DE2459352A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer drehbewegung in eine axiale, translatorische bewegung und verfahren zur verwendung der vorrichtung zum richten, polieren oder walzen eines umdrehungskoerpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine axiale, translatorische Bewegung, mit einem Friktionsaggregat mit Kugellagern, deren Innendurchmesser grosser ist als der Aussendurchrnesser einer durch die inneren Kugellagerringe geführten Welle, und die "so angeordnet sind, dass ihre Innenringe die Welle mit radialen Kräften beaufschlagen, deren Vektorsumme annähernd gleich null ist, wobei die Kugellager zur Wellenachse schräg gestellt sind. Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Umwandlung der Drehbewegung in die translatori3che Bewegung dadurch, dass sich infolge ihrer Schrägstellung die Kugellagerinnenringe bei ihrer Drehung im Verhältnis zur Welle längs einer Schraubenlinie auf der Wellenoberfläche bewegen. Aufgrund der beabsichtigten Reibung

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zwischen den Kugellagerinne.ii Ingen und der Welle verschieben sich diese Teile gegenseitig in der Wellenachsrichtung.

Es'sind Umwandlungsvorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen'die Welle umläuft, dabei aber in der Achsrichtung fixiert ist. Ausserdem sind Umwandlungsvorrichtungen bekannt, bei denen sich die Kugellageraussenringe drehen, dabei aber axial unverschiebbar gehaltert sind.

Die bekannten Vorrichtungen dieser Art haben verschiedene, durch die unzweckmässige V/eise der Druckbeaufschlagung der Welle durch die Kugellager bedingte Mangel. Bei Vorrichtungen dieser Art ist der Druck bekanntlich Voraussetzung für eine grosse Reibungskraft zwischen den Kugellagerinnenringen und der Welle. Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, dass an die Fertigungstoleranzen der Kugellagerhalter grosse Anforderungen zu stellen sind, und dass die Halter'die zur Aufnahme des Kugellagerdrucks gegen die Welle erforderliche Festigkeit aufweisen müssen und daher als rotierende Teile ungeeignet sind. Da bei den bekannten Vorrichtungen der Anlagedruck der Kugellager an der Welle im wesentlichen konstant"ist, gleitet die Welle in den Kugellagerinnenringen, falls sie kurzzeitig überlastet wird, indem die Lager und/oder die Welle eine Dauerüberlastung nicht vertragen.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines selbstsperrenden ,Friktionstriebs, bei dessen Herstellung eine grosse Massgenauigkeit nicht erforderlich ist, dessen Daherhaftigkeit grosser ist als die der bekannten Vorrichtungen dieser Art, und der zur Aufnahme einer schwankenden axialen Belastung besonders gut geeignet ist, und zwar unabhängig davon, ob die Welle umläuft,- oder ob· sich die Kugellager aus senringe drehen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Friktionsaggregat mindestens zwei Kugellagerbacken in einem Halter aufweist, der eine Relativdrehung zwischen der Welle und den Kugellagerbacken bewirkt, die jeweils zur Lagerung mindestens eines Kugellageraussenrings Ausnehmungen in solcher Schräglage aufweisen, dass die Achse jedes Kugellagers mit der von der Wellenachse und der Anlage der betreffenden Kugellagerinnenringe an der Welle definierten Ebene einen Winkel bildet, und dass mindestens ein Spannorgan vorgesehen ist, welches bei zunehmender Belastung der Welle in deren Achsrichtung die Kugellagerbacken fester gegen die Welle

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drückt. Durch diese Merkmale wird nämlich erreicht, dass der Druck der Kugellager gegen die V/elle belastimgsabhängig ist¹, und dass die Welle nicht an der gleichen Schraubenlinie entlang druckbeaufschlagt wird; wodurch die Standzeit der Vorrichtung erhöht wird. Der von der Belastung abhängige Anlagedruck hat ausserdem zur.Folge, dass die Welle bei einer eventuellen Überlastung nicht rutscht, so dass die Verwendung einer gehärteten Welle nicht erforderlich ist.

Zur baulichen Vereinfachung des Spannorgans kann dieses erfindungsgemäss so eingerichtet sein, dass es die Backen fester miteinander verklemmt, wenn diese durch zunehmende axiale Belastung der Wellegegenseitig in der Wellenachsrichtung verschoben werden.

In jeder Backe können erfindungsgemäss weitere Ausnehmungen vorgesehen sein, in denen das oder die in den übrigen Backen gelagerten/ Kugellager frei beweglich sind. Durch diese Massnahme werden die Abmessungen der Vorrichtung quer zur Wellenachse auf ein Mindestmass reduziert".

Die Spannorgane können erfindungsgemäss als starre Führüngsorgane ausgebildet sein, welche derart in die Backen eingreifen, dass durch die gegenseitige axiale Verschiebung eine Schwenkung der Führungsorgane erfolgt, Spannorgane in dieser Ausführungsform sind bei einer Serienfertigung schnell automatisch montierbar. Dabei können die Führungsorgane erfindungsgemäss aus mindestens einem die Backen umschliessenden Ring mit gegen diese gerichteten gegenständigen Nocken bestehen, welche gegen die Aussenseiten der Backen drücken. Als Nocken sind erfindungsgemäss,· gehärtete Stahlkugeln verwendbar.

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Als Spannorgan können erfindungsgemäss die .Backen verbindende elastische Organe, beispielsweise mindestens ein um die Backen gewickelter Draht vorgesehen sein.

Bei einer Ausführungsform der Umwandlungsvorrichtung mit zwei annähernd symmetrisch zu einer ersten Axialebene der V/elle angeordneten Kugellagerbacken kann erfindungsgemäss der Halter zwei Endanschläge aufweisen, von denen der eine die axiale Bewegung der einen Backe bei einer Verschiebung der V/elle in der einen Richtung stoppt, während der andere Anschlag die. axiale Bewegung der anderen Backe

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bei einer Verschiebung der Welle in der entgegengesetzter Richtung stoppt. Hierdurch wird erreicht, dass die Spannorgane die Kugellager mit erhöhter Kraft gegen die Welle drücken, v/enn die ejne Backe an einem der Endanschläge anliegt, während die andere Backe etwas weiter in der gleichen Richtung verschoben ist als die erstgenannte Backe.

• ' Die "beiden 'Endanschiäge" können ■erfindungsgemäss im Verhältnis zu" einer rechtv/inklig zur vorgenannten Wellenaxialebene orientierten zweiten Wellenaxialebene zur gleichen Seite hin versetzt angeordnet sein. Hierdurch wird erreicht, dass die an einem Endanschlag anliegende eine Backe in ihrer eigenen Ebene im Verhältnis zur anderen Backe etwas gedreht wird derart, dass zwischen den Kugellagersätzen der beiden Backen ein Steigungsunterschied entsteht, so dass die Spannorgane die Backen noch stärker gegen die Welle drücken.

Die eine Backe kann erfindungsgemäss in der Wellenachsrichtung unbeweglich fixiert sein, wodurch eine besonders einfache Lagerung der Backen im Halter erzielt wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Spannorgane so eingerichtet, dass sie die Backen bei gegenseitiger Verschiebung derselben in der Wellenachsrichtung zusammendrücken. Diese gegenseitige Verschiebung der Backen kann bisweilen jedoch nachteilig sein, indem dies beispielsweise dazu führen kann, dass die Welle in den Kugellagerinnenringen um ein Geringes gleiten muss. Ein solches Gleiten der Welle kann - falls unerwünscht - bei einer Vorrichtung mit zwei Backen erfindungsgemäss dadurch vermieden v/erden, dass jede Backe von einem an beiden Enden undrehbar im Haltergelagerten Mitnehmer geführt ist, der zumindest am einen Backenende zwei mit einer an der Backe ausgebildeten Kulissenführung zusammenwirkende, zur Wellenachse schräg liegende Flächen aufweist, von denen die eine mit der genannten Achse zur einen Seite hin einen Winkel bildet, während die andere Fläche zur anderen Seite hin mit der Wellenachse einen. entsprechenden Winkel bildet- Dabei kehren die Mitnehmer der beiden Backen in entgegengesetzte Richtung, wobei zwischen dem Halter und dem genannten Backenende Druckfedern vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform gleitet die Welle bei einer gegenseitigen '■axialen Bewegung der Backen'nicht in "den Kugellager inn eriringen, 'wie

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dies bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen ^Vf Fall ist, sondern die Richtung der Kugellagerachsen ändert sich geringfügig in Abhängigkeit von der Wellenbelastung im Sinne einer Änderung der gegenseitigen Stell\mg der Backen, ohne dass die Lagerinnenringe auf der Welle gleiten.

