DE963030C

DE963030C - Torque amplifier

Info

Publication number: DE963030C
Application number: DES34766A
Authority: DE
Inventors: Albert Blattmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-08-13
Filing date: 1953-08-13
Publication date: 1957-05-02

Description

Drehmomentverstärker Zur Drehmomentverstärkun.g bei beliebigen Antrieben sind schon mehrere Anordnungen bekanntgeworden, welche es gestatten, an der getriebenen Welle eine vielfach verstärkte Kraftleistung im Vergleich zu der an der Antriebswelle (Steuerwelle) zugeführten Leistung abzunehmen. Es sind beispielsweise mechanische, sogenannte Kraft- oder Synchronverstärker bekannt, bei denen Antriebs-und getriebene Welle sich praktisch in absolutem Gleichlauf befinden, ohne jsede Drehzahlübersetzung. Die schwachen Antriebskräfte eines drehbaren Steuergliedes werden durch eine Hilfskraft verstärkt, die an einem selbständig umlaufenden Treibglied angesetzt wird. Die Übertragung der "Hilfskraft erfolgte bisher ausschließlich durch Vermittlung von dehnbaren oder anschmiegbaren Bändern, Ringen, Backen .od. dgl., die sich bei Drehung des Steuergliedes an die treibende Reibtrommel ` anlegen. Es ist auch bereits bekannt, zwei Verstärkereinri-chtungen, die mit zwei gegensinnig umlaufenden Trommeln arbeiten, miteinander antriebs.- und abtriebsseitig zu kuppeln, so daß die ganze Verstärkereinrichtung für beide Drehrichtungen in gleicher Weisse betriebsfähig ist.Torque amplifier For torque amplification with any drive several arrangements have already become known which allow the driven Shaft a much stronger power output compared to that on the drive shaft (Control shaft) to decrease the power supplied. There are, for example, mechanical, so-called force or synchronous amplifier known, in which drive and driven Shaft are practically in absolute synchronism, without any speed ratio. The weak driving forces of a rotatable control member are assisted by an auxiliary force reinforced, which is attached to an independently rotating drive link. The transfer the "auxiliary worker has so far been carried out exclusively through the placement of flexible or conformable bands, rings, jaws .od. Like., Which are upon rotation of the control member on the driving friction drum `. It is also already known to have two amplifier devices, which work with two drums rotating in opposite directions, drive and To be coupled on the output side, so that the entire amplifier device for both directions of rotation is operational in the same white.

Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls ein Drehmomentverstärker für Rechts- und Linkslauf, bei dem die Hilfskraft an zwei gegenläufigen Trommeln zugeführt wird, die wahlweise in Abhängigkeit von der Stellung der vorzugsweise von Handgesteuerten Antriebswelle de getriebene Welle mitnehmen, wobei Antriebs- und getriebene Welle in Flucht hintereinan.derliegen. Im Gegensatz zu dem Bekannten ist der Drehmomentverstärk:er nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplungselement zwischen den beiden Trommeln und der getriebenen Welle zwei Reibungskupplungen mit Reibflächen nahezu senkrecht zur Kupplungsachse; z. B. zwei Lamellenkupplungen, vorgesehen sind, die in an sich bekannter Weise wahlweise durch eine nach dem Prinzip der Keilwirkung arbeitende Kraftübersetzung in Abhängigkeit von der Stellung der Antriebswelle zur Stellung der getriebenen Welle eingerückt, z. B. zusammengepreßt werden.The invention also relates to a torque booster for Clockwise and anticlockwise rotation, in which the auxiliary is supplied to two drums rotating in opposite directions is, optionally depending on the position of the preferably manually controlled Drive shaft take the driven shaft with you, with drive shaft and driven shaft in line one behind the other. In contrast to the well-known, the torque booster is: he according to the invention characterized in that as a coupling element between the two drums and the driven shaft two friction clutches with Friction surfaces almost perpendicular to the coupling axis; z. B. two multi-plate clutches, are provided, in a manner known per se, optionally by one according to the principle the wedge effect working power transmission depending on the position of the Drive shaft engaged to position the driven shaft, e.g. B. compressed will.

