DE3002383B2 - Reibrollgetriebe zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reibrollgetriebe zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt mit einer rotierenden Welle und mindestens drei in je einem Außenring um seine Drehachse drehbeweglich gelagerten, unter einem Neigungswinkel zur Welle gehaltenen Reibringen, deren Bobrungsflächen unter Einwirkung von die Außenringe gegen die Welle anstellenden, in einem Gehäuse eingebauten Amstellelementen an jeweils einer Beröhrungsstelle unter dem Neigungswinkel auf der Welle abrollen, wobei die Neigungsachsen der Reibringe quer zur Wellenachse verlaufen und in einer gemeinsamen Ebene liegen und die Reibringe zum Erzielen eines gegenseitigen Kräftegleichgewichts zwischen Welle und Gehäuse zumindest zum Teil

ίο gegenseitig gegen die Welle angedrückt sind, wobei jeder Außenring in einer quer gerichteten, durch das Gehäuse hindurchgehenden öffnung mit einem konstanten, dem Querprofil des Außenringes formschlüssig angepaßten Querschnitt verschieblich gehalten ist

Reibrollgetriebe der genannten Art werden im Maschinenbau vielfach verwendet, so zum Beispiel in Stellgetrieben und in Transporteinrichtungen, und zwar meistens dann, wenn die Welle oder das die Welle umgebende Gehäuse rotiert und mit dieser Rotation eine Längsbewegung des Gehäuses bzw. der Welle erzielt werden solL

Im allgemeinen muß jedes Reibrollgetriebe der genannten Art mindestens drei gegen die Weiie angedrückte bzw. vorgespannte Reibringe aufweisen, damit ein Kräftegleichgewicht zwischen Welle und Gehäuse hergestellt werden kann. Bei Reibrollgetrieben mit drei Reibringen werden also zwei Reibringe in ein und derselben Richtung gegen die Welle angedrückt, während der dritte, normalerweise zwischen diesen beiden Reibringen angeordnete Reibring, in entgegengesetzter Richtung gegen die Welle gedruckt wird.

Bei einem bekannten Reibrollgetriebe ist jeder Außenring, welcher den betreffenden Reibring um seine Ringachse drehbeweglich hält, in einem Gehäuse gehalten, das Gehäuse ist seinerseits entlang seiner Unterstützungsfläche quer zur Welle verlagerbar angeordnet (DE-OS 27 36 386). Zwischcngeschaltete Tellerfedern drücken das Gehäuse mit seinem Außenring gegen die Welle, so daß jeder Reibring unter elastischer Vorspannung mit der Welle in Berührung kommt. Dieses bekannte Reibt allgett lebe setzt sich aus einer Vielzahl von Bauelementen zusammen. Die Bauelemente weisen überdies eine komplizierte, schwer zu bearbeitende Form auf. Das bekannte Reibrollgetrie be läßt sich deshalb nicht immer in der für seine

Funktion notwendigen Genauigkeit herstellen, es ist

auch mit seinen zahlreichen Bauelementen schwierig zusammenzubauen.

Bei einem anderen bekannten Reibrollgetriebe zum

so Umwandeln einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt sind die Außenringe der in diesen drehbeweglich gelagerten Reibringe jeweils in einer quer gerichteten, durch das Gehäuse hindurchgehenden Offiiung mit einem konstanten, dem Querprofil des Außenringes formschlüssig angepaßten Querschnitt festgehalten (DE-PS 12 03 079, Fig.3). Allerdings müssen bei der Fertigung für die Halteelemente der Außenringe verhältnismäßig enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden, damit die in den Außenringen gelagerten Reibringe immer in Reibschluß mit der Welle gebracht werden. Deshalb ist die Herstellung des anderen bekannten Reibrollgetriebes teuer und unwirtschaftlich. Der in Anspruch t gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reibrollgetriebe zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt der genannten Art zu schaffen, welche wenige, sowie wirtschaftlich herstellbare Bau-

elemente aufweist und welches einfach zu einem vollständigen Reibrollgetriebe zusammengebaut werden kann.

Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß sämtliche Bauelemente des Reibrollgetriebes — Gehäuse, Anstellelement, Außenringe und Reibringe — durch Ablängen von einem Stangenmaterial wirtschaftlich hergestellt werden können* Insbesondere lassen sich Gehäuse und Einsatzstecke von einem zum Beispiel im Stranggießverfahren hergestellten Stangenmaterial aus Aluminium mit heber Genauigkeit fertigen, woba'i sich in vielen Fällen eine zusätzliche Bearbeitung erübrigt Das Reibrollgetriebe weist nur wenige Bauelemente auf und kanu einfach gehandhabt und mühelos zusammengebaut werden.

Mit der geänderten Anordnung nach Anspruch 2 wird erreicht, daß das Anstellelement selbstfedernd am betreffenden Außenring angreift. Dementsprechend werden die in den Außenringen des Reibrollgetriebes gelagerten Reibringe auch dann mit der Welle in Reibschluß gebracht, wenn zwischen dem starren Außenteil des Gehäuses und dem Anstellelement wirtschaftlich große Fertigungstoleranzen zugelassen werden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 weist auf eine wirtschaftliche Fertigung der einzelnen Gehäuse des Reibrollengetriebes hin.

Das erfindungsgemäße Reibrollengetriebe der Anordnung nach Anspruch 4 ist vor allem für solche Anwendungsfälle geeignet, bei denen die Geschwindigkeit der Längsbewegung des Gehäuses bzw. der Welle durch Korrigieren des Neigungswinkels der Reibringe einzustellen ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind somit in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Nachstehend soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Gehäuse eines Reibrollgetriebes,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie H-II durch das in Fig.Ί gezeigte Gehäuse mit eingebautem Einsatzstück, Außenring, Reibring und Welle,

Fig.3 eine perspektivische Seitenansicht eines abgeänderten Reibrollgetriebes,

F i g. 4 eine perspektivische Endansicht des in F i g. 3 dargestellten Reibrollgetriebes,

F i g. 5 eine schematische Darstellung eines weiteren abgeänderten Reibrollgetriebes und

Fig.6 eine schematische Darstellung eines abgeänderten Reibrollgetriebes mit schwenkbaren Gehäusen.

In F i g. 1 ist das Gehäuse 1 eines Reibrollgetriebes dargestellt welches massiv ausgebildet und mit einer durchgehenden Längsbohrung 2 versehen ist Nicht gezeichnet in F i g. 1 ist die Welle 8 des Reibrollgetriebes, welche eine zylindrische Mantelfläche aufweist und durch diese Längsbohrung 2 hindurchgesteckt wird. Das Gehäuse 1 ist zusammen mit den in diesem eingebauten Bauelementen (in F i g. 1 nicht gezeigt) entlang der Welle 8 verlagerbar.

Im Gehäuse 1 sind die quergerichteten, durch das Gehäuse 1 hindurchgehenden öffnungen 3, 4, S und 6 eingeformt, die in parallel zur Welle und quer zu den öffnungen liegenden Ebenen einen konstanten Querschnitt aufweisen.

Wie in F i g. 2 zu s<;hen, sitzt in jeder Öffnung 3,4,5,6 je ein Außenring tOn eines normalen Wälzlagers 9, dessen Innenring als· Reibring 10 dient. Der Reibring 10 ist über kugelige Wälzkörper drehbeweglich im Außenring JQa des Wälzlagers 9 gelagert Der Durchmesser der Bohrungsfläche des Reibringes 10 ist größer als der Durchmesser der Welle 8, Dadurch kanr*

dieser Reibnng 10 in einem senkrecht zur Achse der Welle 8 verlaufenden Neigungswinkel geschwenkt und festgehalten werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sitzt jedes Wälzlager 9 unter einem bestimmten Neigungswinkel in seiner öffnung 3,4,5,6 im Gehäuse.