Jede der genannten Federn kann erfindungsgernäss. auf einer in Richtung der Wellehachse·" einstellbaren "Anläge im Hälter ruhen,"'so'-dass" die Steigung der Kugellager so regelbar ist, dass bei einer vorbestimmten Belastung der Welle zwischen dieser und den Kugellagern annähernd eine Linienberührung gewährleistet ist.

Die Führungsflächen am Mitnehmer können erfindungsgemäss mit der Wellenachse ungleich grosse Winkel bilden, wobei die den grösseren Winkel bildende Führungsfläche an dem mit den Federn versehenen Backenende aussen, d.h. dem Halter am nächsten liegt.

Die innere Oberfläche jedes Kugellagerinnenrings kann erfindungsgemäss im Querschnitt eine- solche zur·Welle hin gerichtete Konvexitat aufweisen, dass sie annähernd in ihrer Gesamtbreite an einer Erzeugenden der Wellenoberfläche entlang an der Welle anliegt.

Die innere Oberfläche jedes Kugellagerinrienrings kann erfindungsgemäss mehrere nebeneinander liegende, im Querschnitt hauptsächlich bogenförmige Erhöhungen auf v/eisen, wodurch die Reibung zwischen den Kugellagerinnenringen und der Welle erhöht wird.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Richten, Walzen oder Polieren von· Umdrehungskörpern. Zum Richten beispielsweise einer Welle wird diese mit kontinuierlichen oder in der Wellenachsrichtung diskontinuierlich verteilten, einander entgegengesetzten radialen Kräften beaufschlagt. Diese Kräfte werden bei bekannten Verfahren dadurch erzeugt, dass sich auf Wellen drehende Zylinder oder Scheiben dabei die radial gerichteten Kräfte ausüben, deren Grosse bei einem vorgegebenen Abstand zwischen den Kraftangriffspunkten für die Richtwirkung ausschlaggebend ist. Der sogenannte Hertzdruck (Flächendruck) ist beim äusseren Rollen bekanntlich verhältnismässig gross, was beim Richten beispielsweise einer weichen

Welle mit relativ grossem Widerstandsmoment bekanntlich nachteilig ■, «··" ;·· . ' ·■· ■■■ ··■· ·'· .·..·■ ·; · ·· · ".,- · ·. - . .·:··-·

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ist. Beim Richten rostfreier Yfellen v/erden diese mit einem beabsichtigten, vorgegebenen Iiertzdruck beaufschlagt, wodurch die nichtrostenden Eigenschaften verbessert werden. Es ist daher nicht nur wünschenswert, den Hertzdruck bis unter den Mindestwert beim äucseren Rollen herabzusetzen, sondern auch, die Beeinflussung der Oberfläche des Umdrehungskörpers beim Richten regeln zu können. Das Richten, Polieren oder Walzen eines Umdrehungskörpers kann erfindühgsgemäss dadurch erfolgen■; -dass dieser durch das erfindungsge-v ■'·' masse Friktionsaggregat geführt" wird. Dabei sind die auf den Umdrehungskörper wirkende absolute, radiale Kraft, der sich hierbei ergebende Flächendruck sowie eine eventuelle axiale Oberflächenbeeinflussung innerhalb'eines weiten Bereiches zwischen sehr kleinen und sehr grossen Werten regelbar.

Beim Richten eines Umdrehungskörpers v/erden eine grosse radiale Kraft und ein kleiner Flächendruck angestrebt, so dass die Oberfläche des Körpers möglichst wenig beeinflusst wird. Dies wird durch die innere Abrollbewegung erzielt. Bei ungleicher Schrägstellung der Kugellager gleitet der Umdrehungskörper in den Lagern, so dass ein Poliereffekt erzielt wird. Zum Walzen des Umdrehungskörpers muss der Flächendruck die Fliessgrenze des zu walzenden Guts übersteigen. Dies ist entweder dadurch erreichbar, dass die Kugellagerinnenringe so geschliffen v/erden, dass sie im wesentlichen nur punktförmig am Umdrehungskörper anliegen, oder dadurch, dass die Lager so gedreht werden, dass ihre Innenringe im wesentlichen nur mit ihren Kanten den Umdrehungskörper berühren.

Erfindungsgemäss ist ein Friktionsaggregat verv/endbar, dessen Kugellager in den Kugellagerbacken so schräg gestellt sind, dass sich die Kugellagerinnenringe längs Schraubenlinien mit gleicher Steigung auf dem Umdrehungskörper bewegen. Hierdurch ist eine reine Abrollbewegung der Kugellagerinnenringe auf der Umdrehungskörperoberfläche ohne oder praktisch ohne Poliereffekt gewährleistet.

Es kann des weiteren erfindungsgemäss mit einem Friktionsaggregat gearbeitet werden, in dem mindestens ein Kugellager so gelagert ist, dass dessen Innenring, falls dieses Lager allein wirksam wäre, sich auf dem Umdrehungskörper längs einer Schraubenlinie bewegen würde, deren Steigung von der mindestens eines der übrigen Kugellager abv/eicht.·· Hierdurch wird-erreicht",' dass der Umdrehungskörper -in" minde-· stens einem der Kugellager rutscht, so dass die Oberfläche des Um-

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drehungskörpers durch axiale Beeinflussung einem ausgesprochenen Poliereffekt unterworfen wird.

Sghliesslich ist erfindungsgeraäss ein Frikt.ionsaggregat verwendbar, dessen Halter uridrehbar angeordnet ist, wodurch die Prüfung des Umdrehungskörpers erleichtert wird, da eine eventuelle Geradlinigkeit des Umdrehungskörpers leichter feststellbar ist, wenn dieser umläuft,

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 e.ine erste Ausführungsform der erfindungsgernässen Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 3,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie D-D in Fig. 5,

Fig; .7 einen Schnitt nach der Linie C-C in Fig. 5,

Fig. 8 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, ' ■

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie E-E in Fig. 8, Fig. 10 eine fünfte. Ausführungsform, Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie F-F in Fig. 10, Fig. 12 eine sechste Ausführungsform, " Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie G-G in Fig. 12, Fig. 14 eine·siebente Ausführungsform, und Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie H-H in Fig.

