DE2736386A1

DE2736386A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer rotationsbewegung in eine laengsbewegung

Info

Publication number: DE2736386A1
Application number: DE19772736386
Authority: DE
Inventors: Sven Walter Nilson
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1976-09-06
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1978-03-09
Also published as: FR2363743B1; DE2736386B2; SE7609795L; US4222619A; JPS5996457U; SE404413B; DE2736386C3; JPS5332260A; FR2363743A1; GB1564462A

Description

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SKF KUOELLAOERPABRIKEN OMMH Sehweinfurt, 8.8.1977

ο TPA/vH/gh SW 76 020 OT

Vorrichtung zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Längsbewegung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Längsbewegung bestehend aus einer Welle, einem längs der Welle beweglichen Gehäuse und Mehreren, in Gehäuse eingebauten, durchbohrten Stellgliedern, wobei in der Bohrung der Stellglieder Je ein um seine Ringachse drehbeweglicher, die Welle umgebender und Bit dieser an einer Stelle in Berührung stehender Lagerring angeordnet ist, und wobei die Stellglieder um Schwenkachsen verdrehbar im Gehäuse angeordnet sind, die senkrecht auf der Achse der Welle stehen und in einer Ebene liegen.

Eine Vorrichtung der genannten Gattung ist bekannt, bei der die Stellglieder über Achszapfen im Gehäuse drehbar gelagert sind (OT-PS 1 203 079)· Bei dieser bekannten Vorrichtung werden für Jedes Stellglied Zapfenlager in der Wandung des Gehäuses eingesetzt, so daß relativ viele, alt hoher Genauigkeit zu bearbeitende Lagerbohrungen im Gehäuse eingearbeitet werden müssen und dementsprechend sowohl die Fertigung als auoh der Zusammenbau der Vorrichtung kompliziert und teuer sind. Auoh besteht die Schwierigkeit die Zapfenlager genügend tragfähig auszubilden, damit sie den im Betrieb auftretenden hohen Belastungen verformungsfrei standhalten, denn die Durchmesser der Zapfenlager können nicht beliebig groß gemacht werden, ohne die Steifigkeit des Gehäuses empfindlich herabzusetzen und damit die Genauigkeit der Umwandlung einer Rotationsbewegung

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In eine Längsbewegung zu beeinträchtigen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, welche auf wirtschaftliche Weise herstellbar ist und einfach zusammengebaut werden kann. Außerdem soll die verbesserte Vorrichtung robust gebaut sein, so daß sie auch hohe Belastungen in Betrieb bei guter Festigkeit und Steifigkeit aufnehmen kann und dementsprechend mit hoher Genauigkeit funktioniert.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jedes Stellglied radial äußere Rotationsflächen besitzt, deren flächenerzeugende Rotationsachse alt der Schwenkachse des betreffenden Stellgliedes zusammenfällt, und mittels dieser Rotationsflächen auf entsprechend geformten SitzflSchen im Gehäuse gleitend abgestützt ist. Diese Rotationsflächen können genügend grofl gemacht werden, so dafl sich eine relativ steife Abstützung der Stellglieder Im Innern des Gehäuses ergibt. Das Gehäuse hat keine schwächenden radialen öffnungen für die Aufnahme der einzelnen Stellglieder, vielmehr umgibt das geschlossene Gehäuse die Stellglieder. Dadurch besitzt das Gehäuse eine große Festigkeit.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die radial äußeren Rotationsflächen der Stellglieder zylindris <h ausgebildet, so daß dl« Rotationsflächen der Stellglieder und die entsprechenden Sitzflächen des Gehäuses mit einfachen Werkzeugen wirtschaftlich hergestellt werden können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Stellglieder durch Zahnräder oder dergl. miteinander gekoppelt. Erfindungsgemaß sind weiter anstelle der Zahnräder am Stellglied angeformte, einstüokige Zahnradsegmente vorgesehen, so dafl sich eine einfache Fertigung ergibt. Dabei können nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung zwei radial äußere Rotationsflächen Jedes Stellgliedes einander diametral gegenüberliegend und die Zahnradsegmente zwischen diesen Rotationsflächen am Stellglied angeordnet sein.

