DE1447357C - Vorschubvorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubvorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten Teilen mit kreisförmigem Querschnitt, von denen der eine sich dreht und der andere die Längsbewegung durchführt mit zwischen diesen Teilen angeordneten, schräggestellten Wälzkörpern.

Es ist bereits ein motorisch betriebener Türöffner mit einer inneren drehbaren Welle, einem nicht drehbaren, axial beweglichen zylindrischen Gehäuse mit Rollen, die am Gehäuse befestigt sind, bekannt. Wenigstens zwei dieser Rollen weisen Achsen auf, die gegenüber der Welle in einer Richtung geneigt sind, und wenigstens eine der Rollen weist eine Achse auf, die in entgegengesetzter Richtung geneigt ist. Die Wälzkörper sind hier direkt an dem einen Teil befestigt, und die relative Bewegung der beiden Teile hängt von der Schrägstellung der Wälzkörper ab. Die Achsen der Rollen müssen hier in nachteiliger Weise die gesamte Andruckkraft der Rollen aufnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschubvorrichtung dieser Art zu schaffen, bei der ein größeres Geschwindigkeitsübersetzungsverhältnis erreichbar ist und mit der größere Kräfte übertragen werden können.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß die Wälzkörper in einem relativ zu beiden Teilen verschiebbaren Käfig gelagert sind. Dieser ringförmige Käfig, der zwischen beiden Teilen angeordnet ist, ist axial beweglich und drehbar gegenüber diesen Teilen und ist an keinem dieser Teile befestigt. Es können Druckkräfte direkt von dem einen Teil auf den anderen über die Wälzkörper übertragen werden, da sich diese in Abwälzkontakt sowohl mit dem inneren als auch mit dem äußeren Teil befinden. Hierdurch werden die Reibungs- und Gleitverluste ganz erheblich verringert. Der mechanische Aufbau ist einfacher und es kann eine gegenüber der bekannten Vorrichtung verdoppelte axiale Verschiebung erzielt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Wälzkörper in Schrägschlitzen des Käfigs gelagerte, vorgespannte Schraubenfedern. Diese Schraubenfedern können in vorteilhafter Weise radial zusammengedrückt werden und mit guter Anpressung an den beiden Teilen anliegen. Wälzkörper aus einem Schraubenfedermaterial sind an sich bei elastischen Kupplungen zur Übertragung von Drehbewegungen zwischen Maschinenelementen bekannt.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Teilseitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorschubvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Mittelteiles der Vorrichtung,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Abwicklung eines Teils des Käfigs mit den Wälzkörpern, die die Form von Schraubenfedern haben,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilqueransicht, genommen längs der Linie 4-4 der F i g. 2, und

F i g. 5 eine Ansicht einer weiteren Ausführungs-■forni, bei welcher in jedem Schlitz in einer Reihe angeordnete kurze Laufwalzen oder Rollen oder Scheiben verwendet werden.

Jedes der dargestellten Ausführungsbeispiele weist einen inneren Teil auf, der für eine hin' und hergehende lineare Bewegung gelagert ist, und einen äußeren Teil, der drehbar gelagert ist. Diese Teile können eine Achswelle oder eine Spindel sein und ein rohrförmiger Abschnitt, und es ist ein ringförmiger Käfig vorgesehen, der zwischen diesen Teilen angeordnet ist. Der Käfig weist eine Anzahl in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete

ίο Schlitze auf, die gegenüber der Längsachse geneigt sind, innerhalb dieser Schlitze sind Wälzkörper angeordnet, und diese Wälzkörper stehen in festem Reibungseingriff mit den Oberflächen der konzentrisch ineinander angeordneten Teile. Die Wälzkörper sind derart ausgebildet, daß diese im wesentlichen über ihre gesamte Länge sowohl mit der Oberfläche des inneren als auch mit der Oberfläche des äußeren Teils in Berührung stehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind diese Wälzkörper gewundene Schraubenfedern. Bei anderen Ausführungsbeispielen sind kurze Rollen, die in Reihe angeordnet sind, vorgesehen. Bei einer Drehung des äußeren Teils, der gegen eine axiale Bewegung festgehalten ist, bewegt sich der Käfig axial mit einer Geschwindigkeit, die von der Neigung der Schlitze abhängt. Der innere Teil ist gegen eine Drehung festgehalten und bewegt sich deshalb axial mit etwa der doppelten Geschwindigkeit des Käfigs.

In den Figuren der Zeichnung, ist die Vorschubvorrichtung mit 11 bezeichnet und weist einen inneren Teil 12 und einen äußeren Teil 13 auf. Der innere Teil 12 hat "die Form einer runden Welle, die sich axial bewegen kann, die jedoch gegen eine Drehung festgehalten wird durch einen stationären geschlitzten Bauteil 14 und einen radialen Vorsprung 15 des Teils 12, der innerhalb des Schlitzes 14 gleitet. Der äußere Teil 13 ist ein rohrförmiger Abschnitt oder eine langgestreckte Hülse, welche den inneren Teil

12 konzentrisch umgibt. Die langgestreckte Hülse ist an ihren Enden in Lagern 16 und 17 geführt, die eine freie Drehung des Teils 13 ermöglichen, die jedoch eine axiale Verschiebung verhindern. Es ist als Antriebseinrichtung ein Antriebsritzel 18 und ein Zahnrad 19, welches am Teil 13 befestigt ist, vorgesehen. Dieser Antrieb kann zur Drehung des äußeren Teils

13 dienen.

