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Drehmomentverstärker Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentverstärker
mit einem ständig laufenden Treibglied und einem diesem zur Reibungsmitnahme sich
anschmiegenden schraubenförmigen Band, an dessen Enden einerseits das .die vorgegebene
Bewegung .ausführende Steuerglied und andererseits das die nachgebildete Bewegung
ausführende Arbeitsglied angreift, wobei das Band von dem Kraft- nach dem Steuerende
verjüngt ausgebildet sein kann.
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Bei bekannten Verstärkern .dieser Art sind zwei trommelförmige, gleichachsig
zueinander und mit dem Steuerglied liegende Treibglieder vorgesehen. Jedes der Treibglieder
ist starr mit einem sie umgebenden, einseitig offenen Hohlzylinder verbunden, ,deren
gegenüberliegende Ränder verzahnt sind. Mit diesen Zähnen kämmt ein von dem Antriebsmotor
angetriebenes Kegelrad und dreht die beiden Trommeln in zueinander entgegengesetzten
Richtungen. Diese Verstärker haben den Nachteil, .daß durch den Zwischenraum, der
infolge des durch das Kegelrad bedingten Abstandes der beiden Hohlzylinder voneinander
zwischen .deren Rändern vorhanden ist, Staub oder andere Verunreinigungen zu den
Trommeln eindringen und damit die Reibung zwischen deren Oberflächen und dem Schraubenband
beeinträchtigen können.
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Durch die Erfindung ist dieser Mangel dadurch vermieden, daß das schraubenförmige
Band in einem Ölbad angeordnet ist. Auf diese Weise ist eine Konstanz des Reibungswertes
zwischen
Band und Treibglied erzielt. Die dadurch entstandene relative Veritiiri-. derung
der Reibung zwischen diesen beiden Gliedern kann durch Vergrößerung der Windungszabl
wieder ausgeglichen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine schematische Gesamtansicht des neuen Verstärkers,
wobei die Gehäuse der "Treibglieder und die sie umgebenden Käfige weggelassen sind.
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Abb.2 ist ein Querschnitt durch Einzelheiten des einen Treibgliedes
mit .den zugehörigen Gliedern, und Abb.3 ist ein Querschnitt nach Linie 111-III
in Abb. a.
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In Abb. i bedeutet i einen Elektromotor, der mit seiner Welle 2 und
.dem Zahnrad 3 Tiber die Zahnräder .l. und 5 die Welle 6 bzw. 7 antreibt. Auf der
Welle 6 sitzen fest das als Trommel ausgebildete Treibglied S und lose die Zahnräder
9 und io. Um .die Trommel 8 ist ein schraubenförmiges Band i i geschlungen, dessen
eines Ende durch einen Zapfen 12 mit .dem Rad 9 und dessen anderes Ende durch einen
Zapfen 13 mit dem-Rad io fest verbunden ist. In gleicher Weise sind auf der Welle
7 ein als Trommel ausgebildetes Treibglied 14 fest und zwei Zahnräder 15 und 16
lose angeordnet. Um die Trommel 14 ist ein schraubenförmiges Band 17 geschlungen,
von dem das eine Ende mittels eines Zapfens 18 mit dem Rad 15 und (las andere Ende
mittels eines Zapfens i9 mit dem Rad 16 fest verbunden ist. Die beiden Bänder i
i und 17 können zweckmäßig von ihren in der Zeichnung linken Enden bis zu ihren
rechten Enden mit allmählich abnehinender Breite ausgebildet sein. In die Räder
io arid 16 greift ein auf der Welle 20 fest sitzendes Zahnrad 21 ein, das mittels
des als Kurbel ausgebildeten Steuergliedes 22 verstellt werden kann. In die Räder
g und 15 greift ein auf der Welle -23 fest angeordnetes Zahnrad 2.a. ein. -.Mit
der Welle 23 ist ferner das nicht dargestellte Arbeitsglied, z. B. eine zu verstellende
Waffe, gekuppelt.
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In Abb. 2 sind die mit der Trommel lq. in unmittelbarem Zusammenhang
stehenden Glieder des Verstärkers dargestellt. Wie man erkennt, ist die Trommel
von einem Gehäuse 25 umgeben, welches an einem Flansch 26 der in dem Lager
27 drehbar angeordneten hohlen Ausgangswelle 28 befestigt ist. Der Flansch schließt
das Gehäuse öldicht ab. Auf der Ausgangswelle ist ferner das Rad 15 fest angeordnet.
In :der Hohlwelle 28 ist die an ihrem einen Ende das Rad 5 tragende Antriebswelle
7 ebenfalls drehbar gelagert. Das andere Ende der Welle 7 ist in der mit einem Flansch
29 versehenen Eingangswelle 30 drehbar angeordnet, die ihrerseits in dein Lager
31 drehbar ist. Auf der Eingangswelle 30 ist das durch das obenerwähnte Steuerglied
22 verstellbare Rad 16 befestigt. Das Gehäuse 25 ist an der Eingangsseite finit
einem zylin(trischen Stutzen 32 versehen und gegenfber :der Eingangswelle
30 mittels eines elastischen Rohres 33, z. B. aus Gummi, abgedichtet. Auf
.der Ausgangsseite ist die .@usgangswelle 28 gegenüber der Antriebswelle; durch
den elastischen Ring 34 abgedichtet. Das Gehäuse ist mindestens so weit mit Öl gefüllt,
daß das Band 17 in dem Öl läuft.
