DE3727370A1 - Vorrichtung zur umwandlung von bewegungen - Google Patents
Vorrichtung zur umwandlung von bewegungenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
- F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
- F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von
Bewegungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine solche Vorrichtung ist bereits durch die DE-OS 31 03 398
bekannt und wird als Betätigung für Scheibenbremsen verwendet.
Dabei sind Rampenflächen in beiden gegenüberliegenden
Maschinenteilen als vertiefte Rollbahnen für Kugeln
eingearbeitet. Die Maschinenteile sind bei der bekannten
Ausführung als Scheiben ausgeführt, wobei eine Relativdrehung
der Scheiben in eine axiale Bewegung umgesetzt wird. Am Umfang
der Druckscheiben sind mehrere Kugeln mit entsprechenden Rampen
angeordnet. Um alle Kugeln gemäß der festgelegten
Umfangsverteilung der Rampenflächen in entsprechender Position
zu halten, ist eine Käfigscheibe vorgesehen. Dadurch ist
mindestens theoretisch sichergestellt, daß alle am Umfang
verteilten Kugeln gleichmäßig tragen. Bei einseitiger Belastung,
insbesondere jedoch bei nicht belasteter Vorrichtung, muß jedoch
damit gerechnet werden, daß die präzise Teilungsposition der
schwächer oder überhaupt nicht belasteten Kugeln nicht mehr
gegeben ist. Bei erneuter Belastung wird über die Rampenflächen
eine starke radiale Verspannung der Druckscheiben bewirkt.
Weiterhin entsteht eine ungleichmäßige Lastverteilung auf die
Kugeln. Bei stärkerem Verschleiß der Führungsflächen der
Käfigtaschen nach längerer Betriebsdauer wird dieser nachteilige
Effekt noch verstärkt. Die genannten Nachteile ergeben sich in
gleicher Weise bei umgekehrter Betätigung der Vorrichtung und
insbesondere, wenn dabei die Rampenflächen stärker geneigt sind,
nämlich bei der Umwandlung einer linearen Bewegung in eine
Drehbewegung oder in eine davon in der Richtung abweichende
lineare Bewegung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die auch noch nach längerer
Betriebsdauer und bei ungleichmäßig angreifenden Belastungskräften
eine präzise positionierte Führung der Rollkörper gewährleistet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rollkörper über eine
Verzahnung mindestens mit einem der Maschinenteile direkt im
Eingriff stehend angeordnet sind.
Dabei weisen die Rollkörper beispielsweise eine ringförmige
oder bei eingeschränkter Drehbewegung eine nur teilringförmige
Verzahnung auf. Diese steht im Eingriff mit einer Verzahnung
entlang der Rampenfläche, so daß ausschließlich eine Rollbewegung
möglich ist. Die Verzahnung verhindert durch Formschluß jede
Gleitbewegung. Selbst bei unbelasteten Rollkörpern bleiben
diese durch die Verzahnung in ihrer Position. Eine gleichmäßige
Ausnutzung der gesamten Länge der Rampenflächen ist dabei
sichergestellt. Durch diese unter allen Bedingungen exakte
Positionierung aller Rollkörper zueinander und gegenüber
den Maschinenteilen haben ungleichmäßig angreifende
Belastungskräfte, toleranzbedingte Unregelmäßigkeiten der
Laufbahnen, Durchmesser, Rundheit etc. der Rollen bzw. der
Rampen oder eine vorübergehend unbelastete Vorrichtung
vorteilhafterweise keinen Einfluß auf die Funktionsfähigkeit.
Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung keine extrem
verschleißgefährdeten Stellen auf. Dadurch ergibt sich eine
universelle Anwendungsmöglichkeit selbst unter erschwerten
Betriebsbedingungen.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung sind die Rollkörper als
Rollen ausgeführt, weisen im Bereich ihrer axialen Enden eine
Mantelverzahnung auf und es sind beiderseits der Rampenflächen
deren Verlauf entsprechende Verzahnungselemente vorgesehen,
wobei die Mantelverzahnung einstückig mit den Rollen und die
Verzahnungselemente einstückig mit dem betreffenden Maschinenteil
ausgeführt sein können oder die Mantelverzahnung und/oder die
Verzahnungselemente sind als getrennt z. B. durch Spritzen oder
dgl. herstellbare Teile ausgeführt, wobei hier Elemente zur
formschlüssigen Verbindung vorgesehen sind.
