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Vorrichtung zur Veranschaulichung der theoretischen und praktischen
Kinematik Die Vielseitigkeit der kinematischen Anordnungen und Getriebe brachte
es mit sich, daß eine große Anzahl von Modellen als Anschauungs- und Lehrgeräte
erforderlich wurde, einmal deswegen, weil das in der Kinematik als Gestell bekannte
Element außerordentlich vielgestaltig sein muß, zum andern waren die als Lenker
und Koppel bekannten Elemente fest in den einzelnen Modellen eingebaut und daher
allgemein nicht zu verwenden. Selbst eine sehr beschränkte Anzahl von Modellen war
sehr teuer, ihre Unterbringung platzraubend und ihre Benutzungsmöglichkeit immer
nur für einen bestimmten Fall gegeben, weshalb derartige Modelle schlecht ausgenutzt
werden. Überdies haben sie noch den Nachteil, daß weder Lehrer noch Schüler in der
Lage sind, Modelle entweder nach bekannten oder eigenen Ideen aufzubauen, wodurch
ein wesentliches praktisches und erzieherisches Merkmal verlorengeht.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die geschilderten
Nachteile der bisherigen Modelle vermeiden lassen, indem die in der Kinematik verwendeten
Elemente derart ausgebildet und in verschiedenen Maßstufen normalisiert werden,
daß sie in beliebiger Weise zusammengebaut werden können.
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Das geschieht gemäß der Erfindung dadurch, da$ einmal das als Gestell
bekannte Element aus einer Aufbauplatte mit Längsnuten besteht, in denen Stellschienen
zum Aufbau weiterer normalisierter Gestellglieder, wie Säulen, Scheren, Schreibtafeln,
Schreibtrommeln, Projektionsschieber und ähnliche Teile, so verschoben oder festgestellt
werden können, daß sie jeden gewünschten Platz auf der Aufbauplatte.
einnehmen
können, wobei an den Säulen, Scheren usw. Reduzierlager, Schwinglager, Doppellager,
lange und kurze Einsatzlager und Kopflager anbrin.gbar sind, zum andern dadurch,
daß die als Lenker und Koppel bekanntere Elemente, wie Hebel, Wellen, Scheiben,
Räder, Zahnräder, Kegelräder, Zahnstangen, Kupplungen, Kupplungslager, Freiläufe,
Schaltstangen, Gleitbahnen, Kreuzführungen, Kardangelenke, und ähnliche Elemente
unter sich und mit den normalisierten Teilen des Gestelles austauschbar beliebig
und in beliebiger Anzahl zusammensetzbar sind, wobei die Durchmesser der Wellen
auf zwei beschränkt sind.
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11Iit dieser verhältnismäßig sehr geringen Anzahl besonders ausgewählter
und eigenartig beschaffener Aufbauelemente lassen sich nahezu alle Modelle der theoretischen
und praktischen Kinematik zusammenbauen, wobei Bahnen, einfache und superponierte
Schwingungen, veränderbar nach Amplitude, Phase und Frequenz und Hüllkurven erzeugt,
aufgezeichnet und sichtbar gemacht werden können.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Elemente des Gestelles,
der Lenker und Koppel sowie einige aus diesen Elementen zusammengesetzte Geräte
dargestellt. In allen Abbildungen sind gleiche Teile gleich beziffert.
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Abh. i ist die Seitenansicht der Aufbauplatte mit einigen aufgebauten
.Gestellteilen; A11. 2 bis 4 sind andere Ausführungsformen der Säule in Ansi; ht
und Schnitt; Abb. 5 und 6 sind Lagereinzelheiten im Schnitt; .'111. 7 ist ein Schnitt
durch die Säule der Abb. i ; Abb. 8 und g sind Ansicht und Draufsicht auf das Schwinglager;
Abb. io ist eine Ausführungsform des Doppellagers, Abb. i i. eine andere Form des
Doppellagers mit eingesetztem Abstandsstück; Abb. 12 stellt eine Kreuzführung dar;
Abb. 13 und 14 zeigen ein. Zahnrad mit Innenv erzalinung (1-Rad); A11. 15 zeigt
eine Scheibe für Schalt- und Sperrgetriebe; Abb. 16 bis ig zeigen eine Schaltstange
mit auswechselbaren Köpfen; A11. 2o und 21 sind ein einarmiger Verstellhebel mit
verstellbaren Lagerzapfen; Abb. 22 und 23 stellen einen zweiarmigen Verstellhebel
dar; A11. 24 zeigt ein. Kupplungslager, Abb. 25 eine Kupplung; Abb, 26 und 27 zeigen
einen Freilauf; Abb. 28 stellt ein Kardangelenk dar, Abb. 29 und 30 ein Differentialwerk;
A11.31 und 32 zeigen die Anordnung von sich senkrecht zueinander bewegenden Projektionsschiebern;
A11. 33 ist ein Gerät zur Erzeugung von Conchoiden, Abb. 34 ein Gerät zur Darstellung
der Tscherbysclieffsclien Geradführung; Abb.35 zeigt ein einsinniges Sperrklinkengetriebe,
Abb. 36 ein Gerät zur Demonstration der Ungleichförmigkeit der Cbertragung von Winkelgeschwindigkeiten;
Abb. 37 stellt das Schema von zwei gegenläufig arbeitenden Projektionsschiebern
dar und Abb. 38 das Schema von zwei sich senkrecht zueinander bewegenden Projektionsschiebern;
Abb, 39 ist ein mechanisches Gleichrichrtergetriebe, Abb. 40 ein Wechselgetriebe,
Abb. 41 ein I-Rad-Getriebe, Abb. 42 ein Ausgleichgetriebe; Abb. 43 und 44 stellen
eil' (ietriel)e für zyklische Bahnen dar.
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Die Aufbauplatte i, die vorteilhaft als ein vom Aufbewahrungskasten
für die Aufbauelemente 2 abhebbarer Deckel ausgebildet ist, stellt das Grundelement
für alle aufzubauenden Modelle und Geräte dar. In der Aufbauplatte i befinden sich
T-förmige Nuten 3, 4, 5, 6, in denen sich in bekannter Weise Gleitsteine 7 befinden.
Mit ihnen können mittels Schrauben ii Stellschienen 8, g, 1o in ebenfalls bekannter
Weise in jeder gewünschten Stellung gegen die Aufbauplatte i durch Verschrauben
befestigt werden. Dabei liegen vorzugsweise die Stellschienen8 quer und die Stellschienen
g, io gleichgerichtet zur Richtung der Längsnuten 3, 4, 5, 6. Eine oder mehrere
Stellschienen 8 dienen besonders zur Aufnahme von Säulen 12, 13, während vorzugsweise
die Stellschiene g zur Aufnahme einer Schreibtafel 14 oder eines oder mehrerer Projektionsschieber
15 und die Stellschiene io zur Aufstellung von Säulen 12, 13, 13 '
für die Lagerung einer Schreibtrommel 16 und deren Antriebselementen benutzt wird.
Die Schreibtafe114 besteht vorteilhaft aus Mattglas oder einem ähnlichen Werkstoff
und dient zum Aufzeichnen von Punktbahnen. Sie ist in einem Rahmen 17 gefaßt, der
an seiner unteren Seite den Flansch 18 trägt, der in eine Aussparung der Stellschiene
g paßt, in der er mit der Deckleiste ig und den Druckschrauben 2o so eingestellt
werden kann, daß er entweder fest sitzt oder gleiten kann. Der Projektionsschieber
15 hat ebenfalls eine tafelförmige Gestalt- und eine» ähnlichen Rahmen mit Flansch
wie die Schreibtafel 14. Auch der Projektionsschieher kann in der Stellschiene g
mit der Deckleiste ig und den Druckschrauben 2o fest oder gleitbar angeordnet werden.
