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Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zur Übertragung der Bewegung zwischen einem geradlinig bewegten
oder einem eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung ausführenden Glied und einem zweiten
eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung ausführenden Glied mittels einer Schubstange, die
ständig auf Druck beansprucht ist.
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Übertragungsvorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. So ist
in Verbindung mit einem Taumelscheibentriebwerk eine Schubstangenübertragung bekanntgeworden,
bei der die Schubstangen jeweils zwischen zwei die Stützlager bildenden kegelförmigen
Lagerpfannen derart gelagert sind, daß sie sich mit ihren abgerundeten Enden in
den entsprechend abgerundeten Innenteilen der Lagerpfannen abstützen. Diese bekannte
Ausbildung weist den erheblichen Nachteil auf, daß Bewegungen der Schubstangen nur
erfolgen können, indem die Enden der Schubstangen und die mit ihnen in Berührung
stehenden Flächen der Lagerpfannen oder Stützlager gleiten, wodurch ein starker
Verschleiß zwischen den bewegten Teilen bedingt ist.
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Es ist weiterhin eine Vorrichtung dieser Art bekanntgeworden, bei
der die Schubstange durch eine an jedem Ende mit einem Kugelansatz versehene Kurbel
gebildet ist, die zwei räumlich gegeneinander zu bewegende Teile, z. B. einen Kolben
und eine zur Kolbenachse geneigte Triebplatte, kraftschlüssig miteinander verbindet.
Die Kugelansätze greifen dabei jeweils in eine entsprechende Kugelschale der beiden
Teile entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines sphärisch geformten
Zwischenstückes ein, das gegenüber der Kugelschale etwas außermittig angeordnet
ist, um die Stabilität der Kurbel zu gewährleisten. Auch bei dieser bekannten Ausbildung
können sich die einzelnen Bestandteile nur unter Überwindung einer verhältnismäßig
großen Gleitreibung gegeneinander bewegen.
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Ferner ist es bei Lagerungen bekanntgeworden, an dem Stirnende eines
Lagerzapfens, z. B. einer rotierenden Welle, zum axialen Entlasten der Welle einen
kugelförmigen Stützkörper zwischen der ebenen Stirnfläche der Welle und einer ebenen
Stützfläche des Lagers anzuordnen. Abgesehen davon, daß der kugelförmige Stützkörper
hierbei z. B. durch Magnetisierung gegen Herausfallen aus dem Lager gesichert wird,
ist diese bekannte Abstützung eines rotierenden Gliedes mit der Abstützung bei einer
Vorrichtung zur Bewegungsübertragung, bei der die bewegten Teile durch eine Schubstange
kraftschlüssig miteinander verbunden sind, nicht vergleichbar; denn bei einer zur
axialen Entlastung einer rotierenden Welle dienenden Abstützung findet zwischen
dem Stützkörper und dem Stirnende der Welle im wesentlichen nur eine Drehbewegung
um die Wellenachse statt, während bei einer Übertragungsvorrichtung der erwähnten
Art zwischen der Schubstange und den Stützlagern der durch die Schubstange kraftschlüssig
miteinander verbundenen Teile Querbewegungen auftraten,- die bei Lagerungen nicht
vorhanden sind und bei den bekannten Schubstangenübertragungen nur unter Überwindung
von Gleitreibung möglich sind.
