Beschreibung:
Ausgleichsmechanismen mit Federn werden sehr oft zur Reduzierung von Bedienkräften genutzt. Bekannte Beispiele sind im Umfeld der Möbelindustrie bei der Betätigung von Schranktüren, Sesseln oder Tischen zu finden. Ebenso kann ein Kraftausgleich durch Federn auch zur Kompensation statischer Kräften aus parasitären Steifigkeiten auf einfache Weise dienen. Um eine passende und i. d. R. nichtlineare Ausgleichskraft zu generieren, ist es erforderlich, die im Allgemeinen linear mit dem Federweg ansteigende Federkraft in einen zur Kompensation erforderlichen Kraft- bzw. Drehmomentverlauf umzuwandeln. Dies ist z. B. durch Getriebe mit nichtlinearer Charakteristik möglich. Jedoch sind die Anpassungsmöglichkeiten bei Verwendung einfacher Koppelgetriebe begrenzt. Ausgehend von der Darstellung der klassischen Synthese für ein Feder-Bandgetriebe nach HAIN wird in diesem Beitrag ein einfaches Bandgetriebe der Struktur DB~SD zum vollständigen Kraftausgleich beschrieben. Im Gegensatz zum zeichnerisch geprägten Lösungsansatz für Bandgetriebe mit Federn nach HAIN, das von Anbeginn die Getriebestruktur in den Syntheseprozess einbezieht, wird bei der nun vorgestellten Synthese zunächst eine Übertragungsfunktion in Abhängigkeit der Federparameter durch einen speziellen Optimierungsansatz bestimmt. Im Anschluss erfolgt für eine ausgewählte Bandgetriebestruktur die Maßsynthese der gesuchten und stetig konvex gekrümmten Bandkurvenscheibe. Die zur Generierung der Bandkurvenkontur erforderliche Evolvente wird unter Einbeziehung der Momentanpollagen neu hergeleitet. Zur Anwendung dieser Methodik im Umfeld der antriebstechnischen Systemsimulation wurden die neu geschaffenen Funktionen in die Software SimulationX integriert. Abschließend wird für eine Oberschranktür die Funktionsweise des Gewichtskraftausgleichs beispielhaft berechnet und experimentell verifiziert.