NO820110L - DEVICE FOR CONVERSION OF A ROTATING MOVEMENT TO A LINEAR MOVEMENT - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordnin1 g for å omdanne en roterende bevegelse til en lineær bevegelse, som angitt i innledningen til krav 1. The present invention relates to a device for converting a rotary movement into a linear movement, as stated in the introduction to claim 1.

Kjente anordninger av denne type gjør bruk av skrue-mutter-prinsippet eller er utformet med kulemutter-skrue. Den førstnevnte anordning er begrenset med hein-syn til anvendelse på grunn av den store friksjon og den dermed forbundne varmeutvikling. Den sistnevnte anordning medfører på grunn av sin konstruksjon at den lineære for-skyvning blir forholdsvis stor i forhold til dreiebe-vegelsen, dvs. muligheten for å variere utvekslingen er begrenset. Known devices of this type make use of the screw-nut principle or are designed with a ball nut-screw. The first-mentioned device is generally limited in application due to the high friction and the associated heat generation. Due to its design, the latter device results in the linear displacement being relatively large in relation to the turning movement, i.e. the possibility of varying the ratio is limited.

En kjent anordning for å omgå de nevnte problemerj benytter seg av hjul som er anordnet på en del som eri forskyvbar i en annen sylinderformet, gjenget del, hvilke hjul kan rotere fritt i forhold til hverandre. Dissei hjul er forsynt med parallelle ribber rundt periferien, som samvirker.med den annen dels gjenger. Ved dreining{av den ene del vil hjulene rulle på innsiden av sylinderen, idet de følger gjengene og dermed forskyver den første delen. På grunn av at ribbene følger lukkede sirkler, dvs. hver ribbe ligger i et eget plan, er det nødvendig at det respektive hjuls aksel heller en vinkel svarende til gjengenes stigningsvinkel. Dette innebærer at det blir meget vanskelig under fremstillingen å oppfylle de allerede høye krav til snevre toleranser for at anordningen .skal fungere tilfredsstillende. For å eliminere, vinkelstillingen av hjulenes aksller er det også kjent anordninger med hjul som har et spiralprofil svarende til sylinderens indre gjenger. A known device for circumventing the aforementioned problems uses wheels which are arranged on a part which is displaceable in another cylindrical, threaded part, which wheels can rotate freely in relation to each other. These wheels are provided with parallel ribs around the periphery, which interact with the threads of the other part. When one part is turned, the wheels will roll on the inside of the cylinder, following the threads and thus displacing the first part. Because the ribs follow closed circles, i.e. each rib lies in a separate plane, it is necessary that the axle of the respective wheel inclines at an angle corresponding to the pitch angle of the threads. This means that it becomes very difficult during manufacture to meet the already high requirements for tight tolerances in order for the device to function satisfactorily. In order to eliminate the angular position of the axles of the wheels, there are also known devices with wheels that have a spiral profile corresponding to the internal threads of the cylinder.

Ved disse anordninger finnes dog fremdeles problemet at hjulene må styres og drives nøyaktig av sylinderens gjenger og hele tiden ligge an mot og gripe inn i disse. Så j snart det opptrer en skråstilling i forhold til sylinderens gjenger, eller et hjul "slipper" fra disse, hvilket i I resulterer i forskjellige hjulhastigheter, vil anordningen uunngåelig komme til å forkile seg. i With these devices, however, there is still the problem that the wheels must be controlled and driven precisely by the threads of the cylinder and constantly rest against and engage with them. As soon as an oblique position occurs in relation to the threads of the cylinder, or a wheel "slips" from these, resulting in different wheel speeds, the device will inevitably become wedged. in

De ovennevnte ulemper ved denne type bevegelses- I omdannelsesanordninger er eliminert ved ehanordning J ifølge oppfinnelsen, slik denne erkarakteriserti patentkravene. The above-mentioned disadvantages of this type of motion conversion device are eliminated by device J according to the invention, as it is characterized in the patent claims.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmere ved hjelp av eksempler under henvisning til tegningene. ■ In the following, the invention will be described in more detail by means of examples with reference to the drawings. ■