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Die in Fig. 1 dargestellte, in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete erfindurigsgemäüse Vorrichtung wei.st einen Motor mit e'i'hem Stator 3 und einem Rotor 5 auf, .der über eine hohle Motorwelle 7 mit einem Friktionsaggregat 9 fest verbunden ist. Die vorgenannten Teile sind in einem Gehäuse 11 angeordnet, in weichern die umlaufenden Teile mittels Axialkugellagern 13 und 15 gelagert sind. Durch die gesamte Vorrichtung'erstreckt sich eine in Gleitlagern 19 und 21 geführte .Welle-17·; Die.Gleitlager sind Bestandteile des.Qehäuses 11. . ■

Das Friktionsaggregat 9 umfasst einen Halter 23, vgl. auch Fig. 2, der über Stehbolzen 25, 27, 29 und 31 mit einem Flansch an der Motorwelle 7 verschraubt ist. Die Stehbolzen 25 und 29 erstrecken sich durch eine Bohrung jeweils 33 und 35 in jeweils, einer Kugellagerbacke 37 bzw. 39· Die beiden Kugellagerbacken sind symmetrisch beidseitig einer die Linie 41-41, Fig. 2, enthaltenden Axialebene der Welle 17 angeordnet. Die Kugellagerbacke 37 hat Ausnehmungen 43 und 45 zur Aufnahme des äusseren Rings 51 bzw. 53 jeweils eines Kugellagers 47 bzw. 49· Die andere Kugellagerbacke 39 hat entsprechende Ausnehmungen 59 und 61 zur Aufnahme je eines äusseren Kugeliagerrings 67 bzw. 69 eines Kugellagers 63 bzw. 65. Ausserdem weisen die Backen Ausnehmungen 75 und 79 auf, in denen sich die Kugellager 63, 65 bzw. 47, 49 in der Achsrichtung der Welle 17 frei bewegen können. Die Ausnehmungen 43 und 45 sind so gestaltet, dass die Achsen der Kugellager 47 und 49 mit der Achse der Welle 17 einen gewissen Winkel bilden. Die Ausnehmungen 59 und 6l weisen eine solche Form auf, dass die Achsen der Kugellager 63 und 65 mit der Achse der Welle 17 einen entsprechenden Winkel jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen bilden. Wie aus Fig. 1 und teilweise aus Fig. 2 ersichtlich liegen die inneren Kugellagerringe 55 und 57 der Kugellager 47 bzw. 49 längs einer Erzeugenden der Wellenoberfläche an der Welle 17 an. Die Erzeugende liegt diametral im Verhältnis zu einer anderen Erzeugenden, an der entlang die Innenringe 71 bzw. 73 der Kugellager 63 bzw. 65 an der Welle 17'anliegen. Der Anlagedruck der Kugellager gegen die Welle wird in der neutralen Stellung der Backen, d.h. wenn die Welle 17 in ihrer Achsrichtung nicht durch Kräfte beeinflusst ist, durch die Spannung eines um die Backen37 und 39 gewickelten Klavierdrahts 81 bestimmt. Schliesslich sind im Gehäuse 11 zwei Endanschläge 83 und 85 befestigt, welche mit Bezug • auf eine die Wellenachse enthaltende und rechtwinklig zur vorgenannten Axialebene liegende Ebene zur gleichen Seite hin versetzt

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Es folgt eine Erläuterung der Wirkungsweise der in den Figuren

I und 2 dargestellten Vorrichtung Sei.laufendem Motor· dienen die Stehbolzen 25 und 29 als Mitnehmer für die Kugellagerbacken 37 und 39, die somit beispielsweise in Richtung des Pfeils 87 umlaufen. Oa die Kugellager 47, 49> 63 und 65 wie vorstehend beschrieben angeordnet sind, bewegen sich diese an der Wollenoberflache auf einer Schraubenlinie, deren Steigung durch den von den Kugellagerachsen mit. der. Wellenachse gebildeten Winkel bestimmt' ist." Da-das 'Gehäuse'

II ortsfest ist, so dass das Friktionsaggregat 9 in axialer Richtung fixiert ist, bewegt sich die Welle 17 nach rechts in Fig. 1, wenn das Friktionsaggregat in Richtung des Pfeils 87 in Fig. 2 umläuft, wobei die Geschwindigkeit dieser Verschiebebewegung der Welle 17 durch, die Winkelgeschwindigkeit des Friktionsaggregats und durch die vorerwähnte Steigung der Schraubenlinie bestimmt ist. Diese Verschiebung der Welle'hat allerdings zur Voraussetzung ,--dass 'sich die Weile 17 nicht drehen kann und durch geeignete Mittel gegen Drehung gesichert ist.

Wird die Welle 17 bei der vorgenannten Bewegung mit einer in Fig. 1 durch den Pfeil K angedeuteten, nach links gerichteten.Kraft beeinflusst, wird diese teils über die Kugellagerbacke 37, den Endanschlag 83, den Halter 23 und das Kugellager 13 auf das Gehäuse 11, und teils auf die Kugellagerbacke 39 übertragen. Die Backe 39 wird dadurch in eine Stellung etwas links der anderen Kugellagerbacke 37 verschoben. Diese Verschiebebewegung wird durch den Klavierdraht 81 angehalten, der dabei- die Backen fester gegen die Welle drückt. Die Klemmkraft ist von der axialen Wellenbelastung abhängig, die nach Beendigung der Verschiebebewegung der Backe 39 allein durch den Endanschlag 83 übertragen wird. Hieraus ergibt sich ein von der. Belastung abhängiger Druck gegen die Welle 17, so dass diese und die Kugellager 47, 49, 63 und 65 niemals über den erforderlichen· und von der Kraft K abhängigen Viert hinaus beeinflusst werden. Kurzzeitige hohe Belastungen haben somit kein Rutschen der Welle in den Kugellagern zur Folge. Die Kugellager erleiden, durch solche kurzzeitigen Überlastungen keinen Schaden. Läuft das Friktionsaggregat 9 nicht um, ist der Anlagedruck bei nicht belasteter Welle durch die Vorspannung im Klavierdraht 81 bestimmt, während bei belasteter Welle der Anlagedruck durch die gegenseitige Verschiebung der Kugella-' gerbacken erhöht wird. Das Friktionsaggregat 9 ist somit sowohl in stillstehendem als auch in umlaufendem Zustand selbsthemmend.

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Wie oben bereits erwähnt sind die Ende.nschidgc 83 und '85 zur gleichen"Seite rechtwinklig zu einer die Acheen der Welle 17 und der Stehbolzen 25 und 29 enthaltenden Ebene versetzt. Diese Massnahme ist zweckmässig, weil aufgrund des Spielraums zwischen den Stehbolzen 25, 29 und ihren Bohrungen 33 bzw. 35 die Kugellagerbacke 37 im Sinne einer geringfügigen Verminderung der Steigung der zugehörigen beiden Kugellager 47 und 49 verdreht wird, ..Venn..die. Drehrich.tüng dem. Pf eil. 87 entspricht^; und die-Welle 17,.. .-·.-. von der Kraft K in der angedeuteten Achsrichtung beaufschlagt wird. Wegen der relativ grösseren Steigung der Kugellagerbacke 39 ist deren Bestreben, sich nach links zu bewegen, grosser als das der Kugellagerbacke 37, wodurch im Zusammenwirken mit dem Pianodraht die Backen die Welle 17 fester umspannen. Durch die Verwendung des Klavierdrahts 81 v/ird die Herstellung des Friktionsaggregats verbilligt und vereinfacht, da an die Herstellungstoleranzen keine strenget Anforderungen zu stellen sind.

Die Endanschl'äge können auch so angeordnet sein, dass sie nur die eine Backe, beispielsweise die Backe 37 beeinflussen. In diesem Fall sind die beiden Anschläge mit Bezug auf die vorerwähnte Ebene nach entgegengesetzten Seiten versetzt anzuordnen. Ändert sich die Richtung der axial von aussen auf die Welle 17 wirkende Kraft, bewegt sich die Backe 39 von einer Stellung etwas links der Backe zu einer Stellung etwas rechts derselben, wodurch sich das Vorzeichen des Winkels zwischen dem Klavierdraht 81 und der Senkrechten {Fig. 1) ändert. Hierdurch wird der Griff der Backen um die Welle 17 gelockert. Ist damit zu rechnen, dass sich das Vorzeichen der die Welle 17 beaufschlagenden Axialkraft ändern kann, ist die in Fig. 1 veranschaulichte Ausführungsform zu bevorzugen, bei welcher der Winkel zwischen dem Klavierdraht 81 und lotrecht bei' allen Belastungsformen praktisch gleich bleibt. Statt dieser lediglich die eine Backe beeinflussenden Endanschläge kann eine am Halter starr befestigte Backe vorgesehen sein.

Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Spannorgane, die hier als starrer Ring 89 ausgebildet sind, welcher über zwei gehärtete Stahlkugeln 91 und 93 die Kugellagerbacken 37' und 39' mit einer vorgegebenen Vorspannung um die Welle 17' zusammenklemmt. Die Backen 37' und 39' entsprechen genau den Backen 37 und 39 in Fig. 1 abgesehen' davon, dass sie jeweils eine Vertiefung 95 bzw., 97 aufweisen. Auch das in Fig. 3 dargestellte Aggregat ist bei

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entsprechender Bemessung des Ausfc-onaurchraci.sers des Rings 89 in.einen Halter und ein Gehäuse gemess Fug. 1 einsetzbar. Die Funktion ist .die gleiche wie vorstehend beschrieben, indem die Backe 37' bei der durch den Pfeil 87 angedeuteten Umlaufrichtung und bei Beeinflussung der Vie lie 17" durch die axiale Kraft K¹ in der angedeuteten Richtung gegen eine axiale Verschiebung·nach links vom Endanschlag festgehalten wird. Dieser Anschlag entspricht dem Anschlag 83- in· Fig_:. 1·. Dia Backß.-39·' .kann sich etwas -weiter .nach.. ·. links bewegen als die Backe 37'» wobei der Ring-89 um eine orthogonal zur Wellenachse und in der'vorerwähnten Wellenaxialebene liegende Achse kippt. In Fig. 3 erfolgt diese Kippbewegung im Uhrzeigersinn, wobei.der zusammen mit den Backen rotierencte starre Ring 89 die Backen fester gegen die Welle 17' drückt. Wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat die entgegengesetzte Drehrichtung des Friktionsaggregats zur Folge., dass.sich die Welle 17 ' bzw. 17' nach links verschiebt. Ändert sich die Axialkomposante der die Welle 17} 17' beeinflussenden Belastung, hält der■in Fig. 1 dargestellte Endanschlag 85 die-Ba'cke 39 (39') fest, so dass sich diese nicht axial nach rechts bewegen kann, während sich die andere Backe 37 (37') über die Endstellung der Backe 39 (39*) hinaus etwas weiter nach rechts bewegt. Der Klavierdraht spannt .daher die Backen fester gegen die Welle. Auch der kleine Steigungsunterschied ist erzielbar, da die Backen 37'"und 39' aufgrund der speziellen Halterung des Rings 89 auf'Stahlkugeln 91 und 93 in parallel zur vorerwähnten Axialebene liegenden Ebenen drehbar sind. Es können auch mehrere nebeneinander befindliche Ringe vorgesehen sein, die wie der Ring 89 unabhängig voneinander gehaltert sind. Die Ausführungsform gemäss Fig. 3 und 4 ist für die Serienfertigung-besonders gut geeignet, da der Ring 89 leicht automatisch montierbar ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gleitet die Welle im Verhältnis zu der am Endanschlag anliegenden einen Kugellagerbacke, während die andere Backe sich im Verhältnis zur ersten Backe bewegt. Dies wird bei der in den Figuren 5,6 und 7 veranschaulichten Ausführungsform vermieden, die zur Übertragung grosser Effekte besonders gut geeignet ist. In den genannten drei Figuren bezeichnen Bezugszahlen, deren letzten beiden Ziffern zweistelligen Zahlen in Fig. 1 uiid 2 entsprechen, Teile gleicher Funktion und im wesentlichen gleicher Form wie in Fig. 1. Der wesentliche Unterschied zur

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Ausführungsform gemäss Fig. 1 besteht darin, dass besonders gegestaltete kulissenförmige Mitnehmer 100 und 100' vorgesehen sind, die teils die Kugellagerbacken 137 und 139 zusammen mit dem Halter 123 in der Drehrichtung mitnehmen und teils die Backen urn eine rechtwinklig zur vorerwähnten Axialebene verlaufdnde und die Längsachse der Welle 117 schneidende Achse 132 führen.

.Nachstehend wir die.Wirkungsweise dieser Äüsführungsfbrfti beschrie- '* ben,· wobei angenommen wird, dass der Halter 123 und damit auch die Kugellagerbacken 137 und 139 in der Richtung des Pfeils 187 in Fig. 7 umlaufen. Wirkt auf die Welle 117 keine äussere Kraft, sondern wird die Welle lediglich festgehalten, so dass sie sich nicht drehen kann, verschiebt sich die Welle nach rechts, während die Kugellagerbacken die in Fig. 6 gezeigte Stellung einnehmen, wenn von der Reibung in den Lagern der Welle. 117 abgesehen wird. Steht dagegen die Welle unter der Einwirkung einer Kraft K (Fig. 5 und 6), bewegen sich die Kugellagerbacken nach links, \tfobei sich die Backe 137 so_weit verschiebt, bis die Federkraft von dadurch zusammengedrückten Schraubendruckfedern 126 und 128 genau der auf die Welle 117 wirkenden Kraft K entspricht. Durch das Zusammenwirken einer den Mitnehmer führenden Fläche 102 mit einer Mitnehmerflache 110, sowie einer den Mitnehmer führenden Fläche 108 mit einer Fläche 120 am Mitnehmer wird die Backe 137 in der durch den Pfeil 134 angedeuteten Richtung um die Achse 132 gedreht. Dabei wird die Steigung der von der Backe 137.gehalterten Kugellager 147 und 149 vermindert, was zur Folge hat, dass sich die Backe 139 schneller nach links bewegt als die' Backe 137. Die Backe 139 wird vom kulissenförmigen Mitnehmer 100' gesteuert, der eine solche Richtung hat, dass auch diese Backe in der Richtung des Pfeils 134 um die Achse 132 gedreht wird, indem eine den Mitnehmer führende Fläche 102' mit einer-in Fig. 6 nicht sichtbaren Führungsfläche am Mitnehmer 100' zusammenwirkt. Diese Mitnehmerfläche hat die gleiche Steigung wie die in Fig. 6 gezeigten Führungsflächen 122 und 124. Wie aus Fig. 6 ersichtlich haben die Führungsflächen in beiden Richtungen zwei verschiedene Steigungen, so dass unter der Annahme, dass die Steigung der Mitnehmerfläche 110 fünfmal grosser ist als die der Fläche 122, die Bewegung der Backe 137 um ein Stück a nach links zur Folge hat, dass die Backe 139 ein 5 χ a entsprechendes Stück nach links bewegt wird, wodurch die vorerwähnte gegenseitige axiale

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Verschiebung der Backen ersielt wird, derart, dass der Klavierdraht 181 die Backen und darajt auch die Kugellager mit--erhöhter Kraft gegen die Welle 117 drückt. Die den Mitnehmer führende Fläche 108 und die Mitnehmerfläche 120 gewährleisten, dass.sich die Backe 137 um die Achse 132 dreht. Da die Form des Mitnehmers 100'· der des Mitnehmers 100 entspricht, wirkt eine nicht dargestellte Kulis senführung an .der Backe 139 mit einer nicht dargestellten Füh-. rungsflache am kulissenförmigen Mitnehmer 100' mit einer der Steigung der Führungsflächön 122 und 124 entsprechenden Steigung so zusammen, dass auch die Backe 139 um die Achse 132 gedreht v/ird. Dreht sich das Friktionsaggregat in entgegengesetzter Richtung, wird·dadurch wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Welle in der entgegengesetzter Richtung verschoben. Ändert sich da- ■ bei das Vorzeichen der Axialkomposante der Wellenbelastung, bewegt sich di.e Kugellägerbacke 139 wie vorstehend beschrieben ein dem Federdruck von Federn 136 und 138 entsprechendes Stück nach rechts.

