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Nachdreheinrichtung mit einstellbarem Übersetzungsverhältnis zwischen
Vorlauf- und Nachlaufglied Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zurr
Einstellung, insbesondere Ferneins:beIlltwng, eines Organfis auf eine Weggröße c
- V, wobei der Faktor c .ein beliebiger Wert einer gegebenen Wertreihe und der Faktor
V eine beliebig verän@derLiche Weggröße isst. Soll bespielisweIse eine Welle naicheinan@der
auf Winkelbeträge eingestellt werden, deren erster o,5 V, deren zweifiter
1,5 V, deren @dritter 2 V usw. iet, d. h. allgemein ,auf posü!tive
oder negative Vielfache o,dier Teilbeträge eines selbst veränderlichen Wdnkelis
eingestellt werden, @so könnte man an sich ein . einflaches Gesichwindigkei:tswechselgetri,eJb,e,
verwenden, das mit einer entsprechenden Anzahl von Übersetzungs;s.tufen ausgerüstet
@iist, die wahlweiee eingeschaltet werden können: Da über ein übersetzüngsgetriebe
nur eine Multiplikation der Gesch;wiin@diigL,eit entsprechend dem eingeschalteten
UU-bersetzungsverhältni.s vornimmt, müßte man bei .einer Änderung des Faktors c
die Welle zunächst wieder in die Nwllistellung zurückbringen, bevor der neue Winkelwerit
c - y eingestellt werden kann. Durch diese, RücksitelLung würde aber einerseits
ein beträchtlicher Zeitverlust entstehen.. Andererseits würde insbesondere bei einer
FeTneinsteLlung die Rückstellvorrichtung einen erihebil:ichen Aufwand bedingen.
Die
Erfindung löst die Aufgabe in einfacher Weise, ohne daß beim Übergang von einem
auf den anderen Wert von c eine Rückstellung erforderlich wird. Sie besteht darin,
daß jedem Wert von c eine Wegspeichereinrichtüng zugeordnet ist, die dauernd mit
dem die Weggröße V führenden Glied oder mit :dem einzustellenden Organ über ein
derartiges Übersetzungsgetriebe verbunden ist, daß ihre Stellung laufend das Produkt
aus dem ihr zugeordneten Wert c und der Weggröße V oder einen dieses Produkt als
Faktor enthaltenden Stellungswert ausdrückt, und daß eine z. B. zwischen jeder Speichereinrichtung
und dem einzustellenden Organ oder dem die Weggröße #p führenden Glied angeordnete
Stellungsvergleichseinrichtu g vorhanden -ist, tvelche die von Hand oder selbsttätig
erfolgende Verstellung des Organs auf eine andere der an den Wegspeichereinrichtungen
gespeicherten Weggrößen ohne vorherige Rückstellung auf Null zuläßt.
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Die Erfindung wird an Hand derZeichnu g noch näher beschrieben, die
einige Ausführungsbeispiele in schematischer Darstellung enthält. Es zeigt Fig.
i eine Einrichtung zum Fernübertragen einer Winkelgröße c - V für vier verschiedene
Werte von c, Fig. 2 eine andere Ausführungsform, Fig.3 eine weitere Ausführungsform
mit einem Hilfsmotor, Fig. q. eine Abänderung mit besonderen Speichergetrieben,
Fng. 5 eine Ausführungsform mit Anzeigeeinrichtungen für den gespeicherten Wert
und Fig. 6 eine teil-,vei@seAbänderung mitFolgezeigern als Vergleichs- und Speichereinrichtung.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i ist angenommen, daß von der Geberseite,
beispielsweise von der Kurbel i aus, die Welle 2 gesteuert werden soll, und zwar
in der Weise, daß der Drehwinkel V dieser Welle mit vier verschiedenen Faktoten,
z. B. -1- 0,5, -E- 1,5, +:2,o und - 2,o multiplizierbar ist. Zu diesem Zweck ist
die beispielsweise über Kegelräder 3 angetriebene Welle 4. mit Wellen 5, 6, 7, 8
über Winkelgetriebe g, io, 11, 12 mit einem solchen GberSetzUngsverhältnis gekuppelt,
daß für eineUmdrehung der 'Wellen 5 bis 8 die Welle. 0,5, 1,5 bziv. zwei Umdrehungen
ausführen muß. Das negative Vorzeichen für den Faktor c wird bei :dein Winkeltrieb
12 dadurch erhalten, daß gleichzeitig die Drehrichtung der Welle 8 gegenüber den
Wellen 5 bis 7 geändert ist.
