DE719214C - Transmission for converting a force that increases linearly with the path, e.g. B. a spring force in a constant - Google Patents

Description

Getriebe zur Umwandlung einer linear mit dem Wege zunehmenden Kraft, z. B. einer Federkraft, in eine gleichbleibende Die Erfindung bezieht sich .auf die bekannten, bei Werkzeugmaschinen mit senkrecht geführten Auslegern, z. B. Kopierfräsmaschinen, häufig gebrauchten Getriebe zur Umwandlung einer linear mit dem Wege zunehmenden Kraft, z. B. einer Federkraft, in eine gleichbleibende, in ihrer Größe jedoch einstellbare Kraft .durch Zwischenschaltung einer Kurve und einer mit dieser gleichachsig verbundenen Zylindertrommel, ,auf deren. Umfängen sich Bänder auf- und abwickeln. Bei den bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen dieser Art kann die Größe der letztgenannten Kraft nur -durch Änderung der Kraftquelle, d. h. dadurch verändert werden, daß die ortsfesten Bauteile der Kraftquelle; also z: B. das festgehaltene Federende, in der Kraftrichtung verstellt werden, was häufig bei der durch die Maschinenkonstrucktion bedingten ungünstigen Lage dieser Bauteile nur in sehr umständlicher Weise möglich ist.Gear for converting a force that increases linearly with the path, z. B. a spring force, in a constant The invention relates .auf the known, in machine tools with vertically guided booms, z. B. Copy milling machines, often used gear for converting a linear increasing with the way Force, e.g. B. a spring force, in a constant, but adjustable in size Kraft .by interposing a curve and one that is coaxially connected to it Cylinder drum, on whose. The circumference of the tape winds up and unwinds. With the so far Known devices of this type can increase the size of the latter force only by changing the power source, d. H. are changed by the fact that the stationary Components of the power source; So for example: the held end of the spring, in the direction of the force be adjusted, which is often caused by the machine design unfavorable location of these components is only possible in a very cumbersome manner.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil, zu vermeiden und eine Veränderung der abgegebenen Kraft zu ermöglichen, ohne daß eine Verstellung der ortsfesten Bauteile der Kraftquelle in der Kraftrichtung nötig wäre; wenn irgend möglich, soll die zur Kraftänderung dienende Einrichtung von der Lage der genannten Bauteile völlig unabhängig sein.It is the object of the invention to avoid this disadvantage and a To enable change of the delivered force without an adjustment of the stationary components of the power source in the direction of force would be necessary; if any possible, the device used to change the force should depend on the position of the aforementioned Components can be completely independent.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die linear veränderliche Kraft während der Einstellung der Größe der gleichbleibenden Kraft dadurch unverändert bleibt, daß durch Richtungsänderung der an der Kurve angreifenden Kraft der wirksame Hebel-,arm der Kurve verändert wird. Diese Veränderung des wirksamen Hebelarmes kann der weiteren Erfindung gemäß z. B. dadurch erfolgen, daß der Festpunkt der linear sich verändernden Kraft um einen Punkt schwenkbar ist, der angenähert mit dem Angriffspunkt dieser Kraft an der Kurve zusammenfällt: Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung des Hebelarmes besteht darin, daß die gemeinsame Drehachse der Kurve und der Zylindertrommel quer zurr Richtung der linear veränderlichen Kraft verstellbar ist. Falls der Platz für solche Verstellungen beschränkt und somit nur eine verhältnismäßig geringe Änderung der abgegebenen Kraft möglich ist, kann ,auch eine größere Änderung dadurch bewirkt werden, daß die gemeinsame Drehachse .der Kurve und der Zyliindertrominel parallel oder annähernd parallel -zur Richtung der linear veränderlichen Kraft verstellt wird; dies hat zugleich gegenüber der erstgenannten Bauart den Vorteil, daß an der Kraftquelle keine Verstelleinrichtung erforderlich ist.According to the invention this is achieved in that the linearly variable Force during the setting of the size of the constant force thereby unchanged it remains that by changing the direction of the force acting on the curve, the effective one Lever, arm of the curve is changed. This change in the effective lever arm can the further invention according to z. B. be done in that the fixed point of linearly changing force is pivotable about a point that approximates with the point of application of this force on the curve coincides: Another possibility to change the lever arm is that the common axis of rotation of the curve and the cylinder drum can be adjusted transversely to the direction of the linearly variable force is. If the space for such adjustments is limited and therefore only a proportionate one A small change in the output force is possible, but a larger change can also be made caused by the fact that the common axis of rotation .der curve and the cylinder barrel parallel or approximately parallel -to the direction of the linear mutable Force is adjusted; this also has the advantage over the first-mentioned design, that no adjustment device is required at the power source.

