DD201936A5

DD201936A5 - Vorrichtung zur umwandlung einer drehenden bewegung in eine lineare bewegung

Info

Publication number: DD201936A5
Application number: DD82236738A
Authority: DD
Inventors: Bo Granbom
Original assignee: Bo Granbom
Priority date: 1981-01-15
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1983-08-17
Also published as: FR2497902A1; BE891712A; JPS57137758A; ZA818871B; GB2091375A; NL8200012A; NO820110L; SE8100206L; IT1149459B; FI814212L; ES271001U; AU7914881A; ES271001Y; IT8219102A0; DK6282A; DE3151647A1; SE436788B

Abstract

Die Erfindung bezweckt, ein Klemmen oder Festfressen der Vorrichtung bei unbeabsichtigtem und abweichendem Bewegungsablauf zu vermeiden. Die Vorrichtung besteht aus einem rohrfoermigen Koerper, dessen Innenseite mit Spiralnuten versehen ist, und einer relativ zum rohrfoermigen Koerper verschiebbaren Stange, die mit ungetriebenen drehbar gelagerten Raedern versehen ist, die vorgesehen sind, ueber ein den Spiralnuten entsprechendes Spiralprofil in die Spiralnuten des Koerpers einzugreifen. Die Stange wird relativ zum rohrfoermigen Koerper verschoben, wenn die Stange und der Koerper relativ zueinander gedreht werden. Ein Mittel ist gemaess der Erfindung in staendigem Eingriff mit den Raedern angeordnet, um deren gegenseitige Drehung zu synchronisieren. Das Mittel besteht aus einem zentralen, in Zahnkraenze der Raeder eingreifenden, frei drehbaren Zahnrad oder aus einem biegsamen Band, d. auf d. Ausenseite mit d. Spiralprofil versehen ist,wobeidas Band rund um d.Raeder laeuft,u.von diesen in Eingriff mit den Spiralnuten gebracht wird.

Description

Berlin, den 19,4,1982 ν AP F 16 Η/235 738/5

60 270/27

Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung

der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um eine drehende Bewegung in eine lineare umzuwandeln,

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Bei den bekannten Vorrichtungen wird zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung das Schraube-Mutter-Prinzip angewendet oder die Vorrichtungen sind mit einer Kugelrnutterschraube versehen» Die erste Vorrichtung ist in ihrer Anwendung auf Grund der starken Reibung und der damit verbundenen Wärmeentwicklung begrenzt. Bei der letzteren Vorrichtung bewirkt deren Konstruktion, daß die lineare Bewegung im Verhältnis zur Drehbewegung relativ groß wird, d. h., es besteht begrenzte Möglichkeit, die übersetzung zu ändern»

Eine bekannte Vorrichtung zur Vermeidung dieser Probleme wendet Räder an, die in einem ersten Teil, das in einem .zweiten zyiinderförmigen, mit Gewinde versehenen Teil verschiebbar ist, in Beziehung zueinander frei drehbar angeordnet sind. Diese Räder sind mit parallelen Rippen rund um die Peripherie versehen, die mit den Gewinden des zweiten Teiles zusammenwirken» Durch Drehen des einen Teiles werden die Räder veranlaßt, auf der Innenseite des Zylinders zu rollen, wobei sie den Gewinden'folgen und damit das erste Teil verschieben. Da die Rippen geschlossenen

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Kreisen folgen, o, h,„ cia jeae Rippe in einer eigenen Eoene liegt, ist es notwendig, daß die Achse des betreffenden Rades einen Winkel geneigt ist, der dem Steigungswinkel des Gewindes entspricht. Dies bedeutet, daß es sehr schwer ist, bei der Herstellung die bereits sehr hohen Toleranzforderungen zu erfüllen, um eine zufriedenstellende Funktion der Vorrichtung zu erhalten.