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Zweckmäfligerweise 1st nach der Erfindung ein sämtliche Stellglieder über Ihre Zahnräder bzw. Zahnradsegmente um Ihre Schwenkachsen gemeinsam drehendes Triebritzel Im Gehäuse eingebaut.

Bei der Umwandlung der Rotationsbewegung in eine Längsbewegung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist entweder die Welle axial festgehalten und das Gehäuse in Längsrichtung verschiebbar angeordnet, oder die Welle ist längsverschiebbar gelagert und das Gehäuse axial festgehalten. Dabei können entweder Welle oder Gehäuse zum Einleiten der Rotationsbewegung angetrieben werden.

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines AusfUhrungsbeispieles mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine erflndungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 einen senkrecht zum Längsschnitt der Figur 1 stehenden weiteren Längsschnitt,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie A-A die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung, und

Fig· h eine perspektivische Ansicht eines Stellgliedes.

Mit 1 ist in den Figuren 1 und 2 eine Welle bezeichnet, die vom längs der Welle 1 beweglichen Gehäuse 2 umgeben ist. Im Gehäuse sind die durchbohrten Stellglieder 3*4,5 und 6 eingebaut, in deren Bohrungen die äußeren Lagerringe der Wälzlager 7,8,9 und 10 festgehalten sind. Durch die Bohrung der inneren Lagerringe der Wälzlager 7*8,9 und 10 ist die Welle 1 hindurohgesteckt. Dabei ist der Bohrungsdurchmesser dieser inneren Lagerringe größer als der Durchmesser der Welle 1. Im übrigen ist die Bohrungsfläche der inneren Lagerringe der Wälzlager 7,8,9 und 10 zweckmäßigerweise im Längsschnitt ballig ausgeführt, damit diese auch bei Schiefstellung relativ zur Achse der Welle 1 in relbschlußslchere Berührung mit dieser Well· gebracht werden können.

Die Stellglieder 3,4,5 und 6 si»d, wie in Figur 2 deutlich zu sehen,

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um Schwenkachsen l6,17*l8 bzw. 19 verdrehbar im Gehäuse 2 eingebaut, die senkrecht auf der Achse der Welle 1 stehen und in einer duroh die Achse der Welle 1 gehenden Ebene liegen. Mit Jede« Stellglied 3,4,5,6 sind Zahnrader 11,12,13 und 14 verbunden. Durch diese Zahnrüder 11,12,13 und 14 und das im Gehäuse 2 eingebaute Triebritzel 15 sind die Stellglieder 3,4,5 und 6 miteinander gekoppelt, so daß diese mit Hilfe des Triebritzels 15 ihre Drehachsen 16,17,18 bzw. 19 gemeinsam gedreht und relativ zur Achse der Welle 1 schiefgestellt werden können.

Zum gemeinsamen Verdrehen und Schiefstellen der Stellglieder 3,4,5 und relativ zur Achse 1 wird das Triebritzel 15 gedreht, welches über die Zahnräder 11,12,13 und 14 die Stellglieder 3,4,5 und 6 gemeinsam bewegt, so daß die Achsen der Wälzlager 7*8,9 und 10 bezüglich der Achse der Welle 1 einen Schiefstellungswinkel bestimmter GrUSe einnehmen und die inneren Lagerringe der Wälzlager 7*8*9*10 in funktionswirksame Berührung mit der Welle 1 kommen. Bei diesem Drehen des Triebritzels 13 werden die Stellglieder 3,4,5*6 torsionsmäßig wenig belastet, weil die Zahnsegmente 31 bzw. 32 der Zahnräder 11,12,13 und 14 an beiden Enden der Stellglieder 3*4,5 und 6 angeformt sind.

