Mechanisch wirkender Servomotor Die Übertragung von .Steuerkräften
von dem feststehenden Teil einer Maschine auf den rotierenden erfolgt bis jetzt,
besonders wenn die Kräfte groß sind, auf eine teure und komplizierte Weise. Es werden
z. B. auf der Welle der Kraftmaschine zwei Kegelkupplungen angeördnet, die je nach
der Richtung der Verstellbewegung wechselweise eingeschaltet werden und über Zahnräder
und Schneckenradgetriebe die Steuerorgane der Kraftmaschine beeinflussen.Mechanically acting servomotor The transmission of control forces
from the fixed part of a machine to the rotating one up to now,
especially when the forces are great, in an expensive and complicated way. It will
z. B. angeördnet two cone clutches on the shaft of the engine, depending on
the direction of the adjustment movement can be switched on alternately and via gears
and worm gears affect the controls of the engine.
Eine weitere, bereits weit günstigere Lösung besteht darin, daß die
Steuerimpulse wechselweise zwei Reibflächen mit einem Reibrad in Eingriff bringen
und die während des Eingriffes durch Abrollen auf einer der Reibflächen vorhandene
rotierende Bewegung dieses Reibrades über ein Kegelradgetriebe und eine Spindelmutter
mit in dieser verschraubbarer Gewindespindel in eine gradlinige Bewegung umsetzen
und so die erforderliche Regulierbewegung erzeugen. Zweck der Erfindung ist, eine
weitere Vereinfachung und demzufolge Verbilligung zu erzielen. Dies wird im wesentlichen
durch den Ersatz des von den Reibflächen und dem Reibrad angetriebenen Kegelrad-und
Schraubengetriebes durch eine Klemmhebelübertragungseinrichtung erreicht.Another, already much cheaper solution is that the
Control pulses alternately bring two friction surfaces into engagement with one friction wheel
and the one present during the engagement by rolling on one of the friction surfaces
rotating movement of this friction wheel via a bevel gear and a spindle nut
with this screwable threaded spindle to convert it into a straight movement
and thus generate the required regulating movement. The purpose of the invention is to provide a
to achieve further simplification and consequently cheaper. This will essentially be
by replacing the bevel gear and driven by the friction surfaces and the friction wheel
Helical gear achieved by a clamping lever transmission device.
Es sind zwar schon Klemmhebelübertragungseinrichtungen bekannt; welche
die hin und her gehende Bewegung einer mit der Kraftmaschine in geeigneter Weise
verbundenen- Ku.i'@isse dazu benutzen, die Verstellung des Steuerorgans schrittweise
durch die Kraft der Arbeitsmaschine selbst
zu erzeugen, indem die
hin und her gehende Kulisse von dem einen Ende eines Klemmhebels so umschlossen
wird, daß der Klemmnebel, falls dieser seine Lage durch geringe Winkelveränderungen
gegenüber der Kulisse verändert, je nach dieser Winkelveränderung nach der einen
oder anderen Seite der Bewegungsrichtung der Kulisse klemmt und von dieser bis zum
Ende der Bewegung der Kulisse mitgenommen wird. Die so erzeugte kraftschlüssige
Bewegung des Klemmhebels wird dann zur Verstellung des Steuerorgans ausgenutzt,
wobei auch erhebliche Widerstände leicht überwunden. werden können.There are already clamping lever transmission devices known; Which
the reciprocating motion of one with the prime mover in a suitable manner
related- Ku.i'@isse to use the adjustment of the control element step by step
through the power of the machine itself
to generate by the
reciprocating backdrop enclosed by one end of a clamping lever
that the clamping fog, if this changes its position by slight changes in angle
changed compared to the backdrop, depending on this angle change according to the one
or other side of the direction of movement of the backdrop and from this to
End of the movement of the backdrop is taken. The frictional
Movement of the clamping lever is then used to adjust the control element,
and considerable resistance was easily overcome. can be.
Diese Art der Klemmhebelübertragung ist jedoch nur geeignet zur Vervielfältigung
von Impulskräften, die von dem nicht rotierenden Teil der Maschine auf den ebenfalls
nicht rotierenden Teil erfolgen (Verstellbewegung der Muffe des Reglerpendels auf
die Einstellung des Schiebers oder der Ventile der Kraftmaschine). Im vorliegenden
Falle aber handelt es -sich um die Vervielfältigung der Kraft eines außerhalb des
rotierenden Teiles der Kraftmaschine befindlichen Reglers bei gleichzeitiger übertragung
auf- das innerhalb des rotierenden Teiles der Kraftmaschine liegenden Steuergestänges.
