DE1021677B

DE1021677B - Mechanischer Drehmomentverstaerker

Info

Publication number: DE1021677B
Application number: DES45593A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Genthe; Albert Blattmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-09-17
Filing date: 1955-09-17
Publication date: 1957-12-27

Description

Mechanischer Drehmomentverstärker Die Erfindung bezieht sich auf einen mechanischen Drehmomentverstärker mit Reibbändern oder anderen Reibkörpern, insbesondere zum Einbau in Steuerorganen, die von Hand willkürlich verstellt werden sollen. Derartige Drehmomentverstärker sind auf den verschiedensten Gebieten, so z. B. auf dem Gebiet der Schiffssteuerung und der Fahrschalterbetätigung elektrischer Triebfahrzeuge, im Einsatz. Jeder Drehmomentverstärker ist für ein bestimmtes Eingangsdrehmoment und eine bestimmte durch die Leistung und Untersetzung des Hilfsmotors bedingte maximale Leistung und Winkelgeschwindigkeit am Abtrieb ausgelegt. Durch die meist direkt wirkenden Handhaben besteht bei rascher und mit Kraft geführter Betätigung durch das Bedienungspersonal die Gefahr der eingangsseitigen Überlastung des Drehmomentverstärkers. Da diese Überlastungen von den eingangsseitig betätigten Teilen, z. B. den Reibbändern od. dgl., aufgenommen werden müssen, besteht bei diesen. die Gefahr der Beschädigung bzw. Zerstörung dies Verstärkers. Insbesondere bei Schiffsruderanlagen, die im allgemeinen mit einer großen Handhabe ausgerüstet sind, kann vom Bedienungspersonal relativ leicht ein zu großes Drehmoment an der Antriebswelle des Verstärkers ausgeübt werden.
Die Erfindung macht die bekannten Drehmomentverstärker überlastungssicher und bewirkt dadurch eine erhöhte Betriebssicherheit. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und die Abtriebswelle vorzugsweise innerhalb des Drehmomentverstärkers selbst miteinander mit einem entsprechenden Leergang gekuppelt sind und daß ein elastisches Glied vorgesehen ist, das zwischen einer der Wellen und den Reibbändern wirkt. Dadurch wird erreicht, daß bei einem überhöhten Drehmoment an der Antriebswelle das elastische Glied nachgibt und die Antriebswelle direkt nach Durchlaufen des geringen Leerganges auf die Abtriebswelle gekuppelt wird. Damit muß, sofern die Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebswelle größer ist als die der Abtriebswelle, das gesamte Drehmoment, das die Abtriebswelle zur Bewegung des zu steuernden Organs benötigt, vom Bedienungspersonal aufgebracht werden. Damit ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß nicht nur der Drehmomentverstärker entlastet ist, sondern daß gleichzeitig auch bei Schäden im Drehmomentverstärkereine Notbedienung unter Ausschluß des Drehmomentverstärkers stattfinden kann.
Einzelheiten der Ausführung des Drehmomente erstärkers gemäß der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert und deren Wirkungsweise beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt im Seiten- und die Fig. 2 im Aufriß die für die Erfindung wesentlichen Konstruktionsteile. Die mit dem Betätigungsorgan verbundene Antriebswelle 1 ist zentrisch in der mit dem zu steuernden Organ verbundenen Abtriebswelle 2 gelagert. Mit der Antriebswelle 1 ist ein Arm 3 verbunden, der über Federn 4 und 5 auf den Teil 6, der lose auf der Antriebswelle 1 aufgesetzt ist, einwirkt. Am Teil 6 ist der Bolzen 7, der das eine Ende eines der Reibbänder 8 trägt, befestigt. Das andere Ende des Reibbandes 8 ist mit dem Bolzen 9, der seinerseits über den Teil 10 mit der Abtriebswelle 2 starr verbunden ist, befestigt.
Wird die Antriebswelle 1 z. B. in Uhrzeigerrichtung bewegt, so bewegt sich auch der Arm 3 in Uhrzeigerrichtung und drückt die Feder 5 zusammen. Dadurch wird. auch der Teil 6 und damit der damit verbundene Bolzen 7 in Uhrzeigerrichtung bewegt. Das Reibband 8 legt sich auf eine nicht gezeichnete angetriebene Trommel, wodurch der Teil 10 und damit auch die Abtriebswelle nachgestellt wird. Die Anordnung eines Drehmomentverstärkers mit Reibbändern ist an sich bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt. Wird nun an der Antriebswelle 1 ein Drehmoment ausgeübt, das vom Verstärker nicht schnell genug verarbeitet werden kann, so wird die Feder 5 so weit zusammengepreßt, daß sich die Nase 3' am Arm 3 an Seitenflächen einer in der Abtriebswelle 2 vorgesehenen Aussparung 11 legt und damit die Antriebswelle