DE685697C

DE685697C - Rotary power amplifier for measuring instruments driven by streaming media

Info

Publication number: DE685697C
Application number: DEB161257D
Authority: DE
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1932-06-14
Filing date: 1933-06-15
Publication date: 1939-12-22

Description

Mittels strömender Medien angetriebener Drehkraftverstärker für Meßinstrumente Die Erfindung betrifft Drehkraftverstärker, die mittels strömender Medien angetrieben werden und zur Verstärkung der Verstellkräfte von Meßinstruinenten dienen.Rotary power amplifier for measuring instruments driven by flowing media The invention relates to rotary power amplifiers which are driven by means of flowing media and serve to strengthen the adjustment forces of measuring instruments.

Es ist bekannt, ein strömendes Medium von einem Druckmesser mit Membran aus derart zu beeinflussen, daß eine größere oder kleinere Menge des strömenden Mediums in einen Zylinder mit Kolben eintritt; dadurch stellt sich in dein genannten Zylinder ein höherer oder geringerer Druck ein, der durch ein iNIanoineter gemessen werden kann. Dieser Druck kann bei geeigneter Wahl des Druckes des strömenden Mediums sehr viel höher sein als der auf die erwähnte Membran ausgeübte zu messende Druck. Eine derartige Vorrichtung arbeitet aber nicht genügend zuverlässig, weil der in dem Druckzylinder angeordnete Kollsc!ii gut abdichten muß, so daß dementsprechend beim Arbeiten der Vorrichtung Reibung entsteht. Wenn es sich jedoch um die Verstärkung von an sich kleinen Bewegungen eines hleßinstrumentes handelt, so müssen die Reibungskräfte gering gehalten werden. Die geringen Impulse des Meßinstrumentes erfordern somit ein leichtes, sauberes Ansprechen der Verstärkungsvorrichtung. Wenn in dieser größere Reibungskräfte auftreten, könnte es vorkommen, daß geringe Schwankungen in der Anzeige des Meßinstrumentes durch den Verstärker nicht weitergegeben werden.It is known to have a flowing medium from a pressure gauge with a diaphragm from influencing in such a way that a greater or lesser amount of the flowing Medium enters a cylinder with piston; this turns into what you mentioned Cylinder a higher or lower pressure measured by an iNIanoineter can be. This pressure can be with a suitable choice of the pressure of the flowing medium be very much higher than the pressure to be measured exerted on the mentioned membrane. Such a device does not work reliably enough because the in the pressure cylinder arranged Kollsc! ii must seal well, so that accordingly friction occurs when the device is working. However, when it comes to reinforcement If the movements of an instrument are small in themselves, the frictional forces must be kept low. The small impulses of the measuring instrument thus require an easy, clean response of the amplification device. If in this larger Frictional forces occur, it could happen that slight fluctuations in the display of the measuring instrument cannot be passed on through the amplifier.

Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung bei einem mittels strömender Medien angetriebenen Drehkraftverstärker zur Verstärkung der Verstellkräfte von Meßinstrumenten dadurch vermieden, daß als Kraftverstärker ein durch das strömende Medium, vorzugsweise Druckluft, angetriebenes Flügelrad benutzt wird, das mit dem auf Zustandsänderungen ansprechenden Meßwerk in kraftschlüssiger Verbindung steht. Durch die Verwendung des Flügelrades als Cbertragungsmittel werden unerwünschte Reibungskräfte so gut wie völlig ausgeschaltLt, denn das Flügelrad kann praktisch reibungslos gelagert «-erden.These difficulties are according to the invention with a means Rotary booster driven by flowing media to amplify the adjustment forces avoided by measuring instruments that as a power amplifier through the flowing Medium, preferably compressed air, driven impeller is used, which with the the measuring mechanism responding to changes in state is in a non-positive connection. The use of the impeller as a transmission means becomes undesirable Frictional forces are almost completely eliminated, because the impeller can be practical stored smoothly.

bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Flügelrad exzentrisch an einer drehbaren, mit der Anzeigevorrichtung verbundenen Scheibe angeordnet, 'zu der ein das strömende TTedium zuführender, von dem Meßwerk gesteuerter Verteiler konzentrisch gelagert ist. Dabei folgt das Flügelrad mit seiner Tragscheibe der durch das lleßsystem hervorgerufenen Bewegung des Verteilers. Dieser Verteiler sendet vorzt;gsweise zwei konstante Strahlen des benutzten Mediums aus, die beide das Flügelrad beeinflussen. Die Entfernung der Austrittsöffnungen für die beiden Strahlen ist, etwas kleiner als der Durchmesser des Flügel=. rades.in a preferred embodiment of the invention is the impeller arranged eccentrically on a rotatable disc connected to the display device, 'to which a distributor which supplies the flowing medium and is controlled by the measuring mechanism is mounted concentrically. The impeller with its support disc follows the movement of the manifold caused by the metering system. This distributor sends vorzt; possibly two constant beams of the used Medium, both of which affect the impeller. The removal of the outlets for the two rays is, slightly smaller than the diameter of the wing =. rades.

