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Pour : Dispositif de commande pour plusieurs arbres de machines à papier, arbres qui doivent tourner à des vitesses variables.
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Une machine à papier comporte des parties qui doivent être actionnées aune vitesse uniforme, par exemple les cuviers, les épurateurs, les pompes, le branlement,,et des parties dont la vitesse d'entraînement doit être variable, telles que les presses de la toile et des feutres, les cylindres de séchage, les calandres, les enrouleurs etc.
Le dispositif de commande des parties mentionnées en der- nier doit permettre un changement simultané des vitesses d'entraînement de toutes ces parties dans le but de pouvoir faire marcher la machine à papier plus ou moins vite lors- qu'il s'agit de papier plus léger ou plus fort.
La vitesse à laquelle une machine à papier fonc- tionne est la vitesse dite fondamentale. Cette vitesse doit être variable dans les limites/étendues, par exemple
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dans la portée 1 : 2o. De plus il faut que @e dispositif de commande d'une machine à papier soit construit de ma- nière à permettre de changer la vitesse de chaque partie séparée dans des limites étroites, c'est-à-dire jusqu'à environ 5 %, pour tenir compte de la contraction et de la . dilatation du papier ; d'autres termes les divers tirages de papier doivent pouvoir être réglés au moyen du réglage dit de tirage.
Dans les dispositifs de commande actuel- lement connus on se sert pour changer la vitesse fondamen- tale, lorsque la machine est actionnée par une source de force à une vitesse constante, de moyens mécaniques, par exemple de renvois à engrenages changeables, de renvois à poulies coniques, ou de mécanismes de Rêves. Ces moyens mécaniques actionnent alors au moyen de courroies ou de câbles divers renvois qui transmettent la vitesse fonda- mentale par des transmissions à courroie, aux divers arbres des parties de la machine à papier. Dans ces modes de comman- de le réglage de tirage se fait le plus fréquemment par déplacement des courroies qui actionnent les divers arbres de la machine à papier et qui passent sur des poulies coniques.
Ces moyens connus, servant à changer la vitesse fondamentale, comportent de sérieux: inconvénients. Par exemple les renvois à engrenages changeables ne donnent que des degrés grossiers et exigent un arrêt de la machine lors du passage d'un degré à l'autre. D'autre part des renvois à courroie coniques et des mécanismes de Reves sont limités quant à la portée de réglage et à la transmission de force et exigent beaucoup d'entretien, car lescourroies s'usent
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rapidement ; de plus ils occupent beaucoup de plao'e.' De plus les renvois qu'ils faut prévoir pour la transmission de force de ces dispositifs aux divers arbres de la machine à papier occupent beaucoup de place et représentent des frais d'entretien élevés par suite de la consommation de courroies.
Pour obtenir une grande portée de réglage on a déjà proposé l'emploi de mécanismes hydrauliques de trans- mission de force à vitesse réglable. Mais ces mécanismes sont de construction compliquée; de plus ils ne travaillent pas sans glissement et ils comportent un mauvais effet utile. De plus comme on ne peut se passer de renvois pour la transmission de force sur les divers arbres, les incon- vénients inhérents à l'emploi de ces renvois subsistent.
Un autre moyen connu pour changer la vitesse fon- damentale consiste à se servir de sources de force qui marchent à une vitesse variable, par exemple des machines à vapeur réglables' ou des moteurs électriques réglables, dans ce dernier cas de préférence des moteurs à courant continu avec couplage Leonard ou des moteurs à collecteur a courant triphasé avec conduite en shunt. Des machines de ce genre permettent la suppression partielle ou totale des renvois ou engrenages pour changer la vitesse fondamentale, mais la transmission de la commande à la machine à papier doit se faire encore par des renvois avec courroies ou câbles.
Des sources de force qui peuvent fonctionner à des vitesses variables, sont de plus coûteuses et de construction com- pliquée. Le rendement est mauvais surtout lorsque du cou- rant triphasé doit être transformé en courant continu.
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L'encombrement et l'usure des courroies sont toujours en- core élevés car le renvoi est conservé.