Wie aus Figur 2 ersichtlich werden die Stellglieder 3*4,5 und 6 durch die Tellerfedern 22,23,24 bzw. 25* die zwischen dem Gehäuse 2 und dem betreffenden Stellglied 3*4*5*6 zwisohengeschaltet sind in Richtung der zugehörigen Schwenkachse l6,17,l8,19 gegen die Welle 1 gedrückt. Die Tellerfedern 22, 23, 24 und 25 können auf einem Stift (nicht gezeigt) zentriert zur zugehörigen Schwenkachse 16,17,18,19 gehalten sein, der entweder im Gehäuse 2 oder im betreffenden Stellglied 3*4, 5,6 befestigt ist. Die zwei äußeren Stellglieder 3 und 6 werden durch die Tellerfedern 22 bzw. 25 in einer Richtung belastet, die entgegengesetzt zur Richtung zeigt, in der die zwei inneren Stellglieder 4 und duroh die Tellerfedern 23 und 24 belastet sind. Auf diese Weise ist ein Kräftegleichgewicht am Gehäuse 2 verwirklicht, wenn die Tellerfedern 22,23*24 und 25 ungefähr ein und dieselbe Federkraft haben. Im Ubrlgea können sich die Stellglieder 3 und 4 bzw. 5 und 6 relativ zueinander In Richtung ihrer Schwenkachsen l6 und 17 bzw. l8 und 19

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gegen die zugehörigen Tellerfedern 22 und 22 bzw. 24 und 25 etwas auf Ihrer zylindrischen Sitzfläche JO gleitend verschieben.

In Figur 4 ist eines der Stellglieder 3,4,5 und 6 dargestellt, welches die radial !uferen, zylindrisch ausgebildeten Rotationsflächen 20 und 21 besitzt, die sich diametral gegenüberliegen. Zwischen diesen Rotationsflächen 20, 21 sind die Zahnradsegeente 31 und 32 der betreffenden Zahnräder 11,12,13 oder 14 an beiden Enden der Stellglieder 3,4,5,6 angeordnet. Ia Übrigen sind die Stellglieder 3,4,5 und 6 «it ihren radial äußeren Rotationsflächen 20,21 auf entsprechend geformten Sitzflächen 30 gleitend lsi Gehäuse 2 abgestützt. Dabei fällt die fläohenerzeugende Rotationsachse 29 (Figur 4) der radial äußeren Rotationsflächen 20, 21 alt der betreffenden Schwenkachse des Stellgliedes zu-

Aus den Darstellungen in Figur 1 und 3 ist ersichtlich, daß das Gehäuse 2 alt einfach eingearbeiteten zylindrischen Bohrungen zu« Herstellen der Sitzflächen 30 versehen ist. Dabei ist der Querschnitt des Gehäuses 2 reohteokig ausgebildet. Mittels Schrauben 27,28 ist der Deckel 26 aa Gehäuse 2 befestigt. Das Triebritzel 15 ist la Deckel gelagert.

Beia Zusammenbau werden zunächst die nit dea betreffenden Wälzlager 7,8,9,10 versehenen Stellglieder 3,4,5 und 6 zusaanen alt den Tellerfedern 22,23,24 und 25 in das Gehäuse 2 eingeschoben* Die Stellglieder 3,4, 5 und 6 nehmen selbständig ihre ordentliche Stellung beia Einsohleben in das Gehäuse 2 und Andrücken der Wälzlager 7,8,9 und 10 gegen die Welle 1 ein. Dann wird das Triebritzel 15 zusammen alt dea Deokel 26 aufgesetzt. Der Deokel 26 wird mit dea Schrauben 27 und 28 am Gehäuse 2 befestigt.

