DE3539089A1 - Mechanism for converting a rotary motion into a translational motion - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit den Merkma len des Oberbegriffes des Anspruches 1.The invention relates to a transmission with the Merkma len of the preamble of claim 1.
In dem Hauptpatent DE-PS 34 19 477 ist ein Getriebe dieser Art beschrieben, bei dem aufgrund eines Verzahnungs eingriffes der beiden Stränge sowohl Schub- als auch Zug kräfte formschlüssig übertragen werden können. Die Verbin dung der pro Strang in einer Reihe hintereinander angeord neten Abschnitte soll dabei nur deren Führung und nicht der Kraftübertragung dienen. Für eine solche Verbindung sind verschiedene Beispiele angegeben; durch entsprechend be nachbarte, einander überlappende Teilbereiche der Abschnit te geführte Scharnierachsen, gelenkige Verbindungen zwi schen den Abschnitten ohne eigenständige Achsen in Form so genannter Schnapp-Scharniere oder aber auch durch Aufkleben auf ein in Stranglängsrichtung durchgehendes Band, das der Verzahnungsseite der Abschnitte gegenüberliegt. Es ist auch bekannt - DE-AS 21 62 983 - die Abschnitte auf ein flexib les Stahlband durch Nietverbindungen aufzubringen.In the main patent DE-PS 34 19 477 is a transmission described in this way, due to a toothing engagement of the two strands both push and pull forces can be transferred positively. The verb of the per strand arranged in a row in a row Neten sections should only their leadership and not the Power transmission serve. Are for such a connection given various examples; by be accordingly neighboring, overlapping sections of the section te guided hinge axes, articulated connections between sections without independent axes in the form above called snap hinges or by gluing on a continuous belt in the longitudinal direction, which the Tooth side of the sections is opposite. It is also known - DE-AS 21 62 983 - the sections on a flexible Apply the steel tape using riveted joints.
Diese Verbindungen sind kompliziert und aufwendig; betrach tet man sie unter dem Gesichtspunkt einer gewissen Zugbe lastung, so erweisen sie sich als unvorteilhaft:These connections are complicated and expensive; consider one looks at them from the point of view of a certain train burden, they prove to be disadvantageous:
Während bei der Druckbelastung die Kräfte praktisch entlang eines über die Verzahnungen gelegten geradlinigen Vektors verlaufen, müssen bei Zugbelastung die Kräfte unter Scher beanspruchung auf die Verzahnungszähne durch den Körper der Abschnitte geführt werden, der außerhalb der Verzahnung liegt. Aufgrund des immer vorhandenen Spiels zwischen den Verzahnungseingriffen der Abschnitte sind Zugbelastungen der Verbindung zwischen den Abschnitten je nach Ausführung dieser Verbindung mehr oder weniger unvermeidlich. Bei durch entsprechend überlappend angeordneten Teilbereichen der Abschnitte geführten Achsen tritt eine entsprechende Lagerbelastung auf, die Schnapp-Scharniere geben entspre chend nach und die Verbindung über in Stranglängsrichtung durchgehende Bänder hat den Nachteil, daß die über die im Eingriffsbereich zwischen den Abschnitten befindliche Schnecken-Gewindeausbildung eingeleiteten Zugkräfte einen verhältnismäßig großen Hebelarm zu den Bändern aufweisen, so daß die Abschnitte unter einem entsprechend hohen Dreh moment dazu tendieren, sich quer zu der Führung in diesem Bereich zu versetzen, woraus eine entsprechend hohe Reibbe lastung in diesem Führungsbereich resultiert.While the pressure practically along the forces of a straight line vector placed over the toothing the forces must be sheared under tensile loads stress on the teeth by the body of the Sections are made of outside the gearing lies. Because of the always existing game between the Gearing engagements of the sections are tensile loads the connection between the sections depending on the version this connection more or less inevitable. At through correspondingly overlapping partial areas of the sections guided axes occurs a corresponding one Bearing load, the snap hinges correspond after and the connection over in the longitudinal direction continuous bands has the disadvantage that the over the in Area of engagement between the sections Screw thread formation initiated tensile forces have relatively large lever arm to the bands, so that the sections under a correspondingly high rotation moment tend to cross the lead in this Area to move, resulting in a correspondingly high friction burden results in this management area.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen den Abschnitten eines jeden der beiden Stränge herstellungstechnisch zu vereinfachen und zugleich so aus zubilden, daß die Zugkraftübertragung nach Größenordnung und Reibwiderstandsanfall verbessert wird.The invention has for its object the connection between the sections of each of the two strands to simplify manufacturing technology and at the same time look like this form that the tractive power transmission by order of magnitude and frictional resistance is improved.
