DE568474C - Integrometer - Google Patents
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Description
Integrometer Zur Berechnung von Integralen, insbesondere solcher, welche bei der Auswertung geophysikalischer Feldarbeiten auftreten, sind Integrierapparate der verschiedensten Konstruktion vorgeschlagen worden, welche durch Nachfahren der gegebenen Kurve mit einem Fahrstift an einer Zählscheibe den Wert des gesuchten Integrals abzulesen gestatten. Der Fahrstift ist gewöhnlich längs einer drehbaren oder parallel verschieblichen Gradführung verschiebbar angeordnet. Durch die Verschiebung des Fahrstiftes und die Bewegung der Gradführung wird einerseits eine Reibfläche, die als drehbare Scheibe, als um seine Achse drehbarer Zylinder oder Kegel oder auch als Kugel ausgebildet zu sein pflegt, bewegt. Außerdem wird eine auf der bewegten Fläche abrollende Rolle, die sogenannte Integrierrolle, nach bestimmten, durch den Mechanismus gegebenen Gesetzen verschoben. Die Relativbewegung der Integrierrolle zu der Reibfläche zusammen mit der Bewegung der Reibfläche selbst bewirkt, daß entsprechend dem Nachfahren des Fahrstiftes die Integrierrolle in verschiedenem Maße abgewickelt wird und daß dadurch die Umdrehungen der Integrierrolle als Gesamtabwicklung einen dem ge-"wichten Intezral proportionalen Wert erzeben. Ein derartiger zur Auswertung von Integralen der Form j'sin n . 99 - f (r) dr, %os n . cT . f (r) dr bestimmter Apparat, Integrometer genannt, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. f (r) bedeutet dabei eine bestimmte gegebene Funktion des Leitstrahlabschnittes, r, p den Leitstrahlwinkel in einem ebenen Polarkoordinatensystem und n eine beliebe Zahl, welche nicht notwendig eine ganze Zahl zu sein braucht.Integrometer For the calculation of integrals, especially those that occur during the evaluation of geophysical field work, integrators of various designs have been proposed which allow the value of the desired integral to be read off by following the given curve with a driving pen on a counting disk. The driving pin is usually arranged displaceably along a rotatable or parallel displaceable degree guide. By shifting the driving pin and the movement of the degree guide, on the one hand a friction surface is moved, which tends to be designed as a rotatable disk, as a cylinder or cone rotatable about its axis or as a ball. In addition, a roller rolling on the moving surface, the so-called integrating roller, is shifted according to certain laws given by the mechanism. The relative movement of the integrating roller to the friction surface together with the movement of the friction surface itself has the effect that the integrating roller is unwound to different degrees according to the trailing of the driving pin and that as a result the revolutions of the integrating roller as an overall unwinding produce a value proportional to the weighted integral The subject of the present invention is an apparatus of this type intended for evaluating integrals of the form j'sin n. 99 - f (r) dr,% os n. cT . f (r) dr, called an integrometer certain given function of the guide ray section, r, p the guide ray angle in a planar polar coordinate system and n any number, which need not necessarily be an integer.
Die bei geophysikalischen Feldarbeiten zur Untersuchung des Aufbaues der Erdrinne auftretenden Integrale, welche dazu bestimmt sind, die Einflüsse unterirdischer Massen bekannter oder angenommener Gestalt auf Krümmungsgrößen und Gradienten und ähnliche Bestimmungsgrößen der Niveauflächen der Schwerkraft oder des magnetischen Erdfeldes zu ermitteln, lassen sich in den wichtigsten Fällen auf die einfache Form bringen, worin, n die Werte z, 2 oder 3 annimmt. Zur Auswertung derartiger Integrale sind bereits mehrfach Integrometer vorgeschlagen worden, bei denen entsprechend der Bewegung des Fahrstiftes längs der um den angenommenen Nullpunkt des Koordinatensystems drehbar angeordneten Gradführung eine Reibscheibe proportional gedreht wird, während die Integrierrolle durch die Drehbewegungen der Gradführung in bezug auf die Reibscheibe derart eingestellt wird, daß ihre Ebene gegen den durch den Berührungspunkt mit der Reibscheibe gezogenen Durchmesser um den Winkel n # p oder den Winkel go ° - ?t # 9p geneigt und von dem Drehpunkt der Reibscheibe in einer Entfernung gehalten wird, welche der jeweiligen Länge desLeitstrahles proportional ist. Apparate dieser Art haben den Nachteil, daß die Integrierrolle für sehr spitze Winkel cp bzw. für von einem rechten nur wenig verschiedene Winkel 99 einen sehr spitzen Winkel mit dem durch den Berührungspunkt gehenden Halbmesser der Reibscheibe bildet. In einer solchen Lage wird naturgemäß nur eine sehr kleine Komponente der Drehbewegung der Reibscheibe auf die Integrierrolle übertragen, während andererseits die Integrierrolle der Drehung der Reibscheibe erhebliche Reibungshindernisse entgegensetzt, was zu einem recht unsicheren Arbeiten der Einrichtung führt. Andere Versuche, diese aus der Schrägstellung der Integrierrolle zu dem Berührungshalbmesser der Reibscheibe sich ergebenden Fehler zu vermeiden, haben zu verwickelten Konstruktionen geführt, indem man versucht hat, die Reibscheibe durch Zylinder- oder Kugelflächen oder auch Kegelflächen zu ersetzen und dergleichen mehr, ohne befriedigende Ergebnisse zu gewährleisten. Die bekannten Integrometer waren überdies meist zur Auswertung nur einer oder höchstens zweier Arten von Integralen geeignet, die sich dadurch unterschieden, daß in einem Falle in der Funktion in dem Integranden die Sinusfunktion, im anderen Falle die Kosinusfunktion auftrat.The integrals occurring in geophysical field work to investigate the structure of the earth's gutter, which are intended to determine the influences of underground masses of known or assumed shape on curvature quantities and gradients and similar parameters of the level surfaces of gravity or the earth's magnetic field, can be found in the most important cases to the simple form bring where, n takes the values z, 2 or 3. To evaluate such integrals, integrometers have already been proposed several times, in which a friction disk is rotated proportionally according to the movement of the driving pin along the degree guide, which is rotatably arranged around the assumed zero point of the coordinate system, while the integrometer is set in this way by the rotary movements of the degree guide with respect to the friction disk is that its plane is inclined relative to the diameter drawn through the point of contact with the friction disk by the angle n # p or the angle go ° -? t # 9p and is kept from the pivot point of the friction disk at a distance which is proportional to the respective length of the guide beam is. Apparatus of this type have the disadvantage that the integrating roller forms a very acute angle with the radius of the friction disk passing through the point of contact for very acute angles cp or for angles 99 which are only slightly different from a right one. In such a situation only a very small component of the rotational movement of the friction disk is naturally transmitted to the integrating roller, while on the other hand the integrating roller opposes the rotation of the friction disk with considerable frictional obstacles, which leads to a very unsafe operation of the device. Other attempts to avoid this error resulting from the inclination of the integrating roller to the contact radius of the friction disk have led to intricate designs in that attempts have been made to replace the friction disk with cylindrical or spherical surfaces or conical surfaces and the like, without satisfactory results to ensure. In addition, the known integrometers were mostly suitable for evaluating only one or at most two types of integrals, which differed in that in one case the sine function appeared in the integrand, in the other the cosine function.
Alle die genannten sowie weiteren Nachteile sind bei dem den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Integrometer in einfachster Weise dadurch überwunden, daß durch zwischen dem Koordinatenanfangspunkt und der Reibscheibe eingeschaltete geeignete Getriebe die Integrierrolle derart durch die Drehbewegung der Fahrstiftgradführung um den Nullpunkt des angenommenen Polarkoordinatensystems verschoben wird, daß der Berührungspunkt der Integrierrolle mit der Reibscheibe eine durch den Mittelpunkt der letzteren gehende Kreislinie beschreibt und daß die Ebene der Integrierrolle in an sich bekannter Weise stets senkrecht zu dem Berührungshalbmesser der Reibscheibe gehalten wird. Vorzugsweise wird die Einrichtung so getroffen, daß die Kreislinie, auf der der Berührungspunkt der Integrierrolle mit der, treibenden Reibscheibe geführt wird, auf einem anderen Kreis doppelten Durchmessers innen abrollt. Der Berührungspunkt der Integrierrolle bewegt sich dann nach bekannten mathematischen Gesetzen auf einem Durchmesser des großen Kreises, also, wenn dessen Mittelpunkt in die Achse der Reibscheibe fällt, auf einem Durchmesser der Reibscheibe. Der jeweilige Abstand des Berührungspunktes von dem Mittelpunkt der Reibscheibe ist dann proportional dem cos des halben Winkels, um den der rollende Kreis abgerollt ist. Das Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe, welches die Drehbewegung des Fahrstiftes auf den Abrollmechanismus des die Integrierrolle führenden Kreises überträgt, braucht daher nur derart gewählt zu werden, daß einer Bewegung der Fahrstiftgradführung um den Winkel 9p der Abrollwinkel 2 rc (p entspricht, damit der Berührungspunkt der Integrierrolle von dem Drehpunkt der Reibscheibe ständig den Abstand cos ;t 99 hat. Wird die Reibscheibe beispielsweise proportional der Verschiebung des Fahrstiftes längs der Gradführung gedreht, so wickelt die Integrierrolle um einen Betrag ab, welcher offensichtlich proportional cos n r . dr ist, so daß die Gesamtabwicklung dem Integral fcosnP#dr proportional ist. Sieht man verschiedene wahlweise einstellbare Übersetzungsgetriebe vor, so läßt sich ein Integrometer bauen, welches zur Auswertung einer ganzen Reihe von Integralen der obigen Form brauchbar ist. Sieht man z. B. ein doppeltes, vierfaches und sechsfaches wahlweise einschaltbares Übersetzungsverhältnis vor, so hat man ein Integrometer, welches zur Auswertung der drei Integrale %cos (p dr fcos 2 99 dr ,%cos 3 P dr dienen kann. Zweckmäßig ist es, den Verschiebungsmechanismus für die Integrierrolle durch eine lösbare Kupplung mit dem Getriebe zu verbinden. Da der Berührungspunkt der Integrierrolle von dem einen bis zum anderen Endpunkt des Durchmessers des festen Kreises wandert, so hat man nur-nötig, nach Lösen der Kupplung die Integrierrolle um den Halbmesser des festen Kreises zu verschieben, um das Integrometer auch zur Auswertung von Integralen benutzen zu können, bei denen unter dem Integralzeichen an Stelle der cos-Funktion die sin-Funktion tritt.All of the above and other disadvantages are overcome in the simplest way in the integrometer forming the subject of the present invention, in that the integrometer is shifted around the zero point of the assumed polar coordinate system by the rotary movement of the drive pin guide by means of a suitable gear unit connected between the coordinate starting point and the friction disk, that the point of contact of the integrating roller with the friction disk describes a circular line passing through the center of the latter and that the plane of the integrating roller is always kept perpendicular to the contact radius of the friction disk in a manner known per se. The device is preferably made in such a way that the circular line on which the contact point of the integrating roller is guided with the driving friction disk rolls inside on another circle of double diameter. The contact point of the integrating roller then moves according to known mathematical laws on a diameter of the large circle, that is, if its center point falls on the axis of the friction disc, on a diameter of the friction disc. The respective distance of the point of contact from the center of the friction disk is then proportional to the cos of half the angle by which the rolling circle is unrolled. The transmission ratio in the transmission, which transmits the rotary movement of the driving pin to the unwinding mechanism of the circle guiding the integrating roller, only needs to be selected in such a way that a movement of the driving pin degree guide by the angle 9p corresponds to the rolling angle 2 rc (p, so that the point of contact of the Integrierrolle from the pivot point of the friction disc constantly cos distance;. t 99 has If the friction disk, for example, proportional rotated along the displacement of the driving pin of the degree of guidance, the Integrierrolle handles by an amount which is proportional cos nr dr, is obviously such that the. Total development is proportional to the integral fcosnP # dr If one provides various optionally adjustable transmission gears, an integrometer can be built which can be used for evaluating a whole series of integrals of the above form optionally switchable gear ratio old, you have an integrometer which can be used to evaluate the three integrals% cos (p dr fcos 2 99 dr,% cos 3 P dr. It is useful to connect the displacement mechanism for the integrating roller to the gear unit by means of a releasable coupling. Since the point of contact of the integrating roller moves from one end point to the other of the diameter of the fixed circle, it is only necessary to move the integrating roller by the radius of the fixed circle after loosening the coupling in order to also use the integrometer to evaluate integrals where the sin function takes the place of the cos function under the integral sign.
Zur Auswertung von Integralen, bei denen die cos- bzw. sin-Funktion mit einer Funktion des Leitstrahles multipliziert erscheint, hat man nur nötig, der Integrierrolle eine zusätzliche, von der Verschiebung des Fahrstiftes, d. h. dem Wert des Leitstrahlabschnittes, abhängige Verschiebung zu erteilen, was z. B. mit Hilfe von Differentialgetrieben geschehen kann. Statt dessen kann aber auch eine zweite durch die Integrierrolle anzutreibende Reibscheibe vorgesehen sein, welche in bezug auf die Integrierrolle durch die Bewegung des Fahrstiftes längs seiner Gradführung verschoben wird. Zweckmäßig wird man auch hier die Lagerung der getriebenen (zweiten) Reibscheibe sowie die Bewegungsübertragungsmittel derart ausbilden, daß die Ebene der Integrierrolle ständig senkrecht zu dem Berührungshalbmesser der getriebenen Reibscheibe steht. Die Reibscheibe selbst kann als Zählscheibe für die Abwicklung der Integrierrolle dienen, so daß an der Teilung der Reibscheibe der Wert des gesuchten Integrals abgelesen werden kann. Wenn nötig, kann man aber auch die getriebene Reibscheibe mit einem weiteren Zählwerk verbinden. Wenn es erforderlich erscheint, können ebenfalls für das die Verschiebung der getriebenen (zweiten) Reibscheibe bewirkende Getriebe verschiedene wahlweise einstellbare Übersetzungen vorgesehen sein, durch welche das Integrometer auch zur Auswertung solcher Integrale nutzbar wird, bei denen die voll r abhängige Funktion verschieden gebaut ist. Für den einfachsten Fall, in dem Integrale auszuwerten sind, deren Integrand entweder nur dem cos n g oder dem sin st @, «°o sa nicht notwendig eine ganze Zahl zu sein braucht, proportional ist oder noch als Faktor eine bestimmte Funktion von T enthält, kann das Integronieter für beide Arten von Integralen dadurch nutzbar gemacht sein, daß eine lösbare Kupplung vorgesehen ist, welche gestattet, entweder den Verschiebungsmechanismus für die zweite getriebene Reibscheibe mit der Fahrstiftverschiebung zu verbinden oder aber von dieser zu lösen. Während im ersteren Fall die Entfernung des Berührungspunktes der Integrierrolle mit der getriebenen Reibscheibe von deren Mittelpunkt geändert wird und infolgedessen Integrale ausgewertet werden, deren Integrand als Faktor eine Funktion von r enthält, ändert sich nach Lösen der Kupplung die Entfernung des Berührungspunktes der getriebenen Reibscheibe von deren Mittelpunkt nicht, so daß in diesem-Falle von y unabhängig Integrale ausgewertet werden. Durch die Erfindung «erden eine «eitere Anzahl erheblicher baulicher Vcrbesserungen der bekannten Integrometer erreicht, wie sich aus dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Integrometer, welches zur Auswertung folgender zwölf Integrale dienen kann, welche für die Lösung der meisten bei der Auswertung von Schweremessungen mit der Eötvösschen Drehwaage auftretenden Aufgaben ausreichen: '.cos cp dr, ,fcos 2 cp dr, ,%cos 3 9p dr @sin97dy, ,I.sin2cpdr, Isin3(fdr Von den Zeichnungen zeigt Abb. i das Schema, nach dem das Integrometer arbeitet. Abb.2 ist eine schaubildliche Darstellung des Gesamtapparates, wobei zur besseren Ubersicht einzelne Teile weggebrochen sind. Die Abb.3 bis 6 stellen Einzelteile des Integrometers dar.To evaluate integrals in which the cos or sin function appears to be multiplied by a function of the guide beam, it is only necessary to give the integrating roller an additional shift depending on the displacement of the drive pin, i.e. the value of the guide beam section, what z. B. can be done with the help of differential gears. Instead, however, a second friction disk to be driven by the integrating roller can also be provided, which is displaced in relation to the integrating roller by the movement of the driving pin along its degree guide. Here, too, the bearing of the driven (second) friction disk and the movement transmission means are expediently designed in such a way that the plane of the integrating roller is always perpendicular to the contact radius of the driven friction disk. The friction disk itself can serve as a counting disk for the development of the integrating role, so that the value of the integral sought can be read off from the division of the friction disk. If necessary, you can also connect the driven friction disc to another counter. If it appears necessary, different optionally adjustable gear ratios can also be provided for the shifting of the driven (second) friction disk, through which the integrometer can also be used for evaluating those integrals in which the fully r-dependent function is built differently. For the simplest case, in which integrals are to be evaluated, the integrand of which either only needs to be cos ng or sin st @, «° o sa need not necessarily be an integer, is proportional or still contains a certain function of T as a factor, the integrator can be made usable for both types of integrals in that a releasable coupling is provided which allows either to connect the displacement mechanism for the second driven friction disk to the driving pin displacement or to disconnect it from it. While in the former case the distance between the point of contact of the integrating roller and the driven friction disk is changed from its center point and as a result integrals are evaluated whose integrand contains a function of r as a factor, the distance between the point of contact between the driven friction disk and the driven friction disk changes after the clutch is released Not the center point, so that in this case integrals are evaluated independently of y. A further number of considerable structural improvements of the known integrometers are achieved through the invention, as can be seen from the exemplary embodiment shown in the drawings. The exemplary embodiment relates to an integrometer which can be used to evaluate the following twelve integrals, which are sufficient for solving most of the tasks that occur when evaluating gravity measurements with the Eötvös rotary balance: '.cos cp dr,, fcos 2 cp dr,,% cos 3 9p dr @ sin97dy,, I.sin2cpdr, Isin3 (fdr Of the drawings, Fig. I shows the scheme according to which the integrometer works. Fig. 2 is a diagrammatic representation of the entire apparatus, with individual parts broken away for a better overview. Figures 3 to 6 show individual parts of the integrometer.
