DE1205296B

DE1205296B - Device for adjusting the spring force of a torsion spring acting on a vibrating system

Info

Publication number: DE1205296B
Application number: DER31888A
Authority: DE
Inventors: Otto Erich Joseph Thomas
Original assignee: Regulator AG
Current assignee: Regulator AG
Priority date: 1961-01-16
Filing date: 1962-01-15
Publication date: 1965-11-18

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

GOIdGOId

Deutsche KL: 42 d-1/01German KL: 42 d-1/01

Nummer: 1205 296Number: 1205 296

Aktenzeichen: R 31888IX b/42 dFile number: R 31888IX b / 42 d

Anmeldetag: 15. Januar 1962Filing date: January 15, 1962

Auslegetag: 18. November 1965Opening day: November 18, 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen der Federkraft einer an einem Schwingsystem angreifenden Torsionsfeder in auf Kräfteabgleich beruhenden Meßgeräten, Steuer- oder Regelgeräten. The invention relates to a device for adjusting the spring force of an oscillating system attacking torsion spring in measuring devices, control or regulating devices based on force balancing.

Bei auf Kräfteabgleich beruhenden Geräten mit an einem Schwingsystem angreifender Torsionsfeder ist es erwünscht, daß zum Ausgleich angreifender Kräfte verschiedenster Größen die Federkraft verstellt werden kann. Es ist nun bekannt, bei diesen Geräten Federn verschiedener, auf die jeweilige Belastung abgestimmter Stärke zu verwenden und nach Bedarf gegeneinander auszutauschen. Auch ist es bekannt, die Angriffspunkte der Federn am Schwingsystem zu verändern, um auf diese Weise verschiedene Empfindlichkeitsbereiche zu erhalten. Schließlich sind auch Vorrichtungen zum Einstellen der Federkraft in Meßgeräten mit Gegenkraft-Torsionsfedern bekannt, die aus verschiebbaren Einspannlagern zum Verändern der wirksamen Federlänge bestehen. Alle diese Vorrichtungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß durch das Verstellen der Federkraft der Gleichgewichtszustand des Schwingsystems gestört wird, nach jeder Federkraftverstellung somit eine Neujustierung des Schwingsystems erforderlich ist.In the case of devices based on force balancing with a torsion spring acting on an oscillating system it is desirable that the spring force be adjusted to compensate for forces of various sizes can. It is now known that springs of different types are adapted to the respective load in these devices To use starch and exchange it for one another as required. It is also known to change the points of application of the springs on the oscillating system in order to achieve different sensitivity ranges to obtain. Finally, devices for adjusting the spring force in measuring devices with counterforce torsion springs are also known. which consist of movable clamping bearings to change the effective spring length. All However, these devices have the disadvantage that by adjusting the spring force the state of equilibrium of the oscillating system is disturbed, thus after each adjustment of the spring force readjustment of the oscillation system is necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Justierung der Federkraft ohne Einwirkung auf den Gleichgewichtszustand des Schwingsystems eines Meßgerätes bzw. Steuer- oder Regelgerätes zu ermöglichen. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch zwei auf der Feder verschiebbare Einspannlager, die symmetrisch zur Federmitte angeordnet und gemeinsam zueinander hin und voneinander weg verschiebbar sind.The object of the invention is therefore to adjust the spring force without affecting the To enable equilibrium of the oscillation system of a measuring device or control or regulating device. According to the invention, this object is achieved by two clamping bearings displaceable on the spring, which are arranged symmetrically to the center of the spring and together towards and from each other can be moved away.

Mit der Erfindung wird eine Änderung der Federeigenschaften ermöglicht, ohne daß dabei der Abgleich des Schwingsystems gestört wird. Dies erbringt für die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Geräte den wesentlichen Vorteil, daß beim Einstellen der verschiedenen Empfindlichkeitsbereiche keine Nachjustierungen erforderlich sind.With the invention, a change in the spring properties is made possible without the adjustment the oscillation system is disturbed. This provides for those with the device according to the invention provided devices have the significant advantage that when setting the different sensitivity ranges no readjustments are required.

