NL9400870A - Overbrengingsinrichting. - Google Patents

Description

Overbrengingsinrichting

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een overbrengingsinrichting voor het omzetten van een bedienings-kracht in een grotere arbeidskracht, voorzien van langgerekte buigzame trekmiddelen die via een overbrenging aangrijpen op een stangvormig orgaan.

Bij een bekende overbrengingsinrichting van deze soort, die is bedoeld voor het verstellen van de wandversta-ging van een zeilboot, bestaat de overbrenging uit een katrolsysteem, waarbij de als koord uitgevoerde trekmiddelen over schijven zijn geleid. Hierbij wordt gebruik gemaakt van één vaste as met vier schijven en een verplaatsbare as met eveneens vier schijven, welke verplaatsbare as met het stangvor-mige orgaan is verbonden. De overbrengingsverhouding wordt bepaald door het aantal lussen in het katrolsysteem.

Deze bekende overbrengingsinrichting heeft het nadeel dat de overbrengingsverhouding in de praktijk beperkt is en niet veel hoger dan 1:8 kan komen zonder onpraktisch groot te worden en de inwendige wrijving hoog te laten oplopen. Voorts is het een nadeel dat de inrichting alleen een trekkracht kan uitoefenen en geen druk kan opnemen.

De uitvinding beoogt thans een overbrengingsinrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen op doeltreffende wijze zijn opgeheven.

Hiertoe wordt de overbrengingsinrichting volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt, dat het stangvormige orgaan is uitgevoerd als een om de langsas draaibaar gemonteerde kogel-schroefspil met een moer, terwijl de trekmiddelen aan weerszijden van de moer in de roet de moer als overbrenging fungerende vrije schroefgangen van de schroefspil zijn gewonden en nabij of in de moer in resp. uit de schroefgangen zijn geleid zodanig dat hierop een trekkracht kan worden uitgeoefend.

De overbrengingsinrichting volgens de uitvinding met kogelschroefspil biedt grote voordelen. Ten eerste is een grote variatie aan overbrengingsverhoudingen mogelijk, waarbij zonder problemen tot circa 1:50 kan worden gegaan. De inrichting kan zowel trek als druk opnemen, in het bijzonder indien de schroefspil zelfremmend is. De wrijving kan door een gunstige materiaalkeuze laag gehouden worden. Voorts kunnen twee of meer overbrengingsinrichtingen met behulp van de trekmiddelen worden gekoppeld, zodat een aantal overbrengingsinrichtingen synchroon kan worden bediend.

Het is gunstig indien de moer vast is gemonteerd, waarbij bij voorkeur de moer en een zich aan één zijde van de moer bevindend deel van de kogelschroefspil in een huis zijn ondergebracht met een in- en uitvoergat voor de trekmiddelen.

Op deze wijze ontstaat een compact geheel, waarbij de moer vast met het huis is verbonden en de met het te verplaatsen deel verbonden schroefspil in en uit het huis kan worden versteld door het bedienen van de trekmiddelen.

Het is voordelig wanneer de trekmiddelen aan weerszijden van de moer met elkaar zijn verbonden en bijvoorbeeld bestaan uit een enkel koord, touw, kabel, ketting of dergelijke.

In deze uitvoering zal zich altijd een lus van een vaste lengte buiten de kogelschroefspil bevinden, waardoor de bediening eenvoudig is en geen ongewenste stukken koord of dergelijke van verschillende lengte uit het huis steken.

Een gunstige uitvoering van de overbrengingsinrich-ting volgens de uitvinding is daardoor gekenmerkt, dat de moer aan de buitenomtrek rechthoekig, in het bijzonder vierkant, is uitgevoerd, waarbij een kogelterugloopkanaal van de kogelom-loopmoer in een hoek van de moer is ondergebracht.

De rechthoekige, in het bijzonder vierkante uitvoering van de moer verschaft ruimte voor het kogelterugloopkanaal, zonder dat hiervoor de uitwendige afmetingen van de overbrengingsinrichting substantieel behoeven te worden vergroot.

