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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Betätigungsvorrichtungen,
die es erlauben, mindestens zwei Organe eines Geräts oder
einer Maschine zueinander in einer Richtung zu verschieben.
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Es
sind weitgehend Betätigungsvorrichtungen
mit Schraube und Mutter bekannt, deren Gewinde mittels rollender
Elemente wie Kugeln oder Rollen in direktem oder indirektem Eingriff
stehen. Wenn die Schraube bezüglich
der Mutter in Drehung versetzt wird oder umgekehrt, verschieben
sich die Stange oder die Mutter gemäß ihrer Längsrichtung zueinander, wodurch
sie eine relative Verschiebung der zu betätigenden Organe erzeugen.
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Es
kann vorkommen, dass der Betriebszustand der obigen Betriebsvorrichtungen
sich bis zu einem solchen Punkt verschlechtert, dass das Antriebsmoment
nicht mehr in der Lage ist, die Betätigung der Organe zu bewirken,
wobei der ungünstigste
Fall zu einer totalen Blockierung der Betätigungsvorrichtung führt.
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Die
Druckschrift
DE 19 711 773 beschreibt eine
Betätigungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Wenn
die zu betätigenden
Organen zu einem Gerät
oder zu einer Maschine gehören,
deren Betrieb oder Benutzung Gefahren aufweist, stellt eine Beschädigung der
erwähnten
Betätigungsvorrichtungen
einen großen
Nachteil dar.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Betätigungsvorrichtung anzubieten,
die es insbesondere ermöglicht,
solche Gefahren zu verringern.
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Die
erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung
weist auf: eine Längsstange,
eine Zwischenhülse,
die koaxial zu der und um die Stange herum angeordnet ist, eine
Außenhülse, die
koaxial zur Stange und um die Zwischenhülse herum angeordnet ist, innere
Verbindungsmittel mit Gewinde, die es ermöglichen, die Längsstange
und die Zwischenhülse
zu verbinden, und die geeignet sind, um eine axiale Bewegung der
einen bezüglich
der anderen zu erzeugen, wobei äußere Verbindungsmittel
mit Gewinde es ermöglichen,
die Zwischenhülse
und die Außenhülse zu verbinden,
und die geeignet sind, um eine axiale Bewegung der einen bezüglich der
anderen zu erzeugen, wobei die inneren Verbindungsmittel innere
rollende Elemente aufweisen, die einerseits mit dem Außengewinde
der Stange und mit dem Innengewinde der Zwischenhülse in Eingriff
sind, und/oder die äußeren Verbindungsmittel äußere rollende
Elemente aufweisen, die einerseits mit dem Außengewinde der Zwischenhülse und
dem Innengewinde der Außenhülse in Eingriff
sind.
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Erfindungsgemäß kann die
Betätigungsvorrichtung
vorteilhafterweise Koppelmittel aufweisen, die es ermöglichen,
selektiv die Stange und die Zwischenhülse oder die Zwischenhülse und
die Außenhülse in Drehung
zu verbinden.
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Erfindungsgemäß sind die
Koppelmittel vorzugsweise so, dass für eine gegebene zu übertragende
axiale Kraft ein erstes der Verbindungsmittel arbeitet und das zweite
nicht arbeitet oder blockiert ist, und dass, wenn das Eingangs-
oder Antriebsdrehmoment, das an die Stange oder die Außenhülse angewendet
wird, einen von der zu übertragenden Kraft
abhängigen
Schwellwert überschreitet,
das zweite der Verbindungsmittel arbeitet und das erste der Verbindungsmittel
nicht arbeitet oder blockiert ist.
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Erfindungsgemäß können die
inneren Verbindungsmittel vorteilhafterweise die inneren rollenden
Elemente aufweisen, und die äußeren Verbindungsmittel
können vorteilhafterweise
ein Außengewinde
der Zwischenhülse
und ein Innengewinde der Außenhülse in Eingriff
miteinander aufweisen.
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Erfindungsgemäß weisen
die äußeren Verbindungsmittel
die äußeren rollenden
Elemente auf, und die inneren Verbindungselemente können vorteilhafterweise
ein Außengewinde
der Längsstange und
ein Innengewinde der Zwischenhülse
in Eingriff miteinander aufweisen.
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Erfindungsgemäß können die
inneren Verbindungsmittel vorteilhafterweise die inneren rollenden
Elemente aufweisen, und die äußeren Verbindungsmittel
können
vorteilhafterweise die äußeren rollenden
Elemente aufweisen.
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Erfindungsgemäß können die
inneren rollenden Elemente und/oder die äußeren rollenden Elemente vorteilhafterweise
Kugeln aufweisen, die zwischen einem Innengewinde und einem Außengewinde
angeordnet sind, wobei Mittel vorgesehen sind, um diese Kugeln erneut
umlaufen zu lassen oder sie neu zu positionieren.
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Erfindungsgemäß weist
die Zwischenhülse vorzugsweise
die Mittel auf, um die Kugeln erneut umlaufen zu lassen oder neu
zu positionieren.
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Erfindungsgemäß können die
inneren rollenden Elemente und/oder die äußeren rollenden Elemente vorteilhafterweise
mit Gewinde versehene Längsrollen
aufweisen, die mit dem Innengewinde und mit dem Außengewinde
in Eingriff stehen, wobei Mittel vorgesehen sind, um die Rollen
erneut umlaufen zu lassen oder sie neu zu positionieren.
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Erfindungsgemäß weist
die Zwischenhülse vorzugsweise
die Mittel auf, um die Rollen erneut umlaufen zu lassen oder sie
neu zu positionieren.