Dabei wird jeweils ein schmaler Mantelbereich an beiden axialen
Enden der Rollen als Verzahnung d. h. als Zahnkranz ausgeführt.
Im erforderlichen Abstand flankieren weiterhin entsprechende
abgewickelte Verzahnungselemente z. B. gemäß einer Zahnstange
die Rampenflächen bzw. die Laufbahnen vorzugsweise an beiden
Maschinenteilen. Die dazwischenliegenden Laufbahnabschnitte
dienen allein der gewünschten Kraftübertragung bei der
Umwandlung der Bewegung, während die angrenzenden Verzahnungen
lediglich die Rollen in Position halten und deren synchronen
Ablauf erzwingen.
Die Anordnung kann beispielsweise durch in die Rollen bzw.
in die Maschinenelemente eingearbeitete Verzahnungen hergestellt
werden. Dabei bietet sich bei ausreichender Festigkeit für viele
Anwendungsfälle z. B. die Sintertechnik an, mit der in einfacher
Weise die Bauteile einstückig mit der Verzahnung hergestellt
werden können.
Bei Anwendungsfällen mit extremen Belastungen und absoluter
Zuverlässigkeit werden die Verzahnungselemente getrennt,
beispielsweise in Spritztechnik gefertigt und über
Formschlußelemente mit den Rollen bzw. den Maschinenteilen
verbunden.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung werden als Rollkörper
Kegelrollen verwendet, die durch einen an der radial äußeren
Stirnseite angeordneten Anlaufbord abgestützt sind, der
mindestens an einem der Maschinenteile angeordnet ist. Diese
Ausführung ist insbesondere für kompakte Vorrichtungen zur
Umwandlung von Drehbewegung in axiale Bewegung oder umgekehrt
vorgesehen. Die Rampenflächen können in diesem Fall
teilkreisförmig verlaufen, wobei der Kegelwinkel der Kegelrollen
so gewählt wird, daß automatisch eine kreisbogenförmige
Abwälzbewegung der Kegelrollen erfolgt. Der Anlaufbord sorgt für
eine gute Abstützung der Kegelrollen und verhindert ein
Abgleiten radial nach außen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind
die Rollkörper als Zahnrollen mit einer durchgehenden
Mantelverzahnung ausgeführt und jeweils die gesamte
Rampenfläche ist mit einer Verzahnung versehen. Die quer zur
Laufrichtung angeordnete Verzahnung erstreckt sich dabei
über die gesamte Laufbahn. Dies hat den Vorteil, daß die
Rollen aus einem entsprechenden Stangenprofil mit Verzahnung
hergestellt werden können. Zweckmäßigerweise wird eine
Verzahnungsart gewählt, die ein gleichmäßiges Abrollen bei
guter radialer Abstützung gestattet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders für
Betätigungsaggregate an Scheibenbremsen, auch als Aktuatoren
bekannt, wo eine Drehbewegung in eine lineare Zustellbewegung
der Bremsbeläge umgewandelt wird. Weiterhin bietet sie sich
als Schwenkeinrichtung für Spannvorrichtungen an, wo
beispielsweise eine axial wirkende Federkraft in eine
Drehbewegung zum automatischen Spannen von Treibriemen etc.
umgewandelt wird.
Dies sind jedoch lediglich bevorzugte Anwendungen. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist demgegenüber universell
einsetzbar.
