DE587701C - Gearbox to determine the ratio of two speeds or two measured quantities converted into speeds for measuring, tariff, protection, regulating devices or the like. - Google Patents
Gearbox to determine the ratio of two speeds or two measured quantities converted into speeds for measuring, tariff, protection, regulating devices or the like.Info
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Description
Getriebe zur Feststellung des Verhältnisses zweier Geschwindigkeiten oder zweier in Geschwindigkeiten umgewandelter Meßgrößen für Meß-, Tarif-, Schutz, Reguliereinrichtungen o. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe zur Feststellung des Verhältnisses zweier Geschwindigkeiten oder zweier in Geschwindigkeiten umgewandelter Meßgrößen für Meß-, Tarif-, Schutz-, Reguliereinrichtungen o. dgl. Das Getriebe enthält eine Kugel, die von zwei in einem bestimmten Zentriwinkel angeordneten, die Kugel berührenden Reibrädern angetrieben wird. Die Kugel läuft dann mit einer den Vektorsummen der beiden Reibradgeschwindigkeiten entsprechenden resultierenden Geschwindigkeit um, deren Richtung sich mit dem Verhältnis der Reibradgeschwindigkeiten ändert. Die Kugel wirkt auf einen an einem Schwenkarm angebrachten Schleppteil, z. B. auf eine Schlepprolle die sich jeweils in die Richtung der resultierenden Geschwindigkeit einstellt. Mit diesem Schlepparm ist eine Anzeige-, Kontaktvorrichtung o. dgl. verbunden, die das Verhältnis der beiden Reibradgeschwindigkeiten anzeigt bzw. einen Stromkreis schließt oder öffnet, wenn dieses Verhältnis einen bestimmten Wert über-oder unterschreitet. Mit einer solchen Vorrichtung kann beispielsweise der Leistungsfaktor einer elektrischen Anlage überwacht werden, wenn man das eine Reibrad von einem Wirk-, das andere von einem Blindverbrauchszähler antreiben läßt, oder es läßt sich nach diesem Prinzip beispielsweise ein Wattmeter mit verhältnismäßig großer Trägheit konstruieren, wenn man das eine Reibrad von einem Wirkverbrauchszähler, das andere von einem Zeitwerk antreiben läßt. Das Gerät kann überall dann zum Anzeigen einer Meßgröße oder des Quotienten zweier Meßgrößen verwendet werden, wenn die Anzeige- bzw. die Kontaktvorrichtung verhältnismäßig träg arbeiten soll.Gear to determine the relationship between two speeds or two measured variables converted into speeds for measurement, tariff, protection, Regulating devices or the like. The invention relates to a transmission for locking the ratio of two speeds or two converted into speeds Measured variables for measuring, tariff, protection, regulating devices or the like. The transmission contains a sphere, which is made up of two arranged at a certain central angle, the ball contacting friction wheels is driven. The ball then runs with one the resulting vector sums of the two friction wheel speeds Speed, the direction of which changes with the ratio of the friction wheel speeds changes. The ball acts on a towing part attached to a swivel arm, z. B. on a drag roller each in the direction of the resulting Speed adjusts. With this tow arm is a display, contact device o. The like. Connected, which indicates the ratio of the two friction wheel speeds or a circuit closes or opens when this relationship is a certain Value above or below. With such a device, for example the power factor of an electrical system can be monitored if you have the one The friction wheel is driven by an active meter, the other is driven by a blind consumption meter, or it can be based on this principle, for example, a wattmeter with relatively constructing great inertia when you remove the one friction wheel from an active consumption meter, the other is driven by a timer. The device can then be used anywhere for viewing a measured variable or the quotient of two measured variables can be used if the display or the contact device should work relatively sluggishly.
Die Erfindung betrifft eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines derartigen Geräts. Sie hat den Zweck, den Ausschlagswinkel des Schlepparms zu vergrößern, die Kugelgeschwindigkeit herabzusetzen und gegebenenfalls die Skalenteilung zu vergleichmäßigen oder sonstwie in einem für die. Messung günstigen Sinne zu beeinflussen.The invention relates to a particularly advantageous embodiment of a such device. Its purpose is to increase the deflection angle of the tow arm, to reduce the ball speed and, if necessary, to even out the scale division or otherwise in one for them. Measurement to influence favorable sense.
