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Vorrichtung zur Winkelregelung Die Erfindung besteht in Neuerungen
an. Visiervorrichtungen (Goniometern, Geländewinkelmessern usw.) der im Hauptpatent
beschriebenen Art, d. h. solchen mit Übereinander angeordneten Platten oder Scheiben,
deren relative Winkellagen mit Hilfe von auf den sich berührenden * Flächen gezahnten
Kupplungen bestimmt und festgelegt werden, wobei die Zähnezahl zumindest einer der
Zahnkupplungen von der einer anderen Zahnkupplung verschieden ist.
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Gemäß der Erfindung ist eine der Scheiben bzw: Zwischenscheiben mit
einer beweglichen Scheibe einesteils mittels einer der oben angedeuteten Zahnkupplungen
und andernteils mittels eines derartigen Getriebes verbunden, daß, wenn die Zwischenscheibe
mit Bezug auf die feste Scheibe in einem Winkel gedreht wird, der einer gewissen
Anzahl von Kuppelzähnen zwischen der festen Scheibe und der Zwischenscheibe entspricht,
die oben angedeutete bewegliche Scheibe in entgegengesetzter Richtung mit Bezug
auf die Zwischenscheibe und um eine gleiche Anzahl von Kuppelzähnen zwischen diesen
beiden letzteren Scheiben sich dreht.
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Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
In den nur beispielshalber beiliegenden Zeichnungen stellen dar: Abb. z eine Ausführungsform
der Erfindung im Aufriß, Abb. 2 dieselbe im Querschnitt, Abb.3 die untere genutete
Scheibe im Grundriß, Abb. q.. die obere genutete Scheibe im Grundriß, Abb.5 eine
andere Ausführungsform im Querschnitt und Abb. 6 einen waagerechten Schnitt nach
6-6 der Abb. 5.
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Die in Abb. t dargestellte Vorrichtung weist, ähnlich der Vorrichtung
nach dem Hauptpatent, eine feste kreisförmige untere Platte bzw. Scheibe A auf,
welche in unveränderlicher Lage auf einer Waffe, z. B. einem Geschütz, mit Hilfe
eines Schwalbenschwanzes A', wie dargestellt, oder mittels Lappen, Klemmorgans usw.
feststellbar ist. Die obere Seite der Scheibe A weist eine Verzahnung ja mit 11
Zähnen auf.
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Oberhalb der Platte A ist eine Zwischenbüchse B frei auf einer
mit der Platte A aus einem Stück bestehenden Achse G drehbar angeordnet und
erhält auf ihrer Unterseite eine Verzahnung zb mit ia Zähnen, die mit der Verzahnung
ja
der Platte A kämmt; auf der Oberseite der Büchse B ist eine weitere Verzahnung 2b
mit na Zähnen vorgesehen.
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Oberhalb der Scheibe B ist eine zweite, auf der Achse G gleichfalls
lose, bewegliche Scheibe C angeordnet, die auf .ihrer Unterseite eine Verzahnung
2c mit m Zähnen erhält, welche mit der Verzahnung 2b der Scheibe
B
kämmt, während die Oberseite der Scheibe C eine Verzahnung 3c mit p Zähnen
aufweist.
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Oberhalb der Scheibe C ist eine auf der Achse G lose Scheibe D angeordnet,
die auf ihrer Unterseite eine Verzahnung 3d mit p Zähnen erhält und -die die Visiervorrichtung
V trägt, welche mit Bezug auf die Schußlinie eingestellt werden soll.
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Die Scheibe A, Büchse B und Scheiben C, D
werden
nachgiebig unter Vermittlung einer Feder R in Berührung gehalten, derart, daß die
Teile B, C, D mit Bezug aufeinander drehbar sind, wobei die Zähne der einen
Verzahnung jene der benachbarten Verzahnung überspringen. Die Feststellung wird
entweder, wie dargestellt, durch eine Flügelmutter oder durch einen Hebel oder eine
sonstige geeignete Festklemmvorrichtung gesichert.