ίο Der Querschnitt jeder öffnung 3, 4, 5, 6 ist dem Querprofil des Außenringes 10a des Wälzlager 9 formschlüssig angepaßt Dieses Wälzlager 9 kann somit unter Beibehaltung seines Neigungswinkels in seiner Öffnung 3, 4, 5, 6 gegen die Welle 8 verschoben und

!5 angestellt werden. Dabei ist das gegen den Außenring 10a drückende Anstellelement durch das ebenfalls in der Öffnung 3, 4, 5, 6 gleitend geführte Einsatzstück 11 gebildet

Das Gehäuse 1 hat im vorliegenden Fall eine zur Welle 8 koaxial verlaufende, zylindrische Mantelfläche, die von einer elastischen geschlitzten Hülse 7 aus Federstahl umfaßt wird. Diese Hülse 7 drückt jedes Einsatzstück 11, welches in seiner öftnengr 3,4,5,6 hin und her verschieblich gehalten ist, radial nach innen gegen den Außenring 10a. Auf diese Weise wird der im Außenring 10a gelagerte Reibring 10 unter eir.em bestimmten Neigungswinkel mit Vorspannung gegen die Welie 8 angestellt und die Bohrungsfläche des Reibringes 10 kommt mit der Welle 8 an jeweils einer Berührungsstelle in Reibschluß.

Wenn die Hülse 7, welche die Einsatzstücke 11 radial nach innen drückt ausgebaut ist ragt jedes Einsatzstück 11 etwas über die zylindrische Mantelfläche des Gehäuses 1 hervor.

Wie in F i g. 1 deutlich zu sehen, haben die Öffnungen 3, 4, 5 und 6 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt Die Öffnungen 3 und 6 sind mit einem bestimmten Neigungswinkel relativ zur Welle in ein und derselben Richtung geneigt angeordnet Die Neigungsachsen der Reibringe 10 liegen dabei in einer gemeinsamen senkrecht auf der Achse der Welle 8 stehenden Ebene. Durch die elastische geschlitzte Hülse 7 wenden die in den Öffnungen 3 und 6 eingebauten Außenringe 10a der Wälzlager 9 über jeweils ein als Anstellelement dienendes Einsatzstück 11 .in ein und derselben Richtung gegen die Welle 8 angestellt Die öffnungen 4 und 5 sind entgegengesetzt geneigt zur Achse der Welle 8 angeordnet. Die in diesen öffnungen 4,5 querverschieblich eingebauten Wälzlager 9 werden

so durch die elastische geschlitzte Hülse 7 über die Einsatzstücke 11 in entgegengesetzter Richtung gegen die Welle 8 angestellt. Auf diese Weise ist zwischen den Reibringen 10 im Gehäuse 1 und der Welle 8 ein Gleichgewicht der Andrückkräfte bzw. Vorspannkräftfc hergestellt.

Im Betrieb kann zum Beispiel die Welle 8 rotieren, so daß das Gehäuse 1 über die auf der Welle 8 abrollenden Bohrungsflächen der Reibringe 10 axial verlagert wird, wenn dieses am Mitrotieren gehindert ist. In anderen Fällen kann das Gehäuse 1 rotiert werden, wobei dann die nicht rotierende Welle 8 in Längsrichtung durch das Gehäuse 1 hindurchbewegt wird. Schließlich ist es auch möglich wahlweise das Gehäuse 1 oder die Welle 8 in Längsrichtung zu bewegen, indem das eine Mal die Welle 8 und das andere Mal das Gehäuse 1 zum Rotieren gebracht wird.

In F i g. 3 und 4 ist ein abgeändertes Reibrollgetriebe dargestellt, bei dem die Welle 12 von dem Gehäuse 13

umgeben ist. Drei quergerichtete, durch das Gehäuse 13 hindurchgehende Öffnungen sind in Fig.3 mit gestrichelten Linien angedeutet. Diese haben wieder einen konstanten, im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der wie bei dem im vorher beschriebenen, in F i g. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel dem Querprofil des Außenringes (nicht gezeigt) formschlüssig angepaßt ist.

Die Längsseiten des Gehäuses 13 sind durch die Gehäusedeckel 14, 15 abgedeckt. Die Gehäusedeckel 14, 15 schließen die öffnungen des Gehäuses 13 und ilrücken die in diesen öffnungen unter einem bestimmten Neigungswinkel gehaltenen Außenringe (nicht gezeigt) radial nach innen, so daß deren Reibringe (nicht gezeigt) gegen die Welle 12 gedrückt werden und mit dieser in Reibberührung kommen. Die Gchäuscdcckel 14, 15 sind durch Schrauben od. dgl. am Gehäuse 13 befestigt.

