DE1750159A1

DE1750159A1 - Mechanischer Drehschubumwandler

Info

Publication number: DE1750159A1
Application number: DE19681750159
Authority: DE
Inventors: Steibel James Peter
Original assignee: DUMORE CO
Current assignee: DUMORE CO
Priority date: 1967-04-05
Filing date: 1968-04-04
Publication date: 1971-01-28
Also published as: CH484380A; GB1230164A; FR1562416A

Description

Mechanischer Drehschubu;awandle:

Die Erfindung betrifft einen mechanischen Drehschubumwandler zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine zur Achse der Drehbewegung parallele längsbewegung und umgekehrt,

Drehvorrichtungen, z.B. Elektromotoren, sind die heute gebräuchlichsten Energiequellen zur Verrichtung einer Arbeit. Die Kraft, die der Achse einer solchen rotierenden Vorrichtung entno.;^en v/erden kann, ist eine Drehkraft. In vielen Fällen ist es jedoch wünschenswert, solch eine Drehkraft in eine lineare Schubkraft umzuwandeln.

Demgemäß sind bereits zahlreiche Typen von Drehschubumwandlern bekannt geworden. Dem ältesten dieser bekannten Vorrichtungen liegt das Prinzip einer spiralig verwundenen Ebene zugrunde, die am häufigsten in der Έοrm eines Schraubengewindes erscheint, das zwischen einer rotierend angetriebenen Achse (Gewindespindel) und einem linear bewegten Teil (Mutter) angeordnet ist.

In Erweiterung dieses grundsätzlichen Prinzips und aufbauend auf diesem, sind in neuerer Zeit aber auch schon andere Vorrichtungen.

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entwickelt worden, die eine Form einer spiraligen Anordnung zwischen der Achse und dem linear "bewegten Teil verwenden. Beispiele dafür gehen aus den US-Patentschriften: 2 152 518, 2 234 274, 2 619 346, 2 912 868, 2 940 322, 3 046 801, 3 081 639, 3 178 949 hervor. Zu den bekannt gewordenen Vorrichtungen gehört auch ein Typ, bei dem Radkränze großen Durchmessers eine rotierende Achse geringen Durchmessers so umfassen und umrunden, daß der Innenkranz auf Hocken, die axial auf der Achse verteilt sind, abrollt und dabei eine lineare Bewegung durchführt- Dieser Typ iet-auch bereits in ihrer Umkehrung bekannt, d.h. da3 ein Rad geringen Durchmessers an der Innewand einer hohlen Achse großen Durchmessers abrollt und dabei eine lineare, axiale Bewegung durchführt.⁵

Als Nachteil bei den bisher bekannten Drehschubwandlern erweist sich der komplizierte konstruktive Aufbau, der schon bei geringer überlastung der Vorrichtung zu Punktionsstörungen führt. Bei den Drehschubwandlern bekannter Art ist darüber hinaus vor allem aber auch ihr starres und mit der Konstruktion festgelegtes Übersetzungsverhältnis als sehr nachteilig für den Umfang ihrer Einsatzmöglichkeiten; insbesondere ist es nicht möglich, lineare Reversiervorgänge ohne Umkehrung der anzugebenen Drehrichtung vorzunehmen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Drehschubwandler zu schaffen, der auch im robusten Betrieb einsatzfähig bleibt und der darüber hinaus durch ein veränderliches Übersetzungsverhältnis den Einsatz in den verschiedensten Anwendungsgebieten, also einen universellen Einsatz ermöglicht.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Drehschubwandler mit einer Hauptachse und mindestens einer darauf beweglich gelagerten Läufereinheit, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Läufereinheit mindestens ein um eine Achse drehbares, mit einer Lauffläche an der Hauptachse anliegendes Laufelement angeordnet ist, wobei die Richtung der Achse des Laufelements zur Richtung der Hauptachse veränderlich einstellbar ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß nunmehr in sehr einfacher W_eise die Einstellung jedes Steigungsverhältnisses des Laufelementes auf der Oberfläche der Hauptachse, d.h. also des Übersetzungsverhältnisses, möglich ist. Dabei kann das Steigungsverhältnis sogar von einer neutralen Stellung der Laufelementachsen (Läufereinheit steht still) sowohl in der einen als auch in der entgegengesetzten Richtung vergrößert werden, so daß sich die Läufereinheit mit einstellbarer Geschwindigkeit entweder in die eine oder in die entgegengesetzte Richtung 'axial zur Hauptachse bewegt. Folglich ist es also ohne weiteres möglich, während des Betriebes Veränderungen am Übersetzungsverhältnis eines Drehschubwandlers vorzunehmen und Reversiervorgänge durchzuführen. Die Anordnung von unempfindlichen Lauf elementen, die mit der Lauffläche an der Oberfläche der Hauptachse anliegen, die wiederum keiner

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besonderen Oberflächenbehandlung bedarf, garantiert im übrigen einen störungsfreien Betrieb auch unter härtesten Einsatzbedingungen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß jedes Laufelement in einer Halterung angeordnet ist, wobei an der Halterung eine Verstelleinrichtung angreift. Diese Halterung kann dabei gleitbar in einem hohlgebohrten Sockelansatz eingesetzt sein, der auf einem die Hauptachse umfassendes Gehäuse

Ia angeordnet ist, und der federelemente enthält, die mit regelbarerem Anpreßdruck das Laufelement an die Hauptachse andrücken.