Het kogelterugloopkanaal is bij voorkeur gevormd van bochten vormende schroefveren of dergelijke en hierop aansluitende buisjes. De schroefveren zorgen voor geleidelijke bochten, terwijl ten minste één buisje eenvoudig in een schroef-veer kan worden gestoken en weer hieruit kan worden getrokken voor het inbrengen of uithalen van kogels.

In een andere variant van de uitvinding wordt een overbrengingsinrichting voor het omzetten van een bedienings-kracht in een grotere arbeidskracht verschaft, welke is voor zien van een kogelschroefspil met moer en een aandrijforgaan voor het ten opzichte van elkaar in draaiing brengen daarvan en welke daardoor is gekenmerkt, dat tussen de moer en de ko-gelschroefspil een kogelcirculatielichaam is aangebracht met zowel aan de binnen- als aan de buitenomtrek kogelschroefgan-gen voor samenwerking via kogels met de inwendige schroefspil en de uitwendige moer, waarbij het kogelcirculatielichaam is voorzien van kogelverbindingskanalen voor het tussen de inwendige en uitwendige schroefgangen geleiden van de kogels, terwijl de ene van de uitwendige moer en de schroefspil tegen een translatie en de andere tegen een rotatie is geborgd.

In deze uitvoering van de overbrengingsinrichting kunnen zonder problemen zeer grote overbrengingsverhoudingen worden bereikt en is de overbrengingsinrichting een bruikbaar alternatief voor pneumatische en hydraulische cilinders.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, die uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding schematisch weergeven.

Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van het uitvoe-ringsvoorbeeld van de overbrengingsinrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een gedeeltelijk doorgesneden en op grotere schaal weergegeven zijaanzicht van de overbrengingsinrichting van fig. l.

Fig. 3 is een op grotere schaal weergegeven doorsnede van de moer volgens de lijn III-III in fig. 4.

Fig. 4 is een doorsnede volgens de lijn IV-IV in fig. 3.

Fig. 5 is een gedeeltelijke langsdoorsnede van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de overbrengingsinrichting volgens de uitvinding.

Fig. 6 toont op grotere schaal het kogelcirculatielichaam uit het onderwerp van fig. 5.

Fig. 7 is een doorsnede volgens de lijn VII-VII in fig. 6.

Het eerste uitvoeringsvoorbeeld van de overbrengingsinrichting volgens de uitvinding, zoals is weergegeven in de fig. 1-4, is bedoeld voor het bewerkstelligen van een lineaire verplaatsing van een aangekoppeld onderdeel. Zoals de fig. 1 en 2 tonen, omvat de overbrengingsinrichting een kogelschroef- spil 1 die samenwerkt met een moer 2 via kogels 3. De moer 2 is vast gemonteerd in een langwerpig omhulsel of huis 4 met vierkante dwarsdoorsnede. De moer 2 is aan één uiteinde van het huis 4 gemonteerd en de kogelschroefspil 1 steekt ter plaatse van de moer 2 met een variabele lengte uit het huis 4. De schroefspil 1 kan door middel van een draaibare kop 5 verdraaibaar worden gekoppeld met een te verstellen onderdeel.

Aan het tegenovergestelde uiteinde is de schroefspil 1 met behulp van een niet weergegeven lager draaibaar gelagerd in een schuifblok 6.

Voor het aandrijven van de kogelschroefspil 1 ten opzichte van de moer 2 zijn trekmiddelen in de vorm van een koord 7 aangebracht, welk koord 7 in de niet door de kogels 3 van de moer 2 bezette vrije schroefgangen 8 van de schroefspil 1 is gewikkeld en wel aan beide zijden van de moer 2. Hiertoe bezitten zowel de moer 2 als het huis 4 in- resp. uitvoergaten 9 voor het naar binnen resp. naar buiten geleiden van het koord 7 in en uit de schroefspil 1. Het koord 7 is aan beide vrije uiteinden aan de schroefspil 1 bevestigd, bijvoorbeeld met een schroef 10. Daar de trekmiddelen aan weerszijden van de moer 2 uit een enkel koord bestaan bevindt zich buiten het huis 4 een koordlus van vaste lengte.