Um die Radachsen nicht winklig stellen zu müssen, gibt es auch bekannte Vorrichtungen mit Rädern, die ein den.inneren Gewinden des Zylinders entsprechendes Spiralprofil haben, Bei diesen Vorrichtungen besteht jedoch weiterhin das Problem, daß die Räder yon den Gewinden des Zylinders genau geführt und angetrieben werden und die ganze Zeit gegen die Gewinde anliegen und in sie eingreifen müssen. Sobald eine Schrägstellung in Beziehung zu den Zylindergewinden eintritt, oder ein Rad sich von den Gewinden abhebt und dadurch verschiedene Radgeschwindigkeiten verursacht, frißt sich die Vorrichtung unvermeidbar fest.

Ziel der_ jEjrf induηq

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlich herstellbaren und einsetzbaren sowie hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Vorrichtung zur"Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung.

des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung zu schaffen, bei der ein Klemmen oder Festfressen

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der Vorrichtung bei unbeabsichtigtem und abweichendem Bewegungsverlauf vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nunmehr dadurch gelöst, daß für die Drehung der Räder in Beziehung zueinander synchronisierende Mittel vorgesehen sind, welche in ständigem Eingriff mit den Rädern stehen. Dabei ist es möglich, daß das jeweilige Rad einen Zahnkranz aufweist, und daß das Mittel aus einem zentralen, frei drehbaren, in Zahnkränze der Räder eingreifenden Zahnrad besteht. Des weiteren kann aber auch vorgesehen sein, daß das Mittel aus einem._biegsamen Band besteht, das auf der Außenseite mit Spiralprofilen versehen ist, und um Räder läuft, von denen es in Eingriff mit den Spiralnuten gebracht wird, und daß die Räder mit Ansätzen versehen sind, die das Band führen und die Axialkräfte zwischen dem Band und den Rädern aufnehmen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwei Räder angeordnet sind, die diametral auf beiden Seiten der Stange liegen, und das Band über die Räder zu langschmaler elliptischer Form gestreckt ist» Zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang auch, daß die Ansätze von längs der.Peripherie der Räder angeordneten Rücken mit quer zur Radachse sich erstreckenden Seiten gebildet sind, und im Band den Rücken entsprechende Nuten angeordnet sind.

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Die Erfindung wird nachstehend in Form von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben« In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

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Fig, 1: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ;

Fig«. 2: in vergrößertem Maßstab einen Teil der Vorrichtung; Fig, 3: einen Querschnitt des in Fig, 2 gezeigten Teiles;

Fig. 4 und 5: Ansichten, die den in Fig. 2 und 3 gezeigten entsprechen, aber eine andere Ausführungsform des genannten Teiles zeigen.

Die Vorrichtung besteht aus einer äußeren feststehenden zylinder"?örmigen Hülse 1 und einer darin drehbar angeordneten Hülse 2. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel lagert die Hülse 2 in der Hülse 1 in zwei Kugel- oder Rollenlagern 3» An dem einen, geschlossenen Ende der Hülse 1 ist eine Montageöse 4 angeordnet. Die Drehbewegung der inneren Hülse 2 wird mittels eines Induktionstriotors bewirkt, dessen Rotor 5, schematisch angedeutet, mit der Hülse 2 fest verbunden ist, und dessen Stator 6 mit Wicklungen an der Hülse 1 befestigt ist.

Die innere Hülse 2 ist mit gewindeförrnig verlaufenden Nuten 7 auf ihrer Innenseite versehen. Eine mit einem später zu beschreibenden Antriebsmittel versehene Stange 8 erstreckt sich undrehbar, aber hin und her beweglich durch das offene Ende der Hülse 2 und durch eine auf der äußeren Hülse 1 befestigte Muffe 9. Das außerhalb der Hülsen 1; 2 befindliche Ende der Stange 8 ist mit einer Montagehülse versehen.