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Erfindungsgemäß können die
inneren rollenden Elemente vorteilhafterweise mit Gewinde versehene
Längsrollen
aufweisen, wobei der Steigungswinkel des Gewindes der Rollen entweder
gleich dem Steigungswinkel des Gewindes der Stange und anders als
der Steigungswinkel des Innengewindes der Zwischenhülse, oder
gleich dem Steigungswinkel des Innengewindes der Zwischenhülse und
anders als der Steigungswinkel des Gewindes der Stange ist.
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Erfindungsgemäß können die
inneren Rollen vorteilhafterweise mindestens einen ringförmigen Bereich
mit Getriebezähnen
aufweisen, die entweder mit Getriebezähnen der Stange oder mit Getriebezähnen der
Zwischenhülse
in Eingriff stehen.
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Erfindungsgemäß kann die
Vorrichtung vorteilhafterweise innere Endringe, die zu beiden Seiten der
inneren Rollen angeordnet sind und Längslöcher besitzen, in die jeweils
Enden dieser Rollen eingeführt
sind, und Mittel aufweisen, die axiale Anschläge für die Ringe bilden.
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Erfindungsgemäß können die äußeren Verbindungselemente
vorteilhafterweise Längsrollen
mit Gewinde aufweisen, wobei der Steigungswinkel des Gewindes der
Rollen entweder gleich dem Steigungswinkel des Innengewindes der
Außenhülse und
anders als der Steigungswinkel des Außengewindes der Zwischenhülse, oder
gleich dem Steigungswinkel des Außengewindes der Zwischenhülse und
anders als der Steigungswinkel des Innengewindes der Außenhülse ist.
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Erfindungsgemäß können die äußeren Rollen
vorteilhafterweise mindestens einen ringförmigen Bereich mit Getriebezähnen aufweisen,
die entweder mit Getriebezähnen
der Außenhülse oder
mit Getriebezähnen
der Zwischenhülse
in Eingriff stehen.
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Erfindungsgemäß kann die
Vorrichtung vorteilhafterweise äußere Endringe,
die zu beiden Seiten der äußeren Rollen
angeordnet sind und Längslöcher besitzen,
in die jeweils Enden dieser Rollen eingeführt sind, und Mittel aufweisen,
die axiale Anschläge
für die
Ringe bilden.
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Erfindungsgemäß können die
inneren rollenden Elemente vorteilhafterweise mit Gewinde versehene
Längsrollen
aufweisen, wobei der Steigungswinkel des Gewindes der Rollen gleich
dem Steigungswinkel des Innengewindes der Zwischenhülse und
anders als der Steigungswinkel des Gewindes der Stange ist.
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Erfindungsgemäß können die äußeren rollenden
Elemente vorteilhafterweise mit Gewinde versehene Längsrollen
aufweisen, wobei der Steigungswinkel des Gewindes der Rollen gleich
dem Steigungswinkel des Außengewindes
der Zwischenhülse und
anders als der Steigungswinkel des Innengewindes der Außenhülse ist.
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Erfindungsgemäß können die
inneren Rollen vorteilhafterweise mindestens einen ringförmigen Bereich
mit Getriebezähnen
aufweisen, die mit Getriebezähnen
der Zwischenhülse
in Eingriff stehen, und die äußeren Rollen
können
vorteilhafterweise mindestens einen ringförmigen Bereich mit Getriebezähnen aufweisen,
die mit Getriebezähnen
der Zwischenhülse
in Eingriff stehen.
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Erfindungsgemäß weist
die Vorrichtung vorzugsweise innere Endringe, die zu beiden Seiten
der inneren Rollen angeordnet sind und Längslöcher besitzen, in die jeweils
die Enden dieser Rollen eingeführt
sind, und Mittel, die axiale Anschläge für die Ringe bilden, sowie äußere Endringe,
die zu beiden Seiten der äußeren Rollen
angeordnet sind und Längslöcher aufweisen,
in die jeweils die Enden dieser Rollen eingeführt sind, und Mittel auf, die
axiale Anschläge
für die
Ringe bilden.
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Erfindungsgemäß können die
Koppelmittel vorteilhafterweise Kupplungsmittel, die es ermöglichen,
selektiv entweder die Stange und die Zwischenhülse oder die Zwischenhülse und
die Außenhülse in Drehung
zu blockieren, und Steuermittel dieser Kupplungsmittel aufweisen.
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Erfindungsgemäß können die
Kupplungsmittel vorteilhafterweise einen radial verformbaren Ring, der
in Drehung mit der Zwischenhülse
verbunden ist, und Mittel aufweisen, die auf diesen Ring einwirken, um
ihn selektiv in Anlage gegen die Innenwand der Außenhülse oder
gegen die Außenwand
der Stange zu bringen.
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Erfindungsgemäß können die
Steuermittel vorteilhafterweise Mittel zur Drehmomenterfassung und/oder
Mittel zur Drehungserfassung und/oder Mittel zur Erfassung einer
axialen Kraft und/oder Mittel zur Erfassung einer relativen axialen
Verschiebung sowie Mittel zum Aktivieren der Kupplungsmittel aufweisen,
wenn das von diesen Erfassungsmitteln gelieferte Signal einen bestimmten
Schwellwert überschreitet.
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Erfindungsgemäß können die
Koppelmittel vorteilhafterweise aus relativen Differenzen zwischen den
Steigungswinkeln der Gewinde der Stange, der Zwischenhülse und
der Außenhülse und/oder
aus relativen Differenzen zwischen den Profilen der Gewinde der
Stange, der Zwischenhülse
und der Außenhülse und/oder
aus relativen Differenzen zwischen dem Vorschub pro Umdrehung der
Gewinde der Stange, der Zwischenhülse und der Außenhülse bestehen.
