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Drehzahlmesser
Die Erfindung betrifft einen Drehzahlmesser, der nach
der Erfindung aufgebaut ist aus einem entsprechend der zu messenden Drehzahl angetriebenen,
vorzugsweise elastisch aufgehängten rotierenden Körper, welcher bei seiner Rotation
dem Betrachter abwechselnd eine auf einer Seite des Körpers befindliche Skala und
einen auf einer anderen Seite des Körpers befindlichen Zeiger zukehrt. Durch ein
oder mehrere unsymmetrisch zur Drehachse angeordnete Gewichte wird erzielt, daß
dieser Körper bei seiner Rotation entsprechend der Höhe der Drehzahl Bewegungen
aus seiner Ruhelage ausgeführt. Ein auf diese Weise aufgebauter Drehzahlmesser läßt
sich bedeutend billiger als alle bisherigen Systeme herstellen. Durch seine Einfachheit
und seinen unkomplizierten Aufbau wird sehr große Zuverlässigkeit mit weniger Störungen
als bei den bekannten Anordnungen garantiert. Die Genauigkeit der Messung läßt sich
durch reibungsfreie elastische Aufhängung des rotierenden Körpers auf ein bisher
kaum erreichtes Maß steigern.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung wird man vorzugsweise
den rotierenden Körper aus einer ebenen Platte herstellen, welche auf der einen
Seite eine Skala und auf der anderen Seite
einen Zeiger besitzt.
Man kann die Erfindung so ausbilden, daß der Körper bei seiner Rotation eine senkrecht
zur Drehachse gerichtete, seitliche Bewegung ausführt. Es sind auch Ausführungen
möglich, bei denen der Körper bei seiner Rotation eine Drehbewegung ausführt. In
den Figuren sind eine Reihe von Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
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Fig. I bis 3 zeigen zunächst eine prinzipielleDarstellung des Erfindungsgedankens.
Mit 1 ist eine ebene Platte bezeichnet, die mit Hilfe der Federn 2 und 3 an drehbaren
Teilen 4 und 5 in der aus der Figur ersichtlichen Weise elastisch aufgehängt ist.
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Die Platte I trägt auf der einen Seite (Fig. I) eine Skala 6 und auf
der anderen Seite (Fig. 2) einen zur Skala in seiner Höhenlage passenden Zeiger
7.
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Die Platte besitzt auf der einen Seite ein unsymmetrisch zur Drehachse
angeordnetes Zusatzgewicht 8. Wenn man die beschriebene Anordnung um die elastische
Aufhängachse mit Hilfe der Teile 4 und 5 rotieren läßt, so bewegt sich das Plättchen
infolge der ungleichmäßigen Gewicht verteilung durch das Zusatzgewicht 8 seitlich
senkrecht zur Drehachse proportional zur Drehzahl.
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Im Betrieb sieht man einen Doppelkegel, der aus den beiden Aufhängefedern
gebildet wird, mit dem scheinbar in je Länge gezogenen Plättchen.
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In Fig. 3 sind für eine bestimmte Drehzahl die beiden charakteristischen
Lagen des Plättchens gezeichnet. Auf der linken Seite erscheint deutlich die Skala
und in der entgegengesetzten Umkehr stellung auf der rechten Seite der darunter
befindliche Zeiger. Infolge der schnellen Umdrehung des Plättchens ensteht für das
Auge des Betrachters der in Fig. 3 dargestellte Eindruck, man kann also mit Hilfe
des Zeigers an der Skala eine bestimmte Drehzahl ablesen. Je größer die Drehzahl,
um so breiter wird der Doppelkegel, um so weiter liegen die Umkehrstellungen auseinander
und um so weiter wandert der Zeiger unter der Skala nach rechts. Deswegen ist bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Zeiger von vornherein gemäß Fig. 2 auf
der dem Gegengewicht8 gegenüberliegenden Seite des Plättchens aufgezeichnet. Man
kann die beschriebene Vorrichtung durch die Federspannung eichen, ebenso kann man
auf diese Weise verschiedene Drehzahlbereiche einstellen.