Fig. 1 viser lengdesnitt gjennom en anordning ifø.lge oppfinnelsen. Fig. 2 viser i større målestokk en detalj av anordningen. Fig. 3 viser detaljen på fig. 2 i tverrsnitt, og fig. 4 og 5 viser riss svarende til dem på fig. 2 og 3, men av en annen utførelsesform av vedkommende detalj. Fig. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention. Fig. 2 shows a detail of the device on a larger scale. Fig. 3 shows the detail of fig. 2 in cross section, and fig. 4 and 5 show views corresponding to those in fig. 2 and 3, but of a different embodiment of the detail in question.

Anordningen består av en ytre, stasjonærsylinder-formet hylse 1 samt i en i denne dreibart anordnet hyls^e 2. Hylsen 2 er i det viste eksempel lagret i hylsen 1 ved The device consists of an outer, stationary cylinder-shaped sleeve 1 as well as a rotatably arranged sleeve 2 in this sleeve. In the example shown, the sleeve 2 is stored in the sleeve 1 by

to kule- eller rullelagre 3. Ved den ene, lukkede ende av hylsen 1 er det anordnet et monteringsøre 4. Dreining av den indre hylse tilveiebringes ved hjelp av en induksjonsmotor hvis rotor er fast forbundet med hylsen 2; two ball or roller bearings 3. At one, closed end of the sleeve 1, there is a mounting ear 4. Rotation of the inner sleeve is provided by means of an induction motor whose rotor is firmly connected to the sleeve 2;

skjematisk antydet ved 5, og hvis stator med viklingerj er antydet ved 6, hvilken stator er festet til hylsen 1. schematically indicated at 5, and if the stator with windingsj is indicated at 6, which stator is attached to the sleeve 1.

Den indre hylse 2 er forsynt med gjengeformet for,-The inner sleeve 2 is provided with threaded for,-

i løpende spor 7 på innsiden. En stang 8, med et drivor.gan, som skal beskrives senere, strekker seg ikke-dreibart,j men bevegelig frem og tilbake gjennom den indre hylses 2 åpne ende og gjennom en muffe 9 som er festet til den ytre hylse 1. Den ende av stangen 8 som befinner seg uten-for hylsene er likedan forsynt med et monteringsøre 10^-Det på stangen 8 anordnede drivorgan består av en j medbringerskive 11 samt en medbringer 12, festet til j delen 11 ved hjelp av to diametralt om stangen 8 anordnede aksler 13. Hver av akslene bærer et fritt roterbart i in running track 7 on the inside. A rod 8, with a driving device, to be described later, extends non-rotatably,j but movable back and forth through the open end of the inner sleeve 2 and through a sleeve 9 which is attached to the outer sleeve 1. That end of the rod 8 which is located outside the sleeves is likewise provided with a mounting ear 10^-The drive member arranged on the rod 8 consists of a j driver disc 11 and a driver 12, attached to the j part 11 by means of two arranged diametrically around the rod 8 shafts 13. Each of the shafts carries a freely rotatable i

I IN

hjul 14. Det respektive hjul er forsynt med periferiske, parallelle flenser eller ansatser 15 med sider, som i det viste eksempel ligger i plan vinkelrett på rotasjons-aksen. Ved endene av det respektive hjul er det anord.net støttelager 16. Over hjulet 14 er det anordnet et ende-løst belte 17, som forløper slik som nærmere vist på ~f ig3. I '.! • im' wheel 14. The respective wheel is provided with peripheral, parallel flanges or projections 15 with sides, which in the example shown lie in a plane perpendicular to the axis of rotation. At the ends of the respective wheel, there is anord.net support bearing 16. Above the wheel 14, an endless belt 17 is arranged, which extends as shown in more detail in ~f ig3. I'.! • im'

