DE52171C - Geschwindigkeitsanzeiger für Eisenbahnfahrzeuge - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

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Vorliegender Geschwindigkeitsanzeiger zeigt die augenblickliche Geschwindigkeit des Fahrzeuges durch einen Zeiger auf einem festen Zifferblatt an.

Seine wesentlichsten Theile sind:
ι. ein Uhrrä'derwerk, welches die eigentliche Mefsarbeit ausführt,

2. ein Zeigerwerk und

3. eine besondere Vorrichtung, welche zwischen dem Triebwerk des Fahrzeuges und dem Uhrräderwerk eingeschaltet ist, um die Geschwindigkeit des Räderwerks derart zu regeln, dafs dieselbe zu der Geschwindigkeit in stets gleichem Verhältnifs erhalten wird, ohne dafs eine unveränderliche Uebersetzung durch starre Glieder benutzt wird. Hierzu wird eine Spannvorrichtung gebraucht.

Aus dem jedesmaligen Wege, welchen ein bestimmter Theil der Spannvorrichtung gegen einen anderen Theil zurückzulegen hat, um die Geschwindigkeit des Uhrräderwerks in vorerwähnter Weise zu ändern, ergiebt sich die gesuchte Geschwindigkeit der Maschine.

Die Spannvorrichtung besteht aus zwei Spiralfedern/ und f\ deren Windungen verschiedenen Drehsinn haben. Das äufserste Ende einer jeden Feder ist, wie die Spiralfeder einer Uhr, fest mit dem Umfang eines Federhauses F, welches lose um eine Federwelle w drehbar ist, verschraubt, während das innere Ende sich um die Federwelle legt und mit derselben durch Schraubung, Klemmung oder andere geeignete Weise fest verbunden ist. Da das Federhaus bei seiner Drehung gezwungen wird, das Uhrräderwerk in Gang zu setzen, so wird bei Umdrehung der Federwelle w eine der Federn immer gespannt und die andere (im entgegengesetzten Sinne gewundene Feder) gelöst werden, und diejenige Feder, welche dadurch die überwiegende Spannung erhalten hat, versetzt das Federhaus in Drehung, und zwar stets im nämlichen Sinne, wie die Federwelle dreht. Wenn beide Federn gleich stark gespannt sind, so heben sie sich in ihrer Drehwirkung auf, was zur Folge hat, dafs Federhaus und Uhrwerk stillstehen müssen. Letzterer Fall tritt selbsttätig jedesmal ein, sobald das Fahrzeug stillsteht, weil die Federwelle w mit dem Triebwerk des Fahrzeuges derart in Verbindung gebracht ist, dafs ihre Drehgeschwindigkeit der Fahrgeschwindigkeit proportional ist. In dieser Ruhestellung bezw. beim Stillstand des Fahrzeuges ist dann jede Feder halb so stark angespannt, als die gröfste Spannung, welche sie ausüben mufs, wenn das Fahrzeug seine gröfste Geschwindigkeit erreicht.

Nach Vorstehendem erfolgt das Anspannen und Loslassen der beiden Federn allein durch die Bewegung des Fahrzeuges, so dafs ein Aufziehen der Federn nie erforderlich wird.

Die Uebertragung der . Fahrzeugsbewegung auf die Federwelle w durch das Triebwerk geschieht in folgender Weise.

Die senkrechte Antriebswelle A, welche in bekannter Weise von einer Laufachse des Fahrzeuges aus durch Kegelräder in Drehung versetzt wird, trägt an ihrem oberen, im Ge-

häuse gelagerten Ende eine Schnecke s, und letztere treibt das Schneckenrad 5 um, welches auf der Federwelle befestigt ist.

Sobald das Fahrzeug sich in Bewegung setzt, überträgt sich die Drehung seiner Laufachse auf die Federwelle und dadurch wird, wie angegeben, immer die eine Feder stärker gespannt, während die andere in gleichem Mafse sich löst. Welche der Federn gespannt oder gelöst wird, hängt von der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges ab, ob es vor- oder rückwärts läuft.

Die stärker gespannte Feder treibt das Federhaus um, und letzteres setzt mit Hülfe seines Bodenrades B das Uhrräderwerk in entsprechender Richtung in Gang.

