DE2751762A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer drehbewegung in linearbewegungen unterschiedlicher groesse - Google Patents

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

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Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist.

Einen bevorzugten Anwendungsbereich der Erfindung bilden Schreibmaschinen mit einem einzigen Typenträger, auf dem die einzelnen Typen in Zeilen und Spalten angeordnet sind, j Der Typenträger befindet sich normalerweise in einer Grundioder Ausgangsstellung, und zur Einstellung des jeweils abzudruckenden Zeichens wird er sowohl gedreht als auch geneigt bzw. axial verschoben, je nachdem, ob es sich um einen kugelförmigen oder einen zylindrischen Typenträger handelt. Nach der Einstellung erfolgt der Abdruck des Zeichens durch eine entsprechende Schwenkbewegung des Typenträgers. Die Erfindung ist jedoch auch für andere Anwendungen geeignet, bei denen eine Drehbewegung, abgeleitet von einer periodisch, temporär oder kontinuierlich umlaufenden Welle, in eine abgestufte Linearbewegung umgewandelt wird, soweit hierbei relativ geringe Kräfte übertragen werden. Außer bei Schreibmaschinen der vorgenannten Art eignet sich die erfindungsgemäße Vor-j richtung auch für Servoeinrichtungen und Stellvorrichtungen sowie für Regel- und Steuereinrichtungen, soweit dort eine | Stufenregelung bzw. -steuerung vorgesehen ist. Desgleichen kann¹ die Vorrichtung nach der Erfindung auch für Zählwerksantriebe, I oder für Digitalanzeige- und Registriergeräte eingesetzt werderi

Die Einstellbewegung bei Schreibmaschinen und Schreibwerken der oben beschriebenen Art wird im allgemeinen von einer ständig oder einer zyklisch umlaufenden Welle abgeleitet. Da der Typenträger sich meist auf einem längs der Schreibwalzen

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bewegbaren Schlitten befindet, erfolgt die Übertragung der Einstellbewegung von dem Einstellwerk zum Typenträger mittels linearer Stellbewegungen unterschiedlicher Größe. Es ist daher eine entsprechende Vorrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe erforderlich.

Eine solche Vorrichtung ist durch die britische Patentschrift 372 595 bekannt. Dort wird jedoch die Axialbewegung durch eine mit einem Kreuzgewinde versehene, in einer Hohlwelle j

i geführte Spindel erzeugt. Weitere bekannte Wandler zur Um- ' Wandlung von Dreh- in Linearbewegungen arbeiten gleichfalls mit verhältnismäßig aufwendigen Mitteln, z.B. mittels Gestängen und Zugseilen, bei deren Herstellung sehr enge Toleranzen beachtet werden müssen und häufige Nachjustagen erforderlich sind.

Eine in Aufbau und Wirkungsweise wesentlich vereinfachte mechanische Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe der eingangs genannten Gattung ist durch die Offenlegungsschrift 25 28 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung weist einen umlaufenden zylindrischen Körper auf, dessen Mantelfläche mit einer als in axialer Richtung wirksamen Nockenbahn gestaltenen endlosen Nut versehen ist, und in diese Nut ragt ein an dem linear zu verstellenden Teil befindliches Folgeelement. An dem zu verstellenden Teil ist eine mit einem stationären !Anschlag zur Begrenzung der Linearbewegung zusammenwirkende Anschlagfläche angeordnet, und das Folgeelement ist an dem zu verstellenden Teil radial zu dem zylindrischen Köper nachgiebig gelagert. Das besondere Kennzeichen dieser bekannten Vorrichtung ist, daß ein in seiner Wirkstellung in den Spalt zwischen dem stationären Anschlag und der Anschlagfläche lateral bewegliches Anschlagelement angeordnet 1st, welches wahlweise aus seiner unwirksamen Lage in den Spalt

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ieinschiebbar bzw. in seine unwirksame Lage aus dem Spalt auspiebbar ist. Die einschiebbaren Anschlagelemente sind dabei (vorzugsweise mit unterschiedlichen Breitenwerten, etwa einer binären Zahlenreihe folgend, ausgestattet.

pie nachgiebige Lagerung des Folgelements ist bei der bekannten Anordnung so gestaltet, daß in der Nut des umlaufenden Körpers eine Kugel geführt und über einen Folgestift federnd an einem Folgeblock gelagert ist, wobei die Kugel nur so lange tLn die Nut eingreift, bis die Anschlagfläche an einem Anschlag anstößt. Wird dann die Drehbewegung des umlaufenden Körpers fortgesetzt, so wird die Kugel zwangsläufig aus der Nut ausgehoben und läuft auf der Mantelfläche des umlaufenden Körpers weiter, bis sie wieder in den rücklaufenden Zweig ier Nut eintreten kann.

