DE882010C - Geschwindigkeits-Anzeigegeraet fuer Stufengetriebe - Google Patents

Geschwindigkeits-Anzeigegeraet fuer Stufengetriebe

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DE882010C
DE882010C DEF1279D DEF0001279D DE882010C DE 882010 C DE882010 C DE 882010C DE F1279 D DEF1279 D DE F1279D DE F0001279 D DEF0001279 D DE F0001279D DE 882010 C DE882010 C DE 882010C
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Germany
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DEF1279D
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English (en)
Inventor
Hans Dipl-Ing Hoff
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A Friedrich Flender AG
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A Friedrich Flender AG
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00Details of instruments
    • G01P1/07Indicating devices, e.g. for remote indication
    • G01P1/08Arrangements of scales, pointers, lamps or acoustic indicators, e.g. in automobile speedometers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Description

  • Geschwindigkeits-Anzeigegerät für Stufengetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeits-Anzeigegerät für Stufengetriebe, insbesondere zum Anzeigen der Schnittgeschwindigkeit von über Stufengetriebe angetriebenen Werkzeugmaschinen.
  • Der Einfachheit der Beschreibung halber soll daher im folgenden immer nur von der Schnittgeschwindigkeit von Werkzeugmaschinen die Rede sein, obgleich das Gerät auch für zahlreiche andere Maschinen, z. B. an Aufspulmaschinen zum Anzeigen der Spulgeschwindigkeit, Verwendung finden kann.
  • Es sind Anzeigegeräte für Stufengetriebe und stufenlose Getriebe bekannt, die logarithmische Teilungen für die Anzeigegrößen, Durchmesser, Drehzahl und Geschwindigkeit benutzen, da diese Teilungen gleiche Ablesegenauigkeit über den gesamten Anzeigebereich gestatten. Während für stufenlose Getriebe die bisher bekannten Anzeigegeräte allen zu stellenden Forderungen nachkommen, ist diese bei Anzeigegeräten für Stufengetriebe ungleich schwerer zu erreichen, und von keinem Gerät wurden bisher alle Bedingungen gleichzeitig erfüllt. So sind bei den bekannten Anzeigegeräten mehrere Einstellungen sowohl bei jeder Änderung des Durchmessers als auch bei jederÄnderung der Geschwindigkeit notwendig, so daß man ohne diese Einstellung nicht übersehen kann, ob überhaupt eine Neueinstellung des Getriebes erforderlich ist.
  • Ferner ist zur genauen Bestimmung der Geschwindigkeit für jeden Durchmesser und jede Drehzahl oft eine zusätzliche Einstellung des Anzeigegerätes notwendig.
  • Die Anzeigegröße n, die Drehzahl des Getriebes, ändert sich nämlich bei Stufengetrieben nicht stufenlos, sondern stufenweise und mit ihr die zu einer Geschwindigkeit gehörenden Durchmesser. Die eingestellte Geschwindigkeit entspricht deshalb für die gewählte Drehzahl nur einem Durchmesser. Da also in den-meisten Fällen Durchmesser und Geschwindigkeit mit der Drehzahl des Getriebes nicht übéreinstimmen, ist bei den bekannten Anzeigegeräten für Stufengetriebe eine zusätzliche Einstellung des Gerätes zur genauen Bestimmung der zugehörigen Anzeigegrößen für die betreffende Drehzahl des Getriebes notwendig. So werden z. B. bei einem bekannten Gerät durch einen Einstellknopf die Geschwindigkeit und durch einen anderen Einstellknopf der Durchmesser eingestellt. Die zu den gewählten Größen gehörende Drehzahl stimmt dabei, z. B. bei einem vierstufigen Getriebe, nur in vier Fällen überein, so daß meistens für die wirklich vorhandene Drehzahl, z. B. zur genauen Bestimmung der Geschwindigkeit, eine zusätzliche Drehung am Einstellknopf für die Geschwindigkeit notwendig ist. Die vielfachen Einstellungen sind offensichtlich große Nachteile dieser Geräte.
  • Außer möglichst seltener Bedienung ist für ein Anzeigegerät von Stufengetrieben zu fordern, daß eine bequeme und schnelle Ablesung und Übersicht aller Größen möglich ist, wie dieses bei Anzeigegeräten für stufenlose Getriebe bereits erreicht wurde. Ferner muß jede zugehörige Größe stufenlos abgelesen werden können, und die entsprechend der Stufung eingestellten Größen müssen angezeigt werden. Das Gerät muß anzeigen, ob und welche Neueinstellung bei geänderten Anzeigegrößen notwendig ist.