Der Erfindungsgegenstand weist gegenüberden bekannten Einrichtungen noch den weiteren Vorteil auf, daß die Kraftquelle bei allen Größen der von der Vorrichtung abgegebenen Kraft bei einer bestimmten Hublänge stets über denselben Abschnitt ihrer Charakteristik beansprucht wird, so daß die Kraftquelle, z. E. eine Feder, nur entsprechend diesem wählbaren Abschnitt bemessen zu werden braucht.The subject matter of the invention points towards the known devices still has the further advantage that the power source for all sizes of the Device output force at a certain stroke length always over the same Section of their characteristic is claimed so that the power source, e.g. E. one Spring, only needs to be sized according to this selectable section.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch in drei. Stellungen wiedergegeben, welche verschiedenen Größen der abzugebenden Kraft entsprechen.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention schematically in three. Positions shown, which different sizes of the to be delivered Force correspond.

In Abb. i befindet sich der Drehpunkt des Umformgliedes i in einem Abstand a1 von der Grundfläche B. Eine mit ihrem .einen Ende auf der Grundfläche verankerte Schraubenfeder 2, deren anderes Ende ein an der Stelle 3 mit dem Glied i fest verbundenes Band. trägt, erzeugt im Drehpunkt C des Umformgliedes i ein rechtsgerichtetes Drehmement, dessen Größe sich aus dem Produkt aus .dem Hebelarm r,. und der Federkraft :P ergibt. Die Auflauffläche 5 für das Band am Glied i ist dabei in bekannter Weise dem der Federlänge L verhältnisgleichen Ansteigen der Federkraft durch schneckenförmige Ausbildung angepaßt, so daß der Hebelarm r1 sich in umgekehrtem Verhältnis wie die Kraft P ändert und somit das Drehmoment auch bei, verschiedenen Federspannungen gleichbleibt. Dieses Drehmoment steht im Gleichgewicht reit einem ebenfalls am Drehpunkt C des Gliedes i angreifenden, aber entgegengesetzt gerichteten Drehmoment, das durch :ein Gewicht Q1 erzeugt -wird, dessen über Umlenkrollen 6 geführtes Band 7 auf einer zylindrischen Fläche g aufläuft, die mit dem Hebelglied i fest verbunden ist bzw. mit ihm aus einem Stück besteht. Diese an sich bekannte Vorrichtung befindet sich also bei jeder Stellung des Gewichtes Q, im Gleichgewicht.In Fig. I the fulcrum of the deforming element i is in one Distance a1 from the base B. One with its .ein end on the base anchored coil spring 2, the other end of which is at the point 3 with the link i firmly connected tape. carries, generates a right-handed at the pivot point C of the deforming member i Torque element, the size of which is derived from the product of .dem lever arm r ,. and the spring force : P yields. The run-up surface 5 for the tape on the link i is in a known manner the increase in the spring force, which is equal to the spring length L, due to the helical shape Training adapted so that the lever arm r1 is in inverse proportion to the Force P changes and thus the torque also with different spring tensions remains the same. This torque is in equilibrium and is also at the pivot point C of the member i attacking, but oppositely directed torque, which by : a weight Q1 is generated, the belt 7 of which is guided over pulleys 6 on a cylindrical surface g runs up, which is firmly connected to the lever member i or consists of one piece with him. This known device is located thus in every position of the weight Q, in equilibrium.