Die Verwendung von Steuerstrahlen ist an sich bekannt, jedoch handelt es sich bei deal bekannten Anordnungen um den Gedanken, zwei Luftströmungen in ihrer Stärke zu verändern, derart, daß sie in einer Kammer nach Art eines Ringzylinders ein anzeigendes Glied in eine verschiedene Winkellage bringen, je nachdem, auf «-elche Seite des Anzeigegliedes der stärkere oder schwächere Luftstrom einwirkt. Die Veränderung der Luftstromstärke geschieht dabei durch eine Art Ventil mit sich erweiternden Schlitzen o. dgl. Demgegenüber w=erden nach der Erfindung konstante Luftstrahlen verwendet, die von einem beweglichen Verteiler ausgehen. Es ergibt sich dadurch insbesondere der Vorteil, daß der neue Kraftverstärker für Instrumente geeignet ist, bei denen der Zeiger mehrere volle Umdrehungen ausführt.The use of control jets is known per se, but is In the case of well-known arrangements, the idea is to have two air currents in their To change the strength, such that it is in a chamber in the manner of a ring cylinder Bring an indicating member into a different angular position, depending on «-elche Side of the display element the stronger or weaker air flow acts. The change the air flow strength happens through a kind of valve with expanding Slits or the like. In contrast, constant air jets according to the invention used, which start from a movable distributor. It arises from it especially the advantage that the new power amplifier is suitable for instruments in which the pointer executes several full revolutions.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Anwendung auf einen Höhenmesser veranschaulicht; es zeigt Fig. i einen Längsschnitt eines Ansführungsbeispieles, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. i, rig. 3 eine Einzelansicht in größerem Maßstab gemäß Fig. i von oben nach unten gesehen und Fig.4 eine Einzelansicht eines Teils eines anderen Ausführungsbeispiels.In the drawing, the subject matter of the invention is applied to a Altimeter illustrated; it shows Fig. i a longitudinal section of an embodiment, Fig. 2 shows a cross section along the line 2-2 of Fig. I, rig. 3 a single view seen on a larger scale according to FIG. i from top to bottom and FIG. 4 is a single view part of another embodiment.

In 1# ig. i bedeutet 4 das Gehäuse eines Höhenmessers. Das Innere des Gehäuses ist durch eine Platte 6 in eine Hinter- und eine Vorderkammer geteilt. In- der Vorderkammer, die in Fig. i rechts liegt, ruht eine Aneroidkapsel 7 auf einem Halter 8, der seinerseits auf einer Befestigungsplatte 9 angeordnet ist. Durch einen Anschlußnippel 1o gelangt der zu messende Druck in die.Kamirrer.In 1 #. i means 4 the housing of an altimeter. The inner of the housing is divided by a plate 6 into a rear and a front chamber. An aneroid capsule 7 rests in the anterior chamber, which is on the right in FIG a holder 8, which in turn is arranged on a mounting plate 9. By the pressure to be measured enters the chamber via a connection nipple 1o.