1:s können auch mehrere Projektionsschieber 15 gleichzeitig entweder nach der gleichen
oder entgegengesetzten Richtung, hei geeigneter Anordnung auch senkrecht zueinander
beweglich angeordnet werden. Ihren Antrieb erhalten die Projektionsschieber 15 dadurch,
daß die Bewegung des, oder der zu lieoliaclitenden Punkte mittels eines normalisierten
Zapfens 62 auf einen Schlitz 21 in den Projektionsschiebern übertragen wird, wodurch
die Y-M'erte der Zeit-Weg-Diagramme entstehen. Um diese aufzeichnen zu können, befindet
sich an dem Projektionsschieber 15 ein in einem kleinen Hebel 22 angebrachter Schreibstift
23, der auf eine mattierte Oberfläche der Schreibtrommel 16 oder auf einem auf ihr
in bekannter Weise befestigtes Blatt Papier arlxitet. Die Trommel 16
wird
durch die Trommelwelle 164 angetrieben in Funktion mit ,dein Antrieb des zu beobachtenden
Punktes. Der Schreibstift 23 zeichnet dann auf der Schreibtrommel das Zeit-Weg-Diagramm,
nämlich die vorerwähnten Y-Werte als Funktion der X-Werte auf, wol')ei superponierte
Schwingungswerte automatisch addiert werden.
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Die auf der Aufbauplatte i mit Hilfe der Stellschienen 8 aufzustellenden
Säulen 12, 13, 13° können verschieden ausgestaltet werden, je nach den Ansprüchen,
die an die gesamte Aufbauapparatur gestellt werden. Für schon recht weitgehende
Verwendung genügt die. Säulenausbildung nach den Abb. i und 7. Für höhere Ansprüche
kommt die Ausführung nach Abb. 2 in Frage, 13, für 'höchste Anspriiclie die Säule
13a, wobei naturgemäß auch die Kombinationen zwischen den Gestaltungen der einzeltien
Ausführungsformen möglich sind, hauptsächlich hinsichtlich der Einrichtungen für
die Rauinbeweglichkrit.
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Die Säule 12 hat zum Festmachen in der Stellschiene 8 unten einen
vorteilhaft runden Flansch 25, an den sich der S,itilenkörper 26 anschließt. Die
Säule 12 ist daher um ihre senkrechte Achse drehbar. Der Sä ulenkörl>cr 26 besitzt
eine Anzahl von Ansätzen 28, in denen Kreuzlochbohrungen 27 mit Durchmessern
für die \\'ellcn mit dem größeren der beiden genormten Durchmesser angebracht sind.
Gewählt sind beispielsweise sechs solcher Kreuzlochbohrunget1 27. Ihr Abstand ist
so bemessen, daß mit irr ihnen gelagerten Zahnrädern Übersetzungen von i : i bis
1 : 5 und die Umkehrung der Bewegungsrichtung unmittelbar und mittelbar sehr viele
andere Übersetzungsverhältnisse erzielbar sind. In den Ansätzen 28 sind Gewindelöcher
29 vorhanden, mit deren dazugehörigen, nicht gezeichneten Schrauben Wellen und Buchsen
in den Kreuzloch-1>ohrullgeil 27 festklcniinl)ar sind. In einer Bohrung der obersten
Kretizloclil>olirurig ist eine solche Buchse ohne Blind 3o dargestellt, wobei diese
Löcher hat, durch die die iin Gewindeloch 29 sitzende Schraube iundurchgreift und
so gleichzeitig die Buchse ohne Bund 30 und die diiti.nere Welle, deren 1>tircliinesscr
der Bohrung der Buchse ohne Mund 30 entspricht, festsetzt. Durch Verdrehen
der littchse ohne Bund 3o können die Löcher so verstellt werden, daß die Schraube
im Gewindeloch 29 nur die Buchse ohne Bund 30 festkleinint, die Welle aber
nicht beeinflußt. Diese Buchsen ohne Bund sind in verschiedenen Längen genormt.
Als Beispiel ist hier für die Welle des kleineren Durchmessers der Schaft 32 des
Querlagers 31 gewählt, dessen für den größeren normalisierten Wellendurchmesser
normalisierte Bohrung ini Kopf 33 ein langes Reduzierlager mit Bund 34 aufnehmen
kann, das auch in die Kreuzloclilx)lirurlgeti 27 derart paßt, daß an ihrem freien
Ende andere Gestellelemente und Koppel-oder Lenkerglieder befestigt werden können.
Die Länge der Kreuzlochbolirungen ist genormt und ist gleich der Länge der Bohrung
im Kopf 33 des Querlagers 31. Im Bund (los hingen Reduzierlagers 34 ist wie im Kopf
33 des Querlagers 31 ein. Gewindeloch 29 für Klcnlmschranlx#n vorgesehen. Das Querlager
dient auch zur Erzeugung geneigter Wellenlagen, falls die Säulen selbst nicht schräg
steilbar sind.
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Im Säulenkörper 26 ist kurz oberhalb des Flansches 25 ein kleines
Kreuzloch 35 zur Aufnahme von federnden Zugelementen, wie sie beispielsweise für
Modelle zu Reibrädern benötigt werden, angebracht. Diese Elemente können in bekannter
Weise als mit Schrauben spannbare Zylinderfedern ausgebildet sein.
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Ztir Überbrückung der Entfernungen zwischen Antrieb und Abtrieb mittels
Zahnradketten, Kardangelenken oder Kegelradantrieben sowie zur Überbrückung von
liölienuntcrschieden zwischen An-und Abtrieb und zur, Lagerung quer laufender Wellen
dient die Schere-36. Sie besteht aus einem planparallelen Körper 37, der den waagerechten
Schlitz 38 und an einem oder beiden Enden einen senkrechten Schlitz 39 besitzt.
Mit dem letzten wird er mit einem Schraubenbolzen rnit 'Mutter 40 durch eine Kreuzlochbohrung
27 an den Säulen 12, 13, 13u befestigt, im ersten werden kurze oder lange Lagerbuchsen
41, 42 großer oder kleiner Normalbohrungen eingesetzt, die ans einem Lagerkörper
reit Bund .Ii ))ZN',-. 42 bestehen, die im Etind Gewindelöcher 29 für Klemmschrauben
besitzen und vorn eine Klemmutter 43 tragen. Die Länge der Bohrung in den langen
Einsatzlagern ist gleich der normalisierten Bohrungslänge der Kreitzloclil>ohrullgen
27.
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Andere Ausführungsformen der Säulen zeigen die Abb. 2 bis .I. Der
untere Flansch ist wieder 25, an dem liier ein Gelenk 44 zum Schrägstellen der Säule
13 und 13a, das vorteilhaft als raumbewegliches Kugelgelenk ausgebildet ist, angelenkt
ist. Bei der Verwendung eines Kugelgelenkes kann der Flansch 25 auch quadratisch
oder rechteckig gehalten werden, was aufbautechnisch manchmal auch dann Vorteile
bringt, wenn überhaupt kein Gelenk in der Säule vorhanden ist. Über dem Gelenk 44
sitzt eine Platte 45, die entweder vier Stangen 46 trägt und oben wieder eine Platte
45 besitzt oder wobei zwisch,^n den 1>2idcn Platten 45 zwei Laschen 51 angeordnet
sind, an denen mit Spannschrauben I9 verstellbare Lager 47, die mit Laschen 48 versehen
sind und die Bohrungen 50 und das Gewindeloch 29 tragen, in jeder beliebigen
Höhenlage feststellbar sind. Die mit Stangen 46 ausgerüsteten Säulen 13 gestatten
es, Lager mit senkrecht zueinander stehenden Achsen anzubringen, während bei. den
mit Laschen 48 versehenen Säulen, i3a Lager nur mit einer Achsrichtung möglich sind.
Wie bereits früher gesagt, sind Kombinationen aller beschriebenen Ausführungsformen
möglich.
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Das Schwinglager 52 besteht aus einem Bund 53, mit dessen Flansch
er am Lagerkörper 54 befestigt ist. Der Build 53 trägt eine Normalbohrung für den
größeren Wellendurchmesser und das Gewindeloch 29. Die Länge der Bohrung und der
Abstand des Gewindeloches vom freien Ende ist normalisiert, so daß alle Reduzierbuchsen
74 auswechselbar sind, was deswegen wichtig ist, weil die Schraube im Gewindeloch
29 sowohl zum Festklemmen von Wellen mit dem großen. als auch mit dem kleinen Normaldni-cliniesser
dienen muß, weswegen die Schrauben
auch durch die Löcher in der
Reduzierbuchse 74 hindurchgehen. müssen. Der Lagerkörper 54, der vorteilhaft aus
einem gezogenen Aluminiumprofil besteht, hat eine flache Nut 55 mit halbkreisförmigen
Wänden. In ihr kann eine Profilstange 56 gleiten oder mit einer Sehraube im Gewindeloch
29 des Lagerkörpers 54 festgestellt werden. Das Profil der Profilstange 56 besteht
aus einem flachen Teil 57 mit halbkreisförmigen Rändern entsprechend dem Profil
des Lagerkörpers 54. Es sind auch andere Profile mit zwei senkrecht zueinander stehenden
Symmetrieebenen möglich, beispielsweise Rechtecke und gleichschenklige Dreiecke.
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In den Profilstangen 56, die vorzugsweise mit einer Längenteilung
65 versehen sind und als Lenker, Koppel, Hebel, Geradführungen und Exzenter dienen,
können die Schieber 59 gleiten oder durch den Lagerzapfen 62 oder durch eine oder
zwei Senkschrauben festgesetzt werden.
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Der Schieber 59 selbst besteht aus einem unteren Teil 6o, der entsprechend
dem Innenprofil der Profilstange 56 ausgebildet ist, und einem oberen flachen Ansatz
61, der das Gewinde für den Lagerzapfen 62 sowie für versenkte Feststellschrauben
und die kleinen Querbohrungen 63 für die Aufnahme der Zeiger 64 trägt, die zur Sichtbarmachung
von Polbahnen und Hüllkurven dienen.
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Das ganze Schwinglager 52 kann entweder drehbeweglich oder fest mit
einer Welle des kleinen oder großen Durchmessers in einer entsprechenden Bohrung
eitles geeigneten Gestellelementes gelagert werden.
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Die Formen der Profile des Lagerkörpers 54 und der Profilstangen 56
lassen es zu, daß die Profilstangen auch um 18o° gedreht in die Lagerkörper 54 eingeführt
werden können, was in vielen Fällen für raumsparenden Aufbau wichtig ist. Ferner
gestattetes die gewählte Anordnung, daß der Schieber 59 in jeder beliebigen Lage
in den Profilstangen feststellbar ist bzw. zwischen beliebigen Endpunkten gleiten
kann.
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Ferner können sowohl die Profilstangen 56 in andern Lagerkörpern 54
als auch die Schieber 59 und 72 in andern Profilstangen 56 benutzt werden, so daß
beispielsweise das Schwinglager 52 und die Profilstange 56 mit Teilen des Doppellagers
66 kombinierbar ist.
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Die Doppellager 66 (Abb. io, i i) bestehen entweder aus dem oberen
Teil des Schwinglagers als unterem Teil und als oberem Teil aus dem gleichsinnig
liegenden Lagerkörper 54, wobei beide Teile beispielsweise durch eine Schraubverbindung
67 drehbar gegeneinander verbunden sind (Abb. zo), oder aus zwei entgegengesetzt
gesichteten Lagerkörpern 54, die durch eine Schraubverbindung drehbeweglich gegeneinander
angeordnet sind, wobei in Abb. i i noch ein Zwischenstück 68 dargestellt ist, das
beispielsweise an gekreuzten Lenkern notwendig wird.
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In den Doppellagern 66 können die Profilstangen 56 entweder beide
gleiten, beide mit Schrauben in den Gewindelöchern 29 festgestellt werden, oder
eine Profilstange kann festgestellt und die andere gleitend angeordnet sein, wobei
die Drehbewegungen der beiden Lagerkörlxcr 54 voneinander unabhängig sind.
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Die Kreuzführung 70 besteht aus einer Grundplatte 71, auf der
in einem Winkel, beispielsweise einem solchen von 9o°, Profile 73 befestigt sind,
die dem Profil der Lagerkörper 54 gleichen. In ihnen können dann Profilstangen 56
über die Gewindelöcher 29 befestigt werden, in denen lange Schiebet 72 gleiten können,
deren Länge die Überbrückung des führungsfreien Raumes gestattet. Die Kreuz füh.rung
wird als Ellipsenzirkel und zur Durcharbei tung des Kardanproblems gebraucht. Der
lange Schieber 72 kann auch sonst in den Profilstangen 56 benutzt werden, beispielsweise
zum Befestigen von Flächen mit Lagerzapfen 62 oder sonstigen Schrauben, für den
Fall, daß die Profilstangen 56 als Koppel benutzt werden und Bewegungen von Punkten
untersucht werden sollen, die nicht auf der Koppel selbst liegen, ferner für dem
Fall, daß an den Lenkern Hilfsverzahnungen notwendig werden, um in Totlagen Zwanglauf
zu erreichen.
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Das Zahnrad mit lntienverzahnung 75 (1-Rad Abb. t:3, i4) besteht aus
der Scheibe 76, in deren Mitte sich ein Loch 77 befindet, dessen Durchmesser für
alle Aufsteckkörper, wie Scheiben, Zahnräder u. dgl., nach dem Außendurchmesser
der Einsatzlager 41, 42 normalisiert ist, und an deren Rand sich ein Loch 78 befitrdet,
das zum Feststellen, des 1-Rades 75, beispielsweise mit einem durch eine Kreuzlochbohrung
27 der Säule 12 gesteckten Wellenstück dient. Die Scheibe 76 hat einen Bund 79,
der an seinem andern Ende nach innen zu einen Ring 8o für die Verzahnung 81 besitzt.
In die Oberfläche des Bundes ist eine keilförmige Rille 82 für einen Schnurfauf
und auf der Rückseite eine Gradteilung 83 eingearbeitet.
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Das I-Rad 75 dient zur lierstellun.g von Modellen für Umlaufgetriebe
aller Art, sogenannte A-1- und 1-1-Getriebe, für Riementriebe, Seiltriebe, Reibräder,
Richtgetriebe mit Klemmwirkung und zum Messen von Winkeln.
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Die Rastenscheiben 84 (Abb. z5), die nur zu je einem Drittel dargestellt
sind, zeigen die Kastenformen für einsinnige Richtgesperre 85, für Rastgetriebe
und Rastgesl)erre 86 und für Rasten zu Riegelgesperren 87, die gleichzeitig als
Rasten für zweisinnige Richtgetriebe benutzbar sind. In der Mitte der Scheiben ist
je das normalisierte Loch 77 vorhanden, in welches das kurze oder lange Einsatzlager
41, 42 paßt, mit dein die Scheiben 84 auf einer der Normalwellen festgeklemmt oder
drehbar gelagert werden können.
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Die Dicke aller Scheiben, Räder, Zahnräder, Zahnstangen, Scheren und
ähnlicher Elemente ist auf ein einheitliches Maß normalisiert.
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Die Schaltstange 88 (Abb. 16) trägt an dein einen Ende des Schaltstatigenstabes
89 ein Lager 9o für den normalisierten Lagerzapfen 62, an dem freien, Ende können
N-erschiedene Köpfe aufgeklemmt werden. Ein zweites Lager für die Zapfen 62 ist
der Lagerkopf 9t. Er besteht aus einem flachen Körper 92, der zurre Durchführen
des Schaltstangenstabes
die Normalbohrung 93 für die dünnere \1-elle
besitzt, auf der er mit einer Schraube im GewlrideloCh 29 festgeklemmt wird. Das
Loch 94 dient zur Aufnahme von Lagerzapfen 62 und von Wellen des kleineren Durchmessers,
die ebenfalls über ein Gewindeloch 29 festgemacht werden können. 1s ist möglich,
das Lager 9o durch den Lagerkopf yi zu ersetzen und mehrere solcher Köpfe 9i auf
dem Schaltstangenstab 89 anzuordnen, wobei die einzelnen Lagerköpfe in verschiedenen
Ebenen liegen können. Die Einrichtung gestattet es, die Länge des Schaltstangenstabes
89 nach Belieben einzustellen und von der Schaltstange aus mit zusätzlich angebrachten
Lagerköpfen 9i andere Bewegungen. auch in anderen Ebenen zu erzwingen.