Ein ringförmiger Käfig 21 ist im Zwischenraum 22 zwischen dem inneren Teil 12 und dem äußeren Teil 13 angeordnet. Dieser Käfig besteht aus einem hülsenförmigen Abschnitt, der beträchtlich kürzer ist als der äußere Teil 13, und dieser Käfig 21 weist eine Wandstärke auf, die wesentlich geringer ist als der radiale Abstand zwischen den Teilen 12 und 13. Der Käfig 21 ist mit einer Anzahl von Schlitzen 23 versehen, die sich durch die Wandung des Käfigs hindurcherstrecken. Jeder Schlitz hat eine langgestreckte Form und verläuft schiefwinklig gegenüber der Achse des Käfigs 21, wie Fig. 3 zeigt. Diese Winkelneigung wird entsprechend der gewünschten Übersetzung oder dem gewünschten Verhältnis von Eingangsgeschwindigkeit zu Ausgangsgeschwindigkeit gewählt.

innerhalb eines jeden Schlitzes 23 ist ein Wälzkörper 24 angeordnet. Bei der in den Fig. 1,2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsform besteht jeder Wälzkörper aus einer Schraubenfeder, deren Außendurchmesser so bemessen ist, daß diese genügend fest zwischen den einander zugekehrten Oberflächen des inneren und äußeren Teiles sitzt. Weiterhin ist

der Außendurchmesser derart gewählt, daß eine gewünschte Vorspannung vorhanden ist, die von den Reibungskräften abhängt und die aufrecht erhalten werden sollte und die ferner von der erwarteten Abnutzung der Oberflächen abhängig ist. Die Wälzkörper sind etwas kürzer als die Schlitze 23 und Schub- oder Drucklager, wie Kugeln 25, sind zwischen den Enden der Wälzkörper 24 und den Enden der Schlitze angeordnet, um zu verhindern, daß sich die Federenden am Käfig 21 verfangen.

Es sei angenommen, daß es im Betrieb erwünscht ist, den Teil 12 bei der Darstellung in Fig. 1 nach rechts zu bewegen. Der Teil 13 wird über den Zahnradantrieb 18,19 in einer derartigen Richtung gedreht, daß sich dieser bei der Darstellung in Fig. 4 im Uhrzeigersinn dreht. Dadurch wird der Käfig 21 bei der Darstellung in Fig. 1 gezwungen, sich mit einer Geschwindigkeit nach rechts zu bewegen, die von der Neigung der Schlitze 23 abhängt. Der Reibungseingriff der Wälzkörper 24 mit dem Teil 12 zwingt diesen, sich mit einer Geschwindigkeit axial zu bewegen, die etwa das Doppelte der Geschwindigkeit des Käfigs 21 beträgt. Der Teil 12 wird gegen eine Drehbewegung durch den Eingriff des Vorsprungs 15 in den geschlitzten Bauteil 14 gehalten. Falls eine Bewegung des Teils 12 nach links gewünscht ist, wird der Teil 13 in entgegengesetzter Richtung gedreht.

Die Vorrichtung weist wegen des Abwälzeingriffes oder des Rollkontaktes zwischen den Wälzkörpern 24 und den zugeordneten Teilen sehr geringe Reibungsverluste auf und kann eine verhältnismäßig hohe Ausgangstriebkraft in axialer Richtung auf den Teil 12 ausüben. Diese Kraft steht auch nach einem beträchtlichen Einsatz der Vorrichtung zur Verfügung, und zwar wegen der radialen Ausdehnung der Federn, welche die Wälzkörper 24 bilden, und ein Hubverlust oder Leergang wird ausgeschaltet oder ganz wesentlich vermindert.

Eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Wälzkörper ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein allgemein mit 29 bezeichneter unterteilter Wälzkörper vorgesehen. Der Wälzkörper 29 weist eine Anzahl von Abschnitten auf, die nebeneinander angeordnet sind. In Fi g. 5 sind vier derartige

ίο Abschnitte 31 bis 34" dargestellt. Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform ist ein ausgedehnter Kontakt zwischen dem Wälzkörper und den einander zugewendeten Oberflächen vorhanden und dies ist wesentlich bei der Erzeugung und Aufrechterhaltung der axialen Antriebskraft für den inneren Teil. Falls erforderlich, können für die Wälzkörper andere Formen, wie beispielsweise rohrförmige Elemente, vorgesehen sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorschubvorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung oder umgekehrt, mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten Teilen mit kreisförmigem Querschnitt, von denen der eine suih dreht und der andere die Längsbewegung durchführt, mit zwischen diesen Teilen angeordneten, schräggestellten Wälzkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wälzkörper (24, 34) in einem relativ zu beiden Teilen (12,13) verschiebbaren Käfig (21) gelagert sind.

2. Vorschubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper in Schrägschlitzen (23) des Käfigs (21) gelagerte, vorgespannte Schraubenfedern sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen