DE102009060745A1

DE102009060745A1 - Drehkraftverstärkungsmaschine

Info

Publication number: DE102009060745A1
Application number: DE102009060745A
Authority: DE
Inventors: Ming-Chin Chiu
Original assignee: CENTURY POWER CO Ltd
Current assignee: CENTURY POWER CO Ltd
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-08-04
Also published as: GB0922595D0; US20100162836A1; JP5032599B2; GB2466710B; TWI377136B; TW201024125A; GB2466710A; FR2940674A1; FR2940674B1; JP2010156341A

Abstract

Eine Drehkraftverstärkungsvorrichtung enthält wenigstens zwei Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6''), die durch eine Antriebsvorrichtung (3) angetrieben werden, um auf einer Basis (2) zu drehen. Jede der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') kann in einem alternierenden Wechselmodus derart gesteuert werden, dass, wenn sie eine erste Winkelstellung erreicht, sie von der Antriebsvorrichtung (3) gelöst wird und mit einer Rotationsvorrichtung (4) verriegelt wird, um so durch die Schwerkraft nach unten zu drehen, wenn sie zu einer Wechselstellung nach unten dreht, die andere der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') durch die Antriebsvorrichtung (3) zur ersten Winkelstellung gedreht wird, und wenn sie zu einer zweiten Winkelstellung dreht, die unterhalb der ersten Winkelstellung liegt, sie von der Rotationsvorrichtung (4) gelöst wird und mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt wird. Eine Drehung der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') nach unten resultiert in einer Umsetzung der potentiellen Gravitationsenergie der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') in kinetische Rotationsenergie.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Kraftverstärkungsmaschine und insbesondere eine Drehkraftverstärkungsmaschine, die eine potentielle Schwerkraftenergie in kinetische Rotationsenergie umsetzen kann.
Die Ausgabe eines hohen Drehmoments wird von einem Motor in einem Automobil gefordert, um eine Beschleunigung des Automobils zu erleichtern, oder von einem Kraftwerk, um die Krafterzeugungsleistung des Kraftwerks zu fördern. Obwohl Windenergie in kinetische Rotationsenergie umgesetzt werden kann, um einen hohen Drehmomentausgang vorzusehen, ist die Windgegebenheit unbeständig. Deshalb ist es wünschenswert, ein kontinuierlich und regelmäßig hohes Drehmoment von einer Drehvorrichtung auszugeben.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Drehkraftverstärkungsmaschine vorzusehen, die einen kontinuierlich und regelmäßig hohen Drehmomentausgang vorsehen kann.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist eine Kraftverstärkungsmaschine vorgesehen, mit einer Basis; einer auf der Basis angeordneten Antriebsvorrichtung; einer drehbar auf der Basis angeordneten Rotationsvorrichtung; einer ersten, einer zweiten und einer dritten Kraftverstärkungsvorrichtung, die drehbar auf der Basis angeordnet und an der Antriebsvorrichtung und der Rotationsvorrichtung derart lösbar verriegelt sind, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung durch die Antriebsvorrichtung angetrieben wird, um sich relativ zur Basis zu drehen, wenn sie mit der Antriebsvorrichtung verriegelt ist; und einer Steuervorrichtung zum Steuern des Betriebs der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung in einem alternierenden Wechselmodus derart, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung zu jedem Zeitpunkt während des alternierenden Wechselmodus mit einer der Antriebsvorrichtung und der Rotationsvorrichtung verriegelt ist und von der anderen der Antriebsvorrichtung und der Rotationsvorrichtung gelöst ist; zu jedem Zeitpunkt während des alternierenden Wechselmodus wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung mit der Antriebsvorrichtung verriegelt ist und wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung mit der Rotationsvorrichtung verriegelt ist; die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung alternierend von der Antriebsvorrichtung in einer ersten Winkelstellung zu unterschiedlichen Zeiten gelöst werden, sodass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung durch die Schwerkraft von der ersten Winkelstellung zu einer unterhalb der ersten Winkelstellung angeordneten zweiten Winkelstellung nach unten drehen kann, wenn sie mit der Rotationsvorrichtung verriegelt ist; die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung alternierend mit der Antriebsvorrichtung an der zweiten Winkelstellung zu unterschiedlichen Zeiten verriegelt werden; wenn eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung die zweite Winkelstellung erreicht, eine der verbleibenden zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung zu einer Gleichgewichtsstellung gedreht wird, die der zweiten Winkelstellung diametral gegenüber liegt, um so einen Gleichgewichtszustand zwischen ihnen zu erhalten; und, unmittelbar bevor eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung, die mit der Rotationsvorrichtung verriegelt ist, zur zweiten Winkelstellung gedreht wird, eine der verbleibenden zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung zur ersten Winkelstellung gedreht wird.
Da zu jedem Zeitpunkt während des alternierenden Wechselmodus wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung gemeinsam mit der Rotationsvorrichtung gedreht wird, kann ein kontinuierlicher und regelmäßiger Drehmomentausgang vorgesehen werden.
Ferner kann, wenn jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung sich durch die Schwerkraft von der ersten Winkelstellung nach unten dreht, die potentielle Schwerkraftenergie davon in kinetische Rotationsenergie umgesetzt werden, was in einem hohen Drehmomentausgang von der Rotationsvorrichtung resultiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Kraftverstärkungsmaschine vorgesehen, mit den Schritten:

(A) in einem alternierenden Wechselmodus Drehen einer ersten Kraftverstärkungsvorrichtung zu einer ersten Winkelstellung mittels einer Antriebsvorrichtung, sodass die erste Kraftverstärkungsvorrichtung mit der Antriebsvorrichtung verriegelt und von einer Drehvorrichtung gelöst wird, gleichzeitig Drehenlassen einer zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung durch die Schwerkraft nach unten zu einer Wechselstellung, sodass die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung von der Antriebsvorrichtung gelöst und mit der Rotationsvorrichtung verriegelt wird, und gleichzeitig Drehen einer dritten Kraftverstärkungsvorrichtung gemeinsam mit der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung, sodass die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung mit der Antriebsvorrichtung verriegelt und von der Rotationsvorrichtung gelöst wird;
(B) Lösen der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung von der Antriebsvorrichtung und Verriegeln der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung mit der Rotationsvorrichtung, um so die erste Kraftverstärkungsvorrichtung durch die Schwerkraft von der ersten Winkelstellung nach unten drehen zu lassen;
(C) Einstellen der Geschwindigkeit eines Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung derart, dass, wenn die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung eine zweite Winkelstellung erreicht, die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung zu einer Gleichgewichtsstellung gedreht wird, um sie mit der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung auszurichten, um so die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung in einem Gleichgewichtszustand zu halten;
(D) Verriegeln der zweiten Verstärkungsvorrichtung mit der Antriebsvorrichtung und Lösen der zweiten Verstärkungsvorrichtung von der Rotationsvorrichtung; und
(E) Drehen jeder der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtungen eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen mittels der Antriebsvorrichtung derart, dass, unmittelbar bevor die erste Kraftverstärkungsvorrichtung die Wechselstellung erreicht, die Geschwindigkeit des Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung so eingestellt wird, dass die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung zur ersten Winkelstellung drehen kann, wenn die erste Kraftverstärkungsvorrichtung die Wechselstellung erreicht.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden in der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Darin zeigen:
1 eine montierte Perspektivansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Drehkraftverstärkungsmaschine gemäß dieser Erfindung;
2 eine weitere montierte Perspektivansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels aus einem anderen Blickwinkel;
3 eine unvollständige, perspektivische Explosionsdarstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, wobei eine Basis aus Gründen der Kürze entfernt ist;
4 eine unvollständige, perspektivische Explosionsdarstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die eine Rotationsvorrichtung, eine erste Kraftverstärkungsvorrichtung, eine Steuereinheit und eine Drehscheibe zeigt;
5 eine unvollständige, perspektivische Explosionsdarstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die ein erstes Übertragungselement, eine zweite Kraftverstärkungsvorrichtung, ein zweites Übertragungselement, eine dritte Kraftverstärkungsvorrichtung, eine Drehachse, ein Hauptantriebsrad, ein Hauptabtriebsrad und einen Antriebsmotor zeigt;
6 eine Schnittansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
7 eine unvollständige Schnittansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die drei Erfassungselemente und eine Steuereinheit zeigt;
8 eine unvollständige Perspektivansicht einer Steuervorrichtung des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
9 eine Perspektivansicht des zweiten Übertragungselements;
10 eine Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche die Verbindungsbeziehungen zwischen der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung und dem ersten Übertragungselement und zwischen der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung und der Rotationsvorrichtung zeigt und die zeigt, wie sich ein Schubelement der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung in einer Ausrückstellung befindet, wobei ein Bremsring koaxial zu ersten Bremsschuhen und von diesen beabstandet ist;
11 eine unvollständige Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche die Verbindungsbeziehung zwischen einer ersten Zahnradeinheit und dem Schubelement zeigt;
12 eine unvollständige Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die zeigt, wie sich das Schubelement der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung an einer ersten Eingriffsstellung befindet, wobei der Bremsring nicht axial zu den ersten Bremsschuhen steht und gegen untere Abschnitte der ersten Bremsschuhe drückt;
13 eine unvollständige Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die zeigt, wie sich das Schubelement der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung an einer zweiten Eingriffsstellung befindet, wobei der Bremsring nicht axial zu den ersten Bremsschuhen steht und gegen obere Abschnitte der ersten Bremsschuhe drückt;
14 eine unvollständige Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die zeigt, wie zwei Bremsplatten von einer eine erste Ringnut definierenden Wand beabstandet sind;
15 eine schematische Schnittansicht der Verbindungsbeziehung zwischen einer der Bremsplatten und einem Körper und einer Gleitplatte eines Gleitsitzes;
16 eine Ansicht ähnlich 15, die aber zeigt, wie die zwei Bremsplatten auseinander bewegt werden, um gegen die die erste Ringnut definierende Wand zu drücken;