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In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine praktische Ausführung
des Erfindungsgedankens dargestellt, und zwar handelt es sich hier um eine tragbare
Ausführung eines Drehzahlmessers gemäß der Erfindung. Soweit die Einzelteile mit
denen in Fig. I und 2 übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen verwendet. Die
Halter 4 und 5 sind in der aus der Figur ersichtlichen Weise mit einem Gehäuse II
verbunden, das bei I2' ein durchsichtiges Fenster besitzt. Der Halter 5 ist nach
unten hin als Welle 12 ausgebildet, die in einem Handgriff 13 bei 14 und 15 drehbar
gelagert ist. Die Welle 12 besitzt einen Bremskonus I6, der mit dem entsprechenden
konisch ausgebildeten feststehenden Mittelstück 17 des Lagerkörpers I8 zusammenarbeitet.
Mit 19 ist eine Druckfeder bezeichnet, die unter Vermittlung der Kugel 20 die Welle
12 nach oben drückt und damit den Bremskonus I6 gegen das Mittelstück 17 preßt,
so daß die Anordnung sofort nach der Messung immer stillgesetzt wird.
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Der Halter 4 ist nach oben hin verlängert und trägt an seinem Ende
einen Mitnehmer (Gummipfropfen) 21. Dieser Mitnehmer wird bei der Messung an die
zu messende Stelle gedrückt. Mit 22 ist ein Bügel bezeichnet, der bei 23 und 24
mit den Haltern 4 und 5 fest verbunden ist. Die Halter selbst sind mit Rechts- bzw.
Linksgewinde versehen, man kann infolgedessen durch Drehen des Bügels 22 den Drehzahlbereich
der Meßvorrichtung einstellen. Um die Einstellung zu vereinfachen, können verschiedene
Drehzahlbereiche auf dem Mantel des Gehäuses II markiert sein. Diese Einstellung
des Drehzahlbereiches erfolgt dadurch, daß der Bügel durch die beiden Schrauben
4 und 5 die Aufhängefedern 2 und 3 spannt.
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In Fig. 5 ist eine fest auf eine Maschinenwelle aufgebaute Meßvorrichtung
dargestellt, die besonders einfach und billig wird, weil bei dieser Ausführung Handgriffe,
Bremse und Einstellbügel für den Drehzahlbereich wegfallen können. Die mit Fig.
4 übereinstimmenden Einzelteile dieser Einrichtung sind mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In den Fig. 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
bei welchem der rotierende Körper so beweglich angeordnet ist, daß er bei seiner
Rotation eine Drehbewegung ausführt.
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Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht, Fig. 7 eine Seitenansicht. Mit 3I
ist ein rohrförmiger Halter bezeichnet, der bei 32 einen Ausschnitt besitzt. In
diesem Halter ist die Scheibe 33 in der aus der Fig. 7 ersichtlichen Weise auf Spitzen
34 drehbar gelagert. Am unteren Teil 35 der Scheibe 33 ist eine Feder 36 befestigt,
deren unteres Ende an einem Stift 37 befestigt ist. Dieser Stift ist in den rohrförmigen
Halter 3I eingesetzt. Die kreissektorförmig ausgebildete Scheibe trägt auf der einen
Seite ein unsymmetrisch zur Drehachse angeordnetes Gewicht 38, die Scheibe ist im
übrigen ähnlich wie die in dem vorigen Ausführungsbeispiel dargestellten Scheiben
auf der einen Seite mit einem Zeiger 39 und auf der gegenüberliegenden Seite mit
einer Skala 40 versehen. Die Skala 40 ist in Fig. 6 gestrichelt angedeutet.
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Wenn man die Anordnung mit Hilfe des Halters 3I rotieren läßt, wird
die Scheibe 33 durch die Wirkung des unsymmetrisch angeordneten Gewichtes 38 im
Uhrzeigersinn um die beiden Spitzen 34 entgegen der Wirkung der Feder 36 verdreht,
und man kann, da bei der Rotation das Bild des Zeigers mit dem Bild der Skala für
das Auge zusammenfällt, auch hier wieder an der entsprechend geeichten Skala mit
Hilfe des Zeigers die Drehzahl direkt ablesen.
