NO824223L - Anordning for omdannelse av en roterende bevegelse til en lineaer bevegelse. - Google Patents

Description

I

I

I i Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å omdanne en roterende bevegelse til en lineær bevegelse, som angitt i innledningen til krav 1.I i j Kjente anordninger av denne type gjør bruk av skrue-jmutter-prinsippet eller er utformet med kulemutterskrue. I Den førstnevnte anordning er begrenset når det gjelder ah-

I 1 iivendelse på grunn av den store friksjon og den dermed for-!bundne varmeutvikling. Den sistnevnte anordning medfører;'på grunn av sin konstruksjon at den lineære forskyvning blirj

:forholdsvis stor i forhold til dreiebevegelsen, dvs. mulig-!heten for å variere utvekslingen er begrenset. For å unngå de ovennevnte problemer er det kjent å jbenytte fritt roterbare hjul eller ruller som er lagret .på Iden ene av de i forhold til hverandre forskyvbare deler, i

hvilke hjul ved hjelp av parallelle ribber eller kammer sam-virker med den annen dels gjenger. Ved dreining av f.eks. den gjengede del vil hjulene rulle med kammene i inngrep |

i i med gjengene, hvorved den del" som opptar hjulene blir for- | skjøvet. På grunn av at kammene følger lukkede sirkler, dvs. hver kam ligger i et eget plan, er det nødvendig at det respektive hjuls, aksel heller en vinkel svarende tilj ; gjengenes stigningsvinkel, eller, hvis hjulene aksler inn- i

rettes parallelt med den gjengede dels aksel, at hjulene! ! anordnes aksialt forskutt i forhold til hverandre. Dette innebærer at det ved fremstillingen blir komplisert å opp-fylle de allerede høye krav til snevre toleranser for at! anordningen skal fungere tilfredsstillende..

Det er også kjent anordninger hvor hjulene eller

rullene er forsynt med gjenger svarende til den gjengedejdels gjenger. Ved disse anordninger gjenstår allikevel det prob-lem, som også foreligger ved de tidligere kjente anordninger, at hjulene må styres og drives nøyaktig av den gjengede del i og hele tiden ligge an mot og gripe inn i dennes gjenger: Så snart en skråstilling mellom hjul og gjenget del opptrer,! eller et hjul "glipper" fra denne, med derav følgende forskjellige hjulhastigheter, er. det uunngåelig at anordningen forkiler seg. i i

i For å kunne øke de krefter som overføres mellom delene'

I ;og for derved å kunne møte de økede hjullagerkrefter, erjj det kjent å omgi hjulene eller rullene med en mutter, som I langs sin innside er forsynt med gjenger som går i inngrep |raed hjulene, og som- for at hjulene ikke skal vandre i jmutteren har samme stigningsvinkel som hjulenes gjenger, i Ved denne anordningstype har det lykkes å synkronisere •hjulenes innbyrdes rotasjon ved å forsyne den ene ende av i respektive hjul med en'tannkrans som går i inngrep med en'.motsvarende tannkrans på mutteren. På grunn av den forholdsvis låste utformning, idet hjulene må samvirke bådej med den gjengede del, skruen og den gjengede mutter, og på grunn av at en relativ bevegelse mellom skruen og hjulene ; ikke kan forhindres, er også denne utførelse beheftet med .alvorlige ulemper. Således er det meget vanskelig å til-veiebringe selvhemming ved anordningen, dvs. uten separat ibremse skal anordningen være stillestående selv ved den .største belastning. Ved at relativ bevegelse mellom skruen og hjulene er mulig, blir det, hvis anordningen kjøres i;

"bunn", dvs. til stans i en ytterstilling, nødvendig å de-■ i

■montere hele anordningen for å tilbakestille den til funksjonsdyktig stand.

Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, slik denne i 'fremgår av de i patentkravene angitte, karakteriserende j]trekk, er det mulig å eliminere de ulemper som er forbundet méd de hittil kjente anordninger av den nevnte type for å omdanne en roterende bevegelse til en lineær bevegelse, og det tilveiebringes en anordning som, hvis den kjøres mot, endestopp, ikke låser seg, som kan gjøres selvhemmende, og som er slik utformet at utvekslingsforholdet kan gjøres relativt vidt innenfor rammen av anordningens grunnform.\

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet nærmére ved hjelp av eksempler under henvisning til de vedføyede : tegninger. Fig. 1 viser skjematisk lengdesnitt av'en'utførelses-form av anordningen ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser den i denne utførelsesform inngående, gjengede skrue samt en med skruen samvirkende rulle.

Fig. 3 viser delsnitt av skrue og rulle.

I ' Fig. 4 viser skjematisk en detalj i snitt av denne' utførelse. Fig. 5 viser detaljen på fig. 4, etter snittet V - V I på fig. 4. i : I Fig. 6 viser skjematisk en annen tannutformning mellom skrue og rulle. j Fig. 7 viser skjematisk i snitt en annen utførelses- ' ■fo' rm av oppfinnelsen, og 'II , i fig. 8 viser i delsnitt en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen. ' På fig. 1 er vist en utf ørelsesf orm. av .oppfinnelsen, bestående av en med gjenger 2 forsynt skrue 1." Et lagerljus :3 ilagrer et antall ruller eller hjul 4 . Disse er forsynt; méd gjenger 5 som løper motsatt.skruen 1 og har samme gjenge-i 'li stigning som skruens gjengestigning. Skruen 1 drives av Jen j elektromotor 6 som er fast opplagret i en sylinder 7. ! [ Lagerhuset 3 er forbundet med en stang 8, som kan oppta j • j skruen 1, og som er forskyvbart lagret i lagre ved enden ■ ; av. sylinderen 7. Stangen 8 bæres glidbart i sylinderen ved hjelp av lagerhusets•3 periferi. Ved de frie ender av såvel •li sylinderen" 7 som stangen 8 er det anordnet festeøyne 10. | Ved aktivering av elektromotoren 6 og dermed rotasjon av skruen 1 vil rullene 4 rulle på skruen 1 og dermed, på grunn av gjensidig gjéngeinngrep, blir lagerhylsen 3 og i stangen 8 forskjøvet i forhold til sylinderen 7.

For å forhindre relativ bevegelse-mellom skruens gjenger og gjengene på rullene og dermed forhindre at lagerhuset 3 med rullene setter seg fast hvis anordningen kjøres mot en endestopper, er skruen 1 over hele sin lengde og ved gjengetoppene forsynt med tenner 11, se spesielt fig. 2 og 3. De respektive ruller 4 er mellom gjengene 5, dvs. gjenge-j bunnene, forsynt med motsvarende tenner 12. På fig. 2 og. 3 er skruen 1 og en rulle 4 vist adskilt, men i montert tilr

i stand skal rullenes og skruens gjenger og tenner gripe inn i hverandre. Denne, monterte tilstand er vist skjematisk på fig. 4 og 5, som viser en skrue 1 samt fem ruller 4 (bare én uttegnet) som står i inngrep med denne. Som det fremgår av fig. 2 og 4 er de respektive ruller 4 ved hver ende forsynt med en akseltapp 13. Denne er forsynt med et antall paral-