17 eine unvollständige Rückansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche die Verbindungsbeziehungen zwischen der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung und dem ersten Übertragungselement sowie zwischen der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung und der Rotationsvorrichtung zeigt;
18 eine unvollständige Rückansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche die Verbindungsbeziehungen zwischen der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung und dem zweiten Übertragungselement sowie zwischen der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung und der Rotationsvorrichtung zeigt;
19 eine Ansicht ähnlich 12, die aber zeigt, wie sich ein Schubelement der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung in einer ersten Eingriffsstellung befindet, wobei ein Bremsring der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung durch ein Schubelement der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung bewegt wird, um gegen einen unteren dritten Bremsschuh zu drücken;
20 eine Ansicht ähnlich 13, die aber zeigt, wie sich das Schubelement der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung in einer zweiten Eingriffsstellung befindet, wobei der Bremsring der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung durch das Schubelement der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung bewegt wird, um gegen einen oberen dritten Bremsschuh zu drücken;
21 eine unvollständige Perspektivansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche die Verbindungsbeziehung zwischen einem festen Ring, der Drehachse und der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung zeigt;
22 eine unvollständige Perspektivansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, weiche die Verbindungsbeziehung zwischen einer Drehscheibe, der Drehachse und der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung zeigt;
23 eine unvollständige Perspektivansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, welche die Verbindungsbeziehung zwischen der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung, dem ersten Übertragungselement und der Rotationsvorrichtung zeigt;
24 eine schematische Vorderansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels, die zeigt, wie die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung in einem Gleichgewichtszustand gehalten werden, wenn die Antriebsvorrichtung nicht in Betrieb ist;
25 ein Steuerablaufdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
26A ein detailliertes Ablaufdiagramm eines Einschaltmodus des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
26B und 26C detaillierte Ablaufdiagramme eines Vorlast-Rotationsmodus des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
26D und 26E detaillierte Ablaufdiagramme eines alternierenden Wechselmodus des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
27 eine schematische Darstellung, die innere und äußere Kupplungen der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung zeigt, die sich jeweils in einem Verriegelungszustand befinden;
28 eine schematische Ansicht, die innere und äußere Kupplungen der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung zeigt, die sich jeweils in einem Verriegelungszustand befinden;
29 eine schematische Ansicht, die innere und äußere Kupplungen der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung zeigt, die sich jeweils in einem Verriegelungszustand befinden;
30 eine schematische Ansicht, die die Kraftverstärkungsmaschine im Vorlast-Rotationsmodus, die erste Kraftverstärkungsvorrichtung in einer ersten Winkelstellung und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung in einer Wechselstellung zeigt;
31 eine schematische Ansicht, die die Kraftverstärkungsmaschine im Vorlast-Rotationsmodus, die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung in einer zweiten Winkelstellung und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung in einer Gleichgewichtsstellung zeigt;
32 eine schematische Ansicht, die die Kraftverstärkungsmaschine im alternierenden Wechselmodus, die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung in der ersten Winkelstellung und die erste Kraftverstärkungsvorrichtung in der Wechselstellung zeigt;
33 eine schematische Ansicht, die die Kraftverstärkungsmaschine im alternierenden Wechselmodus, die erste Kraftverstärkungsvorrichtung in der zweiten Winkelstellung und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung in der Gleichgewichtsstellung zeigt;
34 eine schematische Ansicht, die die Kraftverstärkungsmaschine im alternierenden Wechselmodus, die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung in der ersten Winkelstellung und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung in der Wechselstellung zeigt;
35 ein detailliertes Ablaufdiagramm eines Abschaltmodus des bevorzugten Ausführungsbeispiels;
36 eine schematische Ansicht, die die Kraftverstärkungsmaschine im Abschaltmodus, die erste Kraftverstärkungsvorrichtung in der ersten Winkelstellung und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung in der Wechselstellung zeigt; und
37 eine schematische Ansicht, die die Stellungen der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung zeigt, wenn der Antriebsmotor während des Abschaltmodus angehalten wird.
Bezug nehmend auf 1, 2 und 3 wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel einer Drehkraftverstärkungsmaschine 200 gemäß dieser Erfindung benutzt, um eine Kraft für eine Energieerzeugungsvorrichtung (nicht dargestellt) vorzusehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Energieerzeugungsvorrichtung beispielhaft als Generator veranschaulicht. Die Drehkraftverstärkungsmaschine 200 enthält eine Basis 2, eine Antriebsvorrichtung 3, eine Rotationsvorrichtung 4, mehrere Kraftverstärkungsvorrichtungen, eine Drehscheibe 7 und eine Steuervorrichtung 8. In diesem Ausführungsbeispiel enthalten die Kraftverstärkungsvorrichtungen eine erste Kraftverstärkungsvorrichtung 6, eine zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6' und eine dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6''.
Bezug nehmend auf 3, 4, 5, 6 und 9 ist die Antriebsvorrichtung 3 vor der Rotationsvorrichtung 4 angeordnet. Die Basis 2 ist auf einer Tragfläche (nicht dargestellt), wie beispielsweise der Bodenfläche angeordnet und enthält ein Paar eines vorderen und eines hinteren Tragrahmens 21, die jeweils mit einem Loch 211 an ihrem oberen Ende ausgebildet sind, und eine Drehachse 22. Die Drehachse 22 erstreckt sich durch die Durchgangslöcher 211 in dem vorderen und dem hinteren Tragrahmen 21 entlang einer Vorne/Hinten-Richtung.
Die Antriebsvorrichtung 3 enthält einen Antriebsmotor 31, der am oberen Ende des vorderen Tragrahmens 21 angeordnet ist, ein Hauptantriebsrad 33, das fest über eine Ausgangswelle des Antriebsmotors 31 geschoben ist, ein Hauptabtriebsrad 34, das drehbar über die Drehachse 22 geschoben ist und mit dem Hauptantriebsrad 33 in Eingriff steht, ein erstes Übertragungselement 35 und ein zweites Übertragungselement 36. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Antriebsmotor 31 ein 1,5 PS – Servomotor. Das erste Übertragungselement 35 enthält eine Buchse 351, die drehbar über die Drehachse 22 geschoben ist, zwei Flügel 352, die jeweils von zwei gegenüber liegenden Seiten der Buchse 351 entlang einer ersten Richtung vorstehen, zwei erste Bremsschuhe 353, die jeweils an hinteren Enden der Flügel 352 und diametral zueinander fest angeordnet sind, und zwei zweite Bremsschuhe 354, die jeweils an vorderen Enden der Flügel 352 und diametral zueinander fest angeordnet sind. Das zweite Übertragungselement 36 ist in der Konstruktion ähnlich dem ersten Übertragungselement 35 und enthält eine Buchse 361, die drehbar über die Drehachse 22 geschoben ist, zwei Flügel 362, die jeweils von zwei gegenüber liegenden Seiten der Buchse 361 entlang einer zweiten Richtung senkrecht zu der ersten Richtung (A) vorstehen, zwei dritte Bremsschuhe 363, die jeweils an vorderen Enden der Flügel 362 und diametral zueinander fest angeordnet sind, einen ersten Rohrkörper 364, der an einem vorderen Ende der Buchse 361 ausgebildet ist, und einen zweiten Rohrkörper 365, der an einem hinteren Ende der Buchse 361 ausgebildet ist. Der erste und der zweite Rohrkörper 364, 365 sind integral mit der Buchse 361 ausgebildet. Mehrere Lager 32 sind zwischen der Drehachse 22 und einer Anordnung der Buchse 361 und des ersten und des zweiten Rohrkörpers 364, 365 angeordnet.
Der erste Rohrkörper 364 des zweiten Übertragungselements 36 ist fest und koaxial mit einer hinteren Seite des Hauptabtriebsrades 34 verbunden. Die Buchse 351 des ersten Übertragungselements 35 ist fest und koaxial mit dem zweiten Rohrkörper 365 des zweiten Übertragungselements 36 verbunden. Wenn der Antriebsmotor 31 betrieben wird, dreht das Hauptantriebsrad 33 das Hauptabtriebsrad 34 und damit das erste und das zweite Übertragungselement 35, 36. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Buchse 351 und die Flügel 352 des ersten Übertragungselements 35 aus Edelstahl oder einem anderem Material mit einer geringen magnetischen Leitfähigkeit gemacht. Die Buchse 361, die Flügel 362 und der erste und der zweite Rohrkörper 364, 365 des zweiten Übertragungselements 36 sind aus Metall gemacht.
Die Rotationsvorrichtung 4 wird benutzt, um dem Generator die Kraft bereitzustellen, und enthält ein Drehrad 41, das drehbar über die Drehachse 22 geschoben ist, und ein Außenrad 42, das zur Verbindung mit dem Generator angeordnet ist. Das Drehrad 41 hat einen Radkörper 411, der in der Nähe des hinteren Tragrahmens 21 angeordnet ist, und eine Umfangswand 412, die sich von einem Außenumfang des Radkörpers 41 nach vorne erstreckt. Mehrere Lager 43 sind zwischen dem Radkörper 411 und der Drehachse 22 angeordnet. Die Umfangswand 412 hat eine Innenseite, die mit ersten, zweiten und dritten Ringnuten 413, 414, 415 ausgebildet ist, die zueinander beabstandet sind.
Die zweite Ringnut 414 ist vor der ersten Ringnut 413 und hinter der dritten Ringnut 415 angeordnet.
Die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6' ist entlang einer Axialrichtung der Drehachse 22 (d. h. der Vorne/Hinten-Richtung) zwischen der ersten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6'' angeordnet und von diesen beabstandet.
Bezug nehmend auf 4, 6, 10, 12 und 13 ist die erste Kraftverstärkungsvorrichtung 6 zwischen dem ersten Übertragungselement 35 der Antriebsvorrichtung 3 und dem Radkörper 411 des Drehrades 41 der Rotationsvorrichtung 4 angeordnet. Die erste Kraftverstärkungsvorrichtung 6 enthält einen drehbaren Körper 61, der drehbar über die Drehachse 22 geschoben ist, eine innere Kupplung 62 und eine äußere Kupplung 63. Mehrere Lager 601 (siehe 6) sind zwischen dem drehbaren Körper 61 und der Drehachse 22 angeordnet. Der drehbare Körper 61 enthält einen Plattenkörper 611, einen Gegengewichtsabschnitt 612, der an einem äußeren Ende des Plattenkörpers 611 angeordnet ist, und zwei Gleiträder 613, die jeweils an zwei abgewandten Seiten des Gegengewichtsabschnitts 612 angeordnet sind. Die Gleiträder 613 sind bewegbar in der ersten Ringnut 413 in dem Drehrad 41 angeordnet. Die innere Kupplung 62 ist ausgestaltet, um mit dem ersten Übertragungselement 35 der Antriebsvorrichtung 3 verriegelt oder von diesem gelöst zu werden, und enthält einen um das erste Übertragungselement 35 angeordneten Bremsring 621 und mehrere Gleitblöcke 622, die von einer Außenumfangsfläche des Bremsringes 621 vorstehen. Die Gleitblöcke 622 sind durch mehrere U-förmige Positionierelemente 623 bewegbar an dem Plattenkörper 611 gehalten.
