DE3119311A1

DE3119311A1 - "vorrichtung zur drehbewegungsuebertragung"

Info

Publication number: DE3119311A1
Application number: DE19813119311
Authority: DE
Inventors: Gustave 1400 Yverdon Gagnebin
Original assignee: Hermes Precisa International SA
Current assignee: Hermes Precisa International SA
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1981-05-12
Publication date: 1982-04-29
Also published as: CH635657A5; SE8103117L; FR2483025A1; GB2076113A; GB2076113B; IT8167670A0; IT1144557B; JPS5757922A; US4412704A

Description

DItTtR JANDtR DR.-INQ. MANFRED BONINQ

PATFNIANWALIi

Firma Hermes Precisa

International S.A. 218/17.854 DE

"Vorrichtung zur Drehbewegungsübertragung"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Drehbewegung zwischen einem sich drehenden und längs seiner Drehachse verlagerbaren Bauteil und einer durch eine axiale Ausnehmung des Bauteiles verlaufenden sich um ihre Längsachse drehenden Stange.

Vorrichtungen der vorstehenden Art finden in zahlreichen Bereichen der Technik Verwendung. Insbesondere begegnet man ihnen bei Werkzeugmaschinen, Druckern oder Schreibmaschinen. In all diesen Fällen geht es darum, eine von einem Schlitten getragene längs einer geraden Bahn verfahrbaren Vorrichtung über eine Antriebsstange oder Antriebsspindel anzutreiben, die um eine zur Bewegungsbahn parallele Achse rotiert und eine am Schlitten angeordnete Hülse passiert. Dabei wird von der rotierenden Hülse eine Drehbewegung auf die anzutreibende Vorrichtung übertragen.

Es ist bekannt, eine durch eine Bohrung einer Hülse geführte zylindrische Antriebsstange zu verwenden, die mit einer Längsnut versehen ist, welche mit einem Kupplungsstift der Hülse,der in die Längsnut greift, zusammenwirkt.

In einem derartigen Fall müssen alle Teile mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, damit das winkelmässige Spiel zwischen der Stange und der Hülse nicht zu groß wird. Eine völlige Spielfreiheit läßt sich praktisch überhaupt nicht erreichen, wenn man nicht grosse Reibungskräfte zwischen der Hülse und der Stange in Kauf nehmen will. Im übrigen funktioniert die bekannte Vorrichtung nur dann

DIPL.-INl/. I)ItThR JANOhR I)R. INC,. ΜΛΝΙ Rl I) HONINl/ PAtFNIANWALIt

einwandfrei, wenn die Bewegungsbahn des Schlittens genau geradlinig ist und die Drehachse der geraden Antriebsstange einwandfrei parallel zur Bewegungsbahn des Schlittens verläuft. Die Kosten für Vorrichtungen der beschriebenen Art sind daher sehr hoch und eine winkelmässig spielfreie Kupplung zwischen der Stange und der Hülse läßt sich praktisch nicht erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Betracht gezogenen Art zu schaffen, die sich mit geringem Kostenaufwand herstellen läßt und bei der das winkelmässige Spiel zwischen der Stange und dem sich drehenden Bauteil vernachlässigbar klein, wenn nicht gleich Null ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die einen Mitnehmer aufweist, der einerseits um eine senkrecht zur Drehachse des Bauteiles verlaufende Achse schwenkbar am Bauteil gelagert und andererseits verschiebbar aber drehfest auf der Stange geführt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Vorrichtung;

Fig. 2 einen ersten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, und zwar längs der Linie II-II in Fig. 4;

Fig. 3 einen zweiten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1,und zwar längs der Linie III-III in Fig. 4;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, und zwar längs der Linie IV-IV in Fig. 2;

DIPL.-INQ. DIETER JANDER DR.-I NO- MANFRED BÜNINQ

PATFNrANWAlIt

Fig. 5 eine Vorrichtlang abgewandelter Bauart und

•Fig. 6 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 5.