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Zur Übertragung der Winkelstellungen der Wellen 5 bis 8 können an
sich bekannte Übertragungseinrichtung mit elektrischer, hy-
draulischer u.
dg1. Nachlaufsteuerung benutzt ,verd'en. Beispielsweise kann ein aus motorähnlichem
Geber und Empfänger bestehendes elektrisches Übertragungssystem benutzt werden oder
eine aus elektromagnetischen Brücken bestehende Geber- und Empfangsanordnu.ng. In
Filz i ist als Beispiel ein an sich bekanntes Übertragungssystem benutzt. und zwar
ist dabei zur Erhöhung der Genauigkeit ein Grob- und ein Feinsystem verivendet.
13, 14., 15, 16 sind die mit den Wellen 5 bis 8 gekuppelten Grobgeber und
13' bis 16' die von den gleichen Wellen über die Übersetzungsgetriebe 17
biss 2o angetriebenen Feingeber. Grob- und Feingeber können dabei in irgendeinem
geeigneten Verhältnis, beispielsweise i : io oder i : 20, ZU-einander übersetzt
sein. Über Schalter 21. 22,23 und 24 kann jedes dieser Grob- und Feingeberpaare
wahlweise. mit dem Grobempfänger 25 und Feinempfänger 25' verbunden werden. Die
elektrische Winkelübertragu.ng erfolge- dabei durch je drei Steuerleitungen in Verbindung
mit einer gemeinsamen, an ein Wechselstromnetz 1' angegeschlosse-ne:n einphasigen
Erregung.
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Da jedes der Systeme 13, 13' bis 1b, 16' über ein Übersetzungsgetriebe
g bis 12 mit anderem Übersetzu gsverhältns von der Welle 4. verstellt wird, wird
der mit dem Handrad i eingestellte Wert ip, multipliziert mit dem Werte (0,5, 1,5,
2,0,--2,0), in der Stellung der Grob- und Feingeber 13, 13' bis 16,i6' gespeichert.=Durch
Einlegen des Schalters 2i stellen sich also die Grob- und Feinempfängger 25, 25'
auf den @Vert tp - o,5 ein, beim Einlegen des Scha,lte-rs 22 auf den Wert T # 1,5
us'tv.
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Durch eine an sich bekannte N achlaufsteuereinrichtu:ng kann die Welle
:2 also Wahl-,,veise auf eine der gewünschten Größen c - zp gedreht werden.
Die Nachlaufsteuerung besteht beim Ausführungsbeispiel aus zwei Fo,lgekontal:tvorri:chtungen,
von denen die Vorlaufglieder 26, 26' von den Grob- und Feinempfängern 25, 25' angetrieben
werden, während die Nachlaufglieder 27, 2T mit der vom Motor 28 ana triebenen Welle
2 im Eingriff stehen. In analoger Weise wie auf der Geberseite ist zwischen der
Grobkontaktvo:rriChtUng 27 und der Feinkontaktvorrichtung 27' ein übersetzungsgetriebe-2g
eingeschaltet, das das gleiche Ubersetzungsverhältnvs wie die Getriebe 17 bs 2o
hat. Über die von den Folgegliedern 27, 27' getragenen Kontakte einerseits und die
von den Vorlaufgliedern 26, 26' bewegten Kontaktarme andererseits wird _der Nachlaufmotor
28 so Lange in Rechts- oder Linkslauf gesteuert, bis die Welle :2 genau die Winkelstellung
erreicht hat, die der Stellung des über einen der Schalter 2i bis 2.;. eingeschalteten
Gebersystemvs
entspricht. Die Nachlaufs-teuereinrichtung kann :aber
auch jede andere geeignete Ausführung erhalten; insbesondere sind die F.oilgekontaktvorriichtumigen
nur schematisch .gezeichnet. Ferner kann, ebenso wie bei den nachfolgend beschriebienen
Ausführunigsibeüspiie4em, .außer einem Grob- und einem Feinbereich geigeibenenifalls
auch- noch eine weitere Unterteilung, z. B. durch Einfügung vonübertragungs- undEinistellimütteln
für einenMittelbiereiich, vorgenomm:en werden.
