DE420059C - Device for the transmission of adjustment movements - Google Patents

Description

Einrichtung zur Übertragung von Verstellbewegungen. Bei Flüssigkeitsübertragungen, besonders solchem mit kompressiblen Flüssigkeiten, besteht die Schwierigkeit, daß infolge der Kompression der Flüssigkeiten der Empfänger nicht unmittelbar dem Geber folgt, so daß einem bestimmten Antriebsweg des Gebers, beispielsweise bei einem Schiff, dessen Ruderlegung durch eine Luftübertragung erfolgen soll, der Weg des Ruders nicht der Verstellung des Steuerrades entspricht. Die Verhältnisse sollen zunächst an den Abb. i und 2 -erläutert werden. In Abb. i bedeutet i i das Steuerrad, beispielsweise für den Ruderantrieb des Schiffes, das den Kolben 12 einer Kraftübertragung verstellt. Vorn Zylinder 13 gehen die Kraftleitungen 14, 15 aus, die auf den Empfängerkolben 16 des Zylinders 17 wirken, der seinerseits auf eine beliebig3 Telemotoreinrichtung zur Verstellung des Schiffsruders wirkt. Wird nun durch das Handrad i i der Kolben 12 verstellt, so zeigt Abb.2 in Abhängigkeit vom Handradwega den Kolbenweg Linie b. Da hier eine Zahnstangenübertragung angenommen ist, ist der Kolbenweg b proportional dem Handradweg:a. Da andererseits dieser Veränderlich= keit des Kolbenweges die Druckkurve c @entspricht, so ist ohne weiteres ersichtlich, daß der Kolben 16 dem Kolben 12 im Anfange der Bewegung nur langsam folgt, weil die Druckkurve zunächst langsam ansteigt und erst gegen Ende des Hubes des Kolbens 12 schneller.Device for the transmission of adjustment movements. In the case of fluid transmissions, especially those with compressible fluids, there is the problem that, due to the compression of the fluids, the receiver does not immediately follow the transmitter, so that a certain drive path of the transmitter, for example in a ship whose rudder is to be carried out by air transmission, the path of the rudder does not correspond to the adjustment of the steering wheel. The relationships should first be explained using Figs. I and 2. In Fig. I, ii means the steering wheel, for example for the rudder drive of the ship, which adjusts the piston 12 of a power transmission. The power lines 14, 15 emanate from the cylinder 13 and act on the receiver piston 16 of the cylinder 17 , which in turn acts on any telemotor device for adjusting the ship's rudder. If the piston 12 is now adjusted by the handwheel ii, Fig. 2 shows the piston path line b depending on the handwheel patha. Since a rack transmission is assumed here, the piston travel b is proportional to the hand wheel travel: a. Since, on the other hand, this variability of the piston travel corresponds to the pressure curve c @, it is readily apparent that the piston 16 follows the piston 12 only slowly at the beginning of the movement, because the pressure curve initially rises slowly and only towards the end of the stroke of the piston 12 more quickly.

Die Erfindung hat nun eine Anordnung zum Gegenstand, um diesen Nachteil zu beseitigen. Der Erfindung gemäß werden zwischen Geber 'und Empfänger Mittel eingeschaltet, um den Einfluß der Elastizität der kompressblen Flüssigkeit auf die Zwangläufigkeit der Übertragung ganz oder nahezu auszugleichen. Die bekannten Verstel:einrich:ungen leiden unter dem Nachteil, daß inkompressible Flüssigkeit, wie Wasser, Öl, verwendet werden. muß, um genaue Üb.r°instimmung zwischen Gebervorrichtung und Empfangsvorrichtung zu erreichen. Die Flüssigkeitsverluste durch Undichtigkeit usw. müssen ersetzt werden. Andererseits bedarf @es besonderer Einrichtungen, um Stöße auf das Getriebe zu vermeiden.The subject of the invention is an arrangement which overcomes this disadvantage to eliminate. According to the invention, means are switched on between the transmitter and the receiver, about the influence of the elasticity of the compressible fluid on the inevitability to compensate for the transfer completely or almost. The well-known adjustment facilities suffer from the disadvantage of using incompressible liquids such as water, oil will. must, in order to ensure an exact match between the transmitter device and the receiver device to reach. The loss of liquid due to leaks etc. must be replaced. On the other hand, special facilities are required to avoid impacts on the gearbox.