Weiter Bezug nehmend auf 11 enthält die innere Kupplung 62 einen Befestigungsrahmen 624, der fest an dem Plattenkörper 611 angeordnet ist, ein Schubelement 625, eine erste Zahnradeinheit 626 und einen ersten Motor 627. Der Befestigungsrahmen 624 ist mit einem Gewindeloch 628 ausgebildet. Das Schubelement 625 hat einen Außengewindeabschnitt 629, der mit dem Gewindeloch 628 im Befestigungsrahmen 624 in Eingriff steht, und ein fest in einer Haltenut 630 im Bremsring 621 angeordnetes Ende. Die erste Zahnradeinheit 626 ist zwischen dem Schubelement 625 und dem ersten Motor 627 verbunden. Die erste Zahnradeinheit 626 enthält ein Antriebsrad 617, das fest über eine Ausgangswelle des ersten Motors 627 geschoben ist, ein zweistufiges erstes Abtriebsrad, das drehbar an dem Befestigungsrahmen 624 angeordnet ist und aus einem Paar eines oberen und eines unteren Zahnradabschnitts 618 mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, sowie ein zweites Abtriebsrad 619, das fest über das Schubelement 625 geschoben ist. Das Antriebsrad 617 greift mit dem oberen Zahnradabschnitt 618 des ersten Abtriebsrades ineinander. Das zweite Abtriebsrad 619 greift mit dem unteren Zahnradabschnitt 618 des ersten Abtriebsrades ineinander. Der erste Motor 627 ist ein pneumatischer Motor zum Drehen des Antriebsrades 617 in zwei Richtungen. Wenn der erste Motor 627 betrieben wird, um die erste Zahnradeinheit 626 zu aktivieren, bewegt sich das Schubelement 625, da der Außengewindeabschnitt 629 des Schubelements 625 mit dem Gewindeloch 628 im Befestigungsrahmen 624 in Eingriff steht, relativ zum Befestigungsrahmen 624 entlang einer Längsrichtung davon zwischen einer in 10 dargestellten Ausrückstellung und einem Paar einer ersten und einer zweiten Eingriffsstellung, die in 12 bzw. 13 gezeigt sind. Wenn sich das Schubelement 625 in der ersten oder der zweiten Eingriffsstellung befindet, ist der Bremsring 621 nicht koaxial zur Buchse 351, um so gegen die ersten Bremsschuhe 353 zu drücken. Wenn sich das Schubelement 625 in der Ausrückstellung befindet, ist der Bremsring 621 koaxial und beabstandet zur Buchse 351 und zu den ersten Bremsschuhen 353. Auf diese Weise ist die innere Kupplung 62 zwischen einem in 12 und 13 dargestellten Verriegelungszustand und einem in 10 dargestellten Lösezustand umsetzbar.
Bezug nehmend auf 4, 10 und 14 ist die äußere Kupplung 63 ausgestaltet, um mit dem Drehrad 41 der Rotationsvorrichtung 4 verriegelt oder von diesem gelöst zu werden. Die äußere Kupplung 63 enthält eine Antriebsstange 631, die an dem Plattenkörper 611 gelagert ist, zwei erste Antriebsräder 632, die jeweils fest über zwei abgewandte Endabschnitte der Antriebsstange 631 geschoben sind, zwei Montagesitze 633, die jeweils fest an zwei abgewandten Seiten des Plattenkörpers 611 angeordnet sind, zwei Abtriebsstangen 634, die sich jeweils drehbar durch die Montagesitze 633 erstrecken, und zwei zweite Antriebsräder 635, die jeweils fest über die Abtriebsstangen 634 geschoben sind. Jeder der Montagesitze 633 enthält einen ersten Sitzkörper 636, der fest an dem Plattenkörper 611 angeordnet ist, und einen zweiten Sitzkörper 637, der fest an dem ersten Sitzkörper 636 angeordnet und mit einem Gewindeloch 638, welches die entsprechende Abtriebsstange 634 hindurch erstrecken lässt, ausgebildet ist. Jede der Abtriebsstangen 634 hat ein Ende an dem Plattenkörper 611 gelagert und das andere Ende mit einem Außengewindeabschnitt 639 in Eingriff mit dem Gewindeloch 638 im entsprechenden Montagesitz 633. Jedes der zweiten Antriebsräder 635 greift mit einem jeweiligen der ersten Antriebsräder 632 ineinander, sodass eine Drehung der Antriebsstange 631 auf die Abtriebsstangen 634 übertragen werden kann, um dadurch die Abtriebsstangen 634 relativ zu den zweiten Sitzkörpern 637 der Montagesitze 633 zu drehen und zu bewegen.
Die äußere Kupplung 63 enthält ferner zwei Bremselemente 640, die jeweils an den ersten Sitzkörpern 636 der Montagesitze 633 angeordnet sind. Jedes der Bremselemente 640 enthält einen Gleitsitz 641, der bewegbar mit dem entsprechenden ersten Sitzkörper 636 verbunden ist, eine an dem Gleitsitz 641 angeordnete Bremsplatte 642 und eine Feder 643. Weiter Bezug nehmend auf 15 enthält jeder der Gleitsitze 641 einen Körper 644, der fest mit der entsprechenden Abtriebsstange 634 verbunden (d. h. bewegbar an dem entsprechenden ersten Sitzkörper 636 angeordnet) und mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut 644' ausgebildet ist, und eine Gleitplatte 645, die an der entsprechenden Bremsplatte 642 befestigt ist und eine Schwalbenschwanzzunge 645' hat, die verschiebbar in der schwalbenschwanzförmigen Nut 644' angeordnet ist. Die Bremsplatten 642 sind bewegbar, um gegen eine die erste Ringnut 413 definierende Wand zu drücken. Jede der schwalbenschwanzförmigen Nuten 644' ist durch eine untere Wand 644'' (siehe 15) definiert, die von der die erste Ringnut 413 definierenden Wand in einem sich im Gegenuhrzeigersinn allmählich verringernden Abstand beabstandet ist. Jede der Gleitplatten 645 ist konisch und hat ein dickeres erstes Ende 646 und ein dünneres zweites Ende 647 gegenüber dem ersten Ende 646. Jede der Federn 643 ist eine Schraubenfeder und ist zwischen der Gleitplatte 645 und dem Körper 644 des entsprechenden Gleitsitzes 641 verbunden. Speziell Bezug nehmend auf 14 hat in diesem Ausführungsbeispiel jede der Gleitplatten 645 ferner einen konischen Bremsenbefestigungsabschnitt 645'', der integral mit der schwalbenschwanzförmigen Zunge 645'' verbunden ist, außerhalb des Körpers 644 angeordnet ist und eine sich von dem dickeren ersten Ende 646 im Gegenuhrzeigersinn zum dünneren zweiten Ende 647 allmählich verringernde Dicke besitzt. Das heißt, die Dicke jeder der Gleitplatten 645 ist nicht gleichmäßig. Der Dickenunterschied des ersten und des zweiten Endes 646, 647 jeder der Gleitplatten 645 ist kleiner als 2 mm. Auf diese Weise spannt jede der Federn 643 die entsprechende Gleitplatte 645 vor, um sich relativ zum entsprechenden Körper 644 im Gegenuhrzeigersinn zu bewegen, sodass die linke Feder 643 als eine Zugfeder dient und die rechte Feder 643 als eine Druckfeder dient.
Die äußere Kupplung 63 enthält ferner eine zweite Zahnradeinheit 648 und einen zweiten Motor 649, wie in 10 dargestellt. Die zweite Zahnradeinheit 648 ist zwischen der Antriebsstange 631 und dem zweiten Motor 649 verbunden. Der zweite Motor 649 ist ein pneumatischer Motor und ist ausgestaltet, um die zweite Zahnradeinheit 648 so zu aktivieren, dass sie die Antriebsstange 631, die ersten Antriebsräder 632, die zweiten Antriebsräder 635 und die Abtriebsstangen 634 in zwei Richtungen dreht, um dadurch die Abtriebsstangen 634 aufeinander zu oder auseinander zu bewegen. Somit ist jedes der Bremselemente 640 zwischen einer in 16 dargestellten Bremsposition, bei welcher die entsprechende Bremsplatte 642 gegen die die erste Ringnut 413 definierende Wand drückt, und einer in 14 dargestellten Nichtbremsposition, bei welcher die entsprechende Bremsplatte 642 von der die erste Ringnut 413 definierenden Wand entfernt ist, bewegbar. Auf diese Weise ist die äußere Kupplung 63 zwischen einem in 16 dargestellten Verriegelungszustand und einem in 14 gezeigten Lösezustand schaltbar.
Wenn das Drehrad 41 der Rotationsvorrichtung 4 im Uhrzeigersinn gedreht wird und wenn die äußere Kupplung 63 in den Verriegelungszustand gesetzt ist, werden die Körper 644 der Gleitsitze 641 auseinander bewegt, um einen Reibkontakt zwischen den Bremsplatten 642 und der die erste Ringnut 413 definierenden Wand zu erlauben. Zu diesem Zeitpunkt sind die Bremsplatten 642 aufgrund der Konstruktion der Gleitplatten 645 mit ungleichmäßiger Dicke und des Vorhandenseins der Federn 643 vorgespannt, um gegen die die erste Ringnut 413 definierende Wand zu drücken. Auf diese Weise kann die Ausgangsleistung des zweiten Motors 649 verringert werden. Es sollte beachtet werden, dass, falls das Drehrad 41 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, die Dicke jeder der Gleitplatten 645 allmählich im Uhrzeigersinn verringert werden muss. Wenn die Bremsplatten 642 von der die erste Ringnut 413 definierenden Wand entfernt werden, ist jede der Bremsplatten 642 und der Gleitplatten 645 durch die Federn 643 vorgespannt, um zu der in 14 gezeigten Position zurückzukehren.