Während bisher bei derartigen Kugelreibgetrieben die Reibräder unmittelbar von den Meßgeräten mit einer den Meßgrößen bzw. bei Zeitwerksantrieb mit einer zeitlich unveränderlichen Geschwindigkeit angetrieben wurden, wird nach der Erfindung wenigstens das eine Reibrad entsprechend einer Funktion von mindestens zwei Teilgeschwindigkeiten angetrieben. Die Teilgeschwindigkeiten werden beispielsweise durch ein dem Reibrad vorgeschaltetes Differentialgetriebe addiert oder subtrahiert; so daß also auf das Reibrad die Summe oder die Differenz zweier Geschwindigkeiten einwirken. Um einen zu starken Anstieg der Reibradgeschwindigkeit zu verhüten, kann man von der Reibradgeschwindigkeit mittels eines zwischengeschalteten Differentialgetriebes und eines Überholungsgetriebes, das von einem mit der Differenz zweier Geschwindigkeiten umlaufenden Teil angetrieben wird, eine gewisse Geschwindigkeit subtrahieren, wie es an Hand der Zeichnung noch näher erläutert werden soll.While so far with such ball friction gears the friction wheels directly of the measuring devices with one of the measured variables or, in the case of a timer drive, with one in time constant speed were driven, is at least according to the invention the one friction wheel corresponding to a function of at least two partial speeds driven. The partial speeds are determined, for example, by a friction wheel upstream differential gear added or subtracted; so that the sum or the difference of two speeds act on the friction wheel. To prevent an excessive increase in the speed of the friction wheel, one can use the friction wheel speed by means of an interposed differential gear and an overhaul gear operated by one with the difference between two speeds rotating part is driven, subtract a certain speed, like it will be explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. i der Zeichnung stellt eine bekannte Getriebeausführungsform dar. In Fig. 2 sind die Geschwindigkeiten der beiden Reibräder und der Kugel als Ordinaten in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit _x eines Meßgeräts aufgetragen.Figure 1 of the drawings illustrates a known transmission embodiment . In Fig. 2, the speeds of the two friction wheels and the ball are as Ordinates plotted as a function of the speed _x of a measuring device.
Die Kugel i (Fig. i) ist auf den Rollen 2, 3, 4 gelagert, und zwar so, daß sich das Gewicht der Kugel wenigstens annähernd gleich auf die drei Rollen verteilt. In der Fig. i ist der Übersichtlichkeit halber das Getriebe in einer anderen Lage dargestellt.The ball i (Fig. I) is mounted on the rollers 2, 3, 4, namely so that the weight of the ball is at least approximately equal to the three rollers distributed. For the sake of clarity, the transmission is in another in FIG Location shown.
Die Rolle 2 werde mit der Geschwindigkeit v, die Rolle 3 mit der Geschwindigkeit w angetrieben. Die beiden Geschwindigkeiten setzen sich in der Kugel i zu einer resultierenden Umlaufgeschwindigkeit r zusammen. In die Richtung dieser Geschwindigkeit stellt sich der um die Achse 5 gelagerte Schwenkarm 6 nach bekannten Gesetzen infolge der Schleppwirkung ein. Der Schwenkarm ist mit einem Zeiger 7 versehen, der auf der Skala 8 läuft. Die Rolle 2 werde beispielsweise von einem Wirkverbrauchszähler angetrieben, dessen Geschwindigkeit x als Abszisse in Fig. 2 aufgetragen ist. Die Geschwindigkeit v ist x proportional und stellt sich in Fig. 2 -als eine durch den Nullpunkt o gehende Gerade dar. Das Rad 3 werde mit der zeitlich unveränderlichen Geschwindigkeit w von einer Uhr angetrieben. Im Diagramm der Fig. 2 erscheint die Geschwindigkeit als eine zur Abszissenachse parallele Gerade. Die Umlaufgeschwindigkeit r der Kugel ergibt sich als geometrische Summe der Geschwindigkeiten v und w. Da sowohl das das Rad 3 antreibende Zeitwerk wie auch, wenigstens in der Regel, der Wirkverbrauchszähler stets nur im selben Sinne umläuft, steht für den Zeiger 7 nur ein verhältnismäßig kleiner Ausschlag zur Verfügung. Auch ergibt sich eine sehr ungleichmäßige Skalenteilung. Der Zeiger 7 steht beispielsweise auf der Marke 8o, wenn der Zähler stillsteht, und würde nur dann bis zur Marke 81 gelangen können, wenn der Zähler mit unendlich großer Geschwindigkeit umlaufen würde. Infolgedessen w * d der tatsächliche Zeigerausschlag immer ir kleiner sein als der Abstand der Marken 8o, 81, und die Skalenteile werden sich gegen