Ausgehend von einem Getriebe mit den Merkmalen des Oberbe griffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.Starting from a gearbox with the characteristics of the Oberbe handle of claim 1, this object is inventively solved by its characteristic features.
Erfindungsgemäß werden die in Reihe angeordneten Abschnitte eines jeden der beiden Stränge mit Hilfe eines in Strang richtung durchgehend angeordneten hoch flexiblen und hoch zugbelastbar längenstabilen Gebildes, wie eines Drahtsei les, miteinander verbunden, das durch die Körper der Ab schnitte hindurchgeführt wird. Sollten die Abschnitte bei spielsweise aus einem Metall bestehen, so wäre eine ent sprechende Langlochbohrung vorzusehen, durch die das Draht seil hindurchgeführt und mit Hilfe eines Lotes an den Ab schnitten festgelegt wird. In besonders bevorzugter Ausfüh rung werden jedoch die Abschnitte aus einem Kunststoff her gestellt, der um die Seile herum gepreßt, gespritzt oder gegossen ausgeformt wird. Dies resultiert zum einen in ei ner wesentlich einfacheren, kostensparenden Herstellung und schafft überdies die Möglichkeit, das Verbindungsgebilde, insbesondere das Drahtseil, im Nahbereich der Gewindeaus bildung und/oder auch der Verzahnung anzuordnen, so daß zum einen der Hebelarm zwischen dem krafteinleitenden Angriff der Schnecke an der Gewindeausbildung und dem Verbindungs gebildete verringert wird und zum anderen die Scherbe lastung zwischen den Verzahnungseingriffen bei Zugbelastung der Abschnitte herabgesetzt werden kann. Damit wird es mög lich, die Zugbelastbarkeit des Getriebes derjenigen der Schubbelastbarkeit anzugleichen, ohne daß die Werkstoff festigkeit, die für die maximale Druckbelastung ausreichend ist, für eine entsprechend hohe Zugbelastung und damit Scherkrafteinleitung in die Zähne der Verzahnung entspre chend höherwertig ausgebildet werden muß.According to the invention, the sections arranged in series each of the two strands with the help of one in strand direction continuously arranged highly flexible and high tensile, length-stable structure, like a wire egg les, connected by the body of the Ab cuts are made. Should the sections at consist of a metal, for example, would be an ent talking slotted hole through which the wire led through and with the help of a plumb bob to the ab cut is set. In a particularly preferred embodiment tion, however, the sections are made of a plastic put, pressed or sprayed around the ropes cast is molded. On the one hand, this results in egg ner much simpler, cost-saving production and also creates the possibility of the connection structure, especially the wire rope, in the vicinity of the thread to arrange education and / or the toothing, so that to one of the lever arm between the force-launching attack the screw on the thread formation and the connection formed is reduced and secondly the shard load between the gear interventions under tensile load the sections can be reduced. This will make it possible Lich, the tensile strength of the transmission of those of Shear resilience to adjust without the material strength sufficient for the maximum pressure load is for a correspondingly high tensile load and thus Apply the shear force to the teeth of the toothing accordingly higher education must be trained.
Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen den Abschnitten kann sich auf ein Verbindungsgebilde bzw. ein Drahtseil be schränken, das nicht notwendig quer zur Führungsrichtung gesehen symmetrisch zum Körper der Abschnitte angeordnet werden muß. Es können auch zwei Drahtseile in Parallelan ordnung pro Strang vorgesehen werden, die dann räumlich günstig in den beiden Eckbereichen zwischen den Gewindeaus bildungen, den Verzahnungen und den an der Führung angrei fenden Führungsflächen der Abschnitte anzuordnen sind.The connection between the sections according to the invention can be on a connecting structure or a wire rope limit that not necessarily across the direction of guidance seen symmetrical to the body of the sections must become. You can also use two wire ropes in parallel order are provided per strand, which is then spatially favorable in the two corner areas between the threads formations, the gears and those at the leadership guiding surfaces of the sections are to be arranged.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit dem in der Zeich nung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel, auf das besonders Bezug genommen wird und dessen nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert.Advantageous embodiments of the invention result from the subclaims in connection with the in the drawing voltage reproduced embodiment, in particular Reference is made and its description below the invention explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Prinzip-Querschnitts-Darstellung des Getriebes; Figure 1 is a schematic cross-sectional representation of the transmission.