Es ist zu beachten, dass ein/eine Verschleißgrad oder -geschwindigkeit der Bremsplatten 642 der Bremselemente 640 unterschiedlich sein kann. Falls dies auftritt, wird, wenn eine der Bremsplatten 642 mit der die erste Ringnut 413 definierenden Wand in Kontakt kommt, sodass das entsprechende Bremselement 640 zur Bremsposition bewegt wird, die andere der Bremsplatten 642 von derselben beabstandet. Um dieses Problem zu lösen, sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Torsionsfedern 650 über die Antriebsstange 631 geschoben und sind zwei Positionierplatten 651 an der Antriebsstange 631 befestigt, wie in 14 dargestellt. Jede der Torsionsfedern 650 hat zwei Enden, die an der entsprechenden Positionierplatte 651 bzw. dem entsprechenden ersten Antriebsrad 631 befestigt sind. Auf diese Weise kann sich das rechte erste Antriebsrad 632, falls die linke Bremsplatte 642 mit der die erste Ringnut 413 definierenden Wand in Kontakt kommt, wegen des Vorhandenseins der rechten Torsionsfeder 650 um die Antriebsstange 631 drehen, um die rechte Bremsplatte 642 gegen die die erste Ringnut 413 definierende Wand zu drücken.
Die erste Kraftverstärkungsvorrichtung 6 enthält ferner einen Luftspeicher 65 (siehe 10), der an dem Plattenkörper 611 und angrenzend an den ersten Motor 627 angeordnet ist, und eine Luftpumpe 66 in Fluidverbindung mit dem Luftspeicher 65 zum Pressen von Luft in den Luftspeicher 65. Ein erstes elektromagnetisches Ventil 620 ist zwischen dem Luftspeicher 65 und dem ersten Motor 627 angeordnet und ausgestaltet, um einen Luftstrom von dem Luftspeicher 65 in den ersten Motor 627 zu erlauben oder zu unterbrechen, um so eine Drehung der Ausgangswelle des ersten Motors 627 in zwei Richtungen zu steuern. Ein zweites elektromagnetisches Ventil 652 ist zwischen dem Luftspeicher 65 und dem zweiten Motor 649 angeordnet und ausgestaltet, um einen Luftstrom von dem Luftspeicher 65 in den zweiten Motor 649 zu erlauben oder zu unterbrechen, um so eine Drehung einer Ausgangswelle des zweiten Motors 649 in zwei Richtungen zu steuern.
Die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6' ist zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungselement 35, 36 angeordnet, wie in 3 dargestellt. Bezug nehmend auf 5, 6, 10 und 17 ist die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6' außer dem Folgenden in der Konstruktion ähnlich zur ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6. Der drehbare Körper 61 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' ist drehbar derart über den zweiten Rohrkörper 365 des zweiten Übertragungselements 65 geschoben, dass mehrere Lager 602 (siehe 6) dazwischen angeordnet sind. Die Gleiträder 613 des drehbaren Körpers 61 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' sind bewegbar in der zweiten Ringnut 414 im Drehrad 41 angeordnet. Der drehbare Körper 61 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' ist mit mehreren ersten Magneten 67 versehen, die entlang eines Kreises angeordnet sind. Der Bremsring 621 der inneren Kupplung 62 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' kann durch das Schubelement 625 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' vorgeschoben werden, um gegen die zweiten Bremsschuhe 354 des ersten Übertragungselements 35 zu drücken oder sich von diesen zu trennen. Die Bremsplatten 642 der äußeren Kupplung 63 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' können betätigt werden, um gegen eine die zweite Ringnut 414 definierende Wand zu drücken oder sich von dieser zu trennen.
Die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' ist zwischen dem zweiten Übertragungselement 36 und dem Hauptantriebsrad 33 angeordnet, wie in 3 dargestellt. Bezug nehmend auf 5, 6, 10 und 18 ist die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' außer dem Folgenden in der Konstruktion ähnlich der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6. Der drehbare Körper 61 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' ist drehbar derart über den ersten Rohrkörper 364 des zweiten Übertragungselements 36 geschoben, dass mehrere Lager 603 dazwischen angeordnet sind. Die Gleiträder 613 des drehbaren Körpers 61 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' sind bewegbar in der dritten Ringnut 415 im Drehrad 41 angeordnet. Der Bremsring 621 der inneren Kupplung 62 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' kann durch das Schubelement 625 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' zu einer in 19 gezeigten ersten Eingriffsstellung und einer in 20 gezeigten zweiten Eingriffsstellung bewegt werden. In der ersten Eingriffsstellung drückt der Bremsring 621 gegen den unteren dritten Bremsschuh 363. In der zweiten Eingriffsstellung drückt der Bremsring 621 gegen den oberen dritten Bremsschuh 363. Die Bremsplatten 642 der äußeren Kupplung 63 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' können betätigt werden, um gegen eine die dritte Ringnut 415 definierende Wand zu drücken oder sich von dieser zu trennen.
Bezug nehmend auf 3, 4 und 5 enthält die Drehscheibe 7 einen Scheibenkörper 71, der drehbar über die Drehachse 22 geschoben ist, und mehrere zweite Magnete 72, die an dem Scheibenkörper 71 angeordnet und entlang eines Kreises angeordnet sind. Die zweiten Magnete 72 sind jeweils mit den ersten Magneten 67 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' ausgerichtet, um so eine magnetische Anziehungskraft zwischen den ersten und den zweiten Magneten 67, 72 zu erzeugen, wodurch eine gemeinsame Drehung der Drehscheibe 7 mit der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' erzielt wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Scheibenkörper 71 der Drehscheibe 7 aus einem Plastik-Stahl-Material gemacht. Alternativ kann der Scheibenkörper 71 aus irgendeinem anderen geeigneten leichtgewichtigen Metall gemacht sein.
Weiter Bezug nehmend auf 7 und 8 enthält die Steuervorrichtung 8 einen festen Ring 81, der fest über die Drehachse 22 geschoben ist und zwischen dem ersten Übertragungselement 35 und einem ersten Zahnrad 615 an einer vorderen Seitenfläche des Plattenkörpers 611 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 angeordnet ist, ein an dem festen Ring 81 angeordnetes erstes Erfassungselement 82, ein an dem festen Ring 81 angeordnetes zweites Erfassungselement 83, ein an dem vorderen Tragrahmen 21 angeordnetes drittes Erfassungselement 84 und eine Steuereinheit 85. Jedes des ersten, des zweiten und des dritten Erfassungselements 82, 83, 84 ist ein Code-Umsetzer und ist mit einem Kupplungsrad 821, 831, 841 versehen. Das erste Übertragungselement 35 ist zwischen dem festen Ring 91 und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' angeordnet. Die Scheibe 7 ist zwischen dem festen Ring 81 und dem ersten Übertragungselement 35 angeordnet. Das Kupplungsrad 821 des ersten Erfassungselements 82 greift mit dem ersten Rad 615 ineinander. Das Kupplungsrad 831 des zweiten Erfassungselements 83 greift mit einem zweiten Zahnrad 73 an einer Rückseite des Scheibenkörpers 71 der Drehscheibe 7 ineinander. Das Kupplungsrad 841 des dritten Erfassungselements 84 greift mit einem dritten Zahnrad 616 an einer Vorderseite des Plattenkörpers 611 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' ineinander. Das erste, das zweite und das dritte Erfassungselement 82, 83, 84 werden verwendet, um die Drehgeschwindigkeiten und -winkel der ersten, der zweiten bzw. der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' zu erfassen, und geben über eine erste, eine zweite bzw. eine dritte Übertragungsleitung 861, 862, 863 Positionssignale an die Steuereinheit 85 aus. Die erste und die zweite Übertragungsleitung 861, 862 verlaufen durch ein Führungsloch 221 in der Drehachse 22 und ein Durchgangsloch 811 im festen Ring 81. Die erste Übertragungsleitung 961 verbindet das erste Erfassungselement 82 elektrisch mit der Steuereinheit 85. Die zweite Übertragungsleitung 862 verbindet das zweite Erfassungselement 83 elektrisch mit der Steuereinheit 85. Die Steuereinheit 85 ist ein Computer und kann die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 gemäß den dadurch empfangenen Positionssignalen so einstellen, um die Drehgeschwindigkeiten der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' zu steuern.
Bezug nehmend auf 5, 7, 8 und 9 enthält die Steuervorrichtung 8 ferner eine erste Leitungsanschlusseinheit 86 (siehe 3), die an dem festen Ring 81 angeordnet ist, eine zweite Leitungsanschlusseinheit 87 (siehe 7), die an der Buchse 361 des zweiten Übertragungselements 36 angeordnet ist, und ein Paar einer dritten und einer vierten Leitungsanschlusseinheit 88, 89 (siehe 7). Die erste Leitungsanschlusseinheit 86 ist durch einen ersten Leitungsdraht 864, der sich durch das Führungsloch 221 in der Drehachse 22 und das Durchgangsloch 811 im festen Ring 81 erstreckt, elektrisch mit der Steuereinheit 85 verbunden. Die erste Leitungsanschlusseinheit 86 steht mit einer Kohlebürste 814 in Kontakt, die an einer Vorderseite des Plattenkörpers 611 in der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 angeordnet ist. Auf diese Weise kann Strom von der Steuereinheit 85 durch die erste Leitungsanschlusseinheit 86 zur Kohlebürste 614 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 übertragen werden. Die zweite Leitungsanschlusseinheit 87 ist durch einen zweiten Leitungsdraht 865, der sich durch ein Durchgangsloch 366 (siehe 9) im zweiten Übertragungselement 36 erstreckt, mit einer leitfähigen Kohlebürste 37 elektrisch verbunden, die an dem ersten Rohrkörper 364 des zweiten Übertragungselements 36 angeordnet ist. Die zweite Leitungsanschlusseinheit 87 steht mit einer Kohlebürste 614 in Kontakt, die an einer Vorderseite des Plattenkörpers 611 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' angeordnet ist. Die dritte Leitungsanschlusseinheit 88 steht mit der leitfähigen Kohlebürste 37 in Kontakt. Die leitfähige Kohlebürste 37 ist durch einen dritten Leitungsdraht 866 elektrisch mit der Steuereinheit 85 verbunden. Auf diese Weise kann Strom über die leitfähige Kohlebürste 37 und die zweite Leitungsanschlusseinheit 87 von der Steuereinheit 85 zur Kohlebürste 614 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' übertragen werden. Die vierte Anschlusseinheit 89 ist durch einen vierten Leitungsdraht 867 elektrisch mit der Steuereinheit 85 verbunden und steht mit einer Kohlebürste 614 in Kontakt, die an einer Vorderseite des Plattenkörpers 611 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' angeordnet ist. Auf diese Weise kann Strom von der Steuereinheit 85 zur Kohlebürste 614 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' übertragen werden.