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Beil der Ausfühnungsform nach, Fiig.2 Ist auf der Geberseihe nur :ein
einziger Geber 13 zurr Fernübertragung von Winkelistellunigen vorhanden, der von
der Kwribel i aus eingesteldt wird. An Sitelile dieser Kurbel kann aber auch: jeder
andere Antrieb treten, z. B. eine Kupplung mit einem Rechengerät ad. digl.
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Entsprechend der A@wsiührumigsifo,rm nach Fig. i sei angenommen, daß
der Faktoir c wiederum die- vier Werte ö,5, 1,5, 2,o und -:2,o annehmen :kann. Dementsprechend
sind auf dter Empfangsseite vifer Empfänger 30, 31, 32 und 33 vorhanden, die in
der angedeuteten Weise parallel ziem Gelber 13 Liegen. Sie, bewegen sich daher synchron
mit diesem und ebenso auch die von ihnen bewegten Vorlaufgllieäier der FolgekontäktvOirrichitunigen
34, 35, 36, 37. Die einzustellende, vorm Nachlaufmotor 28 an!getriebene Welle 2
treibt die Folgeiglireder der Kontaktei:narichtungen 34 bis 37 über Winkelgetriebe
(g', i o'., 11 ', 12' an, d!ie in demselben Verhältnis über- und untersetzt sind
wie die Winkelgetriebe 9 bis 12 in Fig. i. Da die Naachiliaufglieder der Folgekontakteiinriichitungen,
34 b'i's 37 somit dauernd mit der Wedle 2 gekuppelt sind, .tritt in ihrer Stellung,
ähnlich wie in Fg. i, eine Speicherung ein, und zwar wird jeweils das PLrodiukt
;aus :dem von der Welle 2 geführten Winkelwert uni idein den WinkeltHeiben.9' bis
12' bzyv. Foiligekontaktvorriidhtumigem 34 bis 37 zu!ge'oirdneten Wert von c gespeichert.
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Die' Niachlaufsiteuerung arbeitet wiederum nach demselben Podnzip
wie ,es bereits an Hamid der Fiig. i beschrieben, wurde. Die Kontakte für Redhitsc-
und Liin!1<2siliauf an :den Naaahlaufgliedern der Folgekontaktvoirrichtungen
34 bims: 37 liegen unter sich. parallel an dien beiden Klemmen für Rechts- und Linkslauf
des Motors 28. Die gemeinsame Stromzuführung erfolgt über einen Wahlschalter 38
und die Vorlaufglieder der Folgekontaktvoirriahtungen 34 bis 37. Mit dem Wahlschalter
38 kann jede dfieser Kontak tvorrichtungen für sich eingeschaltet und ,in Wirkungsbereitschaft
gebmaiaht werden. Im Ausfüihrungsb,eispiiel verläuft edier Speisestrom für ,den
Motoir 28 übler das Vo,rliaufgliied der Kontaktvoir.rchtuinig 34. Die Welle :2 stellt
sich idaher auf :dien Winkelwert o,5 # y ein. In :den Kontaktvorrichtungen
35 hiss 37 werden dementsprechend die Werte co", * Y # c1,5, 4,5
' y ' c2>0 und - co.s ' "W ' c2,0 gespeichert.