C'est pourquoi on a déjà utilisé des dispositions dans lesquelles chaque partie de la machine a papier est actionnée par son propre moteur électrique, la disposition étant alors telle que la vitesse de tous les moteurs peut être changée simultanément dans de mêmes limites et que des dispositifs de commande particuliers sont employés pour le réglage de tirage. Mais cette disposition n'est pratique que si on se sert de moteurs à courant continu et d'un cou- plage et d'une connexion compliqués. Ces commandes sont en conséquence coûteuses et comportent, lors de la trans- formation de courant triphasé en courant continu, un mau- vais rendement. De plus ces dispositions exigent un per- sonnel très expérimenté. En conséquence elles ne sont utilisables que dans lesmachines à papier à grande pro- duction.
Pour supprimer les divers inconvénients des dis- positifs de commande mentionnée de construction connue, on utilise d'après l'invention dans une machine à papier qui comporte plusieurs arbres à actionner à une vitesse varia- ble, pour la commande de chacun de ces arbres un dispositif de changement de vitesse mécanique qui est actionné à un nombre de tours constant. Dans ce cas la portée de réglage de tous ces dispositifs, qui sont indépendants les uns des autres en ce qui concerne la transmission de force, est telle qu'elle suffit aussi bien pour le réglage en commun de la vitesse de tous les arbres, donc pour changer la vitesse fondamentale, que pour le réglage du tirage de
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@ l'arbre en question.
Le mécanisme de réglage pour tous ces dispositifs de changement a une forme telle que la vitesse fondamentale des divers arbres à actionner peut être changée, de manière connue, simultanément de la même quantité, tandis que la vitesse de chaque arbre, vitesse tenant compte du réglage de tirage, est individuellement réglable. La commande des dispositifs de changement de vitesse peut se faire depuis un arbre commun qui est actionné d'une source de force tournant à un nombre de tours constant et qui peut servir en même temps à la commande des parties de la machine à papier qui marchent à vitesse constante.
Si on le désire chaque arbre des parties de la machine à papier qui doivent marcher à une vitesse variable, peut être actionné par un dispositif de changement de vitesse qui est actionné depuis un moteur à nombre de tours constant qui lui est individuellement adjoint et qui peut être par exemple un moteur,électrique synchrone, la source de courant pouvant être du courant polyphasé ou monophasé de fréquence constante. En pareil cas toutes les courroies sont supprimés et on peut employer des moteurs de construction extrêmement simple et de rendement parfait.
Les dessins ci-joints représentent , à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'invention.
La fig. 1 est une élévation d'une partie d'une machine à papier dans laquelle chacun des dispositifs de changement de vitesse reliés à un arbre à actionner de la machine est actionné par un moteur'tournant à nombre de tours invariable.
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La fig. 2 est le plan de cette partie.
La fig. 3 montre, à plus grande échelle, un détail de cette forme d'exécution..
La fig. 4 est une élévation et la fig. 5 le plan d'une forme d'exécution qui diffère de celle des fig. 1 et 2 uniquement par une construction quelque peu modifiée du dispositif d'accouplement servant à faire varier le rapport de transmission.
La fig. 6 montre le plan d'une partie d'une machine a papier dans laquelle-la force motrice est transmise depuis une source de force commune à toutes les parties à actionner, en passant par une transmission tournant à un nombre de tours invariable, aux dispositifs de changement de vitesse reliés aux parties à actionner de la machine à papier.
La fig. 7 montre à plus grande échelle une va- riante du dispositif d'accouplement pour le réglage de la vitesse fondamentale et de la vitesse de traction des par- ties à actionner.
La fig. 8 est une élévation d'une autre forme d'exécution, et
La fig. 9 montre à plus grande échelle un détail de cette forme d'exécution.
Dans la fig. 2, 8 désigne la première et 9 la deuxième presse humide d'une machine à papier. Pour la clarté du dessin ces presses n'ont pas été représentées dans la vue en élévation. Pour la commande de chacune de ces parties qui doivent marcher à une vitesse variable, on a prévu un moteur particulier lo et un dispositif de changement de vitesse particulier 3. /Chaque dispositif 3
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est relié au moteur adjoint directement par un accouplement 11. Comme moteur on peut se servir de toute source de force qui marche avec un nombre de tours invariable; on peut se servir par exemple de moteurs synchrones, polyphasés ou monophasés. La transmission de force se fait de l'arbre moteur 4 de chaque dispositif 3 à la partie menée 8 ou 9 ,de la machine à papier en passant par des roues droites 13, 14.
