DE885033C

DE885033C - Bewegungsuebertragende Vorrichtung

Info

Publication number: DE885033C
Application number: DEP25896A
Authority: DE
Inventors: Olof Cardell; Sven Goeran Kihlberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-12-09
Filing date: 1948-12-21
Publication date: 1953-07-30
Also published as: BE483156A; US2589096A; SE121139C1

Description

Bewegungsübertragende Vorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels deren es möglich ist, in einer vorteilhaften Weise vermittels eines Rollkörpers eine hin und her gehende Bewegung eines iGliedes, im folgenden das Primärglied genannt, auf ein anderes Glied, das Sekundärglied, zu übertragen, wobei das letztere Glied für eine Bewegung hin und her in einer anderen Richtung als die Hauptrichtung geführt ist, in der das Primärglied bewegt wird. Insbesondere bezweckt die Erfindung, eine solche Bewegungsübertragung mit verhältnismäßig geringen Reibungsverlusten zu ermöglichen. Die Erfindung bringt besondere Vorteile mit sich, wenn das Primärglied aus einem getriebenen Teil eines Kurbel- oder Exzentermechanismus besteht und somit eine hin und her gehende Bewegung hat, die nicht geradlinig ist; die Erfindung kann aber auch in Fällen verwendet werden, wo das Primärglied eine geradlinige Bewegung hat.
Das wesentlich Kennzeichnende der Erfindung ist zunächst, daß der Rollkörper die Bewegungsübertragung unter Rollen an einer Fläche des Primärgliedes und einer Fläche des Sekundärgliedes vermittelt, wobei die eine oder beide dieser Flächen in der dem Rollkörper zugekehrten Richtung konkav sind. Um den erforderlichen Eingriff zwischen den Flächen und ,dem Rollkörper zu sichern und die Bewegung des Sekundärgliedes in der Führungsrichtung zu ermöglichen, ist der Rollkörper mit nachgiebiger Kraft, z. B. Federkraft, an die Fläche des Primärgliedes gepreßt, wobei das Primärglied zum Aufnehmen der Rückwirkung in der Führungsrichtung gestützt ist. In gewissen Fällen kann die Schwere ,des Sekundärgliedes gegebenenfalls zusammen mit der Schwere: von mit demselben verbundenen Teilen die Federkraft ersetzen.
Das Primärglied kann in verschiedener Weise zwecks Änderung der Lage des Bewegungsbereiches des Rollkörpers oder der Weite seiner hin und her gehenden Bewegung einstellbar sein, wodurch :die Hubhöhe der Bewegung des Sekundärgliedes geändert werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden durch einige Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind- Sämtliche Abbildungen der Zeichnung stellen die Vorrichtung in einer Projektion (im teilweisen Schnitt) auf einer Ebene dar, die die Bewegungsrichtungen des Primär- und Sekundärgliedes enthalten. Fig. i und 2 beziehen sich auf die erste Ausführungsform finit dem Primärglied in zwei verschiedenen Lagen. Fig. 3 bis 8 zeigen sechs weitere Ausführungsformen der Erfindung. I In der Zeichnung ist das Primärglied mit i und das Sekundärglied mit 2 bezeichnet. Das Primärglied bewegt sich hin und her in einer Richtung, die durch den Doppelpfeil 3 angegeben ist; bzw. in Richtungen, deren Mittellage durch diesen Doppel-Pfeil angegeben ist. Das Sekundärglied 2 ist derart geführt; daß es sich hin und her in. einer Richtung bewegen kann, die durch den Doppelpfeil q. bezeichnet ist. Es wird angenommen, daß die Führung dadurch gewährleistet ist, daß eine Stange des Sekundärgliedes verschiebbar, aber nicht drehbar in einer Bohrung eines festen Führungsgliedes 5 gelagert ist. Ein Rollkörper 16, z. B. eine zylindrische, konkav oder konvex gekrümmte Rolle, Kugel od. dgl., ist zwischen einer Fläche 7 des Primärgliedes und einer Fläche 8 des Sekundärgliedes angeordnet. Wenn das Primärglied i hin und her bewegt Wird, bewegt sich der Rollkörper 6 hin und her unter gleichzeitigem Abrollen" an den Flächen 7 und 8, wobei das Sekundärglied in der Führungsrichtung bewegt Wird. Mit nachgiebiger Kraft, hier durch eine Feder 9 gewährleistet, hält das Sekundärglied den Rollkörper 6 gegen ,die Fläche 8 gepreßt, und der Rückwirkungsdruck wird in der Führungsrichtung durch ein Stützglied 1o aufgenommen, an dem -die von der Fläche .8 abgewandte Seite des Primärgliedes abgestützt- ist.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Primärglied mit seiner mit dem Rollkörper zu--sammenwirkenden Fläche 8 in einer Hauptrichtung bewegt, die einen rechten oder ungefähr rechten Winkel mit der Führungsrichtung des Sekundärgliedes 2 bildet, d. h. die Richtungen 3 und q. bilden einen rechten oder ungefähr rechten Winkel miteinander, doch ist es auch denkbar, daß andere Winkel vorkommen können.
