DE2637437A1 - FLEXIBLE TRANSMISSION LINK FOR GEAR AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION - Google Patents

Description

Dr. Joachim Rasper 3 _R0L .Dr. Joachim Rasper 3 _R0L . Patentanwalt 263/43/Patent attorney 263/43 /

62 Wiesbaden62 Wiesbaden

llirstfldter Hfihe 22 Til. 562842llirstfldter Hfihe 22 Til. 562842

ROLTRA S.p.A.
Ma iland/itali enROLTRA SpA
Ma iland / Itali en

Flexibles Übertragungsglied für Getriebe und Verfahren zu dessen HerstellungFlexible transmission link for gears and process for their production

Die Erfindung betrifft ein flexibles Übertragungsglied, insbesondere für Getriebe, in denen dieses Übertragungsglied ■ mit einem weiteren Getriebglied je nach den Bewegungsbeschränkungen der beiden Übertragungsglieder zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung zusammenwirkt oder umgekehrt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Übertragungsgliedes.The invention relates to a flexible transmission member, in particular for gearboxes in which this transmission link ■ with a further gear member depending on the movement restrictions of the two transmission members for converting one Rotational movement interacts in a linear movement or vice versa. The invention also relates to a method of manufacture such a transmission link.

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Bekannte Übertragungsglieder der bezeichneten Art bestehen im allgemeinen aus einem schraubsnartigen Getriebeglied, welches gewöhnlich einen flexiblen metallischen Kern von kreisförmigem Querschnitt in Form eines Drahtseiles enthält, auf dem sich ein Gewinde befindet, welches aus einer schraubenförmig gewickelten Feder besteht.There are known transfer elements of the type indicated generally from a screw-like gear member, which usually contains a flexible metallic core of circular cross-section in the form of a wire rope, on which there is a thread, which consists of a helically wound spring.

Obwohl diese bekannten flexiblen Übertragungsglieder in vielen Gebieten der Technik verbreiteten Einsatz finden, bringen sie gewisse Nachteile mit sich, und zwar sowohl solche wirtschaftlicher Natur, indem ihre Herstellung teuer ist, als auch solche technischer Natur, indem sie nur zur Übertragung verhältnismäßig geringer Kräfte geeignet sind. Dies ist dadurch bedingt, daß die Stabilität der Gewindesteigung der einzelnen Federwindungen durch die größtmögliche Reibung der einzelnen Windungen auf dem flexiblen Kern bestimmt wird. Wenn nämlich im Betrieb eine oder mehrere der Windungen einer erhöhten axialen Belastung ausgesetzt sind, die zu einer gewissen Verschiebung dieser Windungen auf dem Kern führt, kann es vorkommen, daß diese Windungen infolge der im unbelasteten Zustand ausreichenden Reibung auf dem Kern in ihrer neuen Lage verbleiben und so eine bereichsweise Veränderung der Gewindesteigung herbeiführen, durch welche das flexible Übertragungsglied unbrauchbar wird.Although these known flexible transmission links are widely used in many areas of technology, they have certain disadvantages, both of an economic nature and their manufacture is expensive, as well as those of a technical nature, in that they are only suitable for the transmission of relatively small forces are. This is due to the fact that the stability of the thread pitch of the individual spring turns by the the greatest possible friction of the individual turns on the flexible core is determined. Namely, if there is a or more of the turns are exposed to an increased axial load, which leads to a certain displacement of these Leads turns on the core, it can happen that these turns are sufficient as a result of the unloaded state Friction on the core remain in their new position and thus bring about a change in the thread pitch in certain areas, by which the flexible transmission member becomes unusable.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher in der Schaffung eines flexiblen Übertragungsgliedes, welches frei von den erwähnten Nachteilen bekannter Übertragungsglieder des gleichen Typs ist.The main object of the present invention is therefore to provide a flexible transmission link which is free of the mentioned disadvantages of known transmission members of the same type.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von flexiblen Übertragungsgliedern der eingangs bezeichneten Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist,This object is achieved according to the invention by a method for Production of flexible transmission members of the type indicated at the outset solved, which is characterized in that

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daß man einen Metalldraht mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt zu einer Schraubenfeder wickelt, von der zumindest ein Teilbereich so ausgebildet wird, daß die aufeinanderfolgenden Windungen seitlich aneinander anliegen, und daß man diesen Teilbereich der Schraubenfeder mit einer bestimmten Drukvorspannung versieht.that you have a metal wire with a substantially circular Cross-section winds to a helical spring, of which at least a portion is formed so that the successive Coils lie against each other laterally, and that this part of the coil spring with a certain Pressure bias provides.

