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Vorrichtung zur Übertragung von Zug- bzw. Schubkräften Die vorliegende
Erfindung betrifft zur Übertragung von Zug- bzw. Schubkräften bestimmte Vorrichtungen,
die im wesentlichen aus einem biegsamen, rohrförmigen Mantel bestehen, in dessen
Innerem koaxial ein flaches biegsames Kraftübertragungsorgan angeordnet ist, welches
in bezug auf den Mantel zwischen zwei Reihen von Kugeln oder dergleichen Rollkörpern
beweglich ist, die einerseits mit dem Übertragungsorgan und andererseits mit zwei
einander gegenüberliegenden, an der Innenseite des Mantels befestigten biegsamen
Führungen in Berührung stehen.
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Bei bekannten Übertragungsvorrichtungen dieser Art sind die beiden
Enden der Führungen an Stutzen befestigt, welche an dem Gestell der Maschine angebracht
sind, auf welcher die Übertragungsvorrichtung aufmontiert ist, während :die beiden
Enden des flachen Kraftübertragungsorgans mit je einer koaxial in dem jeweiligen
Stutzen geführten und mit an das zugehörige Betätigungsorgan bzw. das zu betätigende
Organ angekuppelten Bedienungsgleitstangen verbunden sind.
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Die Übertragungsvorrichtung kann eine gebogene Form annehmen, wobei
jedoch jeder Abschnitt der Kurve in einer die Mittelpunkte der Kugeln beider Kugelreihen
enthaltenden Ebene, d. h. in der zum flachen Übertragungsorgan und zu den Führungen
senkrechten Mittelebene liegt. Da jedoch die Führungen an die Befestigungsstutzen
angeschlossen sind, müssen die letzteren in eine Lage gebracht werden, in der sie
in derjenigen Ebene liegen, in welche das entsprechende Ende der Übertragungsvorrichtung
gebogen werden soll. Dies ist aber nicht immer möglich, da die Befestigungsstutzen
einer solchen übertragungsvorrichtung nicht in jedem Fall beliebig ausgerichtet
werden können. Außerdem wird in den meisten Fällen das freie Ende jeder Bedienungsgleitstange
in das entsprechende Betätigungsorgan bzw. zu betätigende Organ eingeschraubt; infolgedessen
wird bei diesem Einschrauben, wenn die betreffende Gleitstange nicht gleichzeitig
genügend festgehalten wird, eine Verdrehung des zwischen dieser Gleitstange und
den ersten Kugeln gelegenen Teiles des flachen Übertragungsorgans hervorgerufen,
da das zwischen den Kugeln gelegene Teil des Übertragungsorgans von den Kugeln drehfest
gehalten wird, wobei die Kugeln selbst durch die an ihren Enden mit den Befestigungsstutzen
der Übertragungsvorrichtung verbundenen Führungen gehalten werden.
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Ziel der Erfindung ist, die vorstehend aufgeführten Nachteile der
bekannten Übertragungsvorrichtungen dieser Art zu beheben.
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Zu diesem Zweck werden die Enden der Führungen erfindungsgemäß mit
je einer Muffe verbunden, die in einem Befestigungsstutzen frei drehbar gelagert
ist, deren axiale Bewegung jedoch. in wenigstens einer Richtung begrenzt ist.
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Hierdurch kann die Übertragungsvorrichtung, selbst wenn dieselbe an
ihrem einen Ende bereits endgültig mit dem entsprechenden Betätigungsorgan od. dgl.
verbunden ist, in jeder beliebigen, die Achse dieses bereits aufmontierten Befestigungsstutzens
enthaltenden Ebene gebogen werden, da das übertragungsorgan, die Gleitstangen, die
Kugeln, die Führungen und die mit den letzteren verbundenen Muffen im Inneren des
Mantels frei verdrehbar sind. Ferner besteht durch diese Anordnung keine Gefahr
mehr, d:aß beim Verschrauben der Gleitstangen mit den Betätigungsorganen oder zu
betätigenden Organen das Übertragungsorgan verwunden oder verdrallt wird, da die
Führungen sich bei einer Drehbewegung desselben ebenfalls mitdrehen.
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Die drehbare Muffe, mit welcher die Führungen verbunden sind, ist
innerhalb eines Befestigungsstutzens angeordnet. Dieser besteht erfindungsgemäß
aus zwei koaxial miteinander verschraubten Rohrteilen, von welchen das eine in das
entsprechende Ende des Mantels eingesteckt ist, während das andere Rohrteil die
drehbare, mit den Führungen verbundene Muffe sowie die Gleitstange aufnimmt.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung besteht die drehbare Muffe
aus zwei Halbschalen, deren Verbindungsflächen in einer diametralen Ebene liegen,
wodurch das Zusammenbauen der Übertragungsvorrichtung erleichtert wird.
