DE873023C

DE873023C - Einrichtung zur Erzeugung von Schrauben- oder Laengsbewegungen bzw. zum Verschieben mehrerer Maschinenteile

Info

Publication number: DE873023C
Application number: DEST3089A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr Stieber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-02-20
Filing date: 1951-02-20
Publication date: 1953-04-09

Description

Einrichtung zur Erzeugung von Schrauben- oder Längsbewegungen bzw. zum Verschieben mehrerer Maschinenteile Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schrauben- oder Längsbewegungen bzw. Verschiebungen mehrerer Maschinenteile spielfrei zu erzeugen. Das übliche Gewinde hat den Nachteil, daß es nicht absolut spielfrei hergestellt werden kann. Dieser Nachtei!1 tritt überall dort in Erscheinung, wo es darauf ankommt, das Gewinde als Verschiebe- oder Verstellorgan zu benutzen.. Solche Fälle sind beispielsweise gegeben bei allen Einstellorganen an Werkzeugmaschinen, wie Supporten, Reitstöcken, Zugspindeln, ferner zum genauen Verstellen von Apparatetischen, zum Betätigen verstellbarer Meßwerkzeuge, zum Einstellen von Hubzapfen mit veränderlichem Hub, zum betätigen von Steuerorganen jeder Art. Erfindungsgemäß wind überhaupt 'kein Gewinde verwendet, vielmehr sind zwischen den im wesentlichen parallelen Flächen Rollen im spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung kraftschlüssig angeordnet. Das heißt die beiden Flächen werden so aneinandergepreßt, daß die verlangten Momente oder Kräfte durch die erzeugte rollende Reibung übertragen werden rönnen. Dabei ist es gleichgültig, welcher Teil der treibende und welcher der getriebene ist; treibender Teil kann auch der Rollenträger (Käfig) sein. Die Einrichtung kann selbstsperrend ausgeführt werden; diese Wirkung ist lediglich abhängig von der Neigung der Rollenachsen zur. Bewegungsrichtung. Auch können durch Änderung dieses Neigungswinkels die Übersetzungsverhältnisse geändert werden.
Die Abbildungen zeigen, verschiedene Ausführungsformen, und zwar Abb. i den Achsschritt durch eine Ausführungsform, Abb. 2 und 3 Stirnansichten zu Abb. i in zwei verschiedenen Aus-führungsforinen, Abb. g. eine Ausführungsform für große Verschiebungswege, Abb. 5 und 6 je eine Einrichtung zur Erzeugung einer spielfreien Verschiebung eines :beweglichen Elementes gegenüber einem nichtbeweglichen Element, Abb.7 die Verwirkliehung der Erfindung zum Kuppelln zweier parällelerFlächen in schematischer Darstellung.
In edler Abb. i sind ein Rohr i und eine Welle :2 spielfrei gegeneinander zu verschieben. Die Bohrung des Rohres i, wie auch der Außendurchmesser der Welle 2. sind zylindrisch. Zwischen den beiden zylindrischen Flächen sind Roillen 3 -angeordnet, ,die in einem Käfig d. geführt werden. Die Rollen 3 sind, wie die Abbildung zeigt, um einen Winkel -w gegen die gemeinsame Achse &r beiden Körper i und 2 geneigt. Werden .durch irgendeine Kraft Idas Rohr T., die Rollen 3 und die Welle 2 radlial gegeneinanldergedrückt, so erzeugen. .die geschränkten Rollen 3 !beim Verdrehen der - beiden Teile i und, a gegeneinander eine Schraubbewegung, wobei ider Schränkungswinkel w der Rollern den Steigungswinkel dieser Schraubbewegung bedingt.
In den Abb.2 und 3 ist diese Vorrichtung in Aehs,richturlg gesehen dargestellt.