Die Verbindung zwischen Halterung und Verstelleinrichtung läßt sich in dieser Ausführungsform besonders zweckmäßig dadurch erzeugen, daß die Achse des Laufelementes aus einem in die Halterung eingesetzten Einsatzstift besteht, dessen eines Ende durch ein Langloch im Gehäuse hindurchgeführt und mit der Verstelleinrichtung verbunden ist. Die Verstelleinrichtung kann bevorzugt aus einer Kontrollscheibe bestehen, die drehbar auf einem zur Hauptachse koaxialen Vorsprung des Gehäuses gelagert ist und die in radialer

™ Richtung ausgerichtete Längslöcher besitzt, in die die Enden der Einsatzstifte eingreifen. Die radialen Langlöcher stellen dabei den erforderlichen Bewegungsspielraum für die Stiftenden sicher, da bei Verstellung der Laufelemente die Stiftenden einen größeren Abstand von der Achse annehmen.

Befinden sich in einer Laufereinheit mehr als eine Halterung Laufelement nebeneinander und in gleichmäßigem •mit einem in ihr befindlichen/Abstand am Umfang der Hauptachse,(was

aus Gründen einer gleichmäßigen Beanspruchung zweckmäßig ist), so ist es günstig an den Halterungen an deren der Hauptachse züge-

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wandten Ende eine Fase anzuordnen, an der sich, nach Entfernen der Hauptachse die Halterungen gegenseitig abstützen können, damit sie nicht infolge der Federkraft nach innen in das Zentrum der Läufereinheit gedruckt werden.

Des-weiteren können mehrere Läufereinheiten axial hintereinander auf der Hauptachse angeordnet werden, wobei dann jedoch ihre Yerstelleinrichtungen über eine starre Verbindung mit einem gemeinsamen Betätigungselement verbunden sein sollten, um die Verstelleinrichtung der Laufelementachsen zu synchronisieren.

V/eitere Einzer-lheiten der Erfindung werden nachfolgend in Ausführungsbeispielen und Anwendungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Dabei stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung mit Teilschnitten.

Fig. 2 eine Explosionszeichnung eines Elementes aus Fig. 1

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Fig. 3 eine Schnittansicht längs der

Linie 3-3 der Vorrichtung in Fig. 1.

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der

Linie 4-4 der Vorrichtung in Fig. 1.

Fig. 5 eine Schnittzeichnung einer anderen

Ausführungsform des Einsatzstiftes in Fig. 2.

Fig. 6a, 6b, 6c Veranschaulichung der grundlegenden

physikalischen Bewegungsahläufe der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 7 eine Schemazeichnung, teilweise

als Explosionszeichnung, der Anwendung von hintereinander angeordneten Vorrichtungen der

Erfindung in einer automatischen oder halbautomatischen Bohrmaschine.

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Fig. 8 eine Schemazeichnung der Anwendung

der Erfindung in einer automatischen ·

Waschmaschine.

Fig. 9 eine Schemazeichnung der Anwendung

der Erfindung in einer halbautomatischen Bohrmaschine.

Fig. 10 eine Schemazeichnung einer Flächen- % schleifmaschine unter Verwendung einer Ausführungsform der Er

findung.

Fig. 11 eine Schemazeichnung eines Garagentoröffners unter Verwendung einer Ausführungsform der Er

findung.

Fig. 12 eine Schemazeichnung eines Schwingtüröffners unter Verwendung einer Ausführungsform der Er

findung.

Figur 1 zeiä: eine Hauptachse oder Rohr 10 mit einem darauf aufgesetzten Gehäuse 11. An dem Gehäuse 11 befinden eich

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vier Sockel 12 (von denen lediglich, zwei gezeigt sind), wobei das Gehäuse und die vier Sockel aus einem Stück geformt si-nd. Die Sockel 12 sind mit Bohrungen versehen, die sich in radialer Richtung bis zur Hauptachse erstrecken, d.h. die Achsen der Sockelbohrungen stehen rechtwinklig auf der Hauptachse. Innerhalb eines jeden Sockels 12 befindet sich ein Lagereinbausatz, der in der vorliegenden Ausführungs als Kugellager-Einbausatz aus- _ gebildet ist.

Die einzelnen Elemente des Kugellager-Einbausatzes sind näher in Pig. 2 dargestellt. Pig. 2 zeigt darüberhinaus zusätzliche Elemente, die im zusammengebauten Zustand zur Einstellung des Anpressdruckes des Lageis auf die Hauptachse dienen.

Pig. 2 zeigt in Porm einer Explosionszeichnung eine

Einsatzhalterung 13, einen Einsatzstift 14» eine Kugellager-Einheit 15,

en eine Abstützplatte 16, einen Kugellager-Ring 17, ein Stützring 18,

/-en

eine Tellerfeder 19, und ein Einschraubdeckel 20, der mit Randgewinde versehen ist. Mit Hilfe eines Reduzierstückes 21 wird die W Bohrung der Kugellager-Einheit 15 mit dem Einsatzstift 14 zum Passen gebracht. Die Einsatzhalterung 13 besitzt eine Öffnung 22 zur Aufnahme der Kugellager-Einheit 15 und zwei Lochbohrungen 23 und 25 zur Aufnahme des Einsatzstiftes 14.