Die Fläche 7 des Seikundärgliedes ist gemäß Fig. i gekrümmt und konkav in der Richtung zum Rollkörper 6. Sie hat ihren niedrigsten Punkt iiii, den Minimumpunkt, in .der Mitte des Führungsteiles des Sekundärgliedes i2,. Das Primärglied @i kann derart angetrieben werden, däß der Rollkörper 6 gleich lange Strecken a links und rechts vom Punkt 1a rollen wird, wobei somit die Mitte der Rollbahn des Rollkörpers an der Fläche' 7 mit dem niedrigsten Punkt.iu zusammenfällt. Es ist aber auch möglich, das Primärglied derart einstellbar anzuordnen, daß der Bewegungsbereich des Rollkörpers 6 sich ganz links oder ganz rechts vom Punkt i I befindet, wobei die Mitte der Bewegungsbahn in dem Punkt i i' bzw. i i"» liegt. Wenn die Hubhöhe des Primärgliedes die gleiche wie im vorhergehenden Falle ist, Wird der Rollkörper höher auf die Fläche 7 hinaufrollen, so daß das Sekundärglied 2 eine größere Hubhöhe erhält. Andererseits wird bei unveränderter Hubzahl des Primärgliedes die Hubzahl nur die Hälfte der des Sekundärgliedes, wenn der Rollkörper i6 sich nur auf der einen Seite des Punktes i I bewegt im Vergleich mit der Bewegung auf beiden Seiten. Es ist somit möglich, durch eine einfache Verschiebung des Primärgliedes die Hubzahl des Sekundärgliedes zu verdoppeln. Die Weite der hin und her gehenden Bewegung des Rollkörpers kann -durch Änderung der Hubhöhe der Bewegung des Primärgliedes geregelt werden.
Nach Fig. i und 2 sind die beiden Flächen 7 und 8 gekrümmt und konkav in der Richtung zum Rollkörper 6. Die Form der Flächen ist mit Vor.-teil derart, daß die Reaktionsdrücke r1, r2 von den Flächen -8 und 7 auf den Rollkörpern beide demselben Durchmesser es Rollkörpers 6 entlang gerichtet werden, während Kraftkomponenten in der tangentialen- Richtung der Flächen vermieden werden. Dadurch wird eine Verschiebung des Rollkörpers im Verhältnis zu den Flächen vermieden, d. h. die Bewegung des Rollkörpers wird eine reine Rollbewegung. Wenn die Flächen eine solche Form haben, daß die Reaktionskräfte getrennten Durchmessern des Rollkörpers entlang fallen, soll die Hälfte des Winkels, den diese Durchmesser miteinander bilden, geringer sein als der Reibungswinkel an den Berührungspunkten zwischen den Flächen und dem Rollkörper. Verschiedene Maßnahmen können vorgenommen werden, um den Reibungswinkel zu vergrößern, falls die Form der Flächen dies erfordert, und es ist auch denkbar, so hohe Eingriffsdrücke zwischen dem Rollkörper und den Flächen zu verwenden, daß die letzteren an der Eingriffsstelle elastisch verformt werden und somit eine Art von zähnartigem Eingriff- entsteht, der jedes Gleiten verhindert.
Das Stützglied 1o kann in verschiedener Weise zur Herabsetzung der Reibung bei Bewegung des Primärgliedes im Verhältnis zu demselben geformt sein. Das Stützglied kann stillstehend sein und eine konvexe Fläche haben Wie in Fig. i und 2, wobei das Primärglied an @ demselben längs einer Linie anliegt. Dabei entsteht jedoch eine gleitende Reibung bei Bewegung -des Primärgliedes. Das Stützglied kann :deshalb aus einer Rolle, Walze od. dgl. bestehen, die derart gelagert ist; daß sie um eine zur Richtung q. senkrechte Achse drehbar ist, die diese Richtung schneidet. Die Stütze kann aber noch besser durch eine Rolle vermittelt werden, die dem Primärglied entlang in derselben 1-#'eise wie die Rolle 6 frei rollen kann, wobei die Lagerreibung vermieden wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig.3 ist die mit dem Rollkörper 6 zusammenwirkende Fläche 8 des Primärgliedes eben, während die Fläche 7 konkav ist. Es istrdenkbar, daß das Primärglied i eine geradlinige hin und her gehende Bewegong hat.