  • Zuletzt muß es möglich sein, den zu jeder Schaltung und Getriebestufe gehörenden Anzeigebereich durch eine von der Drehzahl des Getriebes oder von der Drehzahl einer nachgeschalteten Welle abgeleitete Bewegung bzw. durch die Schaltbewegung des Getriebes selbst oder eine von dieser abgeleiteten Bewegung anzuzeigen. Diese Forderungen werden von dem Anzeigegerät nach der Erfindung weitestgehend erfüllt.
  • Der Aufbau des Gerätes geht von der Funktion dmm . 1Z1/Min vm Min = # (I) I000 aus, indem man durch Logarithmieren die für die Ausführung des Gerätes geeignete Form der Gleichung erhält: lgv = lg + lgd lgd+lgn. (2) Die Gleichung (2) schreibt sich für lg = = constlgv = 1000 nl + lgd (3) n2 = constlgv = lg- 1000 n2 + lgd (4) n3 = constlgv = Ig n3 + lgd (5) 1000 n4 = constlgv = lg 1000 4 + lgd (6) n. = c,onstlgv = lg fly + lgd (7) I000 Die Kurven für die Gleichungen (3) bis (6), im logarithmischen Koordinatensystem aufgetragen, sind vier Geraden unter 45" (Abb. I bis 3). Die Abstände der Geraden untereinander verhalten sich wie die Drehzahlen n1 bis n4, d. h. sie entsprechen dem Stufensprung der aufeinanderfolgenden Drehzahlen. Abb. I läßt erkennen, daß das bekannte Sägediagramm der Refakarte zu einem Paralleldiagramm geworden ist.
  • Dieses Paralleldiagramm hat als Grundlage für den Bau eines Geschwindigkeitswählers oder -anzeigers folgende Vorzüge.
  • Verschiebt man die Zeiger s, v, w, x und y relativ zum Paralleldiagramm nach rechts, d. i. im Sinne einer Durchmesservergrößerung, so wandern die Schnittpunkte I bis 8 (Abb. I bis 3) derart, daß sie einem höheren Schnittgeschwindigkeitsbereich entsprechen. Verschiebt man die Zeiger nach kinks, d. i. im Sinne einer Durchmesserverkleinerung, so tritt eine entsprechende Schnittgeschwindigkeitsverringerung ein Durch Verschieben der Zeiger erfolgt somit das Einstellen der Geschwindigkeit.
  • Die entsprechend gleichen Verhältnisse erhält man, wenn die Zeiger senkrecht zur lg v-Achse angeordnet werden, indem für einen bestimmten Durchmesser oder Durchmesserbereich die den Drehzahlen entsprechenden Geschwindigkeitsbereiche abgeteilt werden. Da diese Anordnung gegenüber der dargestellten Anordnung nichts Besonderes aufweist, wird sie bei den späteren Beispielen nicht berücksichtigt.
  • An mehreren Ausführungsbeispielen, die in den Abb. 4 bis 9 dargestellt sind, ist nachstehend die Erfindung näher erläutert.
  • Zunächst sollen Anzeigegeräte mit Anordnung der Geschwindigkeitsskala senkrecht zur Durchmesserskala beschrieben werden.
  • Abb. 4: Unter der Voraussetzung, daß Motordrehzahl I = I400 Ulmin und Motordrehzahl II = 700 U/min ist, sind für folgende vier zum Getriebe zusätzlichen Schaltungen: Motordrehzahl Maschinendrehzahl I. I und ohne Vorgelege .. 475 3I5 2I2 I40 2. II und ohne Vorgelege.. 212 I40 95 63 3. I und mit Vorgelege ... 42,5 28 I9 12,5 4. II und mit Vorgelege .. 19 I2,5 8,5 5,6 durch die Zeiger, v, w, x und y die zugehörigen I6 Durchmesserbereiche abgeteilt. Da die Stufung des Getriebes für die vier Getriebedrehzahlen gleich ist, sind auch die Zeigerabstände und ihre Unterteilungen a bis i untereinander gleich. Zur Markierung der Geschwindigkeit sind nur eine beliebige Kurve, z. B. n2 der Abb. I bis 3, und ein beliebiger Zeigerbereich, z. B. v bis w, erforderlich. Durch genügende Unterteilung des Zeigerbereichs wird durch die Schnittpunkte zwischen Punkt 3 und 4 die zu jedem Durchmesser aller I6 Durchmesserbereiche gehörende Schnittgeschwindigkeit ohne besondere Einstellung des Gerätes markiert, da die vier Zeigerbereiche, wie oben gesagt, gleich unterteilt sind und z. B. die Markierungd des vierten Durchmesserbereichs auch zu der Markierung d des Zeigerbereichs v bis w gehört.
  • Der Durchmesser 500 mm gehört also zu folgender Schaltung: Getriebe ......... vierte Stufe, Motor . . . . . . . . . . . Drehzahl I, Vorgelege ........ erstes Vorgelege.
  • Die dem Durchmesser und der Schaltung entsprechende Geschwindigkeit ist 20 m/Min.
  • Die Änderung der Geschwindigkeit geschieht durch Verschieben der Zeiger u bis y relativ zu der Durchmesserskala. Eine andere Einstellung des Gerätes ist nicht erforderlich. Nach der Einstellung können alle verlangten Größen sowohl abgelesen wie über den gesamten Bereich übersehen werden.
  • Die Anzeige der jeweils am Getriebe eingestellten Stufe kann in einfacher Weise durch einen Zeiger erfolgen, der entweder von der Schaltbewegung oder einer von dieser abgeleiteten Bewegung eingestellt wird. Eine genaue Gesetzmäßigkeit für die Zeigerbewegung ist nicht erforderlich, da der Zeiger nur innerhalb des Durchmesserbereiches stehen muß, was die konstruktive Lösung der Zeigereinstellung wesentlich erleichtert.
  • Die bekannten Einhebelschaltungen sowie auch die bekannten Vorwählschaltungen besitzen eine mit der steigenden Drehzahl fortschreitende Schaltbewegung, die für die ZeigerbewegungZ benutzt werden kann.
  • Aus dem vorgenannten Grunde ist es ebenfalls möglich, die lineare Bewegung eines Drehzählers für die Zeigerbewegung heranzuziehen, obschon die Drehzahlskala des Gerätes eine logarithmische Teilung besitzt.
  • Leitet man die Zeigerbewegung von der letzten dem Getriebe nachgeschalteten Welle ab, so tritt an die Stelle der vier übereinanderliegenden Durchmesserskalen eine fortlaufende Durchmesserskala, wodurch die Übersicht des Gerätes noch erhöht wird.
  • Abb. 5: Der Skalenträger S entspricht dem der Vorrichtung nach Abb. 4. Die Stufung der Drehzahl des Getriebes ist nicht gleich, so daß für die Markierung der Schnittgeschwindigkeit beispielsweise nur die Höchstgeschwindigkeit für jede Drehzahl oder Stufe angegeben ist. Eine Ablesung der zu jedem Durchmesser gehörenden Geschwindigkeit ist nicht möglich. Im übrigen entspricht das Gerät nach Abb. 5 demnach Abb. 4 und kann auch, falls man auf die genaue Ablesung der Geschwindigkeit für jeden Durchmesser verzichtet, für Getriebe mit gleicher Stufung benutzt werden.
  • Abb. 6 und 7: Die in diesen Abbildungen schematisch dargestellten Ausführungen des Anzeigegerätes zeigen als Markierung der Geschwindigkeit einen auf der FührungF verstellbaren Schieber Sch.
  • Da für alle Markierungen praktisch durchsichtige Fenster mit Fadenmarkierung benutzt werden, ergibt sich für die Vorrichtungen nach Abb. 6 und 7 gegenüber denen nach Abb. 4 und 5 eine bessere Übersicht des Gerätes. In Abb. 6 schneiden sich die zugehörigen Fadenmarkierungen für die Durchmesser jeweils mit den zugehörigen Fadenmarkierungen für die Geschwindigkeit in Punkten, die zu den Kurven für nl, 812, lz, und 114 gehören. Die Einstellung des Gerätes geschieht daher durch den Schieber Sch für die Geschwindigkeit und anschließend durch die Zeiger u, v, zeg, x und y für die zugehörigen Durchmesserbereiche so, daß die Kurven durch die entsprechenden Fadenschnittpunkte gehen. Die bessere Übersicht ist durch eine Mehreinstellung erkauft worden, jedoch erfolgt die Einstellung nicht öfter als bei den Vorrichtungen nach Abb. 4 und 5, nämlich stets nur bei veränderter Geschwindigkeit.
  • Während bei den Geräten nach Abb. 4 bis 7 die Geschwindigkeitsskala senkrecht zur Durchmesserskala liegt, ist im folgenden eine Anordnung der Geschwindigkeitsskala parallel zur Durchmesserskala beschrieben, die in Abb. 8 und g dargestellt ist.
  • Wenn man in Abb. 4 die durch die Kurve n2 festgelegten Geschwindigkeitswerte nicht, wie dort geschieht, nach links auf eine zu den Durchmesserskalen s senkrecht, sondern auf eine zu ihnen parallel angeordnete Skala lotet, so erhält man die Anordnung nach Abb. 8 und g. Diese Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die Markierungen für Durchmesser und Geschwindigkeit zusammenfallen, was Einstellung, Übersicht, Ablesung und Abmessungen des Gerätes günstig beeinflußt. Die Vorrichtung nach Abb. 8 hat außer diesen Vorzügen die gleichen Eigenschaften wie die Vorrichtungen nach Abb. 4 und die Vorrichtung nach Abb. g die gleichen wie die Vorrichtung nach Abb. 5, so daß die Einzelheiten nicht wiederholt zu werden brauchen.
