DE1086929B - Durch eine Welle mit veraenderbarer Geschwindigkeit angetriebene Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen in gleichen zeitlichen Abstaenden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es sind Vorrichtungen bekannt, die durch eine Welle mit veränderbarer Geschwindigkeit angetrieben werden und dazu bestimmt sind, in gleichen zeitlichen Abständen Impulse zu erzeugen. Derartige Vorrichtungen sind im allgemeinen mit einer zwischen der Welle und einem von einer Hemmung kontrollierten Drehorgan sitzenden Rutschkupplung versehen, wobei das genannte Drehorgan mit mindestens einem beweglichen Teil zusammenwirkt, um es durch regelmäßige Impulse zu verstellen bzw. weiterzubewegen.

Bei derartigen Vorrichtungen bereitet es Schwierigkeiten, einen exakten Lauf zu erzielen, weil die Schwingperiode der Hemmung sich in Abhängigkeit von der auf sie einwirkenden Belastung ändert, so daß es praktisch unmöglich ist, Schwankungen der Widerstandskräfte zu vermeiden, die sich den Bewegungen des beweglichen Elements entgegenstellen, das durch die Impulse geschaltet wird. Das bewegliche Element ist häufig dazu bestimmt, Zeitmarken mittels einer Feder auf ein Papier oder beispielsweise auf eine Metallfolie oder auch auf eine Schicht aufzuzeichnen, die mit Wachs oder gefärbtem Fett überzogen ist. Hierbei kommt dem beweglichen Element die Aufgabe zu, das Wachs od. dgl. zur Erzeugung sichtbarer Zeitmarken abzukratzen. Es ist klar, daß der Widerstand, der sich aus der Reibung des Schreiborgans auf dem Papier od. dgl. ergibt, von einer Mehrzahl von Faktoren abhängen kann, so z. B. von der Qualität des Papiers, von dem Feuchtigkeitsgehalt oder der Temperatur der Atmosphäre, wobei z. B. die Temperatur einen merklichen Einfluß auf die Viskosität der Tinte oder des Öls oder auch auf den Widerstand hat, den das Wachs den Aufzeichnungen bietet.

Es sind auch schon Vorrichtungen bekannt, bei denen zwischen einem Drehorgan und einem Hemmwerk eine Einrichtung eingeschaltet ist, die das Drehorgan nach Maßgabe seiner Winkeldifferenz in bezug auf ein das Hemmwerk antreibendes, mit dem Drehorgan durch ein elastisches Glied verbundenes Glied periodisch blockiert und freigibt. Diese Blockierung erfolgt nun durch Reibung, so daß sich der Antriebsmotor nur ruckweise bewegen kann. Da aber diese ruckweisen Bewegungen sich nicht exakt periodisch wiederholen, erhält man auch keine Impulse, die exakt gleiche zeitliche Abstände voneinander haben. Dazu kommt, daß der Drehwinkel, den das Antriebsorgan zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blockierungen vollführen kann, von zwei verschiedenen Faktoren abhängt, nämlich von dem Reibungskoffizienten zwischen dem elastischen Glied und der Welle und von der Temperatur, da diese die Größe dieser beiden Teile beeinflußt. Dies bedeutet, daß bei den bekannten Einrichtungen die zwischen zwei Blockierungen möglichen Winkelwege des sich absatzweise drehenden Durch eine Welle mit veränderbarer
Geschwindigkeit angetriebene Vorrichtung

zur Erzeugung von Impulsen
in gleichen zeitlichen Abständen

Anmelder:
Anstalt Merces, Vaduz (Liechtenstein)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Mayer, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Hüttenweg 15

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 31. Januar 1957

Johann Arni, Genf (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Rades nur über die Übertragungsfeder von dem Winkelwege selbst abhängen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art aus und besteht im wesentlichen darin, daß zwischen Drehorgan und Hemmwerk eine Einrichtung eingeschaltet ist, die in bekannter Weise das Drehorgan nach Maßgabe seiner Winkeldifferenz in bezug auf ein das Hemmwerk antreibendes, mit dem Drehorgan durch ein elastisches Glied verbundenes Glied periodisch blockiert und freigibt, wobei die Blockierungseinrichtung aus einem Finger eines Planetenrades eines mit dem Drehorgan um ein ortsfestes Sonnenrad umlaufenden Planetenradgetriebes besteht, der mit einem Anschlag des elastisch nachgeführten Gliedes derart zusammenarbeitet, daß nach dessen Drehung um einen festliegenden Winkel relativ zu dem Drehorgan dieses freigegeben und um den gleichen Winkelbetrag nachgeführt und wieder blockiert wird.