Bei der Montage des Kugellager-Einbausatzes in den Sockel 12 wird zunächst die Einsatzhalterung 13 in den Sockel 12 einge- -bracht und danach wird die Kugellager-Einheit 15 in die dafür vorgesehene öffnung 22 der Einsatzhalterung eingesetzt. Der Einsatzstift 14 wird sodann durch das Langloch 24, das eich im Gehäuse 11

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befindet, durch die Lochbohrung 23, durch das Reduzierstück 21 und schließlich in die Lochbohrung 25 in der entgegengesetzten Wand der Öffnung 22 eingeführt.

Die innere zylindrische Oberflächen der Bohrung in dem Sockel 12 ist als lagerschale eingeschliffen, so daß sich die Einsatzhalterung 13 in der Bohrung drehen kann.

Die genaue Lage des Einsatzstiftes 14 in der Einsatzhalterung 13 ist näher in Pig. 4, die später noch beschrieben wird, dargestellt.

. Nachdem der Einsatzstift 14 eingeführt worden ist, wird mit der Abstützplatte 16 die Einsatzhalterung 13 abgedeckt. Danach folgen Kugellager-Ring 17, Stütaring 18, Tellerfeder 19 und der Einschraubdeckel mit Randgewinde, also in dar Reihenfolge wie es Fig. 2 zeigt. Der Einschraubdeckel 20 wird in den Sockel eingeschraubt. In dem Deckel 20 ist ein Vierkant 26 zur Aufnahme eines Schlüssels vorgesehen, mit dem man den Einschraubdeckel 20 innerhalb des Sockels 12 höher oder tiefer stellen kann. Die Unterseite des Einschraubdeckels 20 besitzt einen Vorsprung 27, wie es Pig. 3 und 4 zeigen,der in die Öffnung der Tellerfeder hineinragt, und damit während der Verstellung des Einschraubdeckels 20 die Tellerfeder zentriert. Es ist ersichtlich, daß beim Verstellen der Position des Einschraubdeckels 20 die Veränderung der Kraft sich durch die Elemente des Kugellager-Einbausatzea auf die Kugellager-Einheit 15 überträgt. Auf diese Weise ist es möglich., den Lagerdruck zwischen Kugellager-Einheit 15 und Hauptachae 10

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zu beeinflussen, indem man die Position des Einschraubdeckels 20 innerhalb des Sockels 12 verändert. Das Gehäuse 11 hat also keinen

direkten Kontakt mit der Hauptachse 10, sondern nur indirekt über die Kugellagereinheit 15.

Wie es die Pig. 2 zeigt, ist der Einsatzstift 14 generell zylindrisch ausgebildet, besitzt jedoch an einem Ende einen Kugelballen 28, so daß die spezielle Einbaurichtung bei der Montage leicht zu erkennen ist. Der Einsatzstift 14 ist von genügender Länge, so daß nacbJdem Einbau in den Kugellagereinbausatz der Kugelballen 28 durch das Langloch 24 im Gehäuse 11 in das Langloch 29 in der Kontrollscheibe 30 hineinragt, wie es in Pig. 1 gezeigt wird. Die Lochbohrungen 23 und 25 in der Einsatzhalterung 13 sind so aufgeführt, daß sie einen festen Sitz des Einsatzstiftes 14 gewährleisten.

Nach dem Zusammenbau des Kugellager-Einbausatzes wird sich dieser zusammen mit dem Einsatzstift 14 als eine feste starre Einheit bewegen. Das Langloch 24» wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist so ausgebildet, daß es eine seitliche Bewegung dee Kugelballens 28 des Einsatzstiftes 14 erlaubt. Bas bewirkt, daß die Achse des Einsatzstiftes 14 eine parallele Richtung zur Hauptachse 10 oder eine Richtung unter einem Winkel zur Hauptachse einnehmen kann. Durch die Führung des Einsatzstiftes 14 wird das Aue maß und die Richtung der linearen Bewegung der Hauptachse im Verhältnis zum Gehäuse kontrolliert, \Le es deutlicher In den Figuren 6a, 6b und 6c dargestellt ist.

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Fig. 6b zeigt den Fall, das die Hauptachse 10 durch einen Motor oder einen anderen Antrieb (beides nicht dargestellt) in < eine Drehbewegung versetzt wird. Die Kugellager-Einheiten 15 "befinden sich dann in einer Position, in der sich die Achsen ihrer 3insatzstifte 14 parallel zu der Hauptachse 10 befinden. In dieser Anordnung berühren die äußeren Laufflächen der Kugellager-Einheit "5 die Hauptachse 10 und rotieren um diese herum ohne eine axiale Bewegung des Gehäuses im Verhältnis zur Hauptachse IC zu veranlassen. las System befindet sich in Ruhestellung.

In Pig. 6a bilden die Achsen der Einsatzstifte '4 der Kugellager-Einheiten 15 einen kleinen Winkel :üt der Hauptachse ''C\ Dadurch werden bei einer Rotation der Hauptachse aie äußeren Laufflächen der Kugellager-Einheiten gezwungen, eine schraubenförmige Bahn auf der Oberfläche der Hauptachse 10 zu durchlauf er.■> wird die Hauptachse in die Richtung in Rotation versetzt, die die Pig. 6a angibt, und kann weiterhin das Gehäuse keine Rotationsbewegung ausführen, so wird das Gehäuse, das mit der Hauptachse über den Kugellager-Einbausatz in Verbindung steht, auf der Hauptachse von links nach rechts verschoben.