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Erfindungsgemäß kann die
Vorrichtung vorteilhafterweise Führungsmittel
der Außenhülse bezüglich der
Längsstange
und/oder Führungsmittel der
Zwischenhülse
bezüglich
der Außenhülse und/oder
Führungsmittel
der Zwischenhülse
bezüglich
der Längsstange
aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung wird besser verstanden bei der Betrachtung
verschiedener Betätigungsvorrichtungen,
die als nicht einschränkende Beispiele
beschrieben und durch die Zeichnung veranschaulicht werden. Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung;
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2 einen
Längsschnitt
durch eine Anwendung der Betätigungsvorrichtung
der 1;
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3 einen
Längsschnitt
durch eine andere Anwendung der Betätigungsvorrichtung der 1;
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4 einen
Querschnitt gemäß IV-IV
durch die Betätigungsvorrichtung
der 1 in einer ersten Stellung;
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5 den
gleichen Querschnitt durch die Betätigungsvorrichtung der 1 in
einer zweiten Stellung;
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6 einen
Längsschnitt
durch eine andere erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung;
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7 einen
Längsschnitt
durch eine andere erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung;
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8a einen
Längsschnitt
durch eine andere erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung;
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8b im
Längsschnitt
eine innere Teilansicht der Betätigungsvorrichtung
der 8a;
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8c eine
perspektivische Ansicht eines Endbereichs der Teilansicht der 8b;
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8d im
Längsschnitt
eine andere innere Teilansicht der Betätigungsvorrichtung der 8a;
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8e eine
perspektivische Ansicht eines Endbereichs der Teilansicht der 8d;
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9a einen
Längsschnitt
durch eine andere erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung;
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9b eine
Teilansicht in Perspektive eines inneren Bereichs der Betätigungsvorrichtung
der 9a;
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9c eine
Teilansicht in Perspektive eines anderen inneren Bereichs der Betätigungsvorrichtung
der 9a;
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und 10 einen
Längsschnitt
durch eine andere erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung.
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In 1 kann
man sehen, dass eine Betätigungsvorrichtung 1 dargestellt
ist, die eine zylindrische Längsstange 2,
eine zylindrische Zwischenhülse 3,
die koaxial um die und in Abstand zur Längsstange 2 angeordnet
ist, und eine zylindrische Außenhülse 4 aufweist,
die koaxial zur Längsstange 2 um
die und in Abstand zur Zwischenhülse 3 angeordnet
ist.
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Die
Betätigungsvorrichtung 1 weist
innere Verbindungsmittel mit Gewinde 5, die es ermöglichen,
die Längsstange 2 und
die Zwischenhülse 3 zu verbinden,
und die geeignet sind, um eine axiale Bewegung der einen bezüglich der
anderen zu erzeugen, sowie äußere Verbindungsmittel
mit Gewinde 6 auf, die es ermöglichen, die Zwischenhülse 3 und
die Außenhülse 4 zu
verbinden und die geeignet sind, um eine axiale Bewegung der einen
bezüglich
der anderen zu erzeugen.
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Gemäß dem Beispiel
der 1 weisen die inneren Verbindungsmittel 5 in
an sich bekannter Weise eine innere Reihe von Längsrollen 7 auf, die zwischen
der Längsstange 2 und
der Zwischenhülse 3 angeordnet
und am Umfang verteilt sind und die über einen großen Teil
ihrer Länge
ein Außengewinde 8 aufweisen.
Die Gewinde 8 der Rollen 7 sind in Eingriff mit
einem Außengewinde 9 der
Längsstange 2 und
mit einem Innengewinde 10 der Zwischenhülse 3.
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Die
Rollen 7 weisen außerdem
in ihrem Endbereich einerseits einen Bereich mit geraden Getriebezähnen 11,
die mit Getriebezähnen 12 in
Eingriff sind, die in einem inneren ringförmigen Bereich der Zwischenhülse 3 ausgebildet
sind, und andererseits einen Bereich mit geraden Getriebezähnen 13 auf, die
mit Getriebezähnen 14 in
Eingriff sind, die in einem inneren ringförmigen Bereich der Zwischenhülse 3 ausgebildet
sind.
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In
diesem Beispiel werden einerseits die Gewindebereiche 8 und
die gegenüberliegenden
Getriebezähne 11 und 13 der
Rollen 7 durch Ringkehlen getrennt, und andererseits werden
der Gewindebereich 10 und die gegenüberliegenden Getriebezähne 12 und 14 der
Zwischenhülse 3 auch
durch Ringkehlen getrennt.
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Die
Längsrollen 7 weisen
ebenfalls gegenüberliegende
Endbereiche 15 und 16 mit verringerten Durchmessern
auf, die in Längslöcher 17 bzw. 18 eingeführt sind,
die verteilt in Halteringen 19 und 20 ausgebildet
sind, die in innere zylindrische Endbereiche 21 und 22 der
Zwischenhülse 3 eingeführt sind, wobei
diese Ringe 19 und 20 gegenüberliegend von Ringwülsten 23 und 24 gehalten
werden, die in Kehlen der zylindrischen Bereiche 21 und 22 der
Zwischenhülse 3 eingesetzt
sind.
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Einerseits
weisen die Gewinde 8 der Rollen 7 und das Innengewinde 10 der
Zwischenhülse 3 gleiche
Steigungswinkel auf, und andererseits weisen die die Gewinde 8 der
Rollen 7 und das Gewinde 9 der Längsstange 2 unterschiedliche
Steigungswinkel auf.
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Wenn
die Längsstange 2 sich
bezüglich
der Zwischenhülse 3 dreht,
drehen die Rollen 7 um sich selbst und rollen um die Längsstange 2 und
in der Zwischenhülse 3,
ohne sich in Längsrichtung
bezüglich
der Zwischenhülse 3 zu
verschieben und indem sie eine axiale Bewegung der Längsstange 2 bezüglich der
Zwischenhülse 3 erzeugen.
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Gemäß dem Beispiel
der 1 weisen die äußeren Verbindungsmittel 6 in
an sich bekannter Weise eine äußere Reihe
von Längsrollen 25 auf,
die zwischen der Zwischenhülse 3 und
der Außenhülse 4 angeordnet
und in Umfangsrichtung verteilt sind, und die über einen großen Teil
ihrer Länge
ein Außengewinde 26 aufweisen.
Die Gewinde 26 der Rollen 25 stehen mit einem
Außengewinde 27 der
Zwischenhülse 3 und
mit einem Innengewinde 28 der Außenhülse 4 in Eingriff.
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Die
Rollen 25 haben außerdem
in ihrem Endbereich einerseits einen Bereich mit geraden Getriebezähnen 29 in
Eingriff mit Getriebezähnen 30,
die in einem äußeren ringförmigen Bereich
der Zwischenhülse 3 ausgebildet
sind, und andererseits einen Bereich mit geraden Getriebezähnen 31,
die mit Getriebezähnen 32 in
Eingriff sind, die in einem äußeren ringförmigen Bereich
der Zwischenhülse 3 ausgebildet
sind.
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In
diesem Beispiel sind einerseits die Gewindebereiche 26 und
die gegenüberliegenden
Getriebezähne 29 und 31 der
Rollen 25 durch Ringkehlen getrennt, und andererseits sind
der Gewindebereich 27 und die gegenüberliegenden Getriebezähne 30 und 32 der
Zwischenhülse 3 auch
durch Ringkehlen getrennt.
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Die
Längsrollen 25 weisen
ebenfalls gegenüberliegende
Endbereiche 33 und 34 mit reduziertem Durchmesser
auf, die in Längslöcher 35 bzw. 36 eingeführt sind,
die verteilt in Halteringen 37 und 38 ausgebildet
sind, die in äußere zylindrische
Endbereiche 39 und 40 der Zwischenhülse 3 eingeführt sind,
wobei diese Ringe 37 und 38 gegenüberliegend
durch Ringwülste 41 und 42 gehalten
werden, die in Kehlen der zylindrischen Bereiche 39 und 40 der
Zwischenhülse 3 eingesetzt
sind.
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Einerseits
haben die Gewinde 26 der Rollen 25 und das Außengewinde 27 der
Zwischenhülse 3 gleiche
Steigungswinkel, und andererseits haben die Gewinde 26 der
Rollen 25 und das Gewinde 28 der Außenhülse 4 unterschiedliche
Steigungswinkel. Wenn die Außenhülse 4 bezüglich der
Zwischenhülse 3 dreht,
drehen die Rollen 25 um sich selbst und rollen um die Zwischenhülse 3 und
in der Außenhülse 4,
ohne sich in Längsrichtung
bezüglich
der Zwischenhülse 3 zu
verschieben und indem sie eine axiale Bewegung der Zwischenhülse 3 bezüglich der Außenhülse 4 erzeugen.
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Der
Längshub
zwischen der Längsstange 2 und
der Außenhülse 4 wird
bezüglich
der Länge
des Gewindes 9 der Längsstange 2 und/oder
bezüglich der
Länge des
Innengewindes 28 der Außenhülse 4 definiert, wobei
dieser Hub vom blockierten oder betriebsbereiten Zustand der inneren
Verbindungsmittel 5 und/oder der äußeren Verbindungsmittel 6 abhängt.
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In 2 kann
man sehen, dass eine Anwendung der Betätigungsvorrichtung 1 der 1 dargestellt
ist, bei der die Außenhülse 4 von
einem Gehäuse 43 von
Lagern mit Anschlägen
getragen wird und eine Riemenscheibe 44 trägt, die
mit einer Antriebsscheibe 45 über einen Riemen 46 verbunden
ist, wobei die Antriebsscheibe 45 am Ende der Antriebswelle 47 eines
Motors 48 montiert ist, der von einem Träger 49 getragen
wird, der das Gehäuse 43 trägt. Ein Ende
der Längsstange 2 hat
einen Verbindungsaufsatz 50, der geeignet ist, um mit einem
Organ 51 verbunden zu werden, das bezüglich des Trägers 49 verschoben
werden soll und die Längsstange 2 in Drehung
blockiert.
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In 3 kann
man sehen, dass eine andere Anwendung der Betätigungsvorrichtung 1 der 1 dargestellt
ist, in der im Gegensatz zur Anwendung der 2 ein Ende
der Längsstange 2 mit
der Antriebswelle 52 eines Motors 53 verbunden
ist, der mit der Längsstange 2 fluchtet,
wobei die Außenhülse 4 entgegengesetzt
zum Motor 53 einen Verbindungsaufsatz 54 trägt, der
geeignet ist, um mit einem Organ 55 verbunden zu werden,
das bezüglich
eines Trägers
zu verschieben ist, der das Gehäuse
des Motors 53 trägt
und die Außenhülse 4 in
Drehung blockiert.
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Die
soeben beschriebene Betätigungsvorrichtung 1 weist
außerdem
Koppelmittel auf, die es ermöglichen,
selektiv die Längsstange 2 und
die Zwischenhülse 3 oder
die Zwischenhülse 3 und
die Außenhülse 4 in
Drehung zu verbinden.