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Um den Außendurchmesser der übertragungsvorrichtung unter Beibehaltung
eines verhältnismäßig großen Durchmessers der Gleitstangen auf ein
Mindestmaß
zu beschränken, werden erfindungsgemäß die verschiedenen Teile der Übertragungsvorrichtung
derart angeordnet und bemessen, daß die Gleitstange unter keinen Umständen in das
Innere der drehbaren, mit den Führungen verbundenen Muffe eindringt. Diese Anordnung
ermöglicht es, den Abstand zwischen den beiden Führungen erheblich zu verringern
und somit zu verhüten, daß diese Führungen unter Einwirkung von Schubkräften knicken,
da die Führungen sich ,beim Biegen an .das Übertragungsorgan anlegen, sobald der
Krümmungsradius einen bestimmten Wert unterschreitet; durch die Verringerung des
Abstandes zwischen den beiden Führungen wird ferner verhütet, daß erhebliche Unterschiede
zwischen den scheinbaren Längen beider Führungen auftreten, wenn die Übertragungsvorrichtung
derart gebogen wird, daß sich die relative Winkellage der beiden Gleitstangen ändert.
Infolgedessen kann der Längsspielraum vermindert werden, den man zwischen den Führungen
und deren Verbindungsteilen mit der Muffe vorsehen muß, um den Unterschied zwischen
den Krümmungsradien der beiden Führungen auszugleichen, der beim Biegen der Übertragungsvorrichtung
deshalb auftritt, weil eine der Führungen auf der Innenseite und die andere Führung
auf der Außenseite der Biegung liegt.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung weist das in bekannter Weise
aus zwei flachen, aneinanderliegenden Profilteilen bestehende Übertragungsorgan
Ausnehmungen auf, die derart bemessen sind, daß sie die Vorsprünge des Verbindungsteiles
mit einem gewissen Spiel aufnehmen, so daß die Profilteile des Übertragungsorgans
in bezug auf das V erbindungsteil eine entsprechende Bewegungsfreiheit in axialer
Richtung besitzen.
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Hierdurch kann das flache Kraftübertragungsorgan innerhalb des Mantels
bei jeglicher Lage der mit dem Betätigungsorgan oder dem zu betätigenden Organ verbundenen
Gleitstange die der jeweiligen Biegung des Mantels entsprechende Winkellage einnehmen.
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In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Übertragungsvorrichtung
besteht dieses schwenkbare Verbindungsteil aus zwei eine zylindrische Außenfläche
aufweisenden Halbschalen, welche in einer in der Bedienungsgleitstange vorgesehenen
Bohrung angeordnet sind und von denen jede eine ebene Stirnfläche aufweist, die
dazu bestimmt ist, sich an die entsprechende Stirnfläche des Übertragungsorgans
anzulegen, wobei wenigstens eine der beiden Halbschalen an ihrer ebenen Stirnfläche
Vorsprünge aufweist, die entsprechende, in dem Übertragungsorgan vorgesehene Ausnehmungen
durchqueren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die beiden Halbschalen
die gleiche Form auf und sind gegeneinander um 180° verdreht derart geordnet, daß
die Vorsprünge der einen Halbschale sich in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen
der anderen Halbschale befinden.
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Wenn das Kraftübertragungsorgan aus zwei aneinanderliegenden länglichen
Flachteilen besteht, dann ist es von Vorteil, zwischen den Vorsprüngen der Halbschale
und den Ausnehmungen des Übertragungsorgans ein gewisses Längsspiel vorzusehen,
damit die beiden Teile sich leicht gegeneinander verschieben können und somit leichter
und unter besserer Anpassung an die verschiedenen Krümmungsradien und Krümmungsrichtungen
die der gewünschten Biegung der Übertragungsvorrichtung entsprechende Form annehmen
können.
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Die Enden des Übertragungsorgans können beispielsweise durch Vernietung
oder durch Schweißen mit den entsprechenden Verbindungsteilen fest verbunden werden,
insbesondere wenn es aus einem einzigen flachen Teil besteht.
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Diese jegliche Winkellage des Übertragungsorgans in bezug auf die
Gleitstange zulassende Anordnung betrifft nicht nur zur Übertragung von Zugkräften
dienende Übertragungsvorrichtungen, sondern auch solche, die außerdem zur Übertragung
von Schubkräften bestimmt sind.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor. Es
zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ende einer erfindungsgemäßen biegsamen
Übertragungsvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig.
