Vorrichtung zum spielfreien Verschieben eines Organs längs eines Trägers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum spielfreien Verschieben eines Organs längs eines Trägers. Solche Vorrichtungen, die beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, Messinstrumenten, Fernmelde- abtimmeinrichtungen und dergleichen Anwendung finden können, verlangen, wenn sie tatsächlich hohe Anforderungen hinsichtlich der Spielfreiheit erfüllen sollen, eine sorgfältige Herstellung und Präzisions ausführung, so dass sie im allgemeinen kostspielig und verwickelt sind.
Die Vorrichtung nach der Erfindung hingegen kann mit der üblichen Präzision nach ein fachen Herstellungsverfahren herstellbar sein und eine praktisch völlig spielfreie Bewegung des zu verschie benden Organs ergeben.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass der Träger parallel zur Längsrichtung wenigstens ein Führungselement aufweist und dass das Organ mit zwei allseitig beweg lichen Rollen versehen ist, die je aus zwei durch eine Spindel fest verbundenen und teilweise von gleichen Kegelflächen begrenzten Körpern bestehen, wobei, vorzugsweise verstellbare, Druckmittel vorgesehen sind, die an den Rollenspindeln angreifen, so dass sie sowohl die Kegelflächen an das Führungselement als auch die Rollen gegeneinanderdrücken, wobei der Querschnitt des Führungselementes so geformt und bemessen ist, dass zwischen dem Führungselement und den Kegelflächen stets nur eine punktförmige Berührung besteht, und dass eine von aussen her antreibbare,
senkrecht zur Längsrichtung des Füh rungselementes angeordnete Welle vorgesehen ist, die gleichfalls nur punktförmige Berührungsstellen mit den zwei allseitig beweglichen Rollen hat.
Vorzugsweise sind die Druckmittel von einer Feder gebildet, die in gegenüber einer senkrecht zur Längsrichtung des Führungselementes oder der Füh- rungselemente liegenden Ebene symmetrischen Punk ten an den beiden Spindeln angreift.
Es ist vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen dem Radius durch den Angriffspunkt der Feder an der Rolle und der Vertikalen durch den Mittelpunkt der Rolle etwa 120 ist, während der Winkel zwischen den Radien durch die Angriffspunkte der von aussen her drehbaren Welle an der Rolle und der erwähnten Vertikalen gleichfalls etwa 120 ist. Auf diese Weise kann sich für jede Rolle feine Art von Dreipunktlage- rung ergeben, wodurch die Lage der Rolle bezüglich Träger und Organ genau bestimmt wird.
Zwei Führungselemente können aus zwei zuein ander parallelen Streifen rechteckigen Querschnittes bestehen, wobei die teilweise von Kegelflächen be grenzten Körper der Rollen mit diesen Kegelflächen teilweise zwischen den Führungselementen liegen. Es kann auch nur ein aus einem Streifen rechteckigen Querschnittes bestehendes Führungselement vorge sehen sein, wobei dieses Element zum Teil von den Kegelflächen der teilweise von Kegelflächen begrenz ten Körper der Rollen umfasst wird.
Die von aussen her drehbare Welle kann so gela gert sein, dass sie nur rotieren kann; vorzugsweise ist jedoch gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung diese Welle so gelagert, dass innerhalb be stimmter Grenzen eine geringe axiale Verschiebung möglich ist. Dies ist mit Rücksicht auf die allseitige Beweglichkeit der Rollen und auf eine etwaige Un- parallelität des Führungselementes oder der Führungs elemente und des Trägers vorteilhaft. Die Rollen und die Welle können sich dabei selbsttätig an jeder Stelle auf die richtige Lage einstellen.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Vorrichtung zum spielfreien Verschie ben eines Organs längs einem Träger, im Schnitt nach der Line I-1 in Fig. 2, in der Pfeilrichtung gesehen, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, gemäss der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Untenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 und Fig. 4 eine Ausführungsform mit anders ausge bildetem Träger, Führungselement und Rollen als nach Fig. 1.
In den Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Träger, der aus einem Hohlrohr rechteckigen Quer schnittes besteht, das beispielsweise als Hohlleiter bei einem Fernmeldegerät dienen kann. Längs diesem Träger soll das Organ 2 spielfrei beweglich sein. Das Organ 2 besteht aus einem U-förmigen Gehäuse mit zwei Schenkeln 3 und 4. Der Träger 1 ist mit zwei Nocken 5 und 6 versehen, an denen zwei Streifen 7 und 8 als Führungselemente parallel zur Trägerlängs richtung mittels Schraubenbolzen 9 und 10 befestigt sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weisen die Streifen 7 und 8 einen rechteckigen Querschnitt auf. Weiter sind zwei Rollen 11 und 12 vorgesehen.
Diese Rollen be stehen je aus zwei Körpern, die teilweise einen Kegel mantel als Begrenzungsfläche besitzen und durch eine Spindel 13 bzw. 14 fest miteinander verbunden sind. Die Rollen sind so angeordnet, dass die zwei einander abgewendeten Kegelmäntel jeder Rolle teilweise zwi schen den Streifen 7 und 8 liegen. Die Rollen werden, damit sie allseitig beweglich sind, von einer Feder mit zwei Armen 15 und 16 gehalten. Jeder Arm liegt an der Verbindungsspindel an, die die zwei Körper, aus denen eine Rolle besteht, miteinander verbindet. Der Arm 15 liegt an der Spindel 13 und der Arm 16 an der Spindel 14 an. Der Winkel, den die durch den Mittelpunkt der Rolle und den Angriffspunkt der Feder an der Spindel hindurchgehende Radiallinie mit der Vertikalen bildet, ist etwa 120 .
Die Schenkel des U-förmigen Gehäuses des Organs 2 sind durch ein Kupplungsstück 17 verbunden, das mittels Schrau ben 18 und 19 mit den Schenkeln verbunden ist. Dieses Kupplungsstück 17 ist mit einer Druck schraube 20 versehen, während auf der die beiden Federarme 15 und 16 bildenden Feder ein Kupp lungsstück 21 festsitz. Die Druckschraube 20 übt einen einstellbaren Druck auf das Kupplungsstück 21 aus, so dass die Federspannung einstellbar ist. Von den Federarmen 15 und 16 werden die Rollen 11 und 12 sowohl gegeneinander hin als auch gegen die Streifen 7 und 8 gedrückt. Zwischen den Rollen ist eine von aussen her drehbare Welle 22 vorgesehen, die senkrecht zur Längsrichtung der Führungsstreifen 7, 8 angeordnet in den Schenkeln 3 und 4 gelagert ist.
Diese Welle 22, die einen verjüngten Teil 23 aufweist, berührt mit den Begrenzungsflächen des Teils 23 den Federarmen gegenüber die Kegelflächen der Rollen 11 und 12 punktförmig, die Radiallinen, die durch die Berührungspunkte Kegelfläche-Wellenfläche und den Mittelpunkt der zugehörigen Rolle hindurch gehen, bilden je wieder einen Winkel von 120 mit der Vertikalen durch den Mittelpunkt der Rolle.
Es ergibt sich so eine Art von Dreipunktlagerung jeder Rolle, wobei die Punkte für jede Rolle aus dem Be rührungspunkt einer Kegelfläche mit dem Führungs element 7 oder 8, dem Berührungspunkt zwischen der Feder und der Rollenspindel und dem Berüh rungspunkt zwischen der drehbaren Welle mit der Kegelfläche bestehen, so dass die Lage der Rollen bestimmt ist. Es ist nicht notwendig, dass die Füh rungselemente oder die drehbare Welle 22 besonders genau hergestellt sind, weil infolge der allseitigen Beweglichkeit der Rollen stets die richtige Einstellung der letzteren selbsttätig erzielt wird.