In der schematischen Darstellung in Abb. i bezeichnet i die Gradführung für den Fahrstift, welche um den Zapfen -, drehbar angeordnet ist. Fest auf dem Zapfen 2 sitzt das Zahnrad 3. Die Gradführung i trägt eine Kreisscheibe .I. Auf dieser sind um Zapfen 5, 6 die Zahnräder 7, 8 drehbar angeordnet, und zwar derart, daß Zahnrad 7 mit 3, 8 mit 7 im Eingriff stellt. Der Drehzapfen 6 befindet sich dabei im Mittelpunkt der Kreisscheibe 4.. Mit dem Zahnrad 8 ist der Lenker 9 fest verbunden. Der Lenker 9 -trägt den mit der Kreisscheibe .1 in keiner Verbindung stehenden Drehzapfen io für das Zahnrad ii. Letzteres steht mit der Innenverzahnung 12 der Kreisscheibe ,I im Eingriff. Wird die Fahrstiftgradführung i im Uhrzeigersinn in die gestrichelt gezeichnete Lage i' gedreht, so wälzt sich das Zahnrad 7 an dem feststehenden Zahnrad 2 ab und gelangt in die Lage 7'. Entsprechend wird das Zahnrad 8 in Drehung versetzt und gelangt in die Lage 6'. Es ist angenommen, daß der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 8 gleich demjenigen des festen Zahnrades 3 ist. Infolgedessen hat sich das Zahnrad 8, nachdem es in die neue Lage 8' gelangt ist, um den gleichen Winkel i) gedreht, um den die Fahrstiftgradführung i' gedreht ist. Infolgedessen bleibt jeder Durchmesser des Zahnrades 8 bei der Drehbewegung sich - selbst parallel, also auch die Verbindungslinie der Mittelpunkte der beiden Zahnräder 8 und ii, da ja der Drehzapfen io des Zahnrades ii in dem mit dem Zahnrad 8 starr verbundenen Lenker 9 gelagert ist. In der neuen Lage ii' schließt die Verbindungslinie der Mittelpunkte der Zahnräder 8 und ii mit der Fahrstiftgradführung daher den gleichen Winkel ein, um den die Fahrstiftgradführung aus der Lage i, bei welcher der Mittelpunkt des Zahnrades ii auf der verlängerten Gradführung lag, in die Lage i' gedreht ist. Da das Zahnrad ii auf dem innen verzahnten Rad 12 abrollt und der Teilkreisdurchmesser von ii gleich der Hälfte des Teilkreisdurchmessers von 12 ist und das Zahnrad ii durch die beschriebene Verbindung mit dem Zahnrad 8 zum Abrollen auf dem Zahnrad 12 gezwungen wird, so bewegt sich jeder Punkt auf dem Umfang des Teilkreises des Zahnrades ii auf dem Durchmesser des Teilkreises des Zahnrades 12. Der Punkt P, welcher in der Ausgangsstellung der Fahrstiftgradführung auf deren Verlängerung lag, wandert daher auf dieser, und der Winkel, um den der Teilkreis des Zahnrades ii auf dem Teilkreis des Zahnrades 12 abrollt, ist gleich dem Doppelten des Winkels 99, um den die Gradführung aus der -Stellung i in die Stellung i' gedreht ist. Ist der Punkt P, nachdem die Fahrstiftgradführung in die Stellung i' gedreht ist, nach dem Punkt P' gelangt, so ist daher in dieser Stellung die Entfernung des Punktes P' von dem Mittelpunkt 6' der Kreisscheibe 4' gleich R # cos (p, wenn R den Teilkreisdurchmesser des Kreises 12 bedeutet. Wird also eine Reibscheibe 13 ebenfalls um den Drehzapfem 6, also um den Mittelpunkt der Kreisscheibe 4 drehbar gelagert und diese in Berührung mit einer Integrierrolle gehalten, welche mit dem Zahnrad ii derart gekuppelt ist, daß ihr Berührungspunkt mit der Reibscheibe 13 mit dem Punkt P des Teilkreises des Zahnrades ii zusammenfällt und dabei ihre Ebene senkrecht zu der Gradführung i gehalten, so wird die Integrierrolle bei der Bewegung der Fahrstiftgradführung so geführt, daß ihr Berührungspunkt mit der Reibscheibe von deren Mittelpunkt stets die Entfernung R # cos 9p hat und ihre Ebene dabei auf dem Berührungshalbmesser stets senkrecht steht. Wird daher beim Nachfahren einer Kurve mit einem längs der Gradführung verschieblichen Fahrstift die Reibscheibe 13 noch proportional dem Verschiebungsweg des Fahrstiftes auf der Gradführung gedreht, so wickelt die Integrierrolle in der Tat bei der Bewegung um fR # cos p dy ab, so daß an -einer Zählteilung der Integrierrolle oder einer von der Integrierrolle angetriebenen Zählrolle der Wert des Integrals abgelesen werden kann. Macht man statt dessen den Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 8 nur halb so klein wie denjenigen des Zahnrades 3 und dabei den Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 7 entsprechend größer, so daß der Mittelpunkt des Zahnrades 8 wieder mit dem Mittelpunkt der Kreisscheibe 4 zusammenfällt, so würde bei einer Drehung der Fahrstiftgradführung um den Winkel p das Zahnrad ii offenbar um den Winkel 4 99 abrollen. Entsprechend würde die Entfernung des Berührungspunktes der Integrierrolle von dem Mittelpunkt der Reibscheibe 13 gleich R # cos 2 (p werden, und die Zählrolle würde um einen dem Wert des Integrals ,%R # cos 4T dy proportionalen Wert abwickeln. Selbstverständlich könnte man durch andere Ausbildung des die Drehbewegung der Fahrstiftgradführung i in die Abrollbewegung des Zahnrades ii übertragenden Mechanismus erreichen, daß das Zahnrad ii um einen Winkel 2 n (p abrollt, wenn die Fahrstiftgradführung um den Winkel p gedreht wird, wobei n eine beliebige, nicht not-. wendig ganze Zahl sein kann.In the schematic representation in Fig. I, i denotes the degree guide for the driving pin, which is arranged to be rotatable around the pin. The gear wheel 3 sits firmly on the pin 2. The degree guide i carries a circular disk .I. On this the gears 7, 8 are rotatably arranged about pins 5, 6, in such a way that gear 7 with 3, 8 with 7 is in engagement. The pivot 6 is located in the center of the circular disk 4 .. With the gear 8, the link 9 is firmly connected. The handlebar 9 -bears the unrelated pivot pin io for the gear wheel ii with the circular disc .1. The latter is in engagement with the internal teeth 12 of the circular disk, I. If the driving pin level guide i is rotated clockwise into the position i 'shown in dashed lines, the gear wheel 7 rolls off the stationary gear wheel 2 and arrives at position 7'. Correspondingly, the gear wheel 8 is set in rotation and reaches the position 6 '. It is assumed that the pitch circle diameter of the gear 8 is equal to that of the fixed gear 3. As a result, after the gear wheel 8 has reached the new position 8 ', it has rotated through the same angle i) by which the drive pin level guide i' is rotated. As a result, each diameter of the gear 8 remains in the rotary movement itself - parallel, so also the connecting line of the centers of the two gears 8 and ii, since the pivot pin io of the gear ii is mounted in the link 9 rigidly connected to the gear 8. In the new position ii ', the line connecting the centers of the gears 8 and ii with the driving pin degree guide therefore includes the same angle that the driving pin degree guide from position i, in which the center point of gear ii was on the extended degree guide, into the position i 'is rotated. Since the gear wheel ii rolls on the internally toothed wheel 12 and the pitch circle diameter of ii is equal to half the pitch circle diameter of 12 and the gear wheel ii is forced by the described connection with the gear wheel 8 to roll on the gear wheel 12, every point moves on the circumference of the pitch circle of the gear ii on the diameter of the pitch circle of the gear 12. The point P, which was in the starting position of the Fahrstiftgradführung on its extension, therefore moves on this, and the angle by which the pitch circle of the gear ii on the The pitch circle of the gear wheel 12 is equal to twice the angle 99 by which the degree guide is rotated from the position i to the position i '. If the point P has reached the point P 'after the driving pin level guide has been turned into the position i', the distance of the point P 'from the center 6' of the circular disk 4 'is therefore equal to R # cos (p , if R means the pitch circle diameter of the circle 12. If a friction disk 13 is also rotatably mounted around the pivot 6, that is to say around the center of the circular disk 4, and this is held in contact with an integrating roller which is coupled to the gear wheel ii in such a way that its The point of contact with the friction disk 13 coincides with the point P of the pitch circle of the gear wheel ii while keeping its plane perpendicular to the degree guide i, the integrating roller is guided during the movement of the drive pin degree guide so that its point of contact with the friction disk is always the distance from its center R # cos 9p and its plane is always perpendicular to the contact radius The friction disk 13 is still rotated proportionally to the displacement of the drive pin on the degree guide, so the integrating roller actually unwinds during the movement by fR # cos p dy, so that at - a counting division of the integrating roller or one driven by the integrating roller Counting roller the value of the integral can be read. Instead, if you make the pitch circle diameter of the gear 8 only half as small as that of the gear 3 and the pitch diameter of the gear 7 is correspondingly larger, so that the center of the gear 8 coincides again with the center of the circular disk 4, the Drive pin degree guide at the angle p, the gear ii apparently unroll at the angle 4 99 . Correspondingly, the distance of the contact point of the integrating roller from the center of the friction disk 13 would be equal to R # cos 2 (p, and the counting roller would unwind around a value proportional to the value of the integral,% R # cos 4T dy of the mechanism that transfers the rotary movement of the driving pin guide i into the rolling motion of the gear wheel ii, that the gear wheel ii rolls by an angle 2 n (p when the driving pin guide is rotated by the angle p, where n is an arbitrary, not necessary whole Number can be.