Wie ersichtlich kommt das bei den früher erläuterten Ausführungsformen erforderliche Gleiten der Welle in den Kugellagern der vom Endanschlag angehaltenen Backe nicht vor, da die Backe 137 sich mit einer der kleineren Kugellagersteigung entsprechenden Geschwindigkeit bewegt, die so abgestimmt ist, dass die sich wegen ihrer relativ grösseren Kugellagersteigung mit relativ grosser Geschwindigkeit bewegende Backe 139 bei einer vorgegebenen Belastung der Welle ihren Ruhezustand gleichzeitig mit der Backe 137 erreicht. Der optimale Zustand ist somit durch die Belastung der Welle 117, die Steigung der Kugellager, die Steigung der Führungsflächen sowie die Federkonstante der Druckfedern und des Klavierdrahts bestimmt. ■·

Es ergibt sich weiterhin, dass die Steigung der Kugellager bei erhöhter Wellenbelastung kleiner ist, wodurch das Risiko einer Überlastung des das Friktionsaggregat treibenden Motors vermindert, wird. Diese Ausführungsform ist daher bei ihren früher erwähnten übrigen Eigenschaften zur Übertragung grosser und schwankender Effekte besonders gut geeignet.

Ein bestimmtes Friktionsaggregat lässt sich verschiedenen Belastungsgruppen leicht anpassen, da zu diesem Zweck lediglich die· Druckfedern gegen andere Federn mit einer anderen Federkennung aus-

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zuwechseln sind. Innerhalb einer Belastungsgruppe ist eine Feineinstellung dadurch erzielbar, dass die Anlage der Federn am Halter 123 in der Achsrichtung so justierbar ausgebildet ist, dass die Kugellager bei einer bestimmten., am häufigsten vorkommenden axialen Belastung der Welle 117 an dieser genau an einer Erzeugenden der Wellenoberfläche entlang'zum Anliegen, gebracht werden körinen. Die Federanlage kann wie in Fig. 6 dargestellt justierbar sein,·-v/o zugleich "als Grenzanschläge bei Überlastung-dienende Buchsen.183, 184 ein Aussengewinde 141 aufweisen, das in ein Innengewinde 142 des Halters 123 passt, wobei die Gewinde so ausgebildet sein können, dass die durchgehenden Stehbolzen 125 und 126 bezüglich der Buchsen 183 bzw. 184 als Gegenmuttern wirken. Die Anlagen für die Federn 136, 138 entsprechen in ihrer Form den Anlagen für die Federn 126 und 128.

Falls eine konstruktiv bedingte Sicherung gegen Überlastung des Antriebmotors nicht erforderlich ist, kann das Friktionsaggregat in anderer V/eise so ausgebildet sein, dass man mit" einer geringeren Massgenauigkeit auskommt als der an die vorerwähnte Kulisse und Kulissenführung zu stellenden. Es folgt eine Beschreibung einiger Ausführungsformen ohne eingebaute Überlastungssicherung.

Bei der in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform v/eist jede Kugellagerbacke 202, 203 jeweils ein Verlängerungsteil 204 bzw. 205 auf, die beidseitig der Welle 213 durch die vorerwähnte Axialebene ein Stück in jeweils eine Ausnehmung 206 bzw. 207 in der gegenständigen Kugellagerbacke hineinragen und jeweils eine zentral liegende Stirnfläche 208 bzw. 209 aufweisen, v/elche sich in einer rechtwinklig zur Welle liegenden Ebene berühren. Jede Kugellagerbacke hat in der Nähe der Stirnfläche 208 bzw. 209 und in der Nähe der Axialebene zwei fluchtende Lagerungsbohrungen 210, 210'; 211, 211' (die markierten Bezugszahlen beziehen sich auf die auf der anderen Wellenseite liegenden Teile), die wiederum mit Lagerungsbohrungen 214, 215 in einem beide Kugellagerbacken umfassenden starren Ring 212 fluchten, der an den Kugellagerbacken mittels Lagerzapfen 216, 217 (und 216', 217') befestigt ist, welche sich durch entsprechende fluchtende Lagerungslöcher erstrecken. Der Ring liegt im Halter oben und unten an Endanschlägen 218 bzw. 219 an, von denen der Endanschlag 219 in der Wellenachsrichtung einstellbar ist, so dass-der Ring in.einer Stellung rechtwinklig zur Welle 213 an beiden Endanschlägen zur Anlage gebracht werden kann.

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Wird die V/elle 213 beispielsweise von der in Fig. 8 angedeuteten axialen Kraft K beaufschlagt, bewegen sieb die Kogellägerbacken 202 und 203, deren gegenseitige axiale- Verschiebung durch die Lagerzapfen verhindert wird, etwas nach oben in Fig. 8, so dass der Ring 2Ϊ2 an den Endanschlag 219 stösst, und dadurch gegen den Uhrzeiger um diesen gekippt wird. Dadurch werden die Lagerzapfen 216, 216' von einer nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt, während die Lagerzapf en. 217·,. 217' .nach oben beaufschlagt .werden, so· dass die Kugellagerbacken 202, 203 mit einer von der Kraft K abhängigen Kraft einwärts gedrückt werden. Hat die Kraft K entgegengesetzte Richtung, werden die Kugellagerbacken 202, 203 in der gleichen Weise beeinflusst, indem der Ring 212 dann jedoch mit dem anderen· Endanschlag 218 zusammenwirkt. Die Stehbolzen 220, 221 wirken als Mitnehmer für den Ring 212, indem die Kraft durch die Ausnehmungen 222, 223 im Ring übertragen wird.

Bei der in Fig. 8 und 9 gezeigten Vorrichtung werden die Kugellager- ■ backen praktisch ohne ,gegenseitige axiale Verschiebung in Abhängigkeit von der.Wellenbelastung gegen die V/elle gedrückt. Bei der Fer- ' tigung dieser Ausführungsform werden hinsichtlich der Toleranzen keine grossen Anforderungen gestellt. Der Druck auf die Welle kann bei . einer bestimmten Belastung. K durch Verminderung des Abstands zwischen den Lagerzapfen 216, 217 erhöht werden, v/elcher der gewünschten Friktionskraft zwischen.den Kugellagerinnenringen und der V/elle 213 entsprechend zu bemessen ist.

Bei d,efr Ausführungsform gemäss Fig. 10 und 11 werden die Kugellagerbacken 232, 233 in ihre Gesamtlänge von einem Ring 242 umfasst, der, wie aus Fig. 11 hervorgeht, innenseitige Ausnehmungen 234, 235 aufweist. Die Kugellagerbacken 232, 233 sind mit aussenseitigen Ausnehmungen 236, 237 versehen, die sich parallel zur V/elle 243 erstrecken. Durch jedes Ausnehmungspaar/ das aus einer Ausnehmung im Ring und einer zu dieser gegenständigen Ausnehmung in einer Kugellagerbacke besteht, erstreckt sich ein Mitnehmer 238 bzw. 239. Die ' Mitnehmer ragen in radiale Nuten 246, ZkI in gegenständigen Halterstirnwänden hinein. Die eine zur V/elle hin gerichtete Mitnehmerfläche bildet einen gewissen Winkel mit der Wellenachse und liegt parallel zur Bodenfläche der Ausnehmungen 236, 237. Die andere·, gegenständige Mitnehmerfläche erstreckt sich parallel zur V/elle und parallel zur Bodenfläche der Ausnehmungen 234, 235 im Ring 242.