Die Erfindung wird im folgenden an den in der Zeichnung
dargestellten Beispielen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Vorrichtung zur Umwandlung
einer drehenden in eine axiale Bewegung mit
Kegelrollen bei abgenommener Rampenscheibe,
Fig. 2 den teilweisen Schnitt entlang der Linien A-A
bzw. B-B nach Fig. 1 in abgewickelter Form und
Fig. 3 den teilweisen Querschnitt eines Spreizkeilgetriebes
mit Zahnrollen.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung dient zur Umwandlung
einer Drehbewegung in eine Axialbewegung, die durch Pfeile in
Fig. 2 dargestellt sind. Sie besteht aus zwei gleichen
Rampenscheiben 1, wovon eine in Fig. 1 abgenommen ist und drei
um 120°C versetzten Kegelrollen 2. Diese rollen auf axial
rampenförmig geneigten Laufbahnplatten 3, die darüber hinaus
Ringabschnitte bilden und in entsprechende Ausnehmungen der
Rampenscheiben 1 eingesetzt sind. Diese Anordnung geht aus
Fig. 2 unten hervor, wo der Umfangsschnitt entlang der Linie
A-A gemäß Fig. 1 in abgewickelter Form dargestellt ist. Die
radiale Breite der Laufbahnplatten 3 ist der wirksamen Breite
des Laufbahnabschnittes 4 der Kegelrollen 2 angepaßt und gemäß
dem Kegelwinkel der Kegelrollen 2 axial geneigt. Dies ist in
Fig. 2 der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt. Beiderseits
der Laufbahnplatten 3 sind jeweils an deren Verlauf angepaßte
Verzahnungselemente 5 vorgesehen, die sich in der Seitenansicht
nach Fig. 1 kreisförmig darstellen.
In Fig. 2 oben ist der axial geneigte Verlauf der
Verzahnungselemente 5 in der dort beschriebenen Rampenscheibe 1
dargestellt und bildet den Umfangsschnitt entlang der Linie
B-B nach Fig. 1 ebenfalls in abgewickelter Form. Die sich
radial dahinter anschließende Laufbahnplatte in Fig. 2 oben
und das radial innen liegende Verzahnungselement in Fig. 2
oben und unten sind der besseren Übersicht wegen weggelassen.
Die beiden Rampenscheiben 1 sind beispielsweise in Gießtechnik
aus Metall hergestellt, während die Laufbahnplatten 3 aus
gehärtetem Wälzlagerstahl bestehen. Die Verzahnungen sind
gleichzeitig beim Gießen eingeformt. Die Kegelrollen 2
bestehen ebenfalls aus gehärtetem Wälzlagerstahl und sind
an ihren axialen Enden mit Zahnringen 6 versehen, die der
Verzahnung der Rampenscheiben 1 angepaßt sind und mit diesen
ein präzises Kämmen bewirken. Die Zahnringe 6 sind in
irgendeiner bekannten Weise, beispielsweise mittels einer
groben Rändelung, formschlüssig gegen Verdrehen mit den
Kegelrollen 2 verbunden. Sie sind ebenfalls in Gießtechnik
hergestellt. Der Kegelwinkel der Kegelrollen 2 bzw. die
radiale Neigung der Laufbahnplatten 3 ist so gewählt, daß
bei Drehbewegung zwischen den Rampenscheiben 1 ein Abrollen
auf dem Teilkreis der Laufbahnplatten 3 erfolgt. Zahnringe
6 und Verzahnungselemente 5 bewirken eine präzise Positionierung
der Kegelrollen 2 relativ zueinander und ein zwangssynchrones
Abrollen ohne Gleiten, wobei die Axialkräfte ausschließlich
von den Laufbahnplatten 3 und dem Laufbahnabschnitt 4 der
Kegelrollen 2 zwischen den Zahnringen 6 aufgenommen werden.
Damit die Kegelrollen 2 auch radial in ihrer Position bleiben,
ist ein mit der Rampenscheibe 1 verbundener, die Kegelrollen an
der Stirnseite abstützender Anlaufbord 12 vorgesehen. Die
dargestellte Vorrichtung läßt sich insbesondere bei etwas
stärker axial geneigten Laufbahnplatten 3 auch umgekehrt
zur Umwandlung einer Axial- in eine Drehbewegung verwenden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Spreizkeilgetriebe wird eine
lineare Bewegung des Spreizkeiles 8 in eine um 90° versetzte,
linear gegenläufige Spreizbewegung umgewandelt. Die
Bewegungsrichtungen sind durch Pfeile dargestellt. Zwischen
den Druckplatten 9 und dem Spreizkeil 8 sind im wesentlichen
zylindrische Zahnrollen 10 angeordnet, die mit entsprechenden
linearen Verzahnungen 11 an den geneigten Flächen von
Spreizkeil 8 und Druckplatten 9 kämmen. Die Zahnrollen 10 sind
bei diesem Beispiel axial durchgehend verzahnt und aus
entsprechendem Stangenmaterial hergestellt. Das gleiche
trifft sinngemäß für Spreizkeil 8 und Druckplatten 9 zu.
