DE1138951B

DE1138951B - Mechanical resolver

Info

Publication number: DE1138951B
Application number: DEE11221A
Authority: DE
Inventors: John Tindale
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1954-09-01
Filing date: 1955-08-30
Publication date: 1962-10-31

Description

Mechanischer Resolver Die Erfindung betrifft einen mechanischen Resolver zur Umwandlung einer vektoriellen Eingangsgröße in zwei einen Winkel zwischen sich einschließende Ausgangsgrößen.Mechanical Resolver The invention relates to a mechanical resolver for converting a vector input variable into two an angle between them inclusive output variables.

Es sind bereits mechanische Getriebe bekannt, die mit einer Kugel, mit einer in der axialen Winkelstellung in einer im Berührungspunkt an die Kugel gelegten Tangentenebene einstellbaren Eingangsrolle und mit zwei Ausgangsrollen ausgerüstet sind, wobei die Achsen der Ausgangsrollen jeweils parallel zu einer durch den Berührungspunkt mit der Kugel gehenden Tangentenebene liegen und gemeinsam in einer durch den Kugelmittelpunkt gehenden Ebene angeordnet sind. Diese Vorrichtungen besitzen jedoch sämtlich den Nachteil, daß die Andruckkraft, die zur Erzielung des nötigen Andruckes der Kugel an die Eingangsrollen und Ausgangsrollen notwendig ist, nicht von der Drehrichtung der Kugel unabhängig bleibt, so daß hierdurch zusätzliche Kräfte auf die Kugel übertragen werden, die in die von der Vorrichtung gelieferte Übertragungsfunktion eingehen.There are already known mechanical gears that use a ball, with one in the axial angular position in one in the point of contact with the ball laid tangent plane adjustable input roller and with two output rollers are equipped, with the axes of the output rollers each parallel to one through the point of contact with the ball lying tangent plane and together are arranged in a plane passing through the center of the sphere. These devices however, all have the disadvantage that the pressing force required to achieve the the necessary pressure of the ball on the input rollers and output rollers is necessary, does not remain independent of the direction of rotation of the ball, so that additional Forces are transmitted to the ball, which are delivered by the device Enter transfer function.

Beispielsweise bestehen bei einer bekannten Vorrichtung die Mittel zur Erzeugung der Andruckkraft aus Andruckrollen, die jeweils der Eingangsrolle und den Ausgangsrollen auf der Kugel gegenüberliegen. Solche Andruckrollen erfüllen keineswegs die an einen Resolver zu stellenden Forderungen hinsichtlich der Genauigkeit der Übersetzung, denn abgesehen davon, daß die auf die Kugel ausgeübte Reibungskraft relativ groß ist, schwankt sie auch mit der Drehrichtung der Kugel. Durch den hierdurch bedingten schlechten Wirkungsgrad und die unvermeidlich eintretenden unterschiedlichen Reibungen läßt sich praktisch keine z. B. der mathematischen Funktion des Sinus oder Cosinus exakt entsprechende Übertragungsfunktion erzielen. Entsprechendes gilt für eine andere bekannte Vorrichtung, bei der eine einzige federbelastete Andruckrolle vorgesehen ist.For example, in a known device, the means exist to generate the pressure force from pressure rollers, each of the input roller and face the output rollers on the ball. Meet such pinch rollers by no means the demands on a resolver with regard to accuracy the translation, because apart from the fact that the frictional force exerted on the ball is relatively large, it also fluctuates with the direction of rotation of the ball. Through this conditional poor efficiency and the inevitably occurring different Frictions can be practically no z. B. the mathematical function of the sine or cosine to achieve exactly the corresponding transfer function. The same applies accordingly for another known device in which a single spring-loaded pressure roller is provided.

Mit der Erfindung soll ein Resolver angegeben werden, bei dem die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden sind und bei dem eine geringe und in dieser geringen Größe konstante und von der Drehrichtung der Kugel unabhängige Andruckkraft auf die Kugel übertragen wird, so daß sich eine saubere Sinus- oder Cosinus-Funktion für die Geschwindigkeit der beiden Ausgangsrollen ergibt, wenn sich die Eingangsrolle mit vorgegebener Geschwindigkeit um ihre in die gewünschte Winkelstellung gebrachte Drehachse dreht.The invention is to provide a resolver in which the Disadvantages of the known devices are avoided and in which a low and in this small size constant and independent of the direction of rotation of the ball Pressure force is transmitted to the ball, so that there is a clean sine or Cosine function for the speed of the two output rollers results if the input roll turns its desired speed at a given speed Angular position brought rotation axis rotates.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Kugel durch eine weitere Kugel oder durch einen reibungsarm die Kugel teilweise umfassenden Lagernapf derart an die Eingangs- und Ausgangsrollen gedrückt wird, daß die auf die Kugel wirkende Andruckkraft durch den Kugelmittelpunkt geht und das Lot vom Berührungspunkt der Eingangsrolle auf die Verbindungslinie der Berührungspunkte der Ausgangsrollen schneidet.The invention solves this problem in that the ball by a another ball or by a low-friction bearing cup that partially encompasses the ball is pressed on the input and output rollers so that the on the ball acting pressure goes through the center of the sphere and the perpendicular from the point of contact of the input roller on the line connecting the contact points of the output rollers cuts.