In der Vorderkammer befindet sich ferner eine Schwingwelle i i, die in den Platten 6 und 9 gelagert ist und durch die Aneroidkapsel über einen Lenker 12 gedreht wird, von dem das eine Ende an einem von der Schwingwelle getragenen Arm 13 und das andere an einem vom druckempfindlichen Teil 7 getragenen Lappen 14 drehbar befestigt ist. Ein auf der Schwingwelle i i angeordnetes Zahnsegment 15 kämmt mit einem Triebrad 16, das von einer in der Platte gelagerten Welle 17 getragen wird, die bei einer Bewegung der Schwingwelle i i durch das Zahnsegment i 5 und das Triebrad 16 in der einen oder in der anderen Richtung gedreht wird. Die Drehung der Welle 17 bewirkt durch die weiter unten beschriebenen Mittel die Drehung einer zweiten Welle 18, .llie ebenfalls in den Platten 6 und 9 gelagert und die zwei Zeiger i9 und 20 verstellt. Lkr Antrieb der Zeiger erfolgt über ein L'ntersetzungsgetriebe 22, bestehend aus den Rädern 23, 24., 25,:26. Um das Spiel zwischen der Welle 17 und der Schwingwelle zi auszugleichen, ist eine Haarfeder 30 vorgesehen, die an der Welle 17 und an einem Stift 31 befestigt ist.In the anterior chamber there is also an oscillating shaft ii, which is mounted in plates 6 and 9 and is rotated through the aneroid capsule via a link 12, one end of which is attached to an arm 13 carried by the oscillating shaft and the other to a pressure-sensitive arm Part 7 carried flap 14 is rotatably attached. A toothed segment 15 arranged on the oscillating shaft ii meshes with a drive wheel 16, which is carried by a shaft 17 mounted in the plate, which when the oscillating shaft ii moves through the toothed segment i 5 and the drive wheel 16 in one direction or the other is rotated. The rotation of the shaft 17 causes, by the means described below, the rotation of a second shaft 18, which is also mounted in the plates 6 and 9 and the two pointers 19 and 20 are adjusted. The pointers are driven by a reduction gear 22, consisting of wheels 23, 24, 25,: 26. In order to compensate for the play between the shaft 17 and the oscillating shaft zi, a hairspring 30 is provided which is fastened to the shaft 17 and to a pin 31.

Gemäß der Erfindung sind neuartige Mittel vorgesehen, um eine zusätzliche von einer äußeren Kraftquelle gelieferte Kraft in das Instrument einzuführen und zur Vergrößerung des an der umlaufenden Welle 17 zur Verfügung stehenden Drehmomentes derart zu benutzen, daß das Drehmoment an den Wellen 27 und 28 so vergrößert wird, daß diese zur Steuerung von Hilfsvorrichtungen (s. Fig..I) entsprechend den auf die Aneroidkapsel7 wirkenden Kräften benutzt werden können. Die Zeiger i9 und 2o können in diesem Fall weggelassen und die Wellen 27 und 28 unmittelbar mit Teilen der zu steuernden Hilfsvorrichtung verbunden werden. Die Zeiger igund 2o können aber auch selbst zur Steuerung solcher Hilfsvorrichtungen verwendet werden.According to the invention novel means are provided to an additional introduce force supplied by an external power source into the instrument and to increase the torque available on the rotating shaft 17 to be used in such a way that the torque on shafts 27 and 28 is increased so that this for the control of auxiliary devices (see Fig..I) according to the the aneroid capsule7 acting forces can be used. The hands i9 and 2o can be omitted in this case and the shafts 27 and 28 directly with parts connected to the auxiliary device to be controlled. The pointer igund 2o can but can also be used to control such auxiliary devices themselves.

