DE1866529U

DE1866529U - DEVICE FOR CONTINUOUS CHANGING THE CHARACTERISTICS OF COIL SPRINGS PROVIDED IN REGULATORY SYSTEMS IN PARTICULAR.

Info

Publication number: DE1866529U
Application number: DE1958A0012322
Authority: DE
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1958-10-11
Filing date: 1958-10-11
Publication date: 1963-01-31

Description

Vorrichtung zur kontinuierlichen Veränderung der Charakteristik von insbesondere in regeltechnischen Anlagen vorgesehenen Schraubenfedern Device for continuously changing the characteristics of helical springs provided in particular in control systems

Die vorliegende Neuerung befaßt sich mit der Aufgabe, eine einfache Vorrichtung zur kontinuierlichen Veränderung der Federcharakteristik von Schraubenfedern zu schaffen. Derartige Mittel werden ins.besondere bei der Erstellung regeltechnischer Bauelemente, in denen Schraubenfedern als Kraftgeber oder kraftübertragende Elemente Anwendung finden, erforderlich. So ist es beispielsweise bei pneumatischen Steuerwerken üblich, die Stellung eines Stellgliedes über Federn kraftgebend auf den Eingang des Steuerwerkes zur Stabilisierung des Steuervorgangs oder einer Regelstrecke zurückzuführen, wobei die federcharakteristik der im Rückführpfad angeordneten Schraubenfeder den jeweiligen Betriebsbedingungen anzupassen ist.The present innovation is concerned with the task of a simple device for continuously changing the To create spring characteristics of coil springs. Such Means become more technical, especially when creating them Components in which helical springs are used as force transducers or force-transmitting elements are required. In pneumatic control units, for example, it is common to use springs to position an actuator due to the input of the control unit to stabilize the control process or a controlled system, where the spring characteristics of those arranged in the return path The coil spring is to be adapted to the respective operating conditions.

Es sind bereits Einrichtungen bekannt, die die kontinuierliche Verkürzung der Windungszahl einer Feder gestatten, und bei denen die Schraubenfeder mit ihren Gängen in ein Gegengewinde derart einschraubbar ist, daß ihre wirksame Federlänge durch Veränderung der Einschraubtiefe in das Gegengewinde variierbar ist. nachteilig ist bei diesen Einrichtungen, daß dazu ein Bauteil mit einem Gegengewinde erforderlich ist, welches der leder genau angepaßt sein muß. Man kann also auch nicht verschiedene ledern beliebig auswechseln und ist daher in den Möglichkeiten der Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen beschränkt. Diese Mängel lassen sich zum Teil beheben durch andere bekannte Einrichtungen, bei denen statt einesThere are already devices known that allow the continuous reduction of the number of turns of a spring, and at which the helical spring with its threads in a mating thread can be screwed in such that its effective spring length can be varied by changing the screw-in depth in the mating thread is. The disadvantage of these devices is that a component with a mating thread is required, which the leather has to be adjusted exactly. So you can't change different leathers at will and that's why you are in the Options for adaptation to different operating conditions are limited. Some of these deficiencies can be remedied by other known bodies where instead of one

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Teiles mit einem G-egengewinde ein solches verwendet wird, das anstelle eines Gewindes lediglich einen oder mehrere, zwischen die Pederwindungen greifende Vorsprünge aufweist. Palls mehrere solcher Vorsprünge oder lasen vorhanden sind, sind diese zweckmäßig der Steighöhe der Schraubenfeder entsprechend in der Schraubenlängsrichtung gegeneinander versetzt. Die Wirkung eines solchen, mit Vorsprüngen oder lasen versehenen Teiles ist genau dieselbe wie die eines Teiles mit einem Gegengewinde j auch auf ein solches Teil läßt sich die Schraubenfeder beliebig weit aufschrauben. Der Vorteil ist aber der, daß man nicht mehr in dem gleichen strengen Maße an Federn mit einheitlicher Ganghöhe der Windungen gebunden ist, besonders dann, wenn nur eine einzige läse vorgesehen, ist.Part with a co-thread is used that instead of a thread only has one or more projections engaging between the Peder turns. Palls If there are several such projections or bulges, these are expediently corresponding to the height of rise of the helical spring offset from one another in the longitudinal direction of the screw. The effect of such, with protrusions or read provided part is exactly the same as that of a part with a mating thread j can also be applied to such a part unscrew the coil spring as far as you want. The advantage but it is the fact that one is no longer bound to the same strict extent to springs with a uniform pitch of the coils especially if only a single laser is provided.