3 eine der Darstellung in Fig. 1 entsprechende Seitenansicht in verkleinertem Maßstab,
Fig.4 einen axialen Schnitt durch ein Ende einer lediglich zur Übertragung von Zugkräften
vorgesehenen Übertragungsvorrichtung, Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Draufsicht
des Endes des Kraftübertragungsorgans und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6
in Fig. 4, in vergrößertem Maßstab.
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Die beiden Enden der in den Figuren dargestellten biegsamen Übertragungsvorrichtungen
sind gleich. Jedes dieser Enden weist eine Bedienungsgleitstange 1 auf, welche an
-ein Betätigungsorgan bzw. an ein zu betätigendes Organ angeschlossen wird und welche
in der Bohrung 2 eines zur Befestigung des entsprechenden Endes der Übertragungsvorrichtung
dienenden Stutzens gleitbar und vierdrehbar angeordnet ist. In dem auf der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Stutzen mit einem Gewinde versehen
und durch ein Loch hindurchgesteckt, welches in einem Maschinengestell 4 vorgesehen
ist, mit dem der Stutzen in einstellbarer Lage durch zwei auf den Stutzen aufgeschraubte
Schraubenmuttern 5 fest verbunden ist.
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An ihrem inneren Ende ist die Bedienungsgleitstange 1 beispielsweise
durch einen oder mehrere Stifte 6 mit einem (im vorliegenden Beispiel aus einer
gefrästen Stange bestehenden) Kraftübertragungsorgan 7 fest verbunden. Die Außenflächen
der beiden Elemente des Übertragungsorgans weisen je eine mittlere Rille auf, in
welcher Kugeln rollen können, die durch einen Käfig 9 in einem vorgegebenen gegenseitigen
Abstand gehalten werden. Auf jeder Seite der beiden Kugelreihen befinden sich zwei
Führungen, die mit den Kugeln in Berührung stehen und ebenfalls je eine Längsrille
aufweisen, in welcher die Kugeln rollen.
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Die beiden Führungen sind von: einem Mantel 12 umschlossen, der beispielsweise
ein biegsamer metallischer Mantel ist und dessen Enden in je eine Hülse 14 eingesteckt
sind, die in ein Ende des Befestigungsstutzens 3 eingeschraubt ist. Der Mantel 12
ist von einem weiteren Mantel 15, beispielsweise aus undurchlässigem Werkstoff,
umschlossen, dessen Ende auf die Hülse 14 aufgestülpt oder in die Hülse 14 eingeklemmt
ist. -Die Endren der Führungen 11 sind mit einer Muffe 16 verbunden, welche zwecks
Erleichterung des Einbaus aus zwei Halbschalen 17 und 18 besteht, deren Verbindungsebene
diametral verläuft. Das Übertragungsorgan 7 ist frei durch die Muffe 16 hindurchgeführt,
welche zu diesem Zweck mit einer Öffnung rechtwinkligen Querschnitts versehen ist,
die dazu beiträgt, die Muffe in bezug auf die Führungen in der
gewünschten
Lage zu halten. Die Muffe 16 ist frei schwenkbar in dem Stutzen 3 gelagert. Eine
der Führungen ist praktisch ohne Spielraum mit zwei in der verdrehbaren Muffe 16
vorgesehenen Nocken 19 verbunden, während die andere Führung eine Öffnung 21 von
länglicher Form aufweist, in die ein Nocken 22 der Muffe eingreift. Der Nocken 22
ist wesentlich kürzer als,die längliche Öffnung der Führung, woraus sich eine Verbindung
mit Längsspiel zwischen der Führung und der Muffe ergibt. Durch diese Anordnung
kann die Übertragungsvorrichtung unter Ausgleich des Unterschiedes zwischen den
Krümmungsradien beider Führungen gebogen werden. Die schwenkbare oder verdrehbare
Muffe 16 ist in einer Bohrung 23 des Befestigungsstutzens angeordnet, deren Durchmesser
größer ist als der der Bohrung 2 des Stutzens 3; die axiale Lage der Muffe wird
einerseits durch das der Muffe zugekehrte Ende der Hülse 14 und andererseits durch
eine Scheibe 24 bestimmt, die sich auf die das eine Ende der Bohrung 23 bildende
Schulter abstützt und, durch welche das Übertragungsorgan 7 frei hindurchgeführt
ist.
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Es ist ersichtlich, daß die beiden Mäntel der Übertragungsvorrichtung
an ihren beiden Enden mit den Stutzen 3 fest verbunden sind, während die Bedienungsgleitstan,gen
1, das Übertragungsorgan 7, die Kugeln 8, die Käfige 9, die Führungen 11 und die
schwenkbare Muffe 16 zusammen um ihre eigene Längsachse im Inneren der Mäntel frei
drehbar sind.
