NL8200012A - DEVICE FOR CONVERTING A ROTARY MOVEMENT INTO A LINEAR MOVEMENT. - Google Patents

Description

*v ^ * ; ' -1-’ ΪΓ.Ο. 30732* v ^ *; -1- ’Ο.Ο. 30732

Inrichting voor het omzetten van een roterende beweging in een lineaire beweging.Device for converting a rotary movement into a linear movement.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het omzetten van een roterende beweging in een lineaire beweging omvattende een buisvormig orgaan, waarvan de binnenzijde is voorzien van schroeflijnvormige groeven, en een stang die beweegbaar is ten opzichte van 5 het buisvormige orgaan en is voorzien van niet aangedreven roterend aange-brachte; wielen, die via een schroeflijnvormig profiel overeenkomstig de schroeflijnvormige groeven samenwerl<ei met de schroeflijnvormige groeven van het buisvormige orgaan, waardoor de stang wordt bewogen ten opzichte van het buisvormige orgaan als de stang en het orgaan ten opzichte van elkaar 10 worden geroteerd, welke wielen kleiner zijn dan de helft van de diameter van het orgaan en zijn geplaatst in een gemeenschappelijk vlak dat zich loodrecht op de stang uitstrekt.The invention relates to a device for converting a rotary movement into a linear movement comprising a tubular member, the inside of which is provided with helical grooves, and a rod which is movable relative to the tubular member and is provided with powered rotary mounted; wheels, which co-operate via a helical profile corresponding to the helical grooves with the helical grooves of the tubular member, thereby moving the rod relative to the tubular member when the rod and member are rotated relative to each other smaller than half the diameter of the member and placed in a common plane extending perpendicular to the rod.

Bij bekende inrichtingen van genoemd type wordt het schroef- moerprincipe toegepast of zij worden gevormd met een kogelmoer-15 schroef. De eerst genoemde inrichting is van beperkte levensduur als gevolg van de hoge wrijving en de warmte-ontwikkeling die daar uit resulteert. Laatstgenoemde inrichting brengt door zijn structurele uitvoering met zich dat de lineaire beweging betrekkelijk groot is ten opzichte van de roterende beweging, dat wil zeggen de mogelijkheid van het variëren van de overbreng-20 verhouding is beperkt.In known devices of the type mentioned, the screw-nut principle is applied or they are formed with a ball-nut screw. The first mentioned device has a limited life due to the high friction and the resulting heat development. The latter device, by virtue of its structural design, implies that the linear movement is relatively large relative to the rotary movement, that is to say the possibility of varying the transmission ratio is limited.

Bij een bekende inrichting worden voor het vermijden van deze problemen wielen toegepast die vrij roteerbaar zijn ten opzichte van elkaar en zijn bevestigd aan een eerste orgaan, dat beweegbaar is in een tweede cilindrisch van schroefdraad voorzien orgaan. Deze wielen zijn 25 om de omtrek voorzien van evenwijdige ribben, die samenwerken met de schroefdraad van het tweede orgaan. Door het roteren van het eerste orgaan rollen de wielen op de binnenzijde van de cilinder zo dat zij de schroefdraad volgen en daardoor veroorzaken dat het eerste orgaan beweegt. Omdat de ribben dicht bij elkaar liggende cirkels volgen, dat wil zeggen elke ribbe 30 is geplaatst in een vlak van zichzelf, is het noodzakelijk dat de as van de betreffende wiel helt over een hoek overeenkomstig de steekhoek van de schroefdraad. Het is daarom moeilijk bij het vervaardigen de reeds nauwe toleranties te verkrijgen die vereist zijn voor een bevredigende werking van de inrichting.In a known device, to avoid these problems, wheels are used which are freely rotatable relative to each other and are attached to a first member which is movable in a second cylindrical threaded member. These wheels are provided with parallel ribs around the circumference, which co-act with the screw thread of the second member. By rotating the first member, the wheels on the inside of the cylinder roll so that they follow the threads and thereby cause the first member to move. Since the ribs follow closely spaced circles, that is, each rib 30 is placed in a plane of its own, it is necessary that the shaft of the respective wheel is inclined at an angle corresponding to the pitch angle of the screw thread. It is therefore difficult to achieve in manufacturing the already close tolerances required for satisfactory operation of the device.