Dennoch bleiben auch die zuleizt beschriebenen Vorrichtungen noch mit Mängeln behaftet, die ihre Verwendung zu dem eingangs geschilderten Zweck noch unbefriedigend machen. So verursacht die Befestigung der Feder in Schraubgewinden oder ge?^indeähnlichen Teilen nach Art der zuletzt beschriebenen, mit Vorsprüngen versehenen bei Verstellungen erhebliche Reibungskräfte: Durch die erforderliche Drehbewegung werden die Windungen der Schraube verengt oder erweitert und geben dann leicht zu Klemmungen Anlaß. Die Schraubgewinde oder die gewindeähnlichen Teile mit lasen oder Vorsprüngen dienen außer der Befestigung in axialer Richtung auch der radialen Führung der Feder. Das bedingt weitere Reibungskräfte, die leicht zu Verhakungen Anlaß geben können. Änderungen können dann während des Betriebes oftmals nicht mehr mühelos und schnell durchgeführt werden. Das aber gerade soll bei Federn, die in regeltechnischen Anlagen Verwendung finden, wo es sich darum handelt, das Verhalten des Reglers schnell an die Gegebenheiten und Erfordernisse des Betriebes anzupassen, möglich gemacht werden, indem man bei diesen Federn kontinuierlich und schnell die Federkonstanten solange ändert, bis das geforderte Regelverhalten erzielt wird.Nevertheless, the devices described above also remain still afflicted with deficiencies that make their use for the purpose described above still unsatisfactory. So caused the fastening of the spring in screw threads or similar ones Parts according to the type of the last described, provided with projections, considerable frictional forces during adjustments: The turns of the screw are narrowed or widened by the required rotary movement and then easily admit Clamping occasion. The screw threads or the thread-like parts with lases or projections are used in addition to the fastening in the axial direction also the radial guidance of the spring. That causes further frictional forces, which are easy to Entanglements can give rise to. Changes can then often no longer be carried out quickly and easily during operation will. But this is precisely the case with springs that are used in control systems, where it is a question of the behavior of the controller can be quickly adapted to the conditions and requirements of the company by continuously and quickly changing the spring constants of these springs until the required control behavior is achieved is achieved.

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Heuerungsgemäß wird daher eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Variation der Charakteristik von auf Druck oder Zug beanspruchten Schraubenfedern durch Veränderung der Anzahl der wirksamen federwindungen, bei der die Schraubenfeder mit ihren Gängen in ein gewindeähnlich wirkendes Bauteil derart einschraubbar ist, daß ihre wirksame lederlänge durch Veränderung der Einschraubtiefe in das gewindeähnlich wirkende Bauteil variierbar ist, vorgeschlagen, die sich dadurch kennzeichnet, daß die Jeder mit ihrem einen federende in einer die feder bis zu einer gewissen Länge aufnehmenden Hülse angeordnet ist und dadurch, daß das im Bereich der leder liegende Hülsenende wenigstens einen in die lederwindungen eingreifenden Vorsprung, der die wirksame lederlänge begrenzt, aufweist. Das hat den Vorteil, daß die leder in radialer Richtung von der Innenwand der Hülse abgestützt wird und der in die G-ewindegänge eingreifende Vorsprung nicht mit diesen radialen lührungskräften belastet ist, die zu Verhakungen Anlaß geben können. Außerdem bleibt die führung so lose, daß ein Auf- oder Zubiegen der Schraubenwindungen bei der Inderung der Einschraubtiefe ohne Belang ist. Die Verkürzung oder Verlängerung der gesamten federanordnung bei Änderung der Einschraubtiefe kann dabei in der Weise ausgeglichen werden, daß das hülsenförmige Mhrungsteil an seinem dem lederlager abgewendeten Teil durch in die Hülse einschraubbare Elemente - etwa Halteschrauben - verkürzbar oder verlängerbar ist. Vorteilhaft ist schließlich, daß der Durchmesser der ledern in gewissem Umfange variiert werden kann, da auch ledern mit einem Durchmesser, der geringer als der des Hülseninnenraumes ist, in die Hülse eingeschraubt werden können. Im Prinzip ist zwar die Variation des federdurchmessersauch bei den eingangs erwähnten, bekannten, Vorsprünge oder Basen aufweisenden Teilen möglich, doch steigern sich dort die Reibungskräfte mit größer werdendem Radius der lederwindungen in unzuträglichem Maße, weil dieAccording to Heuer, therefore, a device for continuous Variation of the characteristics of coil springs subjected to compression or tension by changing the number of the effective spring coils at which the coil spring with their threads into a thread-like component can be screwed in such that its effective leather length by changing the screw-in depth into the thread-like one Component is variable, proposed, which is characterized in that each with its one spring end is arranged in a spring up to a certain length receiving sleeve and in that the in the area of Leather-lying sleeve end has at least one projection which engages in the leather windings and which determines the effective length of the leather limited, has. This has the advantage that the leather is supported in the radial direction by the inner wall of the sleeve and the protrusion engaging in the G-thread turns is not loaded with these radial guiding forces which can give rise to entanglements. In addition, the guide remains so loose that the screw turns up or down irrelevant when changing the screw-in depth is. The shortening or lengthening of the entire spring arrangement when changing the screw-in depth can be done in the Way to be compensated that the sleeve-shaped Mhrung part on its part facing away from the leather bearing through into the sleeve Screw-in elements - such as retaining screws - can be shortened or is renewable. Finally, it is advantageous that the diameter of the leather can be varied to a certain extent can, as leathers with a diameter that is smaller than that of the sleeve interior, screwed into the sleeve can be. In principle, the variation in the spring diameter is also possible in the case of the known parts having protrusions or bases mentioned at the outset, but The frictional forces increase there with the increasing radius of the leather windings to an unacceptable degree, because the