Vorzugsweise besteht das Drehorgan in bekannter Weise aus einem Rad, welches erfindungsgemäß mit einem zweiten, das drehende Teil bildende Rad über eine Feder verbunden ist.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken übt die Rutschkupplung auf das erste Rad eine Kraft aus, die mindestens zweimal so groß ist wie diejenige, die

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das erste Rad über die Feder auf das zweite Rad ausübt.

Fig. 1 ist, unter Weglassung bestimmter Teile, eine Seitenansicht des Erfindungsgegenstandes.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1, wobei ein Teil weggelassen und in den Fig. 3 und 4 gesondert dargestellt ist, derart, daß Fig. 3 einen Schnitt nach Linie IH-III der Fig. 4 wiedergibt. Die dargestellte Vorrichtung ist für ein Gerät zur Registrierung von Geschwindigkeiten jener Art vorgesehen, bei welcher Zeitmarken auf eine Scheibe aufgezeichnet werden, die mit einer zur Geschwindigkeit eines Fahrzeuges proportionalen Geschwindigkeit angetrieben wird. Ein Teil des Registriergerätes hat dabei nicht unmittelbar etwas mit der Erfindung zu tun und ist deshalb, um eine Überladung der Zeichnung zu verhüten, nicht dargestellt.

Die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel weist eine Welle 1 auf, die proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit angetrieben wird; sie läuft in einer Büchse 2 (Fig. 2), die an einer Montagewand 3 mit Hilfe einer Mutter 4 festgeschraubt ist. Auf dem einen Ende der Welle 1 sitzt ein Ritzel 5, das zum Antrieb für eine nicht dargestellte Scheibe bestimmt ist, auf welche Zeitmarken aufgezeichnet werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit während des jeweils letzten Teiles der Fahrt zu bestimmen. Des weiteren ist mit der Welle 1 ein Flansch 6 fest verbunden, der die eine Stirnwand eines zylindrischen Gehäuses bildet, das aus einem glockenförmigen Teil 7 besteht. Der Flansch 6 ist an seinem Umfang mit Gewinde versehen, so daß er sich in ein entsprechendes Innengewinde des Teiles 7 einschrauben läßt. Im Innern des Gehäuses befinden sich zwei Reibbeläge 8 und 9 in Gestalt von Scheiben, die sich im Gehäuse frei drehen können. Außerdem sind im Gehäuse zwei glatte Scheiben 10 und 11 untergebracht, die durch eine Federscheibe 12 derart im Abstand voneinander gehalten werden, daß die Reibbeläge 8, 9 jeweils zwischen eine Stirnwand des Gehäuses und eine der glatten Scheiben 10,11 eingespannt sind. Die Scheibe 10 ist am Ende einer Büchse 13 befestigt, die auf der Welle 1 sitzt und sich auf dieser drehen kann. Das freie Ende dieser Büchse 13 bildet ein Zahnrad 14, das mit einem Ritzel 15 kämmt, um die Mitnahme der Zeitmarkierungsvorrichtung zu bewerkstelligen. Wie man aus Fig. 2 ersieht, weist die Scheibe 10 außerdem nahe ihrem oberen Teil eine Durchbrechung auf, in welche ein vorspringender Teil 16 der Scheibe 11 so eingreift, daß die beiden Scheiben 10 und 11 in drehfester Verbindung miteinander stehen. Eine Schraube 17, die im Flansch 6 sitzt, schlägt an der Stirnwand der Glocke 7 an und verhindert auf diese Weise jede Winkelverschiebung zwischen der Glocke und dem Flansch 6, wenn letzterer in Stellung gebracht wird. Indem man den Flansche mehr oder weniger stark in die Glocke 7 einschraubt, übt man auch einen mehr oder weniger starken Druck auf die Federscheibe 12 aus, und auf diese Weise kann der auf die Beläge 8, 9 ausgeübte Druck reguliert werden mit dem Erfolg, daß auch der Wert der maximalen Kupplungskraft bestimmbar ist, der durch die Welle 1 auf die Büchse 13 infolge der Reibung zwischen zylindrischem Gehäuse, Belägen 8 und 9 und Scheiben 10 und. 11 übertragbar ist.