Da die erste, die zweite und die vierte Leitungsanschlusseinheit 86, 87, 89 mit den Kohlebürsten 614 der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in Kontakt stehen, kann Strom durch Leitungsdrähte (nicht dargestellt) von den Kohlebürsten 614 der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' zu der Luftpumpe 66 (siehe 10, 17 und 18) und zu den ersten und zweiten elektromagnetischen Ventilen 620, 625 (siehe 10, 17 und 18) übertragen werden. Damit kann die Steuereinheit 85 den Betrieb der inneren und der äußeren Kupplung 62, 63 der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' steuern.
Bezug nehmend auf 3, 21, 22 und 23 wird während eines Zusammenbaus der Drehkraftverstärkungsmaschine 200 zuerst die erste Kraftverstärkungsvorrichtung 6 an der Drehachse 22 montiert. Als nächstes werden der feste Ring 81, die Drehscheibe 7, das erste Übertragungselement 35, die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6', das zweite Übertragungselement 36 und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' nacheinander an der Drehachse 22 montiert. In diesem Ausführungsbeispiel wird das erste Übertragungselement 35 zwischen dem am festen Ring 81 positionierten zweiten Erfassungselement 83 und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' positioniert, sodass die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6' das Kupplungsrad 831 des zweiten Erfassungselements 83 nicht direkt kontaktieren kann. Um das zweite Erfassungselement 83 die Drehgeschwindigkeit und den Drehwinkel der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' erfassen zu lassen, ist die Drehscheibe 7 vorgesehen, um aufgrund der zwischen den ersten und zweiten Magneten 67, 72 erzeugten magnetischen Anziehungskraft gemeinsam mit der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' zu drehen, und steht das Kupplungsrad 831 des zweiten Erfassungselements 83 mit dem zweiten Zahnrad 73 der Drehscheibe 7 in Eingriff. Die Buchse 351 und die Flügel 352 des ersten Übertragungselements 35 sind aus Edelstahl gemacht, der eine schwache magnetische Leitfähigkeit besitzt. Da der Scheibenkörper 71 der Drehscheibe 7 aus dem leichtgewichtigen Plastik-Stahl-Material gemacht ist, wie oben beschrieben, kann die für die gemeinsame Drehung der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' und der Drehscheibe 7 erforderliche magnetische Anziehungskraft deutlich reduziert werden.
Nachfolgend wird die Funktionsweise der Drehkraftverstärkungsmaschine 200 beschrieben.
Bezug nehmend auf 24, 25 und 26A hat jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' eine Mittellinie (L1, L2, L3), die sich radial durch das Zentrum des Gegengewichtsabschnitts 612 des drehbaren Körpers 61 davon und das Zentrum der Drehachse 22 erstreckt.
Während eines Einschaltmodus 91 werden in Schritt 911, wenn die Drehkraftverstärkungsmaschine nicht in Betrieb ist, die inneren Kupplungen 62 der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' mit dem ersten Übertragungselement 35 verriegelt, wird die innere Kupplung 62 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' mit dem zweiten Übertragungselement 36 verriegelt und werden die äußeren Kupplungen 63 der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in der ersten, der zweiten bzw. der dritten Ringnut 413, 414, 415 verriegelt, wie in 27, 28 und 29 dargestellt. In diesem Zustand ist jedes benachbarte Paar der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' voneinander um einen Winkel von 120° beabstandet. D. h. jedes benachbarte Paar der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' ist voneinander um einen Winkel von 120° beabstandet, wie in 24 dargestellt. Auf diese Weise befinden sich die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in einem Gleichgewichtszustand. Zur Vereinfachung der Darstellung werden die Stellungen der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' nachfolgend jeweils durch jene der Mittellinien (L1, L2, L3) dargestellt.
In Schritt 912 wird die Drehkraftverstärkungsmaschine 200 in einen Ein-Zustand geschaltet, um so den Betrieb der Drehkraftverstärkungsvorrichtung 200 zu starten. Daher dreht in Schritt 913 der Antriebsmotor 31 die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' sowie die Rotationsvorrichtung 4 im Uhrzeigersinn mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit im Bereich von 3,5 bis 5,5 U/min. In diesem Ausführungsbeispiel werden die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' und die Rotationsvorrichtung 4 mit einer Geschwindigkeit von 3,5 U/min gedreht.
In Schritt 914 wird beim Erfassen durch das erste, das zweite und das dritte Erfassungselement 82, 83, 84, dass die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' von ihren Startpositionen für eine vorbestimmte Zeitdauer drehen, die Drehkraftverstärkungsmaschine 200 automatisch in einen Vorlast-Rotationsmodus 92 geschaltet. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die vorbestimmte Zeitdauer 30 Sekunden. Alternativ kann der Einschaltmodus 91 durch eine manuelle Betätigung in den Vorlast-Rotationsmodus 92 geschaltet werden.
Während des Vorlast-Rotationsmodus 92 sind zu jedem Zeitpunkt zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit der Rotationsvorrichtung 4 verriegelt und von der Antriebsvorrichtung 3 gelöst und ist die übrige eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit der Antriebsvorrichtung 3 verriegelt und von der Rotationsvorrichtung 4 gelöst. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' durch die erste und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' veranschaulicht. Bezug nehmend auf 7, 26A und 30 gibt das erste Erfassungselement 82 in Schritt 921, wenn es erfasst, dass die Mittellinie L1 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 im Uhrzeigersinn zu einer ersten Winkelstellung dreht, ein Positionssignal an die Steuereinheit 85 aus. Damit wird Schritt 922 unter Steuerung der Steuereinheit 85 durchgeführt und enthält ein Ausrücken der inneren Kupplungen 62 der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' von dem ersten Übertragungselement 35 (siehe 10) und ein gleichzeitiges Ausrücken der äußeren Kupplung 63 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' von der die dritte Ringnut 415 definierenden Wand des Drehrades 41. Da die erste und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' für 30 Sekunden Inertialkräften unterliegen, nachdem die inneren Kupplungen 62 der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' von dem ersten Übertragungselement 35 gelöst sind, können die erste und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' die Rotationsvorrichtung 4 aufgrund der Tatsache, dass die erstere noch mit der letzteren verriegelt ist, mittels Schwerkraft drehen. Daher kann eine verstärkte Kraft von der Rotationsvorrichtung 4 auf den Generator übertragen werden.
Während einer Drehung der Mittellinien (L1, L2) der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' von der ersten Winkelstellung nach unten wird die Drehgeschwindigkeit der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' um etwa 1 U/min verringert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Winkelstellung eine 12:30-Uhr-Stellung, d. h. bei einem oberen Endabschnitt der Rotationsvorrichtung 4, ohne darauf beschränkt zu sein. Eine beliebige Winkelstellung, die es jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' erlaubt, eine Tendenz zu haben, mittels ihrer Schwerkraft nach unten zu drehen, kann als die erste Winkelstellung dienen.
Wenn die Mittellinie (L1) der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 sich an der ersten Winkelstellung (d. h. 12:30-Uhr-Stellung) befindet, befindet sich die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' an einer Wechselstellung und befindet sich die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' an einer 8:30-Uhr-Stellung. Vorzugsweise ist die Wechselstellung jeder der Mittellinien (L2, L3) der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6', 6'' zwischen einer 4:30-Uhr-Stellung und einer 5:00-Uhr-Stellung positioniert. Im Einschaltmodus ist die Wechselstellung jeder der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' eine 4:30-Uhr-Stellung.
Weiter Bezug nehmend auf 26B und 31 erfassen in Schritt 923 das erste, das zweite und das dritte Erfassungselement 82, 83, 84 die Drehgeschwindigkeiten und -winkel der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'', um dadurch entsprechende Positionssignale an die Steuereinheit 85 auszugeben. Damit stellt die Steuereinheit 85 die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 ein, um eine anschließende Steuerung der Steuereinheit 85 für die Umschaltung der inneren und äußeren Kupplungen 82, 63 jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' zwischen dem Verriegelungszustand und dem Lösezustand zu erleichtern.
In Schritt 924 wird unter besonderer Bezugnahme auf 31, wenn die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' zu einer Gleichgewichtsstellung, dreht, die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' zu einer zweiten Winkelstellung bewegt, um mit der Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' auszurichten, um so einen Gleichgewichtszustand zwischen der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6', 6'' zu erhalten. Vorzugsweise ist die Gleichgewichtsstellung zwischen einer 11:30-Uhr-Stellung und einer 12:00-Uhr-Stellung positioniert und ist die zweite Winkelstellung zwischen einer 5:30-Uhr-Stellung und einer 6:00-Uhr-Stellung positioniert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gleichgewichtsstellung die 11:30-Uhr-Stellung und ist die zweite Winkelstellung die 5:30-Uhr-Stellung. In Schritt 925 verriegelt die Steuereinheit 85, wenn die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' zu der zweiten Winkelstellung gedreht wird, die innere Kupplung 62 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' mit dem ersten Übertragungselement 35 und löst die äußere Kupplung 63 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' von der die zweite Ringnut 441 definierenden Wand des Drehrades 41, während die Zustände der ersten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6'' bezüglich der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 unverändert bleiben. Anschließend wird jede der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6', 6'' so gesteuert, dass sie zu einer großen Trägheitskraft eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen dreht.