Der Drehkraftverstärker ist in der Hinterkammer des Gehäuses .4 angeordnet. Gemäß Fig. i ist konzentrisch zu der Welle 17 ein Planetenradgetriebe angeordnet, das bei Drehung dieser Welle mittelbar in Tätigkeit gesetzt wird. Das Planetenradgetriebe besteht aus einem großen Zahnrad 32, das an der Platte 6. befestigt ist. Mit diesem Zahnrad 32 kämmt ein kleines Triebrad 33, das auf einer Welle 34 sitzt, die in einer beweglichen Platte 3.5 und in einem von dieser Platte getragenen Halter 36 gelagert ist. Die Drehung des Triebrades 33 wird durch ein Zahnrädergetriebe bewirkt, das aus einem Zahnrad 3; besteht, welches mit einem Triebrad 38 kämmt, das gleichzeitig mit einem Zahnrad 39 angetrieben wird, das seinerseits mit einem Triebrad 4.o kämmt, das seinen Antrieb von einem Flügelrad.4i erhält. Das Zahnrädergetriebe ist zwischen der Platte 35 und einer Platte .1.2 angeordnet. Diese Platten sind in einem gewissen Abstand voneinander durch Stangen .a.3 und .44 gehalten und <furch Schrauben .45 und 46 miteinander verbunden. Eine an der Platte 35 befestigte -Nabe 47 ist durch ein Kugellager :4 auf einer zweiten _Nabe 4.8 gelagert, die aus einem Stück mit dein großen Außenzahnrad 32 besteht. An der \ abe .I7 ist ein Sonnenrad 5o befestigt, das finit einem voll der Welle 18 getragenen Triebrad ; i kämmt. Es ist nun leicht ersichtlich, daß, wenn das Flügelrad in weiter unten näher zu erläuternder Weise angetrieben wird, das Triebrad 38 das Zahnrad 37 und dieses wiederum das Triebrad 33 antreibt. Da das große Zahnrad 32 auf der Platte 6 befestigt ist, so bewirkt eine Drehung des Triebrades 33, daß die ganze Platte 35 sich um die Nabe.48 auf dem Kugellager 49 dreht. Dies hat zur Folge, daß das Sonnenrad 5o das Triebrad 51 und somit auch die Welle 18 antreibt, die dann die Zeiger i9 und 2o über die Zahnräder 23, 24., 25 und 26 verstellt.The rotary power booster is arranged in the rear chamber of the housing .4. According to FIG. I, a planetary gear is arranged concentrically to the shaft 17, which is set indirectly into action when this shaft rotates. The planetary gear consists of a large gear 32 which is attached to the plate 6. A small drive wheel 33, which is seated on a shaft 34 which is mounted in a movable plate 3.5 and in a holder 36 carried by this plate, meshes with this gear wheel 32. The rotation of the drive wheel 33 is caused by a gear transmission, which consists of a gear 3; consists, which meshes with a drive wheel 38 which is driven at the same time with a gear 39, which in turn meshes with a drive wheel 4.o, which receives its drive from an impeller.4i. The gear transmission is arranged between the plate 35 and a plate .1.2. These plates are held at a certain distance from one another by rods .a.3 and .44 and are connected to one another by screws 45 and 46. A hub 47 attached to the plate 35 is supported by a ball bearing: 4 on a second hub 4.8, which consists of one piece with your large external gear 32. A sun gear 5o is attached to the \ abe .I7, the finite drive wheel fully supported by the shaft 18; i combs. It can now be easily seen that when the impeller is driven in a manner to be explained in more detail below, the drive wheel 38 drives the gear 37 and this in turn drives the drive wheel 33. Since the large gear wheel 32 is fastened on the plate 6, a rotation of the drive wheel 33 causes the entire plate 35 to rotate around the hub. 48 on the ball bearing 49. As a result, the sun gear 5o drives the drive wheel 51 and thus also the shaft 18, which then adjusts the pointers i9 and 2o via the gears 23, 24, 25 and 26.

Zum Antrieb des Flügelrades .I1 dient ein Verteiler 52, der auf der Welle 17 gelagert ist. Der Verteiler ist als Kegelstumpf oder Hohlkegel ausgebildet, dessen Grundfläche bis auf zwei Öffnungen 53 und 54 geschlossen ist. Bei der Drehung des Verteilers wird die eine oder andere der Öffnungen 53 und 54. dem Flügelrad.Ii gegenüber in eine solche Stellung gebracht, daß Luft, die in das offene Ende des Verteilers durch einen in der Rückwand des Gehäuses 4 vorgesehenen Nippel 55 in der durch die Pfeile a, b und c gezeigten Weise eingeführt wird, das Flügelrad antreibt.To drive the impeller .I1 is a distributor 52, which is on the Shaft 17 is mounted. The distributor is designed as a truncated cone or a hollow cone, the base of which is closed except for two openings 53 and 54. When turning of the distributor is one or the other of the openings 53 and 54. the impeller.Ii placed opposite in such a position that air entering the open end of the Distributor through a nipple 55 in the rear wall of the housing 4 the manner shown by arrows a, b and c, drives the impeller.

Die Platte 35 ist mit einem Gegengewicht 56 versehen, um das Gewicht des Zahnrädergetriebes um die Achse der Welle 17 und der Nabe .I8 auszugleichen.The plate 35 is provided with a counterweight 56 to balance the weight of the gear train about the axis of the shaft 17 and the hub .I8.

Um zu verhindern, daß der Verteiler 52 über eine Stellung hinaus bewegt wird, in der beide Öffnungen oder Düsen 53 und 5.4 unwirksam wären, sind zwei Anschläge 58 und 59 vorgesehen, die von dem oberen erweiterten Teil der Platte 35 getragen werden. Diese Anschläge arbeiten mit einem Stift 6o, der am Umfang des Verteilers, und zwar zwischen den Öffnungen 53 und 5:1. angeordriet ist, zusammen.To prevent the manifold 52 from moving beyond one position in which both openings or nozzles 53 and 5.4 would be ineffective, are two stops 58 and 59 supported by the upper widened part of the plate 35 will. These stops work with a 6o pin, which is attached to the circumference of the distributor, between openings 53 and 5: 1. is ordered together.