Nach dem in Abb. i dargestellten Schema ist das in Abb. 2 schaubildlich dargestellte Integrometer gebaut. Der Fahrstift 14 ist an einem gekröpften Halter 15 angebaut, welcher längs der aus einer geraden Stange bestehenden Gradführung i gleiten kann. Die Längsverschiebung des Fahrstiftes 14 geschieht durch Drehen des Knopfes 16, welcher mit einem Zahnrad 17 fest verbunden ist, das im Eingriff mit der Zahnstange 18 steht, die mit der Stange i zusammen die Gradführung für den Fahrstift 14 bildet. Zahnstange 1£? und Gradführung i, die der Gradführung i der Abb. i entspricht, sind an dem trommelartigen Gehäuse ig befestigt. Dieses ist um den Zapfen 2 (siehe in Abb. i ebenfalls Bezugszeichen 2) frei drehbar, welcher damit gleichzeitig als Drehzapfen für die Fahrstiftgradführung dient. Der Zapfen selbst ist an einem brückc nartigen Träger 2o befestigt. Auf dem Zapfen 2 ist das Zahnrad 3 (entsprechend 3 der Abb. i) fest aufgekeilt. In dem Gehäuse ig ist die Drehachse 2i (entsprechend 6 der Abb. i) für die Reibscheibe 13 gelagert. Die Reibscheibe 13 ist an der unteren Seite mit einer Kegelradverzahnung 22 versehen, welche mit einem Kegelrad 23 in Eingriff steht. Das Kegelrad 23 sitzt auf der geschlitzten Welle 24 fest. Auf die geschlitzte Welle 24 ist die Hülse 25 gesteckt, auf welche das Schraubenrad 26 fest aufgekeilt ist. Die Hülse 25 ist mit einem Stift versehen, welcher in den Schlitz 27 der Welle 24 eingreift. Die Hülse 25 ist daher auf der Welle 24 frei verschiebbar. Sie muß aber jeder Drehung des Schraubenrades 26 folgen. Das Schraubenrad 26 steht mit dem Schraubenrad 27a in Eingriff, welches mit dem Zahnrad 17 fest verbunden ist. Wird daher der Fahrstifthalter auf der Fahrstiftgradführung i durch Drehen des Knopfes 16 verschoben, so wird der Verschiebungsweg mittels des Zahnrades 17, der Schraubenräder 27z, 26, des Kegelrades 23 und der Kegelradverzahnung 22 in eine proportionale Drehung der Reibscheibe 13 umgesetzt. Wird also eine Kurve C mit dem Fahrstift 14 nachgefahren, so wird die Reibscheibe 13 jeweils proportional dr gedreht.According to the scheme shown in Fig. I, this is graphically shown in Fig. 2 integrometer shown. The driving pin 14 is on a cranked holder 15 cultivated, which along the straight rod consisting of a degree guide i can slide. The longitudinal displacement of the driving pin 14 is done by turning of the button 16, which is firmly connected to a gear 17 which is in engagement stands with the rack 18, which together with the rod i the degree guide for the Driving pin 14 forms. Rack 1 pound? and degree guide i that of degree guide i of Fig. I is attached to the drum-like housing ig. This is over the pin 2 (see in Fig. i also reference numeral 2) freely rotatable, which so at the same time serves as a pivot for the driving pin degree guide. The cone itself is attached to a bridge-like carrier 2o. The gear is on pin 2 3 (corresponding to 3 in Fig. I) firmly wedged. The axis of rotation is in the housing ig 2i (corresponding to 6 of Fig. I) for the friction disk 13. The friction disc 13 is provided on the lower side with a bevel gear 22, which with a bevel gear 23 is engaged. The bevel gear 23 sits on the slotted Shaft 24 fixed. The sleeve 25 is pushed onto the slotted shaft 24, onto which the helical gear 26 is firmly keyed. The sleeve 25 is provided with a pin, which engages in the slot 27 of the shaft 24. The sleeve 25 is therefore on the Shaft 24 can be moved freely. But it must follow every rotation of the helical gear 26. The helical gear 26 is meshed with the helical gear 27a, which with the Gear 17 is firmly connected. Therefore, the driving pin holder becomes on the driving pin degree guide i moved by turning the knob 16, the displacement path is set by means of the Gear 17, the Helical gears 27z, 26, of the bevel gear 23 and of the bevel gear teeth 22 converted into a proportional rotation of the friction disk 13. So if a curve C is followed with the driving pin 14, the friction disc is 13 each rotated proportionally to dr.
Auf die Achse 21 ist die Hülse 28 frei drehbar aufgesteckt, auf welcher die Zahnräder 29, 30, 31, die dem Zahnrad 8 der Abb. i entsprechen, fest aufgekeilt sind. Der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 29 ist demjenigen des Zahnrades 3 gleich, während die Teilkreisdurchmesser der Zahnräder 30, 31 gleich der Hälfte bzw. dem dritten Teil desselben sind. Frei drehbar um die Achse 21 ist ferner der Arm 32 angeordnet, welcher die Drehzapfen für die Zahnräder 34, 35, 36, die dem Zahnrad 7 der Abb. i entsprechen, trägt. Für den Arm 32 sind drei durch Rasten bestimmte Schaltstellungen vorgesehen, in deren erster Lage das Zahnrad 34, in deren zweiter, in der Zeichnung dargestellter Lage das Zahnrad 35, in deren dritter Lage das Zahnrad 36 mit den Zahnrädern ,3 und 29 bzw. 3 und 3o bzw. 3 und 31 in Verbindung gebracht wird. Bei einer Drehung der Fahrstiftgradführung i um den Winkel g7 wird daher das große Zahnrad 36a, welches ebenfalls auf der Hülse 28 fest aufgekeilt ist und der Kreisscheibe 4 der Abb. i entspricht, um den Winkel 99 oder den Winkel 2 gg oder den Winkel 3 rP gedreht, je nachdem ob der Arm 32 auf die erste, zweite oder dritte Schaltstellung eingestellt ist.On the axis 21, the sleeve 28 is freely rotatably attached, on which the gears 29, 30, 31, which correspond to the gear 8 of Fig. i, firmly keyed are. The pitch circle diameter of gear 29 is the same as that of gear 3, while the pitch diameter of the gears 30, 31 is equal to half or that third part of the same. The arm 32 is also freely rotatable about the axis 21 arranged, which is the pivot for the gears 34, 35, 36, which the gear 7 correspond to Fig. I. For the arm 32, three are determined by locking Switching positions provided, in whose first position the gear 34, in whose second, In the position shown in the drawing, the gear 35, in the third position of which the gear 36 with the gears, 3 and 29 or 3 and 3o or 3 and 31 in connection will. When the driving pin degree guide i is rotated through the angle g7, the large gear 36a, which is also firmly keyed on the sleeve 28 and the Circular disk 4 of Fig. I corresponds to the angle 99 or the angle 2 gg or rotated the angle 3 rP, depending on whether the arm 32 is on the first, second or third Switch position is set.
In dem Gehäuse =g ist die feste horizontale Wand 37 angeordnet, welche als Lager für den Drehzapfen 38 dient. Letzterer trägt die beiden Zahnräder gleichen Teilkreisdurchmessers 39, 40, von denen 39 fest aufgekeilt ist, während 4o durch die in Abb.3 näher dargestellte Kupplung mit der Welle 38 fest verbunden oder auch von dieser gelöst werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Kupplung derart ausgeführt, daß das Zahnrad 40 lose auf den Zapfen 41 aufgesteckt ist. Der Zapfen 4i ist durch einen Stift 42 mit einer geschlitzten Klaue 43 verbunden. Die Hülse der Klaue 43 trägt einen Konus 44, an den sich ein mit Gewinde versehener zylindrischer Teil45 ansetzt. Auf diesen ist eine :Mutter 46 aufgeschraubt, welche mit einem rohrartigen Ansatz 47 den Konus 44 übergreift. Wird die Mutter 46 angezogen, so drückt der Zylinder 47 den geschlitzten Konus 44 zusammen, so daß die Klauen 43 das Zahnrad 44 festhalten. Dadurch ist die Verbindung des Zahnrades 40 mit dem Zapfen 38 und dem Zahnrad 39 hergestellt. Wird die Mutter 46 gelöst, so löst sich entsprechend die Kupplung. Das Zahnrad 40 steht mit einem Zahnrad 48 in Eingriff. Der Teilkreisdurchmesser dieses Zahnrades ist demjenigen des Zahnrades 36a gleich, entspricht also auch der Kreisscheibe 4 der Abb. i. Infolgedessen wird auch das Zahnrad 48, sofern die Kupplungsmutter 46 angezogen ist, je nach der Stellung des Schalthebels 32 um den Winkel 9a, 2q9 oder 3 cp gedreht. Das Zahnrad 48 ist auf der Wand 37 mittels eines Kugelkranzes 49 um die gleiche Achse wie das Zahnrad 36a drehbar gelagert. Die Wand 37 trägt ferner einen Kugelkranz 5o, welcher als Stützlager für die Reibscheibe 13 dient. Außerdem ist in die Wand 37 ein Kreis eingeschnitten, dessen Mittelpunkt in die Achse 21 der Reibscheibei3 fällt, so daß diese mit dem Kreis konzentrisch ist. In den Kreis ist Innenverzahnung 5i eingeschnitten. In das Zahnrad 48 ist ferner ein Kreis eingeschnitten, welcher als Lager für das Zahnrad 52 dient, welches demzufolge um den Mittelpunkt dieses eingeschnittenen Kreises drehbar ist. Als Lager für das Zahnrad 52, das dem Zahnrad =i der Abb. i entspricht, dient das Kugellager 53. Der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung des Rades 52 ist die Hälfte des Teilkreisdurchmessers der Innenverzahnung 5i. Das Zahnrad 48 enthält ferner die Drehzapfen 54, 55 der Zahnräder 56, 57, die beide miteinander kämmen und von denen 56 mit der Innenverzahnung 51, 57 mit dem Zahnrad 52 kämmt. Da der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 52 gleich dem halben Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung 5 1 ist, so führt ein mit dem Zahnrad 52 konzentrischer Kreis, welcher durch den Mittelpunkt des Innenverzahnungskreises 51 hindurchgeht, eine Abrollbewegung auf einen festen Kreis aus, der mit dem Innenverzahnungskreis 5i konzentrisch ist und den doppelten Durchmesser hat wie der erstgenannte Kreis auf dem Zahnrad 5z. Nun ist in dem Zahnrad 52 eine zylindrische Bohrung 58 vorgesehen, in welche mit leichtem Spiel die Hülse 59 hineinragt. Die Hülse 59 ist ihrerseits in einem Schlitten 6o befestigt, welcher auf zwei Gradführungsstangen 61, 62 in gerader Richtung parallel zu der Gradführung i gleiten kann. In die Zylinderhülse 59 ist endlich, wie aus Abb. 6 zu ersehen, ein zylindrisches Lagerstück 63 für die Integrierrolle 64 eingesetzt, und zwar so, daß es gegen Verdrehung z. B: durch zwei an der Hülse 59 vorgesehene Nasen 65, welche in entsprechende Nuten eingreifen, gesichert ist. Die Anordnung ist derart, daß die Ebene der Integrierrolle 64 senkrecht zu der Richtung der Gradführungen i bzw. 61, 62 gehalten wird. Die Integrierrolle 64 berührt die Reibscheibe 13, wobei die Hülse 59 so an dem Schlitten 6o angeordnet ist, daß der Berührungspunkt der Integrierrolle 64 mit der Reibscheibe 13 auf demjenigen Durchmesser der Reibscheibe 13 liegt, welcher den Gradführungen i sowie 61, 62 parallel ist, so daß die Ebene der Integrierrolle 64 ständig senkrecht auf dem den Richtungen der Gradführungen i und 61, 62 parallel bleibenden Berührungsdurchmesser steht, denn der Abstand der Berührungsebene der Integrierrolle 64 von dem Mittelpunkt des Zahnrades 52 ist gleich dem Abstande des Mittelpunktes des Zahnrades 52 von dem Mittelpunkt der Innenverzahnung 51 gewählt, da, wie oben dargelegt, der Kreis um den Mittelpunkt des Zahnrades 52 durch den Mittelpunkt der Innenverzahnung und infolgedessen durch den. Berührungspunkt der Integrierrolle 64 bei der Drehung des Zahnrades 48 infolge der hierbei dem Zahnrad 52 über die Räder 56, 57 erteilten zwangsläufigen Bewegung eine Abrollbewegung auf der Innenseite des Kreises um den Mittelpunkt der Innenverzahnung des Zahnrades 51 durch den Berührungspunkt der Integrierrolle 64 ausführt. Ist also der Schalthebel 32 in diejenige Stellung eingerückt, bei der das Zahnrad 34 mit dem festen Zahnrad 3 und dem Zahnrad 2g kämmt, so führt zwangsläufig jener Kreis eine Abrollbewegung um den Winkel 2 99 aus, wenn die Gradführung z für den Fahrstift 14 um den Winkel cp gedreht wird.The fixed horizontal wall 37, which serves as a bearing for the pivot pin 38, is arranged in the housing = g. The latter carries the two gears of the same pitch circle diameter 39, 40, of which 39 is firmly keyed, while 4o can be firmly connected to the shaft 38 or also detached from it by the coupling shown in more detail in Figure 3. In the exemplary embodiment, the coupling is designed in such a way that the gear 40 is loosely attached to the pin 41. The pin 4i is connected to a slotted claw 43 by a pin 42. The sleeve of the claw 43 carries a cone 44 to which a threaded cylindrical part 45 is attached. A nut 46 is screwed onto this, which with a tubular extension 47 engages over the cone 44. If the nut 46 is tightened, the cylinder 47 presses the slotted cone 44 together so that the claws 43 hold the gear 44 in place. As a result, the connection of the gear 40 with the pin 38 and the gear 39 is established. If the nut 46 is loosened, the clutch is released accordingly. The gear 40 meshes with a gear 48. The pitch circle diameter of this gear is the same as that of gear 36a, so it also corresponds to circular disk 4 in FIG. I. As a result, if the coupling nut 46 is tightened, the gearwheel 48 is also rotated through the angle 9a, 2q9 or 3 cp, depending on the position of the shift lever 32. The gear 48 is rotatably mounted on the wall 37 by means of a ball ring 49 about the same axis as the gear 36a. The wall 37 also carries a ball ring 5o which serves as a support bearing for the friction disk 13. In addition, a circle is cut into the wall 37, the center of which falls into the axis 21 of the friction disk 3 so that it is concentric with the circle. Internal toothing 5i is cut into the circle. Furthermore, a circle is cut into the gearwheel 48, which serves as a bearing for the gearwheel 52, which is accordingly rotatable about the center of this cut-out circle. The ball bearing 53 serves as a bearing for the gear 52, which corresponds to the gear = i in FIG. I. The pitch circle diameter of the toothing of the wheel 52 is half the pitch circle diameter of the internal toothing 5i. The gear 48 also contains the trunnions 54, 55 of the gears 56, 57, both of which mesh with one another and of which 56 with the internal teeth 51, 57 mesh with the gear 52. Since the pitch circle diameter of the gear wheel 52 is equal to half the pitch circle diameter of the internal toothing 5 1, a circle concentric with the toothed wheel 52, which passes through the center of the internal toothing circle 51, performs a rolling movement on a fixed circle which is concentric with the internal toothing circle 5i and has twice the diameter as the first-mentioned circle on the gear wheel 5z. A cylindrical bore 58 is now provided in the gear 52, into which the sleeve 59 protrudes with slight play. The sleeve 59 is in turn fastened in a slide 6o which can slide on two straight guide rods 61, 62 in a straight direction parallel to the straight guide i. In the cylinder sleeve 59 , as can be seen from Fig. B: is secured by two lugs 65 provided on the sleeve 59 which engage in corresponding grooves. The arrangement is such that the plane of the integrating roller 64 is kept perpendicular to the direction of the degree guides i and 61, 62, respectively. The integrating roller 64 touches the friction disk 13, the sleeve 59 being arranged on the carriage 6o in such a way that the point of contact of the integrating roller 64 with the friction disk 13 lies on that diameter of the friction disk 13 which is parallel to the straight guides i and 61, 62, so that the plane of the integrating roller 64 is always perpendicular to the contact diameter remaining parallel to the directions of the degree guides i and 61, 62, because the distance of the contact plane of the integrating roller 64 from the center of the gear 52 is equal to the distance of the center of the gear 52 from the center the internal toothing 51 selected because, as stated above, the circle around the center of the gear 52 through the center of the internal toothing and consequently through the. At the point of contact of the integrating roller 64 during the rotation of the gearwheel 48, as a result of the inevitable movement imparted to the gearwheel 52 via the wheels 56, 57, a rolling movement on the inside of the circle around the center of the internal toothing of the gearwheel 51 through the contact point of the integrating roller 64. If the shift lever 32 is engaged in the position in which the gear 34 meshes with the fixed gear 3 and the gear 2g, that circle inevitably performs a rolling movement at the angle 2 99 when the degree guide z for the drive pin 14 around the Angle cp is rotated.