Weiter Bezug nehmend auf 26B, 26C, 32 und 33 gibt in Schritt 926, unmittelbar bevor die Mittellinie (L1) der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 zur Wechselstellung gedreht wird, das erste Erfassungselement 82 Positionssignale an die Steuereinheit 85 aus. Im Vorlast-Rotationsmodus ist die Wechselstellung jeder der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' die 5:00-Uhr-Stellung, welche von jener im Einschaltmodus verschieden ist. Durch Betrieb des zweiten und des dritten Erfassungselements 83, 84 kann ein Winkelabstand zwischen der ersten Winkelstellung und jeder der Mittellinien (L2, L3) der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6', 6'' realisiert werden. Die Steuereinheit 85 stellt die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 gemäß dem Winkelabstand ein und steuert die Drehkraftverstärkungsmaschine 200 in einen alternierenden Wechselmodus 93.
Während des alternierenden Wechselmodus 93 wird in Schritt 931, unter spezieller Bezugnahme auf 32, wenn die Mittellinie (L1) der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 die Wechselstellung (d. h. die 5:00-Uhr-Stellung) erreicht, die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' zur ersten Winkelstellung (d. h. die 12.30-Uhr-Stellung) bewegt. In Schritt 932 löst die Steuereinheit 85 die innere Kupplung 62 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' von dem zweiten Übertragungselement 36 und verriegelt die äußere Kupplung 63 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' mit der die dritte Ringnut 415 definierenden Wand, während die Zustände der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' bezüglich der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 unverändert bleiben. Damit dreht sich die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' gemeinsam mit der Rotationsvorrichtung 4, bis die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' die zweite Winkelstellung erreicht. Als Ergebnis kann wegen der gemeinsamen Drehung der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' mit der Rotationsvorrichtung 4 Leistung ausgegeben werden. Wie oben beschrieben, wird, wenn die Mittellinie (L1) der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 die Wechselstellung (d. h. die 5:00-Uhr-Stellung) erreicht, die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' zur ersten Winkelstellung bewegt, um so die innere Kupplung 62 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' von dem Verriegelungszustand in den Lösezustand zu wechseln und um so die äußere Kupplung 63 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' von dem Ausrückzustand in den Verriegelungszustand zu wechseln. D. h. die Zustände der inneren und der äußeren Kupplung 62, 63 der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' werden geändert. Im alternierenden Wechselmodus 93 ist die Wechselstellung die 5:00-Uhr-Stellung, ist die zweite Winkelstellung die 6:00-Uhr-Stellung und ist die Gleichgewichtsstellung die 12:00-Uhr-Stellung. Auf solche Weise ist die Wechselstellung von der zweiten Winkelstellung um einen Winkel von 30° beabstandet.
In Schritt 933 erfassen das erste, das zweite und das dritte Erfassungselement 82, 83, 84 die Drehgeschwindigkeiten und -winkel der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'', um dadurch entsprechende Positionssignale an die Steuereinheit 85 auszugeben. Damit stellt die Steuereinheit 85 die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 ein, um die anschließende Steuerung der Steuereinheit 85 zum Schalten der inneren und der äußeren Kupplung 62, 63 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 zwischen dem Verriegelungszustand und dem Ausrückzustand zu vereinfachen.
In Schritt 934 wird unter besonderer Bezugnahme auf 33, wenn die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' die Gleichgewichtsstellung (d. h. die 12:00-Uhr-Stellung) erreicht, die Mittellinie (L1) der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 zur zweiten Winkelstellung (d. h. der 6:00-Uhr-Stellung) gedreht, um sie dadurch mit der Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' auszurichten, was in einem Gleichgewichtszustand zwischen der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' resultiert. Zu diesem Zeitpunkt verriegelt die Steuereinheit 85 die innere Kupplung 62 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 mit dem ersten Übertragungselement 35 und löst die äußere Kupplung 63 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 von der die erste Ringnut 413 definierenden Wand (Schritt 935), während die Zustände der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6', 6'' bezüglich der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 unverändert bleiben. Anschließend werden die erste und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' gesteuert, um zum Bereitstellen einer großen Trägheitskraft eine vorbestimmte Anzahl Umdrehungen zu rotieren (Schritt 936).
Unter besonderer Bezugnahme auf 26D und 34 wird in Schritt 937, wenn die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' die Wechselstellung (d. h. die 5:00-Uhr-Stellung) erreicht, die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' zur ersten Winkelstellung (d. h. der 12:30-Uhr-Stellung) gedreht. Zu diesem Zeitpunkt löst die Steuereinheit 85 die innere Kupplung 62 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' von dem ersten Übertragungselement 35 und verriegelt die äußere Kupplung 63 der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' mit der die zweite Ringnut 414 definierenden Wand (Schritt 938), während die Zustände der ersten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6'' bezüglich der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 unverändert bleiben. Damit dreht sich die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6' gemeinsam mit der Rotationsvorrichtung 4, bis die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' die zweite Winkelstellung erreicht. Als Ergebnis kann wegen der gemeinsamen Drehung der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' mit der Rotationsvorrichtung 4 Leistung ausgegeben werden.
In Schritt 939 erfassen das erste, das zweite und das dritte Erfassungselement 82, 83, 84 die Drehgeschwindigkeiten und -winkel der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'', um dadurch entsprechende Positionssignale an die Steuereinheit 85 auszugeben. Damit stellt die Steuereinheit 85 die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 ein, um eine anschließende Steuerung der Steuereinheit 85 zum Umschalten der inneren und der äußeren Kupplung 62, 63 der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 zwischen dem Verriegelungszustand und dem Ausrückzustand zu erleichtern.
Auf diese Weise ist zu jedem Zeitpunkt im alternierenden Wechselmodus 93 jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit einer der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 verriegelt und von der anderen der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 gelöst. Ebenso ist zu jedem Zeitpunkt im alternierenden Wechselmodus wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit der Antriebsvorrichtung 3 verriegelt und ist wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit der Rotationsvorrichtung 4 verriegelt, um dadurch eine kontinuierliche Ausgabe eines hohen Drehmoments von der Rotationsvorrichtung 4 zu ermöglichen.
Wenn sich eine der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in der Wechselstellung befindet, sodass die entsprechende der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' von der Antriebsvorrichtung 3 gelöst ist, befindet sich eine der übrigen zwei Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in der ersten Winkelstellung, wie in 30, 32, 34 gezeigt, und ist auch von der Antriebsvorrichtung 3 gelöst, um dadurch während des alternierenden Wechselmodus 93 eine kontinuierliche Drehung der Rotationsvorrichtung 4 zu ermöglichen. Wenn die eine der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' von der Wechselstellung in die zweite Winkelstellung gedreht wird, wird eine der übrigen zwei Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in die Gleichgewichtsstellung gedreht, um sie dadurch mit der einen der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' auszurichten, wie in 31 und 33 gezeigt. Anschließend werden die eine der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' und die eine der übrigen zwei Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' durch die Antriebsvorrichtung 3 in einem Gleichgewichtszustand eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen gedreht, um dadurch die Lebensdauer der Drehkraftverstärkungsmaschine 200 zu erhöhen.
Deshalb kann jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' durch die Antriebsvorrichtung 3 angetrieben werden, um für eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen zu drehen, um dadurch eine Trägheitskraft bereitzustellen. Außerdem kann, wenn jede der Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' gemeinsam mit der Rotationsvorrichtung 4 von der ersten Winkelstellung in die zweite Winkelstellung dreht, die potentielle Gravitationsenergie einer entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' in kinetische Energie umgesetzt werden, welche mit der Trägheitskraft zusammenwirkt, um eine Drehung der Rotationsvorrichtung 4 anzutreiben. Als Ergebnis kann während einer gemeinsamen Drehung der Rotationsvorrichtung 4 mit der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' eine Leistungsausgabe verstärkt werden.
Bezug nehmend auf 25, 35 und 36 wird während eines Abschaltmodus 94 in Schritt 941, wenn die Drehkraftverstärkungsmaschine 200 in einen Aus-Zustand geschaltet wird, ein Abschaltsignal an die Steuereinheit 85 übertragen. Anschließend gibt das zweite Erfassungselement 83 in Schritt 942 beim Erfassen, dass die Mittellinie (L1, L2, L3) einer der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'', die von der Antriebsvorrichtung 3 gelöst ist (beispielhaft die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6') zu einer Messposition (d. h. 3:30-Uhr-Stellung) gedreht ist, ein Positionssignal an die Steuereinheit 85 aus. Damit stellt die Steuereinheit 85 die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 31 so ein, dass in Schritt 943, wenn die Mittellinie (L2) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung 6' die Wechselstellung (d. h. 4:30-Uhr-Stellung) erreicht, die Mittellinie (L1) der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung 6 zur ersten Winkelstellung (d. h. der 12:30-Uhr-Stellung) gedreht wird und die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' zur 8:30-Uhr-Stellung gedreht wird, wie in 30 gezeigt. In Schritt 944 gibt das dritte Erfassungselement 84 beim Erfassen, dass die Mittellinie (L3) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' die 8:30-Uhr-Stellung erreicht, ein Positionssignal an die Steuereinheit 85 aus. Damit verriegelt die Steuereinheit 85 in Schritt 945 die erste und die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6' mit der Antriebsvorrichtung 3 und verriegelt die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung 6'' mit der Rotationsvorrichtung 4, sodass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit beiden der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 verriegelt ist, wodurch eine gemeinsame Drehung der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' mit der Antriebsvorrichtung 3 und der Rotationsvorrichtung 4 ermöglicht wird. In Schritt 946 wird, wenn die Rotationsvorrichtung 4 um einen Winkel von 45° gedreht ist, um die Mittellinien (L1, L2, L3) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' zur 2:00, 6:00 bzw. 10:00-Uhr-Stellung zu bewegen, wie in 37 dargestellt, der Antriebsmotor 31 abgeschaltet (Schritt 947).
Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Kraftverstärkungsvorrichtungen 6, 6', 6'' geändert werden kann. Wenn jedoch die Anzahl der Kraftverstärkungsvorrichtung 6, 6', 6'' reduziert wird, wird die Leistungsfähigkeit der Drehkraftverstärkungsmaschine 200 schlecht, und wenn die Anzahl der Kraftverstärkungsvorrichtungen 6, 6', 6'' erhöht wird, ist die Konstruktion der Drehkraftverstärkungsmaschine 200 komplex.
