DE937314C - Einrichtung zur Messung der Haeufigkeit von periodisch ablaufenden Vorgaengen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Messung der Häufigkeit von periodisch ablaufenden Vorgängen Es sind Tachometer mit einer um eine in Richtung des Scheibendurchmessers verlaufende Drehachse umlaufenden Scheibe bekannt, bei der auf einer Seite eine Skala und auf der anderen Seite ein Zeiger ortsfest angebracht sind, die bei der Drehung abwechselnd dem Beschauer zugekehrt sind, so daß beide bei höherer Drehzahl gleichzeitig gesehen werden. Mit zunehmender Drehzahl wird eine Feder, welche die Scheibe in die Nulllage zurückzuziehen versucht, durch eine Unbalance zunehmend gespannt. Erfindungsgemäß werden derartige zur Messung der Häufigkeit von periodisch ablaufenden Vorgängen dienende Vorrichtungen dadurch weiter ausgestaltet, daß die umlaufende Anzeigevorrichtung auf beiden Seiten Zeigermarken trägt, die sich ortsfest gegenüberstehen. Der Ruckstellfeder ist eine einstellbare Spannvorrichtung, z. B. eine Mikrometerschraube, zugeordnet, deren Eiustellung die bei Drehung der Scheibe erscheinenden Bilder beider Marken in Deckung bringt und so als Maß für die Drehzahl benutzt wird. Beim Gegenstand der Erfindung wird somit mit einer Nullmethode gearbeitet, die eine einwandfreie Einstellung und- Abiesung bei jedem beliebigen Meßwert gestattet. Es ist bei der Erfindung leicht möglich, große Meßbereiche sicher zu erfassen und auch eine einwandfreie Ablesung zu ermöglichen, da man die Skala der Einstellvorrichtung mit linearer Einteilung ausführen kann, obwohl die Federspannung selbst sich im Quadrat mit der Drehzahl ändert. Die bei der Meßeinrichtung angewendete Feder wird also beim Erfindungsgegenstand verschieden stark gespannt, so daß für verschiedene Drehzahlen immer die beiden Zeiger bei einem bestimmten Ausschlag der Scheibe zur Deckung (die Zeigerspitzen stehen übereinander!) gebracht werden und die Federspann,ung mittels der erwähnten Schraubeinrichtung entsprechend verändert wird, bis dieser Deckzustand eintritt. An der Schraubvorrichtung kann, ähnlich wie bei einer Mikrometerschraube, die Federspannung bzw. gleich die Drehzahl abgelesen werden. Im letzteren Fall ist eine tbersetzung der Schraube von einem quadratischen zu einem linearen Anstieg des Schraubganges nötig, da die Mikrometerschraube nur lineare Ablesung gestattet, während die Federspannung im Quadrat der Drehzahl zunehmen muß. Wenn die Zeiger auf einem Spiegel angebracht werden oder selbst spiegelnd auf schwarzem Feld sind, wird erreicht, daß erstens ein gestochen scharfes Zeigerbild entsteht, zweitens gleichzeitig stroboskopisch Drehzahlen gemessen werden können, drittens Frequenzen, periodische Lichtimpulse usw. gemessen werden können.
• Für den Fall der Verwendung als Stroboskop, wobei der ins Auge fallende Lichtstrahl zerhackt werden soll, ist an der einen Glashalbkugel eine feste oder veränderliche Abdeckung vorgesehen, die (wie an Sterawartenkuppeln) einen kleinen Spalt frei läßt. Die sich drehende Scheibe mit den beiden Zeigern verdeckt mit ihrer Breitseite fast während einer Halbumdrehung das Blickfeld und gibt nur ganz kurzzeitig, wenn die Scheibenebene durch das Auge geht, den Durchblick frei.
• Um einen größeren Drehzahlbereich messen zu können, ist ein Getriebe vorgesehen, das für den mittleren Bereich von beispielsweise 400 bis 5000 Umdr./Min. ohne Übersetzung direkt gekuppelt den Antrieb zur Scheibe durchläßt, für den IofachenBereich (4000 bis 50000) mit einer Untersetzung und für den kleinsten Bereich, 40 bis 500 Umdrehungen, mit einer Übersetzung arbeitet.
• Da bei der höchsten Drehzahl die Zahnräder und Lager möglichst geschont werden sollen, ist vorgesehen, daß in diesem Bereich das für den kleinsten Bereich vorgesehene Zwischenrad ausgelcuppelt wird, um nicht leer mit einem Vielfachen der höchsten Drehzahl mitzulaufen.
• Fig. I und 2 stellen den Erfindungsgegenstand, ein Strobotachometer, dar.
• -In Fig. I sieht man die auf Spitzen 4 gelagerte mattschwarze Scheibe I mit den auf beiden Seiten angebrachten Zeigern 2 auf einem Spiegel 3. An der Scheibe I ist ein Wiclçeldorn 5 befestigt, iiber den das Zugseil 6 gelegt ist, welches einerseits in der Befestigungsschraube 7 endet und auf der anderen Seite mit der Feder 8 verbunden ist. Die Feder hängt an einem Querbolzen 9, welcher in einem kugelgelagerten Ring 10 fest sitzt und gleichzeitig durch eine Schlitzführung II des die Haupt achse darstellenden Rolires I2 geht und gleichzeitig durch Bohrungen der Gabel 13 geht, die zur Hauptachse gehörig in dieser verschiebbar gelagert ist und als Antrieb vom Getriebe 14 herkommt.
• Der Ring 10 ist mittels IDugeln in axialer Richtung gegen Teil 15 abgestützt und kann von diesem Teil durch eine quadratisch steigende Schraubeneindrehung I6, in welche die Spitze einer Madenschraube I7 greift, unter Verdrehung des fest miteinander verschrauliten Teiles I8/I5, zwecks Spannungsänderung der Feder 8, gegen das feste Geräteteil 19 verschraubt werden. Da Teil 19 mit seinem Befestigungsdeckel 20 und Kugellagerung 21 auf der Hauptachse 12 gelagert ist, wird also die Feder 8 mit Seilzug 6 gegen die Scheibenlagerung 4 gespannt. Läuft die Scheibe I mit einer bestimmten Drehzahl um die lotrechte Achse, dann wird sie durch das Unbalancegewicllt22 in die gezleichnete Lage kommen - d. h. daß die Zeigerspitzen sich gegenüberstehen -, wenn die Federspannung so groß gewählt wird, daß sie das aus der Zentrifugalkraft der Unbalance 22 stammende Drehmoment der Scheibe I über den Seilzug 6 gerade kompensiert. Der quadratische Anstieg der Zentrifugalkraft mit der Drehzahl wird durch die mit quadratischer Steigung versehene Schraube 16 linear gemacht, so daß durch die Madenschraube 23 im Teil I8/I5 über eine Schlitzführung 24 der Noniusteil 25 einer Mikrometerschraube zur geeichten linear ansteigenden Drehzahlanzeige verwendet werden kann. Zwecks Eicheinstellung auf eine fest vorgravierte Noniiusteilung sind am Umfang des Teiles 18 mehrere Gewindelöcher 26 angebracht, um den Noniusteil 25 auf die passende Drehzahl einstellen zu können.
