DE1153584B

DE1153584B - Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung

Info

Publication number: DE1153584B
Application number: DEU4513A
Authority: DE
Inventors: Joachim Uhing
Original assignee: UHING JOACHIM ING
Current assignee: UHING JOACHIM ING
Priority date: 1957-04-27
Filing date: 1957-04-27
Publication date: 1963-08-29

Description

Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung Im Patent 1057 411 ist ein Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung mit in kraftschlüssigem Eingriff und in einem veränderbaren Winkel zueinander stehenden zylindrischen Körpern, z. B. für Werkzeug- und Arbeitsmaschinen, beschrieben, dessen wesentliches Merkmal dadurch gekennzeichnet ist, daß ein oder mehrere in einem gemeinsamen Gestell gelagerte Ringkörper mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigem Eingriff mit der Außenfläche einer Welle stehen, wobei die Ringkörper zwecks Veränderung des Vorschubverhältnisses um senkrecht zur Hauptachse des Getriebes liegende Achsen gemeinsam verdrehbar sind. Hierdurch wird der Vorteil einer linienhaften Berührung zwischen dem Ring und der Welle erreicht und eine erheblich größere Kraftübertragung zwischen beiden ermöglicht, als durch eine punktförmige Berührung bei früher bekannten Anordnungen erzielt wurde.
Es ist weiterhin gemäß dem Hauptpatent vorgesehen, zwecks Erzielung großer Leistungen auch bei geringen Abmessungen der Antriebsvorrichtung mindestens drei Ringkörper vorzusehen, die die Welle auf zwei diametralen Mantellinien in zueinander symmetrischen Punkten berühren. Diese Kombination mehrerer Ringkörper in geeigneter Anordnung hat gleichzeitig den Vorteil, daß die Ringkörper hierbei nicht nur als Steuer- und An- oder Abtriebsorgane dienen, sondern außerdem auch noch als Lagerung für die Welle wirken.
Mit diesen Getrieben lassen sich hohe Anforderungen an die genaue Einhaltung einer bestimmten Schubgeschwindigkeit und exakten Bewegungsumkehr erfüllen. Sind dabei außerdem noch große Kräfte erforderlich, so müssen die Einzelteile der Antriebsvorrichtung, insbesondere die drei oder mehr Ringe, recht genau gearbeitet und justiert sein, damit ein fehlerloser Gleichlauf zwischen ihnen erzielt wird. Meistens werden nun entweder große Leistungen bei geringerer Genauigkeit oder große Genauigkeit bei geringerer Leistung verlangt.
Die Erfindung setzt sich nun die Aufgabe, die Antriebsvorrichtung gemäß dem Hauptpatent für diesen zweiten Fall weiterzubilden.
Gemäß der Erfindung ist bei einem Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung mit in kraftschlüssigem Eingriff und in einem veränderbaren Winkel zueinander stehenden zylindrischen Körpern, wobei mehrere in einem gemeinsamen Gestell gelagerte Ringkörper mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigem Eingriff mit der Außenfläche einer Welle stehen und zwecks Veränderung des Vorschubverhältnisses um senkrecht zur Hauptachse des Getriebes liegende Achsen verdrehbar sind, nach Patent 1057 411, vorgesehen, daß beiderseitig neben dem einstellbaren Ringkörper je ein weiterer die Welle umschließender sich selbsttätig einstellender und ausschließlich als Führung oder Lager dienender Stützring angeordnet ist, welcher die Welle an einer gegenüberliegenden Mantellinie berührt und um eine nicht durch die Welle gehende Achse drehbar ist.
Es ist beispielsweise daran gedacht, daß einer Drehwelle drei Reibringe in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung gemäß dem Hauptpatent zugeordnet sind, wobei jedoch nur ein Ring als steuerbarer An-oder Abtrieb dient, insbesondere die Schubkomponente erzeugt, während die beiden anderen Ringe in dieser Hinsicht unwirksam sind und nur als Führungen dienen. Soll nur ein Ring wirksam sein, so ist es vorteilhaft, hierzu den mittleren Ring zu benutzen, da er mit doppelt so großer Kraft gegen die Welle drückt wie jeder der beiden äußeren Ringe. Eine Gruppe von drei nebeneinanderliegenden Ringkörpern, die mit der Welle in reibschlüssiger Verbindung stehen, ist deshalb besonders günstig, weil der Kräftekreis dabei besonders klein wird, Druck und Gegendruck sich also auf dem kürzesten Wege ausgleichen. Ist nur der mittlere Ring wirksam, so verringert sich die Schubkraft um die Hälfte. Diese geringere Leistung kann in vielen Fällen in Kauf genommen werden, da durch Ringe, welche die Welle mit nur wenig Spiel umschließen, auch bei kleinen Abmessungen große Schubkräfte erzeugt werden können. Andererseits wird gegenüber den Anordnungen, bei denen alle, insbesondere alle drei Ringe, zur Kraftubertragung dienen, der Aufwand der getrieblichen Kopplung der Ringe miteinander erspart.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung beispielsweise dargestellt.