Zum Beispiel kann die Drehkraftverstärkungsmaschine 200 nur zwei Kraftverstärkungsvorrichtungen enthalten. Falls dies der Fall ist, werden im alternierenden Wechselmodus, wenn eine der zwei Kraftverstärkungsvorrichtungen von der Wechselstellung zur zweiten Winkelstellung dreht, die zwei Kraftverstärkungsvorrichtungen von der Antriebsvorrichtung 3 gelöst und mit der Rotationsvorrichtung 4 verriegelt (d. h. keine der zwei Kraftverstärkungsvorrichtungen wird mit der Antriebsvorrichtung 3 verriegelt).
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Drehkraftverstärkungsvorrichtung enthält wenigstens zwei Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6''), die durch eine Antriebsvorrichtung (3) angetrieben werden, um auf einer Basis (2) zu drehen. Jede der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') kann in einem alternierenden Wechselmodus so gesteuert werden, dass, wenn sie eine erste Winkelstellung erreicht, sie von der Antriebsvorrichtung (3) gelöst wird und mit einer Rotationsvorrichtung (4) verriegelt wird, um so durch die Schwerkraft nach unten zu drehen, wenn sie zu einer Wechselstellung nach unten dreht, die andere der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') durch die Antriebsvorrichtung (3) zur ersten Winkelstellung gedreht wird, und, wenn sie zu einer zweiten Winkelstellung, die unter der ersten Winkelstellung liegt, gedreht wird, sie von der Rotationsvorrichtung (4) gelöst wird und mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt wird. Eine Drehung der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') nach unten resultiert in einer Umsetzung der potentiellen Gravitationsenergie der Kraftverstärkungsvorrichtungen (6, 6', 6'') in kinetische Rotationsenergie.

Claims

Kraftverstärkungsmaschine (200), gekennzeichnet durch eine Basis (2); eine an der Basis (2) angeordnete Antriebsvorrichtung (3); eine drehbar an der Basis (2) angeordnete Rotationsvorrichtung (4); eine erste, eine zweite und eine dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6''), die drehbar an der Basis (2) angeordnet und lösbar an der Antriebsvorrichtung (3) und der Rotationsvorrichtung (4) derart angeordnet sind, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') angetrieben wird, um durch die Antriebsvorrichtung (3) relativ zur Basis (2) zu drehen, wenn sie mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt ist; und eine Steuervorrichtung (8) zum Steuern eines Betriebs der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') in einem alternierenden Wechselmodus derart, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zu jedem Zeitpunkt während des alternierenden Wechselmodus mit einer der Antriebsvorrichtung (3) und der Rotationsvorrichtung (4) verriegelt ist und von der anderen der Antriebsvorrichtung (3) und der Rotationsvorrichtung (4) gelöst ist; zu jedem Zeitpunkt während des alternierenden Wechselmodus wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt ist und wenigstens eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') mit der Rotationsvorrichtung (4) verriegelt ist; die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') alternierend von der Antriebsvorrichtung (3) in einer ersten Winkelstellung zu unterschiedlichen Zeiten gelöst werden, sodass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') von der ersten Winkelstellung durch die Schwerkraft zu einer zweiten Winkelstellung, die unterhalb der ersten Winkelstellung liegt, nach unten drehen kann, wenn sie mit der Rotationsvorrichtung (4) verriegelt ist; die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') alternierend mit der Antriebsvorrichtung (3) in der zweiten Winkelstellung zu unterschiedlichen Zeiten verriegelt werden; und unmittelbar bevor eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6''), die mit der Rotationsvorrichtung (4) verriegelt ist, zur zweiten Winkelstellung gedreht wird, eine der verbleibenden zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zur ersten Winkelstellung gedreht wird.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Winkelstellung an einem oberen Endabschnitt der Rotationsvorrichtung (4) angeordnet ist.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8) ferner die Funktionsweise der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') derart steuert, dass, wenn eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') die zweite Winkelstellung erreicht, eine der verbleibenden zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zu einer Gleichgewichtsstellung diametral gegenüber der zweiten Winkelstellung gedreht wird, um so einen Gleichgewichtszustand zwischen ihnen zu erhalten, und die eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') von der Rotationsvorrichtung (4) gelöst und mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt wird.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8) ferner die Funktionsweise der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') derart steuert, dass, wenn eine der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6''), die mit der Rotationsvorrichtung (4) verriegelt ist, zu einer von der zweiten Winkelstellung um einen Winkel von 30° beabstandeten Wechselstellung gedreht wird, die eine der verbleibenden zwei der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zur ersten Winkelstellung gedreht wird.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8) ein erstes, ein zweites und ein drittes Erfassungselement (82, 83, 84), die jeweils zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit und des Drehwinkels einer jeweiligen der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') angeordnet ist, um dadurch ein Signal davon zu emittieren, und eine Steuereinheit (85), die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Erfassungselement (82, 83, 84) elektrisch verbunden ist, um so das Signal zu empfangen, enthält, womit die Antriebsvorrichtung (3) gesteuert wird, um die Drehgeschwindigkeit wenigstens einer der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') einzustellen.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Erfassungselemente (82, 83, 84) ein Code-Umsetzer ist.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (2) eine Drehachse (22) enthält, wobei jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') drehbar über die Drehachse (22) geschoben ist und eine innere Kupplung (62) enthält, die lösbar mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt ist.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung (6') entlang einer Axialrichtung der Drehachse (22) zwischen der ersten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6'') und von diesen beabstandet angeordnet ist; die Antriebsvorrichtung (3) ein erstes Übertragungselement (35), das drehbar über die Drehachse (22) geschoben und zwischen der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6') angeordnet ist, und ein zweites Übertragungselement (36), das drehbar über die Drehachse (22) geschoben und zwischen der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6', 6'') angeordnet ist, enthält; und die Steuervorrichtung (8) eine Steuereinheit (85) zum Steuern der inneren Kupplung (62) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6''), um zwischen einem Verriegelungszustand und einem Ausrückzustand umzuschalten, enthält, wobei die innere Kupplung (62) jeder der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6') mit dem ersten Übertragungselement (35) verriegelt ist, wenn sie sich im Verriegelungszustand befindet, und von dem ersten Übertragungselement (35) gelöst ist, wenn sie sich im Ausrückzustand befindet, wobei die innere Kupplung (62) der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6'') mit dem zweiten Übertragungselement (36) verriegelt ist, wenn sie sich im Verriegelungszustand befindet, und von dem zweiten Übertragungselement (36) gelöst ist, wenn sie sich im Ausrückzustand befindet.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 8, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kraftverstärkungsvorrichtung (6) ein erstes Zahnrad (615) enthält; und die Steuervorrichtung (8) ferner einen festen Ring (81), der fest über die Drehachse (22) geschoben und zwischen dem ersten Zahnrad (615) und dem ersten Übertragungselement (35) angeordnet ist, und ein erstes Erfassungselement (82), das an dem festen Ring (81) zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit und des Drehwinkels der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung (6) angeordnet ist, enthält, wobei das erste Erfassungselement (82) mit einem Kupplungsrad (821) versehen ist, das mit dem ersten Zahnrad (615) in Eingriff steht.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das erste Übertragungselement (35) zwischen dem festen Ring (81) und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6') angeordnet ist; die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung (6') mit mehreren ersten Magneten (67) versehen ist, die entlang eines Kreises angeordnet sind; und die Kraftverstärkungsmaschine (200) ferner eine Drehscheibe (7) aufweist, die drehbar über die Drehachse (22) geschoben und zwischen dem festen Ring (81) und dem ersten Übertragungselement (35) angeordnet ist, wobei die Drehscheibe (7) mehrere zweite Magnete (72) enthält, die entlang eines Kreises angeordnet und jeweils zu den ersten Magneten (67) der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6') ausgerichtet sind, um so eine magnetische Anziehungskraft zwischen den ersten und den zweiten Magneten (72) zu erzeugen, wodurch eine gemeinsame Drehung der Drehscheibe (7) mit der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6') ermöglicht wird.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 10, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe (7) ein zweites Zahnrad (73) enthält; und die Steuervorrichtung (8) ferner ein zweites Erfassungselement (83) zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit und des Drehwinkels der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6') enthält, wobei das zweite Erfassungselement (83) mit einem Kopplungsrad (831) versehen ist, das mit dem zweiten Zahnrad (73) in Eingriff steht.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 10 oder 11, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Drehscheibe (7) aus einem Plastik-Stahl-Material gemacht ist und das erste Übertragungselement (35) aus Edelstahl gemacht ist.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6'') ein drittes Zahnrad (616) enthält; und die Steuervorrichtung (8) ferner ein drittes Erfassungselement (84) zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit und des Drehwinkels der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6'') enthält, wobei das dritte Erfassungselement (84) mit einem Kopplungsrad (841) versehen ist, das mit dem dritten Zahnrad (616) ineinander greift.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (3) drei Paare von Bremsschuhen (353, 354, 363) enthält, wobei jedes Paar der Bremsschuhe (353, 354, 363) einander diametral gegenüber liegt; und die innere Kupplung (62) jeder der ersten, der zweiten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') einen Bremsring (621), der um ein entsprechendes Paar der Bremsschuhe (353, 354, 363) angeordnet ist, und ein Schubelement (625), das zwischen wenigstens einer Eingriffsstellung, bei welcher der Bremsring (621) durch das Schubelement (625) gegen das entsprechende Paar der Bremsschuhe (353, 354, 363) gedrückt wird, und einer Trennstellung, bei welcher der Bremsring (621) durch das Schubelement (625) von dem entsprechenden Paar der Bremsschuhe (353, 354, 363) entfernt ist, bewegbar ist, enthält.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 14, weiter dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') einen Plattenkörper (611) enthält, der drehbar über die Drehachse (22) geschoben ist; der Bremsring (621) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') eine Außenumfangsfläche sowie mehrere von der Außenumfangsfläche vorstehende Gleitblöcke (622) enthält; und die innere Kupplung (62) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') ferner mehrere Positionierelemente (623) zum bewegbaren Halten der Gleitblöcke (622) einer entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') an dem Plattenkörper (611) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') enthält.