In der Abb.2 ist das. Rohr. i -geschlitzt. Es trägt zu beiden Seiten des Schlitzes :2 Lappen: 7 und B. Durch .diese Lappen sind eine oder mehrere Schrauben 5- geführt, die unter Einschaltung der Federn 6 die beiden Lappen zusammendrücken. Werden die Federn 6 durch die Schrauben 5 entsprechend gespannt, so wird durch diese Federdrücke das- Rohr i gegen die Rallen 3 und gegen die Welle :2 gepreßt. Die Übertragung der Kräfte emtspni,cht der Größe des Druckes, den die Federn 6 auslüben. Die Verdrehung der Welle 2 gegenüber dem Rohr i ist auch bei erheblicher Anpressung der Teile 1, 2, 3 .gegeneinander durch ein verhältnismäßig kleines Drehmoment möglich, weil ersichtlich nur rollende Reibung zu überwinden ist. Es erhellt daraus, @daß- die Verwendung der Vorrichtung ,auch bei großen Verstellkräften nur den der Steigung entsprechenden Arbeitsaufwand erfordert, & die Relbungs'kräfte sehr klein .sind. Die Erzeugung' der Anpreßkraft bann an Stelle der Federn 6 auch durch andere bekannte Mittel erfolgen.
In Abb. 3 ist das Rdhr i nicht geschlitzt. Es ist auch keinerlei Einrichtung -zur Erzeugung der Anpreeekräfte vorgesehen. Hier werden die Anpreßlkräfte @dadurch erzeugt, daß die zueinander passenden Teile ein entsprechendes Übermaß ;haben., so- daß beim Zusammensetzen eine hierdurch bedingte elastische Deformation. aller Teile eintritt, durch die die notwendigen Anpressungs-'kräfte erzeugt werden. Gemäß Abb. 3 ist beispielsweise auch die Welle :2 als Hohlwelle ausgebildet. Hierdurch kann auch die Welle 2 eine größere elastische Deformation erfahren. Die Anpressungslcraft ist in diesem Fall abhängig vom Werkstoff, Wandstärke und Übermaß -der Teile 1, 2 und 3. Es stehen sonach genügend Mittel- zur Verfügung, um eine Anpressung in jeder gewünschten Größe zu sichern.
In Abb.4 sind zwei Rohre 1a, lb von,der Länge a angeordnet, die beispielsweise an einem Körper 9 von der Länge b befestigt sind. Die im Käfig q. geführten Rollen 3 erstrecken: sich über eine Länge a und b. Hierdurch ist es möglich, daß die Welle 2 gegenüber dem Körper 9 eine Verschiebung um die Strecke 2a und 4.b ausführen kann, wobei -die tragende Rollenlänge stets gleich a ist. Die Belastbarkeit ist daher konstant. Man 'hat durch diese Einrichtung bei Verwendung nur kurzer Rohre ja, 1b die Möglichkeit, lange Verschiebewege zu erzeugen. Um ein Herausfallen der Rollen 3 aus dem Käfig q. außerhalb des Bereiches der Rohre ia, lb zu vermeiden, 'können Schutzrohre io, i i mit etwas größerer Bohrung, als die der Rohre 14, rb angeordnet werden. Statt dessen kann der Käfig q. auch so ausgeführt werden, daß ein Herausfallen der Rollen nicht möglich ist.
Auch die Bohrung dies Körpers 9 kann um einen .geringen Betrag größer sein, um einen freien Durchtritt der Rollen zu ermöglichen. Statt zwei können auch mehrere Rohre Ia, Ib, Ic in Abständen b angeordnet wenden. Die Teile ia und lb brauchen nicht notwendig ,gleich lang zu sein.. Auch ..können diese Teile aus einem Stück mit dem Teil 9 bestehen. -In Abb. 5 ist ein feststehender Körper 12 angeordnet., gegen den ein beweglicher Körper 13, der sieh nicht drehen kann, sp'ie`lfrei verschoben werden säl,1. Die beiden Körper tragen Bohrungen, .in denen Rollen 3,, geführt durch Käfige q., angeordnet sind. Die Welle 2 reicht durch die beiden Bohrungen hindurch. Die beiden Steigungswinkel der Rollen in, den Körpern i2 und-, 13 sind, wie in, der Zeichnung angegeben, verschieden g rolß: Durch die Verschiedenheit der Steigung entsteht die gleiche Wirkung wie bei einem Differentialgewinde. Die Verschiebung des: Kärpers 13 erfolgt entsprechend. Es besteht hier auch die Möglichkeit, einen der beiden Winkel, z. B. den Winkel w2, gleich Null zu machen. In diesem Fall wird die Welle 2 sich gegenüber dem Körper. z2 nicht mehr axial verschieben, wohl aber spielfrei. drehen.
