DE3151647A1 - DEVICE FOR CONVERTING A ROTATING MOVEMENT INTO A LINEAR MOVEMENT - Google Patents

DEVICE FOR CONVERTING A ROTATING MOVEMENT INTO A LINEAR MOVEMENT

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DE3151647A1 DE19813151647 DE3151647A DE3151647A1 DE 3151647 A1 DE3151647 A1 DE 3151647A1 DE 19813151647 DE19813151647 DE 19813151647 DE 3151647 A DE3151647 A DE 3151647A DE 3151647 A1 DE3151647 A1 DE 3151647A1
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Description

Vorrichtung; zur Umwandlung einer drehenden Bewegung in eine lineai^e BewegungContraption; to convert a rotating movement in a linear motion

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtungs um, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben9 eine drehende Bewegung in eine lineare umzuwandeln«The present invention relates to a device to s as specified in the preamble of claim 1 for converting a rotating movement into a linear 9 "

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.Known devices of this type use the screw-nut principle or have a ball nut screw trained o The first device is in use limited due to the strong friction and the associated heat development »in the latter device their construction causes linear motion becomes relatively large in relation to the rotary movement, i.e. there is a limited possibility of increasing the ratio change.

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.A known apparatus for avoiding these problems applies wheels on which are arranged to each other freely rotatably in a first part in one second zvlinderförmigen 3 threaded portion slidably-istjin relationship ο These wheels are provided with parallel ribs around the periphery of 3 with the threads of the second part cooperate. By turning one part, the wheels are caused 9 to roll on the inside of the cylinder, following the threads and thus moving the first part. Since the ribs follow closed circles, ie since each rib lies in its own plane, it is necessary that the axis of the wheel in question is inclined at an angle which corresponds to the helix angle of the thread. This means 5 that it is very difficult 9 to meet the already very high tolerance requirements during manufacture in order to obtain a satisfactory function of the device.

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.In order not to have to put the wheel axles at an angle, there are also known devices with wheels that have the inner Thread of the cylinder have a corresponding SDiralpr> ofil. With these devices, however, there is still the problem that the wheels are precisely guided by the threads of the cylinder and are driven and have to rest against the threads and engage in them all the time. As soon as a slant occurs in relation to the cylinder threads, or a wheel lifts off the threads and thereby different Causes wheel speeds, the device inevitably seizes.

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.The aforementioned shortcomings in a motion conversion device of this type are defined in the device according to the present invention by their in the addresses License plate removed.

Die Erfindung wird nachstehend in Form von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denenThe invention is described in more detail below in the form of examples and with reference to the accompanying drawings, in which

Fig. 1 ein Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist,Fig. 1 is a longitudinal section through the inventive Device is

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Teil der Vorrichtung zeigt,Fig. 2 shows on an enlarged scale part of the device,

Fig. 3 ein Querschnitt des in Fig. 2 gezeigten Teiles ist, undFigure 3 is a cross-section of the part shown in Figure 2, and

Fig. 4- und 5 Ansichten sind, die den in Fig. 2 und 3Figs. 4 and 5 are views similar to those in Figs

gezeigten entsprechen, aber eine andere Ausführungsform des genannten Teiles zeigen.shown, but a different embodiment of the mentioned part.

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 wirdThe device consists of an outer, stationary, cylindrical sleeve 1 and one rotatably arranged therein Sleeve 2. In the exemplary embodiment shown, the sleeve 2 is supported in the sleeve 1 in two ball or roller bearings 3. At one, closed end of the sleeve 1, a mounting eyelet is arranged. The rotary motion that the inner sleeve becomes

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mittels eines Induktionsmotors bewirkts dessen Rotor durch 5 schematisch angedeutet und mit der Hülse 2 fest verbunden ists und dessen Stator mit Wicklungen an der Hülse 1 befestigt und durch 6 angedeutet ist»by means of an induction motor s whose rotor is indicated schematically by 5 and is firmly connected to the sleeve 2 s and whose stator is fastened with windings to the sleeve 1 and is indicated by 6 »

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»The inner sleeve 2 is threaded with Grooves 7 provided on its inside. A rod 8 provided with a drive means to be described later extends non-rotatably, but reciprocally, through the open end of the sleeve 2 and through one on the outer one Sleeve 1 attached sleeve 9 »The end of the rod outside the sleeves is fitted with a mounting sleeve 10 Mistake"

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 derenThe drive means arranged on the rod 8 consists of a driver plate 11 and a driver 12 which is fixed to the plate 11 by means of two axles 13 arranged diametrically around the rod 8 = each of these axles carries a freely rotatable wheel IU 3, each with peripheral parallel Flanges or lugs 15 are provided5 · whose sides in the embodiment shown lie in a plane transverse to the axis of rotation. Support bearings 16 are arranged at the ends of the respective wheel. An endless belt 17 is arranged above the wheels 14 and runs as it is shown in more detail in FIG. 3. This band is provided on the inside with the flanges or lugs corresponding grooves or recesses 3 whereby the band is guided on the wheels. The band 17 also has a spiral profile j on the outside which corresponds to the thread-shaped grooves 7 of the inner sleeve 2. As can be easily understood, the belt 17 is pressed by the wheels 14 in two diametrically opposite regions for engagement in the spiral grooves 7 of the sleeve 2. Upon rotation of the inner sleeve 2 in relation to the rod 8, as well as the outer sleeve 1, the band is pressed between the sleeve 2 and the wheels 14 against the inside of the sleeve 2 in engagement with them

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.Roll thread grooves. The band 17 "climbs" along the sleeve 2 and through the interaction of the recesses with the lugs of the wheels, the belt loads the wheels with an axial force which the rod 9, depending on the direction of rotation the sleeve 2, moves in a certain direction. Due to the diametrical position of the wheels 14, the rod 8 out in the sleeve 2 all the time. The soiral profile driving the rod 8 is in this case on the endless one Band 17 arranged, in this case in two areas engages in the thread of the sleeve, which means that both areas of engagement of the spiral profile are all the time move at the same speed. This in turn means that, even if the belt is under unbalanced loading or wrong dimensioning on one of the wheels 14 lifts from the inside of the sleeve 2, or an obliquely directed moment occurs on the wheels or drivers 11, 12, the belt, and with it the spiral profile ·, in this area nevertheless continues to be "the same speed as in that has another area, which corresponds approximately to the speed of the inside "of the sleeve 2".

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-In Fig. 4 and 5, a device is shown in which the Carrier »lath 11 and the carrier 12, in this case in In the form of a round disc, three axles 13 fixed to one another for freely rotatably mounted wheels 19. The respective The outer surface of the wheel is provided with a spiral profile which corresponds to the inner thread shape of the sleeve 2. The wheels 19 are arranged so that they are evenly distributed around the rod 8 all in engagement with the threads of the sleeve 2 are. Each of the RMder also has a pinion 20. Coaxially with the rod 8, a gear 18 is freely supported rotatable, preferably about an axle journal (not shown) arranged on the driver plate 11. When rotating of the sleeve 2, the wheels roll on the inside of the sleeve and themselves transmit the axial force directly to the rod The speed of the wheels, and thus the soiral profiles, is due to the engagement of the gear 18 in the tooth

ritzel 20 stets gleich. Hierdurch wird auf dieselbe Weise wie zuvor beschrieben Klemmen oder Festfressen der Vorrichtung bei unbeabsichtigtem und abweichendem Bewegungsverlauf vermieden. pinion 20 always the same. This will jam or seize the device in the same manner as previously described avoided in the event of unintentional and deviating movement.

Die Geschwindigkeil der Räder 19a 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.The speed wedge of the wheels 19 a and thus the spiral profiles, can also with the help of a toothed belt or the like. be kept the same, which replaces the gear 18 and runs over the pinion 20 replacing toothed belt pulleys.

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.It is possible in both embodiments described here 5, the number to change in the invention wheels When using more wheels, a larger engagement area between the belt / wheel and the sleeve as a whole is obtained, can accommodate making the device larger axial forces.

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.By arranging, as shown, the rotor and the stator of the driving electric motor in the two cylinders or sleeves, it is possible to easily pneumatic And hydraulic piston-cylinder units through the electrically operated in a corresponding manner To replace device according to the invention.

Claims (1)

Patentans prüchePatent claims 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 wirds 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 gemeinsamens (juer zur Stange verlaufenden Ebene liegen3 dadurch gekennz "e lohnet, daß ein Mittel (17,18) in ständigem Eingriff mit den Rädern (14S19) angeordnet ist«, die Drehung der Räder in Beziehung zueinander zu synchronisieren.I. / apparatus for converting a rotating Bewewgung into a linear movement, comprising a tubular body (2) s whose inner side is provided with spiral grooves (7), j and a slidable in relation to the tubular body rod (8) s with unpowered, rotatably mounted wheels (14,15) is provided, the corresponding a the spiral grooves (7) spiral profile in the spiral grooves of the body engage 9 wherein the rod (8) is displaced in relation to the tubular body (2) s when the rod and the bodies are rotated in relation to each other, and the wheels are smaller than half the diameter of the body and lie in a common s (Juer extending to the rod level 3 characterized gekennz "e lohnet that a means (17,18) in constant engagement with the Wheels (14 S 19) is arranged «to synchronize the rotation of the wheels in relation to each other. 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.2 = The apparatus of claim! "Characterized ;, that the respective wheel (19) is provided with a ring gear (20) 3 and that the means consists of a central, freely rotatable 9 eingerifenden in gear rims of the wheels gear (18). '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.'3 ο Device according to claim! «Characterized in that the middle consists of a flexible band (17) which is provided with spiral profiles on the outside and runs around wheels (14)» of which it engages with the spiral grooves (7 ) is brought 3 and that the wheels are provided with lugs (15) that guide the belt and absorb the axial forces between the belt and the wheels. 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.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that two wheels (14) are arranged which lie diametrically on both sides of the rod (8), and the band (17) is stretched over the wheels to a long, narrow elliptical shape. 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.5. Device according to one of claims 3-4, characterized characterized in that the lugs (15) & along the periphery of the wheels (14) arranged backs are formed with sides extending transversely to the wheel axis, and grooves corresponding to the back are arranged in the band (17).
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