Feder in radialer Richtung schwerer zu führen ist. Die "beigefügten Zeichnungen mögen der Erläuterung der !feuerung dienen.Spring is more difficult to guide in the radial direction. The "attached Drawings may serve to explain the fire.

In der Ügur 1 bezeichnet 1 einen an sich "bekannten pneumatischen Transmitter, dem über die Rohrleitung 2 ein Hilfsluftstrom konstanten Druckes zugeführt wird. Mit 3 ist ein einseitig bei 4 eingespannter Waagebalken beziffert, an dem über die Membran 5 eine Kraft angreift. Die durch den Faltenbalg 5 auf den Yiiaagebalken 3 ausgeübte Kraft drückt mehr oder weniger gegen die Ausströmdüse 6. Dieses nach Art bekannter Prallplattensysteme ausgebildete Steuerwerk steuert hinter der Drossel 7 einen Luftdruck aus, der dem Luftdruck in der Membran 5 proportional ist. Der über die Rohrleitung 8 der Membran 5 zugeführte Druck rührt von einer Meßstelle einer Regelstrecke her und ist dazu bestimmt, einen Membranmotor 9> der zur Verstellung eines in der Regelstrecke angeordneten Ventils 11 od.dgl. dient, zu betätigen. Die ausgesteuerte Hilfsluft gelangt über die Zuleitung 10 in den Membranmotor und betätigt damit das Ventil 11 entgegen der Kraft einer Feaer 12. Diese an sich bekannte Anordnung wird üblicherweise mit einer auf den Waagebalken 3 einwirkenden Rückführung versehen, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Stellungsabgriff 13 am Membranmotor 9 in Verbindung mit der leder 14» die mit ihrem einen Ende an 13 befestigt ist und mit ihrem anderen jSnae über 15 an 3 angreift, verwirklicht ist.In Ügur 1, 1 denotes a "known pneumatic" Transmitter to which an auxiliary air stream of constant pressure is fed via the pipe 2. With 3 a balance beam clamped on one side at 4 is numbered, on which a force acts via the membrane 5. The through the Bellows 5 on the Yiiaagebalken 3 exerted force presses more or less against the discharge nozzle 6. This control unit, designed in the manner of known baffle plate systems, controls behind the throttle 7, an air pressure which is proportional to the air pressure in the membrane 5. The one over the pipeline 8 of the diaphragm 5 supplied pressure comes from a measuring point of a control system and is intended to a membrane motor 9> for adjusting a valve 11 arranged in the controlled system or the like. serves, too actuate. The controlled auxiliary air reaches the membrane motor via the supply line 10 and thus actuates the Valve 11 against the force of a Feaer 12. This known arrangement is usually with a provided the balance beam 3 acting feedback, which in the present embodiment by a position tap 13 on the membrane motor 9 in connection with the leather 14 »which is attached at one end to 13 and with her other jSnae attacks over 15 to 3 is realized.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Variation der Federcharakteristik der Scnraubenfeder 14 besteht im wesentlichen aus einer Hülse 16, die an einem Ende einen vorzugsweise mit Gewinde versehenen Boden 17 enthält. Das andere Ende der Hülse 16 ist lediglich teilweise z.B. zur Hälfte mit einem halbkreisförmigen verhält-The inventive device for continuously varying the spring characteristics of the helical spring 14 consists essentially of a sleeve 16 which at one end has a preferably threaded base 17 contains. The other end of the sleeve 16 is only partially, e.g., half, with a semi-circular

nismässig dünnen Boden 18 versehen. Dieser Teilboden 18 wirkt zusammen mit der Schraubenfeder 14 ähnlich wie die Gewindegänge einer Mutter. Wird nämlich die Hülse 16 um ihre Achse gedreht, so wird die leder in die Hülse 16 ein- oder ausgeschraubt. Bei jeder Umdrehung der Hülse bzw. der Feder wird eine zur Federwirkung gelangende Schraubenfederwindung zur leder zu- oder abgeschaltet.nism moderately thin bottom 18 provided. This partial floor 18 acts together with the coil spring 14 similar to that Threads of a nut. If the sleeve 16 is rotated about its axis, the leather is inserted into the sleeve 16 or unscrewed. With each revolution of the sleeve or the spring, a helical spring turn becomes a spring action switched on or off for leather.