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Die beiden Mitnehmerflächen liegen über gchärtetb Staljlrollen 24Ö jeweils am Boden der Ausnehmungen 236, 237 bzw. ZTA, 2J55 an, während. ..die Mitnehmerseitenflächen an den Seiten der betreffenden Ausnehmungen anliegen. Die Kugellagerbacken können zur Vermeidung einer gegenseitigen axialen Verschiebung dadurch fixiert sein, dass die Ausnehmungen zur Halterung der Kugellager deren Aussenringe mit strammem Sitz umfassen und/oder dadurch, dass Stirnflansche 244, 245 vorgesehen sind, welche den" Ring mit den'Kugellägerback'en "so · verbinden, dass die Teile gegenseitig rechtwinklig zur Welle 243 beweglich sind. Ist der Mechanismus unbelastet, liegen die Stirnflansche 244, 245 jeweils an einer Endplatte, 249 bzw. 248 an, die mit dem schmalen Ende des betreffenden keilförmigen Mitnehmers 239 bzw. 238 verschraubt sind.'Wirkt auf die Welle 243 beispielsweise eine Kraft K in Richtung des Pfeils in Fig. 10, bewegen sich Ring und Kugellagerbacken zusammen etwas nach unten in Richtung zum dicken Ende des Mitnehmers 238, der mit diesem Ende in die radiale Nut 246 ragt. Dadurch entsteht ein Zwischenraum zwischen dem Stirnflansch. 245 und der Endplatte 248, während die gegenständige Endplatte 249 den anderen Mitnehmer 239 mitnimmt, der sich dabei teilweise aus der radialen Nut 247 herausbewegt. Da sich der Abstand zwischen der Kugellagerbacke 233 und dem Ring 242 nicht ändert, verschiebt sich der Mitnehmer 238 in der Nut 246 etwas nach oben, so dass die Kugellagerbacken 232, 233 in Abhängigkeit der Belastung K fester um die Welle 243 geklemmt v/erden.

Ändert sich das Vorzeichen der Kraft K, v/erden die Kugellagerbacken 232 und 233 durch den Mitnehmer 239 um die Welle zusammengeklemmt, wobei der Mitnehmer an der Nut 247 anliegt, während der andere Mitnehmer 238 aus der Nut 246 teilweise herausgezogen wird. Die Neigung der Mitnehmerschrägflächen wird bestimmt durch die gewünschte Reibungskraft zwischen der Welle 243 und den Kugellagerinnenringen. Die Mitnehmer 238, 239 sind mittels Schrauben 250, 251 in der WeI-lenachsrichtung justierbar.

Fig. 12 und 13 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein 'dem Ring 242 in.Fig. 10 entsprechender Ring mit der einen Kugellagerbacke 253 fest verbunden ist, während die andere Kugellagerbacke 252 durch Endflansche 254, 255 gegen eine axiale Bewegung im Verhältnis zur Kugellagerbacke 253 gesichert ist. Die Kugellagerbacke 252 weist an ihrer Aussenseite eine Ausnehmung* 256 auf, die sich parallel zur Welle 263 erstreckt und symmetrisch um eine rechtwinklig zur erwähn-

KDfTR? Ki/HQ!7n BAD OMGtNAL

ten Axialebene liegende und mit der Wellenachse zusammenfallende Ebene angeordnet ist. Die Hälfte des dim RJng 242 in "Fig. 10 ent-sprechenden Rings besteht.aus einer U-f örniigen Schale 262, die mit Hilfe von Schrauben 258, 258' mit der Kugellagerbacke 253 fest versbhraubt ist, welche die andere Hälfte des Rings bildet. Die Sehale 262 hat an ihrer Bodeninnenseite eine Ausnehmung 264, die mit einer Ausnehmung 256 in der Kugellagerbacke 252 fluchtet. Durch die einander gegenüberstehenden Ausnehmungen·''erstreckt -sich ein Mitneh- · mer 265 parallel zur Welle 263· Der Mitnehmer ist in radialen Nuten 266, 267 in gegenständigen Halterstirnv/änden gelagert. Die Drehkraft wird durch die Nuten auf den Mitnehmer übertragen, welcher die Kraft auf die Schale 262 überträgt, indem er mit seiner kurzen Seite, vgl. auch Fig. 13> an den Seiten der Ausnehmung 264 in einer .rechtwinklig zur vorerwähnten Axialebene orientierten Ebene anliegt. Der Mitnehmer 265 ist so ausgebildet, dass zwischen seiner Oberseite, Fig. 13j und dem Boden der Ausnehmung·264 ein erster Kanal.268 gebildet wird, und dass zv/ischen der gegenständigen, nach unten kehrenden Mitnehmerfläche und dem Boden der Ausnehmung 256.in der Kugellagerbacke 252 ein zweiter Kanal 269 vorhanden ist. Der erste Kanal hat wie der Fig..12 zu-entnehmen konstanten Querschnitt, und enthält gehärtete Stahlrollen, während der Boden der Ausnehmung 256 im Verhältnis zur nach unten kehrenden Fläche des Mitnehmers 265 so ausgebildet ist, dass der.Querschnitt des anderen Kanals 269 sich in der Längsrichtung der Welle 263 rechtwinklig zur Welle periodisch sondert. Der Kanal 269 enthält.Stahlrollen-, deren Durchmesser dem grö'ssten Abstand zwischen dem Boden der Ausnehmung 256 und der' gegenständigen Fläche des Mitnehmers 265 entspricht.

Die Funktion dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der in Fig. 10 dargestellten, indem die Kugellagerbacke 233, der Mitnehmer 239 und der Ring 242 in Fig. 10 der Kugellagerbacke.253 in Fig. 12 funktionell äquivalent sind, während die Mitnehmer 238, 239 in Fig. 10 durch den einzigen Mitnehmer 265 ersetzt sind, dessen Schrägflächen die Kugellagerbacken gegen die Welle 263 drücken, und zwarun-r abhängig davon, ob die Welle in der einen oder der entgegengesetzten Achsrichtung durch die Kraft K beaufschlagt wird. Im Vergleich zur Ausführungsform nach Fig. 10'hat die in Fig. 12 veranschaulichte' Ausführungsform den Vorteil, dass der Mitnehmer 265 gleichmässig . belastet wird.

Schliesslich zeigen Fig. 14 und 15 eine Ausführungsform mit einem sich parallel zur Welle 283 erstreckenden Mitnehmer 274, der dicht

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BAD ORiGINAL —

an der Außenseite der einen Kugellager]};;)cke 273 liegt, und dessen Enden in radiale Nuten 275, 2?6 in gegenc Land igen Halterendv/änden hineinragen. An der Mitnehmerinnenseite und an der Aussenseite der Kugellagerbacke 273 sind in diesen Teilen drei Paar gegenständige, parallel zur Welle 283 verlaufende Rillen ausgearbeitet, in denen sich gehärtete Stahlkugeln finden, die.durch Kugelhalter im gegenseitigem Abstand gehalten werden.' Diese drei axial verlaufenden Kugelführungen bewirken", -dass, die Kugellagerbacke 273 und der Mitnehmer 274 gegenseitig undrehbar um die Welle 283 angeordnet sind, und dass sich die Kugellagerbacke 273 gegenüber dem fixierten Mitnehmer 274 axial verschieben kann.. Den Mitnehmer 274 und die andere Kugellagerbacke 272 sind mit einem Klavierdraht 277 umwickelt.

Die innenseitigen Ausnehmungen in den Kugellagerbacken 272, 273 zur Halterung der vier Kugellager liegen mit engem Sitz an den Stirnflächen der Kugellageraussenringe an, so dass sich die Kugellagerbacken nicht gegenseitig axial verschieben können und sich somit ' beide Kugellagerbacken gemeinsam nach oben bewegen,, wenn die V/elle 283 in"der durch den Pfeil in Fig. 14 angedeuteten Axialrichtung mit der Kraft K beaufschlagt wird. Dabei rollt die Kugellagerbacke 273 auf dem festgehaltenen Mitnehmer 274. Aufgrund der axialen Relativverschiebung zwischen' den Kugellagerbacken (insbesondere der Backe · 272) und dem Mitnehmer, klemmt der Klavierdraht 277 die Kugellagerbacken fester um die Welle 273 zusammen, wobei sich die Druckkraft gleichmässig auf die beiden Backen verteilt, weil der Mitnehmer in den Nuten 275» 276 rechtwinklig zur V/elle beweglich ist. Zur Aufnahme der elastischen Deformation der Teile ist zwischen der krummen Aussenfläche der Kugellageraussenringe und dem Boden der einen der beiden das Kugellager halternden Ausnehmungen ein Spielraum vorgesehen.