Benutzt man zur Übertragung von Verstellbewegungen Kolbenmaschinen und kompressible Flüssigkeit, wobei die Bewegungen symmetrisch nach beiden Seiten einer Mittellage erfolgen, so soll der Erfindung gemäß der Einfluß der Kompressibilität der kompressiblen Flüssigkeit ,auf die Zwangläufigkeit der Übertragung zwischen Geber und Empfänger ganz oder nahezu ausgeglichen werden. Es ist also durch die neue Einrichtung gemäß der Erfindung möglich, jedes kompressible Medium, im besonderen Luft, zu verwenden, ohne daß die Nachteile der übertragungseinrichtungen mit inkompressibler Flüss.'gkeit zu befürchten wären.Piston machines are used to transfer adjustment movements and compressible fluid, with the movements symmetrical to both sides take place in a central position, according to the invention, the influence of compressibility is intended the compressible fluid, on the inevitability of the transfer between Giver and receiver are completely or nearly balanced. So it's through that new device according to the invention possible, any compressible medium, in particular Air to use without the disadvantages of the transmission devices with incompressibles Liquid would be feared.

Die Aufgabe, die mittels der erfindungsgemäßen Mittel zu lösen ist, ergibt sich durch die Betrachtung an Hand der Abb.3. Gelingt es beispielsweise durch die Einrichtung gemäß der Erfindung die @ Druckkurve d (Abb. 3) proportional dem Handradweg a zu gestalten, so entspricht nunmehr bei dieser Übertragung, die mit abgeschlossener Flüssigkeitsmenge ;arbeitet, eine Charakteristik e des Volumens der Flüssigkeit in Abhängigkeit vom Handradweg. Da bei dieser Charakteristik des Volumens der Druck proportional dem 'Handradweg ansteigt, folgt auch der Kolben 16 diesem Druck proportional, falls der Widerstand des Kolbens proportional mit dem Wege zunimmt.The task to be solved by means of the means according to the invention results from the consideration on the basis of Fig. 3. For example, if it succeeds the device according to the invention the @ pressure curve d (Fig. 3) proportional to the To design handwheel path a, so now corresponds to this transmission, with completed volume of liquid; works, a characteristic e of the volume of the liquid as a function of the hand wheel travel. Since with this characteristic of the If the pressure increases proportionally to the travel of the handwheel, the piston also follows 16 proportional to this pressure if the resistance of the piston is proportional to the way increases.

Um nun die Charakteristik e oder eine andere erwünschte Charakteristik zu erzeugen, kann man in den Geber oder in den Empfänger oder in beide zwischen' der übertragung vorzugsweise veränderliche Widerstandselemente einschalten, so daß man die Vorgänge je nach Wunsch beherrscht.To now use the characteristic e or a others desired One can generate characteristics in the encoder or in the receiver or in both switch on preferably variable resistance elements between the transmission, so that you can control the processes as you wish.

Die Erfindung ist anwendbar sowohl für Kraftübertragungseinrichtungen, bei denen also die Energie von einer Kommandostelle aus nach einer Arbeitsstelle geleitet wird, als auch für Anzeigevorrichtungen, bei denen bestimmte Arbeitsvorgänge unverzerrt an einer Empfangsstelle odex Kommandostelle -wiedergegeben werden sollen.The invention can be used both for power transmission devices, So where the energy from a command post to a job is directed, as well as for display devices in which certain work processes should be reproduced undistorted at a receiving point odex command point.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. q: bis 5 dargestellt.Some embodiments of the invention are shown in Figs. Q: to 5 shown.

Bei der Anordnung nach Abb. 4 ist zwischen den Antrieb des Geberkolbens r--, bestehend aus der Schnecke 2o und dem Schnekkenrad 21, und den Kolben ein Schubkurbelgetriebe geschaltet, bestehend aus der Kurbel 22 mit dem Kurbelzapfen 23, der Kulisse 25 und Kulissenstein 2.4.In the arrangement according to Fig. 4, between the drive of the master piston r--, consisting of the worm 2o and the worm wheel 21, and the piston, a slider-crank gear is connected, consisting of the crank 22 with the crank pin 23, the link 25 and the sliding block 2.4 .

Die vom Kolben 12 komprimierte Luft oder ein Gas wird über die Kraftleitungen 14 und 15 dem Zylinder 17 zugeführt, in dem sich der Kolben 16 bewegt, der vorzugsweise von wesentlich kleinerem Durchmesser als Kolben 12 ausgeführt wird.The air or a gas compressed by the piston 12 is via the power lines 14 and 15 fed to the cylinder 17 in which the piston 16 moves, which is preferably is made of a much smaller diameter than piston 12.