Bei dem in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist 1 ein Schlitten, der verschiebbar auf zwei Profilschienen 2 und 3 gelagert ist. Der Schlitten 1 trägt ein von einer Hülse gebildetes drehbares Bauteil 5. Durch dieses Bauteil 5 ragt eine drehbare Stange 4. Die Längsachse der Stange 4 verläuft im wesentlichen parallel zu den Profilschienen 2 und 3. Geführt ist das Bauteil 5 in zwei Wälzlagern 6, die in Lagern 7 des Schlittens gehalten werden. Am Bauteil 5 ist ein Schneckenrad 8 angeordnet, das mit einer Schnecke 9 kämmt, die auf einer Antriebswelle für eine nicht dargestellte Vorrichtung sitzt.

Das Bauteil 5 besitzt eine axial verlaufende Bohrung 10 für die Stange 4. Der Durchmesser der Bohrung 10 ist größer als die Außenabmessungen der Stange 4, dergestalt, daß sich die Stange leicht zur Drehachse des Bauteiles 5 schrägstellen kann, ohne daß es zu einem Kontakt zwischen ihr und dem Bauteil 5 kommt. Die Stange 4 besteht aus Flachmaterial und hat einen konstanten Querschnitt.

Zur winkelmässigen Kupplung des Bauteiles 5 mit der Stange dient ein Mitnehmer 11, der an einem seiner Enden schwenkbar am Bauteil 5 gelagert ist. Das andere Ende des Mitnehmers ist mit zwei Zapfen 16 und 17 versehen, die zu seiner Führung auf der Stange 4 dienen. .

Zum Mitnehmer 11 gehört ein U-förmiger Bügel 12, der aus Blech gebogen ist und dessen beide Arme 13 jeweils einen Schwenkzapfen 14 tragen. Die Schwenkzapfen 14 sind koaxial zueinander angeordnet und an den Armen 13 festgeschraubt.

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DIPL.-INC/. DIhThR JANDHR I)R. INC/. MAN I RH) HON INQ

PAIfN IANWALTt

Sie greifen in sich diametral gegenüberliegende Bohrungen

15 des Bauteiles 5.

Die zwischen den Armen 13 des Bügels 12 gelagerten Zapfen

16 und 17 verlaufen parallel zur gemeinsamen Achse der Schwenkzapfen 14. Der Zapfen 16 weist zwei Wälzlager 20 auf, die auf einem Schraubbolzen 18 gelagert sind, der durch eine Mutter gesichert ist. Buchsen 19 halten die Wälzlager im Abstand von den Armen 13 und voneinander.

Der andere Zapfen 17 wird von einer Schraube 22 ohne Kopf gebildet, deren Schaft drei in Längsrichtung aufeinanderfolgende Abschnitte 23,24 und 25 mit unterschiedlichem Durchmesser besitzt. Der Abschnitt 23 ist mit einem Gewinde versehen. Er hat den kleinsten Durchmesser und ragt durch einen Arm 13» an dem er mit Hilfe einer Mutter 26 festgeschraubt ist. Der Abschnitt 25 mit dem größten Durchmesser ragt durch eine Bohrung des anderen Armes. Der mittlere Abschnitt 24 ist exzentrisch zu den übrigen Abschnitten angeordnet. Er trägt ein Wälzlager 27> das durch eine Feder 28 gegen einen Bund des Abschnittes 25 gedruckt wird. Zwei Gleitschuhe 29 aus synthetischem Material sind an den sich einander gegenüberliegenden Seiten der Arme befestigt. Jeder Gleitschuh besitzt einen Zapfen 21, der in ein Loch des ihm zugeordneten Armes greift und dort nietkopfartig arretiert ist, und zwar entweder durch Wärmeeinwirkung oder durch Behandlung mit Ultraschall.

Die Stange 4 ist zwischen den Wälzlagern 20 und 27 der beiden Zapfen 16,17 und zwischen den beiden Gleitschuhen 29 geführt. Der Abstand zwischen den Zapfen entspricht der Breite der Stange 4. Die Position des Wälzlagers 27 ist so eingestellt, daß das Wälzlager 27 die Stange gegen die Wälzlager 20 drückt. Die Wälzlager 20 liegen gegen die Randbereiche dor einon Soito dor ütmißG h on, während das WHIz-

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lager 24 sich im Bereich der Längsachse der Stange 4 gegen diese abstützt. Eine derartige Anordnung der Wälzlager 20 und 27 ermöglicht eine spielfreie Verbindung zwischen der Stange 4 und dem Bügel 12. Die Drehbewegungen der Stange werden über die Zapfen 16,17 auf den Bügel 12 übertragen.

Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist zwischen den Enden der Schwenkzapfen 14 und der Stange 4 Spiel vorhanden. Jeder Schwenkzapfen kann in der ihm zugeordneten Bohrung 15 des Bauteiles 5 eine Hin- und Herbewegung ausführen. Die Länge eines jeden Schwenkzapfens 14 ist größer als das um die Dicke der Wand des Bauteiles 5 vergrößerte Spiel der Stange 4 im Bauteil 5.

Zwischen den Gleitschuhen 29 ist die Stange 4 mit leichtem Spiel geführt, so daß sie parallel zu den Zapfen 16 und eine gev/isse Transversalbewegung ausführen kann. Dabei nimmt sie den Bügel 12 mit, und es kommt zu einer leichten Verschiebung der Schwenkzapfen 14 in den Bohrungen 15.

Eine Verschiebung der Schwenkzapfen 14 in ihren Bohrungen 15 beeinflußt die Winkellage des Bauteiles 5 zur Stange 4 nicht. Wenn die Stange 4 sich senkrecht zu den Zapfen 16 und 17 gegenüber dem Bauteil 5 verlagert, führt der Bügel 12 eine Schwenkbewegung um die Schwenkzapfen 14 aus, ohne daß die Winkellage der Stange 4 gegenüber dem Bauteil 5 sich ändert.

Die vorstehenden Darlegungen machen deutlich, daß die beschriebene Vorrichtung eine winkelmässige Verbindung zwischen der Stange 4 und dem Bauteil 5 ermöglicht, die praktisch spielfrei ist, wiewohl die Stange 4 sich im Inneren der Bohrung 10 des Bauteiles 5 transversal bewegen kann.

Die beschriebene Einrichtung kann ohne Schwierigkeiten auch dann verwendet werden, wenn die Bewegungsbahn des Schlittens

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nicht genau geradlinig ist oder wenn die Drehachse der Stange 4 nicht genau parallel zur genannten Bewegungsbahn verläuft.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Vorrichtung mit einem Mitnehmer abgewandelter Bauart. Bei einem Zweiten Ausführungsbeispiel wird der Mitnehmer von einer schieberartig ausgebildeten Führung 30 und zwei Armen 31 gebildet. Die Fahrun τ

30 ist dabei über die Arme 31 schwenkbar am Bauteil t gelagert. Jeweils ein Ende eines jeden Armes 31 kann Schwenkbewegungen um einen Schwenkzapfen 32 des Bauteiles 5 ausführen, während das jeweils andere Ende eines jeden Armes

31 auf jeweils einem Schwenkzapfen 33 der Führung 30 gelagert ist. Die beiden als Schwenkarme ausgebildeten Arme 31 sind so miteinander verbunden, daß eine Torsion gegenüber den Schwenkzapfen 32 und 33 vermieden wird. In der Praxis werden sie durch Biegen aus einem H-förmigen Blechstück hergestellt. Die Führung 30 kann sich gegenüber den Armen 31 längs der Schwenkzapfen 33 verlagern. An der Führung 30 sind einerseits Zapfen 16 und 34 mit Wälzlagern 20 und 35 angeordnet, die eine Anlagefläche definieren, andererseits befindet sich an der Führung ein exzentrischer Zapfen 17 mit einem Wälzlager 27, der auf der den Wälzlagern 20 und 35 abgewandten Seite gegen die Stange 4 drückt. Vorzugsweise liegt das Wälzlager an einem Punkt der Stange gegen diese an, der dem Schwerpunkt eines Dreiecks gegenüberliegt, dessen Endpunkte von den Berührungsstellen gebildet wird, an denen die drei Wälzlager 20,35 gegen die Stange 4 anliegen.

