DE1231081B

DE1231081B - Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles

Info

Publication number: DE1231081B
Application number: DEH42598A
Authority: DE
Inventors: Richard Haller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-12-16
Filing date: 1961-05-16
Publication date: 1966-12-22
Also published as: GB976321A; US3157058A; CH390021A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Tnt. Cl.:

F16h

Deutsche Kl.: 47 h-21

Nummer: 1231081

Aktenzeichen: H 42598 XII/47 h

Anmeldetag: 16. Mai 1961

Auslegetag: 22. Dezember 1966

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles, bei welchen der Kraftschluß zwischen einer auf einer antreibenden Gewindespindel verschraubbaren Mutter und einem diese Mutter umfassenden, rohrförmigen Teil durch eine Schraubenfeder bewirkt wird, welche bei der Kraftübertragung klemmend auf der Mutter anliegt und mit ihren radial abgebogenen Enden in einen Längsschlitz einer im rohrförmigen Teil befestigten Hülse eingreift, bis das kraftübertragende Ende der Schraubenfeder aus dem Längsschlitz heraustritt.

Bei bekannten Getrieben dieser Art ist der Weg, den die genannte Mutter mit der Schraubenfeder in der im rohrförmigen Teil befestigten, den Längsschlitz aufweisenden Hülse zurücklegen muß, um das Getriebe aus kraftschlüssiger Stellung in Freilaufstellung oder umgekehrt zu bringen, verhältnismäßig lang, was sich ungünstig auswirkt und die Verwendung des Getriebes in vielen Fällen sehr erschwert oder sogar unmöglich macht. Dieser Nachteil wird durch die Erfindung behoben.

Ausgehend von einem Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles der eingangs erwähnten Art ist das Getriebe gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz der Hülse sich jeweils von innen nach außen beidseitig erweitert, so daß Auflaufflächen entstehen, an deren einer das zur Spannung nicht benutzte Ende der Schraubenfeder zur Anlage kommt und bei der weiteren Verschiebung aufläuft und der Druck des anderen Endes der Schraubenfeder auf die Hülse vermindert wird, wobei die Schraubenfeder aufgedreht und der Kraftschluß zwischen der Schraubenfeder und der Hülse nach einem kurzen Verschiebeweg aufgehoben wird.

Bei einem derart ausgebildeten Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles erfolgt die Entspannung der Schraubenfeder und das damit verbundene Umstellen des Getriebes von der kraftschlüssigen Stellung in Freilaufstellung nicht durch bloßes Freigeben des spannenden Endes der Schraubenfeder, sondern in erster Linie durch Aufdrehen des anderen Endes derselben. Die Freilaufstellung wird dadurch wesentlich rascher erreicht als bei den eingangs erwähnten bekannten Getrieben. In umgekehrter, aber sinngemäß gleicher Weise wird auch die Umstellung des erfindungsgemäßen Getriebes aus der Freilaufstellung in kraftschlüssige Stellung entsprechend beschleunigt.

Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung
eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung
des getriebenen Teiles

Anmelder:

Richard Haller, Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Eideneier, Patentanwalt,

Stuttgart O, Neckarstr. 50

Als Erfinder benannt:

Richard Haller, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 16. Dezember 1960 (14183)

Ein solches Getriebe ist ferner dank dem Umstand, daß die Schraubenfeder direkt über der Mutter liegt, wesentlich einfacher als die bekannten Getriebe ähnlicher Art und auch viel robuster als diese, so daß es auch zur Übertragung sehr großer Kräfte verwendbar ist. Außerdem wird durch die erwähnte Anordnung der Schraubenfeder die Baulänge des Getriebes erheblich vermindert.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch ein Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles nach der gebrochenen Linie I-I in Fig. 2,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in F i g. 1 in größerem Maßstab und

F i g. 3 ebenfalls in größerem Maßstab eine Ansicht eines Teiles dieses Getriebes in vier Betriebsstellungen.
Das dargestellte Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles besitzt ein rohrförmiges Gehäuse 1, dessen antriebsseitiges Ende mit einem festen Flansch la versehen ist. In das antriebsseitige Ende des Gehäuses 1 ist eine Büchse 2 fest eingesetzt, welche mit einem Dichtungsring 2 a versehen ist und auf deren aus dem Gehäuse 1 vorstehendes Ende ein Flansch 2 & aufgesetzt ist. Die