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In
der in 1 dargestellten Variante, vervollständigt durch
die 4 und 5, bestehen die Koppelmittel
aus Kupplungsmitteln 56, die einen Ring 57 aufweisen,
der jenseits der Zwischenhülse 3 um
die Längsstange 2 herum
und im Inneren der Außenhülse 4 angeordnet
ist. Dieser Ring 57 hat eine radiale Dicke geringfügig kleiner
als der die Längsstange 2 und
die Außenhülse 4 trennende
Abstand. Die Zwischenhülse 3 hat
eine ringförmige
Verlängerung 58,
und der Ring 57 hat eine seitliche ringförmige Schulter 59,
die um die Verlängerung 58 herum
in Eingriff ist. Die Verlängerung 58 und
die Schulter 59 weisen je zwei entsprechende gegenüberliegende radiale
Durchgänge 60 und 61 auf,
in denen radiale Verbindungszapfen 62 angeordnet sind,
die in den Durchgängen 60 fixiert,
aber in den Durchgängen 61 frei
sind.
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Der
Ring 57 hat einen Längsschlitz 63 und dazu
diametral entgegengesetzt eine äußere Längsaussparung 64,
so dass der Ring 57 radial verformbar ist.
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In
seinem Schlitz 63 trägt
der Ring 57 elektromagnetische Elemente 65 und 66,
die von nicht dargestellten Mitteln aktiviert werden können.
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Der
Ring 57 ist so bemessen, dass er die zwei folgenden Betriebsstellungen
einnimmt.
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Wenn
die elektromagnetischen Elemente 65 und 66 nicht
aktiviert sind, befindet sich der Ring 57 in einer ersten
Betätigungsstellung,
in der er die Längsstange 2 in
seinem inneren Durchgang 67 umschließt und festklemmt, wobei seine
Umfangsfläche 68 dann
in Abstand zur Innenfläche
der Außenhülse 4 ist.
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In
dieser ersten Betätigungsstellung,
der eine erste Betriebsart entspricht, sind die Längsstange 2 und
die Zwischenhülse 7 so
in Drehung verbunden, dass die inneren Verbindungsmittel 5 blockiert oder
inaktiv sind. Die relative Drehbewegung der Längsstange 2 bezüglich der
Außenhülse 4,
wie sie zum Beispiel aus den unter Bezug auf die 2 und 3 beschriebenen
Anwendungen resultiert, die eine Längsverschiebung der Längsstange 2 bezüglich der
Außenhülse 4 erzeugt,
wird über äußere Verbindungsmittel 6 erhalten,
d. h. mit Hilfe der Reihe von äußeren Rollen 25.
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Wenn
die elektromagnetischen Elemente 65 und 66 aktiviert
sind, befindet sich der Ring 57 in einer zweiten Betätigungsstellung,
in der der Ring 57 radial nach außen verformt wird, so dass
seine Umfangsfläche 68 auf
der Innenfläche
der Außenhülse 4 in
Kontakt ist, wobei sein innerer Durchgang 67 dann in Abstand
zur Längsstange 2 ist.
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In
dieser zweiten Antriebsstellung, der eine zweite Betriebsart entspricht,
sind die Zwischenhülse 3 und
die Außenhülse 4 in
Drehung verbunden, so dass die äußeren Verbindungsmittel 6 blockiert
oder inaktiv sind. Die relative Drehbewegung der Längsstange 2 bezüglich der
Außenhülse 4,
wie sie zum Beispiel aus den in Bezug auf die 2 und 3 beschriebenen
Anwendungen resultiert, die eine Längsverschiebung der Längsstange 2 bezüglich der Außenhülse 4 erzeugt,
wird über
innere Verbindungsmittel 5 erhalten, d. h. mittels der
Reihe von inneren Rollen 25.
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In
einem Nutzungsbeispiel kann die erste Antriebsstellung des Rings 57 der
Kupplungsmittel 56 einer üblichen oder normalen Betriebsart
der Betätigungsvorrichtung 1 entsprechen.
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Wenn
die äußeren Verbindungsmittel 6 schadhaft
würden,
kann man dann die elektromagnetischen Elemente 65 und 66 aktivieren,
um den Ring 57 der Kupplungsmittel 56 in seine
zweite oben erwähnte
Antriebsstellung zu bringen, um die äußeren Verbindungsmittel 6 zu
deaktivieren und die inneren Verbindungsmittel 5 zu aktivieren
und so von der ersten erwähnten
Betriebsart in die zweite erwähnte
Betriebsart überzugehen.
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Der Übergang
von der ersten oben erwähnten
Betriebsart in die zweite oben erwähnte Betriebsart kann durch
Erfassung der Überschreitung
einer vorbestimmten Schwelle erzeugt werden.
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Hierzu
können
der Motor 48 der unter Bezug auf 2 beschriebenen
Anwendung oder der Motor 53 der unter Bezug auf 3 beschriebenen
Anwendung mit Sensoren ausgestattet sein, die mit nicht dargestellten
Elektronikschaltungen verbunden sind.
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Diese
Elektronikschaltungen können
so programmiert sein, dass, wenn das Eingangs- oder Antriebsmoment,
das von der Achse 47 des Motors 48 geliefert und
an die Außenhülse 4 angewendet,
oder von der Achse 52 des Motors 53 geliefert
und an die Längsstange 2 angewendet
wird, eine vorprogrammierte Schwelle überschreitet, die von der zu übertragenden
Kraft abhängt,
die Elektronikschaltungen ein Steuersignal der elektromagnetischen
Elemente 65 und 66 liefern, derart, dass der Ring 57 der
Kupplungsmittel 56 von seiner ersten oben erwähnten Betriebsstellung
in seine zweite oben erwähnte
Betriebsstellung übergeht.