Bei der zweiten Lösung ist die Beweglichkeit der Stange 4 gegenüber dem Bauteil 5 vergrößert. Die zweite Lösung ist indessen etwas teurer und empfindlicher als die erste Lösung.

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V/eitere Abwandlungen der beschriebenen Vorrichtungen sind möglich. Die Führung 30 könnte beispielsweise durch zwei Paare von Armen 31 mit dem Bauteil 5 verbunden werden, die symmetrisch zur Längsachse der Stange 4 angeordnet sind und ein verformbares Parallelogramm bilden. Allgemein ausgedrückt kann der Mitnehmer von einem längs der Stange 4 verschiebbar auf dieser gelagerten Schieber gebildet werden, der winkelmässig drehfest mit der Stange verbunden ist und der über mindestens ein Paar paralleler Arme mit dem Bauteil 5 in Verbindung steht, wobei die Enden der Arme schwenkbar um eine zur Drehachse des Bauteiles 5 senkrechte Achse am Bauteil 5 gelagert sind.

Leerseite

Claims

DlPL-INQ. DIETERJANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ

PATENTANWÄLTE

Zusteliadresse

reply to:

KURFÜRSTENDAMM 66

1 BERLIN 15

Telefon : 030/8 83 BO 71/72

Telegramme : Consideration Berlin

218/17.854 DE 12. Mai 1981

Anmeldung

der Firma

HERMES PRECISA INTERNATIONAL S.A. Yverdon (Vaud, Schweiz)

Ansprüche :

Vorrichtung zum Übertragen einer Drehbewegung zwischen einem sich drehenden und längs seiner Drehachse verlagerbaren Bauteil und einer durch eine axiale Ausnehmung des Bauteiles verlaufenden sich um ihre Längsachse drehenden Stange, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Mitnehmer (11;30,31) aufweist, der einerseits um eine senkrecht zur Drehachse des Bauteils (5) verlaufende Achse schwenkbar am Bauteil (5) gelagert und andererseits verschiebbar aber drehfest auf der Stange (4) geführt ist.

PoaUchackkonto Bariin Wait Konto 1743 84-100 B«rllnar Bank AG., Konto 01 10921 900

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PATENTANWÄLTE
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (11;30,31) von einer die Stange (4) umfassenden Führung gebildet wird, deren dem Bauteil (5) zugewandten Enden über zwei Arme (13;31) beiderseits der Drehachse des Bauteils (5) schwenkbar mit diesem verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stange (4) aus Flachmaterial konstanten Querschnitts besteht und in der Führung zwischen mindestens drei Führungsorganen geführt ist, von denen zwei auf einer Seite der Stange (4) gegen deren Randbereich anliegen und von denen sich das dritte im wesentlichen mittig zwischen den Randbereichen gegen die andere Seite der Stange (4) abstützt.
-'+. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsorgane von auf parallel zur Schwenkachse des Bauteils (5) verlaufenden Zapfen (16,17,34) gelagerten Wälzlagern (20,27,35) gebildet werden und ein auf einer Seite der Stange (4) gelegenes Wälzlager (27) auf einem einen Spielausgleich zwischen den Führungsorganen und der Stange (4) ermöglichenden exzentrischen Abschnitt (24) eines (17) der Zapfen (16,17,35) sitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (16,17,35) in einer im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Stange (4) verlaufenden Ebene angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die die Führung mit dem Bauteil (5) verbindenden Arme (31) um parallele Achsen schwenkbar am

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PAIfN IANWALIt

Bauteil (5) und an der Führung gelagert sind, und die Führung mit einem zusätzlichen Wälzlager (35) versehen ist, wobei sich das dritte Wälzlager (27) auf einer Seite der Stange (4) an einer Stelle gegen diese abstützt, die dem Schwerpunkt eines Dreieckes gegenüberliegt, dessen Endpunkte von den Berührungssxellen gebildet werden, an denen die ersten beiden Wälzlager (20) und das zusätzliche Wälzlager (35) an der anderen Seite der Stange (4) gegen diese anliegen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Führung über zwei verformbare Parallelogramme bildende Paare von Armen mit dem Bauteil (5) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Führung parallel zu ihrer Achse auf dem Bauteil (5) beweglich gelagert ist.