Auch ist die Art, auf welche der an und für sich verschiedene Zweck erreicht wird,
ebenfalls grundsätzlich verschieden. Während in dem bekannten Falle erst eine hin
und her gehende Bewegung einer Kulisse von dem rotierenden Teil der Kraftmaschine
-abgeleitet werden muß, wird iin vorliegenden Falle die rotierende Bewegung der
Kraftmaschine direkt ausgenutzt.However, this type of clamping lever transmission is only suitable for duplication
of impulse forces from the non-rotating part of the machine on the also
non-rotating part take place (adjustment movement of the sleeve of the regulator pendulum
the setting of the slide or the valves of the engine). In the present
Fall, however, it is a matter of multiplying the power of one outside of the
rotating part of the engine located controller with simultaneous transmission
on the control linkage lying within the rotating part of the engine.
Also the way in which the in and for itself different purpose is achieved is
also fundamentally different. While in the known case only one down
and moving a backdrop from the rotating part of the prime mover
must be derived, in the present case the rotating movement of the
Power machine used directly.
In den Abb. i bis 3 ist die Einrichtung nach der Erfindung in einer
beispielsweisen Ausführung. in drei Projektionen dargestellt. Auf die Welle r, welche
die Welle der Maschine vorstellt, in welche die Steuerkräfte übertragen werden sollen,
ist axial verschiebbar die Trägerbüchse 2 aufgesetzt, welche über den Keil 3 mit
der Spindel 4 verbunden ist. Die Spindel 4 führt in den Teil der Maschine, in dem
die Steuerkräfte zur Auswirkung gelangen sollen, z. B. in die Nabe einer Kaplanturbine
Odereiner Pumpe oder eines Propellers oder einer sonstigen Einrichtung, in der Verstellkräfte
aus dem ruhenden in den sich drehenden Teil gelangen sollen. In der Trägerbüchse
2 ist senkrecht zur Längsachse der Welle die Exzenterspindel 5 drehbar gelagert.
Auf die Exzenterspindel 5 ist der Exzenter 6 mit einer relativkleinen Exzentrizität
e direkt angedreht. Der Exzenter 6 greift in den Gleitstein 7, welcher um das doppelte
Maß der Exzentrizität e in dem Klemmstück 8 quer zur Längsachse der Welle i .gleitet.
Das Klemmstück 8 ist. mit seinem, dem Gleitstein 7 entgegengesetzten Ende, welches
die Bohrung g trägt, auf- die Schieberstange io aufgeschoben. Die Bohrung und die
.Schieberstange io weisen gegeneinander ein Spiel auf, welches -etwa der Passung
»Schiebesitz« entspricht. Die Schieberstange i:o sitzt mit einem Ende in dem Befestigungsring
i i, der mit der Welle r auf geeignete Weise, etwa durch Seegerring, gegen axiale
Verschiebung fest verbunden ist.'Damit stützen sich die Schieberstanger io auf die
Welle ab und laufen mit dieser um. Die Exzenterspindel- 5 wird von dem Friktionsrad
12 gedreht, welches über eine nachgiebige Gummibüchse 13 mit der Spindel 5 fest
verbunden ist. An Stelle der Gummibüchse 13 kann jedoch die Exzenterspindel
5, wie in Abb. 3 zu sehen ist, auch als dünner Stab ausgebildet werden, der federnd
nachgibt. Das Nachgeben ist aus später ersichtlichen Gründen erforderlich. Die Friktionsscheiben
14 liegen beiderseits der Friktionsscheibe 12, haben dieser gegenüber geringe Luft
und sind nur axial verschiebbar. Wenn die Kreiselmaschine in Betrieb ist und die
beiden Friktionsscheiben 14 gegenüber dem Reibrad i2 in der Mittelstellung sich
befinden, ist die Regulierung in Ruhe. Erst wenn die Friktionsscheiben 14 in der
einen oder anderen Richtung bewegt werden und dadurch an die Reibscheibe 12 drücken,
wird diese Reibscheibe 12 zurückgehalten und es entsteht eine Drehung der Exzenterspindel
5. Infolge der Reibung des Exzenters gegenüber dem Gleitstein 7 wird dieser im Sinne
der Drehrichtung mitgenommen. Der Gleitstein 7 verdreht seinerseits das Klemmstück
8 in der gleichen Richtung. Erfolgt z. B. die Drehung im Sinne des Uhrzeigers, wird
die Bohrung des Klemmstückes 8 an die Schieberstange io so angedrückt, daß die Kanten
15 und 16 aufliegen. Gleichzeitig wird durch den Gleitstein 7 das Klemmstück 8 um
das Maß der doppelten Exzentrizität bewegt. Erfolgt die Bewegung des Gleitsteins
7 und des Klemmstückes 8 nach links, wird die Klemmung, welche durch die Drehung
an und für sich schon erzielt wurde, vergrößert, weil das Verhältnis der Hebelarme
a und b so gewählt ist, daß unter' allen Umständen Selbsthemmung eintritt.