Nach Fig. -. ist auch die Fläche 8 gekrümmt, und es ist selbstverständlich, daß die Hubhöhe des Sekundärgliedes 2 hier größer wird als in Fig. 3, indem sowohl die Krümmung der Fläche 7 als die der Fläche 8 zu der Verschiebung des Sekundärgliedes in der Führungsrichtung beitragen. Sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. d. bildet die Stütze ico eine feste ebene Lagerfläche für die obere Seite des Primärgliedes i, so daß hier eine verhältnismäßig große gleitende Reibung vorkommt.
:Nach Fig. @ ist die Reibung dadurch herabgesetzt worden, d.aß ein Rollkörper ,r2 zwischen der Stützfläche 114 des Stützgliedes io und der Stützfläche 15 des Primärgliedes vorgesehen worden ist. Die Stützfläche 15 ist wie die Stützfläche 14 eben. Die eine oder beide der Stützflächen können aber auch gekrümmt, vorzugsweise konkav sein. Die letztere Möglichkeit wird in Fig. 6 veranschaulicht. Wird vorausgesetzt, daß der Krümmungsdurchmesser der gekrümmten Flächen in den Ausführungsformen nach Fig.3 bis 6 und auch die Bewegung des Primärgliedes gleich sind, wird die Hubhöhe des Sekundärgliedes in den Ausführungsformen nach Fig.6 selbstverständlich größer als die nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen.
Die Ausführungsformen nach Fig. 5 und 6 haben gegenüber :den in Fig. 3 und d. dargestellten Ausführungs.formen den Vorteil, daß das Primärglied keine genau geradlinige Bewegung zu haben braucht, sondern während der Berwegung auf und nieder schwenken kann. Es kann daher aus der Exzenterstange oder Kurbelstange eines ExzenteroderKurbelantriebs bestehen, -welcher dem Primärlied seine hin und her gehende Bewegumgerteilt, oder mit einer derartigen Stange direkt verbunden sein. In Fig.6 wird eine urimittelbare Verbindung des Primärgliedes mit einem Exzenterbügel 16 einer Exzenterscheibe17 gezeigt, die auf einer Welle )i8 befestigt ist, die durch eine geeignete Kraftmaschine angetrieben sein kann. Selbstverständlich wird eine Antrieb-svorrichtumg dieser Ausführung sehr leicht laufend. Wenn der Arbeitsdruck nach oben in der Führungsrichtung wirkt, z. B. weil das Sekundärglied 2 ein arbeitendes Werkzeug trägt, wird nur ein Teil dieses Druckes mach der Antriebsvorrichtung übertragen, indem der größte Teil durch das Stützglied io aufgenommeiz wird, nämlich vermittels der Rollkörper 6 und 12, wodurch die Reibungsverluste auch in der Antriebsvorrichtung niedrig gehalten werden können.
In gewissen Fällen, wo die Hubzahl des Sekundärgliedes im Verhältnis zu der des Primärgliedes nicht verdoppelt zu werden braucht, es jedoch erwünscht ist, eine verhältnismäßig große Hubhöhe des Sekundärgliedes zu erhalten, können die Flächen 7 und 8 im ganzen geneigt zu den Richtungen q. angeordnet werden, wie es in Fig. 7 angedeutet ist.
Es ist denkbar, innerhalb gewisser Grenzen die Hubhöhe des Sekundärgliedes .2 vor oder während der Bewegung dadurch zu verändern, daß die eine oder beide der Flächen 7 und 8 geneigt gestellt werden. Nach Fig. B ist die Fläche 8 an einem Teil 2o ausgebildet, der mit Zapfen 211 versehen ist, auf denen Stangen 22 gelagert sind. Diese Stangen sind derart angeordnet, daß sie dem Teil 20 seine hin und her gehende Bewegung erteilen. Der Teil 2o, der zusammen mit den Stangen 22 das. Primärglied bildet, .ist weiterhin mit einem hochragenden Arm 23 ausgerüstet, in dem das eine Ende einer Regelstange 24 gelagert ist. Die Regelstange 24 nimmt an der hin und'he.r gehenden Bewegung der Stangen 22 teil, kann aber im Verhältnis zu diesen verschoben werden, so daß der Teil 2o sich mehr oder weniger um die Zapfen :2.1 dreht, wodurch die Neigung der Fläche 8 geregelt werden kann. In der gleichen Weise kann die Fläche 7 als ein im Verhältnis zum Sekundärglied dm übrigen verstellbarer Teil ausgebildet sein, der mit dem Teil 20 derart verbunden sein kann, daß die Flächen gleichzeitig in den zweckmäßigem Winkel eingestellt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern diese dienen nur dazu, einen Teil der Verwendungen des Prinzips der Erfindung zu erläutern, die vorkommen können. Verschiedene Kombinationen der dargestellten Ausführungsformen sind selbstverständlich denkbar.