Wenn .also !der Schalter 38 in :eine andere Stellung, z. B. auf den zweiten Kontakt
gebracht wird, so. tritt die Foligekontaktvorri.chtung 35 in Tätigkeit und veranlaßt
eine Weiterdirehiung ides Motors auf dien Wtrt yp ' c1,5 von 'seiner Endstellung
(y) ' c0,5). Dabei ist eine Division des gespeicherten Werteis co.5 " y
- c1.5 eingetreten. Der :gleiche Vorgang tritt auch bei dien übrigen Stufen
des Nachlaurlwerke!s ein.
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Der Schalter 38 kann sich je nach Bedarf entweder an der Empfangsstelle
oder an der Sendestelle für den Winkel: yp :befinden, je nachdem, ob, nuir dieser
Winkelwert allein oder auch der Faktor c übertragen werden soll. In beiden Fällen
tritt aber eine Verminderung des Aufwandes gegenüber der AusführunigsfOrm nach Fig.
i ein. Dass ist auch id!ann de!r Fall, wenn die Übertragung des Winkelwertes y nicht,
wie dargestellt, durch einen einzigen Geber vorgenommen wird, sondern durch ein
Grob- und Feinsystem, wie es an Hand der Fig. i bereits beschrieben wurde. Insbesondere
macht s Ich die Vereinfachung- in :der Anzahl der erforderlichem Verbindunigsleitungen
zwischen GeiberurvdE:mpfanigsstelle bemerkbar, denn während bei dler Ausführungsform
nach Füg. i @sechsundzwanzig Verbindungsleitungen nötig sind, sind bei der nach.
Fig. 2 höchstens dreizehn Leitungen zwischen Geber- und Empfangsiseite erforderlich,
vorausgesetzt, daß sich der Schalter 38 auf der Geberiseite befindet und daß eine
Übertragung miit Grob-und Feinsystem vorgenommen wird, damit zur Erhöhung der Genauigkeit
und Veirgröß,erung ideis Übeirtragungsbereiches mehrere Umläufe .dies Übertragungss.ystemis
für den Feinbereiiah möglich werden.
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Eine arndiere Ausführungsform ist in Fiig. 3 dargeisteillt, bei der
die von den Grob- und Feingerbern 13, 13' auf die Grob- und Feinempfänger 25, 25'
übertragenen Winkelsitellungen - ziunäohst durch eine Welile 39 nachgebildet werden,
was durch die Fo@lg!e;-:kontakteinrichtungen 27, 27' in Verbindung mit d iem Hilfsmotor
4o auf analoge Weise wie in Fiig. i geschehen kann. Die den, Winkelwert y führende
Welle 39 kann daher die Voirlaufkliedier derFolgeikontakteinrichtungen 34 bis 37
und 34' bis 37' für Grob- und Feineinsitellumg unmittelbar antreiben, da sie die
Empfänger 3o bis 33 in Fig. 2 ersetzt. Der übrige Aufbau ist der gleiche wi!e in
Fig. 2. Dia d!ie vorm Hiilifsmotoir4o angetriebene Welle 39 höher belastbar ist
als die Achsen der Empfänger von Winkelübertragungssystemen,
können
gegebenenfalls die Über- oder Untersetzungen für die einzelnen Werte c auch zwischen
der WeIle 39 und den Vorlaufgliedern für die Folgekontakteinrichtun ge:n 34 bis
37 und 3. bis 37' eingeschaltet werden. In diesem Falle tritt dann in der Stellung
der Vo.rlaufglied"er eine Speicherung der unmittelbaren Größen c - y ein.
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Eine weitere Variante der in Fig.3 d!arges eilten ist in zig. ,4 gezeigt,
in der die Speicherung in Malteserradgetrieben 69, 70, 71, 72 vorgenommen
wird, die über Differentialgetriebe 41, 42, 43, 44 angeschlossen sind. Die EingangägliedeT
der letzteren werden einerseits von der Welle 39 des in gleicher Weise wie in Fig.