Die Anspannung der einen und das Loslassen der anderen Feder dauert dabei so lange fort, bis infolge der wachsenden Federspannung die Winkelgeschwindigkeit des Federhauses genau gleich der Winkelgeschwindigkeit der Federwelle geworden ist. Von diesem Augenblicke an drehen sich Federhaus und Federwelle mit gemeinschaftlicher Winkelgeschwindigkeit und ein relativer Ausschlag der Federwelle ist nicht mehr möglich. Umgekehrt müssen Federhaus und Federwelle so lange gegen einander sich verdrehen, bis infolge der veränderten Federspannung die Winkelgeschwindigkeit beider wieder gleich geworden ist.

Das Uhrräderwerk hat den Zweck, den treibenden Federn einen entsprechenden Widerstand zu bieten bezw. durch seine Drehung die Federn eine mefsbare Arbeit verrichten zu lassen. Es besteht aus einfachen Rädern, die, wie die Abbildungen erläutern, in mehrfacher Uebersetzung einen Windfang W treiben. Der letztere ist in bekannter Weise verstellbar einzurichten , um die Gröfse seiner Geschwindigkeit regeln zu können. Auch ist es angängig, den Windfang durch bekannte Uebertragungsmechanismen von der Zeigerwelle Z aus selbstthätig zu verstellen, zu dem Zwecke, um seine Geschwindigkeit gleichförmig zu erhalten.

Das Zeigerwerk dient dazu, den relativen Drehwinkel der Federwelle bei ihrer Verdrehung gegen das Federhaus auf einem festen Zifferblatt anzuzeigen. Zu dem Zwecke wird die Geschwindigkeit des Federhauses vom Bodenrade B aus auf das Kegelrad K derart übertragen, dafs das letztere immer in einer Richtung umläuft, welche dem jedesmaligen Drehsinn der Federwelle entgegengesetzt ist. Das Kegelrad k sitzt lose auf der Zeigerwelle Z und ihm gegenüber dreht sich das Kegelrad /c¹, welches fest mit der Schnecke verbunden ist und daher stets entgegengesetzt dreht wie das Kegelrad k. Zwischen den Zahnkränzen beider Kegelräder bewegt sich das Lauf kegelrädchen I, welches lose auf einem mit der Zeigerwelle Z fest verbundenen Kurbelarm α drehbar und daher (sobald die beiden Kegelräder bezw. Federhaus und Federwelle) ungleiche Winkelgeschwindigkeit haben, gezwungen ist, auf den Zahnkränzen zu rollen, wobei es die .Zeigerwelle Z mit dem Zeiger zur Umdrehung bringen mufs. Sobald beide Kegelräder gleiche Geschwindigkeit erlangt haben, mufs das Laufrädchen, sich lose um seine Welle α drehend, stehen bleiben. In diesem Augenblicke steht auch der Zeiger still und zeigt auf der Theilung des Zifferblattes die entsprechende Fahrgeschwindigkeit an.

Federstärke und geringste Länge des relativen Federweges bestimmen sich aus der Forderung, dafs es möglich sein mufs, durch die Federkraft die' Federhausgeschwindigkeit mindestens in der nämlichen Zeit und dabei auch in gleichem Mafse zu. verändern, wie es im regelmäfsigen Betriebe beim Laufe des Fahrzeuges mit der Fahrgeschwindigkeit geschehen kann. Nimmt man z. B. als geringste Zeit, in welcher die Fahrgeschwindigkeit um ι km in der Minute bei regelmäfsiger Fahrt verändert werden kann, so mufs der in einer Secunde zu erzielende relative Ausschlag der Federwelle ausreichen, um in dieser Zeit die Federhausgeschwindigkeit der Gröfse von ι km in der Minute entsprechend zu verändern.

In den Fig. ι und 2 wurde angenommen, dafs der Zeiger auf dem Zifferblatt eine halbe Umdrehung machen mufs, um die Fahrgeschwindigkeit von ο bis zu 100 km in der Minute anzuzeigen, und dafs dabei beide Federn zusammen eine ganze (jede Feder eine halbe) Windung machen müssen, um die Geschwindigkeit des Federhauses von ο auf eine Ge- ■ schwindigkeit zu bringen, welche der Fahrgeschwindigkeit von 100 km entspricht.