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Die Zähne ib und 3" sind numeriert, die Scheibe A hingegen
trägt einen auf den Ziffern der Verzahnung ib spielenden Zeiger K1, gleicherweise
wie die Scheibe C einen auf den Ziffern der Verzahnung 3b spielenden Zeiger K2 besitzt.
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Zweckmäßig werden die Büchse B und die Scheibe G gerändelt, damit
sie leicht von Hand zur Einstellung ergriffen werden können. Zwecks größerer Klarheit
wurde die Rändelung der Scheibe D nicht dargestellt.
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Es wird in Erinnerung gebracht, daß .die Arbeitsweise der oben beschriebenen
Vorrichtung, gleich jener nach dem Hauptpatent, die folgende ist: Nach Lösung der
Mutter wird zunächst die Scheibe D mit Bezug auf die anderen festgestellten Scheiben
gedreht, so daß sie den erforderlichen Winkel bis auf eine halbe Drehung genau beschreibt.
Ist beispielsweise die Zähnezahl p der Verzahnung 3d gleich 64., so beschreibt die
Scheibe D vor dem Zeiger K2 einen Winkel, welcher einem Vielfachen eines Vierundsechzigstels
einer Umdrehung gleich ist.
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Zur Erzielung der Unterteilung des Winkels 2 zlp dreht man
hierauf die Büchse B mit Bezug auf die feste Scheibe, so daß 'vor dem Zeiger
KI eine gewisse ganze Zahl S von Zähnen der Verzahnung ja vorbeistreicht (S ist
kleiner als n). In Gesamtheit wird somit die Büchse B um den Winkel
verdreht. Schließlich wird die Scheibe C entgegengesetzt zur Scheibe bzw. Büchse
B um die gleiche Zähnezahl S der Verzahnung 2b gedreht, d. h. um den Winkelbetrag
9 Vorausgesetzt, daß die Zähnezahl m > n ist, hat sich somit die Scheibe D, die
an dieser Doppeldrehung der Teile B, C zufolge der Kuppelung der Verzahnungen 3c
und 3d teilgenommen hat, in einem Winkel
gedreht. Wählt man entsprechend die Zahlen in und ia, so kann man eine Drehung in
einem außerordentlich kleinen Winkel mit einer genügenden Genauigkeit erhalten.
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Ist beispielsweise n - 56, m - 57 und S - i, so dreht
sich die Scheibe D in einem Winkel, der
einer Umdrehung gleich ist, also angenähert
einer Umdrehung, d. h. zwei Tausendsteln, mit einem relativen Fehler von
Zu bemerken ist, daß zur Drehung der Scheibe D in einem Winkel
zwei aufeinanderfolgende Drehungen der Scheibe C in entgegengesetzter Richtung erforderlich
waren.
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Die Erfindung bezweckt hauptsächlich diese doppelte Einstellung und
die hierbei möglichen Irrtümer zu umgehen und gründet sich auf der Erkenntnis, daß
der Winkel
durch Hypothese ein Bruchteil des Winkels ist (da eine größere Genauigkeit als
angestrebt
wird) und daß daher die Scheibe C.-bei der oben angedeuteten Doppeldrehung niemals
einen größeren Winkel als
zurücklegt.
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Andernteils muß die Anzahl der Zähne S, um die sich die Verzahnung
ib mit Bezug auf die Verzahnung ja dreht, der Zähnezahl gleich sein, um die sich
die Verzahnung 2c mit Bezug auf die Verzahnung 2b dreht, was besagen will, daß sobald
die Verzahnung ib mit Bezug auf die Verzahnung ja um einen Zahn vorrückt, die Verzahnung
2b der Büchse B mit Bezug auf die Verzahnung 2c der Scheibe C um einen Zahn
vorrücken soll. Damit irgendein Zahn der Verzahnung 2b in die folgende Lücke der
Verzahnung 2c einfällt, muß die Verzahnung 26 mit Bezug auf die Verzahnung 2c um
einen Winkel vorrücken, der größer ist als der Winkel 2n/2m, welcher der Länge einer
Zahnhälfte der Verzahnung 2c entspricht. Nun ist aber die Drehungsgröße der Büchse
B, bei der ein Zahn der Verzahnung
ib um einen Zahn mit Bezug auf
die Verzahnung ja vorrückt, gleich
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird (beispielsweise mit Hilfe von Anschlägen)
die Drehung der Scheibe C auf
(die größte Drehung, wie oben gezeigt) beschränkt, so daß die- Scheibe C durch die
Scheibe oder Büchse B nur in einem Winkel mitgenommen wird, der höchstens
gleich ist, und die relative Verstellung der Teile B und C (demnach der Verzahnungen
ab und 2c) setzt sich auf
herab für eine Drehbewegung um einen Zahn der Scheibe B gegenüber der Scheibe A.