Da man durch Lösen der Mutter 46 das Zahnrad 48 von der Welle 38 loskuppeln und alsdann frei bewegen kann, so kann man, sofern die Fahrstiftgradführung i der Anfangsrichtung des angenommenen Polarkoordinatensystems parallel ist, die Integrierrolle 64 entweder in eine solche Stellung bringen, daß ihr Berührungspunkt mit der Reibscheibe 13 in deren Mittelpunkt fällt, oder auch so, daß sie in bezug auf die Reibscheibe den äußersten Wert erreicht hat. Wird alsdann durch Anziehen der Schraube 46 die Kupplung wiederhergestellt, so hat die Berührungsebene der Integrierrolle von dem Mittelpunkt der Reibscheibe 13 im ersten Fall den Abstand Null, im zweiten Fall den Abstand i, wobei der Abstand der Berührungsebene der Integrierrolle von dem Mittelpunkt als halbe Einheit gerechnet ist. Wird die Fahrstiftgradführung aus dieser Nullrichtung herausgedreht, so beginnt im ersten Fall die Integrierrolle auf dem der Gradführung parallelen Durchmesser der Reibscheibe 13 nach außen, im zweiten Fall nach innen zu wandern. Unter Bezugnahme auf die Ausführungen zu der Schemazeichnung (Abb. i) ergibt sich, daß die Berührungsebene der Integrierrolle von dem Mittelpunkt der Reibscheibe im ersten Fall den Abstand sin p, im zweiten Fall den Abstand cos 9l haben muß, wenn die Richtung der Gradführung i mit der Anfangsrichtung des Koordinatensystems den Winkel 9p einschließt. Da bei einer gleichzeitigen Bewegung des Fahrstiftes 14 in Richtung der Gradführung die Reibscheibe 13 proportional der Verschiebung des Fahrstiftes 14 in Richtung der Gradführung gedreht wird, so wickelt die Integrierrolle 64 bei Nachfahren der Kurve C in der Tat in dem einen Fall den Wert f sin q) dv, im anderen Fall den Wert fcos 9p dr ab. Dieser Wert kann daher an einem die Umdrehungen der Integrierrolle und deren Bruchteile zählenden Zählwerk abgelesen werden. Wird der Hebel 32 so geschaltet, daß, wie die schaubildliche Abb. 2 zeigt, das Zahnrad 35 mit den Zahnrädern 3 und 30 oder daß das Zahnrad 36 mit den Zahnrädern 3 und 31 kämmt, so erhält man an dem Zählwerk die Werte der Integrale f sin 2 cp dr bzw. f cos ä p dr oder f sin 3 99 dr bzw. fcos 3 99 dr. Um den Integrierapparat auch zur Auswertung der Integrale nutzbar zu machen, ist als Zählwerk für die Umdrehungen der Integrierrolle 64 eine zweite, durch die Integrierrolle zu treibende Reib scheibe 71 in dem Schlitten 6o angeordnet. Diese Reibscheibe 71 ist in einem Lagerbock 72 gelagert, welcher zweckmäßig mit zwei Muttergewinden für zwei als Vierkanthülsen ausgebildete Schraubenspindeln 73, 74 ausgerüstet ist. Die Schraubenspindelhülsen 73, 74 sind drehbar in den Seitenwänden 75, 76 des Schlittens 6o gelagert und sind auf die Vierkantgrad führungen 61, 62 aufgesteckt, auf denen sie mit leichtem Spiel gleiten. Durch diese Anordnung bilden die Vierkante 61, 62 die Gradführungen für den Schlitten 6o und bewirken demzufolge, daß bei Drehen der Fahrstiftgradführung i die Integrierrolle 64 die oben, beschriebenen Bewegungen ausführt. Die Vierkantgradführungen 61, 62 sind nun weiter in der Seitenwand des Gehäuses i9 drehbar gelagert. Auf dieselben sind ferner die Zahnräder 77, 78 aufgekeilt, welche mit dem Zahnrad 79 kämmen. Das Zahnrad 79 ist gleichachsig mit dem Zahnrad 8o angeordnet, welches mit dem Zahnrad bi kämmt. Letzteres ist fest auf der Welle 24 aufgekeilt. Die Zahnräder 79 und 8o können durch eine lösbare Kupplung miteinander verbunden und voneinander gelöst werden. Die Kupplung ist in Abb. 4 näher dargestellt. Das Zahnrad 79 ist fest auf der Hülse 82 aufgekeilt, welche ihr Lager in der Wand ig und einem an diese angegossenen Träger 83 findet. Auf die Hülse 82 ist das Zahnrad 8o frei drehbar aufgesetzt. In dessen Nabe 84 ist ein Schlitz 85 eingeschnitten. Die Hülse 82 ist in gleicher `"eise mit zwei diametral gegenüberliegenden Schlitzen 86. versehen. In der Hülse ist die durch den Knopf 87 drehbare Mutter 88 gelagert, welche das Muttergewinde für die Spindel 89 bildet. Letztere ist an einem Zylinder go befestigt, der die beiden durch die Schlitze 86 hindurchragenden Stifte gi trägt. Wird die Mutter 88 angezogen so verschiebt sich der Zylinder go nach rechts, bis die Stifte gi in den Schlitzen 84 der Nabe des Zahnrades So einliegen. Alsdann ist das Zahnrad 8o mit der Hülse 82 und infolgedessen finit dein Zahnrad 79 gekuppelt. In diesem Fall wird die bei Verschieben des Fahrstifthalters 15 längs der Gradführung i eingeleitete Drehbewegung auf die Zahnräder 77, 78 weiterhin auf die Vierkantführungen 6i, 62 und dann auch auf die Schraubenspindeln 73, 74 übertragen. Infolgedessen wird dadurch eine Verschiebung des Lagers 72 und weiterhin der getriebenen Reibscheibe 71 in bezug auf die Integrierrolle 64 bewirkt, und zwar eine Verschiebung proportional der Fahrstiftverschiebung 14 in Richtung der Gradführung.Since one can uncouple the gearwheel 48 from the shaft 38 by loosening the nut 46 and then move it freely, so one can, if the driving pin level guide i is parallel to the initial direction of the assumed polar coordinate system, the integrating roller 64 can either be brought into such a position that its point of contact falls with the friction disc 13 in the center, or so that it has reached the ultimate value with respect to the friction disc. If the coupling is then restored by tightening the screw 46, the contact plane of the integrating roller from the center point of the friction disk 13 is zero in the first case, and in the second case the distance i, the distance between the integrating roller contact plane and the center point being half a unit is expected. If the driving pin degree guide is rotated out of this zero direction, then in the first case the integrating roller begins to migrate outward on the diameter of the friction disk 13 parallel to the degree guide, in the second case it begins to move inward. With reference to the explanations of the schematic drawing (Fig. I) it follows that the contact plane of the integrating roller from the center of the friction disk in the first case must have the distance sin p, in the second case the distance cos 91, if the direction of the degree guidance i encloses the angle 9p with the initial direction of the coordinate system. Since with a simultaneous movement of the driving pin 14 in the direction of the degree guide, the friction disk 13 is rotated proportionally to the displacement of the driving pin 14 in the direction of the degree guide, the integrating roller 64 actually winds the value f sin q in one case when following the curve C ) dv, in the other case the value fcos 9p dr. This value can therefore be read on a counter that counts the revolutions of the integrating roller and their fractions. If the lever 32 is switched so that, as the diagrammatic Fig. 2 shows, the gear 35 meshes with the gears 3 and 30 or the gear 36 meshes with the gears 3 and 31, the values of the integrals f are obtained on the counter sin 2 cp dr or f cos ä p dr or f sin 3 99 dr or fcos 3 99 dr. To the integrator also to evaluate the integrals To make usable, a second friction disk 71 to be driven by the integrating roller is arranged in the carriage 6o as a counter for the revolutions of the integrating roller 64. This friction disk 71 is mounted in a bearing block 72, which is expediently equipped with two nut threads for two screw spindles 73, 74 designed as square sleeves. The screw spindle sleeves 73, 74 are rotatably mounted in the side walls 75, 76 of the carriage 6o and are attached to the square degree guides 61, 62 on which they slide with slight play. As a result of this arrangement, the square edges 61, 62 form the degree guides for the carriage 6o and consequently have the effect that when the drive pin degree guide i is rotated, the integrating roller 64 executes the movements described above. The square guides 61, 62 are now further rotatably mounted in the side wall of the housing i9. The gears 77, 78, which mesh with the gear 79 , are also keyed onto the same. The gear 79 is arranged coaxially with the gear 8o, which meshes with the gear bi. The latter is firmly keyed on the shaft 24. The gears 79 and 8o can be connected to one another and released from one another by a releasable coupling. The coupling is shown in more detail in Fig. 4. The gear 79 is firmly keyed onto the sleeve 82, which has its bearing in the wall and a carrier 83 cast onto it. The gear 8o is placed freely rotatably on the sleeve 82. A slot 85 is cut into its hub 84. The sleeve 82 is provided in the same way with two diametrically opposed slots 86. The nut 88, rotatable by the knob 87, is mounted in the sleeve and forms the nut thread for the spindle 89. The latter is attached to a cylinder go, the supports the two pins gi protruding through the slots 86. If the nut 88 is tightened, the cylinder go shifts to the right until the pins gi lie in the slots 84 of the hub of the gearwheel So. Then the gearwheel 8o with the sleeve 82 and consequently finitely coupled your gear 79. In this case, the rotational movement initiated when moving the driving pin holder 15 along the straight guide i continues to be transmitted to the gears 77, 78 to the square guides 6i, 62 and then also to the screw spindles 73, 74 causes a displacement of the bearing 72 and furthermore the driven friction disk 71 with respect to the integrating roller 64, namely a displacement pr oportional to the driving pin shift 14 in the direction of the degree guidance.