Die Innenringe der benutzten Kugellager'sind derart konvex geschliffen, dass sie an der Welle annähernd längs einer Erzeugenden der Wellenoberfläche anliegen, so dass der radiale Druck gegen die Wellenoberfläche reduziert wird. Zur Erhöhung der Reibung zwischen der Welle und den Kugellagerinnenringen sind diese des v/eiteren so geschliffen, dass sie im Querschnitt mehrere anähernd bogenförmige Erhöhungen nebeneinander aufweisen, die einen .Ölfilm leicht durchdringen und sich gerade so weit in die Wellenoberfläche hineinarbeiten, dass dadurch die'Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird.

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. ' BAD

Die erfindungsgcmässc Vorrichtung kann alle hydraulischen Mechanismen ersetzen und ist somit vielseitig veiwcndöar. Öie Vorrichtung ist im Gegensatz zu hydraulischen Mechanismen auch in einem sterilen Milieu verwendbar, indem das Gehäuse 11 völlig glatt ausgebildet sein kann. Die Funktion der Vorrichtung wird durch eine eventuelle Entfettung der Welle nicht beeinträchtigt. Als Beispiele für die Übertragung grösserer Kräfte mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung sind zu nennen Mechanismen zum'Bewegen von Toren, Aufzüge usw. - . ■

Das Friktionsaggregat ist auch zum Richten, Polieren oder Walzen von Umdrehungskörpern,· insbesondere zylindrischen Wellen verwendbar. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Ausführungsform gemäss Fig. 10 und 11 verwendet werden, wobei die Welle 243' gedreht wird,, während das Aggregat selbst gegen Drehung fixiert wird, so dass die Justierschrauben 250 und 251 während des Richtvorgangs zugänglich sind. Mit Hilfe der Justierschrauben lässt sich der radiale Druck der Kugellager gegen die Welle von Hand regeln. Dieser Druck kann auch automatisch durch gegenseitige Beeinflussung der Welle und des Aggregats in axialer Richtung, beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Steuervorrichtung geregelt v/erden. Der radiale Druck kann zwischen 0 und sehr hohen Werten schwanken, die vom starren Ring 242 aufgenommen werden. · ' .

Beim Richten einer Welle müssen die radialen Kräfte ein Biegemoment hervorbringen können, das die Welle eben gerade oberhalb der Fliessgrenze belastet, falls Schiefheit vorhanden ist. Dagegen darf der 'Flächendruck in den Angriffspunkten der Kräfte niemals die Fliessgrenze überschreiten. Der Flächendruck wird durch die Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung vermindert, weil die Welle im Innern des Lagers rollt, dessen Innendurchmesser nur etwas grosser zu sein braucht als der Wellendurchmesser. Zur weiteren. Herabsetzung des Flächendrucks können die Kugellagerinnenringe, insbesondere falls die Steigung der Schraubenlinien gross ist, so geschliffen werden, dass sie in der gesamten Breite des Lagers an der Welle anliegen.

V/eicht die Schrägstellung mindestens eines Kugellagers.von der der übrigen Lager ab, gleitet die Welle im Innenring dieses abweichenden Lagers, wodurch ein Poliereffekt erzielt wird. Durch Vergrösserung

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des Innendurchmessers der Lager im Verhältnis sum Wellendurchmcsser sowie durch Schrägstellung dor Lagor oder durch Schleifen der Lagerinnenringe zur Bildung ausgesprochener Erhöhungen lässt sich der Flächendruck erhöhen, -so dass auf die Welle ein Walzeffekt ausgeübt wird.

Zum Richten einer ausgesprochen schiefen Welle ist die in Fig. 2 dargestellte AusfUhrungsform besonders zweckmässig, bei der die Schiefheit vom Federdraht 81 zum Schutz der Kugellager gegen Überlastung aufgenommen werden kann. Durch Ersatz des Federdrahts 81 durch Federorgane, die innerhalb eines begrenzten ■Verlängerungsbereichs eine konstante Federkraft liefern, wird die Ausführungsform gemäss Fig. 2 zum Richten konischer Umdrehungskörper verwendbar. Durch die vorgenannte spezielle Anordnung und/oder das spezielle Schleifen der Kugellagerinnenringe können konische Körper auch geschliffen oder gewalzt v/erden.

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Claims (34)

1. .245935T"

   P a t ο η t a .Π/ s ρ r ü ehe

   , ±.\ Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine axiale, ^EranslatoriGcho Bewegung, mit einem Friktionsaggregat mit Kugellagern, deren Innendurchmesser grosser ist als der Aussendurchmesser einer durch die inneren Kugellagerringe geführten Welle, und die so angeordnet sind, dass ihre Innenringe die Welle mit radialen Kräften beaufschlagen, deren Vektorsumme annähernd gleich null ist, wobei die Kugellager zur Wellenachse schräg gestellt sind, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass das Friktionsaggregat mindestens zwei Kugellagerbacken in einem Halter aufweist, der eine Relativdrehung zwischen der Welle und den Kugellagerbacken bewirkt, die jeweils zur Lagerung mindestens eines Kugellageraussenrings Ausnehmungen in solcher Schräglage aufweisen, dass die Achse jedes Kugellagers mit der von der'Wellenachse und der Anlage der betreffenden Kugellagerinnenringe an der Welle definierten Ebene einen Winkel bildet, und dass mindestens ein Spannorgan vorgesehen ist, welches bei zunehmender Belastung der Welle in deren Achsrichtung die Kugellagerbacken fester gegen die Welle drückt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e nn ζ ei c hn e t, dass das Spannorgan so eingerichtet ist, dass es die Backen fester miteinander verklemmt, wenn diese durch zunehmende axiale Belastung der Welle gegenseitig in der Wellenachsrichtung verschoben werden.
3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn "zeich* net, dass jede Backe weitere Ausnehmungen aufweist, in denen das öder die in den übrigen Backen gelagerten Kugellager frei beweglich sind. "
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannorgane als starre Führungsorgane ausgebildet sind, welche.so in die Backen eingreifen, dass durch die gegenseitige axiale Verschiebung eine Schwenkung der Führungsorgane erfolgt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsorgane aus mindestens einem die Backen umschliessenden Ring mit gegen diese gerichteten Nocken bestehen, welche gegen die Aussenseiten der Backen drücken, ·

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   ORIGINAL INSPECTED
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k ο η η ζ e i c hn e t, dass die Nocken aus gehnrLutcn Stahlkugelr. bestehen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1-3 dadurch, g ekennzeichn°e t, dass als Spannorgane die Backen verbindende· elastische Organe vorgesehen sind.
8. 8. 'Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannorgan mindestens ein um die Backen gewickelter Draht vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, mit zwei annähernd symmetrisch

   zu einer ersten Axialebene der Welle angeordneten Kugellagerbacken, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter zwei Endanschläge aufweist, von denen der eine die axiale Bewegung der einen Backe bei einer Verschiebung der Welle in der einen Richtung stoppt, während der andere Anschlag die axiale Bewegung der anderen Backe· bei einer Verschiebung der Welle in der entgegengesetzten Richtung stoppt.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endanschläge im Verhältnis zu einer rechtwinklig zur vorgenannten Wellenaxialebene orientierten zweiten Wellehaxialebene zur gleichen Seite hin versetzt angeordnet sind.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Backe in der Wellenachsrichtung unbeweglich fixiert ist.
12. 12. Vorrichtung nach" einem der Ansp'rüche 1-11, mit zv/ei Kugellagerbacken, dadurch gekennzeichnet, dass jede Backe von einem an beiden Enden undrehbar im Halter gelagerten Mitnehmer geführt ist, der zumindest am einen Backenende zwei mit einer an der Backe ausgebildeten' Kulissenführung zusammenwirkende, zur Wellenachse schräg liegende Flächen aufweist, von denen die eine mit der^genannten Achse zur einen Seite hin einen Winkel bildet, während die andere Fläche zur anderen Seite hin mit der Wellenachse einen entsprechenden Winkel bildet, und dass die Mitnehmer der beiden Backen in entgegengesetzte: Richtung kehren, und zwischen dem Halter und dem genannten Backenende Druckfedern vorgesehen sind.