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In
einer anderen Ausführungsvariante,
wie sie in den 2 und 3 dargestellt
ist, können
die Koppelmittel 56 weggelassen werden und die Kupplungsmittel
können
aus relativen Unterschieden zwischen den Steigungswinkeln der Gewinde
der Stange, der Zwischenhülse
und der Außenhülse und/oder relativen
Unterschieden zwischen den Profilen der Gewinde der Stange, der
Zwischenhülse
und der Außenhülse und/oder
relativen Unterschieden zwischen dem Vorschub pro Drehung der Gewinde
der Stange, der Zwischenhülse
und der Außenhülse bestehen.
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In
dieser anderen Variante können
die oben erwähnten
relativen Unterschiede angepasst sein, damit es prioritär die äußeren Verbindungsmittel 6 sind,
die arbeiten, und damit die inneren Verbindungsmittel 5 bauartbedingt
blockiert bleiben. Bei einem Festfressen oder Blockieren der äußeren Verbindungsmittel 6 überschreitet
das Eingangs- oder Antriebsmoment, das von der Achse 47 des
Motors 48 geliefert und an die Außenhülse 4 angewendet, oder
von der Achse 52 des Motors 53 geliefert und an die
Längsstange 2 angewendet
wird, eine bauartbedingt in Abhängigkeit
von der zu übertragenden
Kraft bestimmte Schwelle, so dass die inneren Verbindungsmittel 5 übernehmen
und zu arbeiten beginnen.
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Aus
den obigen Ausführungen
ergibt sich, dass die Verbindungsmittel 5 und 6 die
einen eine übliche
oder normale Betriebsart der Betätigungsvorrichtung 1 aufbauen
können
und die anderen eine Ersatz- oder Sicherheits-Betriebsart aufbauen
können, die
eine Verschlechterung des Betriebs der ersten behebt.
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Die
soeben beschriebene Betätigungsvorrichtung 1 kann
verschiedene Durchführungsvarianten
aufweisen, die auch Koppelmittel enthalten können, die von Kupplungsmitteln
wie den Mitteln 56 realisiert werden oder bauartbedingt
realisiert werden können,
indem die verschiedenen erwähnten
relativen Unterschiede eingesetzt werden.
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Unter
Bezug auf 6 kann man sehen, dass eine
Betätigungsvorrichtung 69 dargestellt
ist, die eine Längsstange 70,
eine Zwischenhülse 71 und eine
Außenhülse 72 aufweist.
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Zwischen
der Längsstange 70 und
der Zwischenhülse 71 sind
innere Verbindungsmittel 73 vorgesehen, die eine innere
Reihe von Längsrollen 74 enthalten,
die umgekehrt zu den Rollen 7 der inneren Verbindungsmittel 5 der
Betätigungsvorrichtung
in 1 angeordnet sind. Daraus folgt, dass einerseits die Gewinde 75 der
Rollen 74 und das Außengewinde 76 der
Längsstange 70 gleiche
Steigungswinkel haben, und andererseits die Gewinde 75 der
Rollen 74 und das Innengewinde 77 der Zwischenhülse 71 unterschiedliche
Steigungswinkel haben.
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Wenn
die Längsstange 70 sich
bezüglich
der Zwischenhülse 71 dreht,
drehen die Rollen 74 um sich selbst und rollen um die Längsstange 70 und
in der Zwischenhülse 71,
ohne sich bezüglich
der Längsstange 70 zu
verschieben und indem sie eine axiale Bewegung der Längsstange 70 bezüglich der Zwischenhülse 71 erzeugen.
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Zwischen
der Zwischenhülse 71 und
der Außenhülse 72 sind äußere Verbindungsmittel 78 vorgesehen,
die eine äußere Reihe
von Längsrollen 79 aufweisen,
die umgekehrt zu den Rollen 25 der äußeren Verbindungsmittel 6 der
Betätigungsvorrichtung 1 angeordnet
sind. Daraus folgt, dass einerseits die Gewinde 80 der
Rollen 79 und das Innengewinde 81 der Außenhülse 72 gleiche
Steigungswinkel haben, und andererseits die Gewinde 80 der
Rollen 79 und das Außengewinde 82 der
Zwischenhülse 71 unterschiedliche
Steigungswinkel haben.
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Wenn
die Zwischenhülse 71 sich
bezüglich der
Außenhülse 72 dreht,
drehen die Rollen 79 um sich selbst und rollen um die Zwischenhülse 71 und in
der Außenhülse 72,
ohne sich in Längsrichtung
bezüglich
der Außenhülse 72 zu
verschieben und indem sie eine axiale Bewegung der Zwischenhülse 71 bezüglich der
Außenhülse 72 erzeugen.
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In
dieser Ausführungsvariante,
die in 6 dargestellt ist, wird der Hub der Stange 70 bezüglich der
Außenhülse 72 bezüglich der
Länge des
Innengewindes 77 und bezüglich der Länge des Außengewindes 82 der
Zwischenhülse 71 definiert.
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Außerdem ist
die Zwischenhülse 71 in
einem ihrer Endbereiche mit einem Längsführungsring 83 ausgestattet,
der einen glatten zylindrischen Bereich der Längsstange 70 umgibt.
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Unter
Bezug auf 7 kann man sehen, dass eine
Betätigungsvorrichtung 84 dargestellt
ist, die eine Längsstange 85,
eine Zwischenhülse 86 und eine
Außenhülse 87 aufweist.