35 Voor het elimineren van de hoekstand van de wielassen, 8200012 ►' % -2- zijn ook inrichtingen bekend die wielen omvatten met een schroeflijnvormig profiel overeenkomend met de inwendige schroefdraad van de cilinder. Bij deze inrichtingen blijft echter het probleem dat de wielen nauwkeurig moeten worden geleid en aangedreven door de schroefdraad van de cilinder, 5 waarmede de wielen steeds in aanraking moeten blijven en moeten samenwerken. Zodra een hoekstand optreedt ten opzichte van de cilinderschroefdraad, of een afheffen van een wiel daarvan heeft plaats, wat aanleiding geeft tot verschillende wielsnelheden, dan loopt de inrichting onvermijdelijk vast.To eliminate the angular position of the wheel axes, 8200012 ► '% -2- devices are also known comprising wheels having a helical profile corresponding to the internal screw thread of the cylinder. However, with these devices the problem remains that the wheels must be accurately guided and driven by the screw thread of the cylinder, with which the wheels must always remain in contact and must cooperate. As soon as an angular position with respect to the cylinder screw thread occurs, or a wheel is lifted from it, which gives rise to different wheel speeds, the device inevitably freezes.

De bovengenoemde bezwaren bij een inrichting van dit 10 type voor het omzetten van beweging worden opgeheven met de inrichting volgens de uitvinding, die het kenmerk heeft, dat een middel in de inrichting aanwezig is dat permanent samenwerkt met de wielen om de rotatie daarvan ten opzichte van elkaar te synchroniseren. Bijzondere uitvoeringen van de inrichting volgens de uitvinding blijken uit het volgende, 15 Aan de hand van een tekening, waarin uitvoerings- voorbeelden zijn weergegeven, wordt de uitvinding hierna nader beschreven.The abovementioned drawbacks in a device of this type for converting movement are eliminated with the device according to the invention, characterized in that a means is present in the device that cooperates permanently with the wheels in order to rotate it relative to synchronize each other. Special embodiments of the device according to the invention will become apparent from the following. The invention is described in more detail below with reference to a drawing, in which exemplary embodiments are shown.

Figuur 1 toont een langsdoorsnede door de inrichting volgens de uitvinding.Figure 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention.

Figuur 2 toont op groter schaal een detail van de 20 inrichting.Figure 2 shows a larger-scale detail of the device.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede van een detail weergegeven in figuur 2.Figure 3 shows a cross section of a detail shown in Figure 2.

Figuren A en 5 tonen doorsneden overeenkomend met die weergegeven in de figuren 2 en 3, maar van een andere uitvoering van het 25'betreffende detail.Figures A and 5 show cross sections corresponding to those shown in Figures 2 and 3, but of another embodiment of the detail concerned.

De inrichting is gevormd uit een buitenste stationaire cilindrische huls 1 en een huls 2, die daarin kan roteren. Bij de weergegeven uitvoering worden de hulzen 2 ondersteund in de huls 1 via twee kogel-of rollegers 3. Aan één gesloten einde van de huls 1 is een bevestigingsoog 30 A geplaatst. De rotatie van de binnenhuis wordt veroorzaakt door een inductie-motor waarvan de rotor, schematisch aangegeven bij 5, vast is verbonden met de huls 2, en de stator van de motor met wikkelingen, aangegeven met 6, is bevestigd op de huls 1.The device is formed from an outer stationary cylindrical sleeve 1 and a sleeve 2 which can rotate therein. In the embodiment shown, the sleeves 2 are supported in the sleeve 1 via two ball or roller bearings 3. A fastening eye 30 A is placed at one closed end of the sleeve 1. The rotation of the inner tube is caused by an induction motor whose rotor, schematically indicated at 5, is fixedly connected to the sleeve 2, and the motor stator with windings, indicated by 6, is mounted on the sleeve 1.

De binnenhuis 2 is op het binnenoppervlak voorzien 35 van zich schroeflijnvormig uitstrekkende groeven 7. Een stang met een aandrijf orgaan, dat hierna wordt besproken, strekt zich niet roterend maar heen en weer gaand uit door het open einde van de binnenhuis 2 en door een sok 9, bevestigd op de buitenhuis 1. Het stangeinde geplaatst buiten de 8200012 * "éP ··» -3- hulzen is voorzien van een bevestigingsorgaan 10.The inner tube 2 is provided on the inner surface with helically extending grooves 7. A rod with a driving member, discussed below, does not rotate but reciprocates through the open end of the inner tube 2 and through a sock 9, attached to the outer casing 1. The rod end located outside the 8200012 * "éP ··» -3 sleeves is provided with a fastener 10.

