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Gerät zum Messen des Leistungsgrades Es sind vielerlei Geräte bekannt,
die durch mechanische, elektrische oder sonstige Kupplung die Menge der geleisteten
Arbeit durch Zählung z. B. der Stückzahlen, welche durch eine Maschine gefertigt
wurden, festhalten. Auch sind Geräte bekannt, die ein Uhrwerk enthalten und diese
Leistung in Kurvenform aufzeichnen. Es fehlt aber ein Gerät, das ohne umständliche
Auswertung unmittelbar und fortlaufend anzeigt, wie das Verhältnis der Ist-Leistung
zur Normal- oder Soll-Leistung ist, d. h. den Leistungsgrad nach der Definition
des Reichsausschusses für Arbeitsstudien anzeigt. Dies geschieht in vorliegender
Erfindung in zweckmäßiger Weise und mit allen hierzu gehörigen praktischen Erfordernissen
im wesentlichen durch verstellbare Kupplung einer Uhr mit einem das Arbeitsergebnis
registrierenden Zählwerk über ein Zwischengetriebe.
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Es sind bis jetzt Leistungsuhren bekannt, bei denen die effektive
Leistung, in Stückzahl oder in Zeiteinheit ausgedrückt, sowie die Ruhepausen und
Leerlaufzeiten registriert werden.
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Mit der Erfindung wird bezweckt, eine Uhr zu schaffen, bei welcher
die Leistung in Prozenten zu jedem beliebigen Zeitpunkt abgelesen werden kann.
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Der Arbeiter kann sich zu jeder Zeit an dem Gerät davon überzeugen,
ohne rechnen zu müssen, ob er mit seiner Leistung Unterschuß oder überschuß und
in welchem Prozentsatz zu einem beliebigen Zeitpunkt geleistet hat, so daß er sich
für die Restzeit danach einrichten kann. Die Leistungsgraduhr ist weniger für Handarbeiten
als vielmehr für maschinelle Arbeiten gedacht, z. B. Arbeiten an Pressen, Nietmaschinen,
Drehmaschinen, Bohrmaschinen usw. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich um eine
vollautomatische oderhalbautomatische Maschine handelt.
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Es werden im folgenden vier Ausführungsbeispiele für Leistungsgraduhren
gemäß der Erfindung beschrieben; hieraus und aus den Zeichnungen
ergeben
sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung. Die unmittelbareAnzeige des Leistungsgrades
in Prozenten der Soll-Leistung erfordert die Bildung des ,Quotienten aus Arbeitszeit
und Stückzahl. Ein Gerät mit Ablesung des Quotienten aus einer Kurvenschar ist verhältnismäßig
einfach auszuführen und in den Fig. i und 2 dargestellt.
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Fig. i und 2 zeigen in schematischer Darstellung den Aufbau eines
Ausführungsbeispiels für eine Leistungsgraduhr, Fig. 2 die Abwicklung der Kurventrommel
der Fig. i, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. q. und 5 Einzelheiten zu
Fig. 3, Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung, Fig.7
ein viertes Ausführungsbeispiel, das sich an die Konstruktion nach Fig. 6 anlehnt.
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Eine Trommel i wird nach Maßgabe der geleisteten Stückzahl gedreht,
und zwar vermittels des Reibradgetriebes 2 bis B. Die Arbeitszeituhr betätigt einen
Zeiger 9 in Parallelführung zu der Trommelachse. Unmittelbar über der Trommeloberfläche
wird der Anzeigepunkt bzw. die Zeigerspitze geführt. Die Zeigerspitze kann als Punkt,
Drahtkreuz od. dgl. ausgeführt sein. Die Parallelführung .des Zeigers kann durch
eine Zahnstange oder durch ein Band, wie in Fig. i dargestellt, erfolgen. In diesem
Fall wird die Scheibe io durch die Arbeitszeituhr bzw. durch einen Synchronmotor
angetrieben. Der Zeiger 9 ist mit seinem Halter i i durch Friktion ,auf dem Band
12 befestigt. Wenn. zwischen Arbeitszeituhr und Scheibe io ebenfalls eine Friktion
eingeschaltet wird, so besteht die Möglichkeit, nach Beendigung des Meßvorgangs
den Zeiger 9 in die Grundstellung (s. gestrichelte Linie des Zeigers) durch Drehen
der Kurbelscheibe 13 zu bringen. Die Trommelscheibe) i wird durch Drehen des gerändelten
Knopfes 1q. in die Grundstellung zurückgebracht, wobei ein Stift 15 an einer Anschlagfläche
16 ansteht. Wenn Zeiger 9 und Trommelscheibe) i in Grundstellung gebracht sind,
so muß die Zeigerspitze mit dem Nullpunkt der Kurvenschar zusammenfallen.