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Der Aufbau des Rastenkopfes 95 (Abb. 17), des Sperriegelkopfes 96
(Abb. 18) und des Richtgesperrekopfes 97 (Abb. i9) entspricht bezüglich der Befestigungsmöglichkeiten
auf den Schaltstangen 89 dem Lagerkopf 9i. Entsprechend ihrem Zweck tragen sie an
ihrem unteren Ende die Rast 923 bzw. den Riegel 99 bzw. die Abschrägung ioo. Die
entsprechenden Klinken für ein- und zweisinnige Richtgetriebe sowie für Richtgetriebe
mit Klemmwirkung folgen in ihren Ausführungen den normalen Ausführungen des 'Maschinenbaues.
Sie sind daher nicht besonders dargestellt, als Lagerbohrung erhalten sie die Normalbohrung
für die Lagerzapfen 62.
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Der einarmige Verstellhebel ioi (Abb.2o, 21) besteht aus einer Nabe
102 mit der größeren Wellenbohrung 103 und der Gewindebohrung 29. An der Nabe 102
ist der Hei>elarin 104 angelenkt, der auf der einen Seite die Schwalbenschwanznut
io6 und auf der andern Seite die aus der Ebene des Hebelarmes 104 herausspringende
Schwalbenschwanznut io5 trägt. In den beiden Schwalbenschwanznuten io5, io6 können
Schieber 107 gleiten oder durch den Lagerzapfen 62 festgestellt werden. Die
Auskragung der Schwalbenschwanznut 105 ist durch die Breite der Befestigungsmittel
für Räder, Scheiben usw. gegeben, die unmittelbar links neben dem einarmigen Verstellliebel
iot auf der gleichen Welle angeordnet werden. Der einarmige Verstellhebel ioi dient
zusammen mit der Schaltstange 88 zum Antrieb von Schaltwerken, zum Ändern von Hebelübersetzungen
und zum Ableiten mehrerer Bewegungen, wozu auch mehrere Schieber 107 mit Lagerzapfen
62 in je einer oder beiden Schwalbenschwanznuten io5, io6 vorhanden sein können.
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Der zweiarmige Verstellhebel io8 (Abb. 22, 23) setzt sich zusammen
aus der Nahe 116 und den beiden an sie angelenkten, entgegengesetzt gerichteten
Hebelarmen io9, i io mit den Langlochbohrungen i i i bzw. 112, deren Breite dem
Nabenaußendurchniesser der Einsatzlager 41, 42 entspricht. Die Nabe ist mit der
großen Normalbohrung 103 und dem Gewindeloch 29 versehen, und trägt an der
Seite des llehelarmes iog den Anlaufbund 113, an den sich nach, vorn zu ein zylindrischer
Teil mit dem Normalaußendurchmesser der Einsatzlager 41, 42 anschließt. Auf ihn
passen alle Scheiben und Räder, die mit der Klemirntitter 43 über den an der Nabe
betindlichen Gewindeteil ii5 auf dem zweiarmigen Verstellhebel 1o8 festgemacht werden
kön,iien. Dieser dient vorzugsweise zur Anordnung von Trabantenrädern aller Art,
die mit den Einsatzlagern 41, 42 fest oder drehbar in verschiedenen Lagen in einer
der Langlochbohrungen i i i, i 12 angeordnet werden können, während der andere Hebel
vorteilhaft zum Anbringen von Gegengewichten benutzt wird. Die Ausmittigkeit der
Hebel io9, i io wird hier bedingt durch die Breite der Aufbauglieder, an denen die
Gegengewichte frei vorbeigehen müssen.
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Das Kupplungslager 117 (Abb. 24) baut sich auf aus dem breiten Bund
i 19 mit dem Gewindeloch 29 und der Kupplungsnut 118, dem daran anschließenden zylindrischen
Teil 114 und dem Gewindeteil i 15, deren Abmessungen den entsprechenden. Teilen
der Einsatzlager 41, 42 gleich sind. Durch das ganze Kupplungslager 117 geht die
große Normalbohrung io3 hindurch. Es wird zum Befestigen von Scheiben und Rädern
aller Art benutzt, mit denen Kupplungsvorgänge gezeigt werden sollen.
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Die Kupplung 12o hat den Kupplungskörper 121 mit der großen Normalbohrung
103 und dem Gewindeloch 29 und besitzt an seinen beiden Enden normalisierte
Kupplungszapfen 122, die mit den zugeordneten normalisierten Kupplungsnuten i 18
zusammenpassen. Die Kupplung 12o dient zum Kuppeln von Wellen, Rädern aller Art,
Freiläufen und ähnlichen Einrichtungen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung gekuppelter
Wellen,.
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Der Freilauf 123 (Abb. 26, 27) hat einen Außenkörper 125, an dem ein
Bund 124 mit den Kupplungszapfen 122 und dem Gewindeloch 29 sitzt. In einer inneren
Ausdrehung des Außenkörpers 125 befindet sich der Kurvenkörper 128 mit den Klemmkurven
129, an denen Klemmrollen 130 unter der Wirkung der Federn 131 arbeiten. Nach außen
setzt sich der Kurvenkörper 128 mit einem Bund 127 fort, der das Gewindeloch 29
und die Kupplungszapfen 122 hat. Das Herausfallen. des Kurvenkörpers 128 aus dem
Außenkörper 125 wird durch einen an diesem angebrachten Deckring 126 verhindert.
Sowohl der Außenkörper 125 als auch der Kurvenkörper 128 besitzen die durchlaufende
Normalbohrung 103. Der Freilauf dient sowohl zur Mitnahme von Wellen für Rechts-
als auch für Linkslauf (vgl. Abb. 39).
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Das Kardangelenk 132 (Abb. 28) besteht aus zwei gleichen Endstücken,
deren jedes einen Bund 133 mit dem Gewindeloch 29und der großen Normalbohrung
103 besitzt, an den der Bügel 134 angelenkt ist. Zwischen den senkrecht zueinander
stehenden Endstücken ist eine Scheibe 136 mit vier paarweise senkrecht zueinander
stehenden Körnerbohrungen 137 angeordnet, in die mit Spitzen versehene Schrauben
135, die in die Bügel 134 eingeschraubt sind, eingreifen.
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Es sei hier erwähnt, daß alle großen Normalbohrungen 103 naturgemäß
dann durch kleine :Normalbohrungen ersetzt werden können, wenn, auf das Einsetzen
von Reduzierbuchsen 30, 74 beim Übergang vom großen auf den kleinen normalisierten
Wellendurchmesser verzichtet wird, wodurch
aber eine nicht unwesentliche
Verteuerung eintritt, da dann die fraglichen Aufbauelemente sowohl mit der großen
als auch mit der kleinen Normalbohrung beschafft werden müssen.
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Das Kardangelenk wird benutzt zur Demonstration der Übertragung von
gleichförmigen und ungleichförmigen Winkelgeschwindigkeiten von Antriebs- und Abtriebswelle,
zur Überbrückung von Höllen- und Seitenunterschieden zwischen An- und Abtrieb sowie
auch zur Kraftübertragung bei einachsiger Lage des An- und Abtriebes größeren Abstandes.
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Die beiden folgenden Einrichtungen sind Zusatzgeräte zum Projektionsschieber
15. Es wurde bereits bei der Beschreibung des Projektionsschiebers 15 gesagt, daß
sich auch mehrere Projektionsschieber 15 so bewegen können, daß sie entweder gegenläufige
Bewegungen ausführen oder daß sich der eine Schieber waagerecht und der andere senkrecht
dazu bewegt. In solchen Fällen würde der früher beschriebene Schreibstift 23 nur
die Bewegung jedes einzelnen Projektionsschiebers aufzeichnen, nicht aller beide
Bewegungen automatisch addieren.
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Um das zu erreichen, ist in den Abb. 29, 30 ein Differentialwerk
für sich gegenläufig bewegende und in den Abb. 31, 32 ein verschiebbarer Zeiger
für sich senkrecht zueinander bewegende Projektionsschieber dargestellt.