• Das Getriebe 14 ist verschiebbar im Teil I8 angeordnet, wobei mit einer Rastschraube 27 iiber eine Schlitzführung (Fig. 2) drei Ubertragungsstufen eingestellt werden. Die Hauptantriebswelle 13 liegt dabei axial über Stift g im Ring 10 gegenüber dem Teil 18 fest, auch wenn die Federspannung durch Verdrehung der Teile 25, 18 und I5 verändert wird. In der gezeichneten Stellung ist die mittlere Übertragungsstufe eingestellt, dabei rastet die Welle I3 mit zwei fest verbundenen Zahnrädern 28 und 29 mit einem an sich bekannten, hier nicht sichtbaren Schraubenzieherschaft in die von außen kommende Antriebswelle 30, die mit fest verbundenen Zahnrädern 3I und 32 ausgerüstet ist, in eine entsprechende Vertiefung ein, so daß die beiden Wellen 13 und 30 direkt gekuppelt sind. Die Übersetzung ist demnach in dieser gezeichneten Stellung I: I.
• In dieser Stellung läuft die Welle 33 untersetzt, aber leer mit ihren Zahnrädern 34 und 35 mit, während die Welle 36 mit ihren Zahnrädern 37 und 38, nicht im Eingriff, stillsteht.
• Wird mit Knopf 27 das Getriebe vorgezogen, so kommt als nächste Stufe von Welle 30 zu I3 ein Untersetzungsverhältnis Io: I zustande. Die direkte Kupplung mit Welle 30 wird aufgehoben, da sich die Welle I3 relativ zum Getriebe nach oben bewegt, bis Zahnrad 29 mit 35 in Eingriff kommt. Der Kraftweg geht von Welle 30, Zahnräder 3I und 34 sowie 35 und 29 nach Welle I3. dabei dieser zweiten Stufe steht Welle 36 wieder nicht im Eingriff. Wird der Einstellknopf 27 noch -weiter vorgezogen, so kommt das Getriebe in die dritte Stufe. Zahnrad 29 verläßt Rad 35, dafür kommt Rad 28 mit 38 in Eingriff. Dabei drückt Rad 29 das Rad 38 mit seiner Flankenfläche gegen die Kraft der Feder 39 nach ol>en. Damit kommt Rad 37 mit 32 in Eingriff, und nun ist von Welle 30 nach Welle I3 eine Übersetzung von I:IO geschaffen. Der Kraftweg geht jetzt von Welle 30 über die Räder 32, 37, 38 und 28 nach Welle I3. Um die Scheibe I ist ein Gehäusering 40 gelegt, der zwei halbkugelige Sichtfenster 4I und 42 (Fig. 2) trägt. Das eine Fenster besitzt fest aufgedruckt oder zusätzlich beweglich darüber angeordnet dunkle Abdeclçungen 43 (Fig. 2) für den stroboskopischen Einsatz des Gerätes.
• In Fig. 3 sind mit a bis d vier Zustands bzw.
• Bewegungsphasen der Zeigerscheibe zur näheren Erläuterung darstellt. a zeigt die Scheibe im Stillstand von der Vorderseite. Man sieht den mit der Spitze nach innen gerichteten Zeiger und plunktiert den unsichtbaren auf der Rückseite angebrachten Gegenzeiger mit nach außen gerichteter Spitze. b zeigt dieselbe Scheibe im Stillstand, jedoch um IBoO gedreht, also von der Rückseite. Man sieht jetzt den mit der Spitze nach außen gerichteten Zeiger und punktiert den nun unsichtbaren, auf der Vorderseite angebrachten Gegenzeiger.
• Wird die Scheibe um die Hauptdrehachse I2 in schnelle Umdrehung versetzt, so entsteht Fig. 3 c.
• N'fan beobachtet beide Zeiger gleichzeitig, sich mit zunehmender Drehzahl nähernd, da die Unbalance 22 die Scheibe senkrecht zur Hauptdrehachse verdreht. Schließlich gibt es eine bestimmte Drehzahl, bei welcher wie in Fig. 3d die beiden Zeiger sich mit den Spitzen berühren. Zu verschiedenen Federspannungen gehören verschiedene Drehzahlen, um Fig. 3 d zu erreichen.
• Um zu verhindern, daß die Feder 8 (Fig. I) seitlich im Rohr I2 sich reibt, ist es zweckmäßig, den Aufwickeldorn 5 nicht - wie in Fig. I ersichtlich -symmetrisch, sondern wie in Fig.3a und 3b gezeigt, exzentrisch zur Hauptdrehachse anzuordnen.
• PATENTANSPROCHE: I. Einrichtung zur Messung der Häufigkeit von periodisch ablaufenden Vorgängen, z. B.
• Drehzahlmesser, Stroboskop od. dgl., unter Verwendung einer um eine in Richtung des Scheibendurchmessers verlaufende Drehachse mit der z,u messenden Drehzahl umlaufenden scheibenförmigen Anzeigevorrichtung, die auf zwei einanker gegenüberliegenden Seiten mit Anzeigemarken versehen ist und die unter der Wirkung eines mit ihr verbundenen unsymmetrisch zur Drehachse angeordneten Gewichts entsprechend der Drehzahl Verstellbewegungen aus ihrer durch eine Rückstellfeder bedingten Ruhelage durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Anzeigevorrichtung auf beiden Seiten Zeigermarken trägt, die sich ortsfest gegenüberstehen, und daß der Rückstellfeder eine einstellbare Spanuvorrichtung (z. B. eine Mikrometerschraube) zugeordnet ist, deren Einstellung die bei Drehung der Scheibe erscheinenden Bilder beider Marken zur Deckung bringt, und so als Maß für die Drehzahl dient.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannschraube eine Anzeigeskala zugeordnet ist, an der die Drehzahl unmittelbar abzulesen ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannschraube zur unmittelbaren Ablesung der Drehzahl eine Übersetzung zugeordnet ist, die bei linearer Skala eine Änderung der Federspannung im Quadrat der Drehzahl bewirkt.