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung im Bereich der Führung; Figure 2 is a cross-sectional representation in the region of the guide.
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Verbindung der Ab schnitte eines Stranges der Bewegungsübertra gungseinrichtung mit zwei parallel geführten Drahtseilen. Fig. 3 shows an embodiment of the connection of the sections from a strand of the motion transmission device with two parallel wire cables.
In Fig. 1 ist ein Antriebsmotor 1 dargestellt, dessen Ab triebswelle 11 über eine Kupplung, die bei 3 schematisch angedeutet gelagert ist, in einer Schnecke 4 mündet. Diese Schnecke greift in ein entsprechendes Schraubengewinde ein, das jeweils zur Hälfte in Abschnitten 14 von zwei Strängen 7 und 8 eines insgesamt mit 5 bezeichneten Bewegungsüber tragungsgliedes eingreift. Dieses Bewegungsübertragungs glied 5 wird geradlinig in einer abgebrochen dargestellten Führung 6 geführt. Die Stränge 7 und 8 des Bewegungsüber tragungsgliedes 5 werden vor dem Eingriffsbereich mit der Schnecke 4 durch Leitflächen zwangsläufig zusammengeführt. Der Strang 7 wird andeutungsweise bei 18 in einer Trommel gespeichert, der Strang 8 wird - hier zur Demonstration - in einem Speicher parallel zur Führung 6 aufgenommen.In Fig. 1, a drive motor 1 is shown, from the drive shaft 11 via a clutch, which is schematically indicated at 3 , opens into a worm 4 . This worm engages in a corresponding screw thread, which engages half in sections 14 of two strands 7 and 8 of a total of 5 movement transmission member. This motion transmission member 5 is guided in a straight line in a broken guide 6 shown . The strands 7 and 8 of the motion transmission member 5 are inevitably brought together by guide surfaces before the engagement area with the screw 4 . The strand 7 is hinted at 18 in a drum, the strand 8 - here for demonstration - is recorded in a memory parallel to the guide 6 .
Die Abschnitte 14 eines jeden Stranges 7 bzw. 8 des Bewe gungsübertragungsgliedes 5 sind an den einander zugewand ten Flachen mit einer Verzahnung 9 versehen, die im Aus führungsbeispiel trapezförmig wiedergegeben ist. Diese Ver zahnung 9 wird jedoch beispielsweise so gewählt, daß der formschlüssige Eingriff hinsichtlich der Kraftübertragung in Richtung der Führung 6 praktisch keine quer zur Füh rungslängsrichtung verlaufende Kraftkomponente erzeugt. Dies läßt sich mühelos mit einer Evolventenverzahnung oder dergleichen erreichen.The sections 14 of each strand 7 and 8 of the movement transmission member 5 are provided on the mutually facing surfaces with a toothing 9 , which is shown trapezoidal in the exemplary embodiment. This Ver toothing 9 is, for example, chosen so that the positive engagement with regard to the transmission of force in the direction of the guide 6 produces practically no transverse to the longitudinal direction Füh force component. This can be easily achieved with involute teeth or the like.
Die Führung 6 weist einen Längsschlitz 12 auf, durch wel chen ein Schleppglied oder dergleichen hindurchgeführt ist, das die Verbindung zwischen dem dem Antriebsmotor abgewand ten Ende des Bewegungsübertragungsgliedes 5 und einem in Richtung der Führung 6 mitzunehmenden Gegenstand, insbeson dere einem Einblatt-Überkopf-Torblatt, herstellt.The guide 6 has a longitudinal slot 12 through which a towing member or the like is passed, which connects the connection between the drive motor th end of the motion transmission member 5 and an object to be taken in the direction of the guide 6 , in particular a single-leaf overhead door leaf , manufactures.
