DE3000659A1

DE3000659A1 - Vorrichtung zur ausuebung einer geradlinigen vorschubbewegung

Info

Publication number: DE3000659A1
Application number: DE19803000659
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kume
Original assignee: ITL KK
Current assignee: ITL KK
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1980-08-21
Also published as: DE3000659C2; US4285249A

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH PATENTAN WALT ^{b FRAfiK|:u|if}'^MAlN 1, den

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POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3425-605 "-- If ·»

DRESDNER BANK, FRANKFURT/M. 2300308 TELEFON: 561078

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I 15

Kabushiki Kaisha I.T.L.

Bo-eki Bldg., 123-1 Higashimachi, Ikuta-ku 651 Kobe (Japan)

Vorrichtung zur Ausübung einer geradlinigen Vorschubbewegung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausübung einer geradlinigen Vorschubbewegung mit einem drehbaren zylindrischen Teil und einem feststehenden Teil, die verschraubbar sind. Ferner betrifft die Erfindung die beiden verschraubbaren Teile.

Es sind Schraubengetriebe zur Ausübung einer geradlinigen Vorschubbewegung bekannt, die für die verschiedensten Anwendungsgebiete, zum Beispiel für Spindelaufzüge, verwendet werden, da sie bei genauer Ausbildung der Gewinde einen genauen Vorschub oder Betrieb ermöglichen und eine verhältnismäßig hohe axiale Vorschubkraft erzeugen. Häufig ist bei einem Schraubengetriebe die Spindel drehbar und axial feststehend, während die Spindelmutter drehfest gelagert ist, so daß sie jedoch axial oder geradlinig verschiebbar ist. Diese Axialverschiebung ist gewöhnlich auf eine verhältnismäßig kurze Strecke begrenzt, weil es schwierig ist, eine lange Spindel mit hoher Genauigkeit herzustellen, da sich der mittlere Teil der Spindel bei der Bearbeitung leicht durchbiegt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der der drehbare Teil axial längs ,jeder beliebigen Länge eines feststehenden Teils oder Kanals verschiebbar ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der drehbare Teil mehrere leerlaufende Rollen aufweist, die längs einer Schraubenlinie auf dem Umfang des drehbaren Teils drehbar gelagert sind, daß die Mittelachse der Schraubenlinie mit der Achse des drehbaren Teils zusammenfällt, daß der feststehende Teil eine weitgehend halbzylindrische Wand aufweist, die mit mehreren auf einer zur halbzylindrischen Wand koaxialen Schraubenlinie liegenden Schlitzen versehen ist, deren Teilung gleich der der Schraubenlinie ist, auf der die Rollen angeordnet sind, und daß die Achsen aller Rollen radial in Bezug auf den drehbaren Teil verlaufen und die Rollen in den Schlitzen entlangrollbar sind, wenn der drehbare Teil gedreht wird, so daß der drehbare Teil axial längs der halbzylindrischen Wand des feststehenden Teils verschoben wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin ist

Fig. 1 eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem praktischen Anwendungsfall,

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines erfindungsgemäßen drehbaren Teils,

Fig. 3 ein Axialschnitt des Teils nach Fig. 2,

Fig. 4 die ausschnittweise Ansicht 4-4 (Fig. 5) eines feststehenden erfindungsgemäßen Teils,

Fig. 5 der Schnitt 5-5 der Fig. 4 und

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Fig. 6 ein Teil eines Axialschnitts des drehbaren Teils, der in den feststehenden Teil eingreift.

