DE2059474B2

DE2059474B2 - Drehmomentanzeiger

Info

Publication number: DE2059474B2
Application number: DE2059474A
Authority: DE
Inventors: Hanby Sam Arlington Brindley; John Arthur Ft. Worth Buyers Jun.; Turpin Gerard; John Selman Mcclung
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1969-12-04
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1979-09-13
Also published as: FR2068774A1; GB1299239A; US3653257A; FR2068774B1; DE2059474C3; DE2059474A1; CA923334A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentanzeiger mit einer mindestens eine Skala aufweisenden Skalenplatte und mit mindestens einem Zeiger.

Derartige Drehmomentanzeiger werden beispielsweise in Flugzeugen, insbesondere Hubschraubern eingesetzt, um jeweils das Drehmoment einer Maschine bzw. eines Motors anzuzeigen. Gerade beim Bau von Hubschraubern werden jedoch in neuerer Zeit in großem Umfang Doppel·Motoren verwendet, und in einem derartigen Hubschrauber muß der Pilot sowohl das abgegebene, kombinierte Drehmoment der beiden Motoren als auch das von jedem einzelnen Motor abgegebenen Drehmoment kennen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Drehmomentanzeiger zu schaffen, der sowohl die Drehmomente von zwei Maschinen oder Motoren als auch einen kombinierten Wert aus diesen beiden Drehmomenten anzeigt

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Drehmomentan-" > zeiger der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die Skalenplatte zwei sich um eine Mittelachse erstreckende, bogenförmige Skalen aufweist, zwischen denen ein bogenförmiger Schlitz vorhanden ist, daß ein erster und ein zweiter Zeiger zur in Anzeige der Drehmomente von zwei Maschinen auf jeweils einer der Skalen koaxial und unabhängig voneinander drehbar an der Vorderseite der Skalenplatte angeordnet sind und daß ein dritter Zeiger hinter der Selenplatte auf der Mittelachse befestigt ist und sich t > durch den Schlitz vor eine der Skalen erstreckt sowie mit einem Antrieb zur Bewegung im vorbestimmten Verhältnis zur Bewegung des ersten und zweiten Zeigers verbunden ist

Mit dem erfindungsgemäßen Drehmomentanzeiger -"■> ist es somit möglich, kontinuierlich die Drehmomente von zwei Maschinen oder Motoren sowie einen kombinierten Wert aus diesen Drehmomenten auf einer einzigen, mehrere Skalen aufweisenden Skalenplatte anzuzeigen.

j Es sind zwar auch bereits Anzeigegeräte bekannt (CH-PS 2 92 112, CH-PS 4 33 788, FR-PS 14 96 791), die mittels mehrerer Zeiger auf einer Skalenplatte unterschiedliche Größen anzeigen. Abgesehen davon, daß alle diese Geräte nicht das sehr spezielle Gebiet der ·<> Drehmomentanzeige betreffen erfolgt bei ihnen jedoch entweder die Anzeige unterschiedlicher physikalischer Parameter oder aber, wenn gleiche physikalische Parameter angezeigt werden, lediglich die Anzeige verschiedener Meßwerte, jedoch nicht gleichzeitig die >'· Anzeige einer Kombination aus angezeigten Meßwerten.

Wettere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein ·>'> Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert

F i g. 1 zeigt die Vorderseite eines Drehmomentanzeigers.

F i g. 2 zeigt den unteren Teil des Anzeigers teilweise geschnitten entlang der Linie 2-2 aus F i g. 4.
■*'> Fig.3 zeigt teilweise im Schnitt eine schematische Ansicht des Innenaufbaus des Drehmomentanzeigers.

F i g. 4 zeigt eine Ansicht des Drehmomentanzeigers, bei der die Lage der wesentlichen Elemente zueinander zu erkennen ist

■vi Fig. 1 zeigt die Vorderseite eines Zwei-Drehmoment-Anzeigers, wie er zur Anzeige der Drehmomente von Doppelmotoren bei Hubschraubern verwendet werden kann. Das Gerät kann in eine Instrumententafel eingebaut werden und weist eine Skalenplatte 11, einen >> ersten Zeiger 12, einen zweiten Zeiger 14 und einen Drehzeiger 15 auf. Die Skalenplatte 11 hat eine bogenförmige innere Skala 16 und eine bogenförmige äußere Skala 18, die durch einen bogenförmigen Schlitz 19 in der Skalenplatte 11 voneinander getrennt sind. Der wi Zeiger 12 dreht sich um eine Achse 20 im Mittelbereich der Skalenplatte 11 und arbeitet mit der inneren Skala 16 zusammen, um das Drehmoment eines Motors anzuzeigen. Der zweite Zeiger 14 ist gegenüber dem ersten Zeiger 12 deutlich anders geformt, damit die i<~> beiden Zeiger leicht zu unterscheiden sind. Er dreht sich ebenfalls um die Achse 20 und arbeitet mit der inneren Skala 16 zusammen, so daß er das Drehmoment eines zweiten Motors anzeigt. Der Drehzeiger 15 bewegt sich

im Schlitz 19. Seine Zeigerspitze 15a arbeitet mit der äußeren Skala 18 zusammen und zeigt die Summe der von dem ersten Zeiger 12 und dem zweiten Zeiger 14 angegebenen Größen an.