In der Fig. 3 ist ein Triebwerk gezeichnet, welches bei eintretender Veränderung der Fahrgeschwindigkeit eine raschere Drehung der Federwelle als bei der vorbeschriebenen Grundanordnung, ohne dafs dabei die Schnecke s und das Schneckenrad S rascher als vorher zu laufen brauchen, bewirkt. Diese eigenthUmliche Wirkung wird durch Einlegung eines Kegelradvorgeleges, bestehend aus dem Laufrade L und den Winkelrädern k^l und k, erzielt.

Das Laufrad L sitzt fest auf seiner Achse a und schwingt mit derselben um die Federwelle, wobei die Welle α in der Hülse h, die lose um die Federwelle drehbar ist, ein Fufslager findet. Das Laufrad L kann sich also um die Achse α nicht -drehen, so länge die Geschwindigkeit der Kegelräder K und K¹, von denen K mit der Schnecke s verbunden, lose um die Federwelle dreht, gleich grofs ist. Es wird vielmehr in diesem Falle, ohne dafs .sich die Welle α um sich selbst dreht, um die Feder-

Claims (3)

welle schwingen, wobei es von den Zahnkränzen der Räder K und K1 mitgenommen wird. Gleichzeitig schwingt auch das Kegelrad k1 und setzt dadurch das Kegelrad k mit der Federwelle in Umdrehung. Sobald aber die Geschwindigkeit des Federhauses oder des mit demselben fest verbundenen Rades K1 von der Geschwindigkeit des Rades K abweicht, wird auch die Welle α mit dem Kegellaufrade L und dem Kegelrade k1 sich drehen müssen, und dadurch erfolgt eine die beiden Geschwindigkeiten wieder gleichmachende Federspannung. Letztere wird um so schneller erzielt, je gröfser das Uebersetzungsverhältnifs zwischen K und L ist. In der Fig. 3 ist ferner ein von dem oben beschriebenen abweichendes Zeigerwerk dargestellt. In einer Nabe des Federhauses ist Schraubengewinde geschnitten, in welches das ebenfalls mit Gewinde versehene Ende einer Hülse h eingreift, die lose auf einem in die Federwelle eingelegten Keil verschiebbar und dabei gezwungen ist, mit letzterer sich zu drehen. An ihrem anderen Ende ist die Hülse mit Zahnschnitten versehen, in welche das auf der , Nebenzeige^welle ^' sitzende Rädchen r eingreift, so dafs bei einer Verschiebung der Hülse die Nebenzeigerwelle ^1 und die damit in Verbindung stehende 'Hauptzeigerwelle \ umgedreht werden. Eine solche Verschiebung, mufs aber stets eintreten, sobald Federhaus und Federwelle verschiedene Winkelgeschwindigkeit haben bezw. sobald die Federn gespannt oder gelöst werden. Patenτ-AnSprüche:

1. An Geschwindigkeitsanzeigern für Eisenbahnfahrzeuge zwei in entgegengesetzter Richtung gespannte Spiralfedern (ff¹, Fig. ι und 3) auf einer Triebachse (w), von deren gemeinschaftlichem Federhause aus die Weiterleitung der Bewegung an ein von einem Windflügel W oder gleichwerthigen Mechanismus gebremstes Laufwerk erfolgt, so dafs durch die Drehung des Federhauses gegen die Antriebswelle der Widerstand des Laufwerks und dadurch die Geschwindigkeit gemessen wird.

2. In Verbindung mit der unter 1. gekennzeichneten Anordnung ein Mechanismus zur Uebertragung der Relativbewegung der Antriebswelle und des Federhauses auf einen Zeiger, bestehend in einem Differentialgetriebe (k k¹ P), Fig. i, dessen beide conaxiale Räder (k k^lj proportional mit Federhaus und Triebachse gedreht werden, und bei welchem die schwankende Achse des mittleren Rades (P) die Zeigerachse dreht.

3. Der Ersatz des in Anspruch 2. gekennzeichneten Mechanismus durch eine Schraube, deren Mutter m, Fig. 3, am Federhause, und deren Spindel (h) auf der Triebachse angeordnet sind, so dafs die axiale Verschiebung derselben als Mafs der Geschwindigkeit , dienen kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.