Zunächst sei auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen. Danach hat der drehbare Teil 1 eine Welle 2, die durch eine geeignete Einrichtung angetrieben werden kann, wie anhand von Fig. 1 beschrieben wird, eine zylindrische Hülse 3, die die Welle 2 umgibt und an dieser mittels eines Keils 4 befestigt ist, und mehrere leerlaufende Rollen 5, die in der Hülse 3 drehbar gelagert sind. Die Achsen der Rollen 5 erstrecken sich radial in Bezug auf die Hülse 3. Sodann sind die Rollen 5 in Radialkugellagern 6 und 7 (Fig. 3) drehbar gelagert, die in einer Radialbohrung 8 der Hülse 3 befestigt sind. Jede Holle 5 wird in der Bohrung 8 durch einen Sicherungsring 9 (Schnappring) gehalten, der in einer Nut 10 in der Bohrung 8 sitzt. Ferner hat jede Rolle 5 einen äußeren Kopf oder Flansch 12 mit größerem Druchmesser und einen inneren Flansch 13, die zwischen sich eine umlaufende Nut 14 begrenzen, die radial außerhalb der Außenseite der Hülse 3 liegt. Wie Fig. 2 am deutlichsten zeigt, sind die Rollen 5 längs einer Schraubenlinie, ähnlich einem Gewinde, um die Hülse 3 herum angeordnet.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, hat der feststehende Teil 20 eine halbzylindrische Wand 21 mit einem Querschnitt, der ungefähr gleich einem Halbkreis oder einem kleineren Bruchteil eines Kreises entspricht (siehe Fig. 5). Der Kreis hat einen Durchmesser D (Fig. 3 und 5), der gleich dem doppelten Radialabstand der Mittellinie der Nut 14 Jeder Rolle 5 von der Achse der Welle 2 des drehbaren Teils 1 ist. Die halbzylindrische Wand 21 ist mit mehreren Schlitzen oder Kanälen 22 versehen, die sich quer über die Wand erstrecken und getrennte Teile einer Schraubenlinie oder -bahn bilden, die sich durchgehend fortsetzen würde, wenn die Wand 21 ein vollständiger oder geschlossener Zylinder wäre. Die Schraubenlinie hat die gleiche Teilung, wie die Schraubenlinie, auf der die Rollen 5 angeordnet sind. Mithin erstreckt sich die gleiche Schraubenlinie durch die Kanäle 22 einerseits und die Umfangsnuten 14 der Rollen 5 andererseits.

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Der feststehende Teil 20 hat ferner zwei Randstreifen 23 (Fig. 4 und 5), die sich längs beider Seiten der halbzylindrischen Wand

21 und - in diesem Ausführungsbeispiel - in einer Ebene von dieser weg erstrecken, die parallel zur Achse der Wand 21 verläuft. Jeder Schlitz oder Kanal 22 endet an seinen Enden in sich in Axialrichtung vergrößernden Öffnungen 24, die in den Randstreifen 23 ausgebildet und so bemessen sind, daß die Rollenköpfe 12 frei durch sie hindurchgeführt werden können. Längs der Randstreifen 28 erstrecken sich Seiten 25 und Flansche 26.

Der feststehende Teil 20 kann auf einfache Weise durch Ausstanzen der Schlitze 22 und der Öffnungen 24 aus einem Metallstreifen oder Blech, anschließendes Biegen des Bleches in der Weise, daß sich die halbzylindrische Wand 21, die Randstreifen 23, zwei Seitenwände 25 und zwei Flansche 26 ergeben, und abschließendes Stanzen von Löchern 27 in die Flansche zur Befestigung des Teils 20 an einer Wand oder dergleichen hergestellt werden. Der feststehende Teil 20 könnte stattdessen aber auch verhältnismäßig leicht durch spanabhebende Bearbeitung eines Metallkörpers hergestellt werden.

Der feststehende Teil 20 kann in jeder gewünschten Länge hergestellt werden, in_jdem Anfang und Ende von Abschnitten des Teils 20 miteinander verbunden werden, wobei diese so bemessen sind, daß die Schlitze oder Kanäle 22 auf der kontinuierlichen vorbestimmten Schraubenlinie oder -bahn liegen, wenn die Abschnitte verbunden sind. Jeder Teil 20 kann daher ein axial kurzer Abschnitt sein und somit leicht hergestellt werden.