Dabei ist es zweckmäßig, daß die Wirkungslinie der Andruckkraft einen Winkel in der Größenordnung von 45° mit dem zu dem Berührungspunkt der Eingangsrolle führenden Radius der Kugel bildet.It is useful here that the line of action of the pressure force is one Angle on the order of 45 ° with that to the point of contact of the input roller leading radius of the sphere.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die in einer zylindrischen Führung angeordnete weitere Kugel unter dem Druck einer in dem Zylinder befindlichen Flüssigkeit gegen die Hauptkugel gedrückt. Eine weitere Ausführungsform arbeitet ganz ohne feste Hilfsandrückvorrichtungen, indem die in einen teilsphärischen Lagernapf mit etwas Spiel laufende Hauptkugel von einem in dem Spielraum befindlichen Flüssigkeitspolster beaufschlagt wird. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind zwei gleiche Kugeln vorgesehen, die sich gegeneinander und jeweils gegen einen eigenen Satz aus einer Eingangsrolle und zwei Ausgangsrollen abstützen, wobei die beiden Eingangsrollen über ein Getriebe so miteinander gekuppelt sind, daß sie gleichzeitig gleiche Bewegungen ausführen.In an advantageous embodiment of the invention, the in a cylindrical guide arranged further ball under the pressure of one in the The liquid in the cylinder is pressed against the main ball. Another embodiment works entirely without fixed auxiliary pressure devices, in that the in a partially spherical Bearing bowl with some play running main ball from one in the play space Liquid cushion is acted upon. In another embodiment of the invention two identical balls are provided, which are against each other and each against one Support your own set of an input roller and two output rollers, with the two input rollers are coupled to each other via a gear so that they are at the same time perform the same movements.

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden einige Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen beschrieben. Dabei stellt dar Fig. 1 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung, Fig.2 einen Resolver gemäß der Erfindung in Seitenansicht, Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung in Bodenansicht, Fig. 4 die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung in Draufsicht, Fig. 5 einen Schnitt auf der Linie V-V in Fig. 2, Fig. 6 einen Schnitt .auf der Linie VI-VI in Fig. 5, wobei einige Teile weggelassen sind, Fig. 7 die Antriebsmittel der Eingangsrolle der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung im Schnitt, Fig. 8 einen Schnitt auf der Linie VIII-VIII in Fig. 4, Fig. 9 eine Draufsicht eines weiteren Resolvers gemäß der Erfindung, Fig. 10 eine Bodenansicht der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung, Fig. 11 eine Seitenansicht der in Fig. 9 dargestellten Vorrichtung, Fig. 12 einen Teilschnitt auf der Linie XII-XII in Fig. 11, Fig. 13 einen Teilschnitt auf der Linie XIII-XIII in Fig. 14, Fig. 14 einen Schnitt auf der Linie XIV-XIV in Fig. 13, Fig. 15 einen Schnitt auf der Linie XV-XV in Fig. 14 und Fig. 16 eine Abwandlung der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung im Detail.For a better understanding of the invention, some exemplary embodiments are presented described on the basis of the drawings. 1 shows a schematic view to explain the principle of the invention, Fig. 2 a resolver according to the invention in side view, FIG. 3 shows the device shown in FIG in bottom view, Fig. 4 the device shown in Fig. 2 in plan view, Fig. 5 shows a section on the line V-V in FIG. 2, FIG. 6 shows a section on the line VI-VI in Fig. 5, some parts being omitted, Fig. 7 the drive means the input roller of the device shown in Fig. 2 in section, Fig. 8 a Section on the line VIII-VIII in Fig. 4, Fig. 9 is a plan view of another Resolver according to the invention, FIG. 10 is a bottom view of the one shown in FIG Device, FIG. 11 a side view of the device shown in FIG. 9, FIG. 12 shows a partial section on the line XII-XII in FIG. 11, FIG. 13 shows a partial section on the line XIII-XIII in FIG. 14, FIG. 14 shows a section on the line XIV-XIV in FIG. 13, FIG. 15 a section on the line XV-XV in FIG. 14 and FIG. 16 a Modification of the device shown in Fig. 6 in detail.