Die Verwendung von Kupplungen, die nach dem Prinzip der Keilwirkung arbeiten, ist an sich für Umsteuergetriebe und Differentialgetriebe bekannt. Jedoch liegt diesen Getrieben eine wesentlich andere Aufgabe und ein entspre,-chend anderer Aufbau zugrunde. Differentialgetriebe bestehen aus einem Antrieb und zwei unabhängig voneinander laufenden getriebenen Teilen. Eine winkelgetreue Übertragung einer Antriebsstellung auf einen getriebenen Teil unter Einschaltung einer das Antriebsmoment verstärkenden Hilfskraft ist hier nicht vorhanden. Es ist im Gegensatz zu einem Drehmomentverstärker geradezu die Aufgabe eines Differentialgetriebes, für einen Ausgleich für an den beiden getriebenen Wellen auftretenden Momenten unter Freigabe einer winkelgetreuen Kupplung der beiden getriebenen Wellen bzw. der Antriebs- zur getriebenen Welle zu sorgen.The use of clutches operating on the principle of wedge action work is known per se for reversing gears and differential gears. However these gears have an essentially different task and a correspondingly different one Structure. Differential gears consist of one drive and two independently driven parts running from each other. A true-angle transmission of a drive position on a driven part with the involvement of a driving torque amplifying There is no assistant here. It's in contrast to a torque booster downright the task of a differential gear to compensate for the two driven shafts occurring moments releasing an angularly correct Coupling of the two driven shafts or the drive shaft to the driven shaft to care.

Bei einem Umsteuergetriebe unter Verwendung zweier Kupplungen liegt die Aufgabe vor, die Drehbewegung der getriebenen Welle ohne Umschaltung eines Zahnradvorgeleges od. dgl. umzusteuern. Hierbei kann in bekannter Weise von in Kehlflächen einlaufenden Rollen od. dgl. Gebrauch gemacht werden. Auch diese Getriebe sind in ihrer Wirkung und ihrem Aufbau wesentlich von einem Drehmomentverstärker verschieden, da auch sie keine Hilfskräfte in das Getriebe einführen, durch die die Bewegung einer z. B. von Hand betätigten Antriebswelle winkelgetreu und verstärkt auf die getriebene Welle übertragen wird.In a reversing gear using two clutches lies the task before the rotary movement of the driven shaft without switching a gear reduction or the like. This can be done in a known manner by running into throat surfaces Rolls or the like. Use can be made. These gears are also effective and their structure is essentially different from a torque booster, as well they do not introduce any assistants into the transmission through which the movement of a z. B. manually operated drive shaft true to angle and reinforced on the driven one Wave is transmitted.

Die Erfindung geht von folgender Erkenntnis aus: Die nach dem Seilreibungsprimzip arbeitenden Kupplungsbänder der bekannten Drehmomentverstärker übertragen das Drehmoment zum größten Teil nur durch die starke Anpressung im le,zten Bandteil. Bei vorgegebener Trommel- und Bandbreite bzw. bei vorgegebenem Trommelduzchmesser ist das maximal zulässige Kupplungsmonnent dadurch begrenzt, daß die in diesem letzten Teil auftretende Flächenpressung nicht beliebig gesteigert werden darf, da sonst die Abnutzung durch Abrieb zu groß würde. Ein Verstärker mit gleichmäßig vollbelasteten Reibflächen ließe an sich kleinere Abmessungen zu.The invention is based on the following knowledge: The clutch belts of the known torque amplifiers, which work according to the rope friction principle, transmit the torque for the most part only through the strong pressure in the lower part of the belt. With a given drum and belt width or with a given drum diameter, the maximum permissible coupling torque is limited by the fact that the surface pressure occurring in this last part must not be increased at will, since otherwise the wear would be too great. An amplifier with evenly fully loaded friction surfaces would allow smaller dimensions.