Fig. 6 zeigt den Eingriff einer Rolle 5 in einen der Schlitze

22 des feststehenden Teils 20. Die Umfangsnut 14 jeder Rolle 5 hat eine Breite, die gleich der oder größer als die Dicke der halbzylindrischen Wand 21 des feststehenden Teils 20 ist, und einen Durchmesser, der kleiner als die Breite des Schlitzes 22 ist. Der Radius des äußeren Rollenkopfes 12 ist vorzugsweise so gewählt, daß, wenn die Umfangsnut 14 den unteren Rand eines Schlitzes 22 in der dargestellten Weise übergreift, die Innen-

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seite des Kopfes 12 die Außenseite des oberen Randes des Schlitzes 22 nicht berührt, so daß beim Rollen der Rolle keine Reibung zwischen ihnen auftritt. Stattdessen kann die Innenseite des Kopfes 12 auch abgeschrägt oder nach außen konisch ausgebildet sein, um eine reibende Berührung mit der Wand 21 zu verhindern. Die Außenseite 28 des Flansches 13 ist vorzugsweise in der dargestellten Weise nach außen konisch, um eine reibende Berührung mit der Wand 21 zu vermeiden.

Wenn der Durchmesser jedes äußeren Kopfes 12 kleiner als die Breite jedes Schlitzes 22 des feststehenden Teils 20 ist, können die Rollen 5 von der Innenseite der halbzylindrischen Wand 21 aus in die Schlitze 22 eingeführt und mit diesen in Eingriff gebracht werden. Wenn der Durchmesser jedes äußeren Kopfes 12 grosser als die Breite jedes Schlitzes 22 ist, um sicher-zustellen, daß diese Teile miteinander in Eingriff bleiben, kann dieser Eingriff dadurch bewirkt werden, daß das eine Ende der Hülse 3 des drehbaren Teils 1 an dem einen Ende des feststehenden Teils 20 und koaxial zu dem anderen angeordnet und dann der drehbare Teil 1 unter gleichzeitiger Verschiebung in Richtung auf den feststehenden Teil 20 verdreht wird, so daß die Rollen 5 durch die erste Öffnung 24 des ersten Schlitzes 22 und dann nacheinander durch benachbarte Schlitze 22 hindurchgehen. Stattdessen kann dies dadurch bewirkt werden, daß der drehbare Teil 1 ohne die Rollen 5 koaxial zur halbzylindrischen Wand 21 des feststehenden Teils 20 angeordnet wird, einige der Rollen 5 am drehbaren Teil 1 an der offenen Seite des feststehenden Teils 20 angebracht werden, der Teil 1 verdreht wird, um die angebrachten Rollen mit den Schlitzen 22 in Eingriff zu bringen, weitere Rollen 5 angebracht werden, der Teil 1 gedreht wird und diese Maßnahmen wiederholt werden.

Nachstehend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die die Anwendung dieser Vorrichtung für den Antrieb eines Aufzugs 30 zeigt. An einer Wand 31 eines Gebäudes ist der feststehende Teil 20 in der gewünschten Länge mit seiner Längsachse in vertikaler Lage be-

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festigt. Ein Abschnitt des drehbaren Teils 1 mit vorbestimmter Länge ist an einer Seitenwand des Aufzug-Förderkorbs 34 befestigt. Rollen 5 des Teils 1 greifen in einige der Schlitze 22 des feststehenden Teils 20 ein. Die Welle 2 des drehbaren Teils 1 ist an ihrem unteren Ende über eine flexible Kupplung 35 mit einer Verbindungswelle 36 verbunden, die in zwei am Aufzug-Förderkorb 34 befestigten Lagern 37 und 38 drehbar gelagert ist. Der drehbare Teil 1 kann durch einen Antrieb gedreht werden, der die Kupplung 35, die Welle 36, ein am unteren Ende der Welle 36 befestigtes Kettenrad 39, eine mit dem Kettenrad 39 in Eingriff stehende Kette 40 und ein weiteres an der Welle eines Elektromotors 42 mit Untersetzungsgetriebe befestigtes Kettenrad 31 aufweist. Eine Bremse und andere erforderliche Einrichtungen können ebenfalls vorgesehen und am Boden des Förderkorbs 34 befestigt sein.