Das. Prinzip der Erfindung ist schematisch an Hand von Fig. 1 erläutert. Es ist eine Kugel l vorhanden, welche durch eine Eingangsrolle2 in. Drehung versetzt werden kann. Die Drehachse 3 der Eingangsrolle 2 liegt parallel zur Tangente der Kugel in dem Berührungspunkt mit der Eingangsrolle 2 und kann in ihrer Winkellage eingestellt werden. Zwei Ausgangsrollen4 bzw. 5, die ebenfalls in Berührung mit der Kugel t stehen, werden bei Drehung der Kugel t jeweils um eine Achse gedreht, die parallel zur Tangente der Kugel in dem Berührungspunkt mit der entsprechenden Ausgangsrolle verläuft. Dabei sind die Berührungspunkte der Eingangsrolle 2 und der Ausgangsrollen 4 bzw. 5 auf der Oberfläche der Kugel so angeordnet, daß die von ihnen ausgehenden drei Kugelradien senkrecht zueinander stehen.That. The principle of the invention is explained schematically with reference to FIG. 1. There is a ball 1 which is set in rotation by an input roller 2 can be. The axis of rotation 3 of the input roller 2 is parallel to the tangent of the Ball in the point of contact with the input roller 2 and can in its angular position can be set. Two output rollers 4 and 5, respectively, which are also in contact with of the ball t are rotated around an axis when the ball t is rotated, the parallel to the tangent of the sphere at the point of contact with the corresponding Starting roll runs. The points of contact of the input roller are 2 and the output rollers 4 and 5 arranged on the surface of the ball so that the three spherical radii emanating from them are perpendicular to one another.

Es sei nun diejenige Stellung der Eingangsrolle 2 als Nullstellung definiert, in der ihre Drehachse 3 in einer Ebene liegt, die auch die Drehachse der Ausgangsrolle 4 enthält. Wenn die Eingangsrolle 2 aus dieser Nullstellung heraus um 90° in eine Stellung verstellt wird, in der ihre Drehachse 3 gemeinsam mit der Drehachse der Ausgangsrolle 5 in einer Ebene liegt, und wenn dabei die Eingangsrolle 2 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird, so ist die Drehgeschwindigkeit der Ausgangsrolle 4 eine Cosinus-Funktion des Verstellwinkels der Drehachse der Eingangsrolle 2, während die Drehgeschwindigkeit der Ausgangsrolle 5 eine Sinus-Funktion dieses Verstellwinkels ist. Eine auf die Kugel ausgeübte Kraft, deren Wirkungslinie durch den Mittelpunkt der Kugel und durch das von dem Berührungspunkt der Eingangsrolle 2 aus auf die Verbindungslinie der Berührungspunkte der beiden Ausgangsrollen gezogene Lot verläuft, weist zwei einander gleiche Komponenten auf, welche die Kugel auf die Ausgangsrollen 4 bzw. 5 drücken, und eine dritte Komponente, welche die Kugel gegen die Eingangsrolle drückt. Unter idealen Verhältnissen sollte diese Kraft einen Winkel von 45° mit dem Radius bilden, der von dem Berührungspunkt der Eingangsrolle 2 ausgeht. Unter praktischen Verhältnissen wird mit Rücksicht auf Reibungsverluste diese Wirkungslinie so angeordnet, daß sie von dem erwähnten Winkel von 45° etwas abweicht.Let it now be that position of the input roller 2 as the zero position defined, in which its axis of rotation 3 lies in a plane that is also the axis of rotation the output roll 4 contains. When the input roll 2 out of this zero position is adjusted by 90 ° in a position in which its axis of rotation 3 together with the The axis of rotation of the output roller 5 lies in one plane, and when doing the input roller 2 is rotated at a constant speed, the rotation speed is the Output roller 4 is a cosine function of the adjustment angle of the axis of rotation of the input roller 2, while the rotational speed of the output roller 5 is a sine function of this Adjustment angle is. A force exerted on the sphere whose line of action goes through the center of the sphere and through that of the point of contact of the entry roller 2 from drawn on the line connecting the points of contact of the two output rollers Solder runs, has two identical components, which the ball on the output rollers 4 and 5 press, and a third component, which is the ball pushes against the entrance roller. Under ideal circumstances, this power should unite Make an angle of 45 ° with the radius from the point of contact of the input roller 2 goes out. Under practical conditions, with consideration for friction losses this line of action so arranged that it is slightly from the mentioned angle of 45 ° deviates.