Pour permettre un changement simultané de la vitesse fondamentale des parties 8,9 de la même' valeur, on a prévu un arbre de commande 15 qui peut tourner au moyen d'un moteur électrique 22 à commande à distance. Sur l'arbre de commande 15 on a prévu pour chaque dispositif 3 une roue conique 17 qui est fixée sur cet arbre et qui coopère avec une roue conique située sur l'arbre 19. A chaque arbre 19 est rigidement reliée au moyen d'une clavette 23 une vis sans fin 16 longitudinalement mobile sur cet arbre (comparez aussi la fig. 3, ou pour des raisons de place l'arbre 19 est représenté non pas en position verticale mais en position horizontale). Chaque vis sans fin 16 coopère avec une roue à vis sans fin 2o, qui agit directement sur le mécanisme influençant le rapport de transmission du dispositif 3.
Sur un prolongement fi- leté 28 de chaque vis sans fin 16 on a vissé le manchon taraudé 27 d'un volant à main 24, manchon qui par des bagues d'arrêt 25,26 est empêché d'exécuter un déplacement axial par rapport à l'arbre 19. En faisant tourner le vo- lant à main 24 on peut, l'arbre 19 étant arrêté, déplacer
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la vis sans fin 16 adjointe à cet arbre dans une mesure tel- le et faire ainsi tourner la roue à vis sans fin dans une mesure telle que nécessaire pour provoquer le changement du nombre de tours que le réglage de traction exige. Les dispositifs de changement de vitesse 3 sont construits de telle sorte que leur portée de réglage suffise pour le réglage de vitesse en commun des presses 8, 9, ainsi que pour le réglage de tirage de ces presses.
On a fixé en outre sur l'arbre de commande 15 une vis sans fin 41 qui coopère avec un segment a vis sans fin 42 portant une aiguille 42 . Ce segment est disposé de façon à tourner sur un pivot fixe 422. L'aiguille 421 qui oscille plus ou moins fortement en dépendance du mouvement de rotation imprimé à l'arbre 15 coopère avec une graduation 43 sur laquelle on peut lire la vitesse fondamentale réglée.
Pour pouvoir se rendre compte du réglage du tirage on a prévu un levier 46 (fig. 3) qui est rigidement relié à une aiguille 47 et qui tourne sur un pivot fixe 49. En cas de déplacement de la vis sans fin 16 le levier 46 tourne, et la déviation de l'aiguille 47 par rapport à une gra- duation 48 donne des indications en ce qui concerne l'im- portance du réglage du tirage.
Au lieu d'effectuer la rotation de l'arbre 15 par un moteur 22 on peut aussi ne prévoir dans ce but qu'un vo- lant à main, comme dans la forme d'exécution représentée sur les f ig. 4 et 5, dans laquelle ce volant est désigné par le chiffre de référence 21.
La forme d'exécution représentée sur ces fig. 4 et 5 diffère encore de la forme décrite uni- quement du fait que l'arbre moteur 4 des dispositifs de
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changements de vitesse 3 actionne les arbres 7 des presses 8 et 9.non pas par un engrenage, mais directement par un accouplement élastique 12, et que le mécanisme de commande, comportant une vis sans fin 16 et un volant à main 24 et servant à agir sur la vitesse fondamentale et sur le réglage du tirage, est disposé directement sur l'arbre 15, de sorte que les arbres 19 de la forme d'exécution décrite en premier peuvent être supprimés. Au lieu d'un accouplement élastique 12 on peut aussi employer un accouplement débrayable.
Dans la forme d'exécution représentée sur la fig.
6, les divers dispositifs de changements de vitesse 3 sont actionnés au moyen de commandes à courroie 2 par une trans- mission 1 tournant à un nombre de tours invariable. L'arbre moteur 4 de chaque dispositif 3 actionne au moyen de roues coniques 5,6 les arbres 7 des presses 8,9. 21 et 16 désignent dans ce cas aussi des parties du mécanisme de commande. @
Dans toutes les formes d'exécution décrites la commande des autres parties de la machine non représentées, qui doivent marcher à une vitesse variable, se fait de ma- niere analogue a ce qui a été décrit pour les diverses for- mes d'exécution.