Die Montagewand 3 trägt auch noch eine Hemmung, bestehend aus der unter der Einwirkung der Zugfeder 49 stehenden Unruhe 18, welche mit dem Mitnehmer 19 zusammenarbeitet, der exzentrisch auf einer das Ritzel 21 tragenden Achse 20 befestigt ist. Der Mitnahmefinger 19 arbeitet mit einem Schlitz 22 der Unruhe 18 zusammen, der zwei Schultern aufweist, gegen welche der Finger 19 wechselweise anschlägt, wenn er eine halbe Umdrehung ausgeführt hat. Eine weitere Beschreibung der Hemmung ist nicht erforderlich, da dieselbe bekannt ist und den Gegenstand des schweizerischen Patents 273 135 bildet.

Der Finger 19 wird durch das Ritzel 21 und durch ein Zahnrad 23 mitgenommen, das fest mit einem Ritzel 24 verbunden ist. Letzteres wiederum wird

ίο durch die Vorrichtung gedreht, wie im einzelnen auch aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht.

Es handelt sich dabei um ein erstes Zahnrad 25, das vom Ritzel 25 mitgenommen wird und an welchem ein Ring 26 mit Hilfe zweier Schrauben 27 und 28 befestigt ist. Das Rad 25 ist mit einer Achse 29 (Fig. 3) versehen, deren eines Ende 30 sich in einer nicht dargestellten Bohrung einer zweiten Montagewand 31 (Fig. 2) drehen kann, die auch von dem Ritzel 5 am Ende der Welle 1 durchragt wird. Das andere Ende 32 der Welle 29 läuft in einer Bohrung, die im Support eines Zahnrades 33 vorgesehen ist, welches mittels einer Mutter 34 an der Wand 3 festgehalten wird. Aus Fig. 3 ersieht man, daß ein zweites Zahnrad 35 frei laufend auf der Welle 29 koaxial zum Rad 25 angeordnet ist. In Fig. 2 sind strichpunktiert die Stellungen eingezeichnet, welche die Räder 25 und 35 dann einnehmen, wenn die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung montiert ist. Das Rad 35 stellt dabei ein sich drehendes Teil dar, dessen Drehgeschwindigkeit durch die Hemmung begrenzt wird, da dasselbe im Eingriff mit dem Ritzel 24 der Hemmung steht. Dabei wird das Rad 35 durch das Drehorgan in Gestalt des Rades 25 unter Zwischenschaltung eines elastischen Elements mitgenommen, das aus einer Feder 36 (Fig. 4) bseteht, die einerseits an einem Finger 37 des Rades 35 und andererseits an einem Finger 38 des Ringes 26 verankert ist.

Eine Blockiervorrichtung des Drehorgans, d. h. des Rades 25, wird durch das aus dem Rad 35 bestehenden sich drehenden Teil gesteuert, und zwar derart, daß das Rad 25 periodisch blockiert und freigegeben wird, wobei es sich bei jeder Freigabe um einen bestimmten Winkel drehen kann. Die Freigabe erfolgt jedesmal, wenn das Rad 35 sich um einen bestimmten Winkel gedreht hat, und die Blockierung geschieht jedesmal, wenn das Rad 25 einen bestimmten Winkel zurückgelegt hat. Zu der Blockiervorrichtung gehört eine Anzahl von Planetenrädern 39 bis 43, die auf Achsen sitzen, welche sich zwischen dem ersten Rad 25 und dem damit verbundenen Ring 26 drehen. Das erste Ritzel 29 des Planetengetriebes kämmt mit dem festen Zahnrad 33, wenn die Vorrichtung zwischen den Wänden 3 und 31 montiert ist, und nimmt damit die aus Fig. 1 ersichtliche Lage ein. In Fig. 4 ist derjenige Teil des Zahnrades 33 dargestellt, der im Eingriff mit dem Ritzel 39 steht. Es ist hierbei zu bemerken, daß das Rad 35 mehrere Ausnehmungen aufweist, durch welche die Supporte der Schrauben 27, 28 sowie der Zahnräder des Planetengetriebes greifen, wobei diese Durchbrechungen genügend groß sind, um dem Rad 35 eine Verdrehung gegenüber dem Rad 25 um einen Winkel zu gestatten, der größer ist als derjenige, der dem Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen des Rades 25 entspricht.

Das letzte Ritzel des Planetengetriebes nimmt einen Finger 44 mit, der radial zur Drehachse des Ritzels steht. Dieser Finger 44 ist so angeordnet, daß er mit einem Anschlag 45 des zweiten Zahnrades 35 in Berührung kommt, derart, daß er das erste Rad 25 blockiert und es nur dann freigibt, wenn sich das

zweite Rad 35 genügend gedreht hat, um den Anschlag 45 aus der Bahn des Fingers 44 hinauszuführen.