609 748/210

Flansche la und 2b sind dazu bestimmt, mittels Schrauben am Flansch eines nicht dargestellten Motorgehäuses festgeschraubt zu werden. In die Büchse 2 ist ein zweireihiges Druckkugellager 3 eingesetzt, welches durch zwei in Nuten in der Büchse 2 eingesetzte Spreizringe 4 axial unverrückbar gehalten ist. Im Druckkugellager 3 ist eine Gewindespindel 5 mit einem im Gehäuse 1 hegenden Gewindeteil 5 α gelagert, welche einen Bund 5 b aufweist, an welchem auf der gegen das Motorgehäuse zu hegenden Seite der mittlere Ring des Druckkugellagers 3 anüegt. Auf das antriebsseitige, mit einem Gewinde versehene Ende der Gewindespindel 5 ist eine Büchse 6 aufgeschraubt, welche durch einen Spannstift 6 b gesichert ist und welche an ihrem gegen das Motorgehäuse zu hegendem Ende einen Sechskantkopf 6 a besitzt. Durch ein nicht dargestelltes Sechskantrohr, welches einerseits auf den Sechskantkopf 6 a und andererseits auf einen Sechskantkopf der nicht dargestellten Motorwelle aufgeschoben ist, wird die Büchse 6 und damit die Gewindespindel 5 mit der Motorwelle gekuppelt. Zwischen die Büchse 6 und die Büchse 2 ist eine Wellendichtung 7 eingesetzt. Auf dem Gewindeteil 5 a der Gewindespindel 5 ist eine Mutter 8, 9 aufgeschraubt, welche aus konstruktiven Gründen aus zwei hinsichtlich ihrer äußeren Form symmetrischen Muttern 8 und 9 gebildet ist, deren einander zugewendete Enden aneinander anHegen und beide ein gleichlaufendes, auf den Gewindeteil Sa der Gewindespindel 5 passendes Gewinde aufweisen. An ihren voneinander abgewendeten Enden besitzen die Muttern 8 und 9 je einen Flansch 8 a bzw. 9 a. Zwischen diesen Flanschen 8 a und 9 a ist eine Büchse 10 auf die Muttern 8 und 9 aufgesetzt. Durch eine Scheibenfeder 11, welche in eine entsprechende in die Büchse 10 und je zur Hälfte in die Muttern 8 und 9 eingefräste Keilnut eingesetzt ist, ist eine Drehung der Büchse 10 auf den Muttern 8 und 9 und auch eine Verdrehung dieser Muttern 8 und 9 in Bezug aufeinander verhindert. An den voneinander abgewendeten Enden der Muttern 8 und 9 liegt je der Innenring eines Kugellagers 12 bzw. 13 an, welche Kugellager verschiebbar in einem Rohr 14 angeordnet sind. Auf der von der Mutter 8 abgewendeten Seite liegt am Außenring des Kugellagers 12 ein Federteller 15 an, auf welchen das eine Ende einer Druckfeder 16 wirkt, deren anderes Ende sich auf einen Federteller 17 abstützt, welcher durch einen in eine Nut im antriebsseitigen Ende des Rohres 14 eingesetzten Spreizring 18 gehalten ist. Auf der von der Mutter 9 abgewendeten Seite hegt am Außenring des Kugellagers 13 ebenfalls ein Federteller 19 an, auf welchen das eine Ende einer Druckfeder 20 wirkt, deren anderes Ende sich auf einem Flansch 21 abstützt, welcher fest auf das in das Gehäuse 1 hineinragende Ende einer rohrförmigen Kupplungsstange 22, deren anderes Ende mit einem Gewindeansatz 22a zum Anschluß an das nicht dargestellte zu betätigende Gestänge od. dgl. versehen ist, aufgesetzt ist. Der mit einem Gewinde versehene Flansch 21 ist in ein Innengewinde im abtriebsseitigen Ende des Rohres 14 eingeschraubt und durch einen Spannstift 23 gesichert. Um eine zur Gewindespindel 5 und zur antreibenden Welle genau koaxiale Einstellung des Flansches 21 und der Kupplungsstange 22 und erne gut sitzende Verbindung zu erhalten, weist der Flansch 21 abtriebsseitig einen gegen das Rohr 14 konischen Rand 21a und das Rohr 14 eine entsprechende Gegenkonusfläche auf. Die Kupplungsstange 22 ist in einer mit einem Dichtungsring 24 a versehenen Büchse 24 geführt, welche zwischen zwei Spreizringen 25, die in Nuten im Gehäuse 1 eingesetzt sind, im abtriebsseitigen Ende des Gehäuses 1 gehalten ist. Außenseitig ist in eine Ausnehmung der Büchse 24 eine auf der Kupplungsstange 22 anhegende Wellendichtung eingesetzt. Um eine Drehung des Rohres 14 im Gehäuse 1 zu verhindern, ist auf