In Abb. 6 ist eine Vorrichtung angegeben, die, ebenfalls eine spielfreie Bewegung eins dritten Körpers ermöglicht. In einem Rohr i sind Rollen 3a und ein Käfig 411 angeordnet. Inner'hadb dieser Rollen bewegt sich ein Rohr 1q.. In der Bohrung des Rohres 14 sind Rollen 3b mit einem Käfig 4P angeordnet, die ihrerseits eine Welle 2 berühren. Das Rohr i .soll festgelegt sein. Die Welle 2 ist nur verschiebbar, aber nicht verdrehbar. Wird das Rohr 1q, verdreht, so entsteht entsprechend den Schränkungswinkeln in den Rollen 3a und 3b eine Schraubwirkung, in deren Folge die Welle 2 axial verschoben wird.
Die Wirkungsweise ist also ähnlich wie die der Anordnung in Abb. 5. Der Raumbedarf ist jedoch geringer.
Bei der Ausführungsfc,rm der Abb. 7 bandelt es sich um die Kupplung zweier planer Flächen 15 und 16, beispielsweise zweier Platten, die parallel übereinanderliegen und zwischen sich Rollen 3 in einem Käfig d. einschließen. Um die Rollen samt Käfig sichtbar zu machen, ist die obere Platte 15 aufgebrochen gezeichnet. Die beiden Platten: werden durch zeichnerisch nicht dargestellte Maßnn ahmen gegeneinandergepreßt. Beispielsweise ist jede der beiden Platten 15 und 16 in der Richtung der Pfeile durch nicht gezeichnete Mittel geführt, während .der Rollenkäfig feststehend zu denken ist. Wird -die eine Platte in der Pfeilrichtung verschoben, so überträgt sich diese Bewegung auf die andere Platte in der für diese gezeichneten Pfeilrichtung. Es ist nicht entscheidend, welcher Teil der treibende und welcher der getriebene ist; man kann als treibenden Teil auch den Rollenkäfig bewegen, in welchem Fall dessen Bewegungen auf beide Platten umgesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Erzeugung von Schrauben-C, Längsbewegungen bzw. zum Verschieben mehrerer Maschinenteile, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen :den im wesentlichen parallelen Flächen Rollen im spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung kraftschlüssig angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch ge-4tennz-eichnet, daß zwischen die Innenfläche eines hohlzylindrischen Körpers (i) und die zylindrische Außenfläche eines Körpers (2) Rollen (3) eingeschaltet sind, die unter einem bestimmten Schränkungswinkel (w) ,geführt und durch radial wirI@ende Kräfte gegen, die beiden Körper (i, 2) gepreßt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gzkennzeichnet, daß der hohlzylindrische Körper (i) geschlitzt ist und unter dem Einfuß von Schließkräften, z. B. Federn (6), gegen die Rollen (3) und den inneren Körper (2) gepreßt wird. d.. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, @daß der Anpressungsd,ruck durch ein Übermaß der Körper (i, 2) und/,oder Rallen. (3) und die dadurch bedingte elastische Verformung dieser Teile erzeugt wird. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Körper (ja, ib) von bestimmter Länge (a) in bestimmten Abständen (b) angeordnet sind und diaß die Länge des Röllenibereiches mindestens gleich ,der Summe (a -I- b) aus der Länge (a) eines der beiden Körper (ja bzw. ib) und des Abstandes (b) ist. 6. Einrichtung nach. Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schutzröhre (io, 11) angeordnet sind, die ein Herausfallen. der Rollen (3) im unbedeckten Bereich verhindern. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Paarungen: mit verschiedenen Schränkungswinkeln (wl, w2) hintereinander- oder ineinanderliiegend ,angeordnet sind, wobei einer der Schränkungswinkel gleich Null sein kann. B. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr hintereinander angeordnete hohlzylindrische Körper (ja, ib) durch ein Zwischenstück (g) lösbar miteinander verbunden sind. g. Einrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Schrärikungswinkel veränderlich ist.