Schließlich ist die Zeichnung des ersten Rades 25 im Eingriff mit der Spitze eines Hebels 46, der bei 47 schwenkbar auf der Wand 3 montiert und der Wirkung einer Rückholfeder 48 unterworfen ist. Dieser Hebel bildet ein bewegliches Element, das dazu bestimmt ist, durch regelmäßige Impulse verstellt zu werden, um hierdurch die Zeitmarken auf der nicht dargestellten Scheibe hervorzurufen, die durch das Ritzel 5 am Ende der Welle 1 gedreht wird.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wenn sich die Vorrichtung in Ruhe befindet, ist der Finger 44 nicht im Eingriff mit dem Anschlag 45 des zweiten Zahnrades 35, denn dieses letztere hat sich unter Einwirkung der Feder 36 zum Rad 35 verdreht. Wird nun die Welle 1 angetrieben, so ruft sie über die Gleitkupplung und das Ritzel 15 eine Mitnahme des ersten Rades 25 hervor. Sobald dann das Fahrzeug eine verhältnismäßig minimale Geschwindigkeit überschritten hat, beispielsweise 5 km/h, wird das Rad 25 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die größer als diejenige des Rades 35 ist, dessen Geschwindigkeit ja durch die Hemmung begrenzt wird. Auf diese Weise entsteht eine Winkelverschiebung zwischen den Rädern 25 und 35, während die Feder 36 sich streckt. Wenn das Rad 25 sich dreht, wird der Finger 44 über das Getriebe 39 bis 43 ebenfalls gedreht, welch letzteres im Eingriff mit dem festen Zahnrad 33 steht. Das Verhältnis der Verzahnungen ist derart gewählt, daß der Finger 44 in bezug auf das Rad 25 jedesmal eine volle Umdrehung ausführt, wenn letzteres eine Winkelverschiebung vollzogen hat, die dem Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen seines Umfanges entspricht. Infolge der größeren Drehgeschwindigkeit des Rades 25 gegenüber dem Rad 35 entsteht eine Winkelverschiebung zwischen diesen beiden Rädern, die den Finger 44 mit dem Anschlag 45 in Eingriff bringt. Die Drehung des Fingers 44 hört also auf, und hierdurch wird gleichzeitig das Rad 25 blockiert, und zwar eben durch das Planetengetriebe und das feste Rad 33.

Während dieser Zeit setzt das Rad 35, das dauernd der Einwirkung der Feder 36 unterworfen bleibt, seine Drehung durch die Hemmung mit konstanter Geschwindigkeit fort. Wenn das Rad 35 sich um einen ausreichenden Winkel gedreht hat, um den Anschlag 45 aus dem Bereich des Fingers 44 zu bringen, kann sich letzterer erneut drehen, derart, daß das Rad 25 freigegeben wird. Dieses setzt sich also sofort unter dem Einfluß der im wesentlichen konstanten Kupplungskraft in Bewegung, die durch die gleitende Übertragungsvorrichtung ausgeübt wird und bewirkt rasch eine Winkeldrehung, die der Entfernung zwisehen zweien seiner Zähne entspricht, während der Finger 44 eine vollständige Umdrehung ausführt. Solange sich diese Bewegung abspielt, hat sich das Rad 25 mit einer Geschwindigkeit gedreht, die viel höher als diejenige des Rades 35 ist, das ja durch die Hernmung gebremst wird, so daß, wenn der Finger 44 eine vollständige Umdrehung vollzogen hat, sein erneuter Kontakt mit dem Anschlag 45 des Rades 35 stattfindet. Das Rad 25 wird also erneut blockiert, bis sich das Rad 35 wieder ausreichend gedreht hat, um den Finger 44 freizugeben. Das Rad 25 dreht sich also durch Impulse regelmäßiger Abstände, und zwar um einen solchen Wert, daß der Umfang dieses Rades bei jedem Impuls die Strecke zwischen zwei benachbarten Zähnen durchläuft. Jedesmal, wenn das Rad 25 eine Drehung ausführt, unterliegt der Hebel 46 einer Schwingung infolge der Einwirkung eines Zahnes des Rades 25 auf die Spitze dieses Hebels.