2s hat sich gezeigt, daß das häufige Ausrücken und Wiederein- ! rücken des Folgelements die Lebensdauer der Vorrichtung beeinträchtigt, da insbesondere die Kantenbereiche der Nut auf lie Dauer Abnutzungserscheinungen erleiden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die in der vorgenannten Offenlegungsschrift 26 28 159 beschriebene Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß das Folgelement ständig in die Nut des umlaufenden Körpers eingreifend verbleibt, dennoch aber Linearbewegungen unterschiedlicher Größen erzeugt werden können. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß die Anschlagfläche auf einem auf dem Pendelcörper axial verschiebbar geführten Gleitkörper angeordnet Lst, welcher mit dem Pendelkörper mittels mindestens eines ?ederelements verbunden ist.

»egenüber dem erörterten Stand der Technik hat die erfindungsjemäße Vorrichtung den Vorteil, daß die Nut in dem umlaufenden zylindrischen Körper keiner besonderen Abnutzung mehr ausgesetzt ist und zur Aufnahme eines zylindrischen Folgeelements

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mit rechteckförmlgem Querschnitt ausgebildet werden kann,

i während bei der vorbekannten, nunmehr verbesserten Vorrich- i

tung die Flankenbereiche der Nut abgeschrägt ausgeführt ι

i sein mußten, um ein Austreten des Folgelements gegen Feder- j kraft zu ermöglichen. Erfindungsgemäß macht somit der Pendel- ; körper jeweils die gesamte, durch die Kurvenführung der Nut j bestimmte Hubbewegung mit, während der Gleitkörper nur so ; weit die Linearbewegung des Pendelkörpers mitmacht, bis die Anschlagfläche an einem Anschlagelement anstößt. Im wei- j teren Verlauf der Linearbewegung des Pendelkörpers wird das Federelement wirksam und gewährleistet, daß der Gleitkörper in seiner Anschlagstellung an dem Anschlagelement verbleibt. j Hierdurch ergibt sich ein weiterer Vorteil gegenüber der j vorbekannten Ausbildung, weil dort mit dem Austreten des Folgelements aus der Nut keine Kraft wirksam ist, um das Anliegen der Anschlagfläche an dem Anschlagelement zu j sichern.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Federelement mit hubunabhängiger konstanter Federkraft angeordnet. Hierfür eignet sich insbesondere eine Schraubenfeder, welche in der Ausgangslage zwischen Pendelkörper und Gleitkörper mit gekrümmter Achse derart eingespannt ist, daß mit dem Auftreffen der Anschlagfläche auf ein Anschlagelement ihre Auslenkung vergrößert wird. Auf diese Weise bleibt die über die Feder auf den Gleitkörper wirksame Kraft für die Dauer der gesamten !Weiterbewegung des Pendelkörpers konstant.

Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel beschrieben, welches auf die Darstellung und das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Elemente beschrankt ist. Im übrigen wird von der in der Offenlegungsschrift 26 28 159 beschriebenen Vorrichtung ausgegangen und auf die dortige Beschreibung und Figuren bezug genommen.

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Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Ansicht der wesentlichen Teile einer Baugruppe zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen und

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.

In der Mantelfläche der Welle 1 befindet sich gemäß Fig. 2 eine endlose Nut 2, die als in axialer Richtung wirksame Nockenbahn gestaltet ist. In die Nut greift ein Folgestift 3 ein, welcher an einem Pendelkörper 4 befestigt ist. Das vor-

dere Ende des Folgestiftes 3 hat Zylinderform, und der Querschnitt der Nut 2 ist, bezogen auf die jeweilige Führungsjrichtung des Folgestiftes 3, dem Querschnitt des Folgestiftes !entsprechend rechteckig.

Auf dem Pendelkörper 4 sind zwei Gleitkörper 5 mit je einer JAnschlagfläche 6 längsverschiebbar geführt und somit an sich zur Welle 1 frei längsverschiebbar. An dem Pendelkörper befinden sich Halterungen 7 und 8, in welche Schraubenfedern |

9 bzw. 10 mit ihrem einen Ende eingehängt sind. Das andere !