Weiterhin ergibt sich eine verzögernde übertragung zwischen der An triebsbewegung der Welle 22 und der Bewegung der Rollen, wodurch eine genaue Einstellung des Organs 2 auf den Träger 1 ermöglicht wird. Einer der Schen kel 3 oder 4 kann mit einer Öffnung versehen werden, und auf der infolgedessen sichtbaren Seitenwand des Trägers 1 kann eine Skalenteilung vorgesehen werden, so dass die richtige Lage des Organs 2 auf dem Träger stets abgelesen werden kann.
Anstatt der zwei Führungselemente 7 und 8 kann, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, auch ein einziges Führungselement 24 mit rechteckigem Querschnitt Anwendung finden. Dabei müssen dann Rollen wie die mit 25 bezeichnete Rolle Verwendung finden, deren Kegelflächen einander zugewendet sind, zum Unterschied gegenüber den Rollen<B>11</B> und 12 in Fig. 1-3, bei denen die Scheitelwinkel der Kegel flächen einander abgewendet sind.
Das übertragungs- verhältnis zwischen Wellenrotation und Organver schiebung kann jedoch bei der Ausführungsform mit zwei Führungselementen gemäss Fig. 1, 2 und 3 grö sser als bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sein. Auch ist es nicht notwendig, dass das bzw. die Füh rungselemente 24 rechteckigen Querschnitt haben. Es bzw. sie können beispielsweise auch einen kreisförmi gen oder vieleckigen Querschnitt aufweisen.
Es ist jedoch für die rationelle Wirkung der Vorrichtung notwendig, dass sich zwischen den Führungselemen ten und den Kegelflächen stets nur eine punktförmige Berührung ergibt, so dass beispielsweise ein Quer schnitt der Führungselemente, der von schrägen Flä chen begrenzt wird, deren Neigung gleich der Nei gung der Kegelmäntel ist, nicht zulässig ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Bewegung des Organs in der Längsrichtung des Trä gers von zwei Kappenmuttern 26 und 27 begrenzt, die auf den Bolzen 9 und 10 angeordnet sind und so weit vorstehen, dass der Schenkel 3 bei der Bewegung des Organs beiderseits mit diesen Muttern in Anlage kommt; soll für das Organ jedoch eine unbegrenzte Bewegung möglich sein, so können diese Kappen- muttern durch niedrige Muttern ersetzt werden.
Die beschriebene Vorrichtung weist eine leichte Einstellbarkeit zwischen Träger und Organ 2 bis auf 0,01 mm genau auf; mit einiger Mühe ist eine Ein stellgenauigkeit von 1 Mikron erzielbar. Weiter ent spricht eine Rechtsdrehung der Bedienungswelle einer Bewegung nach rechts des Organs 2 auf dem Träger, wie dies selbstverständlich in der Praxis erwünscht ist. Das Ganze ist stabil und eine Neigung des Organs zum Kippen auf dem Träger ist nicht vorhanden. Auch ist es bei einer begrenzten Bahn des Organs vorteilhaft, dass im Antriebsmechanismus Schlupf auftritt, wenn es auf dem Träger die Bewegungs grenze erreicht.
Es stellt sich heraus, dass die Vorrichtung bei angenähert senkrechter Anordnung selbsthemmend ist, so dass das Organ infolge seines eigenen Gewichtes auf dem Träger keinen Schlupf aufweist und sich nicht verschiebt.
Infolge der allseitigen Beweglichkeit der Rollen wird erreicht, dass diese sich stets in der richtigen Weise einstellen und dass stets eine gute Berührung mit den Führungselementen und der Welle erzielt wird, unabhängig von der mehr oder weniger grossen Präzision, mit der die Vorrichtung hergestellt ist.
Dass die Antriebswelle innerhalb bestimmter Gren zen eine geringe Axialverschiebung ausführen kann, ist mit Rücksicht auf eine etwaige nicht völlig rich tige Parallelität der Führungselemente und des Trä gers vorteilhaft und trägt somit zu einer billigen Her stellung der Vorrichtung bei.