Une autre possibilité de changement du réglage du tirage est représenté par la disposition de la fig. 7 qui comporte une vis sans fin 16, maintenue axialement par des bagues d'arrêt 29, 3o, par rapport à un arbre de commande 16, ainsi qu'un manchon conique 31 avec volant à main 311.
Ce volant est vissé sur une douille 31 rigidement reliée
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à l'arbre de commande 15, de sorte qu'à la rotation de l'ar- bre 15 la vis sans fin 16 tourne d'ordinaire elle aussi .
Après desserrement du manchon conique 31 on peut toutefois faire tourner la vis sans fin au moyen du volant à main 32 sur l'arbre de commande 15, la roue à vis sans fin 20 étant alors actionnée de la quantité nécessaire pour le réglage du tir age .
Dans la forme d'exécution représentée sur les fig.
8 et 9 on a prévu , au lieu des vis sans fin 16 et des roues à vis sans fin 2o des formes d'exécution ci-dessus décrites, des leviers 33 qui sont reliés par des bielles 331 à une bar- re de commande 34. Chaque bielle 331 comporte deux parties qui sont reliées l'une à l'autre par un filetage à droite et pourvue à gauche et par une douille 39/d'un volant à main 4o. Une vis sans fin 36 avec volant à main 37 permet, par l'inter- médiaire d'un segment à vis sans fin de changer simultané- ment de la même valeur la vitesse fondamentale de tous les arbres 7, tandis que par déplacement des douilles 39 on peut effectuer un réglage de tirage des diverses parties.
Pour empêcher la barre de commande 34 de travailler au flambage, on a établi sur son extrémité de droite un contre- poids 38. 44, 45 désignent un dispositif qui indique la vitesse fondamentale. Au lieu du volant à main 37 on peut aussi employer un moteur électrique à commande- à distance.
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For: Control device for several shafts of paper machines, shafts which must rotate at variable speeds.
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A papermaking machine has parts which must be operated at a uniform speed, e.g. vats, scrubbers, pumps, jiggers, and parts whose drive speed must be variable, such as web presses. and felts, drying cylinders, calenders, winders etc.
The control device of the last-mentioned parts must allow a simultaneous change of the feed speeds of all these parts in order to be able to run the paper machine more or less quickly when it comes to paper. lighter or stronger.
The speed at which a paper machine operates is the so-called fundamental speed. This speed must be variable within limits / ranges, for example
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in staff 1: 2o. In addition, the control device of a paper machine must be so constructed as to allow the speed of each separate part to be changed within narrow limits, i.e. up to about 5%. , to take into account the contraction and the. expansion of the paper; in other words, the various paper runs must be able to be adjusted by means of the so-called draft adjustment.
In the currently known control devices, to change the basic speed, when the machine is actuated by a source of force at a constant speed, mechanical means, for example changeable gearboxes, gearboxes, Conical pulleys, or Dream mechanisms. These mechanical means then actuate by means of belts or cables various returns which transmit the fundamental speed by belt transmissions, to the various shafts of the parts of the paper machine. In these modes of control, the draft adjustment is most frequently done by movement of the belts which actuate the various shafts of the paper machine and which pass over conical pulleys.
These known means, used to change the fundamental speed, have serious drawbacks. For example, bearings with changeable gears only give coarse degrees and require the machine to stop when changing from one degree to another. On the other hand, tapered belt drives and Reves mechanisms are limited in terms of adjustment range and power transmission and require a lot of maintenance, as the belts wear out.
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quickly; moreover they occupy a lot of space. ' In addition, the references that must be provided for the transmission of force from these devices to the various shafts of the paper machine occupy a lot of space and represent high maintenance costs owing to the consumption of belts.
To obtain a large adjustment range, the use of hydraulic force transmission mechanisms with adjustable speed has already been proposed. But these mechanisms are of complicated construction; moreover, they do not work without slippage and they have a bad useful effect. Furthermore, since we cannot do without references for the transmission of force on the various shafts, the drawbacks inherent in the use of these references remain.