På innsiden er dette belte forsynt med spor eller uttag-ninger svarende til flensene eller ansatsene, hvorved beltet styres på hjulene. Videre er beltet 17 på utsiden forsynt med et spiralprofil svarende til den indre hylses 2 gjengeformig forløpende spor 7. Som det klart turde innses presses beltet 17 til inngrep med hylsens 2 spiral-. spor 7 av hjulene 14 i to diametralt motsatte områderJ Ved den indre hylses 2 dreining i forhold til stangen 8 såvel som den ytre hylse 1, vil beltet, presset mellom hylsen 2 og hjulene 14, rulle mot hylsens 2 innside i inngrep med dennes gjengespor. Beltet 17 kommer derved til å "klatre" langs hylsen 2 og ved uttagningenes samvirke med ansatsene-på hjulene belaste disse méd en aksial kraft, hvorved stangen 8 forskyves i en bestemt retning, avhengig av hylsens 2 rotasjonsretning. Ved hjulenes 14 diametrale plasering blir stangen 8 hele tiden styrt i hylsen 2. Spiralprofilet som driver stangen 8 er i dette tilfelle anordnet på det endeløse belte 17, som i dette tilfelle griper inn i hylsens gjenger i to områder, hvilket innebærer at spiralprofilets to inngrepsområdér hele tiden beveger seg med samme hastighet. Dette innebærer i sin tur at selv om beltet ved usymmetrisk belastning eller feildimensjonering skulle "lette" fra innsiden av hylsen 2 ved ett av hjulene 14, eller det skulle opptre et skråttrettet moment hos hjuil eller medbringer 11, 12, vil en klemning eller fastkiling av anordningen ikke inntreffe, fordi- beltet og dermed spiralprofilet i dette område allikevel fremdeles har samme hastighet som i det andre område, hvilken hastighet tilnærmet svarer til hastigheten av hylsens 2 On the inside, this belt is provided with grooves or recesses corresponding to the flanges or projections, whereby the belt is guided on the wheels. Furthermore, the belt 17 is provided on the outside with a spiral profile corresponding to the thread-like continuous groove 7 of the inner sleeve 2. As can be clearly seen, the belt 17 is pressed into engagement with the sleeve's 2 spiral. track 7 of the wheels 14 in two diametrically opposite areas When the inner sleeve 2 rotates in relation to the rod 8 as well as the outer sleeve 1, the belt, pressed between the sleeve 2 and the wheels 14, will roll towards the inside of the sleeve 2 in engagement with its thread groove. The belt 17 thereby comes to "climb" along the sleeve 2 and, by the cooperation of the recesses with the projections on the wheels, load them with an axial force, whereby the rod 8 is displaced in a specific direction, depending on the direction of rotation of the sleeve 2. With the diametrical placement of the wheels 14, the rod 8 is constantly guided in the sleeve 2. The spiral profile that drives the rod 8 is in this case arranged on the endless belt 17, which in this case engages in the threads of the sleeve in two areas, which means that the spiral profile's two engagement areas all the time moving at the same speed. This, in turn, means that even if the belt were to "lighten" from the inside of the sleeve 2 at one of the wheels 14 due to asymmetrical loading or mis-dimensioning, or an oblique moment should occur at the wheel or carrier 11, 12, a pinching or wedging of the device does not occur, because the belt and thus the spiral profile in this area still has the same speed as in the other area, which speed roughly corresponds to the speed of the sleeve's 2

innside. inside.

På fig. 4 og 5 er vist en anordning hvor medbringer-/ skiven 11 og medbringeren 12, i dette tilfelle i form i av i ! ! en sirkulær skive, fiksert til hve' randre, bærer tre J i aksler 13 for fritt roterbart lagrede hjul 19. De j respektive hjul er på sin mantelflate forsynt med et j ; spiralprofil svarende til hylsens 2 indre gjengeform 7. In fig. 4 and 5 show a device in which the carrier disc 11 and the carrier 12, in this case in the form i of i ! ! a circular disc, fixed to each edge, carries three J in axles 13 for freely rotatably mounted wheels 19. The j respective wheels are provided on their mantle surface with a j; spiral profile corresponding to the sleeve's 2 internal thread shape 7.