Wird der Kolben 12 über das Schubkurbelgetriebe angetrieben, so legt der Kolben in Abhängigkeit von dem Weg des Antriebsrades von der Nullage aus zunächst große, dann kleinere Wege zurück, die durch die Kurve/ in Abb.3 veranschaulicht sind.If the piston 12 is driven via the slider crank mechanism, then it sets the piston as a function of the path of the drive wheel from the zero position initially large, then smaller paths back, illustrated by the curve / in Fig.3 are.

Das Volumen verringert sich umgekehrt proportional dem Wege, so daß sich eine Volumenkurve g ergibt, die dem Charakter der Kurvee ähnlich ist, die jedoch noch von :dieser um das Maß abweicht, das dem sich verändernden Volumen des Zylinders 17 entspricht.The volume decreases in inverse proportion to the way, so that a volume curve g results which is similar to the character of the curve, but which nor from: this deviates by the amount that the changing volume of the cylinder 17 corresponds.

Da die Anordnung so gewählt werden soll, daß der Kolben 16 proportionale Wege mit dem Handrad a zurücklegt, so läßt sich seine Volumenkurve in Abhängigkeit vom Wege des Antriebes durch die Gerade k darstellen. Die beiden Volumina addiert (Kurve g und h), ergeben die Kurve e, die nunmehr in Abhängigkeit von dem Handradweg a die dem Handradweg proportionale Druckkurved liefert.Since the arrangement should be chosen so that the piston 16 is proportional Travels with the handwheel a, its volume curve can be dependent on represent the path of the drive through the straight line k. The two volumes are added (Curve g and h) result in curve e, which is now dependent on the handwheel path a supplies the pressure curve proportional to the handwheel path.

Diese Bewegung .des Kolbens 16 wird erzwungen, wenn man seinen Widerstand derart bestimmt, daß er tatsächlich Wege proportional dein auf ihn wirkenden Druck zurücklegt. Dies ist dann der Fall, wenn der Kolben gegen die Wirkung einer Feder 3o arbeitet, die im Vergleich zu den Reibungswiderständen des Kolbens groß ist und die derart bemessen ist, daß sie unter dem Einfluß der Drucke d bei Bewegung des Handrades Wege der Geraden h entsprechend zurücklegt.This movement .des piston 16 is forced when one of its resistance so determined that it actually travels proportionally to the pressure acting on it covered. This is the case when the piston counteracts the action of a spring 3o works, which is large compared to the frictional resistances of the piston and which is dimensioned such that it is under the influence of the pressures d when moving the Handwheel covers the path of the straight line h accordingly.

Die Anwendung "der Erfindung ist nicht auf die beschriebene Abhängigkeit zwischen Geber und Empfänger beschränkt; es können auch beliebig andere Abhängigkeiten eingestellt werden. Auch kann das Getriebe veränderlicher Übersetzung, das hier am Geber gezeigt ist, beim Empfänger angeordnet werden, indem man. beispielsweise hinter den Kolben 16 und die von diesem verstellte Einrichtung ein geeignetes Getriebe einschaltet. Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, d,aß das -\Viderstandselement, wie in den beschriebenen Ausführungsbeispielen die Feder, in den Empfänger eingeschaltet wird; das Widerstandselement kann auch in den Geber oder in beide eingeschaltet werden. Es ist auch nicht eine dem Weg proportionale Widerstandskraft erforderlich; die Abhängigkeit kann auch eine andere sein, was im besonderen dann der Fall ist, wenn die Charakteristik des Getriebes im wesentlichen durch das Widerstandselement geliefert werden soll. Man kann dann beispielsweise die Feder so dimensionieren, daß die von ihr ausgeübte Kraft in einer bestimmten, von der Proportionalität abweichenden Abhängigkeit vom Federweg steht. Man kann Federn verschiedener Konstanten aneinandersetzen, wie Federn verschiedenen Materials, verschiedener Gestaltung oder Abmessung ; auch können an Stelle der Federn andere elastische oder unelastische Widerstandselemente treten; so können auch Kapillaritätskräfte, wie bei Dämpferkolben, nutzbar gemacht werden.The application "of the invention is not limited to the dependency described limited between donor and recipient; Any other dependencies can also be used can be set. Also the gear can be variable ratio, this one shown on the encoder can be arranged at the receiver by. for example behind the piston 16 and the device adjusted by this a suitable gear turns on. It is also not absolutely necessary that the resistance element as in the embodiments described, the spring is switched into the receiver will; the resistance element can also be switched into the transmitter or both will. A drag force proportional to the path is also not required; the dependency can also be different, which is the case in particular, when the characteristic of the transmission is essentially due to the resistance element should be delivered. You can then dimension the spring, for example, that the force exerted by it in a certain, deviating from proportionality Depending on the spring deflection. You can put springs of different constants together, such as springs of different materials, different shapes or dimensions; even Instead of the springs, other elastic or inelastic resistance elements can be used step; in this way, capillarity forces, as in the case of damper pistons, can also be harnessed will.