In Fig. 6c bilden die Achsen der Einsatzstifte 14 der Kugellager-Einheiten 15 einen entgegengesetzten Winkel mit der Hauptachse wie er in Pig. 6a gezeigt ist. Wird die Hauptachse in der in Fig. 6c angegebenen Richtung in Rotation versetzt und ist wiederum eine Rotationsbewegung des Gehäuses nicht möglich, so wird das Gehäuse, das mit der Hauptachse über den Kugellager-Einbausatz in Verbindung steht, auf der Hauptachse von rechts nach links verschoben.

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Mit dieser Erfindung sind ohne große Abwandlungen des Gerätes eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen zur Lösung von An- und Abtriebsaufgaben möglich. Es liegt z.B. auf der Hand, daß die Vorrichtung in folgenden Fällen sinnvoll angewandt werden kann;

1. Kann das Gehäuse weder eine axiale noch eine Drehbewegung ausführen, und gibt man den verschiedenen Kugellagereinheiten, die unter Druck mit der Hauptachse in Kontakt stehen, eine gewünschte Winkelneigung und versetzt man dann die Hauptachse entweder

im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns im Verhältnis zum Gehäuse in Bewegung, so resultiert daraus eine axiale Bewegung der Hauptachse.

2. Kann die Hauptachse weder eine axiale noch eine Drehbewegung ausführen, und gibt man den verschiedenen Kugellagereinheiten, die unter Druck mit der Hauptachse in Kontakt stehen, eine gewünschte Winkelneigung und. versetzt man dann das Gehäuse entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns im Verhältnis zur Hauptachse in Bewegung, so resultiert daraus eine axiale Bewegung des Gehäuses.

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3. Kann die Hauptachse keine axiale Bewegung ausführen und gibt man den verschiedenen Kugellager-Einheiten, die unter Druck mit der Hauptachse in Verbindung stehen, eine gewünschte Winkelneigung und ,versetzt man dann das Gehäuse in eine axiale Bewegung, während man jede Drehbewegung des Gehäuses unterbindet, so resultiert daraus eine Drehbewegung der Hauptachse.

4. Kann das Gehäuse keine axiale Bewegung ausführen, und gibt man den verschiedenen Kugellager-Einheiten t die unter Druck mit der Hauptachse in Verbindung stehen, eine gewünschte Winkelneigung und versetzt man dann die Hauptachse in eine axiale Bewegung, während man jede Drehbewegung der Hauptachse unterbindet, so resultiert daraus eine Drehbewegung des Gehäuses.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß das Gehäuse 11 einen Vorsprung

v: 1--.-SiSZt. Auf diesem Vorsprung 31 ist gleitend eine Kontroll-,-fcbeioe 30 angeordnet, in der Langlöcher 29 vorgesehen sind. Wie bereits gezeigt enden in diesen Langlöchern 29 die Kugelballen am Ende der Eineatzstifte 14t Ee liegteuf der Hand, dafc als gezeigte Anordnung dee Kugelballens 28 nioht wkssi*^,ii,Ί .1« : und die

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Verbindung zwischen Einsatzstift 14 und Kontrollscheibe 30 auch au* verschiedene andere Arten, die im Prinzip mit der Erfindung . übereinstimmen, vorgenommen werden kann. Die Langlöcher 29 sind so konstruiert, daß sie den Kugelballen 28 einen relativ festen Sitz geben, so daß die Einsatzstifte 14 sich nicht seitlich bewegen können, wenn die Kontrollscheibe 30 festgehalten wird. Es ist daher klar, daß, wenn die Kontrollscheibe 30 leicht in eine Richtung außerhalb der neutralen Lage verdreht wird, die Achsen der Einsatzstifte 14 in eine nicht parallele Position zu der Hauptachse 10 verlagert werden. Dadurch ist es möglich, infolge der drehbaren Anordnung des Kugellager-Einbausatzes in dem Sockel 12 des Gehäuses 11, daß eine Verdrehung der Kontrollscheibe 30 die Richtung und Geschwindigkeit der linearen Bewegung der Hauptachse 10 im Verhältnis zum Gehäuse 11 steuert, wenn entweder das Gehäuse oder die Hauptachse durch einen Antrieb bewegt werden.

Eine andere Art der Anordnung der Kontrollscheibe 30 zeigt Fig. 7. Es muß bemerkt werden, daß die Langlöcher 29 in der Kontrollscheibe 30 so anzuordnen sind, daß die Schwenkung der Kugellager-Einbausätze so synchronisiert wird, daß jede Kugellager-Einheit 15 ein Maximum zur Schaffung der linearen Druckkraft beiträgt und gleichzeitig die Vibration und Abnutzung der einzelnen Elemente auf ein Minimum reduziert.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch Fig. 1 länge der Linie

3 - 3 . In der Zeichnung ist die Hauptachse 10,umgeben von vier

daß Kugellager-Einheiten 15,dargestellt. Ee ist ersichtlich,/mehr oder

weniger als vier Einheiten benutzt werden können. Es hat eich jedοoh

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herausgestellt," daß durch den Gebrauch von vier Kugellager-Einheiten das Optimum der Nutzung der Erfindung erreicht wird. Benutzt man * mehr als vier Kugellager-Einheiten, so sind Sätze von je vier Kugellager-Einheiten "besser hintereinander auf der Hauptachse anzuordnen, da dies einen größeren Kontakt zur Achse gibt, als wenn man kleinere Durchmesser wählt und alle Kugellager-Einheiten nebeneinander auf dem Umfang der Achse anordnet. Die äußeren Laufflächen der Kugellager-Einheiten sind die einzigen Elemente, die in direktem Kontakt mit der Hauptachse 10 stehen, während alle übrigen Bauelemente indirekt über die Kugellager-Einheiten von der Hauptachse getragen werden.