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 15, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kupplung (62) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') ferner eine erste Zahnradeinheit (626), die mit dem Schubelement (625) der inneren Kupplung (62) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') verbunden ist, und einen ersten Motor (627) zum Antreiben der ersten Zahnradeinheit (626), um dadurch das Schubelement (625) relativ zum entsprechenden Paar der Bremsschuhe (353, 354, 363) zu bewegen, enthält.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 16, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kupplung (62) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') ferner einen Befestigungsrahmen (624) enthält, der fest an dem Plattenkörper (611) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') angeordnet ist und der mit einem Gewindeloch (628) ausgebildet ist, wobei das Schubelement (625) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') einen Außengewindeabschnitt (629) aufweist, der mit dem Gewindeloch (628) in dem Befestigungsrahmen (624) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') in Eingriff steht.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 8 bis 17, werter dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsvorrichtung (4) eine Umfangswand (412) enthält, wobei jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') eine äußere Kupplung (63) enthält, die zwischen einem Verriegelungszustand und einem Ausrückzustand umschaltbar ist, wobei die äußere Kupplung (63) jeder der ersten und der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6') im Verriegelungszustand mit der Umfangswand (412) verriegelt ist und im Ausrückzustand von der Umfangswand (412) gelöst ist.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 18, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (412) der Rotationsvorrichtung (4) eine mit drei voneinander beabstandeten Ringnuten (413, 414, 415) ausgebildete Innenseite aufweist; und die äußere Kupplung (63) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zwei Bremselemente (640) enthält, die auseinander bewegbar sind, um gegen eine eine entsprechende der Ringnuten (413, 414, 415) definierende Wand zu drücken, wenn die äußere Kupplung (63) einer entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') von dem Ausrückzustand in den Verriegelungszustand umgeschaltet wird, und die zueinander bewegbar sind, um sich von der die entsprechende der Ringnuten (413, 414, 415) definierenden Wand zu trennen, wenn die äußere Kupplung (63) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') von dem Verriegelungszustand in den Ausrückzustand umgeschaltet wird.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 19, weiter dadurch gekennzeichnet, dass jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zwei Montagesitze (633) enthält, die relativ zueinander fixiert sind; und jedes der Bremselemente (640) einen Gleitsitz (641), der an einem entsprechenden der Montagesitze (633) einer entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') bewegbar angeordnet ist, und eine Bremsplatte (642), die an dem Gleitsitz (641) angeordnet und bewegbar ist, um gegen die eine entsprechende der Ringnuten (413, 414, 415) definierende Wand zu drücken, enthält.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 20, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitsitz (641) jedes der Bremselemente (640) enthält: einen Körper (644), der relativ zu einem entsprechenden der Montagesitze (633) einer entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') bewegbar ist; und eine Gleitplatte (645), die bewegbar an dem Körper (644) angeordnet und an einer entsprechenden der Bremsplatten (642) montiert ist.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 21, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (644) mit einer schwalbenschwanzförmigen Nut (644') ausgebildet ist, wobei die schwalbenschwanzförmige Nut (644') durch eine Bodenwand (644') definiert ist, die von der eine entsprechende der Ringnuten (413, 414, 415) definierenden Wand durch einen sich allmählich verringernden Abstand in einer vorbestimmten Richtung beabstandet ist; die Gleitplatte (645) ein dickeres erstes Ende (646), ein dünneres zweites Ende (647) gegenüber dem dickeren ersten Ende (646) und dünner als dieses sowie eine schwalbenschwanzförmige Zunge (645'), die in der schwalbenschwanzförmigen Nut (644') verschiebbar angeordnet ist, und einen konischen Bremsenbefestigungsabschnitt (645''), der integral mit der schwalbenschwanzförmigen Zunge (645') verbunden und außerhalb des Körpers (644) angeordnet ist, aufweist, wobei die [Lücke im Originaltext] eine sich von dem dickeren ersten Ende (646) zum dünneren zweiten Ende (647) in der vorbestimmten Richtung allmählich reduzierende Dicke aufweist; und jedes der Bremselemente (640) ferner eine zwischen dem Körper (644) und der Gleitplatte (645) verbundene Feder (643) zum Vorspannen der Gleitplatte (645) enthält, um sich in der vorbestimmten Richtung relativ zum Körper (644) zu bewegen.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, weiter dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Montagesitze (633) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') mit einem Gewindeloch (638) ausgebildet ist; jede der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') einen Plattenkörper (611) enthält; und die äußere Kupplung (63) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') ferner enthält: eine Antriebsstange (631), die an dem Plattenkörper (611) einer entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') gelagert ist; zwei erste Antriebsräder (632), die jeweils über zwei abgewandte Enden der Antriebsstange (631) geschoben und an diesen fixiert sind; zwei Abtriebsstangen (634), die jeweils ein an dem Plattenkörper (611) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') gelagertes Ende und das andere Ende mit einem Außengewindeabschnitt, der mit dem Gewindeloch in einem entsprechenden der Montagesitze (633) der entsprechenden der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') in Eingriff steht, aufweisen; zwei zweite Antriebsräder (635), die jeweils fest über die Abtriebsstangen geschoben sind und jeweils mit den ersten Antriebsrädern (632) ineinander greifen, sodass eine Drehung der Antriebsstange (631) auf die Abtriebsstangen (634) übertragen werden kann, wodurch sich die Antriebsstangen (631) der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') jeweils relativ zu den Montagesitzen (633) drehen und bewegen; und einen zweiten Motor (649), der durch die Steuervorrichtung (8) gesteuert wird, um die Antriebsstange (631) und damit die Abtriebsstangen (634) zu drehen.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 23, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Kupplung (63) jeder der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') ferner eine zweite Zahnradeinheit (648) enthält, die zwischen der Antriebsstange (631) und dem zweiten Motor (649) verbunden ist und durch den zweiten Motor (649) zum Drehen der Antriebsstange (631) angetrieben wird.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach einem der Ansprüche 11 bis 24, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (22) mit einem Führungsloch (221) ausgebildet ist; der feste Ring (81) mit einem Durchgangsloch (811) ausgebildet ist; und die Steuereinheit (85) ferner ein Paar einer ersten und einer zweiten Übertragungsleitung (861, 862) enthält, die sich durch das Führungsloch (221) und das Durchgangsloch (811) zum jeweiligen und elektrischen Verbinden des ersten und des zweiten Erfassungselements (82, 83) mit der Steuereinheit (85) erstrecken.
Kraftverstärkungsmaschine (200) nach Anspruch 25, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (8) ferner eine dritte Übertragungsleitung (863) enthält, welche das dritte Erfassungselement (84) elektrisch mit der Steuereinheit (85) verbindet.
Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Kraftverstärkungsmaschine (200), gekennzeichnet durch die Schritte: (A) in einem alternierenden Wechselmodus Drehen einer ersten Kraftverstärkungsvorrichtung (6) mittels einer Antriebsvorrichtung (3) zu einer ersten Winkelstellung derart, dass die erste Kraftverstärkungsvorrichtung (6) mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt und von einer Rotationsvorrichtung (4) gelöst wird, gleichzeitiges Drehenlassen einer zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6') durch die Schwerkraft derart, dass die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung (6') von der Antriebsvorrichtung (3) gelöst und mit der Rotationsvorrichtung (4) verriegelt wird, zu einer Wechselstellung nach unten, und gleichzeitiges Drehen einer dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6'') gemeinsam mit der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung (6) derart, dass die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6'') mit der Antriebsvorrichtung (3) verriegelt und von der Rotationsvorrichtung (4) gelöst wird; (B) Lösen der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung (6) von der Antriebsvorrichtung (6) und Verriegeln der ersten Kraftverstärkungsvorrichtung (6) mit der Rotationsvorrichtung (4), um so die erste Kraftverstärkungsvorrichtung (6) durch die Schwerkraft von der ersten Winkelstellung nach unten drehen zu lassen; (C) Einstellen der Geschwindigkeit eines Antriebsmotors (31) der Antriebsvorrichtung (3) derart, dass, wenn die zweite Kraftverstärkungsvorrichtung (6') eine zweite Winkelstellung erreicht, die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6'') zu einer Gleichgewichtsstellung gedreht wird, um sie dadurch mit der zweiten Kraftverstärkungsvorrichtung (6') auszurichten, womit die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6', 6'') in einem Gleichgewichtszustand gehalten werden; (D) Verriegeln der zweiten Verstärkungsvorrichtung (6') mit der Antriebsvorrichtung (3) und Lösen der zweiten Verstärkungsvorrichtung (6') von der Rotationsvorrichtung (4); und (E) Drehen jeder der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6', 6'') für eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen mittels der Antriebsvorrichtung (3) derart, dass unmittelbar bevor die erste Kraftverstärkungsvorrichtung (6) die Wechselstellung erreicht, die Geschwindigkeit des Antriebsmotors (31) der Antriebsvorrichtung (3) eingestellt wird, um die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6') zur ersten Winkelstellung drehen zu lassen, wenn die erste Kraftverstärkungsvorrichtung (6) die Wechselstellung erreicht.
Verfahren nach Anspruch 27, vor dem Schritt (C) weiter gekennzeichnet durch einen Schritt des Erfassens der Drehgeschwindigkeiten und -winkel der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') derart, dass in dem Schritt (C) die Drehgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung (3) gemäß dem Erfassungsergebnis eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt (A) die erste Winkelstellung die 12:30-Uhr-Stellung ist und die Wechselstellung die 5:00-Uhr-Stellung ist; und in dem Schritt (C) die zweite Winkelstellung die 6:00-Uhr-Stellung und die Gleichgewichtsstellung die 12:00-Uhr-Stellung ist.
Verfahren nach Anspruch 27, 28 oder 29, nach dem Schritt (E) weiter gekennzeichnet durch einen Schritt (F) des Einstellens der Geschwindigkeit des Antriebsmotors (31) der Antriebsvorrichtung (3) in einem Abschaltmodus, um so die erste, die zweite und die dritte Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') zu drei Stellungen drehen zu lassen, in denen jeweils zwei beliebige benachbarte der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') voneinander um einen Winkel von 120° beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 30, nach dem Schritt (F) weiter gekennzeichnet durch einen Schritt (G) des Verriegelns der ersten, der zweiten und der dritten Kraftverstärkungsvorrichtung (6, 6', 6'') mit beiden der Antriebsvorrichtung (3) und der Rotationsvorrichtung (4).
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, nach dem Schritt (F) weiter gekennzeichnet durch einen Schritt (G) des Abschaltens der Antriebsvorrichtung (3).