Das in den Fig. 2 bis 8 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine mechanische Rechenvorrichtung, die dieses Prinzip verwendet. In einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 10 befindet sich eine Kugel 11, die beispielsweise einen Durchmesser von 25,4 mm besitzt. Diese Kugel liegt gegen eine zweite, kleinere Kugel 12 an, die beispielsweise 15,9 mm Durchmesser hat und die in einer zylindrischen Führung 13 frei drehbar ist. Die Führung 13 wird mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit über eine Einlaßöffnung 14 in dem Gehäuse 2 derart gespeist, daß die Kugel 12 gegen die Kugel 11 gedrückt wird. In dem Gehäuse 2 ist eine Auslaßöffnung 15 vorgesehen, durch welche die Flüssigkeit, die aus der Führung 13 entweicht, entnommen werden kann.The embodiment shown in FIGS. 2 to 8 shows a mechanical computing device that uses this principle. In a substantially cylindrical housing 10 is a ball 11, which has a diameter of 25.4 mm, for example. This ball rests against a second, smaller ball 12, which has a diameter of 15.9 mm, for example, and which can be freely rotated in a cylindrical guide 13. The guide 13 is fed with a pressurized liquid via an inlet opening 14 in the housing 2 in such a way that the ball 12 is pressed against the ball 11. In the housing 2 an outlet opening 15 is provided through which the liquid that escapes from the guide 13 can be removed.

Ein Ende des Gehäuses 10 ist durch einen Deckel 6 verschlossen. Durch diesen Deckel ist flüssigkeitsdicht eine Antriebsspinde117 hindurchgeführt, die an ihrem inneren Ende ein Kegelrad 18 trägt. In dieses Kegelrad greift ein Kegelrad 19 ein, welches auf der die Eingangsrolle 21 tragenden Welle 20 sitzt. Die Welle 20 ist in Lagern 22 drehbar gelagert und so angeordnet, daß die Rolle 21 gegen die Oberfläche der Kugel 11 drückt. Die Lager 22 befinden sich in der Wandung einer im wesentlichen zylindrischen Buchse 23, die in einem Kugellager 24 um die Achse der Spindel 17 herum drehbar ist und die ein Zahnrad 25 trägt. Das Zahnrad 25 kämmt mit einem Zahnrad 26, das von einer Eingangsspindel 27 getragen wird, die flüssigkeitsdicht durch den Deckel 16 hindurchgeführt ist, und zwar achsparallel mit der Spindel 17. Auf diese Weise liefert die Antriebsspindel 17 eine Drehung der Eingangsrolle 21 um ihre Drehachse, nämlich die Achse der Welle 20, und die Eingangsspindel 27 erzeugt eine Drehung der Welle 20 um die Achse der Antriebsspindel 17 und damit eine Verstellung der Winkellage der Drehachse der Eingangsrolle 21.One end of the housing 10 is closed by a cover 6. A drive spindle 117, which carries a bevel gear 18 at its inner end, is passed through this cover in a liquid-tight manner. A bevel gear 19, which is seated on the shaft 20 carrying the input roller 21, engages in this bevel gear. The shaft 20 is rotatably supported in bearings 22 and is arranged in such a way that the roller 21 presses against the surface of the ball 11. The bearings 22 are located in the wall of an essentially cylindrical bush 23 which is rotatable in a ball bearing 24 around the axis of the spindle 17 and which carries a gear 25. The gear 25 meshes with a gear 26 which is supported by an input shaft 27, which is fluid-tightly passed through the cover 16, namely parallel to the axis 17, with the spindle in this way provides the drive spindle 17, a rotation of the input roller 21 about its axis of rotation, namely the axis of the shaft 20, and the input spindle 27 produces a rotation of the shaft 20 about the axis of the drive spindle 17 and thus an adjustment of the angular position of the axis of rotation of the input roller 21.