De aandrijfmiddelen aangebracht 'op de stang 8 omvatten een draagplaat 11 en een drager 12, die is bevestigd op de plaat 11 door middel van twee assen 13 die diametraal zijn geplaatst om de stang 5 8. Elke as draagt een vrij roteerbaar wiel 14. Het betreffende wiel is voorzien van evenwijdige omtreksflenzen of kragen 15, die zijden bezitten, die bij de weergegeven uitvoering zijn geplaatst in vlakken loodrecht op de rotatiehartlijn. Aan de einden van de betreffende wielen zijn druklegers 16 aangebracht. Over de wielen 14 is een eindloze band 17 aangebracht die 10 loopt als duidelijker weergegeven in figuur 3. De band is voorzien aan zijn binnenzijde van groeven of; uitsparingen overeenkomend met de flenzen of kragen en geléiden de band op de wielen. De band 17 is aan zijn buitenzijde voorzien van een schroeflijnvormig profiel overeenkomend met de zich schroeflijnvormig uitstrekkende groeven 7 van de binnenhuis 2. Zoals duide-15 lijk zal zijn wordt de band 17 in samenwerking gedrukt met de schroeflijnvormige groeven 7 van de huls 2 door de wielen 14 en wel in twee diametraal tegenover elkaar liggende gebieden. Bij rotatie van de binnenhuis 2 ten opzichte van de stang 8 en van de buitenhuis 1 wordt de band tussen de huls 2 gedrukt en de wielen 14 rollen tegen de binnenzijde van de huls 2 in 20 samenwerking met de schroeflijnvormige groeven daarvan. De band 17 "klimt" langs de huls 2 en door samenwerking van.de uitsparingen met de kragen van de wielen belast de band de wielen met een axiale kracht, die tot gevolg heeft dat de stang 8 beweegt in een bepaalde richting, afhankelijk van de rotatierichting van de huls 2. Als gevolg van de diametrale 25 plaats van de wielen 14 wordt de stang steeds in de huls 2 geleid. Het schroeflijnvormige profiel dat de stang 8 aandrijft is in dit geval geplaatst op de eindloze band 17, die in dit geval samenwerkt met de schroefdraad van de huls op twee plaatsen, wat met zich brengt dat „beide samenwerkingsgebieden van het schroeflijnvormige profiel steeds met dezelfde 30 snelheid bewegen. Dit betekent op zijn beurt dat zelfs als de band is "afgeheven" vanaf de binnenzijde van de huls 2 op één van de wielen 14 als gevolg van assymetrische belasting of foutieve dimensionering, of als een scheef gericht moment optreedt op de wielen of dragers 11, 12, geen klemming of vastlopen van de inrichting plaats heeft, omdat de band, en 35 daarmede het schroeflijnvormige profiel in dit gebied nog steeds dezelfde snelheid heeft als in het andere gebied. Deze snelheid komt ongeveer overeen met de snelheid van de binnenzijde van de huls 2.The drive means mounted on the rod 8 comprise a support plate 11 and a support 12, which is mounted on the plate 11 by means of two shafts 13 which are placed diametrically around the rod 5 8. Each shaft carries a freely rotatable wheel 14. The the wheel in question is provided with parallel peripheral flanges or collars 15, which have sides, which in the illustrated embodiment are placed in planes perpendicular to the axis of rotation. Pressure bearings 16 are arranged at the ends of the relevant wheels. An endless belt 17 is provided over the wheels 14, which runs as shown more clearly in figure 3. The belt is provided with grooves on its inner side or; recesses corresponding to the flanges or collars and guide the tire to the wheels. The band 17 is provided on its outer side with a helical profile corresponding to the helically extending grooves 7 of the inner tube 2. As will be clear, the band 17 is pressed together with the helical grooves 7 of the sleeve 2 by the wheels 14 in two diametrically opposed regions. When the inner tube 2 is rotated relative to the rod 8 and the outer tube 1, the tire is pressed between the sleeve 2 and the wheels 14 roll against the inside of the sleeve 2 in cooperation with the helical grooves thereof. The tire 17 "climbs" along the sleeve 2 and, by co-operation of the recesses with the wheel collars, the tire loads the wheels with an axial force, which causes the rod 8 to move in a certain direction, depending on the direction of rotation of the sleeve 2. Due to the diametrical position of the wheels 14, the rod is always guided into the sleeve 2. In this case, the helical profile driving the rod 8 is placed on the endless belt 17, which in this case co-acts with the screw thread of the sleeve in two places, which means that 'both areas of cooperation of the helical profile always have the same moving speed. This, in turn, means that even if the tire is "lifted" from the inside of the sleeve 2 on one of the wheels 14 due to asymmetrical loading or mis-dimensioning, or if a skewed moment occurs on the wheels or carriers 11, 12, there is no clamping or jamming of the device because the belt, and thus the helical profile in this area, still has the same speed as in the other area. This speed roughly corresponds to the speed of the inside of the sleeve 2.