In F i g. 2 ist teilweise geschniuen der untere Teil des Drehmomentanzeigers zu erkennen. Ein erster Drehmomentmotor 21 treibt eine Welle 22 und ein erstes Antriebszahnrarl 23, das mit einem ersten, auf einer Welle 25 befestigten Übertragungszahnrad 24 kämmt. Der Zeiger 12 ist auf der Welle 25 befestigt

Ein zweiter Motor 26 hat eine ein zweites Antriebszahnrad 29 tragende Welle 28. Das Zahnrad 29 treibt ein starr auf einer konzentrisch bezüglich der Welle 25 angeordneten, rohrförmigen Welle 31 befestigtes Übertragungsrad 30. Auf der Welle 31 ist der Zeiger 14 befestigt, und diese Welle ist von der Welle 25 mittels eines Gleitringes 36 getrennt

Das Ende des zugehörigen Instrumentengehäuses 32 ist in Fig.2 ungeschnitten dargestellt Dieses vordere Ende 34 hat eine Rippe mit größerem Durchmesser als das übrige Gehäuse, die als Anschlag 3^ für die Befestigung des Gehäuses in einer öffnung der Instrumententafel dient

Die Skalenplatte 11 ist, wie in Fig.2 dargestellt, unmittelbar hinter den Zeigern 12 und 14 angeordnet Eine erste Befestigungsplatte 38 befindet sich im Gehäuse direkt vor den Motoren 21 und 26, die auf dieser Platte befestigt sind. Auf der Platte 38 sind außerdem Kugellager 39 für die Welle 25 vorgesehen. Eine zweite Befestigungsplatte 40 befindet sich vor dem Zahnrad 29 und ist über Abstandsstücke 38a (F i g. 3) mit der Platte 38 verbunden. Die Platte 40 trägt Führungsstützen 41 und 42 und bildet ein zylindrisches Wellengehäuse 44.

Lager 45 und 46 sind an der inneren zylindrischen Öffnung im Gehäuse 44 angebracht und dienen zur Lagerung der rohrförmigen Welle 31. Das Gehäuse 44 hat zu seinem vorderen Ende hin einen verringerten Außendurchnesser und bildet eine axiale Halterung 44a, auf der das Drehzeiger-Trägerrad 47 befestigt ist Auf den Führungsstützen 41 und 42 sind kugelgelagerte Stützringe 80 und 81 befestigt, die in Nuten am äußeren Rand des Drehzeiger-Trägerrades 47 passen, so daß eine Drehbewegung des Rades möglich ist, ohne daß dieses wackelt oder andere unerwünschte Bewegungen ausführt

In F i g. 3 ist der Drehmomentanzeiger teilweise im Schnitt dargestellt Er ist von einem Gehäuse 32 umschlossen, das als Verschluß ein vorderes Fenster 48 aufweist. Ein elektrischer Stecker 50 ist sich nach außen erstreckend an der hinteren Seite der Rückwand 49 angebracht, um eine Verbindung mit einem äußeren elektrischen Schaltkreis (nicht gezeigt) zu ermöglichen.

Eine entsprechende elektrische Schaltung setzt die von den Motoren aufgenommenen Eingangssignale in einen Gleichstrom um, um die Bewegung der Drehmomentmotoren 21 und 26 (Fig.2) und damit die der Antriebszahnräder 23 und 29 zu steuern. Das Zahnrad 23 kämmt mit dem Zahnrad 24 (F i g. 2), das seinerseits mit dem ersten Eingangszahnrad 62 des Differentialgetriebes 64 kämmt und dieses antreibt. Das Zahnrad 29 kämmt mit dem Zahnrad 30, das ein zweites Eingangszahnrad 65 antreibt Das Differentialgetriebe 64 bev/irkt eine Drehung der Welle 66, welche gleich dem Mittelwert der Drehungen ist, die dem Differentialgetriebe 64 über die Za' nräder 62 und 65 zugeführt werden. Das Zahnrad 68 ist auf der Welle 66 befestigt, so daß ihre Bewegung unmittelbar auf dieses mit dem Zahnrad 69 kämmende Zahnrad übertragen wird. Das Zahnrad 69 bildet einen Teil des Drehzeiger-Trägerrades 47. Der Drehzeiger 15 ist mit dem Trägerrad 47 mittels einer Schraube 70 verbunden. Er besteht aus

·, einer Zeigerspitze 15a, die mit der äußeren Skala 18 (Fig. 1) auf der Skalenplatte 11 zusammenarbeitet und sich auf der vorderen Seite dieser Platte befindet Ferner weist er ein Verbindungsteil 15b auf, das mit der Zeigerspitze 15a verbunden ist, sich durch den Schlitz 19

h, in der Platte 11 (Fig. 1) erstreckt und mittels der Schraube 70 am Trägerrad 47 befestigt ist Lager 71 und 72 halten die Abgabewelle 66 des Differentialgetriebes.