Die Erfindung betrifft gleichzeitig ein flexibles Übertragungsglied der eingangs bezeichneten Art, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und dadurch gekennzeichnet ist, daß es im wesentlichen als zylindrische Feder ausgebildet ist, welche schraubenförmig aus einem Metalldraht von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt gewickelt ist, und daß zumindest ein Teilbereich dieser Feder aus Windungen besteht, die so zu einem Windungspaket zusammengedrückt sind, daß jedes Paar von benachbarten Windungen dieses Windungspakets im unbelasteten Zustand unter einem bestimmten axialen Druck aneinanderliegt, welcher von Null verschieden ist.The invention also relates to a flexible transmission member of the type indicated at the outset, which is produced and characterized by the method according to the invention is that it is essentially designed as a cylindrical spring, which helically consists of a Metal wire of substantially circular cross-section is wound, and that at least a portion of this Spring consists of coils which are compressed to form a coil package that each pair of adjacent Windings of this winding package rests against one another in the unloaded state under a certain axial pressure, which is different from zero.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der einige beispielhafte Ausführungen und Anwendungen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description, in which some examples Designs and applications are explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es stellen dar:They represent:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines flexiblenFig. 1 is a side view of a flexible

Übertragungsgliedes in erfindungsgemäßer Ausführung, und dieTransmission element in accordance with the invention, and the

Fign. 2,3»4 und 5 teilweise geschnittene Ansichten in verkleinertem Maßstab von erfindungsgemäßen Getrieben, die ein Übertragungsglied gemäß Fig. 1 enthalten.Figs. 2, 3 »4 and 5 partially sectioned views on a reduced scale Scale of transmissions according to the invention that have a transmission link according to FIG. 1 included.

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Pig. 1 zeigt ein flexibles Übertragungsglied 1 aus einer schraubenförmigen Feder, die so aus einem Metalldraht von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt gewickelt ist, daß die einzelnen Windungen 2 zu einem Windungspaket gegeneinander gedrückt sind und somit an ihrer Oberfläche eine schraubenförmige Nut 3 von konstanter Steigung bilden.Pig. 1 shows a flexible transmission member 1 made of a helical spring, which is thus made of a metal wire is wound by a substantially circular cross-section, that the individual turns 2 to form a winding package are pressed against each other and thus form a helical groove 3 of constant pitch on their surface.

Das Übertragungsglied 1 ist nach einem der zahlreichen bekannten Verfahren zur Herstellung von Schraubenfedern angefertigt, bei denen von einem Metalldraht ausgegangen wird. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die so erhaltene Feder zusätzlich mit einer Druckvorspannung versehen wird. Die Höhe der erforderlichen Druckspannung hängt von den möglichen Zugspannungen ab, denen das Übertragungsglied 1 im Betrieb ausgesetzt ist, und sie soll größer sein als die größtmögliche auf das Übertragungsglied wirkende Zugspannung. Die Vorspannung soll also so groß sein, daß sich zumindest in einem bestimmten Bereich des Übertragungsgliedes 1 die benachbarten Windungen 2 unter Zugbelastung nicht voneinander abheben.The transmission member 1 is according to one of the numerous known methods for manufacturing coil springs made, in which a metal wire is assumed. The only difference is that it's like that obtained spring is additionally provided with a compressive bias. The amount of compressive stress required depends on the possible tensile stresses to which the transmission member 1 is exposed in operation, and it should be greater than the greatest possible tensile stress acting on the transmission link. The preload should be so great, that at least in a certain area of the transmission member 1, the adjacent turns 2 under tensile load do not stand out from each other.