Dies ist der Winkel, der also größer als
sein muß. Aber die Ungleichung entpricht nur selten einer praktischen
Ausführung. In dem allgemeinsten Fall sind die Zahlen p, m. und ai beliebige, wobei
na und 7a immerhin einander benachbart sind, damit der Bruch
klein wird, ohne daß m und n zu groß sind.
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Man gelangt so gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
zur selbsttätigen Steuerung der Drehbewegung der Scheibe C im Winkel 2 n/p,
unabhängig von ihrer Mitnahme durch die Verzahnungen 2b und 2c in dem Maße der Drehung
der Büchse B mit Bezug auf die Scheibe A, so daß ungeachtet des Drehungsbetrages
der Büchse B mit Bezug auf die Scheibe A die Scheibe C stets wesentlich die erforderliche
Lage mit Bezug auf die Büchse B einnimmt, d. h. mit Bezug auf diese um eine Zähnezahl
S sich dreht (welche jener gleich ist, um die sich die Scheibe B mit Bezug auf die
Scheibe A gedreht hat), mit einer Annäherung von zumindest einer Zahnhälfte der
Verzahnung 2b mit na Zähnen, d. h. mit einer Winkelannäherung von
Man sieht sofort, daß eine große Genauigkeit für die positive Steuerbewegung der
Scheibe C nicht erforderlich ist, da m und n einander hinreichend benachbart sind,
damit 2 In < 3 n, woraus sich ergibt:
Die genaue Stellung der Scheibe C wird schließlich erhalten, sobald die Zähne 2c
vollständig in die Lücken der Verzahnung 2b eingreifen. Die selbsttätige Steuerung
der Bewegung der Scheibe C ist bloß zur Sicherung des Vorbeistreichens eines Zahnes
der Verzahnung 2b mit Bezug auf die Verzahnung 2c bei j edesmaligem Überspringen
eines Zahnes der Verzahnung ib über einen Zahn der Verzahnung ia bestimmt.
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Als Beispiel wird im nachstehenden eine Ausführungsform beschrieben,
welche die oben angedeutete positive Steuerung der Scheibe C zu erzielen gestattet.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 bis q. ist die Büchse
B mit einem Teil K
verbunden, welcher eine aus zwei an ihren Enden
sich anschließenden Spiralbögen ze, xyz und zw bestehende Nut I (Abb. 3)
aufweist. Wenn t die bei den m und n Zähnen der Differentialverzahnung zu
benutzende Zähnezahl ist, d. h. wenn der Winkel
in t Teile geteilt und t daher kleiner als m und 7a ist, so entspricht
der erste Kurvenbogen wxyz (Abb. 3) der Nut I einem Winkel
und der Verbindungsbogen m2 entspricht
Oberhalb des Teiles K sitzt auf der Achse G ein Teil L fest, welcher eine radiale
Führung M aufweist. In der Scheibe C ist eine entsprechend geformte und gelegene
Nut 0 vorgesehen, derart, daß der Winkelabstand ihrer zwei Enden mit Bezug auf die
Scheibenmitte gleich
ist. Schließlich ist ein Teil P vorgesehen, der sich zugleich in der Nut 1, in der
Führung 111' und in der Nut 0 verstellt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Wird die Scheibe B
um einen Zahn der Verzahnung ib (das ist um 2 n/n mit Bezug auf die Scheibe A im
Sinne des Pfeiles f (Abb. 3) gedreht, so verstellt sich der von der Nut I gesteuerte
Teil P in der Nut I und in der festen Führung M um einen Bruchteil i%t seines ganzen
Hubes. Der Teil P rückt daher mit Hilfe der Nut 0 die( Scheibe C mit Bezug auf die
Scheibe A um den Winkel
vor. Dieser Winkel ist sehr klein. Die Drehung der Scheibe C mit Bezug auf die Scheibe
A ist daher auf einen Winkel beschränkt, welcher kleiner als der Winkel
2 njza ist, um den sich die Scheibe B dreht. Die Drehung der Scheibe C mit
Bezug auf die Scheibe B ist von
so daß ihre Verzahnung 2c mit m Zähnen um einen Zahn mit Bezug auf die Verzahnung
2b mit m Zähnen der Scheibe B vorrückt.
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Es wird so die doppelte Verstellung der differentialen Verzahnungen
durch eine einzige Verstellung der Scheibe B ersetzt.
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Überspringen nun unter den vorbeschriebenen
Bedingungen
t Zähne der Scheibe C die Zähne der Scheibe B, so vollführt die Scheibe C eine Drehung
von 2 nlp, und der Teil P gelangt an das Ende der Nut 0. Um den Winkel zwischen
den Scheiben D und A
weiter im angenommenen Sinn vergrößern zu können,
muß man also die Scheibe D mit Bezug auf die Scheibe C um einen Zahn vorrücken können,
damit die Scheibe B neuerlich gedreht werden kann und eine; gleiche Anzahl von Zähnen
der beiden Verzahnungen 1b und 2b mit Bezug auf die Verzahnungen id bzw. 2c vorbeigleitet.
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Um diese umständliche Einstellung zu vermeiden, wird zweckmäßig die
positive Steuervorrichtung für die Scheibe C derart gebaut, daß diese Scheibe selbsttätig
in die Nullage zurückgeführt wird, ohne daß es erforderlich wäre, die Scheibe bzw.
Büchse B nach rückwärts zu drehen, und die Rückführung der Scheibe C in die Nullage
erfolgt zugleich mit jener der Büchse B unter Fortsetzung der Drehung der letzteren
in der gleichen Richtung.
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Nun müssen in der Praxis die Zahlen m und n größer als t sein. Unter
diesen Umständen rückt unter der Wirkung der zwangsläufigen Steuerung der Scheibe
G diese fortschreitend um 2 n/p vor, während des Vorbeistreichens von t Zähnen der
Verzahnungen ib und 2b, und weicht sodann während des Vorbeistreichens der verbleibenden
n-t Zähne der Büchse B um 2 zfp zurück.
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Befänden sich die Scheiben C und D ständig durch die Verzahnungen
3c und 3d in Eingriff, so würden diese beiden in entgegengesetzter Richtung aufeinanderfolgenden
Bewegungen der Scheibe G auf die Scheibe D übertragen werden; kehrt man aber zu
Beginn der Rückbewegung der Scheibe C vor, daß die zwangsläufige Steuerung der Scheibe
C die Scheibe D abkuppelt und sie mit Bezug auf die feste Scheibe A festlegt, so
rückt ersichtlicherweise die Scheibe C um einen Zahn der Verzahnung 2c (mit p Zähnen)
mit Bezug auf die Verzahnung 3d der Scheibe D zurück. Wird hierauf die Scheibe D
in Eingriff mit der Scheibe C am Ende der Rückbewegung der Scheibe C wieder gebracht,
so erzielt man selbsttätig die Vorrückung der Scheibe D um einen Zahn mit Bezug
auf die entsprechende Verzahnung der Scheibe C mit p Zähnen, und die Steuervorrichtung
wirkt so fortlaufend weiter.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 bis q. wird dies in folgender
Weise erzielt. Die Scheibe K erhält einen oder mehrere Ansätze H, deren nützliche
Länge kleiner als
ist; der Teil L weist eine oder mehrere zur Achse G parallele Führungen N auf, und
die Scheibe C erhält eine oder mehrere Einschnitte bzw. Nuten KI, deren Länge gleich
der der Ansätze H ist.
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In der Führung N (bzw. in jeder - derselben) gleitet ein Teil D, der
iri seinem oberen Teil einen oder mehrere Zähne trägt, welche, sobald der Teil 0
durch den entsprechenden Ansatz K gehoben wird, in die zu diesem Behufe gegen die
Achse G zu verlängerte Zähne der Scheibe D eingreifen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Läßt man, von Null ausgehend, vor
der festen Platte A t Zähne der Verzahnung il, (wie oben erklärt) vorbeistreichen,
so tritt der Teil P in den zweiten Teil zw der Spiralnut I ein und gelangt in seine
Ausgangslage, während die zur Vollführung einer vollständigen Umdrehung verbleibenden
(n-t) Zähne vorbeistreichen. Hierbei wirkt der Teil P so mit der Nut 0 zusammen,
daß er gleichfalls die Scheibe C in ihre ursprüngliche Stellung zurückführt.
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Zu Beginn dieser Rückbewegung gleitet der durch den Ansatz K angehobene
Teil O in der Nut N, und seine Verzahnung greift in die der Scheibe D, welche sie
hebt und gegen Drehung feststellt. Der Ansatz K läßt hierauf den Teil 0 und die
durch die Feder R gedrückte Scheibe D am Ende der Rückbewegung der Scheibe C zurücksinken,
bevor der n-te Zahn der Verzahnung 1b der Büchse B am Zeiger KI der Scheibe A vorbeistreicht.
In dieser Weise gelangt die Verzahnung der Scheibe D neuerlich in Eingriff mit der
der Scheibe C, eilt aber dieser um einen Zahn vor. Man kann also bei in die Nullage
zurückgekehrter Büchse B deren Drehung fortsetzen, wobei j ede volle Umdrehung derselben
die Scheibe D um einen Zahn, d. h. um einen Winkel 2 nlp, vorrückt.
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In Abb. 5 und 6 ist eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Ein um eine feste Achse G' umlaufender Teil K' nimmt die Scheibe B mittels einer
Verkeilung F' mit. Die Oberseite I' des Teiles K' ist in Form von zwei Schraubenbogen
w'x'y'z' und z'z7 geschnitten, die an ihren Enden aneinander angeschlossen sind.
Der Schraubenbogen w z y'z' entspricht dem Winkel 2 7s
und der Bogen x' w' dem. Winkel 22v Der Teil K' erhält überdies einen
oder mehrere Ansätze H' an seinem Umfang.
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Ein Keilstift P', der entsprechend geführt ist, um sich parallel zu
seiner Längsachse verstellen zu können, wird durch eine Feder U' ständig zum Aufsitzen
auf der schraubenförmigen Schnittfläche des Teiles K` gebracht. Der Keilstift verstellt
sich überdies in einer Nut 0' in Schraubenform, welche in
einer
festen Achse G' (deren unterer Teil, wie bei G' angedeutet, hohl ist) vorgesehen
ist, derart, daß sobald sich der Teil K' unter Einfluß der Scheibe B' dreht, der
Keilstift F' in der Tut 0' steigt oder niedergeht, wobei er sich mit Bezug auf die
feste Achse G' dreht.
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Die Ganghöhe der schraubenförmigen Tut 0' ist derart berechnet, daß
bei einem vollen Steig- oder Senkhub der Keilstift sich um einen Winkel 2a um die
Achse G' dreht.
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Das Ende des Keilstiftes P' greift in eine geradlinige Nut M', welche
in einer Erzeugenden der Scheibe C (Abb. 6) geschnitten ist, so daß dieser
Scheibe C eine Drehbewegung von größter Weite mitgeteilt wird, ohne daß sie
an der Steig-
und Senkbewegung des Keilstiftes P' teilnimmt.