   4. Einrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeigermarken auf einem Spiegel oder selbst spiegelnd auf schwarzem Feld angebracht sind.

   5. Einrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung in einer Kapsel rotiert, die aus zwei Glashalbkugeln gebildet ist.

   6. Stroboskop nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Glashalbkugel eine feste oder veränderliche Abdeckung angeordnet ist, die einen Beobachtungsspalt frei läßt.

   7. Einrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung eines größeren Drehzahlbereichs ein umschaltbares Getriebe zwischen der Antriebswelle und der Anzeigevorrichtung angeordnet ist.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe für den mittleren Drehzahlbereich die Antriebswelle direkt mit der Anzeigevorrichtung kuppelt, während es für den höheren Bereich mit einer Untersetzung und für den niedrigen Bereich mit einer Übersetzung arbeitet.

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das für den niedrigen Drehzahlbereich vorgesehene Zwischenrad im höchsten Drehzahlbereich ausgekuppelt i!st.

   10. Einrichtung nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Halter für die Anzeigescheibe im Innern ein Zugseil und die Spannfeder aufnimmt und sowohl drehbar als auch axial einstellbar in einer Hülse gelagert ist.

   II. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse auf der einen Seite die I(apsel der Anzeigescheib,e und auf der anderen Seite das der Drehzahlanpassung die nende Getriebe trägt.

   12. Einrichtung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gehäuse des der Drebzahlanpassung dienenden Getriebes ein Einstellknopf herausragt, mit dem die Umschaltung des Getriebes durch führbar ist.

   13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhestand der Aufwickeldorn für das Zugseil exzentrisch, die daran befestigte Anzeigescheibe jedoch symmetrisch zur Hauptdrehachse des rohrförmigen Halters gelagert ist.