Wird demzufolge bei eingerückter Kupplung 87, go die Kurve G mit dem Fahrstift nachgefahren, so wird einmal die Integrierrolle 6.1 selbst proportional sin rf oder cos T bzw.Accordingly, when the clutch 87 is engaged, the curve G goes with the If the driving pin is followed, the integrating roller 6.1 itself is proportional once sin rf or cos T resp.
sin 2 (f oder cos 2 bzw.sin 2 (f or cos 2 resp.
sin 3 cT oder cos 3 g verschoben, zweitens aber wird unabhängig von dieser Verschiebung die getriebene Reibscheibe 71 in bezug auf die Integrierrolle 64 verschoben, und zwar derart, daß der Abstand des Mittelpunktes der getriebenen Reibscheibe von der Berührungsebene der Integrierrolle wächst, wenn der Fahrstift nach dem Koordinatenanfangspunkt zu verschoben wird und umgekehrt der Abstand des Mittelpunktes der getriebenen Reibscheibe 71 von der Berührungsebene der Integrierrolle abnimmt, wenn der Fahrstift 14 von dem Koordinatennullpunkt fortbewegt wird. Die Kupplung wird in dem Augenblick eingerückt, in dem der Fahrstift 14 von dem Anfangspunkt des Koordinatensystems eine durch einen Ansachlg bestimmte Entfernung besitzt. Da vor Einrücken der Kupplung die Spindeln 73, 74 frei drehbar sind, kann die getriebene Reibscheibe 71 ebenfalls so eingestellt «erden, daß der Abstand der Berührungsebene von dem Mittelpunkt der getriebenen Reibscheibe eine Entfernung besitzt, welche dem reziproken Wert der Entfernung des Fahrstiftes 14 von dem Koordinatenanfangspunkt proportinal ist. Auch diese Stellung kann vorteilhaft durch einen Anschlag begrenzt sein. Zweckmäßig ist es, für diese Kupplungsstellung die angenommene Einheit zu wählen, da bei Lösen der Kupplung die Integrierrolle 64 alsdann stets diejenige Stellung besitzt, die sie haben muß, um die einfacheren Integrale fsin 99 dy usw. auszuwerten. Die in Abb. 4 dargestellte Stiftschlitzkupplung 9i, 85, ist gewählt, weil durch diese Art der Kupplung von selbst eine bestimmte relative Stellung innerhalb einer halben Umdrehung der Zahnräder 79, 8o bestimmt ist. -Für ein einwandfreies Arbeiten des Integrometers ist es wichtig, daß bei gleichzeitiger Verschiebung des Schlittens 6o auf den drehbaren Geradführungsstangen 61, 62 und gleichzeitiger Verschiebung des Lagerteils 72 für die getriebene (zweite) Reibscheibe 71 durch Drehen der Spindeln 73, 74 keinerlei Klemmung auftritt. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßiger, statt die Schraubenspindeln 73, 74 als auf den Vierkantachsen 61, 62 verschiebbare Vierkanthülsen auszubilden, wie in Abb. 2 dargestellt, den Führungen 61, 62 kreuzförmigen Querschnitt zu geben und die Spindeln 73, 74 mittels Laufräder zu lagern, wie in Abb. 7 und 8 dargestellt. In Abb. 7 bezeichnet 75, 76 die Seitenwände des Schlittens 6o, in welchen die Spindeln 73 und 74 (nicht dargestellt) drehbar gelagert sind. Die Führungen 61, 62 haben z. B. durch Ausfräsen aus einer runden Stange sternförmigen Querschnitt, wie Abb.8 zeigt, erhalten. Auf den geraden Laufflächen 6111, 61'1, 61e, 61d laufen Rollen 73a, 73v, 73e, 73d bzw. 7.fa bis 74d, welche an einer Hülse 73e bzw. 74e in an dieser vorgesehenen Lagern 73f 73--, 73", 73 z gelagert sind. Die Hülse 73e ist über die Schraubenspindelhülse 73 gesteckt und mit dieser fest verbunden. Die Schraubenhülsen 73 bzw. 74 sind erheblich weiter gebohrt, als dem Durchmesser der Führungsstangen 61 bzw. 62 entspricht, bis auf das der Hülse 73e entgegengesetzte Ende, welches dem Durchmesser der Führung 61 entsprechend so gebohrt ist, daß die Bohrung ein leicht spielendes Gleitlager für die Hülse gibt. Auf der Führung 61 ruhen bei dieser Anordnung die Schraubenhülse 73 und damit der Schlitten 6o an dem einen Ende mit diesem leicht spielenden Gleitlager, an dem anderen Ende mit den Rollen 73a bis 73" auf den Laufflächen 61a bis 61d. Einer Längsverschiebung setzt der Schlitten daher bei Mitnahme durch das abrollende Zahnrad 52 den denkbar geringsten Widerstand entgegen. Andererseits sorgen aber die vier Laufflächen Eia bis Eid bzw. 62a bis 62d für sichere Mitnahme der Spindeln 73 bzw. 74 bei Drehung der Führungen 61 bzw. 62. Eine sichere zwangsläufige Bewegungsübertragung ist dadurch bei spielend leichtem, jede Klemmung ausschließendem Gang erreicht.sin 3 cT or cos 3 g, but secondly, regardless of this shift, the driven friction disk 71 is displaced with respect to the integrating roller 64, in such a way that the distance between the center of the driven friction disk and the contact plane of the integrating roller increases when the driving pin is shifted to the coordinate starting point and conversely the distance of the center point of the driven friction disk 71 from the contact plane of the integrating roller decreases when the driving pin 14 is moved away from the coordinate zero point. The clutch is engaged at the moment at which the driving pin 14 is a certain distance from the starting point of the coordinate system. Since the spindles 73, 74 are freely rotatable before the clutch is engaged, the driven friction disk 71 can also be set so that the distance of the plane of contact from the center of the driven friction disk is at a distance which is the reciprocal of the distance of the driving pin 14 from is proportional to the coordinate starting point. This position can also advantageously be limited by a stop. It is useful to choose the assumed unit for this coupling position, since when the coupling is released the integrating roller 64 then always has the position it must have in order to evaluate the simpler integrals fsin 99 dy etc. The pin-slot coupling 9i, 85 shown in Fig. 4 is selected because this type of coupling automatically determines a certain relative position within half a revolution of the gears 79, 8o. For the integrometer to work properly, it is important that when the slide 6o is moved on the rotatable straight guide rods 61, 62 and the bearing part 72 for the driven (second) friction disk 71 is moved at the same time by rotating the spindles 73, 74, no jamming occurs. For this reason, instead of designing the screw spindles 73, 74 as square sleeves that can be slid on the square axles 61, 62, as shown in Fig. 2, it is more practical to give the guides 61, 62 a cruciform cross-section and to mount the spindles 73, 74 by means of running wheels as shown in Figs. 7 and 8. In Fig. 7, 75, 76 designates the side walls of the carriage 6o, in which the spindles 73 and 74 (not shown) are rotatably mounted. The guides 61, 62 have z. B. by milling out of a round rod star-shaped cross-section, as Fig.8 shows. Rollers 73a, 73v, 73e, 73d or 7.fa to 74d run on the straight running surfaces 6111, 61'1, 61e, 61d, which are attached to a sleeve 73e or 74e in bearings 73f 73--, 73 " , 73 z. The sleeve 73e is pushed over the screw spindle sleeve 73 and is firmly connected to it End which is drilled according to the diameter of the guide 61 in such a way that the hole provides an easily playable slide bearing for the sleeve , at the other end with the rollers 73a to 73 " on the running surfaces 61a to 61d. The carriage therefore offers the lowest conceivable resistance to a longitudinal displacement when it is carried along by the rolling gear 52. On the other hand, however, the four running surfaces Eia to Eid or 62a to 62d ensure that the spindles 73 and 74 are safely carried along when the guides 61 and 62 are rotated.