In Fig. 2 ist ein Übertragungsgetriebe 4 gezeigt, bei dem zumindest ein Teilbereich des Übertragungsgliedes 1 innerhalb einer zylindrischen Buchse 5 verläuft und in diesem Bereich als Zahnstange 6 wirkt, welche mit einem Zahnrad in Eingriff steht. Dieses Zahnrad ist in der Art eines Kettenrades ausgebildet, wie sie üblicherweise für Kettenantriebe verwendet werden, und ist auf einem Bolzen 8 drehbar gelagert, der an einer mit der Buchse 5 verbundenen Halterung 9 angebracht ist. Der Eingriff zwischen den Zähnen des Kettenrades 7 und der gezähnten Oberfläche der Zahnstange 6 erfolgt durch einen axialen Schlitz 10, der in der Buchse 5 angebracht ist.In Fig. 2, a transmission gear 4 is shown in which at least a portion of the transmission member 1 within a cylindrical bush 5 and acts in this area as a rack 6, which with a gear is engaged. This gear is designed in the manner of a chain wheel, as is usually the case for chain drives are used, and is rotatably mounted on a bolt 8, which is connected to one of the bushing 5 Bracket 9 is attached. The engagement between the teeth of the sprocket 7 and the toothed surface of the The rack 6 takes place through an axial slot 10 which is made in the socket 5.

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Mit dem Getriebe 4 kann eine kontinuierliche oder eine alternierende Drehbewegung in eine einseitig gerichtete oder alternierende Translationsbewegung umgesetzt werden oder umgekehrt, je nachdem ob die Zahnstange 6 oder das Zahnrad 7 das angetriebene Glied ist.With the transmission 4 can be a continuous or a alternating rotary motion can be converted into a unidirectional or alternating translational motion or vice versa, depending on whether the rack 6 or the gear 7 is the driven member.

Fig. 3 zeigt ein Getriebe 11, in dem das Übertragungsglied eine Schraube 12 darstellt, die mit dem Innengewinde einer zylindrischen Buchse 13 in -Begriff steht, deren Drehung eine Bewegung der Schraube 12 in axialer Richtung erzeugt. Wenn andererseits die Buchse 13 gegenüber einer (nicht gezeigten) Tragkonstruktion zwar an einer Verdrehung, nicht aber an einer axialen Verschiebung gehindert ist, erzeugt eine Drehung der Schraube 12 eine axiale Bewegung der BuchseFig. 3 shows a transmission 11, in which the transmission member is a screw 12 with the internal thread of a cylindrical bush 13 is in -egriff, the rotation of which produces a movement of the screw 12 in the axial direction. If, on the other hand, the bushing 13 is twisted with respect to a support structure (not shown), not but is prevented from axial displacement, rotation of screw 12 produces axial movement of the bushing

In Fig. 4 ist ein Getriebe dargestellt, bei dem sich die Schraube 12 mit radialem Spiel durch eine Buchse 15 erstreckt, deren Innenoberfläche mit einer schraubenförmigen Nut versehen ist, welche zusammen mit der Nut 3 der Schraube 12 eine schraubenförmige Abrollbahn für eine Mehrzahl von Kugeln 16 umschließt, die dicht aneinander anschließend sowohl die schraubenförmige Abrollbahn als auch eine Rückführbahn 17 vollständig anfüllen, welche die Enden der schraubenförmigen Abrollbahn miteinander verbindet und entweder innerhalb der Buchse 15 verläuft oder in bekannter Weise an diese angeschlossen ist.4 shows a transmission in which the screw 12 extends with radial play through a bush 15, the inner surface of which is provided with a helical groove which, together with the groove 3 of the screw 12, forms a helical rolling track for a plurality of balls 16 encloses, which then close to one another completely fill both the helical roll-off track and a return track 17, which connects the ends of the helical roll-off track with one another and either runs within the socket 15 or is connected to it in a known manner.