Hjulene 19 er anordnet slik at de jevnt fordelt rundtThe wheels 19 are arranged so that they are evenly distributed around

! . I ! . IN

stangen 8 samtlige står i inngrep med hylsens 2 gjenger.-- the rod 8 all engage with the sleeve's 2 threads.--

Hjulene er videre forsynt med hvert sitt tanndrev 20. Koaksialt med stangen 8 er et tannhjul 'lagret fritt j roterbart, hensiktsmessig om en akseltapp (ikke vist) anordnet hos medbringerskiven 11. Ved dreining av hylsen 2 ruller hjulene på innsiden av hylsen og overfører selv direkte den aksiale kraft til stangen 8. Hjulenes og dermed deres spiralprofilers hastighet er alltid lik på grunn av tannhjulets 18 inngrep med hjulenes tanndrev 20.Herved unngås på samme måte som beskrevet tidligere j j fastkiling eller klemning av anordningen ved utilsiktede og avvikende bevegelsesforløp. The wheels are further provided with their own toothed drive 20. Coaxial with the rod 8, a toothed wheel is 'stored freely j rotatable, expedient if an axle pin (not shown) is arranged at the carrier disc 11. When turning the sleeve 2, the wheels roll on the inside of the sleeve and transfer themselves directly the axial force of the rod 8. The speed of the wheels and thus their spiral profiles is always the same due to the engagement of the gear wheel 18 with the wheel gear 20. This avoids, in the same way as described earlier j j wedging or pinching of the device in the event of unintentional and deviant movements.

Innenfor rammen av oppfinnelsen er det mulig å variere antallet av hjul i begge de ovenfor beskrevne ! utførelseseksempler. Ved anvendelsen av flere hjul fås totalt sett et større inngrepsområde mellom belte/hjulj og hylse, hvorved større aksiale krefter kan opptas av anordningen. Within the framework of the invention, it is possible to vary the number of wheels in both of the above described! execution examples. When several wheels are used, overall a larger engagement area is obtained between the belt/wheel and sleeve, whereby greater axial forces can be absorbed by the device.

i Hastigheten av hjulene 19 og dermed av deres spiral- i profiler kan. også holdes lik ved hjelp av.en tannrem . j eller tilsvarende som erstatter tannhjulet 18 og løper , over tanndrevene 20 som erstatter tannremskiver. i i The speed of the wheels 19 and thus of their spiral- i profiles can. also kept equal by means of.a toothed belt . j or equivalent which replaces the toothed wheel 18 and runs over the toothed gears 20 which replace toothed pulleys. in

Ved som vist å anordne den drivende elektromotors i rotor og stator som integrerte enheter i de to sylindre eller hylser, er det mulig på enkel måte å erstatte pneumatiske og hydraulisk stempel-sylinderenheter med den ' på tilsvarende måte virkende elektrisk drevne anordning ; ifølge oppfinnelsen. ' By, as shown, arranging the driving electric motor in the rotor and stator as integrated units in the two cylinders or sleeves, it is possible in a simple way to replace pneumatic and hydraulic piston-cylinder units with the 'similarly acting electrically driven device; according to the invention. '

i j i i i i j i i i

I IN

i i in i

<!>i <!>i

I IN

<!>.1.1 <!>.1.1

Claims (1)