Snde der Schraubenfedern 9 und 10 ist in Zapfen 11 und 12 | an den Gleitkörpern 5 eingehakt. Die Schraubenfedern 9 und J

10 bilden somit eine Kopplung zwischen dem Pendelkörper 4 j ind den Gleitkörpern 5, wobei die letzteren unabhängig von-2inander verschoben werden können.

rührt die Welle 1 eine Umdrehung aus, so folgt infolge der firkungsverbindung zwischen der Nut 2 und dem Folgestift 3 Jer Pendelkörper dem Verlauf der Nut 2 und führt, da er (durch licht dargestellte Mittel) an einer Drehbewegung gehindert ist, äine dem maximalen Hub der Nut 2 entsprechende Hin- und Herbewegung aus. Dabei machen die Gleitkörper 5 die Hinbewegung les Pendelkörpers 4 so lange mit, bis die zugehörige Anjchlagflache 6 auf einen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Anschlag stößt und somit eine Fortsetzung der

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begonnenen Linearbewegung der Gleitkörper 5 oder eines der Gleitkörper 5 nicht möglich ist. Die Vollendung der Linearbewegung des Pendelkörpers 4 kann nun nicht mehr auf die Gleitkörper 5 bzw. den gestoppten Gleitkörper 5 übertragen werden, jedoch wird durch die Schraubenfedern 9 bzw. 10 sichergestellt, daß der betreffende Gleitkörper 5 mit seiner Anschlagfläche 6 an dem in den Weg der Anschlagfläche 6 ragenden Anschlag (nicht dargestellt) anliegend bleibt.

Die Gestaltung und Anordnung der Schraubenfedern 9 und 10 ist so, daß deren zwischen dem Pendelkörper 4 und den Gleitkörpern 5 wirksame Federkraft unabhängig vom Federweg konstant ist. !Die auf die Gleitkörper 5 nach deren Auftreffen an dem Anschlagelement wirksame Kraft bleibt somit praktisch konstant, {bis in der zweiten Hälfte der Drehbewegung der Welle 1 der jPendelkörper 4 den Gleitkörper 5 wieder in die Ausgangslage !zurückzieht.

Im Vergleich zu der in der Offenlegungsschrift 26 28 159 beschriebenen Vorrichtung sind somit die dort dargestellten !Folgeblocks 18 durch den Pendelkörper 4 und die Gleitkörper !ersetzt. Entsprechend den Hebelarmen 30 bei der bekannten Ausführung sind gemäß den Fign. 1 und 2 Hebel 13 an den Gleitkörpern 5 gelenkig befestigt, und die Anschlagflächen 6 der Gleitkörper 5 wirken mit Anschlagelementen zusammen, welche den Anschlagelementen 34 der Winkelhebel 42 der bekannten Ausführung entsprechen. Befindet sich keiner dieser Anschlagelemente im Weg der Anschlagflächen, so machen die Gleitkörper 5 die gesamte Linearbewegung des Pendelkörpers 4 mit, wobei ihr Weg ggf. durch einen Endanschlag begrenzt wird, welcher dem festen Anschlag 32 bei der bekannten Vorrichtung entspricht. Zum Unterschied von der Vorrichtung gemäß der Offenlegungsschrift 26 28 159 bleibt der Folgestift 3 ständig in die Nut 2 der Welle 1 eingerückt, so daß der Pendelkörper 4 stets die volle, durch die Raumform der Nut 2 bestimmte lineare Hin- und Herbewegung ausführt. Der Eingriff zwischen dem Folge-

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jstift 3 und der Nut 2 wird somit nicht verändert, wenn die JAnschlagflächen 6 der Gleitkörper 5 auf einen Anschlag tref-Ifen. Weiterhin bleibt, wenn dieses Auftreffen stattfindet, jdas Anliegen der Anschlagflächen 6 an den Anschlägen durch die Wirkung der Schraubenfedern 9 bzw. 10 unter einer gleichbleibenden Kraft aufrechterhalten, wodurch eine sehr genaue Einhaltung der gewünschten Linearbewegung der Gleitkörper gewährleistet wird.

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Claims (3)

1. - r-

   PATENTANSPRÜCHE

   Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe, mit einem umlaufenden zylindrischen Körper, dessen Mantelfläche mit einer als in axialer Richtung wirksamen Nockenbahn gestalteten endlosen Nut versehen ist, in welche ein an einem linear bewegbaren Pendelkörper befindliches Folgeelement ragt, und wobei an einem linear verstellbaren Teil eine Anschlagfläche angeordnet ist, die mit einem stationären Endanschlag oder mit einem oder mehreren wahlweise in den Spalt zwischen dem stationären Endanschlag und der Anschlagfläche lateral bewegbaren Anschlagelementen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (6) an einem auf dem Pendelkörper (4) axial verschiebbar geführten Gleitkörper (5) angeordnet ist, welcher mit dem Pendelkörper (4) mittels mindestens eines Federelements (9, 10) verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j

   ein Federelement (9, 10) mit hubunabhängig konstanter Federkraft angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als Schraubenfeder (9, 10) ausgebildet und in der Ausgangslage zwischen Pendelkörper (4) und Gleitkörper (5) mit gekrümmter Achse derart eingespannt ist, daß mit dem Auftreffen der Anschlagfläche (6) auf ein Anschlagelement seine Auslenkung vergrößert wird.

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