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Das auf der Stange 8 angeordnete Antriebsmittel besteht aus einer Mitnehrnerplatte 11 und einem Mitnehmer 12, der an der Platte Il mittels zweier diametral um die Stange S angeordneter Achsen 13 festgelegt ist, Dede dieser Achsen 13 trägt ein frei drehbares Rad 14, das jeweils mit peripheren parallelen Flanschen oder Ansätzen 15 versehen ist, deren Seiten in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Ebene quer zur Drehachse liegen. An den Enden des jeweiligen Rades 14 sind Stützlager 16 angeordnet. Ober den Rädern 14 ist ein endloses Band 17 angeordnet, das so verläuft, wie es in Fig. 3 näher dargestellt ist. Dieses Band 17 ist auf der Innenseite mit den Flanschen oder Ansätzen 15 entsprechenden Nuten oder Ausnehmungen versehen, wodurch das Band 17 auf den Rädern 14 geführt wird. Das Band 17 hat ferner auf der Außenseite ein Spiralprofil, das den gewindeförmig verlaufenden Nuten 7 der innerten Hülse 2 entspricht. Das Band 17 wird von den Rädern 14 in zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen zum Eingriff in die Spiralnuten 7 der Hülse 2 gepreßt. Bei Drehung der inneren Hüfee 2 in Beziehung zur Stange 8, wie auch der äußeren Hülse 1, wird das Band 17, zwischen die Hülse 2 und die Räder 14 gepreßt, gegen die Innenseite der Hülse 2 in Eingriff mit deren Gewindenuten 7 rollen« Das Band 17 "klettert" dabei längs der Hülse 2, und durch das Zusammenwirken der Ausnehmungen mit den Ansätzen 15 der Räder 14 belastet das Band 17 die .Räder 14 mit einer Axialkraft, die die Stange 8_; je nach der Drehrichtung der Hülse 2, in einer bestimmten Richtung verschiebt. Durch die diametrale Lage der Räder 14 wird die Stange 8 die ganze Zeit in der Hülse 2 geführt.» Das die Stange 8 antreibende Spiralprofil ist in diesem Fall auf dem endlosen Band 17 angeordnet, das in diesem Fall in zwei Be-

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reichen in die Gewinde der Hülse eingreift, was bedeutet, daß beide Eingriffsbereiche des Spiralprofiles sich die ganze Zeit mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Dies bedeutet seinerseits, daß, auch wenn das Band 17 bei unsymmetrischer Belastung oder falscher Dimensionierung sich an einem der Räder 14 von der Innenseite der Hülse 2 abhebt, oder an Rädern 14 bzw. der Mitnehmerplatts 11 oder dem Mitnehmer 12 ein schräggerichtetes Moment auftritt, das Band 17, und damit das Spiralprofil, in diesem Bereich gleichwohl weiterhin dieselbe Geschwindigkeit wie in dem anderen Bereich hat, die unaefähr der Geschwindigkeit der Innenseite der Hülse 2 entspricht.

In Fig. 4 und 5 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der die Mitnehmerplatte 11 und der Mitnehmer 12, in diesem Fall in Form einer runden Scheibe, aneinander fixiert drei Achsen 13 für frei drehbar gelagerte Räder 19 tragen.' Das jeweilige Rad 19 ist an seiner Mantelfläche mit einem Spiralprofil versehen, das der inneren Gewindeform der Hülse 2 entspricht. Die Räder 19 sind so angeordnet, daß sie gleichmäßig um die Stange 8 verteilt alle im Eingriff mit den Gewinden der Hülse 2 sind, Dedes der Rader 19 hat außerdem ein Ritzel 20, Koaxial mit der Stange S lagert ein Zahnrad 18 frei drehbar, vorzugsweise um einen an der Mitnehmerplatte 11 angeordneten (nicht gezeigten) Achszapfen. Bei Drehung der Hülse 2 rollen die Räder 19 auf der Innenseite der Hülse 2 und übertragen selber direkt die axiale Kraft zur Stange 8, Die Geschwindigkeit der Räder 19, und damit der Spiralprofile, ist auf Grund des Eingriffes des Zahnrades 18 in die Ritzel 20 stets gleich. Hierdurch wird auf dieselbe Weise, wie zuvor beschrieben, Klemmen oder Festfressen der Vorrichtung bei unbeabsichtig-

