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Reibradverstärker Zur Verstärkung von Meßwerten aller Art kommen neben
elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeitenden Verstärkern auch rein mechanische
Verstärker in Form eines. Reibradgetriebes in. Betracht.
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Ein solcher Reibradv erstärker besteht im wesentlichen aus einer ständig
umlaufenden und zu diesem Zweck motorisch angetriebenen Trommel und. einer auf der
Trommel abrollenden Reibrolle. Die Reibrolle ist um zwei Achsen schwenkbar gelagert,
und zwar einmal so, daß, durch die Schwenkbewegung die Umlaufachse der Rolle gegen,
die Trommelachse geneigt wird, und zum anderen in der Weise, daß die Reibrolle,
verursacht durch ihre Achsenneigung, eine Nachlaufbewegung in Längsrichtung der
Tromtnel auszuführen vermag. Dabei ist die erstgenannte Schwenkbewegung (Neigung
der Rollenachse) gleichbedeutend mit der Einführung des Meßwertes in den Verstärker
und die zweite, d.h. die Nachlaufbewegung gleichbedeutend mit; der verstärkten Ausgangsbewegung
des Verstärkers.
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Bei den älteren Ausführungen solcher Rei.bradveratärker hat die Trommel
Zylinderform, und die Reibrolle ist für die Ausführung ihrer Nachlaufbewegung so
gelagert:, daß die Schwenkebene der Nachlaufbewegung den Zylindermandel der Trommel
tangiert. Der Berührungspunkt der Reibrolle auf dem Trommelmantel beschreibt also
bei der Nachlaufbewegung einen Kreisbogen und bleibt somit nicht auf ein, und derselben
Erzeugenden des Zylindermantels. Dabei wird die Abweichung in
Richfung
des Schwenkradius um so größer sein, je kleiner dieser ist. Aus konstruktiven Gründen
wird man, "insbesondere wenn, wie häufig, auf gedrängte Bauart Wert zu legen: ist,
an.einen verhältnismäßdg kleinen Schwenkradius gebunden sein und deshalb folgenden
Nachteil in Kauf nehmen müssen: je mehr der vom Reibrollenberührungspunkt beschmiebene
Kreisbogen von der diesen tangierenden Erzeugenden abweicht,. um so mehr entfernt
sich jene 'Schwenkachse, mit welcher die Reibrollenachse gegen die Zylinderachse
geneigt wird., von dem Berührungspunkt zwischen Reibrad und Trommel. Dies hat zur
Folge, daß ein von der Ausgangsseite des Verstärkers her auftretender Widerstand
ein Reaktionsmoment auf die Reibrolle ausübt, dem der in en Verstärker eingeführte
schwache Meßwert nicht das Gleichgewicht zu halten vermag; und das sich infolgedessen
in Fehlern auswirken muß: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen grundsätzlichen
Mangel zu beseitigen. Zu diesem Zweck soll der Erfindung. gemäß, dafür gesorgt werden,
daß der Berührungspunkt der Reibrolle mit der Trommel stets auf ein und derselben
Erzeugenden bleibt, weil alsdann, wie nach dem Obengesagten ohne weiteres. einzusehen
ist, die eigentliche Fehlerquelle fortfällt: Dieser Forderung ist dann Genüge getan,
wenn die Schwenkebene der Nachlaufbewegung mit der Trommelachse zusammenfällti und
die Trommelerzeugende kreisbogenförmig mit der Schwenkachse der Nachlaufbewegung
als. Mittelpunkt gekrümmt, ist. Dabei ist, ,es grundsätzlich gleichgültig, ob die
Trommel ballig, -d. h. also .etwa tonnan,förrnigoder ausgehöhlt, gestaltet wird.
Welche der beiden Formen in Betracht kommt, richtet sich danach, ob die Reibrolle
und deren Nachlauf-Schwenkachse auf verschiedenen Seiten der Trommel oder auf ein
und derselben Seite angeordnet send. Aus konstruktiven Gründen wird es; vielfach
vorteilhafter sein, Nachlaufächse und Reibrolle auf ein und derselben Trommelseite
anzuordnen und demgemä3 dneTrommelerzeugendeeinwärts.zukrümmen.
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Eine solches! Aus£übrungsbeis.piel veranschaulicht die Zeichnung.
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Die Trommel i wird vermittels einer Kupplung 2 von einem Motor 3 angetrieben.
Gegen den Umfang der Trommel i wird eine Reibrolle 4 vermittels einer Feder 5 gedrückt.
Die Rolle 4 ist; in einer Gabel 6 gelagert, die ihrerseits eine Schwenkachse 7 aufnimmt.
Die Schwenkachse 7 ist in einem Kugellager 8 leicht drehbar geführt und mit einem
Schwenkarm 9 ausgerüstet, an dem der zu verstärkende Meßwert angreift, derart, daß
eine Schwenkbewegung des Armes 9 die Neigung der Reibrollenumlaufachse iö gegen
die Umlaufachse der Trommel i ändert.
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Eine solche Änderung hat, wie für Reibradverstärker kennzeichnend,
eine Nachsaufbewegung in Längsrichtung der Trommelachse zur Folge. Bei dieser Nachlaufbewegung
wird die Reibrolle 4 mit samt der Gabel 6 und der Achse 7 um eine Nachläufachse
ii geschwenkt. Die Lagerung 8 der Achse 7 nimmt ein Rahmen 2 auf, der, wie aus Abb.
2 ersichtlich, zwei Schwenkzapfen 13 und 14 aufweist. Diese sind in einem nicht
dargestellten Rahmen gelagert.
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Bei der Nachlaufbewegung beschreibt der Berührungspunkt der Rolle
4 am Mantel der Trommel i einen Kreisbogen um. die Achsre i i: Demgemäß: hat nach
der Erfindung die Erzeugende der Trommel i Kreisbogenform mit einem Krümmungsradius,
konzentrisch zur Achse ii.
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Dabei ist für die durch die Erfindung gegebene grundsätzliche Verbesserung
bemerkenswerte, daß bei. allen Stellungen, also auch bei beliebig großen Ausschlägen
der Rolle i i (von ihrer in Abb. i veranschaulichten Mittelsitellung), die Achse
7 stets durch den Berührungspunkt der Rolle 4 mit dem Mantel der Trommel i geht.
Infolgedessen können etwaige von der Ausgangsseite des, Verstärkers herrührende
Widerstände sich niemals störend auf die eingangsiseitige Steuerung auswirken.
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Hervorhebung im Vergleich zu einem Reibrad-Betriebe mit zylindrischer
Trommel verdient auch noch der Umstand, däßi sich bei der Ausführung gemäß der Erfindung
das Übersetzungsverhältnis zwischen; dem Ausschlage des Armes 9 und dem Schwenkwinkel
der Reibrollenachse ro im Zusammenwirken mit der Nachlaufbewegung um die Achse ri
sehr einfach durch bloßes Verschieben des. Armes 9 längs der Achse 7 verändern läßt.
In dem Augenblick, in dem bei einer Rechtsverschiebung des Armes 9 dieser mit der
Achse z i zusammenfällt; -wird das Übersetzungsverhältnis unendlich. Es, stellt
sich dann nämlich nicht mehr wie sonst ein Gleichgewicht zwischen Ausschlag des
Armes g und Nachlaufweg der Rolle 4 ein. Unter solchen Umständen kann das Getriebe
gemäß der Erfindung als Integrator verwendet werden.