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Das Differentialwerk 138 (Abb. 29, 3o) besteht aus einem Gehäuse '14o,
in dem sich zwei Zahnstangetl 139 mit dem für dem Gehäuse 14o drehbar gelagerten
Zahnrad 142 kämmend bewegen und durch die Löcher 141 an je einem der beiden sich
gegenläufig bewegenden Projektionsschieber befestigt werden können. Das Gehäuse
140 trägt außerdem (las Lager für den kleinen Hebel 22 des Schreibstiftes 23. Die
Summierung der Projektionen der Ausschläge der einzelnen Projektionsschieber erfolgt
durch Abwälzen der Zahnstangen 139 auf dem Zahnrad 142, wodurch das Gehäuse 140
und damit der Schreibstift 23 die summierte Bewegung der leiden Einzelbewegungen
der Projektionsschieber ausführt, die dann auf der Schreibtrommel 16 aufgezeichnet
werden.
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Vorteilhaft wird diese Einrichtung zum Aufzeichnen von Schwingungen
rein sinusförmigen Charakters benutzt, wobei sich mit den beschriebenen Einrichtungen
Modelle zusammenbauen lassen, deren Schwingungen beliebig nach Amplitude, Phase
und Frequenz veränderlich sind.
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Die Zahnstangen 139 werden außerdem in Verbindung mit der Schreibtafel
14 zum Aufzeichnen von Evolventen von gezahnten Profilen gleichen Moduls benutzt,
wobei dann ein federnder Schreib-Stift 157 in eins der Löcher 141 gesteckt wird.
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Zur Addition von Anschlägen bei sich senkrecht zueinander bewegenden
Projektionsschiebern findet der verschiebbare Zeiger 144 in Verbindung mit der Schreibtafel
14 Verwendung, da wegen der Höhenauswanderung des Zeigers eine Aufzeichnung auf
der Schreibtrommel .16 nicht genau genug wird bzw. umfangreiche Umrechnungen erforderlich
würden, was bei Demonstrationsgeräten unerwünscht ist. In den beiden sich senkrecht
zueinander bewegenden Systemen I, 1I sind die sich kreuzenden Schlitze 146, 145
angeordnet, in deren Schnittpunktsöffnung der verschiebbare Zeiger 144 eingesetzt
wird. Er besteht aus der Frontplatte 147, die einen Ansatz mit Außengewinde 149
und teilweisem Innengewinde 152 in einer durch den ganzen Ansatz hindurchgehenden
Bohrung hat. Auf das _lußettgewinde 149 ist die Rückenplatte 148 aufgeschraubt,
derart, daß sich der verschiebbare Zeiger 144 leicht in der sich hei Bewegungen
der Systeme I, 1I dauernd, verschiebenden Schnittpunktsöffnung bewegen kann. An
der Rückenplatte 148 kann der Bügel 15o befestigt werden, der die in der Achse der
durch den Ansatz der Frontplatte hindurchgehenden Bohrung liegende Glühlampe trägt.
So kann durch den durch diese Bohrung hindurchtretenden Lichtstrahl die summierte
Bewegung der beiden Projektionsschieher auf einem Schirm auch einem größeren Hörerkreis
sichtbar gemacht werden. Für einen. kleineren Hörerkreis ist die Einrichtung; zum
Aufschreiben auf der Schreibtafel 14 angebracht. Diese Einrichtung.besteht aus dem
federnden Schreibstift 157, der mit seinem an einem Bund 153 befindlichen
Gewindeamsatz in das Innengewinde 152 eingeschraubt wird. An seinem andern
Ende trägt er die Hülse 154, in der der Schreibstift 155 unter der Wirkung der Feder
156 gelagert ist. Die Federung dient zum Ausgleich von Montageungenauigkeiten. Im
übrigen kann der federnde Schreibstift 157 in alle Gewinde eingesetzt werden, zu
denen die Lagerzapfen 62 passen, Die Anordnung dient in der Hauptsache zur Erzeugung
von Lissajou-Figuren, die ebenfalls bezüglich Amplitude, Phase und Frequenz weitgehend
geändert werden können.
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In den Abb. 33 bis 44 sind Beispiele für Modelle, teilweise schercnatisiert,
dargestellt, die die Anwendung der Erfindung sowohl auf dem Gebiet der theoretischen
als auch praktischen Kinematik erläutern.
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Abb. 33 ist ein Gerät der theoretischen Kinematik, das zur Erzeugung
voll Conchoiden, deren Rastpolbahn und einer Hüllkurve dient. Auf der Aufbauplatte
1 sind in geeignetem Abstand zwei Stellschienen 8 festgemacht, in denen mit Hilfe
der Deckleisten 19 je eine Säule 12, 13, 13a angebracht ist. In der linken Säule
ist in einer nicht zu niedrig liegenden Kreuzlochhohrung 27 das Schwinglager 52,
das auf einem Wellenstück des größeren Durchlnessers 164 befestigt ist. drehbeweglich
gelagert und auf der andern Seite der Säule durch ein in der Zeichnung nicht sichtbares,
aufgesetztes kurzes Einsatzlager 41 gegen Herausfallen gesichert. In der rechten
Säule sind zwei Schwinglager 52 mit Cingesetzten Wellenenden 164 in ihr fest gelagert
und. gesichert. Von den beiden Schwinglagern 52 wird die Profilstange 56 gehalten,
die durch nicht gezeichnete Schrauben in den nicht dargestellten Gewindelöchern
29 im Lagerkörper 54 gesichert ist (vgl. Abb. 8). In dieser Profilstange 56 kann
das Doppellager 66 nach Abnehmen eines Lagerkörpers 54 auf und ab gleiten. Auflerdem
ist im linken-Schwinglager
52 gleitbar und im Doppellager 66 fest
ein anderer Profilstab 56 gelagert, wobei in der Gewindebohrung 29 des Lagerkörpers
54 ein Zeiger 159 angebracht ist. In der kleinen Gewindebohrung des in der
senkrechten Profilstange 56 gleitenden Schiebers lagert der Zeiger 158. Der Schnittpunkt
der beiden Zeiger 158, 159 ist der llometltanpol der Rastpolbahn. Der Zeiger 16o,
der hier durch Knickung dicht neben seiner Ansatzstelle im äußeren festgestellten
Schieber des Doppellagers 66 eine beliebige Neigung erhalten hat, ist dann stets
die Tangente einer Hüllbahn im Rastsvstem. Die beiden gleich weit von der Drehachse
des Doppellagers in der schwingenden Profilstange 56 angeordneten Schieber 59 haben
als Einsätze die federnden Schreibstifte 157, die auf eitler vor der Zeichenebene
auf der Aufbauplatte i angebrachten Schreibtafel 14 (vgl. Abb. i) die beiden zugeordneten
Äste einer Conchoide aufzeichnen.
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Abb. 34 ist ebenfalls ein Beispiel der theoretischen Kinematik und
stellt das 'Modell eines Tscherbyscheffschen Geradlenkers als Beispiel eines Vierzylimlergetriebes
dar. Die beiden Säulen 12, 13 werden, wie vorher beschrieben, aufgestellt, wobei
die rechte um das Maß des Zwischenstuckes 68 (vgl. Abb. i i) in die Zeichenebene
hineingerückt ist. In beiden Säulen wird in ebenfalls vorbeschriebener Weise unten
je ein Schwinglager 52 eingesetzt. In diesen ist je eine Profilstange 56 festgemacht.
Die linke Profilstange 56 trägt an ihrem oberen Ende das Doppellager 66 ohne den.
unter-en Lagerkörper 54, wobei der Schieber 59 an der Profilstange 56 festgeklemmt
wird. Das freie Ende der rechten Profilstange 56 trägt in gleichem Abstand ein Doppellager
66 nach Abb. ri mit dem Zwischenstück 68. Die beiden Doppellager 66 werden durch
eine zu den Mitten der beiden unteren Schwinglager parallele Profilstange 56 von
der Länge des Abstandes der beiden Schwinglager verbunden. In der Mitte zwischen
den Drehpunkten der Doppellager wird in dieser Profilstange ein Schieber 59 mit
federndem Schreibstift 157 ein> gesetzt, der dann auf der Schreibtafel 14 den genauen
Verlauf der Geradführungskurve aufschreibt.