Another known means of changing the basic speed is by using power sources which operate at a variable speed, for example adjustable steam engines or adjustable electric motors, in the latter case preferably current motors. DC with Leonard coupling or three-phase collector motors with shunt driving. Machines of this kind allow the partial or total elimination of returns or gears to change the fundamental speed, but the transmission of the command to the paper machine must still be done by returns with belts or cables.
Sources of force which can operate at varying speeds are more expensive and of complicated construction. The efficiency is poor especially when three-phase current has to be transformed into direct current.
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The size and wear of the belts are still high because the return is retained.
This is why arrangements have already been made in which each part of the paper machine is actuated by its own electric motor, the arrangement then being such that the speed of all the motors can be changed simultaneously within the same limits and that Special control devices are used for draft regulation. But this arrangement is only practical when using DC motors and complicated coupling and connection. These controls are consequently expensive and have poor efficiency when converting three-phase current to direct current. In addition, these arrangements require very experienced staff. Consequently, they can only be used in high production paper machines.
In order to eliminate the various drawbacks of the aforementioned control devices of known construction, according to the invention is used in a paper machine which has several shafts to be operated at a variable speed, for the control of each of these shafts a mechanical speed changing device which is operated at a constant number of revolutions. In this case the range of adjustment of all these devices, which are independent of each other as regards the transmission of force, is such that it is sufficient both for the joint adjustment of the speed of all the shafts, therefore to change the fundamental speed, than to adjust the draft of
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@ the tree in question.
The adjustment mechanism for all these change devices has a form such that the fundamental speed of the various shafts to be actuated can be changed, in known manner, simultaneously by the same quantity, while the speed of each shaft, speed taking the adjustment into account. draft, is individually adjustable. The control of the speed changing devices can be made from a common shaft which is actuated by a source of force rotating at a constant number of revolutions and which can be used at the same time to control the parts of the paper machine which are running. at constant speed.
If desired each shaft of the parts of the paper machine which are to run at a variable speed, can be actuated by a speed change device which is actuated from a constant number of revolutions motor which is individually attached to it and which can be, for example, a synchronous electric motor, the current source possibly being polyphase or single-phase current of constant frequency. In such a case all the belts are omitted and motors of extremely simple construction and perfect efficiency can be used.
The accompanying drawings show, by way of example, embodiments of the invention.
Fig. 1 is an elevation of a portion of a papermaking machine in which each of the speed changing devices connected to a drive shaft of the machine is operated by a motor rotating at an unchanging number of revolutions.
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Fig. 2 is the plan of this part.
Fig. 3 shows, on a larger scale, a detail of this embodiment.
Fig. 4 is an elevation and FIG. 5 the plan of an embodiment which differs from that of FIGS. 1 and 2 only by a somewhat modified construction of the coupling device for varying the transmission ratio.
Fig. 6 shows the plan of a part of a paper machine in which the driving force is transmitted from a source of force common to all the parts to be actuated, passing through a transmission rotating at an invariable number of revolutions, to the devices change of speed connected to the parts to be actuated of the paper machine.
Fig. 7 shows on a larger scale a variant of the coupling device for the adjustment of the fundamental speed and the traction speed of the parts to be actuated.
Fig. 8 is an elevation of another embodiment, and
Fig. 9 shows a detail of this embodiment on a larger scale.
In fig. 2, 8 designates the first and 9 the second wet press of a paper machine. For clarity of the drawing these presses have not been shown in the elevation view. For the control of each of these parts which must operate at a variable speed, there is provided a particular motor lo and a particular speed change device 3. / Each device 3
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is connected to the assistant motor directly by a coupling 11. As motor it is possible to use any source of force which works with an invariable number of revolutions; synchronous, polyphase or single phase motors can be used, for example. The force transmission takes place from the motor shaft 4 of each device 3 to the driven part 8 or 9, of the paper machine, passing through spur wheels 13, 14.
To allow a simultaneous change of the fundamental speed of the parts 8,9 by the same value, a drive shaft 15 has been provided which can be rotated by means of an electric motor 22 remotely controlled. On the drive shaft 15 there is provided for each device 3 a bevel wheel 17 which is fixed to this shaft and which cooperates with a bevel wheel located on the shaft 19. Each shaft 19 is rigidly connected by means of a key 23 a worm 16 longitudinally movable on this shaft (also compare fig. 3, or for reasons of space the shaft 19 is shown not in vertical position but in horizontal position). Each worm 16 cooperates with a worm wheel 2o, which acts directly on the mechanism influencing the transmission ratio of the device 3.