Im Bereich der Schnecke 4 bzw. deren der Motorwelle 11 zu gewandten Ende werden die Stränge 7 und 8 des Bewegungs gliedes 5 voneinander entfernt geführt und gespeichert. Auf diese Weise wird eine platzsparende Anordnung der gesamten Antriebseinrichtung erreicht.In the area of the screw 4 or the end facing the motor shaft 11 , the strands 7 and 8 of the movement member 5 are guided and stored away from each other. In this way, a space-saving arrangement of the entire drive device is achieved.
Aufgrund des hohen Untersetzungsverhältnisses zwischen der Schnecke 4 und dem der Schnecke angepaßten Schraubengewin de 10, das sich jeweils zur Hälfte in den Abschnitten 14 des Stranges 7 und denjenigen des Stranges 8 des Bewegungs übertragungsgliedes 5 befindet, ist ein weiteres Unterset zungsgetriebe nicht erforderlich. Diese Antriebseinrichtung ist damit besonders preiswert herzustellen. Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß ein sich bei Auftreten eines Hin dernisses in der Bewegungsbahn des mit dem Bewegungsglied 5 bewegten Gegenstandes auftretender Widerstand in einer zusätzlichen Axialbelastung der Schnecke und damit der Mo torwelle 11 äußert, was zur Ab- bzw. Umschaltung der Dreh richtung des Antriebsmotors 1 ausgenutzt werden kann, bei spielsweise dadurch, daß der Motor selbst gegen einen ela stischen Widerstand versetzbar gelagert ist.Due to the high reduction ratio between the screw 4 and the screw thread adapted de 10 , which is half in the sections 14 of the strand 7 and those of the strand 8 of the motion transmission member 5 , a further reduction gear is not required. This drive device is thus particularly inexpensive to manufacture. In addition, there is the advantage that when an obstacle occurs in the path of movement of the object moved with the movement member 5 , resistance occurs in an additional axial load on the screw and thus on the motor tor shaft 11 , which results in switching off or switching over the rotation Direction of the drive motor 1 can be used, for example, in that the motor itself is displaceably mounted against an elastic resistance.
Es ist ohne weiteres verständlich, daß aufgrund der Verzah nung 9, über die die Abschnitte 14 der Stränge 7 und 8 der Bewegungsübertragungseinrichtung 5 ineinandergreifen, eine Zug- und Druckbelastung übertragen werden kann. Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind die Abschnitte 14 der Strän ge 7 und 8 derart gegeneinander versetzt angeordnet, daß jeweils ein Abschnitt 14 beispielsweise des Stranges 7 zwei benachbarte Abschnitte 14 des Stranges 8 überbrückend ver bindet. Damit wird erreicht, daß Zug- und Druckkräfte form schlüssig über die Verzahnung der Abschnitte 14 übertragen werden. It is readily understandable that due to the toothing 9 , over which the sections 14 of the strands 7 and 8 of the motion transmission device 5 interlock, a tensile and compressive load can be transmitted. As the drawing shows, the sections 14 of the strands 7 and 8 are arranged offset from one another such that a section 14 of the strand 7, for example, binds two adjacent sections 14 of the strand 8 bridging ver. This ensures that tensile and compressive forces are positively transmitted via the teeth of the sections 14 .