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Abb. 35 ist ein Beispiel der praktischen Kinematik und stellt ein
einsinnig wirkendes Richdgetriebe dar. Die beiden Säulen 12. 13 werden wie vorbeschrieben
in geeigneter Stellung montiert. Auf einem Wellenstück 164 wird mit einem Einsatzlager
41 (nicht gezeichnet) die Scheibe 85 mit den Rasten für einsinnige Richtgetriebe
befestigt. Daneben wird der einarmige Verstellhebel tot auf das Wellenstück 164
drehbeweglich aufgeschoben, dieses in einer Kreuzbohrung der Säule 12 drehbar gelagert
und gegen Herausfallen durch ein aufgeschraubtes Einsatzlager 41 gesichert. In der
rechten Säule wird in einer geeigneten Kreuzlochbohrung ein Wellenstück 164 drehbar
gelagert. Hinter der Säule wird auf dem Wellenstück die Handkurbel 162 festgeklemmt.
Auf das vordere Ende des Wellenstückes 164 wird das Schwinglager 52 aufgebracht,
in dem eine nach leiden Seiten überstehende kurze Profilstange 56, die vorteilhaft
eine Maßeinteilung trägt, befestigt wird. Der Schieber 59 wird an beliebiger Stelle
an dieser Profilstange arretiert. An seinem Lagerzapfen 62 ist das feste Lager der
Schaltstange 88 angelenkt, an deren anderem Ende der Lagerkopf 9i sitzt, der am
Lagerzapfen 62 des in beliebiger Lage festgestellten vorderen Schiebers
107 am einarmigen Verstellhebel 1o1 lagert. Indem Lagerzapfen 62 des in geeigneter
Lage festgestellten rückwärtigen Schiebers 107 ist die Sperrklinke 163 gelagert,
die in die Rasten 85 eingreift. Durch Verändern der Lage der Lagerzapfen 62 an einem
oder beiden Enden der Schaltstange 88 kann die Schaltgeschwindigkeit der Scheibe
85 in bekannter Weise geändert werden.
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Abb. 36 zeigt als Modell der theoretischen und praktischen Kinematik
ein Gerät zum Beweis der Ungleichförmigkeit von Winkelgeschw-indigkeitsiibertragtin.gen
zwischen geneigt zueinander liegenden, durch nur ein Kardangelenk verbundenen Wellen.
Wie vorbeschriehen, werden die beiden Säulen 12, 13 aufgestellt. In der rechten
Säule wird die Buchse ohne Bund 30 derart befestigt, daß ein Stück von ihr
so weit heraussteht, daß auf dem herausstehenden Ende das I-Rad 75, die Seite mit
der Teilung nach außen zu, mit einem kurzen Einsatzlager 41 festgemacht werden kann.
Durch die Buchse ohne Bund 30 hindurch geht ein Wellenstück 165 mit dem kleinen
normalisierten Durchmesser, an dessen anderem Ende mit Zwischenschaltung einer Reduzierbuchse
74 die Handkurbel 162 angebracht ist, die in einer kleinen Bohrung 2o1 den Zeiger
161 trägt, der auf der Gradeinteilung des 1-Rades spielt. Am andern Ende des Wellenstückes
165 sitzt auch unter Zwischenschaltung einer Reduzierbuchse 74 der eine Bügel des
Kardangelenkes 132. Der andere Bügel des Kardangelenkes sitzt in gleicher Weise
an dem schrägen Wellenstück 165 fest, das drehbar durch die im Querlager 31 fest
gelagerte Buchse mit Bund 34 hindurchgeht. Das Querlager 31 ist unter Benutzung
einer Reduzierbuchse ohne Bund 30 (nicht gezeichnet) in der Säule 12 festgestellt.
Am andern Ende der Reduzierbuchse mit Bund 34 ist ein anderes I-Rad 75 mit einem
kurzen Einsatzlager 41 starr aufgeklemmt, die Seite mit der Teilung nach außen.
Die Lage der schrägenWelle 165 wird einerseits durch ein auf ihr befestigtes kurzes
Einsatzlager 41 und andrerseits durch den aufgeklemmten Zeigerring 176, dessen Zeiger
161 im Vergleich zu dem Zeiger des Antriebes die Ungleichförmigkeit des Abtriebes
anzeigt, bewirkt.
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Abb. 37 zeigt die generelle Anordnung von zwei gegenläufig arbeitenden
Projektionsschiebern 15. Der Projektionsschieber des Systems I erhält seinen Antrieb
durch einen in den Schlitz 21° eingreifenden Lagerzapfen 62, dessen Bahn durch den
Kreis 171 dargestellt ist. Entsprechend ist der Antrieb des Projektionsschiebers
im System 1I durch den im Schlitz 21 angreifenden Lagerzapfen 62 mit der Kreisbahn
170- Mit Hilfe der in den Zahnstangen 139 vorhandenen Löcher 141 wird das Differentialwerk
138 (vgl. Abb. 29) an den Projektionsschiebern der beiden Systeme I, 1I befestigt.
Bei Bewegungen der beiden Projektionsschieber nimmt der im Gehäuse 14o angebrachte,
hier der Deutlichkeit wegen nicht gezeichnete Schreibstift 23 auf der Schreibtromniel
16
automatisch die Summierung der Ausschlagprojektionen der Lagerzapfen62 im Maßstab
1 :2 vor. Da nun sowohl die Exzentrizität der Lagerzapfen als auch ihre Drehzahl
und Stellung zueinander mit den Mitteln nach der Erfindung belieliig geändert werden
kann, andrerseits bei geraden Schlitzen 21 die Projektionen einer reinen Sinusfunktion
folgen, so dient die hier behandelte Darstellung als Einrichtung zum Aufzeichnen
aller praktisch vorkommenden Summierungskurven superponierter Sinusschwingungenebener
Art.
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Die Gleitbewegung der Projektionsschieber wird durch Schlitten
173, 174 ermöglicht, die unten an den Projektionsschiebern der Systeme 1I
bzw. I angebracht und in den Stellschienen 9 mittels entsprechend eingestellten
Deckleisten 19 gleitbar gelagert sind.
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In ähnlicher Weise zeigt die Abb. 38 die generelle Anordnung zweier
senkrecht zueinander bewegter Projektionsschieber 15. Das System I wird mit seinem
Fuß fest an der Stellschiene 1o (vgl. Abb. 1) gelagert. In den senkrechten Führungen
167 wird der senkrecht arbeitende Projektionsschieber geführt, der seinen Antrieb
vom Lagerzapfen 62 mit der Bahn 169 über den waagerechten Schlitz 21°erhält. Am
andern Ende trägt der Projektionsschieber den waagerechten Schlitz 146. Der Projektionsschieber
des Systems 1I wird durch den im senkrechten Schlitz 21 angreifenden Lagerzapfen
62, dessen Bahn 168 ist, angetrieben. Dieser Projektionsschieber ist so weit nach
rechts verlängert, daß der in seinem rechten oberen Teil vorhandene senkrechte Schlitz
145 in der gezeichneten Mittelstellung des zugeordneten Lagerzapfens 62 sich in
der Mittelstellung des horizontalen Schlitzes 146 bei der gezeichneten Lage seines
zugeordneten Lagerzapfens 62 befindet. Die Länge der Schlitze 145, 146 wird durch
die größten zulässigen Bahnen 168, 169 bestimmt. Um an den Antriebsorganen für den
Projektionsschieber des Systems I vorbeikommen zu können, weist der Projektionsschieber
des Systems II, der unten im Schlitten 172 gleitend in der Stellschiene9 mit Deckleiste
19 gelagert ist, die Aussparung 166 auf, die die fraglichen Organe des Systems I
frei stellt.
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Da auch hier mit den . Mitteln der Erfindung Amplitude, Phase und
Frequenz jedes einzelnen Systems beliebig geändert werden kann, so ist es ersichtlich,
daß der vorbeschriebene verschiebbare Zeiger 144 alle möglichen Figuren superponierter
Schwingungen zeigt bzw. schreibt bzw. projiziert. So können mit diesem Gerät beispielsweise
Lissajou-Figuren aller Art erzeugt werden, ebenso kann es als Guilloschiermaschine
benutzt werden.