ίο beiden Enden dieses Rohres 14 je ein Ring 27 bzw. 28 mittels Stiften 29 bzw. 30 befestigt, welche Ringe 27 und 28 je eine Nut aufweisen. Im Zwischenraum zwischen dem Rohr 14 und dem Gehäuse 1 ist eine sich über die ganze nutzbare Länge des Gehäuses 1 erstreckende, mittels Schrauben 31 innen am Gehäuse 1 befestigte, die Nuten der Ringe 27 und 28 durchsetzende Führungsleiste 32 angeordnet. Die Ringe 27 und 28 bilden gleichzeitig Gleitschuhe, mittels welcher das Rohr 14 im Gehäuse 1 geführt ist.

Auf der Büchse 10 liegt eine zylindrische Schraubenfeder 33 auf, die als Rechteckfeder ausgebildet ist. Zwischen den Außenringen der Kugellager 12 und 13 ist mittels Schrauben 34 eine Hülse 35 innen am Rohr 14 befestigt. Diese Hülse 35 weist einen sich über ihre ganze Länge erstreckenden Längsschlitz 35 a auf, in welchen die nach außen abstehenden Enden 33 a und 33 & der Schraubenfeder 33 eingreifen.
In der F i g. 1 ist das Getriebe in seiner einen Grenzstellung dargestellt. Wird nun der Antrieb eingeschaltet,^so dreht sich die Gewindespindel 5 im Sinne des Pfeiles A. Die Muttern 8 und 9 und die mit diesen verkeilte Büchse 10 werden vom Gewindeteil 5 α durch Reibung mitgedreht, jedoch nur so weit, bis sich das Ende 33 α der Schraubenfeder 33 am Rande des Schlitzes 35 a der Hülse 35, welcher den Enden 33 α und 33 b der Schraubenfeder 33 reichlich Spiel bietet, anlegt, worauf durch die weitere Drehung der Gewindespindel 5 die Vorspannung der Schraubenfeder 33 derart erhöht wird, daß eine weitere Drehung der Büchse 10 und der Muttern 8 und 9 verhindert wird. Dies bewirkt, daß die Muttern 8 und 9 weiter auf den Gewindeteil 5 a der Gewindespindel 5 aufgeschraubt werden und sich im dargestellten Fall (Fig. 1) nach links verschieben, wobei sie das Rohr 14 mit allen in und an ihm befestigten Teilen, also auch der Kupplungsstange 22, deren Gewindeansatz 22 α mit dem zu betätigenden Gestänge od. dgl. verbunden ist, mitnehmen. Erreicht hierauf der von dem zu betätigenden Gestänge bewegte Teil seine andere Grenzlage oder tritt ein Hindernis ein, welches eine weitere Bewegung dieses Teiles in dieser Richtung unmöglich macht, so kann sich die Kupplungsstange 22 nicht mehr weiter verschieben. Der Antriebsmotor kann jedoch, auch wenn er rasch ausgeschaltet wird, nicht sofort stillgesetzt werden, sondern muß auslaufen können und dreht sich somit vorerst weiter. Dies hat zur Folge, daß wohl das Rohr 14 im Gehäuse 1 am Ort bleibt, daß sich aber die Muttern 8 und 9 im Rohr 14 unter Verschiebung des Kugellagers 12 im Rohr 14 und damit verbundenem Zusammendrücken der Druckfeder 16 verschieben. Dabei verschieben sich die Enden 33 α und 33 b der Schraubenfeder 33 im Schütz 35 a der mit dem Rohr 14 feststehenden Hülse 35, bis schließlich das Ende 33 α der Schraubenfeder 33 an das Ende der Hülse 35 gelangt und vom Rand des Schlitzes 35 α abgleitet. Das dadurch bewirkte