Das Klemmstück 8 stellt dann mit der Welle i gewissermaßen einen festen Körper dar,
ebenso - wie der Gleitstein 7, letzteres selbstverständlich nur im Sinne einer axialen
Bewegung. Am dem Gleitstein 1 s-tützm sich der Exzenter ab und schiebt sich bei
Drehung der Spindel 5 um das doppelte Maß der Exzentrizität weiter. Damit wird.
auch die Büchse 2, der Keil 3 und die Zugspindel 4 um das gleiche Maß verschoben,
ebenso wie das Reibrad 12. Hat der Exzenter 6 seinen linken Totpunkt erreicht, hört
die Fortbewegung auf, und nunmehr wird, nachdem die Bewegungsrichtung sich ändert,
die Klemmung zwischen io und 8 gelöst, so daß das Klemmstück'8 gegenüber der Schieberstange
io um das Maß der doppelten Exzentrizität nach rechts verschoben wird, wobei die
BürJhse 2 und damit der Keil 3 und die Zugspindel 4 gegenüber der Welle i in Ruhe
bleiben.In Figs. I to 3, the device according to the invention is in an exemplary embodiment. shown in three projections. On the shaft r, which represents the shaft of the machine into which the control forces are to be transmitted, the carrier bushing 2, which is connected to the spindle 4 via the wedge 3, is placed axially displaceably. The spindle 4 leads into the part of the machine in which the control forces are to take effect, e.g. B. in the hub of a Kaplan turbine or a pump or a propeller or some other device in which adjustment forces are to pass from the stationary to the rotating part. In the carrier sleeve 2, the eccentric spindle 5 is rotatably mounted perpendicular to the longitudinal axis of the shaft. The eccentric 6 is turned directly onto the eccentric spindle 5 with a relatively small eccentricity e. The eccentric 6 engages in the sliding block 7, which slides by twice the amount of the eccentricity e in the clamping piece 8 transversely to the longitudinal axis of the shaft i. The clamping piece 8 is. with its end opposite the sliding block 7, which carries the bore g, pushed onto the slide rod io. The bore and the slide rod have a play against one another, which corresponds approximately to the fit "sliding fit". The slide rod i: o sits with one end in the fastening ring ii, which is firmly connected to the shaft r in a suitable manner, for example by means of a circlip, against axial displacement. Thus, the slide rods io are supported on the shaft and rotate with it . The eccentric spindle 5 is rotated by the friction wheel 12, which is firmly connected to the spindle 5 via a flexible rubber bushing 13. Instead of the rubber bushing 13 , however, the eccentric spindle 5, as can be seen in Fig. 3, can also be designed as a thin rod which yields resiliently. Yielding is necessary for reasons that will become apparent later. The friction disks 14 lie on both sides of the friction disk 12, have little air in relation to it and can only be displaced axially. When the centrifugal machine is in operation and the two friction disks 14 are in the middle position opposite the friction wheel i2, the regulation is at rest. Only when the friction disks 14 are moved in one direction or the other and thereby press against the friction disk 12 is this friction disk 12 held back and the eccentric spindle 5 rotates taken away. The sliding block 7 in turn rotates the clamping piece 8 in the same direction. If z. B. the rotation in the clockwise direction, the bore of the clamping piece 8 is pressed against the slide rod io so that the edges 15 and 16 rest. At the same time, the clamping piece 8 is moved by the amount of double eccentricity by the sliding block 7. If the sliding block 7 and the clamping piece 8 move to the left, the clamping, which has already been achieved by the rotation in and of itself, is increased because the ratio of the lever arms a and b is chosen so that self-locking occurs under all circumstances . The clamping piece 8 then represents a solid body to a certain extent with the shaft i, just like the sliding block 7, the latter of course only in the sense of an axial movement. The eccentric is supported on the sliding block 1 and is advanced by twice the amount of eccentricity when the spindle 5 is rotated. So that will. also the sleeve 2, the wedge 3 and the tension spindle 4 moved by the same amount, as well as the friction wheel 12. When the eccentric 6 has reached its left dead center, the locomotion stops, and now, after the direction of movement changes, the clamping between io and 8 so that the clamping piece 8 is shifted to the right with respect to the slide rod io by the amount of double the eccentricity, with the BürJhse 2 and thus the wedge 3 and the tension spindle 4 remaining at rest with respect to the shaft i.