Der Rohling für die Stellglieder 3,4,5 und 6 kann ia Stranggieiverfahren mo hergestellt werden, daß dieser ein den Zahnradsegmenten 3I, 32 und den zylindrischen Rotationsflächen 20 und 21 entsprechendes Profil aufweist. Durch Ablängen vom Rohling werden dl« einzelnen Stellglieder 3,4,5 und 6 erhalten, die dann nur noch zua Aufnehmen

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der Wälzlager 7#8,9 bzw. 10 quer zu ihrer Rotationsachse 29 durchbohrt werden müssen, um einbaufähig zu sein.

Die einzelnen Bauelemente der Vorrichtung lassen sich also wirtschaftlich herstellen und einfach zusammenbauen. Im zusammengebauten Zustand bildet die Vorrichtung eine steife und feste Baueinheit, die hohen Belastungen im Betrieb ohne Beeinträchtigung ihrer Punktionsgenauigkeit standhält.

Im Rahmen der Erfindung kann die Vorrichtung selbstverständlich abgewandelt werden. Zum Beispiel können die Wälzlager durch Gleitlager in Form eines einfachen, im betreffenden Stellglied schwenkbar, aber nicht axial verschiebbar, gehaltenen Ringes ersetzt werden. Auch braucht die Übertragung der gemeinsamen Schwenkbewegung der Stellglieder im Gehäuse nicht durch Zahnräder zu erfolgen, vielmehr können hierfür Gelenke mit Stellkraft übertragenden Gelenkstangen, oder Reibräder, Kettenräder oder Riementriebe verwendet werden. Anstelle eines Triebritzels oder zweier einander gegenüberliegend angeordneter Triebritzel kann auch eine Triebanordnung verwendet werden, bei der alle Stellglieder schwenkbar gekoppelt sind und eines der Stellglieder mit einer einstückigen Triebwelle für das Schwenken der Stellglieder ausgerüstet ist.

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Claims

SKP KUOELLAGEHPAGRIKEN GMFH Sohweinfurt, 8.8.1977 TPA/vH/gh Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Längsbewegung bestehend aus einer Welle einen längs der Welle beweglichen Gehäuse und mehreren« im Gehäuse eingebauten, durchbohrten Stellgliedern, wobei in der Bohrung der Stellglieder je ein um seine Ringachse drehbeweglicher, die Welle umgebender und mit dieser an einer Stelle in Berührung stehender Lagerring angeordnet ist, und wobei die Stellglieder um Schwenkachsen verdrehbar im Gehäuse angeordnet sind, die senkrecht auf der Achse der Welle stehen und in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Stellglied (3,4,5,6) radial äußere Rotationsflächen (20,21) besitzt, deren flächenerzeugende Rotationsachse (29) mit der Schwenkachse (16,17,18,19) des betreffenden Stellgliedes (3,4,5,6) zusammenfällt« und mittels dieser Rotationsflächen (20,21) auf entsprechend geformten Sitzflächen (30) im Oehäuse (2) gleitend abgestützt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußeren Rotationsflächen (20,21) der Stellglieder (3,4,5*6) zylindrisch ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stellglieder (3,4,5,6) durch Zahnräder (11,12,13,14) oder dergl. miteinander gekoppelt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruoh 3, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Zahnräder (11,12,13,14) aa Stellglied (3,4,5,6) angeformte, β Ina t Uc k ige Zahnradsegmente (31,32) vorgesehen sind*

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5. Vorrichtung nach Ansprucn >, dadurch gekennzeichnet, daß zwei radial äußere Rotationsflächen (20,21) Jedes Stellgliedes (5,4,5,6) einander diametral gegenüberliegend und die Zahnradseginente (21,32) zwischen diesen Rotationsflächen (20,21) am Stellglied (3,4,5*6) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3*4 oder 5* dadurch gekennzeichnet, daß ein sämtliche Stellglieder (3,4,5*6) Über ihre Zahnradräder bzw. Zahnradsegnente (11,12,13,14) um ihre Schwenkachsen (16,17,18,19) gemeinsam drehendes Triebritzel (15) im Gehäuse (2) eingebaut ist.

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