! . ■ ' '■ 1. Anordning for å omdanne en roterende bevegelse i , en lineær bevegelse, omfattende et rørformet legeme (2) hvis innside er forsynt med spiralformede spor (7) samt en ji forhold til det rørformede legeme forskyvbar stang (8)! . ■ ' '■ 1. Device for converting a rotary movement into a linear movement, comprising a tubular body (2) the inside of which is provided with spiral grooves (7) as well as a displaceable rod (8) relative to the tubular body som er forsynt med ikke drevne, roterbart lagrede hjul■ • (14, 19) innrettet til via et til spiralsporene (7) ! j svarende spiralprofil å gripe inn i legemets (2) spiral-! spor, hvorved stangen (8) forskyves i forhold til detwhich is provided with non-driven, rotatably supported wheels■ • (14, 19) arranged to via a to the spiral tracks (7) ! j corresponding spiral profile to engage in the body's (2) spiral-! track, whereby the rod (8) is displaced in relation to it •rørformede legeme (2) når stangen og legemet dreies i•tubular body (2) when the rod and body are rotated • forhold til hverandre, hvilke hjul er mindre enn legemets j halve diameter og ligger i et felles plan som forløper, i vinkelrett på stangen, karakterisert<;> ved at et organ (17, 18) er anordnet i fast inngrep med ;hjulene (14, 19) for å synkronisere disses innbyrdes 'rotasjon.• relation to each other, which wheels are smaller than half the diameter of the body and lie in a common plane which extends, i perpendicular to the bar, characterized<;> in that a member (17, 18) is arranged in fixed engagement with the wheels ( 14, 19) to synchronize their mutual rotation. !2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert!2. Device according to claim 1, characterized ; ved at respektive hjul (19) er forsynt med en tannkrans. j (20), og at organet består av et sentralt, fritt roterbart !tannhjul (18) som griper inn i hjulenes tannkranser.; in that the respective wheel (19) is provided with a ring gear. j (20), and that the body consists of a central, freely rotatable !tooth wheel (18) which engages in the wheels' tooth rings. 3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at organet består av et bøyelig belte (17) som på yttersiden er forsynt med spiralprofiler, hvilket belte3. Device according to claim 1, characterized in that the body consists of a flexible belt (17) which on the outside is provided with spiral profiles, which belt løper rundt hjulene (14) og av disse bringes i inngrep med spiralsporene (7) , idet hjulene er forsynt medruns around the wheels (14) and of these is brought into engagement with the spiral grooves (7), as the wheels are provided with , ansatser (15.) som styrer beltet og opptar de aksiale j krefter mellom dette og hjulene., attachments (15.) which control the belt and take up the axial j forces between it and the wheels. ! 4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at hjulene (14) foreligger i et antall av to og er! 4. Device according to claim 3, characterized in that the wheels (14) are present in a number of two and are anordnet diametralt på hver sin side av stangen (8) og at 1 beltet (17) er strukket.over hjulene til en langstrakt elliptisk form.arranged diametrically on each side of the rod (8) and that the 1 belt (17) is stretched over the wheels into an elongated elliptical shape. I 5. Anordning ifølge et av kravene 3-4,. kara k-'terisert ved at ansatsene (15) er dannet av langs hjulenes (14) periferi anordnede rygger med mot I hjulakselen vinkelrette sider, og at spor svarende til r .i •I 5. Device according to one of claims 3-4. characterized in that the projections (15) are formed by ridges arranged along the periphery of the wheels (14) with sides perpendicular to the wheel axle, and that grooves corresponding to r .i • ryggene er anordnet i beltet (17).the ridges are arranged in the belt (17). 6. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det rørformede legeme (2) er dreibart lagret i en ytre hylse (1) , og at det rørformede legeme (2) er utformet med en rotor (5) og6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular body (2) is rotatably stored in an outer sleeve (1), and that the tubular body (2) is designed with a rotor (5) and den ytre hylse (1) med en stator (6), som tilsammen danner en elektromotor.the outer sleeve (1) with a stator (6), which together form an electric motor. 7. Anordning ifølge krav 7, karakterisert I ved at motoren er en induksjonsmotor. <1>7. Device according to claim 7, characterized in that the motor is an induction motor. <1>