Bei Drehung der den Luftverteiler 52 tragenden Welle 17 wird das Flügelrad 41 in einer solchen Richtung in Drehung versetzt, claß das Planetengetriebe dem Verteiler mit einer genau synchronen Winkelbewegung folgt, und die Welle 18 hierdurch synchron mit der Bewegung des Verteilers 52, aber mit einem Drehmoment, das größer als das Drehinoinent der Welle 17 ist, angetrieben. Die Cbersetzung des Zahnrädergetriebes und des Planetengetriebes soll so gewählt werden, daß die Geschwindigkeit der Welle 18 dieselbe ist wie die der Welle 17.When the shaft 17 carrying the air distributor 52 rotates, the impeller becomes 41 rotated in such a direction, the planetary gear claß dem Distributor follows with an exactly synchronous angular movement, and the shaft 18 thereby synchronous with the movement of the distributor 52, but with a torque that is greater as the Drehinoinent of the shaft 17 is driven. The translation of the gear train and the planetary gear should be chosen so that the speed of the shaft 18 is the same as that of shaft 17.

Mit 61 ist eine im oberen Teil der Hinterkammer vorgesehene Öffnung bezeichnet, über die die in die Kammer eingeführte Luft entweichen kann. Für das Wesen der Erfindung ist es einerlei, auf welche Weise die Druckluft erzeugt wird und wie sie über den Stutzen 55 in den Verteiler gelangt. Da das Innere der Hinterkammer unter Druck steht, ist es erforderlich, daß die Platte 6 mit dem Gehäuse q. luftdicht abschließt, um zu vermeiden, daß Druckluft aus der Hinterkammer in die Vorderkammer, in der die Aneroidkapsel angeordnet ist, gelangt.At 61 is an opening provided in the upper part of the rear chamber through which the air introduced into the chamber can escape. For the The essence of the invention does not matter in which way the compressed air is generated and how it gets into the manifold via the nozzle 55. Because the inside of the back chamber is under pressure, it is necessary that the plate 6 with the housing q. airtight closes in order to avoid that compressed air from the rear chamber into the front chamber, in which the aneroid capsule is arranged, arrives.

Fig. 4 zeigt die Nutzbarmachung der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Luftzuführung, beispielsweise zu einem Auflader; zu diesem Zweck ist die Welle 27 mit einem Drosselventi162 verbunden, das je nach seiner Stellung die einen Luftkanal oder ein Luftzuführungsrohr63 durchströmendeL uftmenge verändert.4 shows the utilization of the present invention for control the air supply, for example to a supercharger; for this purpose is the shaft 27 is connected to a throttle valve 162 which, depending on its position, has one air duct or an air supply pipe 63 changes the amount of air flowing through.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotary booster driven by flowing media for strengthening the adjustment forces of measuring instruments, characterized in that, that as a force amplifier a flowing medium, preferably compressed air, driven impeller (4i) is used, which responds to changes in state with the Measuring mechanism (7) is in a positive connection.

2. Rotary booster according to claim i, characterized in that the impeller (4i) eccentrically on a rotatable, with the display device connected disc (35) is arranged to which a the concentric distributor (52) which supplies the flowing medium and is controlled by the measuring mechanism (7) is mounted, and that the impeller (d.1) with its support disc by the measuring system caused movements of the preferably two influencing the impeller, constant Air jets emitting manifold (52) follows.

3. Rotary booster according to claim i and 2, characterized in that the distributor (52) is designed as a hollow truncated cone is, the top of which is open for the inlet of the compressed air and the base side is closed except for two openings (53, 54.) through which the air jets, one of which drives the impeller (4i) in one sense or the other, stepping out.

4. Rotary booster according to claim i to 3, characterized in that that. to transfer the rotary movements of the impeller (4i) with the support disc (35) connected planetary gear, consisting of one on the axis of the @ 'distributor (52) fixed sun gear (32) and a planet gear meshing with it (33) is provided, which sits on a shaft with the impeller, and the drive of the driven member (i8) from a rotatable with the planetary frame (35) Gear (5o) is removed.

5. Rotary booster according to claim i to 4, characterized characterized in that between the impeller (4i) and the planetary gear (33) a reduction gear (38, 39, 37) is provided.

6. Rotary booster according to claim i to 5, characterized characterized in that two stops (58, 59) on the disc (35) and a nose (6o) are provided on the distributor (5-2), through their interaction, the movements of the Distributor are limited.

7. Rotary booster according to claim i to 6, characterized characterized in that the transmission device and the display device in one. common, separate housing are arranged in two chambers.