Bei Vorrichtungen, bei denen die Federenden an einem mit dem Schwingsystem verbundenen Bügel festgeklemmt sind, ist es erfindungsgemäß besonders zweckmäßig, wenn die Einspannlager drehfest im Bügel geführt und durch eine Schraubspindel verschiebbar sind und das eine Lager eine Durchbohrung mit Linksgewinde und das andere eine Durchbohrung mit Rechtsgewinde für die unverschiebbar im Bügel geführte Spindel aufweist.For devices in which the spring ends are attached to a bracket connected to the oscillating system are clamped, it is particularly useful according to the invention if the clamping bearings rotatably in the Brackets are guided and displaceable by a screw spindle and one bearing has a through-hole with left-hand thread and the other a through-hole with right-hand thread for the immovable has spindle guided in the bracket.

Vorrichtung zum Einstellen der Federkraft
einer an einem Schwingsystem angreifenden
TorsionsfederDevice for adjusting the spring force
one attacking an oscillating system
Torsion spring

Anmelder:Applicant:

Regulator A. G., Glarus (Schweiz)Regulator A. G., Glarus (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 5Dr.-Ing. E. Maier, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 5

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Otto Erich Joseph Thomas, MünchenOtto Erich Joseph Thomas, Munich

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 16. Januar 1961 (368)Claimed priority:
Sweden, January 16, 1961 (368)

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigtThe invention will now be explained using an exemplary embodiment. On the drawing is an embodiment of the invention shown for example, namely shows

Fig. 1 eine perspektivische und teilweise vereinfachte Darstellung eines Schwingsystems, an welchem die Erfindung anwendbar ist, undFig. 1 is a perspective and partially simplified Representation of an oscillating system to which the invention can be applied, and

F i g. 2, 3 und 4 die Vorrichtung nach der Erfindung in der Draufsicht, im Längsschnitt bzw. in einem Querschnitt entlang der Linie IV-IV.F i g. 2, 3 and 4 show the device according to the invention in plan view, in longitudinal section and in FIG a cross section along the line IV-IV.

Auf F i g. 1 ist ein Waagebalken 11 dargestellt, der auf einer Schneide 13 ruht, die eine querlaufende und horizontale Schwingachse für den Balken bildet. Die eine Seite des Balkens ist einer veränderlichen Kraft 15 ausgesetzt, die beispielsweise von einer Spule oder einem Eisenkern einer elektrischen Meßvorrichtung, einer Membran oder von pneumatisch oder hydraulisch betätigten Federdruckdosen herrührt. Die andere Seite des Balkens ist einer gleich großen Gegenkraft 17 ausgesetzt, und zwar vermittels eines Trägers, der starr, d. h. unabhängig von der Balkenbewegung, befestigt ist. Die Gegenkraft wird auf den Balken über einen Hebel 19 und eine Torsionsfeder 21 übertragen. Ein Ende des Hebels 19 ruht über eine Einstellschraube 23 auf dem nichtgezeichneten Träger auf, und das andere Hebelende, das in Form einer Klemme ausgebildet ist, umfaßt das Mittelteil der Feder 21. Die Feder 21 besteht aus einem Federstahlband, das gerade in einen Bügel 25On F i g. 1, a balance beam 11 is shown, which rests on a cutting edge 13, which is a transverse and forms a horizontal swing axis for the beam. One side of the bar is changeable Force 15 exposed, for example from a coil or an iron core of an electrical measuring device, a membrane or pneumatically or hydraulically operated spring pressure cells. The other side of the beam is exposed to an equally large counterforce 17, by means of a beam that is rigid, d. H. regardless of the beam movement, is attached. The counterforce is transmitted to the beam via a lever 19 and a torsion spring 21. One end of the lever 19 rests on the support, not shown, via an adjusting screw 23, and the other end of the lever, which is in the form of a clamp, comprises the central part of the spring 21. The spring 21 consists of a spring steel band that is straight into a bracket 25

509 738/167509 738/167

eingesetzt ist. Der Bügel 25 ist am Waagebalken 11 befestigt, und zwar quer zu diesem, und seine Längsrichtung verläuft parallel zur Schwingachse des Schwingsystems, wobei die Schwingachse durch die Schneide 13 des Waagebalkens 11 dargestellt wird.is used. The bracket 25 is attached to the balance beam 11, transversely to this, and its longitudinal direction runs parallel to the oscillation axis of the oscillation system, the oscillation axis through the Cutting edge 13 of the balance beam 11 is shown.

Wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt, besteht der Bügel 25 (der in F i g. 1 nur schematisch dargestellt ist) aus den Endteilen 27 und 29 und den Seitenteilen 31 und 33. In die Bügelöffnung mit rechteckigem Querschnitt ist ein Gehäuse 35 eingesetzt, das durch Vorsprünge 37 am Bügel befestigt ist. Zwischen den Enden 27 und 29 des Bügels erstreckt sich das durch Schrauben 39 und 41 befestigte Federband 21 sowie eine parallel zur Feder verlaufende Spindel 43, die an den Enden des Bügels drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert ist. Die Spindel 43 kann durch einen am Spindelende angebrachten gradulierten Knopf 45 gedreht werden. Die Spindel erstreckt sich durch zwei mit Gewinde versehene Bohrungen, die sich in zwei identischen Klemmorganen 47 und 49 befinden. Jedes der zwei Klemmorgane weist einen Backen 51 mit rechteckigem Querschnitt, der in der U-förmigen Ausnehmung des Gehäuses 35 undrehbar geführt ist, und außerdem eine Klemme 53 auf, die durch Schrauben derart feststellbar ist, daß sie die Blattfeder 21 dicht umschließt, aber darauf gleiten kann. Die Einstellspindel 43 greift an dem Klemmorgan 47 über ein Rechtsgewinde und an dem Klemmorgan 49 über ein Linksgewinde mit derselben Ganghöhe an. Bei Drehung der Spindel bewegen sich folglich die beiden Klemmorgane symmetrisch zum Klemmpunkt des Hebels 19 hin bzw. von diesem weg. Auf diese Weise wird die wirksame Länge der Torsionsfeder und folglich die Federkraft der Feder verändert. Die Klemmorgane 47 und 49 sind die einzigen ihre Stellung verändernden Teile, und da sie ihre Entfernung von der Schwingachse des Waagebalkens beibehalten und darüber hinaus während der Verschiebung in gleichen Abständen von einer senkrecht zur Schwingachse und durch den Hebel 19 verlaufenden Ebene angeordnet sind, hat eine derartige Verschiebung offensichtlich keinen Einfluß auf den Gleichgewichtszustand des Waagebalkens.As shown in Figs. 2, 3 and 4, there is the Bracket 25 (which is only shown schematically in FIG. 1) from the end parts 27 and 29 and the side parts 31 and 33. A housing 35 is inserted into the bracket opening with a rectangular cross-section, which is attached to the bracket by projections 37. Extends between ends 27 and 29 of the bracket the spring band 21 fastened by screws 39 and 41 and one parallel to the spring extending spindle 43, which is rotatably mounted at the ends of the bracket, but axially immovable is. The spindle 43 can be rotated by a graduated knob 45 attached to the spindle end. The spindle extends through two threaded holes that extend into two identical ones Clamping members 47 and 49 are located. Each of the two clamping members has a jaw 51 rectangular cross-section, which is guided non-rotatably in the U-shaped recess of the housing 35, and also a clamp 53 which is lockable by screws so that it the leaf spring 21 tightly encloses, but can slide on it. The adjusting spindle 43 engages the clamping member 47 via a right-hand thread and on the clamping member 49 via a left-hand thread with the same pitch. When the spindle is rotated, the two clamping members move symmetrically to the clamping point of the lever 19 towards or away from this. This will make the effective length of the torsion spring and consequently changes the spring force of the spring. The clamping members 47 and 49 are the only ones in their position changing parts, and since they maintain their distance from the swing axis of the balance beam and, moreover, during the displacement at equal distances from one perpendicular to the oscillation axis and arranged through the lever 19 extending plane, has such a displacement obviously no influence on the equilibrium of the balance beam.