Am Boden des Aufzug-Förderkorbs 34 sind zwei Halter 43 befestigt. Ein leerlaufendes Rad 44 ist an dem einen Ende der Halter 34 gelagert und läuft auf den beiden Seitenstreifen des feststehenden Teils 20, um bei schweren Lasten, die durch das Drehmoment am unteren Ende des Aufzugs auf den feststehenden Teil 20 ausgeübte Belastung im Zusammenwirken mit den Rollen 5 des drehbaren Teils 1, die in die Schlitze 22 eingreifen, aufzunehmen. Das Rad 44 kann - wie dargestellt - seitliche Flansche aufweisen, die sich über die Seitenwände 25 hinweg erstrecken, um das Rad 44 in der richtigen Lage auf dem Teil 22 zu halten.

Der Aufzug 30 kann mit zwei oder mehreren Teilen 1, die axial hintereinander angeordnet sind, um die Belastung aufzuteilen, oder parallelen Teilen 1 und 20 versehen sein, um zu verhindern, daß der Förderkorb schaukelt. Ferner können Führungs- oder Sicherheitseinrichtungen vorgesehen sein, z. B. an der Gebäudewand 31 befestigte Führungsschienen und am Förderkorb 34 gelagerte Führungsrollen, die auf den Schienen entlanglaufen können, um sicher—zu .stellen, daß die Rollen 5 und Schlitze 22 in Eingriff bleiben. Wenn diese Führungseinrichtungen den Eingriff genau einhalten, brauchen die Rollen 5 den äußeren Kopf oder Flansch 2

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nicht aufzuweisen, was eine Vereinfachung des drehbaren Teils und eine Verringerung as ines Gewichts ergibt.

Der drehbare Teil steht erfindungsgemäß mithin in Schraubverbindung mit dem feststehenden Teil und verschiebt sich bei Drehung axial oder geradlinig über eine vorbestimmte Länge des feststehenden Teils, um eine vom drehbaren Teil getragene schwere Last zu heben. Bei entsprechender Anordnung des feststehenden Teils in einer beliebigen Richtung zwischen vertikal und horizontal,kann der drehbare Teil jedoch auch in jeder anderen Richtung axial längs des feststehenden Teils verschoben werden.

Nachstehend wird der Wert u PV betrachtet, der den Grenzwert der Erwärmung an der Eingriffsstelle bei starker Balstung ergibt, wobei χ der Reibungswiderstand P der Druck und V die Umfangsgeschwindigkeit ist. Der Reibungswiderstand ist aufgrund der rollenden Reibung zwischen den Rollen 5 und den Schlitzen 22 gering, während die .Belastung jeder Rolle 5 durch Erhöhung der Anzahl der Rollen 5 verringert werden kann. Mithin kann die Umfangsgeschwindigkeit des drehbaren Teils 1 im Rahmen der zulässigen Erwärmung erhöht werden, um die Fahrgeschwindigkeit des Aufzugs zu erhöhen. Auf diese Weise kann eine Verringerung der Drehzahl der Antriebseinrichtung entfallen, so daß die Reibungsverluste verringert werden.

drehbare
Der die Last tragende/Teil 1 fährt durch sein Eigengewicht an dem feststehenden Teil 20 nach unten, wenn der Teil 1 nicht angetrieben wird und die Bremse gelöst ist.