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Zwischen
der Längsstange 85 und
der Zwischenhülse 86 sind
innere Verbindungsmittel 88 vorgesehen, die den inneren
Verbindungsmitteln 5 der Betätigungsvorrichtung 1 entsprechen.
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Zwischen
der Zwischenhülse 86 und
der Außenhülse 87 sind äußere Verbindungsmittel 89 vorgesehen,
die den äußeren Verbindungsmitteln 78 der Betätigungsvorrichtung 69 entsprechen.
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So
wird der Hub der Längsstange 85 bezüglich der äußeren Hülse 87 bezüglich der
Länge des Gewindes
der Längsstange 85 und
bezüglich
der Länge
des Außengewindes
der Zwischenhülse 86 definiert.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsvariante,
umgekehrt zu derjenigen der 6, könnten die
inneren Verbindungsmittel 88 durch die inneren Verbindungsmittel 73 der
Betätigungsvorrichtung 69 ersetzt
werden, und die äußeren Verbindungsmittel 89 könnten durch
die äußeren Verbindungsmittel 6 der
Betätigungsvorrichtung 1 ersetzt
werden. In diesem Fall würde
der Hub der Längsstange 85 bezüglich der
Außenhülse 87 bezüglich der
Länge des
Innengewindes der Zwischenhülse 86 und
bezüglich der
Länge des
Innengewindes der Außenhülse 87 definiert.
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In
anderen Ausführungsvarianten
können die
inneren Koppelmittel und/oder die äußeren Koppelmittel der soeben
beschriebenen Betätigungsvorrichtungen
mit ineinandergreifenden Rollen und Halteringen durch innere Verbindungsmittel
und/oder äußere Verbindungsmittel
mit erneutem Umlauf von Rollen und/oder erneutem Umlauf von Kugeln
ersetzt werden.
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Unter
Bezug auf die 8a bis 8e kann man
insbesondere sehen, dass eine Betätigungsvorrichtung 90 dargestellt
ist, die eine Längsstange 91, eine
Zwischenhülse 92 und
eine Außenhülse 93 aufweist.
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Zwischen
der Längsstange 91 und
der Zwischenhülse 92 sind
innere Verbindungsmittel 94 mit erneutem Umlauf einer inneren
Reihe von Längsrollen 95 vorgesehen,
die Gewinde in Eingriff mit einem Gewinde der Längsstange 91 und einem
Innengewinde der Zwischenhülse 92 aufweisen.
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Zwischen
der Zwischenhülse 92 und
der Außenhülse 93 sind äußere Verbindungsmittel 96 mit erneutem
Umlauf einer äußeren Reihe
von Längsrollen 97 vorgesehen,
die Gewinde in Eingriff mit einem Außengewinde der Zwischenhülse 92 und
einem Innengewinde der Außenhülse 93 aufweisen.
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Wie
es insbesondere die 8a, 8b und 8c zeigen,
trägt die
Zwischenhülse 92 innen Führungsringe 98 und 99,
zwischen denen ein ringförmiger
Führungsgang
definiert ist. Um den erneuten Umlauf der inneren Rollen 95 durch
Umdrehung in diesem ringförmigen
Gang zu gewährleisten,
kann es zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn die Zwischenhülse 92 eine
innere Längsrille 100 aufweist
und die Ringe 98 und 99 in diesem ringförmigen Gang
geneigte Seiten 101 und 102 aufweisen, die so
angeordnet sind, dass, wenn die Längsstange 91 sich
bezüglich
der Zwischenhülse 92 dreht,
die inneren Rollen 95 sich um sich selbst drehen und nacheinander in
Längsrichtung
um eine Steigung des Innengewindes der Zwischenhülse 92 springen, indem
sie in die Längsrille 100 übergehen
und von den geneigten Seiten 101 und 102 der Führungsringe 98 und 99 geführt werden.
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Wie
es insbesondere die 8a, 8d und 8e zeigen,
trägt die
Zwischenhülse 92 außen Führungsringe 103 und 104,
zwischen denen ein ringförmiger
Führungsgang
definiert ist. Um den erneuten Umlauf der äußeren Rollen 97 durch
Umdrehung in diesem ringförmigen
Gang zu gewährleisten, kann
es zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn die Zwischenhülse 92 eine
innere Längsrille 105 aufweist und
die Ringe 103 und 104 in diesem ringförmigen Gang
geneigte Seiten 106 und 107 aufweisen, die so angeordnet
sind, dass, wenn die Zwischenhülse 92 sich
bezüglich
der Außenhülse 93 dreht,
die äußeren Rollen 97 sich
um sich selbst drehen und nacheinander in Längsrichtung um eine Steigung
des Außengewindes
der Zwischenhülse 92 springen,
indem sie in die Längsrille 105 übergehen
und von den geneigten Seiten 106 und 107 der Führungsringe 106 und 107 geführt werden.
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In
diesem Beispiel wird der Hub der Längsstange 91 bezüglich der
Außenhülse 93 durch
die Länge
des Gewindes der Längsstange 91 und
die Länge
des Innengewindes der Außenhülse 93 definiert,
wobei die Zwischenhülse 92 die
Mittel für
den erneuten Umlauf der inneren Rollen 95 und die Mittel für den erneuten
Umlauf der äußeren Rollen 97 aufweist.
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Unter
Bezug auf die 9a, 9b und 9c kann
man auch sehen, dass eine Betätigungsvorrichtung 108 dargestellt
ist, die eine Längsstange 109,
eine Zwischenhülse 110 und
eine Außenhülse 111 aufweist.