In Abb. 1 ist eine Anordnung dargestellt, bei der auf einer sich drehenden Welle 1 drei Reibringe 2, 3 und 4 angeordnet sind, von denen nur der mittlere Ring 3 zur Steuerung benutzt wird. Er ist zu diesem Zwecke gemäß dem Hauptpatent um eine durch seinen Mittelpunkt gehende Achse 5 drehbar gelagert. Außerdem vermag er sich um seine Ringachse zu drehen, was in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Die beiden äußeren Ringe 2 und 4 sind erfindungsgemäß als Schleppringe mit zwei exzentrisch zu ihren Mittelpunkten liegenden Schwenkachsen 6 und 7 gelagert. Auch diese Ringe sind in nicht näher dargestellter Weise derart um ihre Ringachsen drehbar, daß sie sich selbsttätig in die Bewegungsrichtung der Oberfläche der Welle 1 in der Nähe des Berührungspunktes zwischen Ring und Welle einstellen. Die Schleppringe 3 und 4 vermögen die Gegendrücke aufzunehmen und als Wälzlager mit geringen Verlusten zu arbeiten.
In Abb. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Bezugszeichen beibehalten sind, sofern die Getriebeelemente die gleichen sind wie in der Anordnung gemäß Abb. 1. Die Ringe 2 und 4 sind bei diesem Ausführungsbeispiel in Richtung der Wellenachse 1 dadurch um geringe Beträge verschiebbar, daß sie in Scheiben 8 und 9 gelagert sind, die ihrerseits in parallel zur Achse 1 verschiebbaren Schlitten 10 und 11 drehbar gelagert sind, wobei außerdem die Ringe 2 und 4 noch exzentrisch um die Achspunkte 12 und 13 verschwenkbar sind. Bei dieser Anordnung laufen die Ringe 2 und 4, ohne auf der Welle 1 zu gleiten, in die richtige Winkelstellung ein.
Die in Abb. 3 dargestellten Ringe sind reine Wälzlager, welche gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einem Ring 14 bestehen, in welchem drei Walzen 15, 16 und 17 angeordnet sind, welche um ihre eigenen Achsen drehbar und außerdem als Ganzes in einem Kugellager 18 innerhalb des Ringes 14 drehbar gelagert sind. Der Ring nimmt hierbei die Drehbewegung der Welle 1 auf, während deren Schubbewegung in axialer Richtung auf die querstehenden Rollen 15 bis 17 wirken. Die Schraubenbewegung der Welle 1 ist hierbei in ihrer Dreh- und Schubkomponente zerlegL An Stelle der Wälzlagerungen für die Dreh- und Schubbewegung kann auch ein an sich bekanntes zylindrisches Kugellager benutzt werden, welches mit vielen in zwei Richtungen beweglichen Kugeln arbeitet, die gegebenenfalls von einem Lagerende durch einen besonderen Kanal zum Lageranfang umgeleitet werden können.
Es können an Stelle von Wälzlagern auch gut geschmierte Gleitlager treten, wenn die Geschwindigkeiten nicht zu groß sind. Allerdings sinkt dann die Leistung des Getriebes. Da ein gutes Gleitlager in die gleiche Verlustgrößenordnung wie ein Wälzlager gelangen kann und die Haftreibung des mittleren Ringes etwa doppelt so groß wie die Gleitreibung der äußeren Ringe ist, gehen etwa 50% der Schubkraft des Innenringes in den Reibungsverlusten von zwei äußeren Ringen verloren.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß über die Ausführungsbeispiele hinaus noch andere Rotationskörperanordnungen gemäß der Erfindung in Frage kommen. Auch bei einer Vollwelle mit treibenden oder getriebenen Ringen können einfache Schlepprollen zur Abstützung vorgesehen sein, welche gegebenenfalls in ähnlicher Weise gelagert sind wie die Ringe gemäß Abb. 1 oder 2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. 1. Reibungsgetriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Vorschubbewegung mit in kraftschlüssigem Eingriff und in einem veränderbaren Winkel zueinander stehenden zylindrischen Körpern, wobei mehrere in einem gemeinsamen Gestell gelagerte Ringkörper mit ihrer Innenfläche in kraftschlüssigein Eingriff mit der Außenfläche einer Welle stehen und zwecks Veränderung des Vorschubverhältnisses um senkrecht zur Hauptachse des Getriebes liegende Achsen verdrehbar sind, nach Patent 1057 411, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseitig neben dem einstellbaren Ringkörper (3) je ein weiterer die Welle umschließender sich selbsttätig einstellender und ausschließlich als Führung oder Lager dienender Stützring (2, 4) angeordnet ist, welcher die Welle an einer gegenüberliegenden Mantellinie berührt und um eine nicht durch die Welle gehende Achse drehbar ist.
2. Anordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützringe um exzentrisch zu ihren Mittelpunkten liegende Achsen (7) verschwenkbar sind, welche ihrerseits parallel zur Achse der Welle (1) verschiebbar gelagert sind. 3. Anordnung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufnahme der Dreh- und der Schubkomponente der Welle getrennte Walzkörper (15, 18) vorgesehen sind. 4. Anordnung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkörper (18) zur Aufnahme der Drehbewegung in einem Wälzlager oder mehreren Wälzlagern zusammengefaßt sind. 5. Anordnung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Kugellager zur Aufnahme der Dreh- und Schubbewegung (19) vorgesehen ist, welches in zwei Richtungen bewegliche Kugeln enthält, von denen die in Achsrichtung beweglichen Kugeln in einem Umlaufkanal (20) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 364 375; britische Patentschrift Nr. 328 873; USA.-Patentschrift Nr. 1906 727.