Der Verstärkungsfaktor der bekannten Drehmomentverstärker hängt außer von dem konstant gegebenen Umschlingungswinkel von 27o° noch vom Reibwert ,u des Kupplungsbelages ab. Zur Erzielung großer Verstärkungsfaktoren ist man deshalb auf trockene Reibung angewiesen und kommt praktisch nicht über den Wert 2o hinaus.The gain factor of the known torque amplifiers also depends from the given constant wrap angle of 27o ° nor from the coefficient of friction, u des Clutch lining. In order to achieve large amplification factors, one is therefore on dry friction and practically does not go beyond the value of 2o.

Diese Nachteile überwindet -der Drehmomientverstärker nach der Erfindung dadurch, daß, die Reibflächen nicht mehr auf dem Umfang angeordnet werden, sondern nahezu senkrecht zur Achse des Verstärkers vorgesehen sind. Das Einrücken der beiden Reibungskupplungen wird erfindungsgemäß durch einfaches Zusammendrücken der Reibungselem:ente erzielt.These disadvantages are overcome by the torque amplifier according to the invention in that, the friction surfaces are no longer arranged on the circumference, but are provided almost perpendicular to the axis of the amplifier. The indentation of the two Friction clutches according to the invention by simply pressing the Reibungselem: duck achieved.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung (Fig. i und a) dargestellten Drehmomentverstärkers im einzelnen beschrieben. Der in den Figuren dargestellte Drehmomentverstärker besteht in bekannter Weise aus der Eingangswelle i, an der beispielsweise :eine Handkurbel angeschlossen ist, der Ausgangswelle z, die mit der zu schaltenden Walze starr bzw. über ein Getriebe verbunden ist und den beiden Trommeln 3 und q., die in Abhängigkeit von einem nicht dargestellten Motor gegenläufig bewegt werden. Diese beiden Trommeln können mit Hilfe der Lamellenkupplungen 5 und 6, die, sofern die Stellung der Eingangswelle mit der Stellung der Ausgangswelle übereinstimmt, gelockert sind, an die Ausgangswelle gekuppelt werden. Das Einrücken der Lamellenkupplungen geschieht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe der Doppelkugeln 8, c9 und i o, i I. Diese Kugelpaare laufen einerseits auf einer schrägen Ebene und andererseits an der der jeweiligen Kupplung zugekehrten Seite auf einer zur Achse des Drehmdmentverstärkers nahezu senkrechten Ebene. Wird nun die schräge Ebene mit Hilfe der Eingangswelle i um einen bestimmten Winkel, der von der Steigung der Ebene abhängig ist, gedreht, so werden die Kugelpaare nach der :einen b:zw. anderen Seite verdrängt und drücken die Lamellenpackungen zusammen, so daß die getriebene Welle von der Trommel 3 bzw. von der Trommel q. in der einen oder anderen Richtung mitgenommen wird so lange, bis die Eingangswelle und Ausgangswelle übereinüstimmen und der Druck auf die Kugeln wieder nachläßt. Um den Drehmomentverstärker nach der Erfindung eine gzwisse Voreinstellung geben zu können, kann der die Kugeln enthaltende Körper mit seiner Schrägfläche in gewissem Grenzen so verschoben werden, daß. von vornherein schon ein gewisser Druck auf die Kupplungen gegeben wird. Weiterhin sind an den Kupplungsscheiben Mitnehmet vorgesehen, die dann zur Wirkung kommen, wenn die Antriebswelle schneller durchgedreht wird, als die entsprechende motorisch angetriebene Trommel umläuft. Im übrigen arbeitet der Drehmomentverstärker ,genauso wie die bekannten Verstärker, hat gegenüber diesen aber die wesentlichen Vorteile, daß bei gleicher Drehmomentverstärkung der Verstärker selbst viel kleiner ausfällt, da zur übertragung der Reibung die gesamten Flächen zur Anwendung kommen und nicht nur ein schmales Band. Weiterhin kann der Drehm:omentverstärker nach der Erfindung auch unter öl angeordnet werden, beispielsweise dann, wenn die Lamellen der .Kupplung aus Stahl gefertigt sind.The invention is described in detail with reference to the torque amplifier shown in the drawing (FIGS. I and a). The torque booster shown in the figures consists in a known manner of the input shaft i, to which, for example: a hand crank is connected, the output shaft z, which is rigidly connected to the roller to