An der Platte 40 ist eine Lampe 74 angebracht und ein Vorsprung 76 dient zur Halterung eines Prismas 75

r> gegen einen Ring 78, der seinerseits am Fenster 48 anliegt

Die Lampe 74 und das Prisma 75 dienen zur Beleuchtung der Skalenplatte 11 und der zugehörigen Zeiger.

2« In der in Fig.4 gezeigten Da^rste!!ung ist die Anordnung der wesentlichen Elemente des Gerätes zueinander angedeutet Das Gehäuse 32 umschließt das gesamte Gerät Zwischen dem Fenster 48 (F i g. 3) und dem Prisma 75 befindet sich ein Trennring 78, der direkt

2', innen an der Innenkante des Gehäuses 32 anliegt Auf einem Kreis, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der der Innenkante des Ringes 78, sind drei Kugellager 79, 80 und 81 angeordnet, die in die Außenkante des Trägerrades 47 eingreifen. Der Schlitz 19 in der

in Skalenplatte 11 hat einen etwas kleineren Außendurchmesser als das Rad 47. Der Drehzeiger 15 wird mittels des Rades 47 entlang dem Schlitz 19 bewegt, und seine Zeigerspitze 15a arbeitet mit der äußeren Skala 18 zusammen.

π Ein erster Satz Zahnräder mit den Zahnrädern 69,30 und 24 und ein zweiter Satz mit den Zahnrädern 68,65 und 62 haben gleiche Durchmesser. In F i g. 4 sind die Zahnräder 68,65,62 jeweils durch einen einzelnen, den Durchmesser andeutenden Kreis dargestellt, und die

.in Lag? der drei Zahnräder bezüglich der Achse 20 ist zu erkennen. Das Zahnrad 68 liegt am weitesten vorne, und hinter diesem sind die Zahnräder 65 und 62 angeordnet

Wie in F i g. 4 dargestellt, ist der Motor 21 über die Welle 22 (Fig.2) mit dem Zahnrad 23 verbunden, das

π mit dem Zahnrad 24 kämmt, welches seinerseits über eine Welle 25 (F i g. 2) mit dem Zeiger 12 verbunden ist. Das Zahnrad 24 kämmt zur Drehung des Differentialgetriebes 64 (F i g. 3) auch mit dem Zahnrad 62. In entsprechender Weise ist der Motor 26 über eine

in Welle 28 (F i g. 2) mit dem Zahnrad 29 verbunden, das mit dem Zahnrad 30 kämmt, welches über die Weile 3i (F i g. 2) mit dem Zeiger 14 verbunden ist. Das Zahnrad 30 kämmt zur Drehung des mit der Welle 66 (F i g. 3) verbundenen Differentialgetriebes 64 auch mit dem

■ν, Zahnrad 65. Die Welle 66 ist starr mit dem Zahnrad 68 verbunden, das mit dem einen Teil des Trägerrades 47 bildenden Zahnrad 69 kämmt, so daß durch den Schlitz 19 in der Skalenplr Ite 1 hindurch die Zeigerspitze 15a des Drehzeigers 15 bewegt werden kann.

mi Wie in den Fig.2 und 3 dargestellt, wird im Betrieb die Drehbewegung des Motors 21 über- iie Welle 22 direkt auf das Zahnrad 28 übertragen, das mit dem Zahnrad 24 kämmt, so daß auch dieses bewegt wird und seinerseits über die Vt die 25 den Zeiger 12 dreht.

ι. Die auf das Zahnrad 24 übertragene Drehbewegung wird auch dem Zahnrad 62 zugeführt.

In entsprechender Weise wird die vom Drehmomentmotor 26 gelieferte Drehbewegung über die Welle 28

auf das Antriebszahnrad 29 übertragen, so daß das Zahnrad 30 angetrieben wird, das seinerseits über die Welle It den Zeiger 14 bewegt.