Betrachtet man in Pig. 3 eine der Kugellager-Einheiten und die dazugehörigen Elemente, so erkennt man den Sockel 12 in dem die Einsatzhalterung 13 so eingepaßt ist, daß noch eine gleitende Bewegung zwischen dem Sockel 12 und der Einsatzhalterung möglich ist. An die Einsatzhalterung 1^ist an einem Ende eine Pase 32 angedreht, wie ebenfalls aus Pig. 2 ersichtlich ist, um einen Mindestabstand 33 zwischen zwei benachbarten Einsatzhalterun-gen zu gewährleisten. Der Mindestabstand 33 trennt zwei benachbarte Einsatzhalterungen, während die angedrehte Pase 32 verhindert, daß leim Entfernen der Hauptachse 10 die Kugellager-Einheiten 15 und deren Einsatzhalterungen 13 in das Zentrum des Gehäuses 11 fallen können. Der Einschraubdeckel 20 wird in das obere Ende des Sockels 12, das ebenfalls mit Gewinde versehen ist, eingeschraubt und drückt dadurch den Einbausatz in Richtung Hauptachse, um so einen guten Kontakt der Kugellager-Einheit mit der Hauptachse zu erzwingen. Durch den Vorsprung 27 des Einschraubdeckels 20 wird die Teller-

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feder 19 zentriert. Die Tellerfeder 19 leitet die über den Einschraubdeckel 20 aufgebrachte Kraft über den Stützring 18 und den Kugellagerring 17 weiter. Der Kugellager-Ring 17 drückt auf die Abstützplatte 16, die die Kraft auf die Einsatzhalterung weiterleitet. Die äußere Oberfläche der Kugellager-Einheit und die Oberfläche der Hauptachse 10 sind wärmebehandelt, d.h. die gehärteten Oberflächen verhindern Abnutzungen und Beschädigungen, so daß sich eine längere Lebensdauer ergibt.

Man hat herausgefunden, daß die guten Laugeigenschaften dieser Vorrichtung noch optimiert werden können durch die Verwendung spezieller Öle, die ungewöhnliche Eigenschaften besitzen. Die^Benutzung dieser Öle erhöht augenscheinlich die Reibung an den Punkten höchsten Druckes. Somit wird gerade an den Stellen der Berührung zwischen Kugellager-Einheiten und Hauptachse durch Verwendung dieses speziellen Öles die Reibung erhöht.

Fig. 4 zeigt einen weiteren Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie 4-4. In dieser Figur ist , die Lage des Einsatzstiftes 14 innerhalb des Einbausatzes klarer dargestellt. Der Einsatzstift 14 hat einen relativ festen Sitz in der Einsatzhalterung Um bei einer Demontage der Einheit den Einsatzstift 14 leichter entfernen zu .tonnen, ist ein Loch 34 in der Einsatzhalterung 13 vorgesehen, durch das mit einem Instrument der Einsatzstift 14 durch die Langlöcher 24 und 29 herausgeschlagen werden kann. Es soll noch bemerkt werden, daß beide Langlöcher 24 und 29 genügend vertikalen Spielraum besitzen, um dem Einsatzstift 14 Bewegung zu erlauben, die als Folge von Verstellungen der Kontrollecheibe

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oder der !Tellerfeder 19 auftreten können.

Die Fig. 5 zeigt den Querschnitt eines modifizierten Einsatzstiftes 14. Der Einsatzstift in Pig. 5 besitzt einen hohlen Schaft und einen Schlitz in Längsrichtung. Diese Ausführung des Einsatzstiftes 14 erlaubt eine geringere Genauigkeit bei der maschinellen Herstellung und garantiert dennoch einen genügend festen Sitz.

Pig. 7 zeigt eine schematische Darstellung der Anwendung der Erfindung in einer automatischen Bohrmaschine. In dieser Zeichnung ist eine Bodenplatte 35 dargestellt, mit zwei Seitenwänaen 36, auf denen sich die Deckplätte 37 befindet. Eine Hauptachse 10 ist in den beiden Seitenwänden 36 gelagert, so daß eine Rotation der Achse möglich ist. Ein Antriebsmotor 38 und eine Geilscheibe 39versetzen die Hauptachse 10 in Rotation. Auf der Hauptachse sind hintereinander zwei Einheiten der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung angeordnet. Es ist aufgrund der vorliegenden Beschreibung ■viisnsichtlich, daß man mehr als eine Einheit der Vorrichtung gemäß ..^' Erfindung benutzen kann,um den gewünschten Anstieg der linearen ΛΓΓ,-ft hervorzurufen. Wenn zwei oder mehr Einheiten verwendet werden, wie η3 in Fig. 7 gezeigt wird, so müssen sie in der Art synchronisi!-::;·■, werden, daß die Kontrollscheibe jeder Einheit starr mit allen anösen Kontrollschetoen verbunden ist, so daß sie ein und die-selbe Bewegung ausführen. Dies let in der Vorrichtung gemäß Fig. 7 dadurch verwirklicht, daß ein starrer Riegel 40 die Kontrollscheiben beider Einheiten miteinander verbindet. In besonderen Situationen

