DE318711C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine. Hin- und Herbewegung, wobei das drehende Organ aus zwei oder mehr je durch Schraubengewinde gebildeten Bahnen besteht und das hin und her gehende Organ zwei oder mehr mit diesen Bahnen in Eingriff stehende, mit Reibungsflächen versehene Muttern sowie einen in bezug auf die Bahnen längsverschiebbaren Teil mit entsprechenden Reibungsflächen umfaßt (siehe z. B. die britische Patentschrift 20408 v.J. 1911). Die bekannten Anordnungen dieser Art leiden an dem Übelstande, daß die Umkehr der Hin- und Herbewegung nicht selbsttätig, sondern mittels eines mit der Hand zu bedienenden Mechanismus erfolgt, was ihr

• Anwendungsgebiet außerordentlich beschränkt. Die Erfindung, welche eine selbsttätige Umkehr der Bewegung ermöglicht, besteht im wesentlichen darin; daß an den Enden der Bahnen mit den Muttern zusammenarbeitende, vorzugsweise verstellbar und unter Federdruck stehende Anschläge o. dgl. vorgesehen sind.

Um die selbsttätige Umkehr der Bewegung zu erleichtern und gewissermaßen in zwei Stufen erfolgen zu lassen, kann man die Vorrichtung gemäß der Erfindung derart ausführen, daß jede Mutter ein hierauf in achsialer Richtung verschiebbares, jedoch nicht drehbares Stück trägt und diese Stücke je eine mit einer entsprechenden Reibungsfläche des in bezug auf die Bahnen längsverschiebbäxen Teiles zusammenarbeitende Reibungsfläche besitzen, sowie eine zweite Reibungsfläche, welche mit einer entsprechen den Reibungsfläche auf dem anderen Stück zusammenarbeitet, derart, daßbei einer achsialen Bewegung eines dieser Stücke in bezug auf das andere die letzterwähnten Reibungsflächen miteinander in Berührung kommen, vordem die Kupplung dieser Stücke mit dem in bezug auf die Bahnen längsverschiebbären Teil gelöst bzw. wiederhergestellt wird.

In der Zeichnung ist: . '■

Fig. ι ein Schnitt des hin und her gehenden Organs eines gemäß der Erfindung <ein-•gerichteten Getriebes, , '■;;.

Fig. 2 ein Schnitt des hin und her gehenden Organs eines nach der Erfindung eingerichteten. Getriebes: mit darauf vorgesehenen Ölschirmen und verschiebbaren Büchsen auf den Muttern, wobei das aus einer Spindel mit übereinander geschnittenen Links- und Rechtsgewinden ,bestehende drehende Organ in der Ansicht dar- gestellt ist, \ ' f

Fig. 3 eine Ansicht eines vollständigen Getriebes nach der Erfindung, '

Fig. 4 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig· 3» wobei einige Teile fortgelassen sind.,

Fig. 5 ein Schnitt einer Einzelheit der Vorrichtung nach Fig. 3, :

Fig. 6 ein Schnitt nach A-B in Fig. 3- im größeren Maßstabe, . _: ■ . y

Fig. 7 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Pumpe, auf welche die Erfindung Anwendung gefunden hat,

Fig. 8 die Draufsicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, wobei drei gleichlaufende, in verschiedenen Richtungen drehende und nrt gleichgerichteten Schraubengewinden versehene Bahnen Anwendung gefunden haben, Fig. 9 ein wagerechter Schnitt des hin und

ίο her gehenden Organs der Vorrichtung nach Fig. 8 in größerem Maßstabe, und

Fig. io eine Vorderansicht der Einrichtung nach Fig. g.

Die Einrichtung nach Fig. ι umfaßt zwei Muttern 1 und 2 mit Links- bzw. Rechtsgewinde, welche auf einer nicht dargestellten Spindel mit entsprechenden übereinander geschnittenen Gewinden angeordnet sind. Die gegeneinander gerichteten Stirnflächen der

ao Muttern bilden Läufringe 3 bzw. 4, zwischen welchen eine Kugelreihe 5 liegt; weiter ist jede Mutter mit einem Reibungskonus 6 bzw. 7 versehen. Zwischen diesen Reibungskonen liegt ein R ng 8 mit entsprechenden Reibungskonen 9, 10 derart, daß, falls die Laufringe 3 und 4 beide mit den Kugeln 5 in Berührung sind und die Konen 6 und 9 einander treffen, zwischen den Konen 10 und 7 ein gewisser Spielraum verbleibt. Der Ring 8 besitzt zwei Zapfen ii, 12 mit Gleitschuhen 13, 14, welche durch eine nicht gezeichnete Gleitbahn geführt werden. Das Kugellager 3, 4,5 bildet natürlich keinen wesentlichen Konstruktionsteil.

Wird die die Muttern 1, 2 tragende Spindel z.B. mittels Elektromotors in Umdrehung versetzt, und liegen die Reibungskonen 6, 9 gegene'nander ged ückt, so wird die Mutter 1 daran verhindert, sich um die Spindel zu drehen, so daß sie sich· bei entsprechender Drehrichtung dieser Spindel über letztere nach rechts bewegt. Das Kugellager 3, 4, 5 überträgt diese achsiale Bewegung auf die Mutter 2, welche sich, nachdem zwischen den Reibungskonen 7 und 10 ein gewisser Raum· vorhanden ist, frei um die Schraubenspindel drehen kann.. Falls nun die Mutter 2 am Ende ihrer Bahn durch einen Anschlag angehalten wird, so wird der hie^rdurch auf diese Mutter nach links ausgeübte Druck durch das Kugellager 3,4,5 auf die Mutter 1 übertragen, wodurch der Drack zwischen den Schraubengängen der Spindel und denjenigen der Mutte,: i erhöht wird und folglich die Umfangskraft, welche die Mutter 1 zu drehen bestrebt ist, vergrößert . wird. Sobald diese Umfangskraft den konstanten Reibungswiderstand zwischen den Konen 6 und 9 überwindet, fängt der Konus 6 an in dem Konus 9 zu gleiten, wodurch die Mutter ι die Freiheit bekommt, der . Drehbewegung der Spindel zu folgen. _ Der Ring 8 und die damit verbundenen Organe werden infolge ihrer lebendigen Kraft die Bewegung nach rechts fortsetzen, bis die Reibungskonen 10 und 7 miteinander in Berührung kommen und die Mutter 2 folglich derart mit dem Ringe 8 gekuppelt wird, daß sie nicht länger an der Spindelumdrehung teilnehmen kann und sich dementsprechend nach links bewegen wird, wobei sie die Mutter ι freidrehend vor sich aus treibt. Dieses Spiel wiederholt sich am Ende des nächsten Hubes, weil auch hier ein geeigneter Anschlag vorgesehen ist, usw.

Die Abmessungen und die Konizität der Flächen 6, 7, 9 und 10 sollen natürlich von Fall zu Fall bestimmt werden.

Bei der Einrichtung nach Fig. 2 sind auf den Muttern ι und 2 Büchsen 15 bzw. 16 vorgesehen, und'! zwar derart, daß sie hierauf längsverschiebbar, jedoch nicht drehbar sind. Diese Büchsen besitzen Reibungskonen 6 bzw. 7, zusammenarbeitend mit entsprechenden Reibungskonen 9 bzw. 10 auf dem Ringe 8, und außerdem noch eine rechtwinklig zur Spindel 17 stehende Reibungsfläche 18 bzw. 19. Die Vorrichtung ist hierbei so getroffen, daß, falls die Büchse 16 sich aus der gezeichneten Lage in der Richtung der Büchse 15 bewegt, die Reibungsflächen 18, 19 miteinander in Berührung kommen, vordem die Reibungskonen 7 und 10 einander treffen.

Wenn die Büchse 16 am Ende der nach rechts gerichteten Bewegung angehalten wird, so verschiebt sie in bezug auf die Mutter 2 nach links, wodurch die Reibungsflächen 19 und 18 gegeneinandergepreßt werden. Infolgedessen wird ein Teil der in der Mutter 2 und der Büchse 16 aufgespeicherten Drehungsenergie in Reibung umgewandelt, wodurch ^x eine Umfangskraft entsteht, welche bestrebt ist, den Konus6 im Konus 9 gleiten zu lassen; sobald dies geschieht, können die Büchse 15 und die Mutter 1 der Drehbewegung der Mutter 2 folgen. Wird der Reibungskonus 7 mit genügender Kraft gegen den Ring 8 angepreßt, so wird er an der Weiterdrehung verhindert, so daß die Mutter 2 sich nach links bewegt, wobei sie die Mutter 1 mit den darauf angeordneten Teilen freidrehend vortreibt.

Die Spindel 17 mit den darauf vorgesehenen Muttern läßt man vorzugsweise im ölbade laufen. Mit Rücksicht darauf, daß der jeweils freidrehenden Mutter in diesem Bade ein erheblicher Widerstand geboten wird, sind auf dem Ringe 8 zwei kegelförmige Schirme 20 bzw. 21 angeordnet, welche die Büchsen 15 bzw. 16 eng umschließen, ohne dieselben jedoch zu berühren;. in diesen Schirmen befindet sich an der Oberseite eine Öfinung 22 bzw. 23, und zwar gegenüber dem größten Umfange des Reibungskonus .6 bzw. 7, welche hier mit einem scharfen Rande 24 bzw. 25 ver-

sehen ist. Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß die Muttern immer in Luft drehen, weil die geringe ölmenge, welche durch den Spalt zwischen den Schirmen 20, 21 und den Büchsen 15, 16 dringt, durch Schleuderwirkung sofort durch die öffnung 22, 23 herausbeför^ dert wird.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 bis 6 ist die Welle 26 eines Elektromotors 27 fest mit

.10 einer Spindel 17 mit Rechts- und Linksgegewinde gekuppelt; auf dieser Spindel, welche in einem ölkasten 28 läuft, ist eine. Vorrichtung nach Fig. 2 angeordnet. Der Ring 8 ist fest verbunden mit Zapfen 11, 12, welche mit Gleitschuhen 13, 14 durch in der Längsrichtung des Kastens 28 in diesem vorgesehene Gleitbahnen geführt werden und verbunden sind mit Schubstangen 29,, 30, die durch Stopfbüchsen 31, 32 aus dem Ölkasten aus-

ao ragen. Die Schubstangen können in beliebiger Weise mit dem Organ verbunden sein, welchem man die Hin-und Herbewegung erteilen will.

Auf der Spindel 17 sind Anschläge 34 bzw. 35 vorgesehen, welche je unter der Wirkung einer Schraubenfeder 36 bzw. 37 stehen. Diese Federn haben nicht nur die Aufgabe zu erfüllen, den Stoß bei der Bewegungsumkehr aufzunehmen, sondern auch bei ihrer Entspannung nach erfolgter Eindrückung die freidrehende Mutter mit Sicherheit gegen den Ring 8 anzupressen; dies ist namentlich dann erforderlich, wenn das hin und her gehende Organ (wie es z. B. bei Pumpen der Fall ist) nach der Entkupplung der treibenden Mutter nicht mehr genügend lebendige Kraft besitzt weiterzubewegen, bis der Ring 8 gegen die zweite Mutter anstößt.

Fig. 7 veranschaulicht ein vertikal aufgestelltes Getriebe nach der Erfindung; es wird hier der Kolben 38 einer Pumpe durch einen elektrischen Motor 27 mittels der beiden auf der Schraubenspindel 17 angeordneten Muttern ι und 2 angetrieben. Einer näheren Erklärung bedarf diese Figur nicht.