Das Getriebe für kompressible Flüssigkeiten gemäß der Erfindung muß nicht notwendig von mechanischen Einrichtungen aus verstellt werden oder solche bedienen, es kann auch als Glied an das eine oder andere Ende einer Übertragung mit inkompressiblen Flüssigkeiten geschaltet werden oder auch als Zwischenglied in eine solche Übertragung, da.ß beispielsweise bei der Ruderlegung ein hydraulisches oder Ölgetriebe zwischen Kolben 12 und das Steuerrad geschaltet wird oder ein hydraulisches Getriebe an das Ende der L bertragung mit kompressibler Flüssigkeit. -Eine einfache Anordnung dieser Art ergibt sich, wenn man den Geberkolben oder den Empfängerkolben oder beide als Flüssigkeitssäule ausführt. In diesem Fall ergibt sich beispielsweise eine außerordentlich- einfache und betriebssichere Einrichtung für Ruderlageanzeig er.The transmission for compressible liquids according to the invention must need not be adjusted by mechanical devices or such operate, it can also be used as a link to one or the other end of a transmission be switched with incompressible liquids or as an intermediate link in such a transmission that, for example, when laying the rudder, a hydraulic or oil transmission is connected between piston 12 and the steering wheel or a hydraulic one Gear to the end of the transmission with compressible fluid. -A simple one This type of arrangement is obtained when the master piston or the receiver piston is used or both run as a liquid column. In this case, for example an extremely simple and reliable device for rudder angle display he.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf bestimmte Verwendungszwecke beschränkt; sie ist .auch in allen Fällen brauchbar, bei denen es sich bei Kraftübertragungen mit kompressiblen Flüssigkeiten darum handelt, eine bestimmt charakterisierte Abhängigkeit zwischen Geber und Empfänger zu erzeugen.The application of the invention is not to specific uses limited; it is also useful in all cases involving power transmissions with compressible Liquids are about a certain characterized To create a dependency between transmitter and receiver.

Die Einrichtung gemäß'der Erfindung wirkt bei einer Verstellung des Handrades schnell und sicher. Fehler durch Flüssigkeitsverluste können nicht auftreten, da die übertragungsstrecken, Röhren, Leitungen und Empfängerkolben nur ein geringes Volumen im Vergleich zum Kolbenvolumen bedeuten. Andererseits ist es aber auch immer möglich; von der Nullage ausgehend, den Druck von Null aus anwachsen zu lassen und in der Nullage des Gebers oder des Empfängers oder beider einen völligen Druckausgleich, beispielsweise durch Anschluß an die Außen= Luft, herzustellen oder durch Verbindung der beiden Kolbenseiten mittels des Umführungskanals.The device according to the invention acts when the Handwheel quickly and safely. Errors due to fluid loss cannot occur, since the transmission lines, tubes, lines and receiver pistons are only a small one Mean volume compared to the piston volume. On the other hand, it always is possible; starting from the zero position to let the pressure increase from zero and a complete pressure equalization in the zero position of the transmitter or the receiver or both, for example by connection to the outside = air, to be established or by connection of the two piston sides by means of the bypass channel.

In der Abb.5 ist ein Geber veranschaulicht, der für einen Ruderlageanzeiger Verwendung finden kann, der z. B. bei einem um 18o° umschlagenden Ruder anzeigt, ob das'Ruder sich in der Lage für Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt befindet. Der Kolben 31 wird durch den Schwinghebel 32 verstellt, der seinerseits durch die Kurvenscheibe 33 gesteuert wird, deren Achse 34. von der Ruderachse aus mittelbar oder unmittelbar angetrieben wird. Der Zapfen 35 dient zur Geradführung des Kolbens, die Feder 36 zum Anpressen der Rolle 37 an die Kurvenscheibe.Figure 5 shows a sensor for a rudder position indicator Can be used that z. B. indicates when the rudder is turned by 180 °, whether the rudder is able to move forward or backward. Of the Piston 31 is adjusted by the rocker arm 32, which in turn is adjusted by the cam 33 is controlled, whose axis 34th directly or indirectly from the rudder axis is driven. The pin 35 is used to guide the piston in a straight line, the spring 36 for pressing the roller 37 against the cam.