Das Gehäuse 13 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, der in parallel zur Welle 12 und quer zu den Öffnungen des Gehäuses 13 liegenden Ebenen konstant ist, das heißt, die Form dieses Querschnittes mit seinen Öffnungen ist in Ebenen, die parallel zur Zeichenebene in F i g. 3 verlaufen, deckungsgleich. Derartige Gehäuse lassen sich also vom entsprechenden profiliertem Stangenmaterial fertigen, wobei das Stangenmaterial auf wirtschaftliche Art und Weise im Extruderverfahren oder Stranggießverfahren zum Beispiel aus Aluminium hergestellt sein kann. Zum Herstellen der öffnungen brauchen also keine weiteren spanabhebenden Bearbeitungen mit besonderen Werkzeugen vorgesehen zu werden. Durch einfaches Ablängen vom Stangenmaterial kann der Rohling des Gehäuses 13 mit der vorgeschriebenen Breite und den eingearbeiteten öffnungen gefertigt werden. Zum Herstellen des fertigen Gehäuses muß dann nur noch die Längsbohrung zur Aufnahme der Welle 12 in den Rohling gebohrt werden.

In F i g. 5 ist ein weiteres abgeändertes Reibrollgetriebe schematisch dargestellt, welches drei einzelne Gehäuse 16, 17, 18 mit jeweils einer quergerichteten, hindurchgehenden öffnung aufweist. In jeder öffnung sitzt wiederum der Außenring eines Reibringes (nicht gezeigt) und ist verschieblich in der Öffnung gehalten. Die öffnung besitzt einen konstanten, dem Querprofil des Außenringes formschlüssig angepaßten Querschnitt. Die einzelnen Gehäuse 16,17,18 sind durch Axialbolzen oder dergleichen, durch Kleben oder durch Schweißen fest miteinander verbunden, sie können aber auch durch einen Rahmen (nicht gezeigt) zusammengehalten sein. Im übrigen lassen sich die einzelnen Gehäuse 16,17,18 ähnlich wie das oben beschriebene, in den F i g. 3 und 4 dargestellte Gehäuse 13 ausgehend von profiliertem, durchbohrtem Stangenmaterial wirtschaftlich fertigen.

In F i g. 6 ist ein weiteres abgeändertes Reibrollgetriebe schematisch gezeigt, bei welchem drei einzelne Gehäuse 19. 20, 21 vorhanden sind. In jedem Gehäuse 19, 20, 21 ist eine quergerichtete, durch das Gehäuse hindurchgehende öffnung 22, 23, 24 mit konstantem Querschnitt eingeformt. In jeder öffnung 22,23,24 sitzt s ein Außenring (nicht gezeigt) mit einem Querprofil, das dem Querschnitt der öffnung 22, 23, 24 formschlüssig angepaßt ist. Jeder Außenring wird durch ein geeignetes Anstellelement (nicht gezeigt) mit seinem Reibring (nicht gezeigt) radial nach innen geschoben und gegen

ίο die Welle 25 des Reibrollgetriebes angestellt. Im übrigen ist jedes Gehäuse 19, 20, 21 hier in an sich bekannter Weise (DEOS 27 36 386) mit einer schwenkbaren Neigungsachse versehen, welche rechtwinklig auf der Achse der Welle 25 steht. Die drei Neigungsachsen der

ti Gehäuse 19, 20, 21 liegen übrigens in einer gemeinsamen Ebene. Durch Zahnradsegmente 26, 27, 28 sind die Gehäuse 19, 20, 21 miteinander verbunden und können gemeinsam geschwenkt werden. Somit kann im vorliegenden Fall der Neigungswinkel der Reibringe durch Schwenken der Neigungsachse geändert und eingestellt werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können konstruktiv abgeändert werden. So braucht die Mantelfläche des Gehäuses nicht zylindrisch ausgebildet zu sein, sondern sie kann jede beliebige andere Form aufweisen.

Die Reibringe, welche mit ihrer Bohrungsfläche die Welle berühren, brauchen nicht als Teil eines Wälzlagers ausgebildet zu sein, sie können als Teil eines Gleitlagers um ihre Ringachse drehbeweglich im Außenring gehalten sein.