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13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede der vorerwähnten Feöerri auf einer in Richtung der W-ellenachs.e einstellbaren Anlage* im Maller ruht.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsflächen am Mitnehmer mit der Wellenachse ungleich grosse Winkel bilden, und dass die den grösseren Winkel bildende Führungsfläche am mit den Federn versehenen Backenende aussen, d.h. dem Halter am nächsten liegt..
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h~ ,

    η e t, dass die Spannorgane so eingerichtet sind, dass sie praktisch ohne gegenseitige Verschiebung der Backen in der Wellenachsrichtung bei zunehmender axialer Belastung der Welle die Backen mit erhöhter Kraft aufeinander zu, d.h. in Richtung zur Welle drücken
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannorgane aus einem die Kugellagerbackaiumfassenden starren Ring bestehen, der infolge einer durch axiale Druckbelastung der Welle hervorgerufenen gemeinsamen Verschiebung der Backen in Richtung der Wellendruckbeaufschlagung den Backendruck gegen die Welle als Funktion der axialen Wellenbelastung hervorbringt .
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, mit zwei annähernd symmetrisch um eine Wellenaxialebene angeordneten Kugellagerbacken, dadurch g ekennzeichnet, dass die Abmessung des starren Rings in Wellenachsrichtung nur einen Bruchteil der Länge der Kugellagerbacken beträgt, dass die Ringachse bei unbelasteter Vorrichtung mit .der Wellenachse zusammenfällt, dass der Ring an jeder Backe mittels zweier diametral am Ring angeordneter Lagerzapfen befestigt ist, welche sich in mit diesen fluchtende Löcher in den Kugellagerbacken erstrecken, wobei die parallelen Achsen der beiden Lagerzapfenpaare dicht an der vorgenannten Wellenaxialebene liegen und einen vorbestimmten gegenseitigen Abstand aufweisen, und dass im Halter zwei Endanschläge vorgesehen sind, die den Ring bei dessen" Anschlagen an die Anschläge ungeachtet der Richtung der Axialbelasxung der Welle zur gleichen Seite kippen und dadurch dif£ Backen gegen die Welle klemmen, wenn diese in ihre Achsrichtung belastet wird.

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18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der eine dor vcrgcijonmsen beiden Endanschläge in der V/ellenachsrichtung juruicrbar isx.
19. 19· Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass Ring und Kugellagerbacken in der V/ellenachsrichtung annähernd gleiche Abmessungen aufweisen, dass für jede Kugellagerbacke zwei symmetrisch um eine durch die Wellenachse verlaufende, rechtwinklig zur vorgenannten V/ellenaxialebene liegenden Ebene angeordnete Ausnehmungen vorgesehen sind, dass die eine Ausnehmung jedes Ausnehmungspaars an der Ringinnenseite ausgebildet ist, während die andere Ausnehmung des betreffenden Paars an der Aussenseite der zugehörigen Kugellagerbäcke vorgesehen ist, dass der Boden mindestens der einen Ausnehmung des Paars einen von null abweichenden Winkel mit der Wellenachse bildet und mit einer entsprechenden Schrägfläche an jeweils einem keilförmigen Mitnehmer zusammenwirkt, und dass die Mitnehmer an einer radialen Nut in den Halterstirnwänden so anliegen, dass die dicken Keilenden zu gegenständigen Halterwänden hin gerichtet sind.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zusammenwirkenden Flächen der Ausnehmungen und der Mitnehmer reibungsmindernde Organe vorgesehen sind.
21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die die Reibung herabsetzenden Organe gehärtete Stahlrollen sind.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer in der V/ellenachsrichtung justierbar sind,
23. 23· Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, mit zwei annähernd symmetrisch um eine erste V/ellenaxialebene angeordneten Kugellagerbacken, dadurch g ek enn ze i chn e t, dass die eine Backe mit dem Ring fest verbunden ist, während die andere Kugellagerbacke an ihrer von der Welle abgekehrten Seite eine parallel zur Welle verlaufende Ausnehmung aufweist, die symmetrisch um eine andere, rechtwinklig zur vorerwähnten ersten V/ellenaxialebene orientierte V/ellenaxialebene angeordnet ist und mit einer Ausnehmung an der Ringinnenseite so fluchtet, dass beidseitig eines sich durch die

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    Ausnehmungen erstreckenden, an Nuten in gegenständigen Halterwänden anliegenden Mitnehmer ο xwci in der WoIl cnachsrichtung verlaufende Kanäle entstehen» v/obei mindestens die Breite des einen Kanals rechtwinklig zur Welle periodisch in der Wellenachsrlchtung schwankt, und dass am Ring befestigte Organe vorgesehen sind, welche die Kugellagerbacken so festhalten, dass sich diese in der Wellenachsrichtung nicht im Verhältnis zum Ring verschieben können.
24. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite des einen Kanals periodisch ändert, während die Breite des anderen Kanals konstant ist.
25. 25· Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch g e k e η n-.•zeichnet, dass zumindest der eine Kanal gehärtete Stahlkugeln enthält. ·
26. 26. Vorrichtung nach Anspruch 1-5 oder 16, mit zwei in der Wellenachsrichtung gegenseitig unverschiebbar fixierten Kugellagerbacken, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der einen Kugellagerbacke und einem mit seinen Endei in radialen Nuten in gegenständigen HalterStirnwänden gelagerten Mitnehmer Organe vorgesehen sind, die ein Drehen der Kugellagerbacke im Verhältnis zum Mitnehmer verhindern, eine entsprechende axiale Relativbewegung jedoch gestatten, und dass Spannorgane 'vorgesehen sind, welche die Backen in Abhängigkeit von deren Verschiebung in der Achsrichtung im Verhältnis zum Mitnehmer gegeneinander drücken.
27. 27· Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der einen Kugellagerbacke und dem Mitnehmer angeordneten Organe gehärtete Stahlkugeln sind, welche in gegenständigen axialen Rillen in der Kugellagerbacke und im Mit- . nehmer gelagert sind.
28. 28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch g e k e n.nz e. i c h η e t, dass die Spannorgane aus ,mindestens einem um den Mitnehmer und die andere Kugellagerbacke gewickelten Draht bestehen.
29. 29· Vorrichtung nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche"jedes Kugellagerinnenrings im Querschnitt eine solche zur Welle hin ge-

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    . : BAD ORIGINAL

    richtete Konvexität aufweist, dacs sie annähernd in ihrer Gesamtbreite an einer Erzeugenden der We Ilen:, bur fläche entlang an der Welle anließt.
30. 30. Vorrichtung nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chne't, dass die innere Oberfläche jedes Kugeliagerinnenringn mehrere nebeneinander liegende, im Querschnitt hauptsächlich bogenförmige Erhöhungen, aufweist.
31. 31. Verfahren zum Richten, Walzen oder Polieren eines Umdrehungskörpers, insbesondere einer zylindrischen Welle, dadurch gekennzeichnet, dass dieser durch das erfindungsgernässe Friktionsaggregat geführt wird.
32. 32. Verfahren nach Anspruch 31> dadurch gekennzeichnet, dass ein Friktionsaggregat verwendet wird, dessen Kugellager in den Kugellagerbacken so schräg gestellt sind, dass sich die Kugella-gerinnenringe längs Schraubenlinien mit gleicher Steigung auf dem Umdrehungskörper bewegen.
33. 33· Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Friktionsaggregat verwendet wird, in welchem mindestens ein Kugellager so gelagert ist, dass dessen Innenring, falls dieses Lage.r allein v/irksam wäre, sich auf dem Umdrehungskörper längs einer Schraubenlinie bewegen würde, deren Steigung von der mindestens eines der übrigen Kugellager abweicht.
34. 34. Verfahren nach Anspruch 32 und 33, dadurch gekennzeichnet, dass.ein Friktionsaggregat verwendet wird, dessen Halter undrehbar angeordnet ist.

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