Die Fig. 2 und 3 zeigen - in Fig. 1 weggelassen - ein Ausführungsbeispiel der hier getroffenen, besonderen Art der Verbindung der in jedem der Stränge 7 und 8 der Bewe gungsübertragungseinrichtung 5 vorgesehenen Abschnitte 14. Innerhalb eines jeden der Abschnitte eines Stranges 7 bzw. 8 sind zwei parallel in Längsrichtung des Stranges verlau fende Drahtseile 19 und 20 angeordnet, die in den Körper der Abschnitte 14 außerhalb der Verzahnung 9 und der Gewin deausbildung 10 eingelagert sind, vorzugsweise im Nahbe reich der Verzahnung 9 und der Gewindeausbildung 10, um da mit zum einen die über die Gewindeausbildung 10 von der Schnecke 4 bzw. dem Antriebsmotor 1 eingeleiteten Zugkräfte mit geringem Hebelarm mit übernehmen zu können und zum an deren die bei Zugbelastung über die Verzahnung 9 in den Körper der Abschnitte 14 eingeleiteten Kräfte mit zu über tragen. Durch die längenstabile Zugbelastbarkeit der Draht seile wird insbesondere eine spielbedingte Belastung der Verzahnung 9 in Zugrichtung abgefangen bzw. der über die Verzahnung 9 eingeleiteten Zugkraft im Körperbereich der Abschnitte 14 ein besonders widerstandsfähiger Weg geboten, so daß die Werkstoffeigenschaft der Abschnitte 14 nach der Belastung bei Übertragung von Druckkräften bemessen werden kann, während die Scherbeanspruchung der Verzahnungszähne herabgesetzt wird. Figs. 2 and 3 show - in Figure 1 omitted -. An embodiment of the made here, special type of connection in each of the strands 7 and 8 of BEWE supply transfer means 5 provided portions 14. Within each of the sections of a strand 7 and 8 are two parallel in the longitudinal direction of the strand duri fende wire ropes 19 and 20 are arranged, which are stored in the body of the sections 14 outside the teeth 9 and the thread training 10 , preferably in the vicinity of the Teeth 9 and the thread formation 10 , to be able to take over the tensile forces introduced by the worm 4 or the drive motor 1 via the thread formation 10 with a small lever arm, and to which the tensile stress via the toothing 9 into the body of the Sections 14 initiated forces to carry over. Due to the length-stable tensile strength of the wire ropes, a play-related load on the toothing 9 is intercepted in the pulling direction or the tensile force introduced via the toothing 9 in the body area of the sections 14 offers a particularly resistant path, so that the material property of the sections 14 after the load during transmission can be measured by compressive forces while the shear stress of the toothing teeth is reduced.
Es kann grundsätzlich pro Strang 7 oder 8 ein einziges Drahtseil genügen, das dann vorzugsweise in dem zwischen der Gewindeausbildung 10 und der der Verzahnung 9 gegen überliegenden Führungsfläche der Abschnitte 14 anzuordnen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei paral lel verlaufende Drahtseile 19 und 20 vorgesehen, deren je des in einem der Eckbereiche der Abschnitte 14 verläuft, die zwischen der Gewindeausbildung 10, der Führung 6 und der Verzahnung 9 gebildet sind, wie dies Fig. 2 veran schaulicht. In principle, a single wire rope can suffice for each strand 7 or 8 , which is then preferably to be arranged in that between the thread formation 10 and that of the toothing 9 opposite guide surface of the sections 14 . In the illustrated embodiment, two parallel wire ropes 19 and 20 are provided, each of which runs in one of the corner regions of the sections 14 , which are formed between the thread formation 10 , the guide 6 and the toothing 9 , as illustrated in FIG. 2.
Hier befinden sich die Drahtseile 19 und 20 in einem Mate rial-Überschußbereich der Abschnitte 14 und zugleich im Nahbereich der Gewindeausbildung 10 zur Verringerung des auf die Abschnitte 14 durch die Krafteinleitung bei 10 aus geübten Kippmomentes und im Nahbereich der Verzahnung 9 zur Aufnahme von über die Verzahnung in den Körper der Ab schnitte 14 eingeleiteten Zugbelastungen.Here are the wire ropes 19 and 20 in a mate rial excess area of the sections 14 and at the same time in the vicinity of the thread formation 10 to reduce the sections 14 by the force application at 10 from the tilting moment practiced and in the vicinity of the toothing 9 for receiving over the Gearing in the body from the sections 14 initiated tensile loads.
Auf diese Weise werden die Abschnitte hinsichtlich der Zug belastung ihres Werkstoffes entlastet, die Drahtseile bil den eine Verstärkungseinlage für die Abschnitte 14, die praktisch nur bei Zugbelastung wirksam ist; die Größe des auf die Abschnitte 14 durch die Schnecke 4 hinsichtlich der Verbindung ausgeübten Drehmomentes und damit die Reibkraft zwischen den Abschnitten 14 und der Führung 6 wird herabge setzt.In this way, the sections are relieved of the tensile load of their material, the wire ropes bil a reinforcing insert for the sections 14 , which is practically only effective under tensile load; the magnitude of the torque exerted on the sections 14 by the screw 4 with regard to the connection and thus the frictional force between the sections 14 and the guide 6 is reduced.
Claims (8)
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