DE3151647A1

DE3151647A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer drehenden bewegung in eine lineare bewegung

Info

Publication number: DE3151647A1
Application number: DE19813151647
Authority: DE
Inventors: Bo 73100 Köping Granbom
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-15
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1982-09-16
Also published as: GB2091375A; JPS57137758A; AU7914881A; NO820110L; ES271001U; FR2497902A1; SE8100206L; NL8200012A; FI814212L; DD201936A5; SE436788B; IT1149459B; BE891712A; ZA818871B; ES271001Y; DK6282A; IT8219102A0

Description

Vorrichtung; zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineai^e Bewegung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung_s um, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben₉ eine drehende Bewegung in eine lineare umzuwandeln«

Bekannte Vorrichtungen dieser Art wenden das Schraube-Mutter PrinziD an oder sind mit Kugelmutterschraube ausgebildetο Die erste Vorrichtung ist in ihrer Anwendung aufgrund 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 Obersetzung zu ändern.

Eine bekannte Vorrichtung zur Vermeidung dieser Probleme wendet Räder an, die in einem ersten Teils das in einem zweiten zvlinderförmigen₃ mit Gewinde versehenen Teil verschiebbar-istjin Beziehung zueinander frei drehbar angeordnet sind ο Diese Räder sind mit parallelen Rippen rund um die Peripherie versehen₃ die mit den Gewinden des zweiten Teiles zusammenwirken. Durch Drehen des einen Teiles werden die Räder veranlaßt₉ auf der Innenseite des Zylinders zu rollens wobei sie den Gewinden folgen und damit das erste Teil verschieben. Da die Rippen geschlossenen Kreisen folgen, d.h. da jede Rippe in einer eigenen Ebene liegt, ist es notwendig, daß die Achse des betreffenden Rades einen Winkel geneigt ist, der dem Steigungswinkel des Gewindes entspricht. Dies bedeutet₅ daß es sehr schwer ist₉ 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 SDiralpr>ofil haben. Bei diesen Vorrichtungen besteht jedoch weiterhin das Problem, daß die Räder von 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.

Die vorstehend genannten Mangel bei einer Bewegungsumwandlungsvorrichtung dieses Typs sind bei der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch deren in den Ansprachen definierte Kennzeichen beseitigt.

Die Erfindung wird nachstehend in Form von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen

Fig. 1 ein Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Teil der Vorrichtung zeigt,

Fig. 3 ein Querschnitt des in Fig. 2 gezeigten Teiles ist, und

Fig. 4- und 5 Ansichten sind, die den in Fig. 2 und 3

gezeigten entsprechen, aber eine andere Ausführungsform des genannten Teiles zeigen.

Die Vorrichtung besteht aus einer äußeren feststehenden zylinderförmigen 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 angeordnet. Die Drehbewegung, der inneren Hülse wird

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mittels eines Induktionsmotors bewirkt_s dessen Rotor durch 5 schematisch angedeutet und mit der Hülse 2 fest verbunden ist_s und dessen Stator mit Wicklungen an der Hülse 1 befestigt und durch 6 angedeutet ist»

Die innere Hülse 2 ist mit gewindeförmig 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 befindliche Ende der Stange ist mit einer Montagehülse 10 versehen»

Das auf der Stange 8 angeordnete Antriebsmittel besteht aus einer Mitnehmerplatte 11 und einem Mitnehmer 12, der an der Platte 11 mittels zweier diametral um die Stange 8 angeordneter Achsen 13 festgelegt ist= Jede dieser Achsen trägt ein frei drehbares Rad IU₃ das jeweils mit peripheren parallelen Flanschen oder Ansätzen 15 versehen ist5· deren Seiten in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Ebene quer zur Drehachse liegen. An den Enden des jeweiligen Rades sind Stützlager 16 angeordnet. Über den Rädern 14 ist ein endloses Band 17 angeordnet, das so verläuft, wie es in Fig. 3 näher dargestellt ist. Dieses Band ist auf der Innenseite mit den Flanschen oder Ansätzen entsprechenden Nuten oder Ausnehmungen versehen₃ wodurch das Band auf den Rädern geführt wird. Das Band 17 hat ferner auf der Außenseite ein Spiralprofil j das den gewindeförmig verlaufendwn Nuten 7 der inneren Hülse 2 entspricht. Wie es leicht zu verstehen ist, wird das Band 17 von den Rädern 14 in zwei diametral gegenüberliegenden Bereichen zum Eingriff in die Spiralnuten ■7 der Hülse 2 gepreßt. Bei Drehung der inneren Hülse 2 in Beziehung zur Stange 8, wie auch der äußeren Hülse 1, wird das Band, zwischen die Hülse 2 und die Räder 14 gepreßt, gegen die Innenseite der Hülse 2 in Eingriff mit deren