Das Gehäuse 35 weist an einem Ende eine Ausnehmung 55 auf, und am Rande dieser Ausnehmung befindet sich eine Skala 57. Durch Ablesen der Stellung des einen der beiden Klemmorgane auf dieser Skala und/oder durch Ablesen der Stellung des Knopfes 45 kann die gewünschte Federkraft genau eingestellt werden.The housing 35 has a recess 55 at one end and at the edge of this recess there is a scale 57. By reading the position of one of the two clamping members on this Scale and / or by reading the position of the button 45, the desired spring force can be exactly can be set.

Am Waagebalken können elektrische Kontakte angebracht sein, die eine Anzeige geben, wenn die rechte Seite des Waagebalkens durch die Kraft 15 um einen bestimmten, üblicherweise ziemlich kleinen Winkel verschwenkt wird. Da, wie oben erwähnt, die als Gegenkraft wirkende Federkraft vermittels des Knopfes 45 verändert werden kann, ist ein solcher Kontakt bei einer größeren oder kleineren Kraft 15 auslösbar. Darüber hinaus kann durch Verstellen der Einstellschraube 23 eine größere oder kleinere Vorspannung der Feder 21 erzielt werden, so daß sich der Waagebalken erst dann verschwenkt, wenn die Kraft 15 einen bestimmten Wert überschreitet. Andererseits kann natürlich auch ein Zeiger mit dem Schwingsystem verbunden werden, um das Verschwenken des Systems aus einer Ausgangsstellung auf einer festen Skalenscheibe kenntlich zu machen. Durch Verändern der Federkonstante mit Hilfe des Knopfes 45 ist eine Zeigeranzeige in einer solchen Auschlaggröße möglich, daß die Anzeige bei angreifenden Kräften verschiedener Größenordnung leicht abgelesen werden kann. Die verwendete Blattfeder weist parallele Kanten auf, so daß die Feder eine lineare Federcharakteristik besitzt. Das Federband kann sich aber auch verjüngen und gerade oder gebogene Kanten aufweisen, so daß nichtlineare Federcharakteristiken entstehen.Electrical contacts can be attached to the balance beam, which give an indication when the right side of the balance arm by the force 15 by a certain, usually quite small Angle is pivoted. Since, as mentioned above, the spring force acting as a counterforce is mediated of the button 45 can be changed, such a contact is with a larger or smaller Force 15 can be triggered. In addition, by adjusting the adjusting screw 23 a larger or smaller bias of the spring 21 can be achieved, so that the balance beam is only pivoted when the force 15 exceeds a certain value. On the other hand, of course, a pointer can also be used be connected to the oscillating system to allow the system to pivot from a starting position to be identified on a fixed dial. By changing the spring constant with With the help of the button 45, a pointer display is possible in such a deflection size that the display at attacking forces of different magnitudes can be easily read. The leaf spring used has parallel edges so that the spring has a linear spring characteristic. The spring band but can also taper and have straight or curved edges, so that non-linear Spring characteristics arise.

Claims

Patent claims:

1. Device for adjusting the spring force of a vibrating system acting on it Torsion spring in measuring devices, control or regulating devices based on force balancing, whereby a displaceable clamping bearing for changing the effective spring length is provided, characterized by two clamping bearings (47, 49) which can be displaced on the spring (21) and which are arranged symmetrically to the center of the spring and are common are displaceable towards and away from each other.

2. Apparatus according to claim 1, wherein the spring ends on one with the oscillating system connected bracket are clamped, characterized in that the clamping bearings (47, 49) non-rotatably guided in the bracket (25) and displaceable by a screw spindle (43) and that one bearing (47) has a left-hand threaded through hole and the other (49) has a through hole with a right-hand thread for the non-displaceable spindle (43) guided in the bracket (25).

Considered publications:
German utility model No. 1717 039,
1,723,093;

Austrian Patent No. 170224;
U.S. Patent No. 2,238,380.

1 sheet of drawings