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können auch mehr als ein starrer Riegel notwendig sein, um die Synchronisation der Kontrollscheiben zu gewährleisten. Ebenfalls starr an dem Riegel 40 befestigt ist ein Ansatz 41» der als Achse für die Rolle 42 dient. Eine Schablone 43 ist an der Bodenplatte 35, den Seitenwänden 36 und der Deckplatte 37 befestigt. In Pig. 7 ist die Schablone 43 aus Gründen der Klarheit von der Bodenplatte und den Wänden losgelöst gezeichnet. Die Rolle 42 läuft in einer Leitbahn 44, die in die Schablone 43 eingeschnitten ist. Wenn der Antriebsmotor 38 und die Seilscheibe 39 die Hauptachse 10 in RotatiorJversetzen, und wenn sich die Kontrollscheiben beider Vorrichtungen anfänglich in einer nicht neutralen Stellung befinden, dann bewegen sich die Kugellagereinheiten innerhalb der Vorrichtungen auf der Hauptachse 10 in schraubenförmigen Bahnen entweder zur linken oder rechten Seite je nachdem in welcher anfänglichen Stellung die Kontrollscheiben sich befanden, wie es näher in Zusammenhang mit den Fig. 6a,6b und 6c erklärt wurde. Wenn die lineare Bewegung im Verhältnis zu der Hauptachse tO somit hergestellt ist, dann wird sich die Rolle 42 auf der Leitbahn 44 entlangbewegen. Es muß noch erwähnt werden, daß der Verlauf der Leitbahn 44 definiert iflb durch eine Zeitbewegungesteuerung für die Rolle 42.

Verschiedene Ausführungen dieser Steuerung sind dem Fachmann bekannt. So kann die Rolle 42 gegen die Leitbahn 44 gedrückt werden durch pneumatische Einrichtungen, elektromagnetische Einrichtungen oder andere Einrichtungen bekannter Axt (nicht gezeigt), um

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zu verhindern, daß die Rolle zurückspringt und während des Betriebes* eine neutrale Position einnimmt. Die Bewegung der "beiden Kontrollscheiben wird somit die Kugellager-Einheiten veranlassen, ihre ursprüngliche Position entsprechend der vorbestimmten Bahn, wie sie aus der Leitbahn 44 der Steuerschablone 43 hervorgeht, wieder einzunehmen. Befestigt an den zwei Einheiten der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist ein Gehäuse 45, das mit ihnen ein Ganzes bildet. Befestigt an dem Gehäuse 45 ist ein zylindrischer Schaft 46, der eine Spindel47 mit einem Bohrer 48 trägt. Bei der linearen Bewegung der zwei Einheiten des Drehschub- v.cn.liers gemäß der Erfindung, wird der Bohrer 48 veranlaßt, sich in paralleler Richtung zu bewegen. Der Bohrer kann unabhängig in jeder konventionellen Art angetrieben werden, z.B, durch Druckluft oder durch einen Riementrieb in Zusammenhang mit dem Motor 38. Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung, wie sie in Pig. 7 beschrieben und gezeigt wird, sowohl beim automatischen Bohrer als auch beim Arbeiten mit einer großen Anzahl andere^ ähnlicher Produktionseinheiten verwandt werden kann, wo ein oder mehr Löcher in Serienfertigung in das Produkt gebohrt werden müsser;.

Sine automatische Bohrvorrichtung, ähnlich der wie sie in Fig. 7 gezei t; wurde, ist gebaut worden und stand über eine Million Bohrvorgänge im Einsatz, mit ungefähr 50 Bohrungen pro Minute. Der Bohrmechanismus arbeitete dabei voll und ganz zufriedenstellend und im wesentlichen in der beschriebenen Weise. In diesem Bohrmechanismus wurden zwei Einheiten der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwandt. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Anzahl der Einheiten leicht

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variiert werden kann, je nach herrschenden Platzverhältnissen und Kraftbedarf.

Fig. 8 zeigt eine schßmatische Ansicht einer in Sektionen aufgeteilten Waschmaschine. Es ist bekannt, daß eine taumelnde Bewegung odereine Umkehrung des Vertikalhubes innerhalb der Waschtrommel wünschenswert ist. Solch ein Yertikalhub ist leicht durch den G-ebrauch der Vorrichtung gemäß der Erfindung zu erreichen. In Fig. 8 bezeichnet 49 die Waschtrommel oder ein Teil der Waschmaschine, in dem die verschmutzte Kleidung gewaschen wird. Das untere Gehäuse 50 der Waschmaschine enthält die Antriebsaggregate. Innerhalb der Waschtrommel 49 befindet sich ein Bewegungs- oder Taumelelement 51, das an einem Schaft 52 befestigt ist, der durch eine Einwegku-p'plung 54 nach oben geführt ist, die dem Schaft eine rotierende und eine vertikale Bewegung ermöglicht. Die Einweg-

/besitzt kupplung ist von der Art, daß sie eine Dichtmanschette 55S die die Rotationsbewegung in eine Richtung erlaubt aber die Rotationsbewegung in der entgegengesetzten Richtung unterbindet. Die Waschtrommel 49 ist an dem Bund 53 der Dichtmanschette 55 befestigt.