I

lelle, trapesformede ribber 14. Lagerhuset 3 er ved hver 1 . i

1 I e1 nde forsynt med en innadrettet flens eller fortykkelse 1l 5 i! som oppviser en innadvendende lagerflate 16 langs hvis .. J I indre periferi det er anordnet parallelle spor 17 som mot- j !svarer ribbene 14. Som det klart vil fremgå av fig. 4, vil :<!>den respektive rulle, i montert tilstand, med sin gjengede i og med tenner forsynte periferi gripe inn i og støtte seg ;mbt skruens 1 gjengede og med • tenner forsynte yttersiderj, log med sine akseltapper 13 hvile mot lagerhusets 3 lagerj-1 flate 16 med ribbene 14 løpende i sporene 17. På grunn av . 'at de fem ruller er aksialt låst i et felles plan til lager-' 'huset 3 ved hjelp av ribbene 14 og sporene 17, vil hver i j ,rulle 4 være henvist til en klart definert stilling langs •skruens 1 periferi, i det viste.tilfelle på en femtedels i deling fra hverandre. Noen rullelagerholder for oprett-:hdldelsé av delingen er ikke nødvendig. :<;>Ved at skruens og rullenes 4 gjenger 2 resp. 5, som ! i ;vist på fig. 2 og 4, er trapesformet, og ved at akseltappene 13 er forsynt med de trapesformede ribber 14 som griper inn 1 iide motsvarende spor 17, er det mulig å minimalisere de; radiale krefter som kommer til å virke under drift av'anordningen og i stedet rendyrke de aksiale krefter, således at store bøyemomenter i lagerhuset 3 unngås. Vediåiforsyne akseltappene 13.med et antall ribber 14 oppnåsien forholdsvis stor lagerflate for opptak av de aksiale krefter. Sammen med den relativt store, anleggsflate som, oppnås mellom skruens 1 og rullenes 4 gjenger på grunn av disses trapesprofil, er det mulig totalt å oppnå en slik statisk friksjon at anordningen blir selvhemmende. Anordningen av fritt langs lagerhusets 3 lagerflate 16 rullende akseltapper 13 medfører at det blir mulig i en viss grad å variere anordningens utveksling, alt etter formålet, ved å endre akseltappenes 13 diameter, . , (såvel som lagerflatens ]6) under bibehold av de andre variable uforandret. Formelen for den totale utveksling U blir således: hvor

hvor S = skruens 1 og rullens 4 gjengestigning (høyre-resp. venstregjenger),

; dp - akseltappens 13 diameter,

; ; D2= la9errlatens 16 diameter,

np = akseltappens 13 forskyvningsstrekning i forhold til

> lagerflatens 16 diameter, og j nR = antall omdreininger av rullen 4 pr. omdreining av ' skruen. I

På fig. 6 er vist hvordan skruens 1 og rullens 4'! tenner er anordnet på gjengeflankene istedenfor i gjenge-j- l toppen resp. gjengebunnen. På figuren er skruens 1 og I

I i rullens 4 gjenger betegnet med hhv. 11' og 12'. i

På fig. 7 er vist en anordning ifølge oppfinnelsen, i hvor skruen er erstattet med en innvendig gjenget sylinde! r ;i 19 som drives av en induksjonsmotor hvis rotor 20 er fast i

i forbundet med sylinderen 19, og hvis stator med viklingene 21 er festet til en hylse som også ved hjelp av lagre 23 opplagrer sylinderen 19 dreibart. En i forhold til sylin-

i deren 19 forskyvbar stang 24 bærer ved sin ene ende de roterbart lagrede ruller 4 mellom et par skivelignende holdere eller medbringere 25. På fig. 7 er rullene vist, lagret på aksler 26 festet til medbringerne. Som f .eks. , vist på fig. 4, kan.rullene 4 naturligvis i stedet ha aksel-; tapper 13, mens medbringerne i dette tilfelle har form av sirkulære skiver som er festet på stangen 24 og har periferiske lagerflater forsynt med spor (fig. 8)"på samme måte , som de tidligere nevnte lagerflater 16 med spor 17..

Ved at det på skrue (sylinder) og ruller samt mellom akseltapper og lagerflater benyttes trapesgjenger er det, som nevnt, mulig å minimalisere de radiale krefter, samtidig som de radiale toleranser ved fremstillingen ikke blir kritiske. Det skal dog.understrekes at det ifølge oppfinnelsen ikke er nødvendig med trapesgjenger, idet også , andre typer såsom spissgjenger kan benyttes. Skruens (sylinderens) og rullenes tenner kan hensiktsmessig utføres skråttskåret, hvilker bidrar til stillere gange og et , krafttilskudd i akselretningen. Som vist i forbindelse med fig.- 7 kan rullene 4 lagres i på aksler, hvorved rullenes og/eller akslenes endeflater) iopptar de aksiale krefter. I tilfellet av at man vil kunne (akseptere de ulemper som følger med forskjellige ruller ij

jén og samme anordning, er det innenfor' rammen av oppfinnel-Isen også mulig i stedet for gjenger 5 å forsyne rullene med'parallelle kammer som griper inn i skruens (sylinderens) gjenger 2. På samme måte som ved den tidligere beskrevne.

■an' ordning er bunnene mellom kammene da forsynt med tennerr<.>

Ved en slik anordning må imidlertid kammene i den ene rulle

være forskjøvet i forhold til kammene i den andre rullen; dvs. hvis det benyttes fem ruller ved en skrue med én g j engeinngang, må kammene i den påfølgende rulle, være ! forskjøvet en femtedel av gjengestigningen i forhold til! en foregående rulle. |

I

Claims (4)

1. I 1. Anordning for å omdanne en roterende bevegelse til en<:>lineær bevegelse, bestående av et første langstrakt legeme (1; 19) forsynt med skruegjenger (2) som strekker seg langs legemet samt et koaksialt i forhold til det første legeme dreibart andre legeme (3, 8; 24, 25) med i det minste to'.ruller (4) som er forsynt med kammer (5) som griper inn i j det første legemes skruegjenger, hvorved det ene legeme forskyves i forhold til det andre ved dreining av legemene i forhold til hverandre,karakterisert vedat det første legeme (1; 19), på den side som er forsynt; med gjengene.(2) også er forsynt med på tvers av gjengene og i forskyvningsretningen forløpende tenner (11) som j strekker seg hovedsakelig over hele legemet, og at deni| respektive rulle (4) er forsynt med på tvers av sine kammer (5) og i forskyvningsretningen forløpende tenner (12) som svarer til det første legemes tenner, og som er anordnet! langs hele rullen (4).
2. 2. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at det første legeme har form av en skrue (1), og at]rullene (4) bæres av et på rullenes.ender støttende lagerhus'(3) .
3. 3 . Anordning ifølge krav 2,karakterisertved at lagerhuset (3) er forsynt med to periferiske, radialt innadvendende og aksialt adskilte lagerflater (16) som er forsynt med parallelle spor (17), og at den respektive rulle (4) ' er forsynt med en akseltapp (13). i hver ende, hvilken akseltapp (13) er forsynt med til den respektive lagerflates (16) spor (17) svarende ribber (14).
4. 4. Anordning ifølge krav 3,karakterisertved at de samvirkende spor (17) og ribber (14) er trapesformet.

   I 5. Anordning ifølge et av kravene 1-4, karak-i terisert ved at rullenes'(4) kammer er dannet av gjenger (5) med en stigning lik det første legemes (1) gjenger (2), men med motsatt retning.

   ; 6i. Anordning ifølge krav 5,karakterisertj i ved at de innbyrdes samvirkende gjenger (2, 5) hos det j j

   første legeme (1) og rullene (4) er trapesformet. j ;

   i i 7. Anordning ifølge et av de foregående krav, .! ikarakterisert vedat det første legemes (1) |

   tenner (11) skjærer gjennom gjengetoppene, og at den ;respektive rulles (4)' tenner (12) er anordnet i bunnen mellom rullens kammer.'8. Anordning ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat tennene er utformet som skråttskårne tenner. 9. Anordning ifølge et av kravene 2-6,karakterisert vedat tennene (li<1>) på den første del (1) og tennene (12') på den respektive rulle (4) er anordnet i gjengeflankene. ,10. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at det første legeme har form av en innvendig gjenget 'sylinder (19) og at den respektive rulle ved hjelp av en akseltapp er innrettet til ved den respektive ende å ( ligge an mot en utadvendende periferisk lagerflate som er'anordnet i en skiveformet medbringer (25), idet den respektive akseltapp og lagerflate er forsynt med parallelle' ribber som griper inn i hverandre, og at medbringerne er forbundet med en aksialt i sylinderen (19) forskyvbar stang (24) .