Freigeben des Schraubenfederendes 33 α hat eine sofortige Verminderung der Vorspannung der Schraubenfeder 33 zur Folge, und diese Vorspannung wird noch dadurch weiter vermindert, daß sich nun das andere Ende 33 & der Schraubenfeder 33 an den Rand des Schlitzes 35 a anlegt und diese Schraubenfeder 33 aufdreht. Das von der Schraubenfeder 33 auf die Büchse 10 und die Muttern 8 und 9 ausgeübte hemmende Reibungsmoment wird somit aufgehoben, und die Muttern 8 und 9 können sich mit der Gewindespindel 5, Sa drehen, was dem vorher ausgeschalteten Antriebsmotor erlaubt, im wesentlichen ungebremst frei auszulaufen. In umgekehrter, aber sinngemäß gleicher Weise arbeitet das Getriebe, wenn hierauf die Antriebsrichtung geändert wird.

Da das rohrförmige Gehäuse 1 beidseitig dicht abgeschlossen ist, kann es ein Ölbad enthalten.

Wenn die Muttern 8 und 9 aus härtbarem Material, z. B. Stahl, bestehen, erübrigt sich die Büchse 10, und die Schraubenfeder 33 kann direkt auf diesen Muttern 8 und 9 aufliegen. Wenn die Muttern 8 und 9 aus nicht härtbarem Material, z. B. Bronze, bestehen, können sie mit einem Hartchromauftrag versehen werden, wobei die Büchse 10 ebenfalls entfallen kann. Die Feder 11 hat in diesen beiden Fällen nur noch die Aufgabe, die beiden Muttern 8 und 9 auszurichten und gegen Verdrehung in Bezug aufeinander zu sichern.

Zwischen die Enden der Büchse 10 und die Flansche 8 a und 9 a der Muttern 8 und 9 können gegebenenfalls Scheiben eingesetzt sein, welche den Axialdruck der Schraubenfeder 33 aufnehmen.

Bei Getrieben mit sehr langer Gewindespindel 5, 5 a kann das vom Antriebsmotor abgewendete Ende derselben in einem in der rohrförmigen Kupplungsstange 22 verschiebbar angeordneten Lager gelagert sein.

Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist, ist an den den Längsschlitz 35 a der Hülse 35, in welchem die radial nach außen abgebogenen Enden 33 α und 33 b der Schraubenfeder 33 eingreifen, begrenzenden Rändern der Hülse 35 je eine als Auflauffläche dienende Schrägfläche 35 b, 3Sc, 3Sb' bzw. 35 c' vorgesehen, an welchen das zur Spannung der Schraubenfeder 33 nicht benutzte Ende 33 α oder 33 b der Schraubenfeder 33 bei der Verschiebung der Mutter 8, 9 in bezug auf die Hülse 35 zur Anlage kommt und welche dieses Ende 33 a oder 33 b der Schraubenfeder 33 bei der weiteren Verschiebung der Mutter 8, 9 aufdreht und dadurch die Spannung der Schraubenfeder 33 aufhebt. Dies bewirkt, daß das Entspannen der Schraubenfeder 33 und das damit verbundene Überführen des Getriebes in Freilaufstellung nicht durch bloßes Freigeben des spannenden Endes 33 α oder 33 b der Schraubenfeder 33, sondern in erster Linie durch Aufdrehen des anderen Endes 33 b oder 33 α der Schraubenfeder 33 erfolgt. Die Freilaufstellung wird dadurch wesentlich rascher erreicht.

In der F i g. 3 a ist angenommen, daß sich die nicht dargestellte Gewindespindel 5, 5 a im Sinne des Pfeiles drehe. Die Gewindereibung zwischen der Gewindespindel 5, 5 a und der auf dieser verschraubbaren Mutter 8, 9 sucht diese Mutter 8, 9 mit der Gewindespindel 5, 5 a mitzudrehen. Dies bewirkt, daß sich das radial nach außen abstehende Ende 33 α der Schraubenfeder 33 an die Schrägfläche 35 b der Hülse 35 anlegt und von dieser zurückgehalten wird. Dadurch wird die Schraubenfeder 33 zusammengedreht,

d. h. gespannt, so daß das Reibungsmoment zwischen dieser Schraubenfeder 33 und der Büchse 10 bzw. der Mutter 8, 9 so vergrößert wird, daß die Büchse 10 und die Mutter 8, 9 am weiteren Mitdrehen mit der Gewindespindel 5, 5 a verhindert wird. Dies hat ein Verschrauben der Mutter 8, 9 nach links (Fig. 3) zur Folge. Nach einer gewissen Verschraubung bzw. Verschiebung der Mutter 8, 9 nach links in bezug auf die feststehende Hülse 35 kommt das andere Ende