Eine bewegungsübertragende Vorrichtung :der beschriebenen Art Scann in den verschiedensten Maschinen für verschiedene Zwecke verwendet werden, z.. B. in Nietmaschinen; Blechscheren, Nähmaschinen, Ventilvorrichtungen für Kraftmaschinen verschiedener Art usw.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zum Übertragen von Bewegungen von einem in einer gewissen Hauptrichtung hin und her beweglichen Primärglied auf ein in einer anderen Richtung geführtes hin und her bewegliches Sekundärglied vermittels eines Rollkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß vier Rollkörper die Bewegungsübertragung unter Pollen an einer Fläche des Primärgliedes und einerFlläche des .Sekundärgliedes vermittelt, wobei die eine oder beide dieser Flächen in der dem Rollkörper zugekehrten Richtung konkav sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- und Sekundärglieder im Verhältnis zueinander derart einstellbar sind, daß die Mitte der hin und her gehenden Bewegung des Rollkörpers in bezug auf ihre Lage im Verhältnis zu dem Maximum-oder Minimumpunlkt der Rollbahn längs der gekrümmten Fläche verändert werden kann, an welcher der Rollkörper bewegt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- und Sekundärglieder derart im Verhältnis zueinander einstellbar sind', daß die Mitte der hin und her g a ehenden Bewegung des Rollkörpers dazu gebracht werden, kann, in lerselben Ebene wie der Maximum- oder Minimumpunkt der Rollbahn längs der gekrümmten Fläche zu liegen.
4.. Vorrichtung nach Ansprüch.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- und Sekundärglieder derart einstellbar im Verhältnis zueinarider sind, daß der Bewegungsbereich der hin und her gehenden Bewegung des Rollkörpers längs der gekrümmten Fläche dazu gebracht werden kann, im ganzen seitlichvomMaximum-oder Minimumpunkt dieser Fläche zu -liegen.
5. Vorrichtung nach einem der Vöransprüche, .dadurch gekennzeichnet, daß die hin und her gehende Bewegung des Rollkörpers veränderliche Weite hat, wobei zu- diesem Zwecke das Primärglied eine hin und her gehende Bewegung veränderlicher Hubhöhe aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die beiden mit dem Rollkörper zusammenwirkenden Flächen konkav sind, sie den gleichen Krümmüngshalbmesser in den Punkten haben, die während der Bewegung des Rollkörpers den Rollkörper gleichzeitig berühren.
7. Vorrichtung nach einem der Voransprüche; dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen solche Form haben, daB die Reaktionsdrücke von den den Rollkörper berührenden Flächen auf den Rollkörper beide längs demselben Durchmesser des Rollkörpers gerichtet werden oder, falls sie längs verschiedenen Durchmessern fallen, um die Hälfte des Winkels, den -sie miteinander bilden, geringer sind als der Reibungswinkel in den Berührungspunkten (-linien) zwischen den Flächen und dem Rollkörper. B.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärglied in der Führungsrichtung von einer Fläche eines festen oder in verschiedenen festen Lagen einstellbaren Gliedes gestützt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rollkörper zwischen der Stützfläche und dem Primärglied vorgesehen ist. 'ro.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrollkörper mit gekrümmten, in der Richtung zum Rollkörper zweckmäßig konkaven Fl'äc'hen im Eingriff steht, längs deren er während der hin und her gehenden Bewegung des Primärgliedes zum Rollen gebracht wird. TI.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche aus der Mantelfläche einer Walze, Rolle od. dgl. besteht, die auf einer Welle gelagert ist, die senkrecht zur Führungsrichtung steht. 112.
Vorrichtung nach einem der vorigen Anspräche, dadurch gekennzeichnet; daß eine der mit dem Rollkörper oder den 'Rollkörpern zusammenwirkenden Flächen eben sind: 13. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärglied mit einer Exzenter- oder Kurbelvorrichtung in Verbindung steht, die ihm seine hin und her gehende Bewegung mitteilt. z4..
Vorrichtung nach einem der vorigen Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Primärgliedes und/oder Sekundärgliedes; der mit der den Rollkörper beeinflussenden Fläche ausgebildet ist, derart drehbar ist, d.aß die Fläche in verschiedene- Neigungslagen im Verhältnis zur Führungsrichtung eingestellt werden kann.