Die Drehbewegung des Zahnrades 30 wird auch auf das Zahnrad 63 übertragen. Die Drehbewegungen der Zahnräder 62 und 65 werden mit Hilfe des Differentialgetriebes 64 gemittelt, und diese mittlere Bewegung wird der Welle 66 zugeführt, die diese Bewegung auf das Ritzel 68 überträgt Dieses Ritzel 68 treibt das Zahnrad ($9 und bewegt dabei das Drehzeiger-Trägerrad 47. Der Drehzeiger 15 ist so mit dem Trägerrad 47 verbunden, daß seine Winkelbewegung immer der des Differentialgetriebes 64 entspricht und daher den Mittelwert der von dem ersten Zeiger 12 und dem zweiten Zeiger 14 angezeigten Bewegungen ergibt. Somit befindet sich die Zeigerspitze 15a immer an einer Stelle, die in der Mitte zwischen den Winkelstellungen der Zeiger 12 und 14 liegt.

Wie in F i g. 1 dargestellt, ist die Teilung der äußeren Skala 18 doppelt so groß wie die der inneren Skala 16, so daß die Werte auf der äußeren Skala jeweils doppelt so groß sind wie die auf der inneren Skala. Bei dieser Beziehung zwischen der inneren Skala 16 und der äußeren Skala 18 zeigt die Zeigerspitze 15a auf der äußeren Skala 18 die Summe derjenigen Werte an, die auf der Skala 16 durch die Zeiger 12 und 14 bezeichnet werden, da die Summe dieser angezeigten Werte gleich dem Doppelten des Mittelwertes dieser Größen ist, wie sie durch die Winkelstellung des Drehzeigers 15 angezeigt werden.

Man erkennt, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine kontinuierliche Anzeige des abgegebenen Drehmoments von jedem der beiden Motoren sowie die Summe dieser von den beiden Motoren gelieferten Werte möglich ist. Die Werte von jedem der beiden Motoren werden mittels zweier Zeiger angegeben, die leicht abzulesen und zu verstehen sind. Die Summe der Motorenwerte wird mittels eines Drehzeigers angezeigt, der eine Verlängerung der beiden Zeiger bildet, wenn beide Motoren den gleichen Wert erzeugen, so daß im wesentlichen der Eindruck eines Einzeiger-Gerätcs entsteht. Erzeugen die beiden Motoren ungleiche Werte, so ermöglicht der Antrieb des Drehzeigers von der Hinterseite der Skalenplatte durch einen Schlitz hindurch die Ablesung so, als wäre nur ein einzelner Zeiger oder ein Teil einer Anzeigenadel vorhanden, ohne daß die Schwierigkeiten und Unklarheiten auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehmomentanzeiger mit einer mindestens eine Skala aufweisenden Skalenplatte und mit mindestens einem Zeiger, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenplatte (11) zwei sich um eine Mittelachse (20) erstreckende, bogenförmige Skalen (16,18) aufweist, zwischen denen ein bogenförmiger Schlitz (19) vorhanden ist, daß ein erster und ein zweiter Zeiger (12, 14) zur Anzeige der Drehmomente von zwei Maschinen auf jeweils einer der Skalen (16,18) koaxial und unabhängig voneinander drehbar an der Vorderseite der Skalenplatte (U) angeordnet sind und daß ein dritter Zeiger (15) hinter der Skalenplatte (U) auf der Mittelachs (20) befestigt ist und sich durch den Schlitz (19) vor eine der Skalen (16, 18) erstreckt sowie mit einem Antrieb zur Bewegung im vorbestimmten Verhältnis zur Bewegu.13 des ersten und zweiten Zeigers (12, 14) verbünde:» ist.

2. Drehmomentanzeiger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Zeiger (12, 14, 15) gekoppeltes Differentialgetriebe zum Antrieb des dritten Zeigers (15) in Abhängigkeit von der Summe der Bewegungen des ersten und des zweiten Zeigers (12,14).

3. Drehmomentanzeiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Länge des ersten und des zweiten Zeigers (12, 14) im wesentlichen gleich dem radialen Abstand der Innenkante des dritten Zeigers (15) von di;r Mittelachse (20) ist

4. Drehmomentanzeige. n?ch Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß de? srste Zeiger (1:2) mit einer mittleren Welle (25) verbunden ist, die sich koaxial durch eine hohle Welle (31) erstreckt, an der der zweite Zeiger (14) befestigt ist, daß der dritte Zeiger (15) mit einem auf der hohlen Welle (31) angeordneten Trägerrad (47) verbunden ist und daß das Trägerrad (47) mittels des über die mittlere Welle (25) und die hohle Welle (31) antreibbaren Differentialgetriebes (64) bewegbar ist

5. Drehmomentanzeiger nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch in stützendem Eingriff mit dem Rand des Trägerrades (47) stehenden Rollen (79,80, 81).

6. Drehmomentanzeiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen in Eingriff mit einer Ringnut im Rand des Trägerrades (47) stehen.