Durch die Neigung der Rampenflächen, Druckplatten bzw.
geneigten Flächen mit Verzahnung läßt sich bei beiden
Beispielen die Kraftübersetzung bzw. die Wegübersetzung
vorbestimmen.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Umwandlung einer Linearbewegung in eine
davon in der Richtung abweichende Bewegung, insbesondere
in eine Drehbewegung, oder umgekehrt, bestehend aus zwei
relativ zueinander beweglichen Maschinenteilen (1, 9) mit
mindestens an einem davon angeordneten, in einem spitzen
Winkel zur Bewegungsrichtung der Maschinenteile (1, 9)
geneigten Rampenflächen und aus zwischen den Maschinenteilen
(1, 9) entlang der Rampenflächen bewegbar geführten
Rollkörpern (2, 10), dadurch gekennzeichnet, daß die
Rollkörper (2, 10) über eine Verzahnung mindestens mit
einem der Maschinenteile (1, 9) direkt im Eingriff stehend
angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rollkörper als Rollen (2) ausgeführt sind, im Bereich
ihrer axialen Enden eine Mantelverzahnung (6) aufweisen,
und daß beiderseits der Rampenflächen deren Verlauf
entsprechende Verzahnungselemente (5) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mantelverbindung einstückig mit den Rollen (10) und
die Verzahnungselemente (5) einstückig mit dem betreffenden
Maschinenteil (1, 9) ausgeführt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mantelverzahnung (6) und/oder die Verzahnungselemente
(5) als getrennt herstellbare Teile ausgeführt und Elemente
(7) zur formschlüssigen Verbindung vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet
durch die Verwendung von Kegelrollen (2) und durch einen
diese an der radial äußeren Stirnseite abstützenden
Anlaufbord (12) an mindestens einem der Maschinenteile (1, 9).
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 3 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rollkörper als Zahnrollen (10)
mit einer durchgehenden Mantelverzahnung ausgeführt sind
und jeweils die gesamte Rampenfläche eine Verzahnung (11)
aufweist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet
durch die Verwendung als Betätigungsaggregat für
Scheibenbremsen.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet
durch die Verwendung als federvorgespannte Schwenkeinrichtung
bei Spannvorrichtungen für Treibriemen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873727370 DE3727370A1 (de) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | Vorrichtung zur umwandlung von bewegungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873727370 DE3727370A1 (de) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | Vorrichtung zur umwandlung von bewegungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3727370A1 true DE3727370A1 (de) | 1989-03-02 |
Family
ID=6333907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873727370 Withdrawn DE3727370A1 (de) | 1987-08-17 | 1987-08-17 | Vorrichtung zur umwandlung von bewegungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3727370A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0644357A1 (de) * | 1993-09-18 | 1995-03-22 | Lucas Industries Public Limited Company | Getriebeanordnung zur Umwandlung einer Bewegung zwischen geradlinig und drehend |
DE19702224A1 (de) * | 1997-01-23 | 1998-08-06 | Hubert Dipl Ing Taubert | Treibelement-Anordnung |
DE202004011409U1 (de) * | 2004-07-21 | 2005-12-22 | Dr. Hahn Gmbh & Co. Kg | Verstell- und Ausgleichselement |
-
1987
- 1987-08-17 DE DE19873727370 patent/DE3727370A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0644357A1 (de) * | 1993-09-18 | 1995-03-22 | Lucas Industries Public Limited Company | Getriebeanordnung zur Umwandlung einer Bewegung zwischen geradlinig und drehend |
US5499549A (en) * | 1993-09-18 | 1996-03-19 | Lucas Industries Public Limited Company | Gear arrangement |
DE19702224A1 (de) * | 1997-01-23 | 1998-08-06 | Hubert Dipl Ing Taubert | Treibelement-Anordnung |
DE19702224C2 (de) * | 1997-01-23 | 2002-04-18 | Hubert Taubert | Getriebe zum Betätigen bzw. Einstellen von Mechanikkomponenten |
DE202004011409U1 (de) * | 2004-07-21 | 2005-12-22 | Dr. Hahn Gmbh & Co. Kg | Verstell- und Ausgleichselement |
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