Wird nun gemäß Abb. 2 das Gewicht auf die Größe Q2 erhöht, so vergrößert sich damit das durch das Gewicht erzeugte Drehmoment am Drehpunkt C des Umformgliedes I, und es muß nun, um das ganze System in ein neues Gleichgewicht zu bringen, auch das durch die Feder? erzeugte Drehmoment vergrößert werden. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß nicht wie bisher die Federspannung, sondern der Hebelarm r1 verändert, was entweder durch eine Richtungsänderung der an dem Umformglied angreifenden Kraft in der Ebene des letzteren, also z. B. wie in Abb. i strichpunktiert :angedeutet, durch seitliches Verstellen der Feder gegenüber der Achse C oder der Achse C gegenüber der Bandrichtung (in beiden Fällen ohne die Drehstellung des Hebelgliedes i zu ändern) oder vorteilhafter dadurch geschehen kann, daß der Drehpunkt C des Umformgliedes i annähernd. senkrecht nach obern verstellt und z. B. auf den in Abb. 2 dargestellten Abstand a2 von der Grundfläche B gebracht wird. Bei letzterer Verstellung führt das Glied i neben seiner Bewegung nach oben auch. eine Drehbewegung aus, .d. h. sowohl die Zylinderfläche 8 als auch die schneckenförmige Fläche 5 wälzen sich auf den. Bändern 7 und 4. ab, wodurch die Höhenlage H des Gewichtes Q2 wie ,auch die Länge L und damit die Spannung, der Feder 2 annähernd gleichbleiben. Eine Änderung, und zwar in diesem Falle eine Vergrößerung, erfährt .allein der Hebelarm r1, der zu der in Abb. 2 eingezeichneten Größe r2 anwächst. Damit herrscht auch hier trotz gleichbleibender Federkraft und vergrößerter Belastung wieder Gleichgewicht.If the weight is now increased to size Q2 as shown in Fig. 2, it is increased thus the torque generated by the weight at the pivot point C of the deforming member I, and it must now, in order to bring the whole system into a new equilibrium, too that by the pen? generated torque can be increased. To this end, will according to the invention not the spring tension as before, but the lever arm r1 changed, either by changing the direction of the force acting on the deforming member in the plane of the latter, e.g. B. as in Fig. I dash-dotted lines: indicated, by lateral adjustment of the spring with respect to the axis C or the axis C opposite the direction of the strap (in both cases without changing the rotary position of the lever link i) or can be done more advantageously that the pivot point C of the deforming member i approximate. adjusted vertically upwards and z. B. on the one shown in Fig. 2 Distance a2 from the base B is brought. With the latter adjustment leads the limb i, in addition to its upward movement, also. a rotary movement, .d. H. Both the cylinder surface 8 and the helical surface 5 roll up the. Bands 7 and 4, which makes the height H of the weight Q2 as well as the Length L and thus the tension of the spring 2 remain approximately the same. A change, and in this case an enlargement, experiences .allein the lever arm r1, the increases to the size r2 shown in Fig. 2. So here too there is in spite of it constant spring force and increased load again equilibrium.

Wird das Gewicht Q1 auf die Größe Q3 verkleinert, so ergeben sich die in Abb. 3 dargestellten Verhältnisse. Dabei hat sich durch Senken des Umformgliedes i auf den Abstand n3 von der Grundfläche B der Hebelarmr, der Feder 2 auf den Betrag r3 vermindert, wodurch das Federdrehmoment wiederum gleich ist dem durch die Gewichtsabnahme verkleinerten, entgegengesetzt gerichteten Drehmoment dies Gewichtes Q3.If the weight Q1 is reduced to the size Q3, the result is the relationships shown in Fig. 3. This has been achieved by lowering the deforming member i to the distance n3 from the base B of the lever arm, the spring 2 to the amount r3 is reduced, whereby the spring torque is in turn equal to that due to the weight loss reduced, oppositely directed torque of this weight Q3.