Die das Gehäuse umgebende Hülse 7 — siehe F i g. 2 — braucht nicht federelastisch zu sein, sie kann steif und unnachgiebig sein, wenn die als Anstellelement dienenden Einsatzstücke 11 genügend elastisch nachgiebig sind. Dementsprechend können die Einsatzstücke 11 aus einem elastisch kompressiblen Werkstoff hergestellt sein, wobei diese von einem nicht federnden Teil — Hülse 7 — umschlossen sind. Die Einsatzstücke 11 können sich beim Andrücken gegen den Außenring 10a in ihrer Form den umgebenden Bauelementen anpassen.

Um die in den Außenringen gelagerten Reibringe mit

Vorspannung gegen die Welle anzudrücken, können die Gehäusedeckel 14 und 15 des in Fig.3 und 4 dargestellten Reibrollgetriebes in ähnlicher Weise wie die die Außenringe berührenden Anstellelemente aus einem elastisch nachgiebigen Wrkstoff hergestellt sein.

Das Reibrollgetriebe kann mehrere Gehäuse mit jeweils weniger als drei öffnungen aufweisen. Jedes einzelne Gehäuse mit einer oder mit zwei öffnungen kann mit einem das Anstellelement vorspannenden das Gehäuse vollständig abdeckenden Gehäusedeckel versehen sein. Dies ist zum Beispiel bei dem in Fig.6 angedeuteten Reibrollgetriebe mit schwenkbaren einzelnen Gehäusen ratsam.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche;

   U Reibrollgetriebe zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt mit einer rotierenden Welle und mindestens drei in je einem Außenring um seine Ringachse drehbeweglich gelagerten, unter einem Neigungswinkel zur Welle gehaltenen Retbringen, deren Bohrungsfläche unter Einwirkung von die Außenringe gegen die Welle anstellenden, in einem Gehäuse eingebauten Anstellelementen an jeweils einer Berührungsstelle unter dem Neigungswinkel auf der Welle abrollt, wobei die Neigungsachsen der Reibringe quer zur Wellenachse verlaufen und in einer gemeinsamen Ebene liegen und die Reibringe zum Erzielen eines gegenseitigen Kräftegleichgewichts zwischen Welle und Gehäuse zumindest zum Teil gegenseitig gegen die Welle angedrückt sind, wobei jeder Außenring in einer quer gerichteten, durch die Gehäuse hindurchgehenden Öffnung mit einem konstanten, dem Querprofil de« Außenringes formschlüssig angepaßten Querschnitt verschieblich gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellelement (11, 14, 15) am federnden Außenteil des Gehäuses (1) angreifend angeordnet ist
2. 2. Reibrollengetriebe zum Umwanden einer Drehbewegung in eine Längsbewegung und umgekehrt mit einer rotierenden Welle und mindestens drei in je einem Außenring um seine Ringachse drehbeweglich gelagerten, unter einem Neigungswinkel zur Welle gehaltenen Reibringen, deren Bohrungsfläche· unter Einwirkung von die Außenringe gegen die Welle anstellende?, in einem Gehäuse eingebauten Anstellelenvnten an jeweils einer Berührungsstelle unter dem Neige -gswinkel auf der Welle abrollt, wobei die Neigungsachsen der Reibringe quer zur Wellenachse verlaufen und in einer gemeinsamen Ebene liegen und die Reibringe zum Erzielen eines gegenseitigen Kräftegleichgewichts zwischen Welle und Gehäuse zumindest zum Teil gegenseitig gegen die Welle angedrückt sind, wobei jeder Außenring in einer quer gerichteten, durch das Gehäuse hindurchgehenden öffnung mit einem konstanten, dem Querprofil des Außenringes formschlüssig angepaßten Querschnitt verschieblich gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anstellelement (11, 14, 15) aus einem elastisch kompressiblen Werkstoff hergestellt und von einem nicht federnden Außenteil (7) des Gehäuses (1) umschlossen ist
3. 3. Reibrollgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses mehrere Gehäuse (16,17,18,19,20, 21) mit jeweils weniger als drei öffnungen (22,23,24) aufweist
4. 4. Reibrollgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungsachse jedes Gehäuses (19,20,21) schwenkbar angeordnet ist.