id 33 & der Schraubenfeder 33 zum Anliegen an die Schrägfläche 35 c und wird von dieser zurückgehalten. Dies bewirkt, daß bei der weiteren Verschiebung der Mutter 8, 9 nach links das Ende 33 b der Schraubenfeder 33 zurückgedrückt wird, was bewirkt, daß die Schraubenfeder 33 aufgedreht bzw. entspannt wird, wobei das Ende 33 α der Schraubenfeder 33 schließlich von der Schrägfläche 35 b abgehoben und frei wird. Das Reibungsmoment zwischen der Schraubenfeder 33 und der Büchse 10 bzw. der Mutter 8, 9 wird dadurch stark vermindert, so daß die Schraubenfeder 33 die Büchse 10 bzw. die Mutter 8, 9 nicht mehr festhält und die Mutter 8, 9 sich wieder mit der Gewindespindel 5, 5 a drehen kann. Das Getriebe befindet sich dann im Freilauf (F i g. 3 b). Wird nun die Drehrichtung der Gewindespindel 5, 5 a geändert (s. Pfeil in F i g. 3 c), so legt sich zuerst das Ende 33 b der Schraubenfeder 33 an die Schrägfläche 35 c' und wird von dieser zurückgehalten, wodurch die Schraubenfeder 33 zusammengedreht bzw. wieder gespannt wird, die Büchse 10 bzw. die Mutter 8, 9 festklemmt und am weiteren Mitdrehen mit der Gewindespindel 5, 5 a verhindert. Bei der weiteren Drehung der Gewindespindel 5, 5 a wird deshalb die Mutter 8, 9 nach rechts verschraubt. Nach einer gewissen Verschiebung der Mutter 8, 9 nach rechts in bezug auf die feststehende Hülse 35 legt sich das Ende 33 α der Schraubenfeder 33 an die Schrägfläche 35 b' (Fi g. 3 d) und wird bei der weiteren Verschiebung zurückgedrückt, was wiederum ein Aufdrehen und damit verbundenes Entspannen der Schraubenfeder 33 zur Folge hat. Das Ende 33 b der Schraubenfeder 33 wird von der Schrägfläche 35 c' abgehoben. Damit ist wieder Freilaufstellung des Getriebes erreicht.
Diese Ausbildung der Hülse 35 hat außerdem den Vorteil, daß das jeweils von der Schrägfläche 35 b bzw. 35 c' abgleitende Ende 33 a bzw. 33 & der Schraubenfeder 33 vollständig frei wird und ein erhöhter Druck der Enden 33 α bzw. 33 b der Schraubenfeder 33 auf den Flansch 8 a bzw. 9 a der Mutter 8, 9 nicht auftritt.

Claims

Patentanspruch:

Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorgans in eine Axialverschiebung des getriebenen Teiles, wobei der Kraftschluß zwischen einer auf einer antreibenden Gewindespindel verschraubbaren Mutter und einem diese Mutter umfassenden, nicht drehbaren, aber axial verschiebbaren, rohrförmigen Teil durch eine Schraubenfeder bewirkt wird, welche bei der Kraftübertragung klemmend auf der Mutter anliegt und mit ihren radial abgebogenen Enden in einen Längsschlitz einer im rohrförmigen Teil befestigten Hülse eingreift, bis das kraftübertragende Ende der Schraubenfeder aus dem Längsschlitz der Hülse heraustritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (35 α) der Hülse (35) sich jeweils von innen nach außen

beidseitig erweitert, so daß Auflaufflächen (35 b, 35 c; 35 b', 35 c') entstehen, an deren einer das zur Spannung nicht benutzte Ende (33 & oder 33 a) der Schraubenfeder (33) bei der Verschiebung der Mutter (8,9) zur Anlage kommt und bei der weiteren Verschiebung aufläuft und der Druck des anderen Endes (33 α oder 33 b) der Schraubenfeder vermindert wird, wobei die Schraubenfeder aufgedreht und der Kxaftschluß

zwischen der Schraubenfeder und der Hülse nach einem kurzen Verschiebeweg aufgehoben wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 349 226, 520 351,

522996,524763, 607 886;

schweizerische Patentschriften Nr. 320 877, 385;
USA.-Patentschrift Nr. 2 510 667.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 748/210 12.66 © Bundesdruckerei Berlin