die Marke 81 sehr stark zusammendrängen. In diesem Bereich kann" nicht mehr mit genügender Genauigkeit abgelesen werden, auch steigt die Umlaufgeschwindigkeit der Kugel sehr rasch an.The roller 2 is driven at the speed v, the roller 3 at the speed w. The two velocities are combined in the ball i to form a resulting circumferential velocity r. In the direction of this speed, the pivot arm 6 mounted about the axis 5 adjusts itself according to known laws as a result of the dragging effect. The swivel arm is provided with a pointer 7 which runs on the scale 8. The roller 2 is driven, for example, by an active consumption meter, the speed x of which is plotted as the abscissa in FIG. The speed v is proportional to x and is represented in FIG. 2 as a straight line passing through the zero point o. The wheel 3 is driven by a clock at the time-invariable speed w. In the diagram of FIG. 2, the speed appears as a straight line parallel to the abscissa axis. The rotational speed r of the ball results from the geometric sum of the speeds v and w. Since both the timer driving the wheel 3 and, at least as a rule, the active consumption meter only run in the same direction, the pointer 7 is only a relatively smaller one Rash available. There is also a very uneven scale division. The pointer 7 is, for example, at mark 8o when the counter is at a standstill, and would only be able to get to mark 81 if the counter rotated at an infinitely high speed. As a result, w * d the actual needle deflection always ir be smaller than the distance between the marks 8o, 81, and the divisions are very strongly pushing against the mark 81st In this area, "can no longer be read with sufficient accuracy, and the speed of rotation of the ball increases very quickly."
Fig. 3 zeigt eine Ausführung des Getriebes nach der Erfindung. Hier wird wieder das Rad 3 über ein Zwischengelege 30 und über die Welle 3 i von einem Zeitwerk mit unveränderlicher Geschwindigkeit w angetrieben; das Rad 2 wird nicht,. wie in Fig. i, lediglich mit einer der Umlaufzahl x des Zählers proportionalen Geschwindigkeit, sondern mit einer Funktion der Geschwindigkeiten x und w angetrieben. Zu diesem Zweck ist das Rad 2 mit der Kreuzwelle 2o eines Differentialgetriebes verbunden, dessen eines Sonnenrad 21 von dem Zähler mit der Geschwindigkeit x in. dem einen Sinne und dessen zweites Sonnenrad 22 von dem Zeitwerk über die Welle 31 mit einer Geschwindigkeit w im entgegengesetzten Sinne angetrieben wird. Das Rad 2 läuft somit mit einer Geschwindigkeit von v - x - w. Fig. 3 shows an embodiment of the transmission according to the invention. Here again the wheel 3 is driven via an intermediate gear 30 and via the shaft 3 i by a timer at an unchangeable speed w; the wheel 2 will not. as in Fig. i, driven only with a speed proportional to the number of revolutions x of the counter, but with a function of the speeds x and w . For this purpose, the wheel 2 is connected to the cross shaft 2o of a differential gear, one of which is a sun gear 21 from the counter with the speed x in one direction and the second sun gear 22 from the timer via the shaft 31 with a speed w in the opposite direction is driven. The wheel 2 thus runs at a speed of v - x - w.
Im Diagramm der Fig.4 sind die Geschwindigkeiten v, w und r eingetragen. Die Geschwindigkeit v ergibt eine schräg ansteigende Gerade, die bei dem Wert x gleich w durch Null hindurchgeht. Bei diesem Wert steht das Rad 2 vorübergehend still. Ist x größer als w, so läuft das Rad 2 in demselben Sinne wie in Fig. i, ist x kleiner als w, so läuft es im entgegengesetzten Sinne um. Im letzten Fall liegt der Vektor der resultierenden Geschwindigkeit r (Fig. i) nicht wie bisher in dem Ouadranten I, sondern in dem Quadranten IV. Bei kleinen Werten von x wechselt somit der Zeiger 7 von dem Quadranten I nach dem Quadranten IV hinüber.The speeds v, w and r are plotted in the diagram of FIG. The speed v results in an inclined straight line that passes through zero when x is equal to w. At this value, the wheel 2 is temporarily at a standstill. If x is greater than w, then the wheel 2 rotates in the same direction as in FIG. I, if x is smaller than w, it rotates in the opposite direction. In the latter case, the vector of the resulting speed r (FIG. I) is not in quadrant I as before, but in quadrant IV. With small values of x, the pointer 7 thus changes from quadrant I to quadrant IV.
