubstange eingestellt
werden. Der Aufwand wird besonders klein, wenn man die Kurvenscheibe oder Kurventrommel
des vorgeschalteten Funktionsgetriebes unmittelbar auf ein mit der Schwinge verbundenes
Organ, z. B. auf ein;. mit der Schwinge verbundene Rolle, arbeiten läßt, wenn man
also z. B. mit Bezug auf die Ausführungsbeispiele die Rolle 18 bzw. die entsprechende
Rolle des Funktionsgetriebes 39 unmittelbar oder über einen Arm an der Schwinge
i bzw. der Scheibe 2 : lagert und an dieser Ralle die Kurvenscheibe i9 bzvv. die
Kurvenscheibe des zweiten Funktionsgetriebes 39 unmittelbar angreifen lä.ßt.
Es fallen damit die Zwischengetriebeteile fort; die Schwinge wird gleichsam ein
Teil des vorgeschalteten Funktionsgetriebes.