DE2751762C3 - Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe - Google Patents

Description

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. Der Typenträger befindet sich normalerweise in einer Grund- oder 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 effindungsgemäße Vorrichtung auch für Servoeinrichtungen und Stellvorrichtungen sowie für Regel- und Steuereinrichtungen, soweit dort eine Stufenregelung bzw. -steuerung vorgesehen ist. Desgleichen kann die Vorrichtung nach der Erfindung auch für Zählwerksantriebe, oder für Digitalanzeige- und Registriergeräte eingesetzt werden.

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 Schreibwalze 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 Linearbewgungen

ι ο unterschiedlicher Größe erforderlich.

Eine solche Vorrichtung ist durch die GB-PS 3 72 595 bekannt Dort wird jedoch die Axialbewegung durch eine mit einem Kreuzgewinde versehene, in einer Hohlwelle geführte Spindel erzeugt Weitere bekannte Wandler zur Umwandlung 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 26 28 159 bekannt Die dort beschriebene Vorrichtung weist einen umlaufenden zylindrischen Körper, auf, dessen Mantelfläche mit einer als in axialer Richtung wirksamen Nockenbahn gestalteten 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 :u dem zylindrischen Körper 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 ist welches wahlweise aus seiner unwirksamen Lage in den Spalt einschiebbar bzw. in seine unwirksame Lage aus dem Spalt aushebbar ist. Die einschiebbaren Anschlagelemente sind dabei vorzugsweise mit unterschiedlichen Breitenwerten, etwa einer binären Zahlenreihe folgend, ausgestattet

Die nachgiebige Lagerung des Folgeelementes 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 in 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 der Nut eintreten kann.

Es hat sich gezeigt daß das häufige Ausrücken und Wiedereinrücken des Folgeelementes die Lebensdauer der Vorrichtung beeinträchtigt, da insbesondere die Kantenbereiche der Nut auf die 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 Folgeelement 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 Pendelkörper axial verschiebbar geführten Gleitkörper angeordnet ist, welcher mit dem Pendelkörper mittels mindestens eines Federelementes verbunden ist, das auf den Gleitkörper (5) ständig eine in Richtung auf den Endanschlag wirksame Kraft ausübt.

Gegenüber dem erörterten Stand der Technik hat die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß die Nut in dem umlaufenden zylindrischen Körper keiner besonderen Abnutzung mehr ausgesetzt ist und zur Aufnahme eines zylindrischen Folgeelements mit rechteckförmigem Querschnitt ausgebildet werden kann, während bei der vorbekannten, nunmehr verbesserten Vorrichtung die Flankenbereiche der Nut abgeschrägt ausgeführt sein mußten, um ein Austreten des Folgeelements gegen Federkraft zu ermöglichen. Erfindungsgemäß macht somit der Pendelkörper jeweils die gesamte, durch die Kurvenführung der Nut bestimmte Hubbewegung mit, während der Gleitkörper nur so weit die Linearbewegung des Pendelkörpers mitmacht, bis die Anschlagfläche an einem Anschlagelement anstößt Im weiteren Verlauf der Linearbewegung des Pendeikörpers wird das Federeiement wirksam und gewährleistet, daß der Gleitkörper in seiner Anschlagstellung an dem Anschlagelement verbleibt Hierdurch ergibt sich ein weiterer Vorteil gegenüber der vorbekannten Ausbildung, weil dort mit dem Austreten des Folgeelements aus der Nut keine Kraft wirksam ist, um das Anliegen der Anschlagfläche an dem Anschlagelement zu 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 beschränkt ist. Im übrigen wird von der in der Offenlegungsschrift 26 28 159 beschriebenen Vorrichtung ausgegangen und auf die dortige Beschreibung und Figuren bezug genommen.

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

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1.

In der Mantelfläche der Welle 1 befindet sich gemäß F i g. 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 vordere Ende des Folgestiftes 3 hat Zylinderform, und der Querschnitt der Nut 2 ist, bezogen auf die jeweilige Führungsrichtung des Folgestiftes 3, dem Querschnitt des Folgestiftes 3 entsprechend rechteckig.

Auf dem Pendelkörper 4 sind zwei Gleitkörper 5 mit je einer Anschlagfläche 6 längsverschiebbar geführt und somit an sich zur WpIIe I 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 Ende der Schraubenfeder 9 und 10 ist in Zapfen 11 und 12 an den Gleitkörpern 5 eingehakt Die Schraubenfedern 9 und 10 bilden somit eine Kopplung zwischen dem Pendelkörper 4 und den

Gleitkörpern 5, wobei die letzteren unabhängig

voneinander verschoben werden können.

Führt die Welle 1 eine Umdrehung aus, so folgt

ίο infolge der Wirkungsverbindung zwischen der Nut 2 und dem Folgestift 3 der Pendelkörper dem Verlauf der Nut 2 und führt, da er (durch nicht dargestellte Mittel) an einer Drehbewegung gehindert ist, eine dem maximalen Hub der Nut 2 entsprechende Hin- und Herbewegung aus. Dabei machen die Gleitkörper 5 die Hinbewegung des Pendelkörpers 4 so lange mit, bis die zugehörige Anschlagfläche 6 auf einen (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Anschlag stößt und somit eine Fortsetzung der begonnenen Linearbewegung der Gleitkörper 5 oder eines der Gleitkörper 5 nicht möglich ist Die Vollendung der Linearbewegung d'.-- Pendelkörpers 4 kann 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 e 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

jo 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

J₅ Pendelkörper 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 5 ersetzt Entsprechend den Hebelarmen 30 bei der bekannten Ausführung sind ge;:iäß den F i g. 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 Raumfcrm der Nut 2 bestimmte lineare Hin- und Herbewegung ausführt. Der Eingriff zwischen dem Folgestift 3 und der Nut 2 wird somit nicht verändert, wenn die Anschlagflächen 6 der Gleitkörper 5 auf einen

_b0 Anschlag treffe.i. Weiterhin bleibt, wenn dieses Auftreffen stattfindet, das Anliegen der Anschlagflächen 6 an den Anschlägen durch die Wirk'ing der Schraubenfedern 9 bzw. 10 unter einer gleichbleibenden Kraft aufrechterhalten, wodurch eine sehr genaue

_b5 Einhaltung der gewünschten Linearbewegung der Gleitkörper 5 gewährleistet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. 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 weiche 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 Federelementes (9, 10) verbunden ist, das auf dem Gleitkörper (5) ständig eine in Richtung auf den Endanschlag wirksame Kraft ausübt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement (9,10) mit hubunabhängig konstanter Federkraft angeordnet ist

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) au' ein A ischlagelement seine Auslenkung vergrößert c/ird.