Für ein richtiges Arbeiten der Integrometer ist es wichtig, daß die Integrierrolle 64 stets mit einem bestimmten Auflagedruck die Reibscheiben 13 und 71 berührt, damit einesteils sichere Mitnahme der Integrierrolle 64 durch die treibende Reibscheibe 13 und der getriebenen Reibscheibe 71 durch die Integrierrolle gewährleistet ist und damit andererseits hinreichend leichter Gang, gewahrt bleibt. Diese Bedingungen sind durch die in Abb. 5 näher dargestellte besondere Ausbildung der Lagerung der getriebenen Reibscheibe 71 gewährleistet. Die Reibscheibe 71 ist nicht direkt in dem Lagerbock 72 gelagert, sondern dieser trägt eine Hülse ioi, in welche unten das eigentliche Lagerteil io2 für die Reibscheibe 71 mit leichtem, axiale Verschiebung gestattendem Spiel eingesetzt ist. Das Lagerteil io2 trägt eine mit Muttergewinde versehene Hülse io3, auf welche am oberen Ende Gewinde für ein Führungsteil 104 aufgeschnitten ist. In das Muttergewinde 103 ist der Stift io5 eingeschraubt, welcher in eine das Widerlager für die Achse io6 der getriebenen Reibscheibe 71 bildende Spitze ausläuft, und zwar für eine auf diese aufgesetzte kreisrunde Scheibe 107, die sich ihrerseits auf einen Kugelkranz io8 auflegen kann. Um die Hülse 103 sind Spiralfedern iog, iia herumgelegt, welche sich mit dem einen Ende gegen die Scheibeio4 bzw. gegen das Lagerteil io2 stützen, mit ihrem anderen Ende aber gegen einen Ring iii, welcher mit mäßiger Reibung in die Hülse ioi eingepaßt ist. Zwei durch in der Hülse ioi vorgesehene Schlitze 112, 113 hindurchgehende Schrauben 11q., 115 gestatten, den Ring iii in jeder gewünschten-Stellung festzuklemmen. Wären die Federn iog, iio nicht vorhanden, so würde die getriebene Reibscheibe 71 mit dem durch ihre Schwere zuzüglich des Gewichtes des Lagerteiles i02 und der mit diesem fest verbundenen Teile bestimmten Druck die Integrierrolle 64 berühren. Indem man nun entweder den Ring iii weiter nach oben oder weiter nach unten schiebt und dann festklemmt, kann man erreichen, daß der Auflagedruck um die jeweils eingestellte Spannung der Federn iog oder ilo vermindert oder auch vermehrt wird. Es läßt sich daher innerhalb weiter Grenzen jeder gewünschte Auflagedruck der Reibscheibe 71: und der Integrierrolle 64 einstellen. Da andererseits die Lagerhülse 63 für die Integrierrolle 64 in axialer Richtung in der Hülse 59 frei verschiebbar ist, so überträgt sich der von der Reibscheibe 71 auf die Integrierrolle 64 ausgeübte Berührungsdruck auf den Berührungsdruck zwischen der Integrierrolle 64 und der treibenden Reibscheibe 13. Auch dieser Berührungsdruck wird mithin durch das Einstellen des Ringes ili je nach Bedarf geregelt.For the integrometer to work correctly, it is important that the integrating roller 64 always touches the friction disks 13 and 71 with a certain contact pressure, so that the integrating roller 64 can be safely carried along by the driving friction disk 13 and the driven friction disk 71 by the integrating roller on the other hand, a sufficiently easy gait is maintained. These conditions are ensured by the special design of the mounting of the driven friction disk 71, shown in more detail in FIG. The friction disk 71 is not mounted directly in the bearing block 72, but this carries a sleeve ioi, into which the actual bearing part io2 for the friction disk 71 is inserted below with a slight, axial displacement allowing play. The bearing part io2 carries a sleeve io3 provided with a nut thread, onto which a thread for a guide part 104 is cut at the upper end. The pin io5 is screwed into the nut thread 103 , which ends in a tip forming the abutment for the axis io6 of the driven friction disk 71, namely for a circular disk 107 placed on this, which in turn can rest on a spherical crown io8. Coil springs iog, iia are wrapped around the sleeve 103 , one end of which is supported against the Scheibeio4 or against the bearing part io2, but with the other end against a ring iii, which is fitted into the sleeve ioi with moderate friction. Two screws 11q., 115 passing through slots 112, 113 provided in the sleeve ioi allow the ring iii to be clamped in any desired position. If the springs iog, iio were not present, the driven friction disk 71 would touch the integrating roller 64 with the pressure determined by its gravity plus the weight of the bearing part i02 and the parts firmly connected to it. By either pushing the ring iii further up or down and then clamping it, the contact pressure can be reduced or increased by the tension of the springs iog or ilo set in each case. Any desired contact pressure of the friction disk 71 and the integrating roller 64 can therefore be set within wide limits. On the other hand, since the bearing sleeve 63 for the integrating roller 64 is freely displaceable in the axial direction in the sleeve 59, the contact pressure exerted by the friction disk 71 on the integrating roller 64 is transferred to the contact pressure between the integrating roller 64 and the driving friction disk 13 is therefore regulated as required by adjusting the ring ili.
Es hat sich ferner gezeigt, daß für ein richtiges Arbeiten des Integrometers es äußerst wichtig ist, daß durch den Auflagedruck der Integrierrolle auf die Reibscheiben besonders dann, wenn diese weit von dem Mittelpunkt entfernt sind, keinerlei Kippen der Reibscheiben bewirkt wird, da hierdurch, von anderen Störungen abgesehen, leicht Verbiegungen der Achse oder auch Klemmungen in den Achsen eintreten, welche eine einwandfreie Übertragung der Bewegung der treibenden Reibscheibe auf Integrierrolle und getriebene (zweite) Reibscheibe unmöglich machen. Die Gefahr der Verkippung der treibenden Reibscheibe 13 durch den Berührungsdruck der Integrierrolle ist durch den bereits erwähnten Kugelkranz 5o für die treibende Reibscheibe 13 verhindert. Für die getriebene (zweite) Reibscheibe 71 ist folgende Einrichtung getroffen An dem Lagerteil io2 ist ein Arm 121 angegossen, welcher in eine Lagergabel i22 für eine Stützrolle 123 ausläuft. Berührt die - Reibscheibe 71 die Integrierrolle 64 mit dem nötigen Auflagedruck, so legt sich die auf der Achse io6 befestigte Scheibe io7 mit ihrem Mittelpunkt gegen die Spitze der Spindel io5. Diese wird daher so eingestellt, daß die Reibscheibe 71 die Stützrolle 123 berührt, sobald die Scheibe 107 sich gegen die Spitze der Spindel io5 legt. Durch diese Anordnung ist erreicht, daß keinerlei Kippen der getriebenen Reibscheibe 71 stattfinden kann, wie groß auch der Berührungsdruck zwischen ihr und der Integrierrolle 64 sein mag.It has also been found that for a correct operation of the integrometer it is extremely important that the contact pressure of the integrating roller on the friction disks especially if these are far from the center, no tilting whatsoever the friction disks is effected because this, apart from other disturbances, easily Bending of the axis or jamming in the axes occur, which a Perfect transmission of the movement of the driving friction disc to the integrating roller and make driven (second) friction disc impossible. The risk of tipping over the driving friction disc 13 by the contact pressure of the integrating roller is through the already mentioned ball ring 5o for the driving friction disk 13 prevented. The following device is used for the driven (second) friction disk 71 the bearing part io2 an arm 121 is cast, which in a bearing fork i22 for a support roller 123 runs out. If the friction disk 71 touches the integrating roller 64 With the necessary contact pressure, the disk attached to the axis io6 lies down io7 with its center against the tip of the spindle io5. This is how it will be set that the friction disc 71 touches the support roller 123 as soon as the disc 107 lies against the tip of the spindle io5. This arrangement achieves that no tilting of the driven friction disk 71 can take place, however large the contact pressure between it and the integrating roller 64 may be.
Da durch die zahlreichen Zahnradübertragungen leicht ein erheblicher toter Gang in die Führung besonders der Integrierrolle 64 hineinkommt und besonders dann, wenn der Drehsinn der Fahrstiftgradführung i wechselt, zu nicht unerheblichen Fehlern Anlaß geben kann, ist es zweckmäßig, durch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Zahnradgetriebe für Beseitigung des toten Ganges zu sorgen. Eine solche kraftschlüssige Verbindung kann in einfachster Weise durch eine Spiralfeder 128 (s. Abb. 2) erreicht werden, die mit dem einen Ende an dem Gehäuse, z. B. der Zwischenwand 37, mit dem anderen Ende an dem Zahnrad 36,1 oder dessen Nabe zu befestigen wäre. Auch andere Mittel können zur Beseitigung des toten Ganges dienen, z. B. könnten einzelne Zahnräder aus zwei .mit einer Feder verbundenen, übereinanderliegenden Zahnrädern hergestellt werden, Wie dies neuerdings vielfach vorgeschlagen ist.Because of the numerous gear transmissions, it is easily a considerable one Dead gear in the guide especially the integrating roller 64 comes in and especially then, when the direction of rotation of the driving pin degree guide i changes, to not inconsiderable Can give rise to errors, it is advisable to use a non-positive connection between the housing and the gear train to eliminate the dead gear care for. Such a non-positive connection can in the simplest way by a Coil spring 128 (see Fig. 2) can be achieved, which with one end on the housing, z. B. the partition 37, with the other end on the gear 36.1 or its Would be attached to the hub. Other means can also be used to remove the dead gear serve, e.g. B. could single gears from two .with a spring connected, superimposed gears are produced, as has recently been done many times is suggested.
Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Ausführungsform des Integrometers ist selbstverständlich für das Wesen der Erfindung im einzelnen nicht maßgebend. Je nach der Art der Aufgabe und dem Bau der unter dem Integralzeichen stehenden Funktionen werden sich nicht nur die Übertragungsgetriebe, sondern auch der Aufbau richten. Derartige andere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich je nach Bedarf.The one shown in the exemplary embodiment Embodiment of the integrometer is self-evident for the essence of the invention in detail not relevant. Depending on the nature of the task and the construction of the under the integral sign Standing functions will not only affect the transmission gear, but also straighten the structure. Such other embodiments of the invention result as required.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEA62891D DE568474C (en) | 1931-07-30 | 1931-07-30 | Integrometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEA62891D DE568474C (en) | 1931-07-30 | 1931-07-30 | Integrometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE568474C true DE568474C (en) | 1933-01-24 |
Family
ID=6943036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEA62891D Expired DE568474C (en) | 1931-07-30 | 1931-07-30 | Integrometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE568474C (en) |
-
1931
- 1931-07-30 DE DEA62891D patent/DE568474C/en not_active Expired
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