Die Genauigkeit des Zahnabstandes der Zahnstange bzw. der Gewindesteigung der Schraube, welche als erfindungsgemäßes Übertragungsglied 1 ausgebildet sind, ist im wesentlichen nur in demjenigen Bereich von Bedeutung, der benötigt wird, um entweder mit dem Zahnrad 7» dem Innengewinde der Buchse The accuracy of the tooth spacing of the rack or the thread pitch of the screw, which are designed as the transmission element 1 according to the invention, is essentially only of importance in that area that is required to either connect the toothed wheel 7 »the internal thread of the socket

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oder den umlaufenden Kugeln 16 innerhalb der Buchse 15 in Eingriff zu gelangen. Dementsprechend braucht auch nur dieser Bereich des Ubertragungsgliedes 1 mit einer Druckvorspannung versehen zu werden, um ein gegenseitiges Abheben benachbarter Windungen 2 voneinander zu verhindern, wenn dieser Bereich im Betrieb unter zusätzliche Zugspannung gerät. Für die übrigen Bereiche ist es nicht erforderlich, ja manchmal sogar nachteilig, sie mit einer Druckvorspannung zu versehen.or the rotating balls 16 within the sleeve 15 to engage. Accordingly also needs only this area of the transmission link 1 with a To be provided with compressive prestress in order to prevent a mutual lifting of adjacent turns 2 from one another, if this area comes under additional tension during operation. For the other areas it is not necessary sometimes even disadvantageous to provide them with a compressive bias.

Ein besonderer Anwendungsfall, bei dem das Aufbringen einer Druckvorspannung entlang der gesamten Erstreckung des Ubertragungsgliedes 1 unerwünscht ist, ist in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Anwendungsfall soll sich das Übertragungsglied 1 axial, innerhalb eines Führungsrohres bewegen lassen, welches Biegungen von verhältnismäßig starker Krümmung besitzt. Bei einer solchen Ausführung ist es zweckmäßig, nur denjenigen Bereich des Übertragungsgliedes 1 mit einer Vorspannung zu versehen, welcher während der Bewegung in den Eingriff mit einem Antriebsglied ge langt (welches im dargestellten Beispiel aus einer mit Innengewinde versehenen Buchse 13 besteht), während die übrigen Bereiche 19 nicht nur keine Druckvorspannung aufweisen, sondern sogar etwas gedehnt sein sollten, so daß sich benachbarte Windungen 2 etwas voneinander entfernen, wodurch die Biegsamkeit des Übertragungsgliedes 1 in diesen Bereichen erhöht wird.A special application in which the application of a Compressive bias along the entire extent of the transmission member 1 is undesirable, is shown in FIG. In this application, the transmission link should 1 axially, within a guide tube let move, which has bends of relatively strong curvature. In such an execution it is useful to provide only that area of the transmission member 1 with a bias, which during the movement into engagement with a drive member reached (which in the example shown from a with Female threaded bush 13), while the remaining areas 19 not only have no compressive preload, but should even be stretched a little, so that adjacent turns 2 move a little away from each other, whereby the flexibility of the transmission member 1 is increased in these areas.

Wie in Fig. 5 weiterhin gezeigt ist, kann ein erfindungsgemäßes Übertragungsglied 1 aich in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden , einem mit ihm verbundenen Bauteil, z.B. einem Gleitstück 20, eine Hin- und Herbewegung zu erteilen,As is also shown in FIG. 5, a transmission element 1 according to the invention can also advantageously do this can be used to impart a to-and-fro movement to a component connected to it, e.g. a slider 20,

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wenn verhindert werden soll, daß die Bewegungen des Gleitstückes 20 auf einer entsprechenden Auflagefläche 21 mit scharfer Beschleunigung oder Verzögerung erfolgen. if it is to be prevented that the movements of the slide 20 on a corresponding support surface 21 take place with sharp acceleration or deceleration.