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Der Antrieb der Trommel (scheiben)welle 2 durch die geleistete Stüclczahl
erfolgt, wie schon erwähnt, durch Zwischenschaltung eines Reibradgetriebes. Die
Einstellung der verschieden großen Stückzahl in der Zeiteinheit bedingt die Anordnung
des erwähnten Reibradgetriebes, bei dem ein kleines Gummirädchen od. dgl. 3 auf
einer Scheibe 8 läuft. Durch Drehen der Scheibe 6, auf welcher sich die Einstellskala
befindet, wird die Stückzahl in der Zeiteinheit eingestellt. Es kann noch die Anordnung
getroffen werden, daß die einzelnen vollen Umdrehungen der Scheibe 6 auf einer in
der Zeichnung nicht dargestellfen Skala abgelesen werden können.
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Fig. 2 zeigt die Abwicklung der Kurvenschar. Wenn sich die Zeigerspitze
auf der mittleren dicken Linie bewegt, die mit iooo/o bezeichnet ist, so wird ständig
die Soll-Leistung erfüllt. Wenn sich der Zeiger unterhalb der dicken Linie bewegt,
so wird die Minderleistung in Prozenten angezeigt, und wenn sich der Zeiger oberhalb
der dicken Linie bewegt, wird die Überleistung in Prozenten angezeigt. Die senkrechten
Linien entsprechen der Zeiteinheit. Wenn sich z. B. die Zeigerspitze zu einem beliebigen
Zeitpunkt im Schnittpunkt der stark ausgezogenen Linie und der senkrechten, mit
5 bezeichneten Linie befindet, so besagt dies, daß nach 5 Arbeitsstunden die hundertprozentige
Leistung erfüllt wurde. Die Überschußseite der Trommelaufteilung kann grünen Untergrund
haben und die Unterschußseite roten.
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Die Berücksichtigung -der Pausen, des Arbeitszeitbeginns usw. würde
am einfachsten durch einen selbst anlaufenden Synchronuhrenantrieb erfolgen, der
von dem betreffenden Arbeiter, Meister oder Kontrolleur eingeschaltet wird. Bei
Ausschaltung des Synchronmotors müßte gleichzeitig der Stromkreis für den Stückzahlbetätigungsmagnet
unterbrochen werden.
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Es liegt in der Natur der Quotientenmessung mit Kurvenschar begründet,
daß in der ersten Zeit, wenn die Meßgrößen noch geringe Werte haben, nur eine geringe
Ablesegenauigkeit möglich ist. Dies dürfte jedoch nicht von großem Nachteil sein,
da ja der Arbeiter und Kontrolleur kurz nach Arbeitsbeginn sich noch nicht dafür
interessiert, welche Arbeit er geleistet hat.
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Die Trommel könnte auch mit einer Stückzahlteilung bedruckt sein in
Form einer Kurvenschar, so daß an Stelle einer prozentual geleisteten Arbeit die
geleistete Stückzahl zu jedem beliebigen Zeitpunkt abgelesen werden kann.
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Erwähnt sei noch, daß das Gummirädchen 3 auf der Welle 2 verschiebbar
gelagert ist, jedoch kann sich dieses gegenüber der Welle :2 nicht verdrehen, da
eine Nutführung od. dgl. vorgesehen ist. Die axiale Verschiebung des Gummirädchens
3 erfolgt durch den Schieber q., welcher in der Gewindespindel 5 geführt ist: Nach
Einstellung der Vorgabezeit durch Drehung der Scheibe 6 verbleibt der Schieber q.
in der eingestellten Lage während des ganzen Meßvorgangs.
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Auf der Grundlage der Quotientenbildung beruht ebenfalls die Konstruktion
nach Fig. 3 bis 5. Die Bildung des Quotienten aus Soll-Leistung und Ist-Leistung
ergibt die prozentual geleistete Arbeit. Wenn man beispielsweise (s. Fig. 5) auf
der x-Achse die Soll-Leistung als Strecke C-B und auf der y-Achse die Ist-Leistung
als Strecke A-C aufträgt, so wird die prozentual geleistete Arbeit durch den Winkel
a bestimmt.
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Die praktische Verwirklichung dieses Prinzips bedingt, daß der Punkt
A feststehend und als Drehpunkt eines Zeigers dient. Die geleistete Arbeit muß also
vom Punkt A in eingezeichneter Pfeilrichtung aufgetragen werden. Die Soll-Leistung
muß vom Punkt C in eingezeichneter Pfeilrichtung aufgetragen werden. Da in dem Beispiel
Fig. 5 die Strecke A-C gleich der Strecke C-B ist, so ist die hundertprozentige
Soll-Leistung erfüllt. In diesem Fall beträgt der Winkel a = 45°.
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Die Voraussetzung für die, Quotientenbildung ist, daß die abgetragene
Strece A-C der geleisteten
Arbeit und die abgetragene Strecke C-B
der Soll-Leistung im gleichen Zeitraum entspricht. Fig. 3 zeigt den schematischen
Aufbau der Einrichtung. Durch die geleistete Arbeit wird die Welle 17 in Drehung
versetzt, wodurch sich durch das auf der Stange 17 fest angeordnete Ritzel 29 eine
Zahnstange 18 in eingezeichneter Pfeilrichtung bewegt. Die Bewegung der Zahnstange
18 entspricht also der abgetragenen Strecke A-C. Auf einem Verlängerungsarm ig der
Zahnstange i8 ist eine zweite Zahnstange 2o gelagert. Diese Zahnstauge wird über
ein Getriebe, hier Ritzel21, durch ein Uhrwerk oder Synchronmotor 22 angetrieben.
Die Zahnstange 2o wird in eingezeichneterPfeilrichtung durch das Uhrwerk bzw. durch
den Synchronmotor 22 bewegt. Diese Zalinstangenbewegung entspricht der abgetragenen
Soll-Leistung Wegstrecke C-B. Die im Punkt A gelagerte Zeigerwelle 23 ist mit einer
Blechfahne 2.4 verbunden. Die Blechfahne. 2q. ist in einem Schlitz 25 der Welle
26 geführt. Die Welle 26 ist in der Zahnstange 2o nicht eingenietet, sondern frei
drehbar gelagert, vorzugsweise durch Kugellager od. dgl.
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Bei Arbeitsbeginn müßte, theoretisch gesehen, die Achse der Welle
26 mit der Zeigerachse 23 im Punkt A zusammenfallen. Wenn durch den Arbeiter bzw.
durch die Maschine eine ständige hundertprozentige Voll-Leistung gewährleistet wird,
so bewegt sich dieWelle 26 auf der StreckeA-B. Wenn eine unregelmäßige Arbeit geleistet
wird, so führt die Welle 26 Zick-Zack-Bewegungen aus. Der Winkel a wird also dadurch
bestimmt, daß die Fahne 24 durch die Welle 26 dirigiert wird. Da bei Beginn der
Arbeit die Achse der Welle 26 und die Zeigerachse 23 in einem Punkt zusammenfallen,
so könnten im ersten Moment des Anlaufs, d. h: wenn sich nicht gleichzeitig beide
Zahnstangen in Bewegung setzen, zwischen Blechfahne 24 und Welle 26 unter Umständen
Klemmungen auftreten. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird die Welle 26 vorgestellt.
Zn Fig. 5 ist die Vorstellstrecke durch die Strecke <1-D gekennzeichnet.
Wir wollen annehmen, die Strecke _d-D entspricht einer Zeit von 15 Minuten. Bei
Arbeitsbeginn müßte demgemäß das Uhrwerk erst nach 15 Minuten in Bewegung gesetzt
werden, wogegen die Welle 17 durch die geleistete Arbeit sofort nach Arbeitsbeginn
angetrieben wird. Wenn der Arbeiter bzw. die iNIaschine eine hundertprozentige Arbeit
leistet, so wird sich die `Felle 26 zunächst auf der Strecke D-E bewegen, während
einer Zeitdauer von 15 Minuten. Nach Verlauf von 15 Minuten bzw. Einschaltung des
Synchronmotors wird sich die Welle 26 auf der Strecke E-B bewegen. Die Strecke D-E-B
ist durch strichpunktierte. Linie gekennzeichnet. Durch dieses Vorstellen der Welle
26 kann in den ersten 15 Minuten keine prozentual geleistete Arbeit abgelesen werden.
Dies ist auch nicht notwendig, da ja in dieser kurzen Anlaufzeit die geleistete
Arbeit nicht von Interesse ist. An den Zahnstangen 18 und 2o befinden sich Drücker
27 und 28. Um das Gerät bzw. den Zeiger nach beendigter Messung wieder in Bereitschaftsstellung
zu bringen, werden die beiden Zahnstangen durch Druck mit dem Finger auf die Drücker
27 -und 28 in bei den Drückern eingezeichneter Pfeilrichtung zurückgeschoben. Um
das Zurückschieben der Zahnstangen zu ermöglichen, müßte das kitzel2g auf der Welle
17 durch Friktion verbunden sein. Sinngemäß müßte auch bei der Zahnstange 2o eine
Friktion an irgendeiner geeigneten Stelle eingebaut werden. Für die Zahnstange 18
ist ein Anschlag 30 und für die Zahnstange 2o ein Anschlag 3 i vorgesehen. Wenn
die Vorstellstrecke A-D angewandt witd, so kann die Zahnstange automatisch entsprechend
der Vorstellzeit, z. B. nach 15 Minuten eingeschaltet werden. Zweckmäßigerweise
wird also das Uhrwerk bzw. Synchronmotor 22 gleich zu Beginn der Arbeit mit dem
Stückzahl-Betätigungsmagnet in Bewegung gesetzt. Das Uhrwerk müßte also nach der
abgelaufenen Vorstellzeit die Zahnstange mit dein Getriebe 21 kuppeln.
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Damit der Arm ig der Zahnstange 18, welcher das Uhrwerk 22 trägt,
keine so großen Ausmaße bekommt, könnte auch eine Anordnung getroffen werden, daß
der Antrieb der Zahnstange durch eine biegsame Welle erfolgt. In diesem Fall könnte
das Uhrwerk bzw. der Synchronmotor feststehend in dem Gehäuse des Gerätes angeordnet
werden.
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Die Welle 17 kann ebenso wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführung
Fig. i und 2 über ein Reibradgetriebe und Stückzahlbetätigungsmagnet angetrieben
werden. Das Reibradgetriebe ist hier ebenfalls notwendig, um die Stückzahl in der
Zeiteinheit einzustellen. Damit die Skala, insbesondere von ioo bis 2ooofo, weiter
auseinandergezogen werden kann zwecks genauerer Ablesung, wird vorgeschlagen, den
Zeiger nicht direkt auf die Welle 23, sondern auf eine zweite Welle zu setzen. Diese
zweite Welle müßte mit der Welle -:3 durch ein Übersetzungsgetriebe verbunden sein.
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Die in Fig. 6 veranschaulichte Einrichtung ist gekennzeichnet durch
die Verwendung eines Differentialgetriebes. Da bei der Verwendung eines Differentialgetriebes
keine Ouotientenmessung stattfinden kann, so kann auch die geleistete Arbeit nicht
in Prozenten abgelesen werden, sondern nur der geleistete Unterschuß oder überschuß
in Stunden.
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Der Aufbau der Einrichtung ist sehreinfach. Durch das Uhrwerk oder
den Synchronmotor wird das Rad 32 in eingezeichneter Pfeilrichtung angetrieben.
Das Rad 32 treibt seinerseits ein Rad 33 .des Differentialgetriebes an. Das Rad
34. wird über ein Reibradgetriebe durch die geleistete Stückzahl in eingezeichneter
Pfeilrichtung angetrieben und treibt seinerseits das Rad 35 des Differentialgetriebes.
Die Räder 33 und 35 werden in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Wenn beide
Räder ,dieselbe Geschwindigkeit aufweisen (dies ist der Fall bei hundertprozentiger
Leistung), so wird die Welle 36, die mit dem Differentialrad 37 in Verbindung steht
und von dessen Umlauf in Drehung versetzt wird, stehenbleiben. Die auf der gleichen
Achse befindlichen Räder 33 und 35 haben neben. einer Stirnverzahnung eine Kronradverzahnung,
mit der
sie über ein Ausgleichrad 37 (Differentialrad) verbunden
sind. Auf der Welle 36 dieses Getriebes ist ein Zeiger 9 mit Friktion gesetzt, der
mittels Schlüssel oder gerändeltem Knopf von außen verstellt werden kann.
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Wird z. B. vom Stückzählgetriebe eine größere Winkeleingabe auf die
Zeigerwelle übertragen, so entspricht dies einer Leistungssteigerung. Dieses Prinzip
läßt also zu jedem Zeitpunkt erkennen, wie groß der bis dahin geleistete Über- oder
Unterschuß ist. Wenn z. B. der Zeiger nach 4 Stunden Arbeitszeit auf dem Skalenstrich
2 steht, so besagt dies, daß zu -diesem Zeitpunkt eine Überleistung von 2 Stunden
plus geleistet wurde.
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Es könnte ein zweiter Zeiger mit Skala angebracht werden (in der Zeichnung
nicht dargestellt), welcher die zurückgelegte Arbeitszeit ergibt. Bei einer solchen
Anordnung kann das Verhältnis von zurückgelegter Arbeitszeit und überschuß oder
Unterschuß prozentual abgeschätzt werden.
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Die geleistete Arbeit könnte auch in Prozenten abgelesen wenden, wenn
in ganz bestimmten Zeitabständen abgelesen wird und die Skala hierauf entsprechend
geeicht ist.
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Mit 38 ist ein Gewicht bezeichnet, welches auf der Drehachse des Differentialrades
37 angeordnet ist. Wenn man z. B. die Räder 32 und 33 für eine kurze Zeit außer
Eingriff setzt, so wird sich der Zeiger 9 bzw. die Welle 36 durch das Gewicht 38
in die lotrechte bzw. Null-Lage einstellen. In diesem Fall wäre es nicht notwendig,
die Nullstellung durch Verdrehen des Zeigers zu betätigen.
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Die Welle 7 wird durch die Betätigung des Magneten der Stückzahlmessung
in Bewegung gesetzt. Auf der Welle 7 ist das Reibrad 8 befestigt. Auf dem Reibrad
8 läuft ein Gummirädchen 3 od. dgl. Ein Kloben 4 ist auf der Gewindespindel 5 gelagert
und trägt das Rädchen 3. Mittels der Scheibe 6 wird die Stückzahl in der Zeiteinheit
eingestellt. Im Prinzip ist dieses Reibradgetriebe ähnlich wie bei der vorstehend
beschriebenen Ausführung.
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Das in Fig. 7 dargestellte Gerät entspricht in seinem grundsätzlichen
Aufbau dem Gerät nach Fig. 6; lediglich wird an Stelle eines Ausgleichs-bzw. Differentialgetriebes
eine Wandermutter verwendet.
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Auf einer Gewindespindel" 39 ist eine Wandermutter 40 gelagert. Die
Gewindespindel wird durch das Uhrwerk 41 bzw. Synchronmotor über Getriebe 42 und
43 angetrieben. Die Wandermutter 40 wird durch den Stückzählbetätigungsmagnet bzw.
Welle 7, Reibrad 8, Reibradrädchen 3, Welle 2 und Scheibe 45 vermittels eines Stiftes
44 angetrieben. Der Stift 44, welcher auf der Scheibe 45 und letztere auf der Welle
2. befestigt ist, wird in derselben Richtung verdreht wie die Gewindespindel 39.
Bei gleicher Drehgeschwindigkeit der Gewindespindel 39 und Welle 2 verbleibt die
Mutter 4o an ihrem Platz, so daß die mit ihr verbundene Zahnstange, 5o, Ritzel 46
und Zeiger 9 sich in Ruhe bzw. auf der Null-Marke befindet. Wird dagegen .durch
das Stückzählgetriebe eine größere Winkeleingabe auf die Zeigerwelle übertragen,
so entspricht dies einer Leistungssteigerung und bei kleinerer Winkeleingabe einer
Leistungsminderung.
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Durch die Kurbel 47 bzw. Einstellscheibe 6 wird die Stückzahl in der
Zeiteinheit eingestellt. Mit der Scheibe 6 ist eine Gewindespindel 5 verbunden.
Durch Verdrehen der letzteren wird der Kloben 4 und das an ihm gelagerte Reibrädchen
3 in Achsrichtung der Gewindespindel 5 verschoben. Das Rad 43 ist mit der Gewindespindel
39 nicht fest, sondern über eine Friktionsfeder 48 verbunden. Auf der Welle 39 ist
am freien Ende ein gerän-delter Knopf 49 angebracht. Mit Hilfe des letzteren kann
der Zeiger nach Beendigung der Messung für den neuen Tagesarbeitsbeginn auf Null
gestellt werden.