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Claims

Patentansprüche

1., Vorrichtung zur Ausübung einer geradlinigen Vorschubbewegung mit einem drehbaren zylindrischen Teil und einem feststehenden Teil, die verschraubbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (1) mehrere leerlaufende Rollen (5) aufweist, die längs einer Schraubenlinie auf dem Umfang des drehbaren Teils drehbar gelagert sind, daß die Mittelachse der Schraubenlinie mit der Achse des drehbaren Teils (1) zusammenfällt, daß der feststehende Teil (20) eine weitgehend halbzylindrische Wand (21) aufweist, die mit mehreren auf einer zur halbzylindrischen Wand (21) koaxialen Schraubenlinie liegenden Schlitzen (22) versehen ist, deren Teilung gleich der der Schraubenlinie ist, auf der die Rollen (5) angeordnet sind, und daß die Achsen aller Rollen (5) radial in Bezug auf den drehbaren Teil (1) verlaufen und die Rollen (5) in den Schlitzen (22) entlangrollbar sind, wenn der drehbare Teil (1) gedreht wird, so daß der drehbare Teil (1) axial längs der halbzylindrischen Wand (21) des feststehenden Teils (20) verschoben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rollen (5) eine umlaufende Nut (14) und einen radialen Flansch (12) aufweisen, so daß die umlaufende Nut (14) den Rand eines der Schlitze (22), die in der halbzylindrischen Wand (21) ausgebildet sind, übergreift, während der Flansch (12) an der Außenseixe dieses Randes anliegt»

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (20) zwei Streifen (23) aufweist, die sich längs der Ränder der halbzylindrischen Wand (21) und von dieser weg erstrecken, daß alle in der halbzylindrischen Wand (21) ausgebildeten Schlitze (22) in Löchern (24) enden, die an beiden Enden der Schlitze (22) in den Randstreifen (23) ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erweitern, so daß der Flansch (12) einer Rolle (5) hindurchführbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (1) an einer Last (30) drehbar gelagert und von eher an der Last befestigten Antriebseinrichtung (25, 36, 39 bis 42) drehbar ist, so daß die Last (30) axial längs des feststehenden Teils (20) von dem drehbaren Teil (1) mitgeführt wird.

5. Drehbarer zylindrischer Teil für eine Vorrichtung zur Ausübung einer geradlinigen Vorschubbewegung mit einem feststehenden Teil, der mit dem drehbaren Teil verschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des drehbaren Teils (1) bei einem feststehenden Teil (20) mit weitgehend halbzylindrischer Wand (21), in der schraubenlinienförmige Schlitze (22) ausgebildet sind, mehrere leerlaufende Rollen (5) längs einer Schraubenlinie drehbar gelagert sind, deren Achse mit der Achse des drehbaren Teils (1) zusammenfällt, daß sich die Achsen aller Rollen (5) radial zum drehbaren Teil (1) erstrekken und in den Schlitzen (22) drehbar sind, wenn der drehbare Teil (1) gedreht wird, so daß der drehbare Teil (1) längs der halbzylindrischen Wand (21) des feststehenden Teils (20) verschiebbar ist.

6. Drehbarer Teil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rollen (5) eine umlaufende JNut (14) und einen radialen Plansch (12) aufweisen, so daß die umlaufende Nut (14) den Rand eines der Schlitze (22), die in der halbzylindrischen

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Wand (21) ausgebildet sind, übergreift, während der Flansch (12) an der Außenseite dieses Randes anliegt.

7. Feststehender Teil einer Vorrichtung zur Ausübung einer geradlinigen Vorschubbewegung mit einem drehbaren zylindrischen Teil, der mit dem feststehenden Teil verschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (20) bei einem drehbaren Teil (1), auf dessen Umfang längs einer Schraubenlinie mehrere leerlaufende Rollen (5) drehbar gelagert sind, eine weitgehend zylindrische Wand (21) mit mehreren Schlitzen (22) aufweist, die auf einer mit der halbzylindrischen Wand (21) koaxialen Schraubenlinie liegen.

8. Feststehender Teil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Teil (20) zwei Streifen (23) aufweist, die sich längs der Ränder der halbzylindrischen Wand (21) und von dieser weg erstrecken, daß alle in der halbzylindrischen Wand (21) ausgebildeten Schlitze (22) in Löchern (24) enden, die an beiden Enden der Schlitze (22) in den Randstreifen (23) ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erweitern, so daß der Flansch (12) einer Rolle (5) hindurchführbar ist.

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