In der gezeichneten Stellung des Kolbens befindet sich beispielsweise das Ruder in der Lage für Vorwärtsfahrt. Schlägt das Ruder um, so bewegt sich z. B. die Kurvenscheibe derart, daß der Kolben nach links bewegt und Kompression des Kraftmittels herbeigeführt wird. Ein Umlaufkanal 38 dient in den bezeichneten Beispielen wie auch in anderen Fällen dazu, den Druck im Zylinder in der Nullage auszugleichen. Die Kraftleitung 39 des Kolbens kann nun auf irgendeine auf Luftdruck wirkende Anzeigevorrichtung wirken.In the drawn position of the piston is, for example the rudder able to move forward. If the rudder turns, z. B. the cam such that the piston moves to the left and compression of the Kraftmittel is brought about. A circulation channel 38 is used in the examples given as in other cases, to equalize the pressure in the cylinder in the zero position. The power line 39 of the piston can now on any display device acting on air pressure works.

Sehr betriebssicher und übersichtlich gestalten sich solche Anzeigevorrichtungen, bei denen der Flüssigkeitsdruck auf eine Flüssigkeitssäule in kommunizierenden Röhren wirkt, beispielsweise wie bei einer Anzeigevorrichtung für die Ruderlage von Schiffen, solchen, bei denen die Schenkel in Richtung der Schiffslängsachse vorzugsweise dicht hintereina nderlieg en.Such display devices are very reliable and clear, where the liquid pressure on a column of liquid in communicating tubes acts, for example, as in a display device for the rudder angle of ships, those in which the legs are preferably tight in the direction of the ship's longitudinal axis in the back.

Claims (3)

P-ATCNT-ANSPRÜcHE: i. Einrichtung zur Übertragung von Verstellbeweguiigen mittels Kolbenmaschinen und kompressibler Flüssigkeit, bei der die Bewegungen symmetrisch nach beiden Seiten einer Mittellage erfolgen sollen, insbesondere für Ruderlegung und Ruderlageanzeige, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfluß der Kompressibilität der kompressiblen Flüssigkeit ,auf die Zwangläufigkeit der Übertragung zwischen Geber und Empfänger ganz oder nahezu ausgeglichen wird. P-ATCNT CLAIMS: i. Device for the transmission of adjustment movements by means of piston machines and compressible fluid, in which the movements are symmetrical should be done on both sides of a central position, especially for rudder laying and rudder position indicator, characterized in that the influence of compressibility the compressible fluid, on the inevitability of the transfer between Giver and receiver is fully or almost balanced. 2. Einsrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die übertragung vorzugsweise veränderliche Widerstandselemente eingefügt werden. 2. Device according to claim i, characterized in that preferably variable resistance elements in the transmission inserted. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberkolben auf einen Empfängerkolben vorzugsweise kleineren Durchmessers wirkt, der gleichmäßig für Bewegungen zu beiden Seiten einer Mittellage hin unter dem Einfluß einer Feder steht. q.. Einrichtung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmtem Weg des Steuerrades ein proportionaler Weg des Ruders entspricht. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ruder aus über ein die Kompression in der Kraftübertragung schnell steigerndes Getriebe ein Kolben verstellt wird, der über eine Luftleitung auf eine Anzeigevörrichtung wirkt. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben verhältnism,äßig großen Durchmessers auf der Geberseite mit einem Kolben verhältnismäßig kleinen Durchmessers auf der Empfängerseite zusammenwirkt. 7. Einrichtung nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß Ausschläge des Ruders proportionale Ausschläge der Anzeigevorrichtung entsprechen. B. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die. Kraftübertragung mit kompressibler Flüssigkeit als Glied vor, zwischen oder hinter eine Kraftübertragung mit inkompressibler Flüssigkeit geschaltet ist. 9. Einrichtung nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß als Kolben des Empfängers die Flüssigkeitssäule einer kommunizierenden Röhre dient.3. Device according to claim i, characterized in that the The master piston acts on a receiver piston, preferably with a smaller diameter, the same for movements on both sides of a central position under the influence a spring stands. q .. Device according to claim i and 3, characterized in that that a certain path of the steering wheel corresponds to a proportional path of the rudder. 5. Device according to claim i, characterized in that from the rudder via a the compression in the power transmission rapidly increasing gear a piston is adjusted, which acts on a display device via an air line. 6th Device according to claim i, characterized in that a piston is relatively large diameter on the encoder side with a relatively small piston Cooperates diameter on the receiving side. 7. Device according to claim i and q., characterized in that deflections of the rudder are proportional deflections correspond to the display device. B. Device according to claim i, characterized in that that the. Power transmission with compressible fluid as a link in front of, between or is connected behind a power transmission with incompressible fluid. 9. Device according to claim i and q., Characterized in that the piston of the The receiver is the liquid column of a communicating tube.