Die Ausführungsform der Fig. 3 bietet zunächst den Vorteil, daß die Geschwindigkeit r (Fig.4) der Kugel wesentlich gleichmäßiger ist als bei der Ausführungsform nach Fig. i und daß ferner der Ausschlag des Zeigers 7 fast verdoppelt wird.The embodiment of FIG. 3 initially offers the advantage that the Speed r (Fig.4) of the ball is much more uniform than in the embodiment according to Fig. i and that furthermore the deflection of the pointer 7 is almost doubled.
In Fig. 5 gilt für den Antrieb des Rades 2 im wesentlichen das gleiche wie in Fig.3. Das Rad 3 ist jedoch hier mit der Kreuzwelle 32 eines Differentialgetriebes verbunden, dessen Sonnenrad 33 von dem Zeitwerk mittels der Welle 3 i und des Zwischengeleges 30 in dein einen Sinne angetrieben wird. Das andere Sonnenrad 34 ist über das Zwischengelege 35, das Überholungsgetriebe 36 mit der Klinke 360 und dem Steigrad 361 mit einem auf der Welle des Rades 2 sitzenden Stirnrad 37 gekuppelt. Auf die Welle des Steigrades 361 wirkt die Bremsvorrichtung 362. Solange das Rad 2 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles 23 umläuft, gleitet die Klinke 36o über die Zähne des Steigrades 361 hinweg, da das Steigrad durch die, Bremsvorrichtung,362 festgehalten wird. Es steht infolgedessen auch das Sonnenrad 34 still,, und das Rad 3 läuft mit einer zeitlich unveränderlichen Geschwindigkeit. Kehrt sich der Drehsinn des Rades 2 um, so nimmt die Klinke 36o unter Überwindung der Kraft der Bremse 362 das Steigrad. 361 mit, das Sonnenrad 34. wird im Sinne des eingezeichneten Pfeils angetrieben, also in einer dem Antriebssinne des Sonnenrades 33 entgegengesetzten Richtung. Dadurch wird die Drehgeschwindigkeit des Rades 3 herabgesetzt. Die Geschwindigkeiten v, w und r sind in Fig. 6 wieder aufgetragen; v ergibt wieder eineGerade, die bei dem Wert 1= gleich w- durch Null geht; w erscheint als gebrochene Linie mit einem Knick bei x gleich w, die bei den Übersetzungsverhältnissen nach Fig. 5 bei dem Punkt x gleich 2 w durch Null geht. Hier ergibt sich eine weitere Herabsetzung der Kugelgeschwindigkeit r, ferner eine weitere Vergrößerung des Zeigerausschlags, da wegen des Vorzeichenwechsels von w der Zeiger auch in den Quadranten II (Fig. i) gelangt.In Fig. 5, the same applies to the drive of the wheel 2 as in Fig.3. The wheel 3 is, however, connected here to the cross shaft 32 of a differential gear, the sun wheel 33 of which is driven in one sense by the timing mechanism by means of the shaft 3 i and the intermediate gear 30. The other sun gear 34 is coupled via the intermediate gear 35, the overhaul gear 36 with the pawl 360 and the steering gear 361 with a spur gear 37 seated on the shaft of the gear 2. The braking device 362 acts on the shaft of the climbing wheel 361. As long as the wheel 2 rotates in the direction of the arrow 23, the pawl 36o slides over the teeth of the climbing wheel 361, since the climbing wheel is held in place by the braking device 362. As a result, the sun gear 34 is also at a standstill, and the gear 3 runs at a speed that does not change over time. If the direction of rotation of the wheel 2 is reversed, the pawl 36o takes the climbing wheel while overcoming the force of the brake 362. 361 with, the sun gear 34. is driven in the direction of the arrow drawn, that is, in a direction opposite to the drive direction of the sun gear 33. As a result, the speed of rotation of the wheel 3 is reduced. The speeds v, w and r are plotted again in FIG. 6; v again results in a straight line which goes through zero for the value 1 = equal to w-; w appears as a broken line with a kink at x equal to w, which in the transmission ratios according to FIG. 5 goes through zero at point x equal to 2 w. This results in a further reduction in the ball velocity r and a further increase in the pointer deflection, since the pointer also enters quadrant II (FIG. I) because of the change in sign of w.