On a threaded extension 28 of each endless screw 16, the threaded sleeve 27 of a handwheel 24 has been screwed, which sleeve by stop rings 25,26 is prevented from executing an axial displacement with respect to shaft 19. By turning the handwheel 24 it is possible, with the shaft 19 stopped, to move
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the worm 16 attached to this shaft to such an extent and thereby rotate the worm wheel to such an extent as necessary to cause the change in the number of revolutions required by the traction adjustment. The speed changing devices 3 are constructed in such a way that their range of adjustment suffices for the joint speed adjustment of the presses 8, 9, as well as for the draft adjustment of these presses.
A worm 41 which cooperates with a worm segment 42 carrying a needle 42 has also been fixed on the drive shaft 15. This segment is arranged so as to rotate on a fixed pivot 422. The needle 421 which oscillates more or less strongly depending on the rotational movement imparted to the shaft 15 cooperates with a graduation 43 on which the set fundamental speed can be read. .
In order to be able to see the adjustment of the draft, a lever 46 (fig. 3) is provided which is rigidly connected to a needle 47 and which turns on a fixed pivot 49. In the event of displacement of the worm 16, the lever 46 rotates, and the deviation of needle 47 from a gradation 48 provides an indication of the importance of the draft adjustment.
Instead of effecting the rotation of the shaft 15 by a motor 22, it is also possible to provide for this purpose only a hand wheel, as in the embodiment shown in figs. 4 and 5, in which this flywheel is designated by the reference numeral 21.
The embodiment shown in these FIGS. 4 and 5 still differ from the shape described only in that the drive shaft 4 of the
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speed changes 3 operates the shafts 7 of the presses 8 and 9 not by a gear, but directly by a resilient coupling 12, and that the control mechanism, comprising a worm 16 and a handwheel 24 and serving to acting on the fundamental speed and on the adjustment of the draft, is arranged directly on the shaft 15, so that the shafts 19 of the embodiment described first can be omitted. Instead of an elastic coupling 12, it is also possible to use a disengageable coupling.
In the embodiment shown in FIG.
6, the various gear changing devices 3 are actuated by means of belt drives 2 by a transmission 1 rotating at an invariable number of revolutions. The drive shaft 4 of each device 3 actuates the shafts 7 of the presses 8,9 by means of bevel wheels 5.6. 21 and 16 denote in this case also parts of the operating mechanism. @
In all the embodiments described, the control of the other parts of the machine, not shown, which must run at variable speed, is effected in a manner analogous to what has been described for the various embodiments.
Another possibility of changing the draft setting is represented by the arrangement of FIG. 7 which comprises a worm 16, held axially by stop rings 29, 3o, relative to a control shaft 16, as well as a conical sleeve 31 with handwheel 311.
This steering wheel is screwed onto a socket 31 rigidly connected
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to the drive shaft 15, so that as the shaft 15 rotates the worm 16 usually rotates as well.
After loosening the conical sleeve 31, however, the worm screw can be turned by means of the hand wheel 32 on the control shaft 15, the worm wheel 20 then being actuated by the amount necessary for the adjustment of the draft. .
In the embodiment shown in FIGS.
8 and 9, instead of worm screws 16 and worm wheels 2o of the embodiments described above, levers 33 are provided which are connected by connecting rods 331 to a control bar 34 Each connecting rod 331 comprises two parts which are connected to each other by a right-hand thread and provided on the left and by a socket 39 / of a handwheel 4o. A worm 36 with handwheel 37 makes it possible, through the intermediary of a worm segment, to simultaneously change the fundamental speed of all the shafts 7 by the same value, while by moving the bushings 39 it is possible to adjust the draft of the various parts.
To prevent the control bar 34 from working on buckling, a counterweight 38 has been established on its right end. 44, 45 denote a device which indicates the fundamental speed. Instead of the handwheel 37, it is also possible to use a remote-controlled electric motor.