DE1021677B

DE1021677B - Mechanical torque amplifier

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.Mechanical Torque Amplifier The invention relates to a mechanical torque amplifiers with friction bands or other friction bodies, in particular for installation in control units that are to be adjusted arbitrarily by hand. Such Torque amplifiers are used in a wide variety of areas, such as: B. in the field the ship control and the drive switch actuation of electric traction vehicles, in action. Each torque amplifier is for a specific input torque and a certain one conditioned by the power and reduction of the auxiliary engine designed for maximum power and angular speed at the output. Most of the time Directly acting handling consists of quick and force-guided actuation by the operating personnel the risk of overloading the torque amplifier on the input side. Since these overloads from the input side operated parts, z. B. the friction bands or the like, must be included, exists with these. the risk of damage or destruction of this amplifier. Especially with ship rudders, which in general are equipped with a large handle, the operating personnel can relatively Too much torque can easily be exerted on the drive shaft of the amplifier.

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.The invention makes the known torque amplifiers overload-proof and thereby results in increased operational reliability. The invention is characterized in that that the input and output shafts are preferably within the torque booster themselves are coupled to each other with a corresponding backlash and that a elastic member is provided between one of the shafts and the friction bands works. This ensures that in the event of an excessive torque on the drive shaft the elastic member yields and the drive shaft directly after passing through the low idle speed is coupled to the output shaft. So, if the The speed of movement of the drive shaft is greater than that of the output shaft, the total torque used by the output shaft to move the organ to be controlled required, must be applied by the operating personnel. This also results in the advantage that not only the torque amplifier is relieved, but that at the same time Emergency operation to the exclusion of the torque amplifier even in the event of damage to the torque amplifier can take place.

Einzelheiten der Ausführung des Drehmomente erstärkers gemäß der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert und deren Wirkungsweise beschrieben.Details of the execution of the torque booster according to the invention are explained on the basis of the drawing and their mode of operation is described.

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.Fig. 1 shows in side elevation and Fig. 2 in elevation for the invention essential construction parts. The drive shaft connected to the actuator 1 is mounted centrally in the output shaft 2 connected to the organ to be controlled. With the drive shaft 1, an arm 3 is connected to the springs 4 and 5 on the Part 6, which is loosely placed on the drive shaft 1, acts. At part 6 is the bolt 7, which carries one end of one of the friction strips 8, is attached. The other The end of the friction belt 8 is with the bolt 9, which in turn over the part 10 with the output shaft 2 is rigidly connected, attached.

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.If the drive shaft 1 z. B. is moved clockwise, the arm 3 also moves clockwise and compresses the spring 5. This will. also the part 6 and thus the bolt 7 connected therewith moves in a clockwise direction. The friction belt 8 lies on a driven drum (not shown), whereby the part 10 and thus also the output shaft are readjusted. The arrangement of a torque amplifier with friction bands is known per se, so that further explanation is unnecessary. If a torque is now exerted on the drive shaft 1 that cannot be processed quickly enough by the amplifier, the spring 5 is compressed so far that the nose 3 'on the arm 3 lies on the side surfaces of a recess 11 provided in the output shaft 2 and so that the drive shaft couples directly to the output shaft.

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.3 and 4 show in side and elevation another constructive one Design of a torque booster according to the invention. Here too are the usual and known arrangements, such as friction strips or the like, have been omitted. Of the Drive takes place in this arrangement via a scoring 12, which can be freely rotated over the with the friction bands or the like. Connected part 13 and thus above the drive shaft 1 stored is. A driver part 14, which is rigid with a tickle 12 is connected, engages with the interposition of springs 15 and 16 on part 13 and thus on the friction bands or the like of the torque booster. With excessive torque on the pinion 12, the springs 15 and 16 give way so far that the pinion 12 with the help of the driver part 14 is coupled directly to the output 2. The Driver part 14 in a recess 17 of a rigidly connected to the output shaft Flange 18.

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.Fig. 5 shows an embodiment of the invention in which the resilient Element is connected directly to the friction bands or is formed by them. The mechanical Clutch when the input torque is exceeded can be done in a similar way as described under Fig. 1 to 4, can be achieved. This is on the friction drum 19 Band 20 according to the forces exerted on bolts 21 and 22. The friction band, z. B. a band made of spring steel, is near the bolt 21, which is preferably with the Drive is connected, so bent that the tape itself at this point Excessive torque yields resiliently and the mechanical claw clutch takes effect lets come.

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.Fig. 6 shows an embodiment in which the friction belt 23 under Interposition of a lever 24 with a handle 25 or a corresponding one Drive shaft is connected. The elastic member is here by an between the lever 24 and the handle 25 inserted spring 26 is formed.

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.The invention is not limited to the illustrated embodiments limited, rather these merely give clues for the mechanically diverse ones Modification possibilities of a torque amplifier according to the invention. In particular in the design of the elastic members and in the embodiment of the mechanical ones Couplings can be made manifold changes. Instead of a spiral spring the known vibrating metals can also be used without further ado.

Claims

PATENT CLAIMS: 1 .. Mechanical torque amplifier with friction bands or other friction bodies, especially for installation in control organs, which are carried out by hand to be adjusted arbitrarily, characterized in that the drive and the output shaft preferably with one another within the torque booster are coupled to a corresponding backlash and that an elastic member is provided is that acts between one of the shafts and the friction bands, such that when overcome of the elastic member, the two shafts are coupled directly.

2. Torque amplifier according to claim 1, characterized in that the input and output shaft within the Torque amplifier a certain amount concentrically inside each other, preferably the drive are guided in the output shaft and that in this area preferably the coupling provided with a certain amount of slack is provided.

3. Torque amplifier according to claim 1 and 2, characterized in that the torque transmitting Tickle is placed resiliently on the drive shaft, so that it is when exceeded can twist a certain torque on this shaft, and that one with a loose coupling is provided, which the corresponding twisted tickle couples directly to the output shaft.

4. Torque booster according to claim 1 to 3, characterized in that the friction bands are themselves resiliently attached, and with an appropriately preloaded spring.

5. Torque booster according to claim 4, characterized in that the retaining bolts for the bands are resilient at their Control levers or discs are attached.

6. Torque booster according to claim 4, characterized in that at least one of the ends of each friction belt is made resilient. Documents considered: German Patent Specifications No. 563311, 7093-18; Swiss patent specification No. 126036, 244138: British patent specification No. 2468-17.