be switched or via a gear, and the two drums 3 and q. , which are moved in opposite directions depending on a motor, not shown. These two drums can be coupled to the output shaft with the aid of the multi-plate clutches 5 and 6, which are loosened if the position of the input shaft corresponds to the position of the output shaft. In the illustrated embodiment, the multi-plate clutches are engaged with the aid of double balls 8, c9 and io, i I. These pairs of balls run on the one hand on an inclined plane and on the other hand on the side facing the respective clutch on a plane almost perpendicular to the axis of the torque converter. If the inclined plane is now rotated with the help of the input shaft i by a certain angle, which is dependent on the slope of the plane, the pairs of balls are after the: a b: zw. the other side displaces and press the lamellar packings together, so that the driven shaft of the drum 3 or of the drum q. is taken in one or the other direction until the input shaft and output shaft match and the pressure on the balls subsides again. In order to be able to give the torque booster according to the invention a gzwisse presetting, the body containing the balls can be displaced with its inclined surface within certain limits in such a way that. a certain pressure is applied to the clutches from the outset. Furthermore, drivers are provided on the clutch disks, which take effect when the drive shaft is rotated faster than the corresponding motor-driven drum rotates. Otherwise, the torque booster works just like the known boosters, but has the essential advantages over them that with the same torque boost, the booster itself is much smaller, since the entire surfaces are used to transmit the friction and not just a narrow band. Furthermore, the torque booster according to the invention can also be arranged under oil, for example when the plates of the coupling are made of steel.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist es beispielsweise möglich, statt der Lamellenkupplungen auch eine beliebige andere Reibungskupplung, z. B. eine Konuskupplung, vorzusehen, sofern nur dafür Sorge getragen wird, daß der Einrückweg der Kupplung nicht zu groß ist. Weiterhin können statt der beschriebenen Kugeln auch jegliche andere reibungsarme Kraftühertragungskörper zur Anwendung kommen, die einerseits auf der schiefen Ebene gleiten und die gegenüberliegende gerade oder gegebenenfalls nach der anderen Seite geneigte Wandung quer verschieben. S.o haben sich beispielg: weise statt Kugeln auch Rollen bewährt, die die nämliche Funktion ausführen.The invention is not limited to the exemplary embodiment described, but can be modified in various ways. For example, it is possible instead of the multi-plate clutches, any other friction clutch, e.g. B. one Cone clutch to be provided if only care is taken that the engagement path the clutch is not too big. Furthermore, instead of the balls described any other low-friction power transmission body can also be used, which slide on the one hand on the inclined plane and the opposite straight or if necessary, move the inclined wall transversely to the other side. Have so For example, instead of balls, rollers also have the same function carry out.

Claims

PATENT CLAIM: Torque amplifier with amplification for clockwise and counter-clockwise rotation, in which the auxiliary power is supplied via two counter-rotating drums which, depending on the position of the preferably manually operated drive shaft, entrained the driven shaft, with the drive and driven shaft being in alignment one behind the other, characterized in this , that as a coupling element between the two drums and the driven shaft, two friction clutches with friction surfaces almost perpendicular to the coupling axis, z. B. two multi-plate clutches are provided, which are engaged in a known manner either by a working on the principle of the wedge effect power transmission depending on the position of the drive shaft to the position of the driven shaft, z. B. be pressed together. References considered: British Patent No. 450749; US Patent Nos. 2 31 1 01 0 2,547,732.