Voor het verstellen van de schroefspil wordt aan één uiteinde van de lus van het koord 7 getrokken, waardoor het koord aan de betreffende zijde van de moer 2 uit de schroefgang 8 wordt getrokken en hiertoe het koord 7 aan de betreffende zijde van de moer 2 van de kogelschroefspil 1 wordt afgewikkeld onder draaiing van de kogelschroefspil 1. Hierdoor verplaatst de schroefspil 1 zich ten opzichte van de moer 2, waardoor de kogelschroefspil 1 in of uit de moer 2 resp. het huis 4 wordt gedraaid. Door de draaiing van de kogelschroefspil 1 zal het koord aan de andere zijde van de moer 2 in de schroefgang 8 van de kogelschroefspil 1 worden getrokken en bijgevolg zal het koord daar worden opgewikkeld. Derhalve volgt het koord 7 als het ware de beweging van de schroefspil 1 ten opzichte van de moer 2 en blijft er altijd een zelfde lengte van het koord 7 op de schroefspil 1 gewikkeld, waarbij alleen de verhouding van de opwikkellengte aan weerszijden van de moer zich wijzigt. Buiten het huis 4 blijft altijd een zelfde koordluslengte beschikbaar. De overbrengingsverhouding van de overbrengingsinrichting hangt af van de spoed van de schroefgang 8 in de kogelschroefspil l en moer 2 en kan binnen ruime grenzen worden gevarieerd, bijvoorbeeld tussen 1:5 en 1:50.

De algemene werking van een kogelschroefspil wordt als bekend verondersteld: de verplaatsing van de kogels door de schroefgang binnen de moer bepaalt de relatieve verdraaiing tussen moer en schroefspil. In de fig. 3 en 4 zijn doorsneden weergegeven van de kogelcirculatiemoer 2 volgens de uitvinding, waarbij is te zien dat de moer 2 is voorzien van een kogelterugloopkanaal 11 voor het van het ene uiteinde naar het andere uiteinde van de schroefgang 8 in de moer 2 terugvoeren van de kogels. Dit kogelterugloopkanaal is zodanig vormgegeven dat zo weinig mogelijk bochten aanwezig zijn die wrijving van de kogels 3 veroorzaken. In dit uitvoeringsvoorbeeld is het kogelterugloopkanaal 11 voorzien van een begin- en eindbuisje 12 resp. 13 dat met vangneuzen 14 in de schroefgang 8 steken voor het invangen resp. uitlaten van kogels in resp. uit de schroefgang 8. De buisjes 12 en 13 verlopen althans nagenoeg ,tangentiaal ten opzichte van de schroefgang 8, zodat nauwelijks een richtingsverandering van de kogels plaatsvindt. Op de buisjes 12 en 13 sluiten schroefveren 15 resp. 16 aan teneinde een bocht te vormen naar een middelste buisje 17 dat in de langsrichting van de moer 2 verloopt. Het middelste buisje 17 verloopt geheel in de hoek van de moer 2 waar een langs-groef 18 is aangebracht. Op deze langsgroef 18 sluiten de boringen aan voor de buisjes 12 en 13 en de schroefveren 15 en 16 voor de aansluiting op de schroefgang 8. De schroefveren 15 en 16 kunnen zeer gemakkelijk op de buisjes 12, 13 en 17 worden aangesloten doordat zij hierop kunnen worden geschoven. Op deze wijze kunnen de schroefgang 8 en het kogelterugloopkanaal 11 gemakkelijk met kogels 3 worden gevuld door het losnemen van het middelste buisje 17 van een van de schroefveren 15, 16 en het via het middelste buisje 17 inbrengen van de kogels, waarna het buisje 17 en de betreffende schroefveer 15, 16 kunnen worden verbonden en de moer in het huis 4 kan worden geschoven, waarbij het kogelterugloopkanaal 11 in de langsgroef 18 tussen de moer 2 en het huis 4 wordt opgesloten.

Afhankelijk van de passing kunnen verschillende materialen voor de verschillende onderdelen worden gebruikt. De moer 2 en de kogelschroefspil 1 kunnen in niet al te hoog belaste uitvoeringen worden vervaardigd van met olie geïmpregneerd PETP, waardoor een zelfsmerende overbrenging ontstaat. Daarbij kunnen de kogels 3 van roestvaststaal zijn en het huis 4 kan bestaan uit een aluminium extrusieprofiel. Uiteraard zijn andere materiaalcombinaties denkbaar. Het koord of dergelijke is van een zo weinig mogelijk rek en slijtage vertonend materiaal vervaardigd.

