156068. lajstromszámú szabadalom • Mechanikus függvényátalakító négyzetgyökös vagy négyzetes kimenettel
156068 3 4 A szerkezet kialakításához nincs szükség bonyolult görbékre és összetett rugó-rendszerekre, miáltal gyártása az előbbieknél egyszerűbb, mégis segítségével nagyobb működési pontosságok érhetők el. A szerkezet elemei rugalmas kényszerkapcsolatban vannak egymással, ezért az előző megoldásokkal ellentétben nincs pályavezetés, nincsenek csúszó elemek, nincs kopás, kotyogás, a pontosság idővel nem romlik, a felépítés robosztus és egyszerű. Működése a szerelési helyzettől független, mivel a szerkezet önmagában kiegyensúlyozható. A találmány szerint mind elfordulás vagy elmozdulás, mind erő kimenetű függvényátalakítók készíthetők. így a megoldás mutató, regisztráló, valamint erőkompenzációs távadó műszerekben is alkalmazható. A találmány mechanikus függvényátalakító négyzetes vagy négyzetgyökös kimenettel, melynek tengely körül elforduló karja, egyik végével az elforduló kar hengeres kiképzésű végéhez mereven rögzített, másik végével tengely körül elfordíthatóan csapágyazott görgő palástjához erősített és arról legördülő hajlékony kötőeleme van és az elforduló kar forgáspontja és a hajlékony kötőelem rögzítési pontja közötti távolság, egyenlő az elforduló kar forgáspontja és a hajlékony kötőelem rögzítési pontja közötti távolság, valamint a görgő sugarának összegével. A rajzok a találmány szerinti mechanikus függvényátalakító működési elvét és kiviteli példáit ismertetik, ahol az 1. ábra a függvényátalakító működésének geometriai viszonyait, a 2. ábra az erő kimenetű függvényátalakííó kiviteli változatát, a 3. ábra pedig az elmozdulás kimenetű függvényátalakító kiviteli változatát szemlélteti. A találmány szerinti megoldás működési elve az ismert geometriai összefüggésen alapul (1. ábra), mely szerint: AB2 = AC • AD A tétel érvényes a B pontnak az AG távolság felett rajzolt félkörön bárhol elfoglalt helyzetére. Ha az AC távolság állandó, akkor írható AB'2 = áll • AD' A találmány ezen összefüggés szerint állítja elő a négyzetes vagy négyzetgyökös függvénykapcsolatot. A függvényátalakító mechanizmusnál négyzetreemeléskor AB' elmozdulás a bemenőjel, AD' elmozdulás a kimenőjel, négyzetgyökvonásnál az AD' elmozdulás a bemenőjel, AB' elmozdulás a kimenőjel. Ezen elv szerint különféle mechanikus függvényátalakító típusok létesíthetők. A függvényátalakító szerkezet K forgáspontú b hengeresen kiképzett végű, c elforduló kart tartalmaz. A b hengeresen kiképzett véghez f hajlékony kötőelem csatlakozik, melynek másik vége rögzítés után rá van csévélve az a görgőre. A c elforduló karhoz azt óramutató járásával megegyező irányban elfordítani igyekvő r2 rugó csatlakozik. Az előfeszítéssel ellentétes irányú rí csatlakozó rugó egyrészt a c elforduló karhoz, másrészt a cl erőközlő elemhez csatlakozik. Az r2 előfeszítő rugó által kifejtett forgatónyomaték minden esetben nagyobb, az rí rugó által a c elforduló karra kifejtett forgatónyomatéknál. A függvényátalakító bemenetét az a görgő •yj szögelfordulása vagy a szerkezetben föllelhető ezzel arányos mennyiségek, az XX0 távolság illetve az YY0 távolság képezi. Az előzőekben említett négyzetes középérték tétel szerint az SY„ elmozdulás, valamint a yj elfordulással arányos YY0 elmozdulás közlött négyzetes összefüggés van. Az rj rugó jelleggörbéje lineáris és ezért közelítőleg igaz az, hogy a d erőközlő elemre a Z csatlakozási pontban ható erő p = A-V ) 2 , ahol A a szerkezet geometriai kialakításától és az n rugóállandójától függő arányossági tényező. A szerkezet elméleti pontosságát két tényező befolyásolja. Az egyik az a görgő és a b hengeresen kiképzett vég sugara, a másik pedig a ZY0 távolság, azaz az r-t rugó hosszúsága. Minél hosszabb az r^ rugó, az YK távolsághoz viszonyítva, annál kisebb az eltérés az SY0 távolság és az rí rugó tényleges megnyúlása között, mivel kis szögekre sin a = tg a. A fentiek szerint a szerkezet elméleti pontossága egyrészt növelhető az rí rugó hosszúságának növelésével, másrészt ismert geometriai számítások alapján az a görgő és a b hengeres kiképzésű vég sugarának kedvező megválasztásával. A 3. ábra olyan elfordulás vagy elmozdulás bemenetű, elfordulás vagy elmozdulás kimenetű mechanikus függvényátalakító szerkezetet mutat, melynél a kimenet a bemenet négyzetével arányos. Itt a 2. ábrán bemutatott példakénti kiviteli alakhoz viszonyítva az az eltérés, hogy az rí csatlakozó rugó és a d erőközlő e^em helyett d görgőre fölcsévélődő és a c elfordun ó karhoz az Y pontban csatlakozó e hajlékony kötőelemet alkalmazunk. Ebben az esetben az r-2 előfeszítő rugót nem tüntettük föl, mert annak szerepét rendszerint a kimenethez csatlakozó szerkezetben levő rugalmas elemek látják el. A szerkezet működésének geometriai összefüggései és az elméleti pontosságra vonatkozó megállapítások értelemszerűen vonatkoznak erre a péMakénti szerkezeti kivitelre is. A szerkezet által megvalósított elméleti függvénykapcsolat <p = B • v2 10 15 20 25 30 25 40 45 50 55 60 3