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In 'gleicher Weise wie die Trommel 14 ist die Trommel 8 von einem
Gehäuse umgeben, «-elches finit Öl gefüllt ist, in dem das Band i 1 läuft und «,-elches
gegenüber der Eingangswelle durch ein elastisches Rohr abgedichtet ist.
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Durch diese Ausführung der Abdichtung der Eingangswellen ist erreicht,
daß die Verlustmomente der Dichtungen klein bleiben, da die Eingangs- und Ausgangswellen
nur geringe Witikolabweichungen voneinander haben.
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DieWirkungsweise des neuen Drehmornentverstärkers ist folgende: Es
sei angenommen, daß der 'Motor i laufe und clahei das Rad 3 in dem Sinne des auf
demselben angegebenen Pfeiles drehe. Dann drehen sich die Räder d. und 5 und die
Trommeln 8 und 14 in Richtung der auf ihnen angedeuteten Pfeile, während alle übrigen
Glieder noch stillstehen. Die Bänder i i und 17 sind von ihren Trommeln abgehoben.
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Wird nun die Kurbel 22 iin Sinne des auf ihr angegebenen Pfeiles
verstellt, so drehen sich dabei die Räder io und 16 im Sinne der auf ihnen angedeuteten
Pfeile. Dadurch wird bewirkt, daß sich das Band 17 fest um die Trommel 14 -legt,-
das Band i i dagegen sich von der Trommel 8 weiter abhebt. Die T ronimel 1.1 nimmt
-daher das Band 17 und damit über den Zapfen 1.8 ,das Rad 15 mit, welche seinerseits
das Rad 24 und dadurch das nicht dargestellte Arbeitsglied antreibt. Da hierbei
das Rad 9 im gleichen Sinne und mit gleicher Geschwindigkeit umläuft wie das Rad
i o und das Band i 1, wie erwähnt, von der Trommel 8 abgehoben ist, hat diese Trommel
keinen Einfluß auf das Arbeitsglied.
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Wird die Kurbel 22 in entgegengesetztem Sinn als oben beschrieben
verstellt, soschlingt sich das Band i i fest um die Trommel 8, w '
hrend sich das Band 17 von der Trommel 1.1 abhebt. Dadurch wird bewirkt,
daß die Trommel 8 das Rad 9 mitnimmt und .dieses das Ra#t 2.4 und damit das Arbeitsglied
in der Drehrichtung der Kurbel dreht.
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Das Arbeitsglied wird also iin gleichen Sinne wie das Steuerglied,
jedoch mit einem
erheblich vergrößerten Drehmoment gedreht, dessen
Verhältnis zum Eingangsmoment annähernd konstant bleibt.
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Da in der Praxis ,die Bänder infolge von Fertigungstoleranzen nicht
immer sicher in der geometrischen Nullage stehen, wobei das eine Band z. B. einen
größeren Durchmesser aufweist als das andere, muß damit gerechnet werden, daß die
eine oder andere Trommel das Band bereits mitnimmt, bevor eine Steuerbewegung eingeleitet
ist. Um daher diese Ursymmetrie auszugleichen, ist ferner für jedes Band i i und
17 eine zusätzliche Aus-0 u eichfeder 35 bzw. 36 vorgesehen. DerAus -
gleich
.der Ursymmetrie wird wie folgt vorgenommen: Die zum Band mit dem größeren Durchmesser
gehörende Ausgleichfeder, z. B. 35, wird so eingestellt, daß beide Bänder in der
geometrischen Nullage im Gleichgewicht stehen. Die dem Band mit dem kleineren Durchmesser
zugeordnete Feder, z. B. 36, wird dagegen herausgenommen. Es erfolgt dann keine
unbeabsichtigte Mitnahme der Bänder.
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Schließlich ist, wie aus Abb.2 zu ersehen ist, zur Verhütung von Schwingungen
infolge zufälliger Berührung des entlasteten Bandes mit der Trommel jede derselben
von einem auf,der Ausgangswelle 26 des Verstärkers befestigten Käfig 37 umgeben,
der beispielsweise aus mehreren parallel zur Trommelachse in geringem Abstand von
dem Band liegenden Stäben besteht, die an ihren freien Enden durch einen Ring zusammengehalten
sind. Der Innendurchmesser des Käfigs ist derart gewählt, daß das voll abgehobene
Band am Käfig anliegt. Statt des aus Stäben bestehenden Käfigs kann auch, wie in
Abb.3dargestellt ist, ein. Hohlzylinder oder das Gehäuse verwendet werden, an dessen
Innenwand entsprechend den Stäben auf den Umfang verteilt mehrere Rollen 39 angeordnet
sind, gegen die sich das Band legt.