Die Zeitdauer, welche zwei aufeinanderfolgende Schwingungen des Hebels 46 trennt, ist viel größer als die Schwingungsperiode der Unruhe 18. Praktisch kann diese Unruhe so ausgebildet sein, daß zehn Schwingungen pro Sekunde vollzieht, wohingegen das Rad 25 jedesmal freigegeben werden kann, wenn die Unruhe 18 vier Schwingungen ausgeführt hat, was also eine Schwingungsperiode von 0,4 Sekunden für den Hebel 46 bedeutet.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung ist außerordentlich vorteilhaft, denn die Kupplungskraft, die vom Rad 35 auf die Hemmung ausgeübt wird, ist praktisch konstant und unabhängig von der Energie, die dem Hebel 46 durch das Rad 25 erteilt wird. Tatsächlich wird diese Kraft ausschließlich durch die Feder 36 bestimmt, und die Reibung, die das Ende des Fingers 44 auf den Anschlag 45 des Rades 35 ausüben kann, läßt sich völlig vernachlässigen. Zugleich ergibt sich der Vorteil, daß es nunmehr möglich ist, auf das erste Rad 25 eine Kraft auszuüben, die viel stärker ist als diejenige, die dieses Rad einerseits auf das zweite Rad 35 über die Feder ausübt. Praktisch ist diese Kraft stets mindestens zweimal so groß wie diejenige der Feder 36. Andererseits ist die gleitende Übertragungseinrichtung, wie sie beschrieben wurde, von einfacher Bauart, denn sie weist nur drehbare Teile auf, wobei alle an der Reibung teilnehmenden Elemente in dem zylindrischen Gehäuse aus Flansch 6 und Glocke 7 eingeschlossen sind. Auf diese Weise sind diese Elemente gegen Staub geschützt und arbeiten demgemäß unter den bestmöglichen Bedingungen derart, daß sich die auf das Ritzel 15 übertragene Kraft im Laufe der Zeit praktisch nicht ändert, auch nicht nach sehr langem Gebrauch.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Durch eine Welle mit veränderbarer Geschwindigkeit antreibbare Vorrichtung zur Erzeugung von Impulsen in exakt gleichen zeitlichen Abständen, bei der zwischen der Welle und einem von einer Hemmung kontrollierten Drehorgan eine Rutschkupplung angeordnet ist und bei der das Drehorgan mit mindestens einem beweglichen Teil zusammenwirkt, um es durch regelmäßige Impulse zu verstellen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Drehorgan und Hemmwerk eine Einrichtung eingeschaltet ist, die in bekannter Weise das Drehorgan nach Maßgabe seiner Winkeldifferenz in bezug auf ein das Hemmwerk antreibendes, mit dem Drehorgan durch ein elastisches Glied verbundenes Glied periodisch blockiert und freigibt, wobei die Blockierungseinrichtung aus einem Finger (44) eines Planetenrades (43) eines mit dem Drehorgan (25) um ein ortsfestes Sonnenrad (33) umlaufenden Planetenradgetriebes (39 bis 43) besteht, der mit einem Anschlag (45) des elastisch nachgeführten Gliedes (35) derart zusammenarbeitet, daß nach dessen Drehung um einen festliegenden Winkel relativ zu dem Drehorgan (25) dieses freigegeben und um den gleichen Winkelbetrag nachgeführt und wieder blockiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise das Drehorgan aus einem Rad (25) besteht, welches mit einem zweiten, das drehende Teil bildenden Rad (35) über eine Feder (36) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung auf das erste Rad (25) eine Kraft ausübt, die mindestens zweimal so groß ist wie diejenige, die das erste Rad über die Feder (36) auf das zweite Rad ausübt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung die Gestalt eines abgeflachten zylindrischen Gehäuses (6, 7) aufweist, dessen Achse mit derjenigen der Welle (1) variabler Geschwindigkeit zusammenfällt, wobei in diesem Gehäuse zwei Reibbeläge (8, 9) in Scheibenform und, zwischen diesen Belägen angeordnet, zwei freie Scheiben (10,11) untergebracht sind, die durch mindestens eine Federscheibe (12) im Abstand gehalten werden, derart, daß jeder der Reibbeläge zwischen einer der Scheiben und einer Stirnwand des Gehäuses festgehalten wird und somit die Kraftüber-

tragung durch Reibung zwischen dem Gehäuse und den Scheiben erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) variabler Geschwindigkeit das zylindrische Gehäuse (6, 7) durchläuft und fest mit einem die eine Stirnwand dieses Gehäuses bildenden Flansch (6) verbunden ist, der im übrigen in dem Gehäuse mittels eines Gewindes festgeschraubt ist, das eine Regulierung des auf die Reibbeläge auszuübenden Drucks ermöglicht, wobei die den Belägen anliegenden Scheiben (10,11) drehfest miteinander in Verbindung stehen und die eine von ihnen mit einer die Welle umgebenden Büchse (13) verbunden ist, die außerhalb des Gehäuses als Antriebsglied (14) für die Übertragungsvorrichtung dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 738 356.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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