Het hiervoor beschreven uitvoeringsvoorbeeld is in het bijzonder geschikt voor het verstellen van de wandversta-ging van een zeilboot, waarbij dan uiteraard aan het huis 4 nog bevestigingspunten voor een scharnierbare bevestiging aan de boot moeten worden gevormd. De overbrengingsinrichting volgens de uitvinding is echter nog op vele andere plaatsen toepasbaar, bijvoorbeeld op plaatsen waar ook pneumatische cilinders worden toegepast. Het voordeel van de uitvinding is dat handbediening mogelijk is en dat binnen zekere nauwkeurigheid ook willekeurige stopposities mogelijk zijn. De overbrengingsinrichting volgens de uitvinding kan meer kracht ontwikkelen dan pneumatische cilinders met een zuigerdiameter die gelijk is aan de spildiameter, bij de gebruikelijke persluchtdruk. Door de koppelbaarheid van verschillende overbrengingsinrich-tingen is de uitvinding ook bijzonder geschikt voor horizontale heftafels, raamuitzetters in kassen en eventueel ook voor het lossen van schuifbekistingen. Daarnaast zijn er toepassingen te bedenken voor het openen en sluiten van grote bedrijfs-deuren.

De fig. 5, 6 en 7 tonen een tweede uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding, waarbij nog grotere overbrengingsver-houdingen kunnen worden bereikt. Dit uitvoeringsvoorbeeld is in principe een dubbele kogelschroefspil die bestaat uit drie hoofdonderdelen met kogels. Deze hoofdonderdelen zijn: een uitwendige moer 20 die is gevormd door een buis met inwendige schroefgang 21 van althans ongeveer halfronde dwarsdoorsnede; een kogelcirculatielichaam 22 met een uitwendige schroefgang 21' die behoort bij de inwendige schroefgang 21 van de moer 20 en een inwendige schroefgang 23 met een spoedrichting die tegengesteld is aan die van de schroefgang 21; en een bout of schroefspil 24 met een schroefgang 23' die behoort bij de schroefgang 23 van het kogelcirculatielichaam 22 en eveneens een halfronde dwarsdoorsnede bezit.

De werking van deze overbrengingsinrichting berust op het differentiaalprincipe, dat wil zeggen dat de verplaatsing van het kogelcirculatielichaam 22 ten opzichte van de moer 20 voor een deel teniet wordt gedaan door de verplaatsing van de schroefspil 24 ten opzichte van het kogelcirculatielichaam 22. Indien nu bijvoorbeeld de moer 20 wordt geroteerd en tegen axiale verplaatsing wordt geborgd en de schroefspil 24 juist tegen roteren wordt geborgd, dan zal bij draaiing van de moer 20 de schroefspil 24 een verplaatsing ondergaan die wordt gevormd door het verschil van de verplaatsing tussen het kogelcirculatielichaam 22 ten opzichte van de moer 20 en de verplaatsing van de schroefspil 24 ten opzichte van het kogelcirculatielichaam 22. Uiteraard is het ook mogelijk de moer 20 tegen rotatie te borgen en het kogelcirculatielichaam 22 te roteren.

De kogels 3 circuleren binnen het kogelcirculatielichaam 22 tussen de schroefgang 21 en de schroefgang 23. Fig. 7 toont buisjes 25 en 26 met vangneuzen 27 voor het geleiden van de kogels 3 tussen de schroefgang 21 en de schroefgang 23 aan de buiten- en binnenomtrek van het kogelcirculatielichaam 22.

Door het principe van de kogelschroefspil en -moer heeft elke kogel dezelfde hoeksnelheid, dat wil zeggen dat alle aan elkaar grenzende, bewegende vlakken een zelfde snel-heidsverschil hebben. Vanwege de verschillen in diameter van de als kogelbanen fungerende schroefgangen 21 en 23 zal de moer 20 ten opzichte van de schroefspil 24 roteren. Indien de schroefgangen 21 en 23 dezelfde doch tegengestelde spoed bezitten, dan wordt de overbrengingsverhouding van de overbrengingsinrichting bepaald door de diameterverhouding van de beide schroefgangen 21 en 23. Door nu ook de spoed van de schroefgang 21 en/of 23 te variëren, is elke overbrengingsverhouding te realiseren, die slechts wordt beperkt door de sterkte van de gebruikte materialen.