Die Bewegung der Büchse :2 ist also nicht kontiluierlich, sondern
erfolgt schrittweise. Es muß daher zwischen den Reibscheiben 14 und der Büchse 2
ein nachgiebiger Körper eingeschaltet werden: Dieser Körper wird entweder durch
die :;ummibüchse 13 gebildet, oder aber die Spindel 5 st, wie die Abb. 3 zeigt,
entsprechend geschwächt znd federnd ausgeführt, so daß die schrittweise 3ewegung
ausgeglichen wird. Da die Exzentrizität
relativ klein ist, kann
die erforderliche Nachgiebigkeit ohne weiteres erreicht werden. Die Bewegung dauert
so lange an, bis die Büchse 2 und damit das Reibrad i2 sich so weit bewegt haben,
daß das Reibrad 12 mit den Reibscheiben 14 nicht mehr im Eingriff ist. Der Vorteil
der Konstruktion liegt darin, daß eine sehr große Übersetzung erreicht wird, welche
durch die Exzentrizität e sowie den Radius R des Reibrades 12 gegeben ist. Die Exzentrizität
kann sehr klein gemacht werden, so daß ein großes Übersetzungsverhältnis bei sehr
gutem Wirkungsgrad erreicht wird. Zweckmäßigerweise trägt die Trägerbüchse mindestens
zwei Exzenterspindeln, welche diametral angeordnet sind. Es können jedoch auch drei
oder mehr Reibräder mit den entsprechenden anderen Teilen zur Verwendung gelangen,
wenn dies aus besonderen Gründen erforderlich ist.The movement of the sleeve: 2 is therefore not continuous, but
takes place gradually. It must therefore be between the friction disks 14 and the sleeve 2
a resilient body will be turned on: this body will be through either
the: ummibüchse 13 formed, or the spindle 5 st, as Fig. 3 shows,
accordingly weakened and resilient, so that the step-by-step movement
is balanced. Because the eccentricity
is relatively small, can
the required compliance can be easily achieved. The movement lasts
until the sleeve 2 and thus the friction wheel i2 have moved so far
that the friction wheel 12 is no longer in engagement with the friction disks 14. The advantage
the construction is that a very large translation is achieved, which
is given by the eccentricity e and the radius R of the friction wheel 12. The eccentricity
can be made very small, so that a large gear ratio at very
good efficiency is achieved. Appropriately, the carrier sleeve carries at least
two eccentric spindles, which are arranged diametrically. However, there can also be three
or more friction wheels with the corresponding other parts are used,
if this is necessary for special reasons.
Zur Erzielung einer langen Lebensdauer ist es zweckmäßig, die Schieberstange
io aus gehärtetem Material anzufertigen, ebenso wie das Klemmstück 8, bzw. ist in
dieses bei der Bohrung 9 eine gehärtete Büchse einzuziehen. Die Lagerung der Spindel
5 kann in Kugel- oder Rollenlagern erfolgen, ebenso wie der Gleitstein 3 in dem
Exzenter mittels Kugellager gelagert sein kann. Zur Erzielung einer ausreichend
großen Mitnahm-ekraft für den Gleitstein 7 und das Klemmstück 8 und der daraus folgenden
Anpressung an den Kanten 15 und 16 kann zwischen Gleitstein 7 und der. Exzenterspindel5
eine separate Mitnehmerbremse etwa in Form einer nachstellbaren Klemmhülse vorgesehen
werden. An Stelle des Exzenters kann auch ein Kurbeltrieb vorgesehen werden, wobei
sinngemäß die gleichen Konstruktionsgrundsätze zur Anwendung gelangen.To achieve a long service life, it is advisable to use the slide rod
io made of hardened material, just like the clamping piece 8, or is in
this draw in a hardened sleeve at the bore 9. The bearing of the spindle
5 can be done in ball or roller bearings, as well as the sliding block 3 in the
Eccentric can be mounted by means of ball bearings. To achieve a sufficient
large entrainment force for the sliding block 7 and the clamping piece 8 and the resulting
Contact pressure on the edges 15 and 16 can be between the sliding block 7 and the. Eccentric spindle 5
a separate driver brake is provided, for example in the form of an adjustable clamping sleeve
will. Instead of the eccentric, a crank drive can also be provided, with
the same design principles are applied accordingly.