Auch in diesem Falle bleiben infolge der Abwälzbewegung der Schneckenfläche 5 und der mit dieser verbundenen Zylinderfläche S die Länge L und damit die Spannung der Feder 2 sowie die Höhenlage H des Gewichtes Q3 angenähert dieselbe.In this case, too, remain due to the rolling movement of the screw surface 5 and the cylinder surface S connected to it, the length L and thus the voltage the spring 2 and the height H of the weight Q3 approximately the same.

Kommt de Bedingung einer gleichen Höhenlage H des Gewichtes Q1 bis Q3 bei den verschiedenen Hebelgliedstellungen in Wegfall, so kann das Band 7 ohne Umlenkung über die Rollen 6 auch in der in Abb.2 gestrichelt eingezeichneten Weise angeordnet werden.If the condition of the same height H of the weight Q1 comes up Q3 with the various lever link positions in omission, the band 7 can be used without Deflection via the rollers 6 also in the manner shown in dashed lines in Figure 2 to be ordered.

Die beschriebene neuartige Veränderung der von der Vorrichtung :abgegebenen Kraft kann beispielsweise auch dazu benutzt werden, ein gleichbleibendes Gewicht Q zu einer Bewegung nach auf- oder abwäxts zu veranlassen, wie das bei. senkrecht beweglichen Maschinen-Y.i»l,Pil I1,fY 7IGf'The described novel change of the device: delivered Force can also be used, for example, to maintain a constant weight To induce Q to move up or down, as in. perpendicular movable machine-Y.i »l, Pil I1, fY 7IGf '

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Getriebe zur Umwandlung :einer linear mit -dem Wege zunehmenden Kraft, z. B. einer Federkraft, in eine gleichbleibende, in ihrer Größe jedoch einstellbare Kraft durch Zwischenschaltung einer Kurve und einer mit ihr gleichachsig verbundenen Zylindertrommel, auf deren Umfängen sich Bänder auf- und abwickeln, dadurch gekennzeichnet, daß die linear veränderliche Kraft während der Einstellung der Größe der gleichbleibenden Kraft dadurch unverändert bleibt, daß durch Richtungsänderung der ,an der Kurve angreifenden Kraft der wirksame Hebelarm der Kurve verändert wird. z. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Festpunkt der linear sich verändernden Kraft um !einen Punkt schwenkbar ist, der angenähert mit .dem Angriffspunkt dieser Kraft an der Kurve zusammenfällt. 3. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Drehachse der Kurve und der Zylindertrommel quer zur Richtung der linear veränderlichen Kraft verstellbar ist. q.. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, :daß die gemeinsame Drehachse der Kurve und der Zylindertrommel parallel zur Richtung der linear veränderlichen Kraft verstellbar ist.PATENT CLAIMS: i. Gear for conversion: one linear with -dem Ways of increasing strength, e.g. B. a spring force, in a constant, in their size, however, adjustable force through the interposition of a curve and a with it coaxially connected cylinder drum, on the circumference of which there are bands up and unwind, characterized in that the linearly variable force during the setting of the size of the constant force remains unchanged, that by changing the direction of the force acting on the curve, the effective lever arm the curve is changed. z. Transmission according to claim i, characterized in that the fixed point of the linearly changing force can be pivoted by one point, which approximately coincides with the point of application of this force on the curve. 3. Transmission according to claim i, characterized in that the common axis of rotation of Curve and the cylinder drum transverse to the direction of the linearly variable force is adjustable. q .. Transmission according to claim i, characterized in that: that the common axis of rotation of the cam and the cylinder drum parallel to the direction of the linearly variable force is adjustable.