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Zwischen
der Längsstange 109 und
der Zwischenhülse 110 sind
innere Verbindungsmittel 112 mit erneutem Umlauf von inneren
Reihen von Kugeln 113 vorgesehen, wobei die Längsstange 109 ein
Gewinde 114 und die Zwischenhülse 110 ein Innengewinde 115 aufweist,
die geeignet sind, um diese inneren Kugeln 113 aufzunehmen.
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Zwischen
der Zwischenhülse 110 und
der Außenhülse 111 sind äußere Verbindungsmittel 116 mit
erneutem Umlauf von äußeren Reihen
von Kugeln 117 vorgesehen, wobei die Zwischenhülse 110 ein
Gewinde 118 und die Außenhülse 111 ein
Gewinde 119 aufweist, die geeignet sind, um diese äußeren Kugeln 117 aufzunehmen.
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Wie
es genauer die 9a und 9b zeigen,
kann es, um den erneuten Umlauf der inneren Kugeln 113 zu
gewährleisten,
zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn die inneren Gewindegänge 115 der
Zwischenhülse 110 radiale
Löcher 120,
die auf zwei aufeinanderfolgenden Gewindegängen geformt sind, und Umlenkzapfen 121 aufweisen,
die innerhalb dieser Löcher 120 angeordnet
und so ausgerichtet sind, dass die Kugeln 113 jeder Reihe
von Kugeln um eine Umdrehung rückgeführt werden
können,
indem sie von den Zapfen 121 umgelenkt werden und indem sie
durch das entsprechende Loch 120 und oberhalb des entsprechenden
Gewindegangs der Längsstange 109 durchgehen.
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Wie
es genauer die 9a und 9c zeigen,
kann es, um den erneuten Umlauf der äußeren Kugeln 117 zu
gewährleisten,
zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn die äußeren Gewindegänge 118 der
Zwischenhülse 110 radiale
Löcher 122,
die auf zwei aufeinanderfolgenden Gewindegängen geformt sind, und Umlenkzapfen 123 aufweisen,
die innerhalb dieser Löcher 122 angeordnet
und so ausgerichtet sind, dass die Kugeln 117 jeder Reihe
von Kugeln um eine Umdrehung rückgeführt werden
können,
indem sie von den Zapfen 123 umgelenkt werden und indem sie
durch das entsprechende Loch 122 und oberhalb des entsprechenden
Gewindegangs der Außenhülse 111 durchgehen.
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In
diesem Beispiel wird der Hub der Längsstange 109 bezüglich der
Außenhülse 111 bezüglich der
Länge des
Gewindes der Längsstange 109 und bezüglich der
Länge des
Innengewindes der Außenhülse 111 definiert,
wobei die Zwischenhülse 110 die Mittel
für den
erneuten Umlauf der inneren Kugeln 113 und die Mittel für den erneuten
Umlauf der äußeren Kugeln 117 aufweist.
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Unter
Bezug auf 10 kann man sehen, dass eine
Betätigungsvorrichtung 124 dargestellt
ist, die eine Längsstange 125,
eine Zwischenhülse 126 und
eine Außenhülse 127 aufweist.
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Zwischen
der Längsstange 125 und
der Zwischenhülse 126 sind
innere Verbindungsmittel 128 vorgesehen, die in diesem
Beispiel nicht mehr aus rollenden Elementen, sondern aus einem Gewinde 129 bestehen,
das auf der Längsstange 125 ausgebildet
ist und in direktem Eingriff mit einem Innengewinde 130 der
Zwischenhülse 126 steht.
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Zwischen
der Zwischenhülse 126 und
der Außenhülse 127 sind äußere Verbindungsmittel 131 mit
Längsrollen 132 vorgesehen,
die den äußeren Verbindungsmitteln 6 der
vorher beschriebenen Betätigungsvorrichtung 1 entsprechen.
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In
diesem Beispiel ist der Hub der Längsstange 125 bezüglich der
Außenhülse 127 bezüglich der
Länge des
Gewindes 129 der Längsstange 125 und
bezüglich
der Länge
des Innengewindes 133 definiert, das mit dem Gewinde der
Rollen 132 in Eingriff ist.
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In
einer umgekehrten Ausführungsvariante könnten die
inneren Verbindungsmittel 128 aus den inneren Verbindungsmitteln 5 der
Betätigungsvorrichtung 1 bestehen,
und die äußeren Verbindungsmittel 131 könnten aus
einem Außengewinde
der Zwischenhülse 126 bestehen,
das in direktem Eingriff mit dem Innengewinde 133 der Außenhülse 127 steht.
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In
anderen Ausführungsvarianten
könnten die
Verbindungsmittel 128 oder 131 mit Zwischenverbindungselementen
durch ein beliebiges von den unter Bezug auf die 6 bis 9 beschriebenen ersetzt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele
beschränkt.
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Man
könnte
nämlich
eine übliche
oder normale Betriebsart und eine Ersatz- oder Sicherheits-Betriebsart in jeder
Betätigungsvorrichtung
aufbauen, die innere Verbindungsmittel zwischen einer Längsstange
und einer Zwischenhülse
und äußere Verbindungsmittel
zwischen dieser Zwischenhülse und
einer Außenhülse aufweist,
die beliebig insbesondere unter den soeben beschriebenen ausgewählt werden,
wobei die Betriebsartänderungen
mit Hilfe von Koppelmitteln gewährleistet
werden können,
die aus zusätzlichen
Kupplungsmitteln resultieren oder aus den jeweiligen und komplementären Betriebsbedingungen
der inneren Verbindungsmittel und äußeren Verbindungsmittel resultieren
können.