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Bei dem mechanischen Gleichrichtergetriebe nach Abb. 39 werden je
zwei Säulen 12, 13 in einer Stellschiene 8 in bekannter Weise aufgestellt. In den
beiden rechten Säulen 12, 13 wird die Welle 164 drehbar gelagert, auf der mit kurzen
Einsatzlagern 41 die Zahnräder 177 und 178 derart befestigt sind, daß sich die Welle
164 in ihrer Längsrichtung nicht verschieben kann. Das Zahnrad 178 kämmt mit dem
Zahnrad 179, das in einer zwischen den beiden vorgenannten je zwei Säulen elbenfalls
in einer Stellschiene montierten Säule unter Einschaltung der Reduzierbuch.se mit
Bund 34 gelagert ist. In den beiden linken Säulen sind die beiden Reduzierbuchsen
mit Bund 34 festgemacht. Auf den nach innen liegenden Eiiden dieser Reduzierbuchsen
mit Bund 34* sind mit den Kupplungslagern 117 die "Zahnräder 178 bzw.
177 drehbar gelagert, die mit ihren Gegenrädern 179 bzw.
177 kämmen. Mit jedem der beiden Kupplungslager 117 ist je eine Hälfte eines
Freilaufes 123, t23° gekuppelt, und zwar eines Freilaufes mit rechtssinniger
und eines mit linkssinniger Sperrung, die unter Zwischenschaltung einer Buchse ohne
Bund 30 ebenfalls lose auf der Welle 165 sitzen. Die andere Hälfte der beiden
Freiläufe ist unter Einbau einer Buchse ohne Bund 30 starr mit der Welle 165 verbunden.
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Wird die Antriebswelle 164 reclitslierum bewegt, so dreht sich unter
Annahme, dah der ollere Freilauf sie bei Rechtslauf mitnimmt, die Welle 165 über
die Zahnräder 178-179, 178 rechtsherum, während sich das linkssinnig angetriebene
Zahnrad 177 zusammen mit dem mit ihm gekuppelten Freilaufteil frei auf der Welle
165 linksherum dreht.
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Wird dann die Antriebswelle 164 linksherum gedreht, so läuft das bisher
gekuppelte Aggregat leer mit und das untere kuppelt uncl nimmt die Welle 165 rechtsherum
mit.
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Die Drehrichtung des Abtriebes ist also unabhängig von der Drehrichtung
des Antriebes.
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Durch geeignete Auswahl der Getrieberäder kann die Drehzahl des Abtriebes
für Rechtslauf des Antriebes gegenüber dem Linkslauf des Antriebes in bekannter
Weise auch finit den -Mitteln der Erfindung geändert werden. Gezeigt ist ein gleiches
Übersetzungsverhältnis für Rechts- und Linkslauf des Antriebes.
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Auch in dem in Abb. 4o gezeigten Wechselgetriebe haben An- und Abtrieb>
stets die gleiche Winkelgeschwindigkeit, die ebenfalls durch Einsetzen anderer Rädergruppen
geändert werden kann. In zwei wie vorbeschrieben aufgestellten Säulen 12, 13 wird
in tiefliegenden Kreuzlochbohrungen 27 die Abtriebswelle 164 gelagert, nachdem auf
ihr mit kurzen Einsatzlagern 41 Zahnräder 177, 178 derart angebracht sind, daß die
kurzen Einsatzlager 41 die Stellung der ,@litrieliswelle 164 zwischen den Säulen
fixieren. In zwei gegenüberliegenden höher befindlichen Kreuzlochbolirungeii werden
die Zahnräder 177, 178 drelil)e%veglicli gelagert, indem sie mit Kupplungslagern
117 auf den Reduzierbuchsen mit Bund 34 so auf diesen befestigt werden, daß ihre
Lage in den Säulen 12, 13 gesichert ist. Die in den Reduzierbuchsen mit Bund 34
dreliheweglich gelagerte Antriebswelle 165 trägt an eirein ihrer freien Enden die
mit einer Reduzierbuclise ohne Bund 30 aufgesetzte Handkurbel t62 und zwischen den
beiden Kupplungslagern 117 die unter Zwischenschaltung einer Buchse ohne Bund
30 fest auf ihr angebrachte Kupplung 12o. Die beiden Zahnräder 177 auf der
An- und Abtriebswelle kämmen unmittelbar miteinander, ctie beiden Zahnräder 178
jedoch unter Einschalteiig des Zwischenrades 179,
das in vorbeschriehener
Weise auf einer Reduzierbuchst mit Bund 34 drehbar in der rechten Säule lagert.
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In der gezeichneten Stellung erfolgt der Abtrieb über die Zahnräder
177, seine Richtung ist dann der des Antriebes entgegengesetzt, das Zahnrad 179
und das obere Zahnrad 178 laufen frei mit. Wird die Antriebswelle 165 nach rechts
bis zum Eingriff der Kupplung 120 in das Kupplungslager 117 des Zahnrades 178 gezogen,
so ist die Drehrichtung von An-und Abtrieb gleichsinnig, wobei das obere Rad 177
frei umläuft.
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Bei dem nichtumlaufenden. I-Rad-Getriebe nach Abb. 41 ist in der linken
Säule 12, 13 das I-Rad 75 über das kurze Einsatzlager 41 und die Reduzierbuchse
mit Bund 34 starr gelagert. Die durch diese hindurchgehende Antriebswelle 165 trägt
an ihrem linken Ende die Handkurbel 162 und rechts neben dem I-Rad 75 den zweiarmigen
Verstellhebel io8, an ihrem rechten freien Ende greift sie lagernd in die Bohrung
der Reduzierhülse mit Bund 34 ein, die drehbar in der rechten Säule lagert und innen
das mit dem kurzen Einsatzlager 41 auf ihr befestigte Zahnrad 182 trägt, während
im Innern der Bohrung der Reduzierbuchse mit Bund 34 die Abtriebswelle 165 befestigt
ist. In dem einen Arm des zweiarmigen Verstellhebels i o8 ist über eine Reduzierbuchse
ohne Bund 3o das lange Einsatzlager 42 befestigt, durch das drehbeweglich ein Wellenstück
165 geführt ist, auf dessen Enden unter Einfügen von Reduzierbuchsen ohne Bund
30 über die kurzen Einsatzlager 41 die Zahnräder 18o, iSi befestigt sind,
die mit dem I-Rad 75 bzw. dem Zahnrad 182 des Antriebes kämmen. Das andere Ende
des zweiarmigen Verstellhebels io8 trägt das Gegengewicht i83.
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In der Abb.42 ist der Schritt durchein Ausgleichgetriebe gezeigt.
Die drei Säulen 12, 13 werden in 'zwei Stellschienen befestigt. In der linken Säule
ist das Ritzel 184 mit der Klemmschraube 188 im Gewindeloch 29 auf dem Wellenstück
164 festgemacht, das drehbeweglich in der Säule lagert und an seinem äußeren Ende
die Handkurbel 162 trägt, in der auch das bei der Beschreibung der Abb. 36 erwähnte
Loch 201 für Zeiger zu erkennen ist. In der oberen rechten Säule ist die Reduzierbuchse
mit Bund 34 drehbar gelagert und gegen Verschieben dadurch gesichert, daß das an
ihrem unteren Ende aufgeschraubte Tellerrad 185, das mit dem Ritzel 184 kämmt, mit
seinem Bund 187 gegen die Säule anläuft. Durch die Bohrung der Reduzierbuchse mit
Bund 34 ist drehbar ein Ast des Abtriebes 165 hindurchgeführt, der über eine Buchse
ohne Bund 30 ein Kegelrad igo mit Bund igi trägt, das mit zeei gleichen Kegelrädern
igo im Eingriff steht, die auf Bolzen 189 oder Reduzierbuchsen mit Bund 34 sitzen
und im am Tellerrad 185 angebrachten Lagerstutzen 186 drehbeweglich angeordnet sind.
Diese beiden Kegelräder igo greifen in ein viertes Kegelrad. igo ein, das auf einem
Wellenstück 164 befestigt ist, und das, in der unteren Welle drehbeweglich gelagert,
den zweiten Ast des Abtriebes bildet. Eine Beschreibung dieser allgemein bekannten
Getriebe erübrigt sich. In den Lagerstutzen 186 befinden sich die beiden Gewindelöcher
29. Mit darin eingesetzten Schrauben 188 können die Bolzen 189 bzw. die Reduzierbuchsen
mit Bund 34 festgesetzt werden, wodurch die Differentialsperre bewirkt wird.