Gewindenuten rollen. Das Band 17 "klettert" dabei längs der Hülse 2,und durch das Zusammenwirken der Ausnehmungen mit den Ansätzen der Räder belastet das Band die Räder mit einer Axialkraft, die die Stange 9, 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 Soiralprofil ist in diesem Fall auf dem endlosen Band 17 angeordnet,.das in diesem Fall in zwei Bereichen 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 bei unsymmetrischer Belastung oder falscher Dimensionierung sich an einem der Räder 14 von der Innenseite der Hülse 2 abhebt, oder an Rädern oder Mitnehmern 11,12 ein schräggerichtetes Moment auftritt, das Band, und damit das Spiralprofil·, in diesem Bereich gleichwohl weiterhin"dieselbe Geschwindigkeit wie in dem anderen Bereich hat, die ungefähr der Geschwindigkeit der Innenseite „der Hülse 2 entspricht.

In Fig. 4 und 5 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der die Mitnehmert»latte 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 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. Jedes der RMder hat außerdem ein Ritzel 20. Koaxial mit der Stange 8 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 auf der Innenseite der Hülse und übertragen selber direkt die axiale Kraft zur Stange Die Geschwindigkeit der Räder, und damit der Soiralprofile, ist aufgrund des Eingriffes des Zahnrades 18 in die Zahn-

ritzel 20 stets gleich. Hierdurch wird auf dieselbe Weise wie zuvor beschrieben Klemmen oder Festfressen der Vorrichtung bei unbeabsichtigtem und abweichendem Bewegungsverlauf vermieden.

Die Geschwindigkeil der Räder 19_a 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 möglich₅ 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

Patentans prüche

I./ Vorrichtung zur Umwandlung einer drehenden Bewewgung in eine lineare Bewegung, bestehend aus einem rohrförmigen Körper (2)_s dessen Innenseite mit Spiralnuten (7) versehen ist j und einer in Beziehung zum rohrförmigen Körper verschiebbaren Stange (8)_s die mit unangetriebenen, drehbar gelagerten Rädern (14,15) versehen ist, die über ein den Spiralnuten (7) entsprechendes Spiralprofil in die Spiralnuten des Körpers eingreifen₉ wobei die Stange (8) in Beziehung zum rohrförmigen Körper (2) verschoben wird_s 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_s (juer zur Stange verlaufenden Ebene liegen₃ dadurch gekennz "e lohnet, daß ein Mittel (17,18) in ständigem Eingriff mit den Rädern (14_S19) angeordnet ist«, die Drehung der Räder in Beziehung zueinander zu synchronisieren.

2 = Vorrichtung nach Anspruch !«dadurch gekennzeichnet;, daß das jeweilige Rad (19) mit einem Zahnkranz (20) versehen ist₃ und daß das Mittel aus einem zentralen, frei drehbaren₉ in Zahnkränze der Räder eingerifenden Zahnrad (18) besteht.

'3 ο Vorrichtung nach Anspruch !«dadurch gekennzeichnet, daß das Hittel aus 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 wird₃ und daß die Räder mit Ansätzen (15) versehen sind, die das Band führen und die Axialkräfte zwischen dem Band und den Rädern aufnehmen.

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

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (15) &an längs der Peripherie der Räder (14) angeordneten Rücken mit quer zur Radachse sich erstreckenden Seiten gebildet sind, und im Band (17) den Rücken entsprechende Nuten angeordnet sind.