In weiterer Ausbildung der Feuerung wird vorgeschlagen, die Steigung des Gewindes der Schraube 19 so zu wählen, daß die Gesamtlänge der zwischen dem Membranmotor und dem Transmitter 1 angeordneten Rückführvorrichtung bei Zu- bzw. Abschalten von Federgängen unverändert bleibt. Andererseits besteht dabei auch die Möglichkeit, die Gesamtlänge dieser Anordnung zu ändern. Man braucht dazu nur die Vorrichtung abzuhängen und beim Festhalten der Hülse 16 entweder an der Feder 14 oder an der Schraube 19 zu drehen.In a further development of the furnace, it is proposed to choose the pitch of the thread of the screw 19 so that the total length of the return device arranged between the membrane motor and the transmitter 1 when feeding or Switching off spring travel remains unchanged. On the other hand, there is also the option of changing the total length of this Change arrangement. You only need to unhook the device and while holding the sleeve 16 either on the spring 14 or the screw 19 to turn.

In der Figur 2 ist die neuer.-tungsgemäße Vorrichtung ng,ch einmal teilweise im Schnitt dargestellt. Es bezeichnet 14 wieder die Feder, 16 die Hülse, 17 den einen Abschlußboden und 18 den anderen Boden der Hülse. In 17 ist die Schraube 19 eingebracht, die gleichzeitig als Kraftangriffspunkt für die Federanordnung dient.In FIG. 2, the new device according to the invention is ng, ch once shown partially in section. It denotes 14 again the spring, 16 the sleeve, 17 the one end base and 18 the other bottom of the sleeve. In 17 the screw 19 is introduced, which also acts as a force application point serves for the spring arrangement.

Der Aussendurchmesser der in der Hülse angeordneten Feder kann merklich kleiner sein als der Innendurchmesser der Hülse. Dieses bringt den Vorteil, daß man in den Fällen, in denen der erforderliche Bereich der Änderung der Federcharakteristik so groß ist, daß man mit ein- und derselben Feder nicht auskommt, bedeutend stärkere bzw. schwächere Federn in dieselbe Hülse einbauen kann, ohne daß besondere Hülsenformen mit voneinander abweichenden Abmessungen vorrätig gehalten werden müssen.The outside diameter of the spring arranged in the sleeve can be significantly smaller than the inner diameter of the sleeve. This has the advantage that in the cases in which the required range of change in the spring characteristic is so big that one and the same pen cannot be used, significantly stronger or weaker ones Can install springs in the same sleeve without the need for special sleeve shapes with different dimensions must be kept in stock.

Es darf abschließend "bemerkt werden, daß die neuerungsgemäße Vorrichtung selbstverständlich nicht nur in den lallen mit Erfolg einsetzbar ist, in denen Schraubenfedern, die auf Zug beansprucht werden, in ihrer IPedercharakteristik verändert werden sollen! vielmehr läßt sich die Vorrichtung auch so ausbilden, daß Druckfedern in ihrer Iedercharakteristik verändert werden können.In conclusion, it may be remarked that the The device can of course be used successfully not only in the lalls in which coil springs, that are stressed in tension, in their IPeder characteristics should be changed! rather, the device can also be designed in such a way that compression springs in their every characteristic can be changed.

Schutzansprüche Protection claims '·'·

Claims

Aλ. f'i '"j r» η ν)' j ■ *) U "J Protection claim

1) Device for the continuous variation of the characteristics of coil springs stressed in compression or tension by changing the number of effective P ed he windings, "in which the coil springs with their threads in a thread-like acting component can be so einsehraubbar that their effective leather length by changing the depth of penetration in the thread-like component can be varied, characterized in that the leather (14) is arranged with its one leather end in a sleeve (16) which accommodates the leather up to a certain length and in that the one located in the area of the leather The end of the sleeve has at least one projection (18) which engages in the leather turns and limits the effective length of the leather.

2) Device according to claim 1, with a round sleeve, characterized in that the projection (18) is semicircular is trained.

3) Device according to claim 1 or 2, characterized by the use as an adjusting spring for regulator parameters on especially pneumatic sailors.

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