Der Taumelschaft 52 ragt gleitbar und drehbar durch die Dichtmanschette 55. Die Einwegkupplung 54 führt zusammen mit der Dichtmanschette 55 die Hauptachse 10 und dadurch die Waschtrommel Ein Stützbügel 56 ist auf der Innendecke des unteren Gehäuses 50 befestigt, um die Hauptachse 10 mit Hilfe eines Lagers 57, welches sich im unteren Teil des Stützbügels 56 befindet, zu führen. Eine Einheit 58 der Vorrichtung gemäß der Erfindung, wie sie in Pig. 1 dargestellt ist, ist auf der Hauptachse 10 innerhalb des Stützbügels 56 befestigt. Die Hauptachse 10 wird durch den Antriebemotor 59

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über einen Riemen und die Seilscheibe 60 angetrieben. ¥_enn der Antriebsmotor 59 in einer bestimmten Richtung läuft, verursacht ; die Einheit 58 eine Taumelbewegung, die sich durch die Hauptachse 10 und den Taumelschaft 52 fortsetzt. Die Einwegkupplung 54 erlaubt jede Rotationsbewegung der Hauptachse 10 oder des Taumelelementes 51 während der Waschperiode. Die Einheit 58 verbleibt dabei stationär innerhalb des Stützbügels 56. Der Riemen und die Seilscheibe 60 und das Taumelelement 51 bewegen sich somit in einer vertikalen Richtung während einer Waschperiode, wie es die strichpunktierten Linien in 3?ig. 8 zeigen.

Die Umkehrung der Drehrichtung des Motors 59 veranlaßt die Einheit 58 eine neutrale Stellung einzunehmen, daher kann die Hocli^eschwindigkeitstrocknung ohne begleitende Taumelbewegung vor- rerioamen werden. Die Einwegkupplung 54 garantiert einen wirksamen i-Jontakt zwischen der Hauptachse 10 und der Dichtmaschette 55 v.LiLrend der Hochgeschwindigkeitstrocknungs-Periode. Es muß bemerkt werden, cf..j die vertikale Verstellung der Hauptachse lediglich v/enige Zentimeter beträgt, deren Summe jedoch im Verhältnis :.u:. iv^rchmesser der Waschmaschine relativ gering ist, so daß Riemen u:v.\. .jeiischeibe 60 der leichten Verdrehung widerstehen können, die cur :: üie vertikale Bewegung während der Waschperiode verursacht

I?ig. 9 zeigt eine Anwendung der Erin ^ i.u einer haibau co.-.atischen Bohrmaschine. Die Bohrmaschine besitzt generell einen Staadfuß 61, eine auf dem Standfuß befestigte vertikale Tragsäule und einen Bohrtisch 63, der horizontal an der Tragsäule 62 ober halb des ßi-aaufußes befestigt ist. Ein Bohrarm 64 ißt nahe der

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Spitze der Tragsäule 62 "befestigt und trägt die Arbeitselemente der Bohrmaschine. An einem Ende des Bohrarms 64 ist der Antriebsmotor 65 befestigt, der über eine Seilscheibe 66, einen Riemen und eine Seilscheibe 68 die Bohrachse 67 treibt. Die Bohrachse 67 trägt an ihrem unteren Ende das Bohrwerkzeug und wird zu einer vertikalen Bewegung durch eine Einheit 69 der Vorrichtung gemäß der Erfindung veranlaßt, die an einem Tragbügel befestigt ist, der an dem Bohrarm 64 angebracht ist. Ein Handgriff 71 wirktauf einen U-förmig gebogenen Hebel 72, der eine Führungsrolle 73 längs eines langloches 74 in seitlicher Richtung steuert. Die Führungsrolle 73 entspricht in der Funktion der Rolle 42 in Fig. 7. Infolge des Handgriffes 71 arbeitet die Bohrmaschine halb-automatisch.

Fig. 10 zeigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer Flächenschleifmaschine. Die Schleifmaschine in Fig. 10 besteht aus einem Fuß 75» der den Rahmen 76 trägt, in den wiederum das Schleifelement 77 durch eine Handkurbel 79 in der Höhe verstellbar angeordnet ist. Das Schleifelement 77 wird durch einen Motor angetrieben,der nicht gezeigt worden ist. Der Arbeitstisch 80, an dem eine drehbare Achse 81 befestigt ist, ist gleitbar und in horizontaler Richtung am Fuß 75 angeordnet. Sie Achse 81 ist mit einem Motor 82 verbunden und wird durch ihn angetrieben. Zwei Einheiten 83 und 84 der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind starr aneinander und am Fuß 75 befestigt. Die Achse 81 ist durch die beiden Einheiten 83 und 84 hindurchgeführt und ist damit mi ihnen verbunden.

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Wenn der Motor 82 die Achse 81 in Rotation versetzt, bewegen sich Achse und Arbeitstisch vor und zurück in horizontaler * Richtung, während die zwei Einheiten, im Verhältnis zum Puß 75 stationär verbleiben. Die Führungsrolle 85 an den beiden Einheiten der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird durch zwei Anschläge 86 und 87 gesteuert, die an dem Arbeitstisch 80 befestigt sind, um die Bewegungsrichtung der Achse und des Arbeitstisches umzukehren. Wie hierzu bereits besprochen, wird die Führungsrolle gesteuert durch allgemein bekannte Anschlagregler (pneumatischer Art, elektromagnetischer Art, usw.) die gegen eine neutrale Stellung den Anschlagvorgang dämpfend steuern. A«.·' liese Art und Weise wird jedes Werkstück, das auf dem Arbeitstisch 80 befestigt ist, der wiederholten Bearbeitung durch das Schleifelement 77 unterworfen.