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tem und abweichendem Bewegungsveriaur vermieden,

Die Geschwindigkeit der Räder 19, und damit der Spiralprofile, kann auch mit Hilfe eines Zahnriemens o, dgl, gleichgehalten werden, der das Zahnrad 18 ersetzt und über die Ritzel 20 ersetzende Zahnriemenscheiben läuft.

Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, bei beiden hier beschriebenen Ausführungsformen die Anzahl Räder zu ändern, Bei Anwendung von mehr Rädern wird insgesamt ein größerer Eingriffsbereich zwischen Band/Rad und Hülse erhalten, wodurch die Vorrichtung größere Axialkräfte aufnehmen kann.

Durch Anordnung, wie gezeigt, des Rotors und Stators des antreibenden Elektromotors in den beiden Zylindern oder Hülsen ist es möglich, auf einfache Weise pneumatische und hydraulische Kolben-Zylindereinheiten durch die auf entsprechende Weise wirkende elektrisch betriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung zu ersetzen,

Claims

7 3 8 5 19.4.1982 "*" AP F 15 H/235 738/5 - 8 - 60 270/27 Erf inc! ung s a η g ρ r u c h

1. Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineare Bewegung, bestehend aus einem rohrförmigen Körper, dessen Innenseite mit Spiralnuten versehen ist, und einer in Beziehung zum rohrförmigsn Körper verschiebbaren Stange, die mit unangetriebenen, drehbar gelagerten Rädern versehen ist, die über ein den Spiralnuten entsprechendes Spiralprofil in die Spiralnuten des Körpers eingreifen, wobei die Stange in Beziehung zum rohrförmigen Körper verschoben wird, wenn die Stange und der Körper in Beziehung zueinander gedreht werden, und die Räder kleiner als der halbe Durchmesser des Körpers sind und in einer gemeinsamen, quer zur Stange verlaufenden Ebene liegen, gekennzeichnet dadurch, daß für die Drehung der Räder (14; 19) in Beziehung zueinander synchronisierende Mittel vorgesehen sind, welche in ständigem Eingriff mit den Rädern (14; 19) stehen»

2, Vorrichtung nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß das jeweilige Rad (19) einen Zahnkranz aufweist, und daß das Mittel aus einem zentralen, frei drehbaren, in Zahnkränze der Räder (19) eingreifenden Zahnrad (18) besteht♦

3» Vorrichtung nach Punkt I₁ gekennzeichnet dadurch, daß das Mittel aas einem biegsamen Band (17) besteht, das auf der Außenseite mit Spiralprofilen versehen ist, und um Räder (14) läuft, von denen es in Eingriff mit : den Spiralnuten (7) gebracht wird» und daß die Räder (14) mit Ansätzen (15) versehen sind, die das Band (17)

* ^JJ _Ap ρ ₁₆ h/235 738/5

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führen und die Axialkräfte zvvxs.chen dem Band (17) und den Rädern (14) aufnehmen.

4» Vorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Räder (14) angeordnet sind, die diametral auf beiden Seiten der Stange (8) liegen, und das Band (17) über die Räder (14) zu langschmaler elliptischer Form gestreckt ist,

5. Vorrichtung nach einem der Punkte 3 und A₁ gekennzeichnet dadurch, daß die Ansätze (15) von längs der Peripheirie der Räder (14) angeordneten Rücken mit quer zur Radachse sich erstreckenden Seiten gebildet sind, und im Band (17) den Rücken entsprechende Nuten angeordnet sind»

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen