Mechanischer Drehmomentverstärker. Es sind mechanische Einrichtungen zur Verstärkung von Drehmomenten bekannt, die darauf beruhen, dass eine Arbeitswelle mit tels einer Steuerwelle in einem von der Dreh geschwindigkeit der Steuerwelle abhängigen Masse an einen Antriebsmotor angekuppelt wird. Diese Ankupplung geschieht beispiels weise durch eine Reibungskupplung, deren Druck und damit Schlupf sich mit der Dreh geschwindigkeit der Steuerwelle ändert.
Derartige bekannte mechanische Dreh momentverstärker haben den Nachteil, dass der Kupplungsgrad zweier Wellen mitein ander veränderbar ausgebildet werden muss, was nur bis zu einem gewissen Grade exakt und reproduzierbar zu erreichen ist.
Ein völlig anderer Weg zur mechanischen Verstärkung des Drehmomentes wird beim Gegenstand der Erfindung eingeschlagen.
Gemäss der Erfindung ist eine Antriebs welle, die mit konstanter Umdrehungszahl angetrieben wird, über einen ortsfesten dreh- baren starren Übertragungskörper mit einer Steuerwelle kraftschlüssig gekuppelt, wo bei durch eine Drehung der Steuer- welle eine Verlagerung der Drehachse des Übertragungskörpers bewirkt werden kann, und ferner ist mit dem Übertragungskörper ein um die Achse einer Arbeitswelle ver- schwenkbarer weiterer Körper kraftschlüs sig gekuppelt, wobei die Stelle,
an der die Kraftübertragung zwischen dem zuletztge- nannten Körper und dem Übertragungskörper erfolgt, exzentrisch zur Arbeitswelle liegt.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsformen der Einrichtung nach der Erfin dung beispielsweise dargestellt.
In Fig. 1 bedeutet 1 eine Reibkugel, die zwischen zwei einander gegenüberliegenden Rollen 2 und 2' drehbar gelagert ist. Die Rolle 2 wird durch einen Motor mit konstan ter Tourenzahl angetrieben. In der die beiden Achsen der Rollen 2 und 2' enthaltenden Ebene ist ein zweites Rollenpaar 3 und 4 an- geordnet, deren Achsen um einen gewissen Winkel, zum Beispiel um 45 gegenüber die ser Ebene geneigt sind. Die beiden schrägen Rollen 3 und 4 werden von einer gemein samen Welle 5 getragen, deren Drehachse senkrecht zu der Ebene steht, in welcher die Rollen 2, 2', 3 und 4 die Kugel berühren, und durch den Kugelmittelpunkt hindurchgeht.
In der Verlängerung dieser Welle wird die Kugel in der senkrecht zur Achse der Rolle 2 stehenden Symmetrieebene der Kugel durch eine weitere Rolle 6 berührt, deren Drehachse in dem Bügel 7' gelagert ist, der von der Steuerwelle "7 getragen wird. Die Rolle 6 er zwingt eine Drehbewegung der Kugel 1 uni eine Achse, welche parallel zu der Achse der Rolle 6 verläuft. Steht also die Rolle 6 in einer derartig schrägen Lage, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, so werden die schräg stehenden Rollen 3 und 4 von der Kugel um ihre schräg stehenden Achsen mitgedreht.
Da in den Berührungspunkten der beiden Rollen die Oberflächenteile der Kugel sich aber stets senkrecht zu der Ebene bewegen, welche sich durch die vier Berührungspunkte legen lässt, und anderseits die Rollen 3 und 4 schräg zu dieser Ebene laufen, so erfolgt eine Verdrehung der Welle 5 durch die Kompo nenten der zwischen der Kugel und den Rol len 3 und 4 wirkenden Kraft, welche von der Drehrichtung der Rollen 3 und 4 in die Ebene der Berührungspunkte fällt. Die Ver drehung der Welle 5 erfolgt jeweils so länge, bis die Rollen 3 und 4 die Kugel in ihrer Drehachse berühren. Diese Drehachse liegt, wie bereits erwähnt, parallel zur Drehachse der Rolle 6.
Die auf diese Weise erreichte Stellung der Rollen 3 und 4 ist. in der Fig. 1a durch die gestrichelten Rollen 3' und 4' ange deutet.
Da die Rolle 6 nicht. exzentrisch zur Dreh achse "r gelagert ist, ist das für die Einstel lung der Rolle 6 erforderliche Drehmoment sehr gering, während die Leistung, die von der Welle 5, gegenüber welcher die Rollere 3 und 4 exzentrisch liegen, abgeleitet werden kann, erheblich grösser ist. Es kann also an die Drehachse 7 irgendein Instrument ange- schlossen werden und seine Zeigerstellung durch die Welle 5 an irgendein Getriebe wei- teegeleitet werden. Es könnte auch nur eine der Rollen 3, 4 vorhanden sein.
Bei dem in den Fig. 1 und 1a dargestell ten Ausführungsbeispiel ist nur ein Einstell bereich der Steuerwelle 7 von weniger als <B>180</B> vorhanden. Eine andere Ausführungs form der Einrichtung nach der Erfindung,, die es gestattet, beliebig grosse Winkel, ins besondere ganze L: mdrehungen der Steuer- -elle auszuführen, ist in der Fig. 2 darge stellt.
In Fig. 2 bedeutet 8 wiederum eine Kugel, die in vier Rollen leicht drehbar ge lagert ist, von denen jedoch nur drei Rollen, 9, 10 und 11, in der Zeichnung dargestellt sind. Die vierte Rolle ist diametral gegenüber der Rolle 10 angeordnet. Senkrecht zu der aus den vier Berührungspunkten der Kugel mit den Rollen gebildeten Ebene wird die Kugel wiederum von einer Steuerrolle 13 be rührt, die von einer Steuerwelle 14 getragen wird und die Drehrichtung der Kugel be stimmt.
Auf der andern Seite der Kugel ist in der Verlängerung der Welle 14 ein Lager 16 angeordnet, in dem ein mit Rolle versehe- ner Körper 1.5, 17 verschivenkbar ist. Die Rolle 17 berührt die Kugel 8 in einem Punkte, der möglichst weit von der Dreh achse des Körpers 15, 17 entfernt ist. Die Achse der Rolle 17 liegt. parallel zu der durch die Berührungspunkte der Rollen 9, 10, 11. bestimmten Ebene. Die Rolle 17 wird durch einen Motor 18 vermittels eines Kegelräder paares 20 mit gleichmässiger Geschwindigkeit angetrieben.
Die Rolle 17 treibt infolgedessen die Kugel 8 an und dreht sie immer um eine Achse, die parallel zu der Achse der Rolle 13 liegt. Wird der Kugel 8 durch Verstellung der Rolle 13 mittels der Welle 14 eine andere Drehrichtung aufgezwungen, so stellt sieb die Rolle 1 7 parallel zur Rolle 13 und dreht dabei die Welle 19 in dem Lager 16. Dabei erfolgt die Dreheng der Welle 19 mit einer erheblich grösseren Leistung als die Drehung der Steuerwelle 14. An der Arbeitswelle 19 kann also eine Leistung mit. einem gegenüber dem Steuerwellenmoment verstärkten Dreh moment abgenommen werden.
Mechanical torque amplifier. There are known mechanical devices for amplifying torques, which are based on the fact that a working shaft with means of a control shaft in a mass dependent on the rotational speed of the control shaft is coupled to a drive motor. This coupling is done, for example, by a friction clutch whose pressure and thus slip changes with the rotational speed of the control shaft.
Known mechanical torque amplifiers of this type have the disadvantage that the degree of coupling between two shafts must be designed to be mutually variable, which can only be achieved precisely and reproducibly to a certain extent.
A completely different way of mechanically amplifying the torque is taken in the subject matter of the invention.
According to the invention, a drive shaft that is driven at a constant number of revolutions is non-positively coupled to a control shaft via a stationary, rotatable rigid transmission body, where a shift of the axis of rotation of the transmission body can be effected by rotating the control shaft, and furthermore a further body pivotable about the axis of a working shaft is non-positively coupled to the transmission body, the point
at which the power transmission between the last-named body and the transmission body takes place, is eccentric to the working shaft.
In the drawing, some embodiments of the device according to the invention are shown for example.
In Fig. 1, 1 denotes a friction ball which is rotatably mounted between two opposing rollers 2 and 2 '. The roller 2 is driven by a motor with constant number of revolutions. In the plane containing the two axes of the rolls 2 and 2 ', a second pair of rolls 3 and 4 is arranged, the axes of which are inclined at a certain angle, for example by 45, with respect to this plane. The two inclined rollers 3 and 4 are carried by a common shaft 5, the axis of rotation of which is perpendicular to the plane in which the rollers 2, 2 ', 3 and 4 touch the ball and passes through the center of the ball.
In the extension of this shaft, the ball is touched in the plane of symmetry of the ball, which is perpendicular to the axis of the roller 2, by a further roller 6, the axis of rotation of which is mounted in the bracket 7 'carried by the control shaft 7. The roller 6 er forces a rotational movement of the ball 1 and an axis which runs parallel to the axis of the roller 6. If the roller 6 is in such an inclined position as shown in FIG. 1, the inclined rollers 3 and 4 become rotated by the ball about its inclined axes.
Since the surface parts of the ball at the contact points of the two rollers always move perpendicular to the plane that can be laid through the four contact points, and on the other hand the rollers 3 and 4 run at an angle to this plane, the shaft 5 is rotated the components of the force acting between the ball and the Rol len 3 and 4, which falls from the direction of rotation of the rollers 3 and 4 in the plane of the contact points. The Ver rotation of the shaft 5 takes place so length until the rollers 3 and 4 touch the ball in its axis of rotation. As already mentioned, this axis of rotation lies parallel to the axis of rotation of the roller 6.
The position of rollers 3 and 4 reached in this way is. in Fig. 1a by the dashed rollers 3 'and 4' is indicated.
Since the role 6 is not. eccentric to the axis of rotation "r, the torque required for setting the roller 6 is very low, while the power that can be derived from the shaft 5, with respect to which the rollers 3 and 4 are eccentric, is considerably greater Any instrument can therefore be connected to the axis of rotation 7 and its pointer position can be passed on to any gear through the shaft 5. Only one of the rollers 3, 4 could also be present.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 1a, only an adjustment range of the control shaft 7 of less than 180 is available. Another embodiment of the device according to the invention, which allows any large angle, in particular whole L: m rotations of the control cell to be carried out, is shown in FIG.
In Fig. 2, 8 in turn means a ball which is easily rotatably mounted in four rollers GE, but of which only three rollers, 9, 10 and 11, are shown in the drawing. The fourth roller is arranged diametrically opposite the roller 10. At right angles to the plane formed from the four points of contact of the ball with the rollers, the ball is in turn touched by a control roller 13, which is carried by a control shaft 14 and the direction of rotation of the ball is true.
On the other side of the ball, in the extension of the shaft 14, a bearing 16 is arranged, in which a body 1.5, 17 provided with a roller can be pivoted. The roller 17 touches the ball 8 at a point that is as far as possible from the axis of rotation of the body 15, 17 away. The axis of the roller 17 lies. parallel to the plane determined by the contact points of the rollers 9, 10, 11th. The roller 17 is driven by a motor 18 by means of a pair of bevel gears 20 at a constant speed.
The roller 17 consequently drives the ball 8 and always rotates it about an axis which is parallel to the axis of the roller 13. If the ball 8 is forced into a different direction of rotation by adjusting the roller 13 by means of the shaft 14, the screen sets the roller 17 parallel to the roller 13 and thereby rotates the shaft 19 in the bearing 16 greater power than the rotation of the control shaft 14. On the working shaft 19, a power with. a torque increased compared to the control shaft torque.