direkt auf die Abtriebswelle kuppelt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen im Seiten- und Aufriß eine andere konstruktive Ausgestaltung eines Drehmomentv erstärkers gemäß der Erfindung. Auch hierbei sind die üblichen und bekannten Anordnungen, wie Reibbänder od. dgl., weggelassen. Der Antrieb erfolgt bei dieser Anordnung über ein Ritzet 12, das frei drehbar über dem mit den Reibbändern od. dgl. verbundenen Teil 13 und damit über der Antriebswelle 1 gelagert ist. Ein Mitnehmerteil 14, der mit einem Kitzel 12 starr verbunden ist, greift unter Zwischenschaltung der Federn 15 und 16 am Teil 13 und damit an den Reibbändern od. dgl. des Drehmomentverstärkers an. Bei überhöhtem Drehmoment am Ritzel 12 weichen die Federn 15 bzw. 16 so weit aus, daß das Ritzel 12 mit Hilfe des Mitnehmerteiles 14 direkt mit dem Abtrieb 2 gekuppelt wird. Hierzu greift der Mitnehmerteil 14 in eine Aussparung 17 eines mit der Abtriebswelle starr verbundenen Flansches 18 ein.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das federnde Element direkt mit den Reibbändern verbunden bzw. von diesen gebildet ist. Die mechanische Kupplung bei Überschreiten des Eingangsdrehmomentes kann in ähnlicher Weise, wie unter Fig. 1 bis 4 beschrieben, erreicht werden. Auf der Reibtrommel 19 liegt das Band 20 entsprechend der auf die Bolzen 21 und 22 ausgeübten Kräfte an. Das Reibband, z. B. ein Band aus Federstahl, ist nahe dem Bolzen 21, der vorzugsweise mit dem Antrieb verbunden ist, derartig gebogen, daß das Band selbst an dieser Stelle bei überhöhtem Drehmoment federnd nachgibt und die mechanische Klauenkupplung zur Wirkung kommen läßt.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Reibband 23 unter Zwischenschaltung eines Hebels 24 mit einer Handhabe 25 bzw. einer entsprechenden Antriebswelle verbunden ist. Das elastische Glied wird hierbei von einer zwischen den Hebel 24 und der Handhabe 25 eingeschobenen Feder 26 gebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die gezeichneten Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr geben diese lediglich Anhaltspunkte für die mechanisch vielgestaltigen Änderungsmöglichkeiten eines Drehmomentverstärkers gemäß der Erfindung. Insbesondere in der Gestaltung der elastischen Glieder und in der Ausführungsform der mechanischen Kupplungen können mannigfache Änderungen vorgenommen werden. An Stelle einer Spiralfeder können ohne weiteres auch die bekannten Schwingmetalle eingesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1.. Mechanischer Drehmomentverstärker mit Reibbändern oder anderen Reibkörpern, insbesondere zum Einbau in Steuerorganen, die von Hand willkürlich verstellt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und die Abtriebswelle vorzugsweise innerhalb des Drehmomentverstärkers miteinander mit einem entsprechenden Leergang gekuppelt sind und daß ein elastisches Glied vorgesehen ist, das zwischen einer der Wellen und den Reibbändern wirkt, derart, daß bei Überwindung des elastischen Gliedes die beiden Wellen direkt gekuppelt werden.
2. Drehmomentverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß An- und Abtriebswelle innerhalb des Drehtnomentverstärkers ein gewisses Stück konzentrisch ineinander, vorzugsweise die Antriebs- in der Abtriebswelle geführt sind und daß in diesem Bereich vorzugsweise die mit einer gewissen Lose versehene Kupplung vorgesehen ist.
3. Drehmomentverstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das Drehmoment übertragende Kitzel federnd auf der Antriebswelle aufgesetzt ist, so daß es sich bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes auf dieser Welle verdrehen kann, und daß eine mit einer Lose versehene Kupplung vorgesehen ist, die das entsprechend verdrehte Kitzel direkt auf die Abtriebswelle kuppelt.
4. Drehmomentverstärker nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbänder selbst federnd befestigt sind, und zwar mit einer entsprechend vorgespannten Feder.
5. Drehmomentverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebolzen für die Bänder nachgiebig an ihren Steuerhebeln bzw. Scheiben befestigt sind.
6. Drehmomentverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Enden jedes Reibbandes nachgiebig ausgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 563311, 7093-18; schweizerische Patentschriften Nr. 126036, 244138: britische Patentschrift Nr. 2468-17.