Bei' der Vorrichtung nach Fig. 8 bis 10 ist auf der Welle 26 eines elektrischen Motors 27 eine Spindel 39 befestigt, welche durch ein daraufgekeiltes, mit Stirnrädern 41, 42 auf Spindel 43, 44 in Eingriff stehendes Stirnrad 40 diese letzteren in einer ihrer eigenen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung in Umdrehung versetzt. Die drei gleichlaufenden Spindeln 39, 43, 44 besitzen gleichgerichtetes Gewinde und ragen durch Öffnungen in der Vorder- und Hinterwand eines kastenförmigen Körpers 45 aus, welcher wiederum mit Zapfen 11, 12 und mit durch Gleitbahnen geführten Gleitschuhen 13,14 versehen ist. Die Ränder der in Vorder- und. Hinterwand des Körpers 45 vorgesehenen öffnungen bilden konische Reibungsflächen, die mit den Reibungskonen der Muttern ι, τ^α und 2 auf den Spindeln ,44,43 bzw. 39 zusammenarbeiten. Im kastenförmigen Körper 45 liegt eine achsial darin verschiebbare Platte 46 zur Aufnahme der Laufringe der Druckkugellager, mittels welcher der achsiale Druck der Muttern zur einen Seite des Körpers 45 auf diejenige zur anderen Seite übertragen wird. Die Wirkung dieses Getriebes braucht wohl nicht näher erklärt zu werden. ' ,;,

Es ist einleuchtend, daß die Steigung der Schraubengänge bei einem Getriebe nach der Erfindung über, einer gewissen Grenze liegen soll, weil sonst die freidrehende Mutter einen zu großen Widerstand leisten bzw. selbstsperrend arbeiten würde. >'

Indem man die Steigung des Linksgewindes größer oder kleiner wählt als diejenige des Rechtsgewindes, oder indem man bei einer Einrichtung nach Fig. 8 die in der Uhrzeigerrichtung drehenden Spindeln schneller, laufen läßt als die entgegengesetzt zum Uhrzeiger drehenden, erreicht man, daß das hin und her gehende Organ bei seiner Bewegung, in dem einen Sinne schneller läuft als bei Bewegung im entgegengesetzten Sinne.: Weiter kann man durch Verstellung der Anschläge die Hublänge bzw. die Anzahl Hübe pro Zeiteinheit regulieren.

Obgleich die Anordnung von in der Zeichnung dargestellten Anschlägen auf der Schraubenspindel wohl das einfachste Mittel ist, die ' Kupplung bzw. die Entkupplung zwischen den Muttern 1 und 2 einerseits und dem Ringe 8 bzw. dem kastenförmigen Körper 46 anderseits selbsttätig zu bewirken, kann man selbstverständlich auch andere Hilfsmittel zu diesem Zwecke verwenden. So kann man das Ziel z. B. auch durch selbsttätiges Ein- und Ausschalten von Klauenkupplungen oder auf andere Weise erreichen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche :

1. Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung, wobei das drehende Organ aus zwei oder mehr je durch Schraubengewinde gebildeten Bahnen besteht und das hin und her gehende Organ zwei oder mehr mit diesen Bahnen in Eingriff stehende, mit Reibungsflächen versehene Muttern sowie einen in bezug auf¹ die Bahnen längsverschiebbaren Teil mit entsprechenden Reibungsflächen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß: an den Enden der Bahnen mit den Muttern zusammenarbeitende, gegebenenfalls verstellbare und federbelastete Anschläge vorgesehen sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mutter ein hier-

auf in achsialer Richtung verschiebbares, , jedoch nicht drehbares Stück trägt und diese Stücke je eine mit einer entsprechenden Reibungsfläche des in bezug auf die Bahnen längsverschiebbaren Teiles zusammenarbeitende Reibungsfläche besitzen, sowie eine zweite Reibungsfläche, welche mit einer entsprechenden Reibungsfläche auf dem anderen Stück zusammenarbeitet, derart, daß bei einer achsialen ^; Bewegung dieser Stücke. in bezug aufeinander die letzterwähnten Reibungsflächen einander berühren, vordem die Kupplung dieser Stücke mit dem in bezug auf die Bahnen längsverschiebbaren Teil gelöst bzw." wieder hergestellt wird. " \:

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.