Fig. 7 zeigt ein anderes Diagramm, das sich ergibt, ozvenn die Antriebe vertauscht werden, wenn also auf die Welle 31 der Zähler, auf die Welle 24 das Zeitwerk einwirkt.Fig. 7 shows another diagram which results when the drives are interchanged, so when the counter on shaft 31 and the timer on shaft 24 acts.
In den Diagrammen sind der Einfachheit halber die Verhältnisse für die Bewegungen für besonders einfache Getriebe dargestellt und für den Fall, daß eine Antriebsgeschwindigkeit zeitlich unveränderlich ist. Durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses ändern sich die Neigungen der in den Fig. q., 6, 7 dargestellten Geraden bzw. ihre Durchgangspunkte durch die Abszissenachse; damit ändert sich auch der Ausschlag des. Zeigers 7 und die Skalenteilung. Man hat es also in der Hand, durch Änderung der Übersetzungsverhältnisse die Skalengröße und -teilung beliebig einzustellen.For the sake of simplicity, the diagrams show the ratios for the movements shown for particularly simple gears and in the event that a drive speed is invariable over time. By changing the gear ratio change the inclinations of the straight lines shown in FIGS. q, 6, 7 or their Points of passage through the axis of abscissa; this also changes the rash of. Pointer 7 and the scale division. So you have it in your hand, through change of the transmission ratios, the scale size and division can be set as desired.
In den Ausführungsbeispielen sind die Ge schwindigkeiten der Reibräder nur Funktionen von zwei Teilgeschwindigkeiten, es können jedoch je nach Bedarf noch weitere Geschwindigkeiten mit herangezogen werden; so könnte man z. B. die Reibradgeschwindigkeit, die Schwenkgeschwindigkeit des Zeigerarms 7 oder die Umlaufgeschwindigkeit der Schlepprolle q mit oder ohne Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes in positivem oder negativem Sinne überlagern, um dadurch die Skalenteilung zu verändern. Die Bewegungsverhältnisse sollen aber für diese Fälle der Kürze halber nicht erläutert werden, desgleichen nicht für den Fall, daß für den Antrieb der Reibräder zwei oder mehr veränderliche bzw. zwei veränderliche und eine unveränderliche Geschwindigkeit herangezogen werden. Für diese Fälle können die Bewegungsverhältnisse nur durch Kurvenscharen bzw.. unter Zuhilfenahme eines räumlichen Koordinatensystems dargestellt werden.In the exemplary embodiments, the speeds of the friction wheels are Ge only functions of two partial speeds, but it can still be used as required other speeds can also be used; so you could z. B. the friction wheel speed, the swivel speed of the pointer arm 7 or the rotational speed of the drag roller q with or without the interposition of a transmission gear in positive or superimpose negative sense in order to change the scale division. The movement conditions but should not be explained for the sake of brevity in these cases, likewise not in the event that two or more variable ones are used to drive the friction wheels or two variable and one invariable speed can be used. For these cases, the movement conditions can only be defined by families of curves or With the aid of a spatial coordinate system can be represented.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES99719D DE587701C (en) | 1931-07-14 | 1931-07-14 | Gearbox to determine the ratio of two speeds or two measured quantities converted into speeds for measuring, tariff, protection, regulating devices or the like. |
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Publications (1)
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DE587701C true DE587701C (en) | 1933-11-07 |
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ID=7522486
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE587701C (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1055264B (en) * | 1952-03-13 | 1959-04-16 | Licentia Gmbh | Device for measuring the ratio of the differential speed of two shafts to the speed of one of the two shafts |
DE1162605B (en) * | 1958-12-08 | 1964-02-06 | Fleissner G M B H | Display device |
-
1931
- 1931-07-14 DE DES99719D patent/DE587701C/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1055264B (en) * | 1952-03-13 | 1959-04-16 | Licentia Gmbh | Device for measuring the ratio of the differential speed of two shafts to the speed of one of the two shafts |
DE1162605B (en) * | 1958-12-08 | 1964-02-06 | Fleissner G M B H | Display device |
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