8200012 ' · . -4-8200012 '. -4-

In de figuren 4· en 5 is een inrichting weergegeven waarbij de dragerplaat 11 en drager 12, in dit geval in de vorm van een cirkelvormige schijf, bevestigd op elkaar, drie assen 13 draagt voor de vrij roteerbaar aangebrachte wielen 19. Het betreffende wiel is op zijn 5 omhullende oppervlak voorzien van een schroeflijnvormig profiel dat overeenkomt met de binnenste schroefdraadvorm van de huls 2. De wielen 19 zijn zo geplaatst dat zij gelijkmatig om de stang 8 zijn verdeeld zodat zij alle samenwerken met de schroefdraden van de huls 2. De wielen zijn verder elk voorzien van een rondsel 20. Een tandwiel 18, coaxiaal met de stang 8, 10 is vrij roteerbaar ondersteund, bij voorkeur op een leger (niet weergegeven) op de dragerplaat 11. Bij rotatie van de huls 2 rollen de wielen op de binnenzijde van de huls en zij zelf brengen direkt de axiale kracht op de stang 8 over. De snelheid van de wielen en daarmede van de schroeflijnvormige profielen, is altijd gelijk, als gevolg van de samenwerking van 15 het tandwiel 18 met de rondsels 20 van de wielen, hierdoor wordt vastlopen of vastklemmen van de inrichting bij ongewilde en afwijkende beweging vermeden op dezelfde wijze als boven beschreven.Figures 4 and 5 show a device in which the carrier plate 11 and carrier 12, in this case in the form of a circular disc, mounted on top of each other, bear three shafts 13 for the freely rotatably mounted wheels 19. The wheel in question is on its enveloping surface provided with a helical profile corresponding to the inner thread shape of the sleeve 2. The wheels 19 are arranged so that they are evenly distributed around the rod 8 so that they all co-act with the threads of the sleeve 2. The wheels each further provided with a pinion 20. A gear wheel 18, coaxial with the rod 8, 10 is supported rotatably, preferably on an bearing (not shown) on the carrier plate 11. When the sleeve 2 rotates, the wheels roll on the inside of the sleeve and they themselves transmit the axial force directly to the rod 8. The speed of the wheels, and therefore of the helical profiles, is always the same, due to the interaction of the gear wheel 18 with the pinions 20 of the wheels, thereby avoiding jamming or clamping of the device in the event of unintentional and deviating movement on the same as described above.

Het is binnen het kader van de uitvinding mogelijk het aantal wielen bij beide beschreven voorbeelden te variëren. Als meer 20 wielen worden gebruikt wordt een grotere totale samenwerking verkregen tussen band/wiel en huls, wat de inrichting in staat stelt grotere axiale krachten op te nemen.Within the scope of the invention it is possible to vary the number of wheels in both described examples. If more wheels are used, a greater overall cooperation between tire / wheel and sleeve is obtained, which allows the device to absorb greater axial forces.

Door het plaatsen van de rotor en stator van de aandrijvende electromotor als integrerende eenheden in de twee cilinders 25 of hulzen, is het mogelijk op eenvoudige wijze pneumatische of hydraulische zuiger-cilindereenheden te vervangen door de electrisch aangedreven inrichting volgens de uitvinding, die op overeenkomstige wijze werkt.By placing the rotor and stator of the driving electric motor as integrating units in the two cylinders 25 or sleeves, it is possible in a simple manner to replace pneumatic or hydraulic piston-cylinder units with the electrically driven device according to the invention, which is correspondingly works.