Voor de aandrijving van de overbrengingsinrichting kan worden gedacht aan elke soort draaiaandrijving, zoals bijvoorbeeld elektromotoren.

De uitvinding is niet beperkt tot de in de tekening weergegeven en in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoor-beelden, die op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kunnen worden gevarieerd. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk niet de schroefspil maar de moer met het te verstellen onderdeel te koppelen.

Claims (10)

1. Overbrengingsinrichting voor het omzetter» van een bedieningskracht in een grotere arbeidskracht, voorzien van langgerekte buigzame trekmiddelen (7) die via een overbrenging aangrijpen op een stangvormig orgaan (1), met het kenmerk, dat het stangvormige orgaan is uitgevoerd als een om de langsas draaibaar gemonteerde kogelschroefspil (1) met een moer (2), terwijl de trekmiddelen (7) aan weerszijden van de moer (2) in de met de moer als overbrenging fungerende vrije schroefgangen (8) van de schroefspil (1) zijn gewonden en nabij of in de moer (2) in resp. uit de schroefgangen (8) zijn geleid zodanig dat hierop een trekkracht kan worden uitgeoefend.·

2. Overbrengingsinrichting volgens conclusie 1, waarbij de moer (2) vast is gemonteerd.

3. Overbrengingsinrichting volgens conclusie 2, waarbij de moer (2) en een zich aan één zijde van de moer (2) bevindend deel van de kogelschroefspil (1) in een huis (4) zijn ondergebracht met een in- en uitvoergat (9) voor de trekmiddelen (7) .

4. Overbrengingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de trekmiddelen (7) aan weerszijden van de moer (2) met elkaar zijn verbonden.

5. Overbrengingsinrichting volgens conclusie 4, waarbij de trekmiddelen (7) uit een enkel koord, touw, kabel, ketting of dergelijke bestaan.

6. Overbrengingsinrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de moer (2) aan de buitenomtrek rechthoekig, in het bijzonder vierkant, is uitgevoerd, waarbij een kogelterugloopkanaal (12) van de kogelomloopmoer (2) in een hoek van de moer (2) is ondergebracht.

7. Overbrengingsinrichting volgens conclusie 6, waarbij het kogelterugloopkanaal (12) is gevormd van bochten vormende schroefveren (15, 16) of dergelijke en hierop aansluitende buisjes (12, 13, 17).

8. Overbrengingsinrichting voor het omzetten van een bedieningskracht in een grotere arbeidskracht, voorzien van een kogelschroefspil (24) met moer (20) en een aandrijforgaan voor het ten opzichte van elkaar in draaiing brengen daarvan, met het kenmerk, dat tussen de moer (20) en de kogelschroef-spil (24) een kogelcirculatielichaam (22) is aangebracht met zowel aan de binnen- als aan de buitenomtrek kogelschroefgan-gen (21, resp. 23) voor samenwerking via kogels (3) met de inwendige schroefspil (24) en de uitwendige moer (20), waarbij het kogelcirculatielichaam (22) is voorzien van kogelverbin-dingskanalen (25, 26) voor het tussen de inwendige en uitwendige schroefgangen (21, 23) geleiden van de kogels (3), terwijl de ene van de uitwendige moer (20) en de schroefspil (24) tegen een translatie en de andere tegen een rotatie is geborgd .

9. Overbrengingsinrichting volgens conclusie 8, waarbij de kogelschroefgangen (21, 23) aan de binnen- en buitenomtrek een tegengestelde spoed bezitten.

10. Overbrengingsinrichting volgens conclusie 8 of 9, waarbij de uitwendige moer (20) roteerbaar is ondersteund en met een draaiaandrijving is verbonden, terwijl de inwendige schroefspil (24) verschuifbaar is en met het aan te drijven deel is verbonden.