Pig. 11 zeigt einen Garagentoröffner unter Anwendung der vorliegenden Erfindung. Die Garage ist mit vertikalen Wänden 89 (nur ein Teil der Vorderwand ist gezeigt) und einer Decke 90 auf dem Boden 88 errichtet. Ein Tor 91, aus Segmenten bestehend^erschließt die Einfahrt 92. Das Tor 91 besitzt an Stützen befestigte Rollen, die in den Schienen 93 laufen. Das obere Ende des Tores-91 ist durch ein Gelenkbügelelement 96 an einem endlosen Seil 95 befestigt, so daß sich bei einer horizontalen Bewegung des Seiles das Tor entlang der Schiene 93 bewegt. Das Seil 95 läuft über zwei Seilscheiben 97, die an den Winkeln 98 und 99 befestigt sind. Die beidei Winkel sind unter der Garagendecke angebracht und tragen gleichzeitig eine drehbare Achse 100. Die Achse 100 wird durch einen Motor 101 angetrieben. Zwei Einheiten 102 der Vorrichtung gemäß der Er-

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findung befinden sich, auf der Achse 100 und sind fest mit einem Punkt des Seiles 95 verbunden. Wird die Achse 100 angetrieben, so wandert die Bewegungsumwandlungsvorrichtung 102 in horizontaler Richtung entlang der Achse und zieht dadurch das.Seil in gleicher Richtung mit. Auf diese Art und Weise wird das Tor,91 in Übereinstimmung mit der Bewegung der Einheiten 102 längs der Schienen 93 bewegt.

Abschließend zeigt Pig. 12 eine Vorrichtung zum öffnen einer Schwingtür, bei der die vorliegende Erfindung angewandt wird. Pig. 12-zeigt die Tür 103, die durch Scharniere 105 schwingbar an der Wand 104 befestigt ist. Ein Gehäuse 106 ist an der Wand angebracht und enthält einen Motor 107, einen Riemen und eine Seilscheibe 108, eine drehbare Achse 109 und eine Einheit 110 der Bewegungsumwandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Achse 109 ist drehbar und gleitbar in dem Gehäuse gelagert, jedoch wird die Einheit 110 durch einen Bügel 111, der am Gehäuse befestigt ist, von einer linearen Bewegung abgehalten. Die Achse 109 ist mit der Tür durch ein Kugelgelenk verbunden, welches der Achse sowohl eine rotierende als auch eine seitliche Bewegung erlaubt. Es ist ersichtlich, daß durch diese Anordnung die Tür 103 durch Fotozellen-Überwachung geöffnet und geschlossen werden kann, wobei die dazugehörige Elektronik den Motor betätigt.

Die Erfindung wurde detailliert beschrieben, wobei auf ι spezifische und bevorzugte Anwendungen eingegangen wurde, aber es ist zu bemerken, daß variierte und modifizierte Ausführungen innerhalb des Bereiches dieser Erfindung möglich sind. Die Erfindung wird in anliegenden Ansprüchen genau definiert.

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-Ansprüche-

Claims

Α4Γ Ansprüche :

1.Hechanischer Drehschubwandler zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine zir Achse der Drehbewegung parallele Längsbewegung und umgekehrt enthaltend eine Hauptachse und mindestens eine darauf beweglich gelagerte Laufereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß in der Läufereinheit mindestens ein um eine Achse (H) drehbares, mit seiner Lauffläche an der Hauptachse (10) anliegendes Laufelement (15) angeordnet ist, wobei die Richtung der Achse des Laufelementes zur Richtung der Hauptachse veränderlich einstellbar ist.

/. "verrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes La.,;;" kleine nt (15) in einer "beweglich in der Läufereinheit gelagerten Ha'.---rung (13) angeordnet iet, wobei an der Halterung eine Vers^re".: einrichtung angreift.

3. vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufereinheit ein die Hauptachse (10) umgreifende© Gehäuse (11) besitzt, das eine der Anzahl der Laufelemente (15) entsprechende

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Anzahl von Sockel-ansätzen (12) trägt, die je eine zur Hauptachse senkrechte Bohrung aufweisen, in denen die Halterung (13) gleifbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufelemente (15) mit regelbarem Anpreßdruck an die Hauptachse (10) angedrückt sind.

5 Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse jedes Laufelementes (15) aus einem in die Halterung (13) eingesetzten Einsatzstift (14) besteht, dessen eines Ende (28) durch ein Langloch (24) im Gehäuse (11) hindurchgeführt und mit der Verstelleinrichtung verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung eine Kontrollscheibe (30) enthält, die drehbar auf einem zur Hauptachse (10) koaxialen Vorsprung (31) des Gehäuses (11) gelagert ist und die in radialer Richtung ausgerichtete Langlöcher (29) besitzt, in die die Enden (28) der Einsatzstifte (14) eingreifen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß in der Läufereinheit mehr ale eine Halterung (13) mit einem in ihr befindlichen Laufelement (15) nebeneinander und im gleichmäßigen Abstand am Umfang der Hauptachse (10) angeordnet ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (13) an dem der Hauptachse (10) zugewandten Ende eine « Ease (32) "besitzt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Laufeinheiten axial hintereinander auf der Hauptachse (10) angeordnet sind, wobei deren Verstelleinrichtungen über eine starre Verbindung (40) mit einem gemeinsamen Betätigungselement (41) verbunden sind. (z.B. Pig. 7)

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung über eine Steuereinrichtung, z.B. in Form von auf das Betätigungselement einwirkenden Anschlägen oder. Leitbahnen, betätigbar ist. (Pig, 7 und 10)

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