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Außerdem kann das Kraftübertragungsorgan 7 natürlich sich längs in
bezug auf die Führungen bewegen, wobei es durch die beiden Kugelreihen gestützt
wird, und somit an eine der Bedienungsgleitstangen, die durch die andere Gleitstange
die auf sie übertragenen Zug- oder Schubkräfte übertragen.
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Man sieht, daß die Gleitstange 1 niemals zwischen die beiden Führungen
gelangt, wodurch es möglich ist, die letzteren mit geringem gegenseitigem Abstand
anzuordnen und eine Gleitstange mit großem Durchmesser und hoher Festigkeit vorzusehen,
was die oben erläuterten Vorteile mit sich bringt.
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Da die vierdrehbare Muffe, mit welcher die Führungen verbunden werden,
ein in bezug auf den Befestigungsstutzen bewegliches Teil bildet, ist es außerdem
möglich, diese Muffe als Teil mit über die gesamte Länge desselben wesentlich konstantem
Querschnitt auszubilden, was insofern die Herstellung der Muffe erleichtert, als
dieselbe aus einer profilierten Stange herausgearbeitet werden kann; gleichzeitig
wird dadurch die Herstellung des Befestigungsstutzens vereinfacht.
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In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht das Übertragungsorgan
7 aus zwei flachen aneinanderliegenden Bändern; die erfindungsgemäße Anordnung ist
jedoch ebenfalls anwendbar auf Übertragungsvorrichtungen, deren Übertragungsorgane
aus einem einzigen Teil bestehen.
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Es wurde angenommen, daß die oben beschriebene Übertragungsvorrichtung
-- zur Übertragung von Schub- und Zugkräften bestimmt ist; demgegenüber genügt es
bei einer Übertragungsvorrichtung, die lediglich die eine oder die andere Art solcher
Kräfte, d. h. entweder nur Zugkräfte oder nur Schubkräfte, zu übertragen hat, idie
axiale Bewegungsfreiheit der mit den Führungen verbundenen drehbaren Muffe nur in
einer Richtung zu begrenzen.
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Fig. 4 zeigt ein Ende einer biegsamen Übertragungsvorrichtung, die
lediglich zur Übertragung von Zugkräften dient. Das Ende des aus zwei aneinanderliegenden
flachen Teilen bestehenden Kraftüberträgungsorgans 7 ist mit der an einem Betätigungsorgan
oder einem zu betätigenden Organ 32 befestigten Bedienungsgleitstange 31 über ein
aus zwei Halbschalen 33 bestehendes Teil verbunden, das um die Gleitstange 31 drehbar
in einer in der letzteren vorgesehenen Bohrung angeordnet ist. Die beiden Halbschalen
33 stützen sich in Richtung der auf das Übertragungsorgan auszuübenden Zugkräfte
gegen eine das entsprechende Ende der Bohrung 34 bildende Schulter ab.
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Die beiden Halbschalen 33 sind gleich ausgebildet und weisen Vorsprünge
35 auf, welche durch entsprechende, in dem Übertragungsorgan 7 vorgesehene Ausnehmungen
36 hindurchgesteckt sind. Die beiden Halbschalen sind gegeneinander um 180° verdreht
angeordnet und weisen einander gegenüberliegende Flächen 38 auf, wobei die Vorsprünge
der einen Halbschale in den zwischen den Vorsprüngen der anderen Halbschale gebildeten
Zwischenräumen zu liegen kommen.
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In diesem besonderen Ausführungsbeispiel, in welchem das Kraftübertragungsorgan
aus zwei aneinanderliegenden profilierten Teilen besteht, ist es vorteilhaft, zwischen
den Vorsprüngen der Halbschalen und den entsprechenden in den beiden das Übertragungsorgan
bildenden Teilen vorgesehenen Ausnehrnungen ein gewisses Axialspiel vorzusehen,
damit sieh die beiden Teile in axialer Richtung leicht gegeneinander verschieben
können, um somit die Unterschiede zwischen den Krümmungsradien auszugleichen, wenn
die Übertragungsvorrichtung gebogen wird.
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Die oben beschriebene Art und Weise der drehfreien Verbindung zwischen
dem Ende des Übertragungsorgans und der gleitbar oder frei beweglich gelagerten
Bedienungsgleitstange kann ebenfalls auf biegsame Übertragungsvorrichtungen angewandt
werden, die dazu bestimmt sind, sowohl Zug- wie auch Druckkräfte zu übertragen,
vorausgesetzt, daß die axiale Bewegungsfreiheit des verdrehbaren Verbindungsteiles
in bezug auf die betreffende Gleitstange in beiden Richtungen begrenzt wird.