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Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Übertragungsgliedes, insbesondere für Getriebe, in denen dieses Übertragungsglied mit einem weiteren Getriebeglied je nach den Bewegungsbeschränkungen der beiden Getriebeglieder zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung zusammenwirkt oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Metalldraht mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt zu einer Schraubenfeder wickelt, von der zumindest ein Teilbereich so ausgebildet wird, daß die aufeinanderfolgenden Windungen (2) seitlich aneinander anliegen, und daß man diesen Teilbereich der Schraubenfeder mit einer bestimmten Druckvorspannung versieht.1. Process for the production of a flexible transmission link, especially for gears in which this transmission link with another gear link depending on the movement restrictions of the two transmission links cooperates to convert a rotary movement into a linear movement or vice versa, characterized in that a metal wire with a substantially circular cross-section is wound into a helical spring, of which at least a partial area is designed in such a way that the successive turns (2) lie against one another laterally, and that this portion of the helical spring is provided with a certain compressive bias. 2. Flexibles Übertragungsglied, insbesondere für Getriebe, in denen dieses Übertragungsglied mit einem weiteren Getriebeglied je nach den Bewegungsbeschränkungen der beiden Getriebeglieder zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung zusammenwirkt oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen als zylindrische Feder ausgebildet ist, welche schraubenförmig aus einem Metalldraht von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt gewickelt ist, und daß zumindest ein Teilbereich dieser Feder aus Windungen (2) besteht, die so zu einem Windungspaket zusammengedrückt sind, daß jedes -Paar von benachbarten Windungen dieses Windungspakts im unbelasteten Zustand unter einem bestimmten axialen Druck aneinanderliegt, welcher von Null verschieden ist.2. Flexible transmission element, especially for gears in which this transmission element is connected to another transmission element depending on the movement restrictions of the two gear members for converting a rotary movement into a linear one Movement interacts or vice versa, characterized in that it is designed essentially as a cylindrical spring which is helically wound from a metal wire of substantially circular cross section, and that at least a part of this spring consists of turns (2), which are compressed to form a set of turns, that each pair of adjacent turns of this winding package in the unloaded state under a certain axial Pressure which is different from zero. 3. Übertragungsglied nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder zumindest einen weiteren Bereich aufweist, in · dem benachbarte Windungen (2) im unbelasteten Zustand ohne Druck aneinander liegen.3. Transmission element according to claim 2, characterized in that the spring has at least one further area in the adjacent turns (2) lie against each other in the unloaded state without pressure. 709885/0532709885/0532 ORIGINAL IHSPECTED-ORIGINAL IHSPECTED- 4. Getriebe, bestehend aus mindestens zwei miteinander in Eingriff stehenden Gelriebegliedern, von denen das eine eine Drehbewegung und das andere eine translatorische Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Getriebeglieder ein Zahnrad (7) und das andere eine Zahnstange (6) ist, die gemäß Anspruch 2 oder 3 aufgebaut ist.4. Transmission, consisting of at least two mutually engaged gear members, one of which is one Rotary movement and the other executes a translational movement, characterized in that one of the two gear members one gear (7) and the other is a rack (6) constructed according to claim 2 or 3. 5. Getriebe, bestehend aus mindestens zwei miteinander5. Gear consisting of at least two with each other in Eingriff stehenden Getriebegliedern, von denen das eine eine Drehbewegung und das andere eine translatorische Bewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Getriebeglieder eine mit Innengewinde versehene Mutter und das andere Getriebeglied eine flexible Schraube (12) ist, die gemäß Anspruch 2 oder 3 aufgebaut ist.engaging gear members, one of which is a rotary movement and the other is a translational movement Moves, characterized in that one of the two gear members is provided with an internal thread Nut and the other gear member is a flexible screw (12) which is constructed according to claim 2 or 3. 6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter eine Buchse (13) mit Innengewinde ist, welches mit dem Außengewinde der flexiblen Schraube (12) in Verbindung steht.6. Transmission according to claim 5, characterized in that the nut is a bushing (13) with an internal thread, which communicates with the external thread of the flexible screw (12). 7. Getriebe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (15) eine solche mit umlaufenden Kugeln (16) ist.7. Transmission according to claim 5 »characterized in that the nut (15) is one with rotating balls (16). 709885/05 32709885/05 32