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Ein Teil O', dessen oberer Teil an seinem ganzen Umfang oder nur an
einem Teil desselben gezahnt ist, kann sich mit den zu diesem Behufe verlängerten
Zähnen der Scheibe D' kuppeln. Unter Wirkung eines oder mehrerer Ansätze H' kann
der Teil 0' sich heben oder senken, wird aber an der Drehung durch einen oder mehrere
auf der Achse 0' vorgesehene Führungszapfen N' o. dgl. gehindert.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Dreht man den Teil
P' um einen Zahn der Verzahnung ib, d. h. um einen Winkel
mit Bezug auf die Scheibe A', im Sinne des Pfeiles f' (Abb. 6), so hebt sich der
Teil P' unter Einfluß der schraubenförmigen Bahn des Keiles K' um einen Bruchteil
ist seines Hubes; da er hierbei durch die Nut 0' geführt wird, so dreht er sich
zugleich um den Winkel
2 z. Dieser sehr kleine Winkel ist kleiner als
Die Folge ist, daß die Drehung der Scheibe C' auf einen Winkel beschränkt wird,
der kleiner als der Winkel
ist, um den sich die Scheibe B' dreht, und daß die Verzahnung :2c mit m Zähnen der
Scheibe C um einen Zahn mit Bezug auf die Verzahnung ab mit m Zähnen der
Scheibe B' vorrückt.
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Es wird so die Doppeleinstellung der Scheiben B' und C' durch eine
einzige Einstellung der Scheibe B' ersetzt.
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Ließ man überdies so, von Null ausgehend, i Zähne des Teiles
B' vorbeistreichen, so greift der Keilstift P' in den zweiten Teil
z' w/ der schraubenförmigen Bahn 1' des Teiles K' ein'
und gelangt
während des Vorbeistreichens der zu einer vollen Umdrehung verbleibenden Zähne n-t
in seine ursprüngliche Lage, wobei er infolge der Nuten G' und 111' die Scheibe
C in ihre Ausgangsstellung zurückführt. Anders gesagt, während dieser Bewegung
dreht sich die Scheibe C. nach hinten um einen Winkel der einem Zahn der
Scheibe D' entspricht.
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Zu Beginn dieser Rückbewegung hebt sich der Teil O' unter Einfluß
des Ansatzes H', dreht sich aber in Anbetracht der Führung N' nicht. Seine Verzahnung
greift in die der Scheibe D', welche er hebt und gegen Drehung feststellt. Der Ansatz
H' läßt hierauf den Teil O' und die -Scheibe D', die durch die Feder R' beeinflußt
wird, am Ende der Rückbewegung der Scheibe G' sich senken, bevor der n-te Zahn der
Verzahnung i b- der Scheibe B' am Zeiger KI vorbeigelangt.
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In dieser Weise gelangt die Verzahnung der Scheibe 15' neuerlich in
Eingriff mit jener der Scheibe C', aber die Scheibe D' ist mit Bezug auf die Verzahnung
der Scheibe G' um einen Zahn vorgeeilt.
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Man kann demnach die Drehung der Scheibe B', die in die Nullage zurückgekehrt
ist, fortsetzen, wobei jede volle Drehung derselben die Scheibe D' um einen Zahn,
d. h. um einen Bruchteil i/p einer Umdrehung, vorrückt.
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Die Erfindung beschränkt sich natürlich keinesfalls auf die dargestellten
und beschriebenen Ausführungsformen, die nur als Beispiele gelten sollen. So können
die Formen der Nuten 0, 0' und 11, M' vertauscht werden, die Nut 0' kann entweder
in der Achse G' (Abb.3) oder in einem mit ihr aus Einem bestehenden Teil vorgesehen
sein usw.
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Überdies sind verschiedene Zwangläufgetriebe sowie Abschaltgetriebe
für die Scheibe D im Rahmen der Erfindung möglich.
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Mehrere Vorrichtungen nach der Erfindung sind entweder auf gleicher
oder auf verschiedenen Achsen verkuppelbar, um das Ablesen von Winkeln in verschiedenen
Ebenen (Azimut- und Lagenwinkel) zu gestatten.