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Es ist aber auch bei Vorrichtungen zur Bewegungsübertragung, bei denen
zwischen den bewegten Teilen Querbewegungen stattfinden, bekannt, Kugelabstützungen
anzuwenden. So ist eine Kolbenpumpe für Werkzeugmaschinen bekanntgeworden, bei der
die Kolben durch Hubnocken über einen Schwinghebel gesteuert werden und die Stützlager
zwischen dem Schwinghebel und den Kolben-mit Lagerkugeln versehen sind. Bei dieser
bekannten Ausbildung erfolgt aber die Bewegungsübertragung an jeder Übertragungsstelle
nur mittels einer Kugel und nicht mittels einer den Schwinghebel mit dem Kolben
kraftschlüssig verbindenden Schubstange. Der oder die Kolben der bekannten Pumpe
stellen eine solche Schubstange nicht dar, da sie die Bewegung des Schwinghebels
nicht auf ein zweites Glied übertragen. Außerdem ist der jeweilige Kolben der bekannten
Pumpe in einer festgelegten Richtung geführt, so daß bei Betätigung des Schwinghebels
durch den Hubnocken sich nur die Kugel gegenüber der Stirnfläche des Kolbens verschieben
kann, während bei einer Schubstangenübertragung die Schubstange nicht starr geführt
ist, sondern Änderungen der Winkellage der Schubstange gegenüber den Abstützflächen.der
durch sie kraftschlüssig verbundenen Teile auftreten. Ferner
versucht
sich die Kugel der bekannten Kolbenpumpe auch auf dem Schwinghebel zu verschieben;
wodurch die Anordnung von Lagervertiefungen erforderlich wird. Damit die Kugel zwischen
zwei parallelen Flächen (nahe dem Reibungswinkel) bleibt; ist es schließlich erforderlich,
daß ihr Abstand vom Schwenkpunkt des Hebels beim Hochschwenken des Hebels kleiner
wird und sich beim Absenken des Hebels wieder vergrößert. Hierdurch wird aber eine
Drehbewegung der Kugel hervorgerufen, die der Abrollbewegung der Kugel auf der Stützfläche
des Kolbens entgegengesetzt ist, so daß die Kugel letzten Endes nur auf der Stützfläche
des Kolbens gleiten kann.
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Demgegenüber soll durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung
zur Bewegungsübertragung mittels einer Schubstange geschaffen werden, bei der in
den Stützlagern der durch die Schubstange kraftschlüssig verbundenen Teile unter
Vermeidung jeglicher Gleitbewegung nur eine einfache Rollbewegung eines sphärisch
bzw. zylindrisch ausgestalteten Wälzkörpers stattfinden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Vorrichtung
zur Übertragung der Bewegung zwischen einem geradlinig bewegten oder einem eine
Dreh- bzw. Schwenkbewegung ausführenden Glied und einem zweiten eine Dreh- bzw.
Schwenkbewegung ausführenden Glied mittels einer die beiden Glieder kraftschlüssig
verbindenden Schubstange aus, wobei zwischen den Enden der Schubstange und den Stützlagern,
wie bei Vorrichtungen anderer Art an sich bekannt, Rollkörper angeordnet sind. Bei
einer derartig ausgebildeten Vorrichtung besteht die Erfindung darin, daß die gegenseitigen
Stützlager zwischen den bewegten Gliedern und der sie kraftschlüssig verbindenden
Schubstange entweder durch einen sphärisch geformten Stützkörper und eine eben oder
zylindrisch gestaltete Stützfläche oder durch einen zylindrisch geformten Stützkörper
und eine ebene Stützfläche in der Weise gebildet sind, daß an den Berührungsstellen
zwischen den Stützkörpern und den Stützflächen bei einer Verschwenkung der Schubstange
gegenüber den bewegten Gliedern in den Stützlagern unter Vermeidung jeglicher Gleitbewegung
nur eine einfache Rollbewegung stattfindet.
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Hierdurch wird gegenüber den bekannten Vorrichtungen zur Übertragung
einer Bewegung mittels einer die bewegten Teile kraftschlüssig verbindenden Schubstange
der wesentliche Vorteil erreicht, daß der Widerstand zwischen den bewegten Teilen
und damit der Leistungsverlust bei der Bewegungsübertragung weitestgehend vermieden
und der Verschleiß zwischen kraftschlüssig miteinander verbundenen Teilen auf ein
Minimum reduziert wird.
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Einige Ausführungsformen der Erfindung sind als Beispiele an Hand
der Zeichnung beschrieben: Fig. 1 zeigt einen Aufriß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 und 2a sind schematische Vorder- und Seitenansichten einer Abänderung; Fig.
3 und 3 a zeigen in der gleichen Darstellung eine weitere Abänderung; Fig. 4, 5
und 6 zeigen in perspektivischer Darstellung verschiedene Möglichkeiten der Anordnung
der mit der Schubstange zusammenwirkenden Hebel; Fig. 7 zeigt ebenfalls in perspektivischer
Ansicht eine Vorrichtung, bei der einer der Hebelarme durch ein geradlinig bewegtes
Organ ersetzt ist.
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In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 ist eine Vorrichtung nach
der Erfindung in drei verschiedenen Stellungen I, II, III dargestellt, bei der eine
Schubstange 1 zwischen einem eine senkrechte Kraft F ausübenden Hebel 7 und einem
um eine Achse o schwenkbaren Hebel 6 angeordnet ist, der eine Widerstandskraft F
1 ausübt. Der Hebel 7 könnte z.- B. fest am Chassis eines Fahrzeuges und der Hebel
6 an einer als Aufhängefeder dienenden Drehstabfeder angebracht sein.
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Die Schubstange 1 ist mit ebenen Enden 2 und 3 aus gehärtetem Metall
versehen, die auf Stahlkugeln 4 und 5 aufsitzen, die in den Köpfen der Übertragungshebel
6 und 7 gelagert sind. Die Lagerflächen der Enden 2 und 3 sind kreisrund und werden
bei der Montage mit einem gewissen Spiel in die Bohrungen 8 und 9 der Hebel 6 und
7 eingesetzt. Wenn durch den Hebel 7 die Kraft F ausgeübt und auf den Hebel 6 unter
Erzeugung der Gegenkraft F' übertragen wird, stützen sich die Lagerenden 2 und 3
mittels Punktberührung auf den Kugeln 4 und 5 ab. Sobald dabei eine Winkelbewegung
des Hebels 6 erfolgt, rollen die Lagerenden 2 und 3, ohne zu gleiten, auf den Kugeln
4 und 5, wobei sie sich in den Bohrungen 8 und 9 verschieben, ohne mit diesen in
Berührung zu kommen.
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Die Grenzen der Wirkungsweise eines solchen Systems, innerhalb deren
eine Gleitbewegung nicht eintritt, sind durch die Bedingung gegeben, daß die die
Berührungspunkte der Schubstange mit den Kugeln verbindende Gerade innerhalb der
Reibungskegel in diesen Punkten liegt.
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Bei großen Belastungen kann man die Punktberührung der Lagerplatten
auf den Kugeln durch eine Linienberührung ersetzen, indem entweder an Stelle der
ebenen Flächen 2 und 3 Zylinderflächen nach Fig. 2 und 2 a oder an Stelle der Kugeln
Rollen nach Fig. 3 und 3 a angeordnet werden.
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Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Anordnungen
der Hebelarme 6 und 7. Bei der Anordnung nach Fig. 6, bei der die Hebelarme in verschiedenen
Ebenen liegen, können naturgemäß Stützlager mit Linienberührung wie sie in Fig.2
und 3 dargestellt sind, nicht verwendet werden.
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In Fig. 7 ist eine Anordnung dargestellt, bei der sich die Schubstange
mit ihrem einen Ende auf ein in geradliniger Bahn verschiebbares Glied, wie z. B.
den Kolben eines Flüssigkeitsdämpfers; abstützt.
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In den Fig. 4 bis 7 sind die Führungsbohrungen8 und 9 nicht dargestellt.
Diese Bohrungen dienen im übrigen nur zur Montage und zur Sicherung, um zu verhindern,
daß die Schubstange mit den Hebeln außer Eingriff kommt, wenn auf die Stützlager
keine Kraft ausgeübt wird.