De snelheid van de wielen 19 en daarmede de snelheid van hun schroeflijnvormige profielen, kunnen ook gelijk worden gehouden 30 door middel van een getande band of overeenkomstige middelen, die het tandwiel 18 vervangt en over de getande band^schijven loopt die de rondsels 20 vervangen.The speed of the wheels 19, and therefore the speed of their helical profiles, can also be kept constant by means of a toothed belt or similar means, which replaces the gear wheel 18 and runs over the toothed belt discs replacing the pinions 20.

82000128200012

Claims (5)

1. Inrichting voor het omzetten van een roterende beweging in een lineaire beweging, omvattende een buisvormig orgaan, waarvan de binnenzijde is voorzien van schroeflijnvormige groeven en een stang die beweegbaar is ten opzichte van het buisvormige lichaam en is 5 voorzien van niet aangedreven roteerbaar aangebrachte wielen, die via een schroeflijnvormig profiel, overeenkomend met de schroeflijnvormige groeven samenwerken met de schroeflijnvormige groeven van het buisvormige orgaan, waardoor de stang ten opzichte van het buisvormige orgaan wordt bewogen als de stang en het orgaan ten opzichte van elkaar worden geroteerd, welke 10 wielen kleiner zijn dan de helft van de diameter van het orgaan en zijn geplaatst in een gemeenschappelijk vlak dat zich loodrecht opds stang uitstrekt, met het kenmerk, dat een orgaan (17,18) in de inrichting aanwezig is, dat voortdurend samenwerkt met de wielen (14,19), om een rotatie ten opzichte van elkaar te synchroniseren.1. Device for converting a rotary movement into a linear movement, comprising a tubular member, the inside of which is provided with helical grooves and a rod which is movable relative to the tubular body and which is provided with non-driven rotatably mounted wheels cooperating with the helical grooves of the tubular member via a helical profile corresponding to the helical grooves, thereby moving the rod relative to the tubular member as the rod and member are rotated relative to each other, which are 10 wheels smaller are then half the diameter of the member and are placed in a common plane extending perpendicular to the rod, characterized in that a member (17, 18) is present in the device, which continuously interacts with the wheels (14 , 19), to synchronize a rotation relative to each other. 2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk , dat het betreffende wiel (19) is voorzien van een tandring (20), en dat de middelen bestaan uit een centraal vrij roterend tandwiel (18) dat samenwerkt met de tandringen van de wielen.2. Device according to claim 1, characterized in that the wheel (19) in question is provided with a toothed ring (20), and in that the means consist of a central freely rotating gearwheel (18) which interacts with the toothed rings of the wheels. 3. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het 20 kenmerk , dat de middelen bestaan uit een flexibele band (17), die op zijn buitenzijde is voorzien van schroeflijnvormige profielen en loopt om de wielen (14) en door de wielen wordt gedwongen samen te werken met de schroeflijnvormige groeven (7) welke wielen zijn voorzien van schouders (15), die de band geleiden en de axiale krachten opnemen tussen de band 25 en de wielen.3. Device according to claim 1, characterized in that the means consist of a flexible belt (17), which on its outside is provided with helical profiles and runs around the wheels (14) and is forced to cooperate by the wheels with the helical grooves (7) which wheels are provided with shoulders (15), which guide the tire and take up the axial forces between the tire 25 and the wheels. 4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het kenmerk , dat er in aantal twee wielen (14) zijn, die diametraal op elke zijde van de stang (8) zijn geplaatst, en dat de band (17) over de wielen wordt gerekt tot een lange smalle elliptische vorm.Device according to claim 3, characterized in that there are a number of two wheels (14), which are placed diametrically on each side of the rod (8), and that the tire (17) is stretched over the wheels to form a long narrow elliptical shape. 5. Inrichting volgens één van de conclusies 3-4, met het kenmerk, dat de schouders (15) uit ribben zijn gevormd die zijn geplaatst langs de omtrek van de wielen (14), waarbij hun zijden loodrecht staan op de wielas, en dat in de band (17) groeven aanwezig zijn overeenkomend met de ribben. 8200012Device according to any one of claims 3 to 4, characterized in that the shoulders (15) are formed of ribs positioned along the circumference of the wheels (14), their sides being perpendicular to the wheel axle, and grooves corresponding to the ribs are present in the band (17). 8200012