  • Nachdem im vorhergehenden der Aufbau und verschiedene Möglichkeiten der Anordnung für das Anzeigegerät nach der Erfindung erläutert wurden, soll im folgenden noch kurz die praktische Ausführung und Anwendung an Hand der Vorrichtung nach Abb. 8 besprochen werden.
  • Der Skalenträger S kann als Trommel, Schieber oder Scheibe ausgeführt werden. Die Zeiger u, v, w, x und v, die Unterzeiger a bis i werden auf einer Cellonscheibe oder anderen durchsichtigen Scheibe eingraviert. Diese Scheibe sowie die übrigen Angaben, die zu dem strichpunktierten Zeigersystem gehören, wie Drehzahl und Stufe, werden zweckmäßig feststehend angeordnet, während der Skalenträger beweglich ist, besonders wenn eine Anzeige des Durchmessers durch den Zeiger Z in der oben beschriebenen Weise erfolgen soll. Die Unterteilung derZeigerbereiche ist genügend genau, wenn sie dem Stufensprung I,06 entspricht, wodurch die Anzeige mit 6 01o Genauigkeit und noch größerer Ablesegenauigkeit innerhalb der Fehler für die Drehzahleinhaltung der Maschine liegt.
  • Bei Getrieben für Werkzeugmaschinen, für die das Gerät fast ausschließlich anzuwenden ist, wird für jeden zu bearbeitenden Werkstoff eine günstigste Schnittgeschwindigkeit verlangt, die aber nicht immer infolge der Stufung des Getriebes für jeden Durchmesser erreicht wird. Man geht daher bei dem Gerät so vor, daß man durch einen Zeiger, z. B. w, die höchstzulässige Schnittgeschwindigkeit oder durch einen Unterzeiger, z. B. e, die mittlere Schnittgeschwindigkeit einstellt, dann sind für jeden Durchmesser die notwendige Schaltung des Getriebes und alle zusätzlichen Schaltungen sofort leicht zu erkennen, so daß man also praktisch nur auf den richtigen Durchmesserbereich zu schalten braucht. Um ferner

Claims (5)

  1. noch bei stufenlos einstellbavemVorschub diesen richtig wählen zu können, ist die Kenntnis der für jeden Durchmesser wirklich eingestellten Schnittgeschwindigkeit notwendig. Diese kann durch die Unterzeiger genügend genau abgelesen werden. Für eine bei Werkzeugmaschinen meist ausreichende Stufung mit dem Nomistufensprung I,25 sind nur zwei Unterzeiger notwendig, so daß auch in dem Falle, wo die genaue Ablesung der Schnittgeschwindigkeit verlangt wird, die Übersicht des Gerätes gut ist. pATENTANSPRÜCHE: I. Geschwindigkeits-Anzeigegerät für Stufengetriebe, insbesondere zum Anzeigen der Schnittgeschwindigkeit von über Stufengetriebe angetriebenen Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableseskalen der Anzeigegrößen ihre gegenseitige Lage bei jeder Verstellung des Anzeigegerätes beibehalten und die der Stufung des Getriebes entsprechenden Durchmesser- bzw.
    Geschwindigkeitsbereiche und die zugehörigen Drehzahlen für jede gewählte Geschwindigkeit bzw. jeden gewählten Durchmesser durch Zeiger abgeteilt werden, während die größenmäßige Veränderung dieser Bereiche durch relatives Verschieben der Zeiger zu der betreffenden Skala erfolgt.
  2. 2. Anzeigegerät nach Anspruch I, dadurchgekennzeichnet, daß die Ableseskala für die Durchmesser senkrecht zu der Ableseskala für die Geschwindigkeit angeordnet ist.
  3. 3. Anzeigegerät nachAnspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableseskala für die Durchmesser parallel zu der Ableseskala für die Geschwindigkeit angeordnet ist.
  4. 4. Anzeigegerät nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingestellte Drehzahl oder der ihr entsprechende Durchmesser- oder Geschwindigkeitsbereich durch einen Zeiger angezeigt wird, dessen Einstellung durch die Schaltbewegung oder eine von ihr abgeleitete Bewegung erfolgt.
  5. 5. Anzeigegerät nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eingestellte Drehzahl oder der ihr entsprechende Durchmesser- oder Geschwindigkeitsbereich durch einen Zeiger angezeigt wird, dessen Einstellung durch einen an der Getriebeabtriebswelle oder dieser nachgeschalteten Welle angeschlossenen Drehzahlanzeiger erfolgt.
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