3 gesteuerten Motors 4o angetrieben. Andererseits stehen sie mit der zu steuernden
Welle 2 über Winkelgetriebe g', 1ö , 11', 12' und je ein Stirnräderpaar 45, 46,
47, 48 in Verbindung. Die Übersetzung an den Winkeltrieben g' bis 12' ist wiederum
d ie gleiche wie in Fig. 2 und 3. Diese übersetzung gemäß der Größe der Werte von
c kann jedoch gegebenenfalls auch an den Sti.rnräderpaaren 45 bis 48 vorgenommen
sein. Die Resultatwehen 49, 50, 51, 52 der Differentialgetriebe 41 bis 44 zeigen
daher den Stellungsunterschied zwischen den Wellen :2 und 39 an, und sie führen
entsprechend den vorhergehenden Ausführungsbeispielen eine das Produkt c - tp
als
Faktor enthaltende Winkelgröße. Auf diese Weise können die Kontaktwerke
53, 54, 55, 56 gegenüber den Falgekantalzhverken 34 bis 37 in Fig. 2 und 3 insofern
vereinfacht werden, als sie als einfache LTulllzontakte: ausgeführt werden können,
bei denen eine Kontakthälfte fest angeordnet ist, d. h. stillsteht. In Fig. 4 ist
das dadurch veranschaulicht, daß die Kontaktzungen57 bis 6o fest angeordnet sind.
Ebenso ist es jedoch auch möglich, daß diese Zungen 57 bis 6o von den Resultatwellen
49 bis 52 angetrieben werden und dafür die übrigen Teile der Kontaktvorrichtung
stillstehen.
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Solange die obere Grenze der zu bildenden Größe c # y! nur so groß
ist, daß keines der @'arlaufglieder der Null'kontaktwerke 53 bis 56 eine größere
Drehung ausführt als es der Länge seiner Kontaktwege entspricht, reicht die unmittelbare
Kupplung der Vorlaufglieder mit den Resultatwellen der Differentialgetriebe aus.
Um jedoch einen gleich großen Ü'bertra:gungs- oder Einstellbereich, wie beispielsweise
in Fig. 3, mit Grob- und Feineinstellung zu erhalten und dabei die Anordnung von
zusätzlichen Nullk ontaktwerken für den Feinbereich zu vermeiden, können in die
Resuiltatwellen 49 bis 52 besondere Speichergetriebe eingeschaltet werden. Vorteilhaft
bestehen diese aus je einer solchen Anzahl von in Rei;hz geschalteten Malteserradgetrieben,
d. h. mit einem solchen Untersetzungsverhältnis, daf die Eindeutigkeit in der Wirkungsweise
dei Nulikontaktwerke selbst beim größten Speicherwert erhalten bleibt. Wenn z. B.
jede Stufe im Verhältnis 1 :4 untersetzt ist und drei Stufen vorhanden sind, so
können sechzehn Umdrehungen der Resultatwelle gespeichert werden, bis eine unmittelbare
Verbindung zwischen Zu- und Abtrieb des mehrstufigen Malteserradbgetriebes entsteht,
und das Vorlaufglied des nachgeordneten Kontaktwerk-es direkt von der Resultatwelle
des Differentiales gesteuert wird. Trifft man die Anordnung derart, daß während
dieser direkten Kupplung der Kontakt des Nullkontaktwerkes durch die Nullstellung
läuft, in den beiderseits benachbarten Stellungen des letzten Malteserkreuzes des
mehrstufigen Getriebes aber jeweils der im Sinne eines Nachlaufes des Motors 28
wirkende Kontakt geschlossen ist und: dieser erst beim Erreichen der Sollstellung
geöffnet wird, so wird die gleiche Wirkung wie 'beim vorhergehenden Ausführu.ngsbeispiel
gemäß Fig.3 erhalten. Der Aufwand und insbesondere der Platzbedarf sind jedoch demgegenüber
infolge des Fortfalles der empfindlichen Kontaktwerke für den Feinbereich erheblich
geringer. Gegebenenfalls können die Malteserradgetriebe auch durch andere gleich
oder ähnlich wirkende Speichengetriebe, z. B. Einzahngetriebe oder mechanische Schaltwerke
gemäß Patent 721401, ersetzt werden.