Gegen die Oberfläche der Kugel drücken weiterhin zwei Ausgangsrollen 28 bzw. 29, welche von Spindeln 30 bzw. 31 getragen werden, die durch das Gehäuse 10 flüssigkeitsdicht hindurchgehen. Die Berührungspunkte der Rollen 21, 28 und 29 mit der Kugeloberfläche sind so angeordnet, daß die von ihnen ausgehenden Kugelradien senkrecht aufeinanderstehen. Weiterhin liegt die Achse der zylindrischen Führung 13 derart, daß die Wirkungslinie der durch die Kugel 12 auf die Kugel t ausgeübten Kraft durch den Mittelpunkt der Kugel 11 hindurchgeht und mit dem vom Berührungspunkt der Eingangsrolle 21 ausgehenden Kugelradius einen Winkel bildet, der etwas geringer als 45° ist (wobei, wie eingangs erwähnt, die Abweichung dieses Winkels von 45° durch den Wirkungsgrad der Vorrichtung bestimmt wird). Die Wirkungslinie dieser Kraft ist weiterhin so gewählt, daß sie durch das Lot geht, welches von dem Berührungspunkt der Eingangsrolle 21 aus auf die Verbindungslinie zwischen den Berührungspunkten der Ausgangsrollen 28 und 29 gezogen ist.Two output rollers continue to press against the surface of the ball 28 and 29, which are carried by spindles 30 and 31, respectively, which pass through the housing 10 pass liquid-tight. The contact points of rollers 21, 28 and 29 with the spherical surface are arranged so that the spherical radii emanating from them stand perpendicular to each other. The axis of the cylindrical guide is also located 13 such that the line of action exerted by the ball 12 on the ball t Force passes through the center of the ball 11 and with that of the point of contact the spherical radius emanating from the input roller 21 forms an angle which is somewhat smaller than 45 ° (where, as mentioned above, the deviation of this angle from 45 ° is determined by the efficiency of the device). The line of action of this Force is also chosen to go through the perpendicular which is from the point of contact of the input roller 21 on the connecting line between the contact points of output rollers 28 and 29 is drawn.

Im Betriebszustand der Vorrichtung wird die Eingangsrolle21 um die Achse der Welle 20 zur Drehung gebracht, und zwar durch die Antriebsspindel 17 über die Kegelräder 18 und 19 mit einer zweckmäßig, aber nicht notwendigerweise konstanten Geschwindigkeit. Weiterhin wird die Winkellage der Achse der Welle 20 gegenüber ihrer Nullstellung durch den Winkeleingang zur Eingangsspindel 27 bestimmt. Die Kugel 11 gerät durch die Drehung der Eingangsrolle 21 in Drehung und versetzt ihrerseits die Ausgangsrollen 28, 29 um deren Achsen in eine Drehung, deren Geschwindigkeit eine Funktion des Sinus bzw. Cosinus der Winkellage der Drehachse der Eingangsrolle 21 gegenüber ihrer Nullstellung und der Drehgeschwindigkeit der Eingangsrolle 21 ist. Für die einwandfreie Funktion der Vorrichtung ist dabei wichtig, daß die Kraft, welche die Kugel 11 in den Antriebskontakt mit der Eingangsrolle 21 und den Ausgangsrollen 28 und 29 bringt, durch die frei rotierende Kugel 12 angelegt wird, so daß die Bremswirkung der Kugel 12 auf die Hauptkugel 11 ohne Rücksicht auf die Drehebene der Kugel 11 stets bei einem Minimum liegt.In the operating state of the device, the input roller 21 is made to rotate about the axis of the shaft 20, specifically by the drive spindle 17 via the bevel gears 18 and 19 at an expedient, but not necessarily constant, speed. Furthermore, the angular position of the axis of the shaft 20 with respect to its zero position is determined by the angular input to the input spindle 27. The ball 11 is set in rotation by the rotation of the input roller 21 and in turn sets the output rollers 28, 29 in rotation about their axes, the speed of which is a function of the sine or cosine of the angular position of the axis of rotation of the input roller 21 relative to its zero position and the rotational speed of the Entry roll 21 is. For the proper functioning of the device it is important that the force which brings the ball 11 into driving contact with the input roller 21 and the output rollers 28 and 29 is applied by the freely rotating ball 12 so that the braking effect of the ball 12 is applied the main ball 11 is always at a minimum regardless of the plane of rotation of the ball 11.

Ein ähnliches Ergebnis kann in der in Fig. 16 dargestellten Weise dadurch erhalten werden, daß die Kugel 12 und die Führung13 durch ein kugelsegmentförmiges Schalenteil 12a ersetzt werden, das etwas weniger als eine Halbkugel beinhaltet und dessen Radius etwas größer ist als der Radius der Kugel 11. Dieses Schalenteil umschließt die Kugel 11 teilweise. Eine Flüssigkeit wird durch die Einlaßöffnung 14 unter Druck zwischen das Schalenteil 12a und die Oberfläche der Kugel 11 gedrückt, wobei der Druckmittelpunkt dieser Flüssigkeit entsprechend so gelegt ist, daß auf die Kugel 11 eine Kraft in der gewünschten Richtung ausgeübt wird.A similar result can be obtained in the manner shown in FIG. 16 in that the ball 12 and the guide 13 are replaced by a spherical segment-shaped shell part 12a which contains slightly less than a hemisphere and whose radius is slightly larger than the radius of the ball 11 . This shell portion surrounds the ball 11 in part. A liquid is forced through the inlet opening 14 under pressure between the shell part 12a and the surface of the ball 11, the center of pressure of this liquid being placed accordingly so that a force is exerted on the ball 11 in the desired direction.

Bei dem in den Fig. 9 bis 15 wiedergegebenen zweiten Ausführungsbeispiel enthält die Vorrichtung zwei Kugeln 32 und 33 von derselben Größe, die sich in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 34 befinden und die gegeneinander anliegen. Zu jeder Kugel gehören dabei eine Eingangsrolle 35 (Fig. 15) und zwei Ausgangsrollen 36 bzw. 37 (Fig.13 und 14). Jede der Eingangsrollen 35 ist auf je einer Welle 38 befestigt, welche weiterhin noch ein Kegelrad 39 trägt. Jedes der Kegelräder 39 kämmt mit einem zugehörigen Kegelrad 40, und jedes der Kegelräder 40 ist an je einem Zahnrad 41 befestigt, das in Lagern 41.a drehbar gelagert ist. Das zu der Kugel 32 gehörende Zahnrad 41 greift in ein Getrieberad 42 ein, das auf einer Verbindungswelle 43 ohne wesentliches Achsspiel frei drehbar angeordnet ist. Das Getrieberad 42 greift in ein zweites Getrieberad 44 ein, das frei beweglich auf einer Antriebswelle 45 sitzt, die parallel zur Welle 43 angeordnet ist und einen Kugellagerkäfig 46 mit Kugeln 47 trägt. Auf der Antriebswelle 45 ist noch ein zweites Getrieberad 48 drehbar gelagert. Durch Federmittel 49, die zwischen dem Getrieberad 44 und einem an der Welle 45 angebrachten festen Widerlager 50 wirken, werden die beiden Getrieberäder 44 und 48 mit einem solchen Druck gegen die Kugeln 47 gepreßt, daß sich bei Drehung der Antriebswelle 45 beide Getrieberäder 44 und 48 mitdrehen. Diese Anordnung besitzt die Wirkung einer Differentialkupplung. Das Getrieberad 48 greift in ein zweites Getrieberad 51 ein, das als Antriebsrad starr auf der Verbindungswelle 43 befestigt ist. Auf der Verbindungswelle 43 ist noch ein zweites Getrieberad 52 festgekeilt, welches in das zu der Kugel 33 gehörende Zahnrad 41 eingreift. Bei Drehung der Antriebswelle 45 mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit werden mithin beide Eingangsrollen 35 angetrieben, wobei durch die beschriebene Differentialkupplung sichergestellt wird, daß sich auch die beiden Kugeln 32 und 33 mit derselben Geschwindigkeit drehen, unabhängig von kleinen Differenzen in den Durchmessern der zugehörigen Teile.In the second embodiment shown in FIGS. 9 to 15, the device contains two balls 32 and 33 of the same size, which are located in a substantially cylindrical housing 34 and which bear against one another. Each ball has an input roller 35 (FIG. 15) and two output rollers 36 and 37 (FIGS. 13 and 14). Each of the input rollers 35 is fastened to a shaft 38 which also carries a bevel gear 39. Each of the bevel gears 39 meshes with an associated bevel gear 40, and each of the bevel gears 40 is attached to a respective gear wheel 41 which is rotatably supported in bearings 41. a. The gear wheel 41 belonging to the ball 32 engages in a gear wheel 42 which is freely rotatable on a connecting shaft 43 without substantial axial play. The gear wheel 42 engages in a second gear wheel 44 which is seated in a freely movable manner on a drive shaft 45 which is arranged parallel to the shaft 43 and carries a ball bearing cage 46 with balls 47. A second gear wheel 48 is also rotatably mounted on the drive shaft 45. By spring means 49, which act between the gear wheel 44 and a fixed abutment 50 attached to the shaft 45, the two gear wheels 44 and 48 are pressed against the balls 47 with such a pressure that when the drive shaft 45 rotates both gear wheels 44 and 48 turn along. This arrangement has the effect of a differential coupling. The gear wheel 48 engages in a second gear wheel 51 which is rigidly attached to the connecting shaft 43 as a drive wheel. A second gear wheel 52, which engages in the gear wheel 41 belonging to the ball 33 , is wedged firmly on the connecting shaft 43. When the drive shaft 45 rotates at an essentially constant speed, both input rollers 35 are driven, the differential coupling described ensuring that the two balls 32 and 33 also rotate at the same speed, regardless of small differences in the diameters of the associated parts .

Die beiden die Eingangsrollen 35 tragenden Wellen 38 sind jeweils in einer zylindrischen Buchse 53 gelagert, die ihrerseits in Lagern 54 diehbar um die Achse der Kegelräder 40 angeordnet ist. Jeder der Buchsen 53 weist Zähne auf, von denen jeder Satz in ein zugehöriges Getrieberad 55 eingreift, das von einer Eingangswelle 56 getragen wird. Die Eingangswelle 56 ist aus zwei Teilen gebildet, die miteinander durch eine Kragenkupplung 56a verbunden sind, welche eine Anfangsjustierung der Winkelstellung der beiden Wellenteile gegeneinander und damit der Orientierung der beiden Rollen 35 gegenüber der zugeordneten Kugel 32 bzw. 33 gestattet. Bei Drehung der solcherart justierten Eingangswelle 56 drehen sich die beiden Buchsen 53 gleichzeitig derart, daß sich die Drehachse einer jeden Eingangsrolle 35 auf dieselbe Winkelstellung einstellt.The two shafts 38 carrying the input rollers 35 are each mounted in a cylindrical bushing 53, which in turn can be rotated in bearings 54 the axis of the bevel gears 40 is arranged. Each of the sockets 53 has teeth, each set of which meshes with an associated gear wheel 55, which is of a Input shaft 56 is carried. The input shaft 56 is formed from two parts, which are connected to each other by a collar coupling 56a which is an initial adjustment the angular position of the two shaft parts against each other and thus the orientation of the two rollers 35 with respect to the associated ball 32 and 33, respectively. at Rotation of the input shaft 56 adjusted in this way, the two bushings rotate 53 at the same time in such a way that the axis of rotation of each input roller 35 is on sets the same angular position.

Die Ausgangsrollen 36 und 37 sind gegenüber der zugehörigen Kugel 32 oder 33 und der zugehörigen Eingangsrolle 35 in der gleichen Weise angeordnet wie beim vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Weiterhin berühren sich die Kugeln 32 und 33 in solcher Weise, daß die Wirkungslinie der beim festen Zusammendrücken der Kugeln am Berührungspunkt auftretenden Aktions- und Reaktionskräfte durch den Mittelpunkt beider Kugeln geht, gleichzeitig bei jeder Kugel das Lot schneidet, das vom Berührungspunkt der Eingangsrolle aus auf die Verbindungslinie der beiden Berührungspunkte der Ausgangsrollen gezogen ist, und weiterhin einen Winkel von etwas weniger als 45° mit dem vom Berührungspunkt jeder Eingangsrolle 35 ausgehenden Kugelradius bildet.The output rollers 36 and 37 are arranged opposite the associated ball 32 or 33 and the associated input roller 35 in the same way as in the embodiment described above. Furthermore, the balls 32 and 33 touch each other in such a way that the line of action of the action and reaction forces occurring when the balls are firmly pressed together at the point of contact passes through the center of both balls, at the same time at each ball intersects the perpendicular that opens from the point of contact of the input roller the connecting line of the two points of contact of the output rollers is drawn, and furthermore forms an angle of slightly less than 45 ° with the spherical radius extending from the point of contact of each input roller 35.

Die Kraft, welche die Kugeln 32 und 33 gegeneinanderdrückt, wird durch eine Endplatte 57 hervorgerufen, die gegenüber den Eingangsenden der Wellen 45 und 46 liegt und eine der Eingangsrollenanordnungen trägt und die durch einen mit dem Gehäuse 34 verbundenen Enddeckel 58 abgedeckt ist. Drei symmetrisch angeordnete Buchsen 59, die an ihren äußeren Enden mit einem Flansch 60 versehen sind (Fig. 12), gehen durch die Endplatte 57 hindurch. Zwischen jedem Flansch 60 und der Platte 57 sind Druckfedern 61 angeordnet, welche die Platte 57 gegen das Gehäuse 34 und damit die zugehörige Eingangsrolle 35 gegen die Kugel 33 drücken. Durch jede Buchse 59 ragt ein Bolzen 62 hindurch, dessen Kopf auf einer in der Buchse 59 gebildeten Schulter 63 aufliegt und dessen Ende (in nicht weiter dargestellter Weise) in eine Gewindebohrung in dem Gehäuse 34 eingreift. Durch Einstellung der Bolzen 62 läßt sich die Federkraft der Feder 61 leicht auf einen passenden Wert einstellen.The force that presses the balls 32 and 33 against each other is through an end plate 57 caused opposite to the input ends of the shafts 45 and 46 is located and carries one of the input roller assemblies and the through one with the Housing 34 connected end cover 58 is covered. Three symmetrically arranged Bushings 59, which are provided with a flange 60 at their outer ends (Fig. 12), go through the end plate 57. Between each flange 60 and the plate 57 compression springs 61 are arranged, which the plate 57 against the housing 34 and so that the associated input roller 35 press against the ball 33. Through every socket 59 protrudes through a bolt 62, the head of which is on one formed in the bushing 59 Shoulder 63 rests and its end (in a manner not shown) in a Threaded hole in the housing 34 engages. By adjusting the bolt 62 can the spring force of the spring 61 can easily be adjusted to a suitable value.

Im Betrieb der Vorrichtung werden beide Eingangsrollen durch die Antriebswelle 45 und das zugehörige Getriebe mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit angetrieben. Der Eingangswert wird durch entsprechende Drehung der Eingangswelle 56 geliefert, die gleichzeitig und im selben Maße die Orientierung der Drehachse einer jeden Eingangsrolle 35 steuert. Die Vorrichtung liefert (was für bestimmte Anwendungsfälle ein wesentlicher Vorteil ist) zwei Sätze von Sinus- und Cosinus-Ausgangswerten, wobei ein Ausgangswert von jeder der Ausgangsrollen 36 und 37 abgenommen und in der gewünschten Weise weiterverwendet werden kann.When the device is in operation, both input rollers are driven by the drive shaft 45 and the associated transmission at substantially the same speed driven. The input value is obtained by rotating the input shaft accordingly 56 supplied, which simultaneously and to the same extent the orientation of the axis of rotation of each input roller 35 controls. The device delivers (what for certain Use cases is a significant advantage) two sets of sine and cosine output values, where an output value from each of the output reels 36 and 37 removed and can be reused in the desired manner.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mechanical resolver for converting a vectorial Input variable in two output variables enclosing an angle between them, with a ball, one in the axial angular position and one in the point of contact the tangent plane placed on the ball, adjustable input roller and two output rollers, whose axes are parallel to one passing through the point of contact with the sphere Tangent plane and the plane going through the center of the sphere together lie, characterized in that the ball (11, 32) by a further ball (12, 33) or by a low-friction bearing cup that partially encompasses the ball (11, 32) (12a) pressed against the input (21, 35) and output rollers (28, 29 or 36, 37) in this way that the pressure force acting on the ball (11, 32) passes through the center of the ball goes and the plumb line from the point of contact of the entrance roller to the connecting line the contact points of the output rollers intersect.

2. Device according to claim 1, characterized in that the line of action of the pressure force forms an angle in of the order of 45 ° with that of the point of contact of the input roller (21, 35) leading radius of the ball (11, 32, 33) forms.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the second ball (12) has a smaller diameter than the main ball (II).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the second ball (12) is in contact with the main ball by fluid pressure (11) is held.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that that the second ball (12) within a cylindrical guide (13) with small Clearance stored and on its side remote from the main ball (11) with hydraulic fluid is acted upon, the direction of the guide (13) being the direction of the line of action corresponds to the pressing force.

6. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that that the partially spherical bearing cup (12a) encompassing the ball (11) has an approximately larger one Has a radius than the ball (11) and is slightly smaller than a hemispherical shell.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that by means of pressure fluid a liquid cushion between the surface of the ball (11) and the bearing cup (12a) is formed, the pressure center point of the liquid cushion in the Line of action of the pressure force lies. B.

Device according to claim 1 or 2, characterized by two balls (32, 33) of the same size, each of which has an input roller (35) and two output rollers (36 and 37) are assigned and their common point of contact is arranged so that the force exerted by each ball on the other passes through the center of the corresponding sphere goes and in each case the perpendicular from the point of contact the corresponding input roller on the line connecting the contact points of the associated output rolls.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that that the balls are housed in a housing (34) and by means of a plate (57), which is elastically supported against the housing (34) and which belongs to a ball Entrance roller (35) carries, are pressed against each other.

10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the input rollers (35) by a differential coupling (40 to 48) are connected, which are both balls. (32, 33) with the same speed set in rotation via a single drive.

11. The device according to claim 8, 9 or 10, characterized in that each input roller (35) is assigned a gear wheel (55) for adjusting the angular position of the input roller in question and each of the gear wheels (55) on a part of a two-part shaft ( 56), the two parts of the shaft being connected to one another via a coupling (56a) , which allows a relative angular adjustment of the two parts and thus an initial adjustment of the angular position of the two input rollers. References considered: U.S. Patent No. 2,002,585; British Patent Nos. 579 241, 612 496; French patent specification No. 843 731.