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In Fig. 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem
eine kreisrunde Scheibe 41 verwendet ist, die an den drehbar angeordneten Haltern
44 und 45 mit Hilfe von Federn 42 und 43 elastisch befestigt ist.
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Die Scheibe trägt wieder auf der einen Seite eine Skala und auf der
anderen Seite einen dazugehörigen Zeiger. Auf der Scheibe ist im oberen Teil auf
der rechten Seite von der Befestigungsstelle der Feder 42 ein Gewicht 46 und am
unteren Teil auf der linken Seite von der Befestigungsstelle der Feder 43 ein Gewicht
47 befestigt. Wenn man die Anordnung rotieren läßt, so verdreht sich die Scheibe
41 unter Wirkung der beiden Gewichte 46 und 47 in Pfeilrichtung, so daß man auch
hier wieder an der - Skala mit Hilfe des Zeigers die Drehzahl direkt ablesen kann.
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In Fig. 9 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier
ist die Scheibe 5I, welche auf der einen Seite die Skala und auf der anderen Seite
den Zeiger trägt, aus einem kreisrunden Stück Blech hergestellt, aus welchem zwei
Stücke herausgeschnitten sind, so daß auch hier wieder die Masse der Scheibe bezüglich
der Drehachse so unsymmetrisch verteilt ist, daß bei Rotation der Anordnung eine
Verdrehung der Scheibe in Pfeilrichtung stattfindet.
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Die Fig. 10 und 11 zeigen schließlich noch eine andere praktische
Ausführungsform der Erfindung in Vorderansicht und im Querschnitt, bei der auch
wieder eine Drehbewegung der rotierenden Scheibe durch unsymmetrische Gewichtsverteilung
der Scheibe erzielt wird. Hier ist eine Scheibe 6I möglichst reibungslos auf Spitzen
62 gelagert. Die Scheibe ist mit zwei Aussparungen 63 versehen, die in bezug auf
die Drehachse so unsymmetrisch angeordnet sind, daß bei der Rotation der Scheibe
eine Bewegung in der Pfeilrichtung einsetzt. Zu beiden Seiten der Scheibe sind runde
Scheiben angeklebt, von denen die eine, 64, die Skala und die andere, 65, den Zeiger
trägt. Durch eine Feder 66 und einen Seidenfaden 67, der um die Scheibenwelle 68
gewickelt ist, wird die Scheibe 6I, 64, 65 in ihrer Ruhelage gegen einen Anschlag
69 gezogen. Die ganze Anordnung wird mit einem Gehäuserand 70 umgeben, der zu beiden
Seiten abschließende Glasscheiben od. dgl. haben kann.
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Bei Drehung des Systems um die Achse 7I wird infolge der durch die
Aussparungen 63 erzielten unsymmetrischen Gewichtsverteilung der Scheibe 6I eine
Drehbewegung in der Pfeilrichtung eingeleitet, wobei die Feder 66 durch weiteres
Aufwickeln des Fadens 67 gespannt wird. Auch bei dieser Anordnung können die verschiedenen
Drehzahlbereiche durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Spannschraube für
die Federvorspannung einstellbar gemacht werden.
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Für sehr niedrige Drehzahlen kann man sogar ganz ohne Federn auskommen,
wenn man an der aus Fig. 10 ersichtlichen Stelle 72 ein Pendelgewicht an der Scheibe
anbringt. Man könnte auch eine Übersetzung, beispielsweise eine Zahnstange, zwischen
Pendelgewicht und Scheibe schalten.
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Um unerwünschte Schwingungen des mit dem rotierenden Körper ausgerüsteten
Systems zu verhüten, kann man einen zweiten unsymmetrisch ausgebildeten, vorzugsweise
durchsichtigen Körper verwenden, dessen unsymmetrisch zur Drehachse angeordnete
Gewichte so verteilt sind, daß er sich bei der Rotation in der entgegengesetzten
Richtung wie der die Skala und den Zeiger tragende Körper bewegt.