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Bei der Ausführungsfarm nach Fig.4 ist es, ähnlich wie bei der nach
Fig.3, auch möglich, die Unter- oder Übersetzungen gemäß den `'Venen von c auch
zwischen den Differentialgetrieben 41 bis 44 und der Welle 39 vorzunehmen und die
Produkte y# - c auf diese Weise in der Stellung der durch den Schalter 38 nußerWirkung
gesetztenReisultat-Wellen 49 bis 52 der Differentiale 41 bis . bzw. in den Malteserradgetrieben
69 bis 72 zu speichern.
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Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 l:önne@n an Stelle der Nullkonta.kteinrichtunge'n
53 bis 56 zur automatischen Steuerung des -'\Tachla:ufmotors 28 in Fig. 4 einfache
Anzeigevorrichtungen 61 bis 64 treten. die die Wellet entweder von Hand mittels
eines Steuerrades 65 ad. dgl. oder auch mittels einer sonstigen Antriebsvorrichtung
auf den Wert Null einzustellen gestatten. Beispielsweise können die Anzeigevorrichtungen
61 bis 64 als Zählwerke ausgebildet sein. Die Hilfswelle 39 kann dabei ebenfalls
von Hand durch ein Steuerrad od. dgl. mit Hilfe einer Falgezeigereinrichtung 67
auf den Wert ip eingestellt werden, der beispielsweise durch
eine
Leitung 68 von irgendeinem Geber aus auf dien Voirdaufzeiiger übertragen wird.
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In Fiig.6 ist nach ein Beispiel für eine mögliche, weitere Vereinfachung
des zw;Lschen den Wellen 2 und 39 liegenden Teiles der Einrvchtung nach Fi:g. 5
gegeben. Eis können nämli@dh dlie dort benutzten Diffeirentialgetriieib,e- 4i bis
44 und die zwiee ;kmäßig als Zählein.riieihtungen ausgebildeten Nullanzeiigeoegane
61 bis 64 gegebenenfalls auch durch einfache Foilgezeigersysteme 91 bims 94 ersetzt
werden, deren -#lorQ@aufzeiiger .mimt der Welle 39 und deren mit den Vo@rlaufzeiigern
in Deckung zu bringenden Foligezeiger mit der Welle 2 über Überisetzunigsä-etr@i@eibie
9", io", 11", 12" gekuppelt sind, die den Wimkeftrieben 9' bis 12' in Fig. 5 enitsprechen.
95 kann ein einfacher Nuillzeiger sein.
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Eibenso@ wie in Big. 6 kann die Welle 2 der Fig. 5 auch auf die in
den übrigen Fi,g. i Iris 4 veranschaulichte Weise auf die Winkelwerte c # V eingestellt
werden.
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Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo, eis ;sich darum hanidielit,
einzelne Organe odier eine Gruppe vom Organen nacheinander oder auch mehrere Organe
gleichzeitig auf verschiedene Werte einzustellen, die dem Gesetz c # yp foilgem,
wobei c ein beliebiger Wert einer :gegeibenen Wertereihe und y) konti,nuderilich
veränderdiich ist.
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Diese Auifgaibe, tritt ,im Apparateibau, z. B. hei Rechengeräten,
häufig auf. Auf dem letzteren Gebiet werden vielfach imehrere Kurvenscheiben od.
digl. benutzt, die nacheinander auf das gleiche Organur zu schalten sind, ohne,
diaß nadh der Umschaihung das Ausgangsglied-, z. B. eine der verschiedenen Kurvenscheiben.,
und das eingeschaltete Eingangsigliedgegeneinander eine (wenn auch für die Dauer
dien Einechahung konstante,) wnikontrolliierhar.eVerstellunig besitzen dürfen. Es
@sei in diesem Zusammenhang beispielswei@se; auf Patent 691 839 verwivesen.