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Die Abb. 43,44 zeigen die Anordnung eines Gerätes zur Darstellung
cyclischer Kurven und zum Erzeugen der Zeit-Weg-Diagramme superponierter Schwingungen
auch mit veränderlicher Amplitude, Phase und Frequenz. Gleichzeitig kann auch dies
Gerät als Guilloschiermaschine benutzt werden. Gezeichnet ist das Gerät als Zeit-Weg-Indikator.
Bei Auswechseln des Projektionsschiebers 15 gegen die Schreibtafel 14 würde ein
federnder Schreibstift 157, der gegen den Lagerzapfen 62 auszutauschen wäre,
auf dieser die entsprechenden cycl scheu Kurven aufzeichnen.
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Die vier linken Säulen werden in vorbeschriebener Weise in Stellschienen
8 in den sich aus der Darstellung ergebenden Abständen aufgebaut. In der Stellschiene
9 kann der Projektionsschieber 15 mit dem Schlitz 21 unter Wirkung eines Lagerzapfens
62 hin und her gleiten. Dabei beschreibt der am Hebel 22 befestigte Schreibstift
23 auf der drehbeweglich angetriebenen Schreibtrommel 16; die mit einem Wellenstück
164 in später beschriebenen Einrichtungen in Säulen lagert, die in Stellschienen
io aufgestellt sind, das Zeit-Weg-Diagramm der Mitte des Lagerzapfens 62.
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Die obere Säule 12, 13 (Abb. 44) für die Lagerung der Schreibtrommel
16 und die obere mittlere Säule 12, 13 sind durch die Schere 36 verbunden, die an
ihrem linken Ende mit Schrauben 40 (vgl. auch Abb. i) und an ihrem rechten: Ende
mit einem Kopflager Zoo an den Säulen befestigt ist. Dieses Kopflager dient zum
schnellen Ein- und Ausbau der Schreibtrommel 16 beim Aufnehmen der Diagramme. Es
besteht aus einem Schaft vom Außendurchmesser der größeren normalisierten Welle
164 mit einer Bohrung 196 für die kleinere normalisierte Welle. An den Schaft schließt
sich ein Bund i99 mit dem Normalaußendurchmeseer der Einsatzlager 0, 42 an und an
diesen ein Kopf 197 mit dem Flanschdurchmesser der Einsatzlager. Im Bund i99 und
im Kopf 197 befindet sich die Ausdrehung 198 für den großen Wellendurchmesser. Inder
Schere 36 sind drei lange Einsatzlager 42 angebracht, die zur Aufnahme der Wellen
der Antriebsorgane dienen. Das linke lange Einsatzlager42 trägt drehbar das durchgehende
Wellenstück 164, an dessen unterem Ende mit einem kurzen Einsatzlager 41 das Antriebszahnrad
192 befestigt ist. Am anderen Ende ist als Distanzstück ein kurzes Einsatzlager
41 aufgebracht, an das sich die Handkurbel 162 fest auf dem Wellenstück 164 anschließt.
In den beiden andern langen Einsatzlagern befindet sich drehbeweglich die Reduzierbuchst
mit Bund 34, an deren unterem Ende mit kurzen Einsatzlagern 41 die Zahnräder 193
befestigt sind. Auf der Trommelwelle 164, die auf, dem in der Zeichnung nicht mehr
sichtbaren Ende in einer Kreuzlochbohrung der rechten vorderen Säule läuft, ist
mit einem kurzen Einsatzlager 41 das Zahnrad 194 befestigt. Die Zahnräder 194, 193,
192 treiben
dann beim Drehen der Handkurbel 162 die Schreibtrommel
16 an, während das Zahnrad 192 auch dazu dient, über das mit ihm kämmende Zahnrad
177 die andern Teile des Gerätes anzutreiben. Zu diesem Zweck ist das Zahnrad 177
mit einem kurzen Eimsatzlager 41 auf dem Wellenstück 164 befestigt, dessen oberes
Ende in einer Kreuzlochbohrung der oberen mittleren Säule 12, 13 läuft und dessen
anderes Ende drehbar in der mittleren vorderen Säule lagert, wobei es an seinem
freien Ende das Kegelrad igo trägt, dessen Verschieben durch das auf das Wellenstück
164 aufgebrachte kurze Einsatzlager 41, das hier als Stellring dient, verhindert
wird. Das Kegelrad igo paart mit einem andern Kegelrad igo auf einem andern Wellenstück
164, das drehbar in den beiden vorderen linken Säulen angeordnet ist, -und von dem
die Bewegungen des Planeten-Sonnensystems abgeleitet werden. Der Deutlichkeit wegen
ist der bisher beschriebene Antrieb in Abb. 44 dargestellt, währepd der Antrieb
des Planeten-Sonnensystems in Abb. 43 erläutert wird.
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Das Planeten-Sonnensystem erhält sein-en Antrieb von dem auf dem letztgenannten
Wellenstück 164 mittels des kurzen Einsatzlagers 41 aufgesetzten Zahnrad 195 über
ein weiteres Zahnrad 195, das mit einem kurzen Einsatzlager 41 auf der in der Säule
drehbar gelagerten Reduzierbuchse mit Bund 34 sitzt. Dieses kämmt seinerseits mit
einem dritten Zahnrad 195, das fest auf einer Buchse ohne Bund 3o angebracht ist,
die drehbar in einer Kreuzlochhohrung der Säule lagert und an ihrem anderen Ende
den zweiarmigen Verstellhebel 1o8 trägt. An seinem einen Arm ist das Gegengewicht
183 befestigt, an dem andern Arm ist an geeigneter Stelle das kurze Einsatzlager
41 festgemacht, in dem drehbar die Reduzierbuchse mit Bund 34 lagert, auf deren
rechtem Ende mit einem kurzen Einsatzlager 41 das Planetenrad 178 angebracht ist.
In der Bohrung der Reduzierbuchse ohne Bund ist ein Wellenstück 165 befestigt, das
vorn unter Einschaltung einer Reduzierbuchse ohne Bund 3o das Schwinglager 52 trägt,
in dem eine kurze, vorteilhaft mit Maßeinteilung versehene Profilstange 56 eingeklemmt
ist (vgl. Abb. 35). In ihr kann in beliebigen Stellungen der Schieber 59, der den
Lagerzapfen 62 trägt, festgemacht werden, wodurch die Änderung der Amplituden bewirkt
wird, während die Phasenverschiebung durch Verdrehen des Schwinglagers 52 erfolgt.
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Die Bewegung des Sonnensystems wird durch das auf dem Wellenstück
164 mit eurem kurzen Einsatzlager 41 befestigte Zahnrad 177 eingeleitet, die über
das obere Zahnrad 177 fortgeleitet wird. Dieses sitzt zwecks Sicherung gegen seitliches
Verschieben auf einer Reduzierhülse mit Bund 34, die drehbar in der linken vorderen
Säule gelagert ist. Das Wellenstück 165 sitzt mit :seinem linken Ende fest in der
Reduzierbuchse mit Bund 34, geht dann durch die Buchse ohne Bund 30 in der
rechten vorderen Säule hindurch und trägt an seinem vorderen freier, Ende das mit
dem kurzen Einsatzlager 41 auf ihr befestigte Sonmenrad 178, das mit dem Planetenrad
178 kämmt. Gezeigt ist, daß die Welle des Planetenrades die gleiche Drehzahl wie
die \\'elle des Sonnenrades, aber andere Drehrichtung als diese hat. Durch einfaches
Auswechseln der Zahnräder beider Systemantriebe und des Planeten- und Sonnenrades
kann die Frequenz beliebig gerindert «erden.
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Die Normalisierung der Aufbauelemente nach dieser Erfindung kann so
durchgeführt werden, daß die normalisierten Aufbauelemente für physikalische Versuchsgeräte
nach einem anderen Vorschlag weitgehend mit den Aufbauelementen dieser Erfindung
kombinierbar sind, wodurch sich für eine vollständige Gerätesatninltttig eine weitere
erhebliche Verbilligung ergibt.