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Title:
CONVERSION GEARINGS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/017546
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to conversion gearings for converting the rotational motion of an engine into a linear motion. A cam disk (12) is arranged on a shaft (11) of the engine and the cam track (13) of said cam disk is sensed by a pin (14). The pin (14) is secured to a member (25) which can be reciprocated in linear direction. A cam track is provided on the front face of the cam disk (12) in the form of a 540° helix. Said track (13) is sensed by two pins (14, 15) which are diametrical to each other, each being secured to a chuck (25, 26) of a pair of chucks. Each chuck is guided on joint slides (17, 18) in the area of the pins and at the distal ends thereof and together they form a gap (20) between them the width of which is adjustable via the drive of the engine (11) by linear reverse motions of the chucks (25, 26).

Inventors:
MEIER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/006936
Publication Date:
March 30, 2000
Filing Date:
September 20, 1999
Export Citation:
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Assignee:
M U T GMBH (DE)
MEIER DIRK (DE)
International Classes:
F16H25/14; (IPC1-7): F16H25/14
Foreign References:
DE29603331U11996-06-27
DE2317925A11974-10-17
FR1086189A1955-02-10
FR873242A1942-07-02
DE29817153U11998-11-26
Attorney, Agent or Firm:
Glaeser, Joachim (Glaeser, Hiltl & Partner Königstrasse 28 Hamburg, DE)
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Description:
Umlenkgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Umlenkgetriebe für die Umwandlung der Rotationsbewegung eines Motors in Linearbewegung, wobei auf der Welle des Motors eine Nockenscheibe angeordnet ist, deren Nockenspur über einen Stift abgefühlt wird und der Stift an einem linear hin-und herbeweglichen Teil befestigt ist.

Eine häufige Anforderung aus dem Bereich der Konstruktion sind sog. Umlenkgetriebe. Diese Getriebe können z. B. Rotations- bewegungen in Linearbewegungen umsetzen (und umgekehrt). Bei Verwendung von Motoren (Rotationsbewegung) als elektrisches Antriebsmittel setzt ein Umlenkgetriebe die Bewegung in eine Linearbewegung um.

In der Praxis tritt es sehr häufig auf, dass sehr genaue Linearbewegungen erzeugt werden sollen und hierbei soll ein Drehantrieb eingesetzt werden, der sich genügend genau in seiner Drehstellung einstellen läßt.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es darum, ein derartiges Umlenkgetriebe zu schaffen und hierbei insbesondere die Präzision zu erhöhen, mit der aus elektrischen Eingangsgrößen geometrische Abstandsgrößen umgesetzt werden können.

Erreicht wird dies durch ein Umlenkgetriebe der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass auf der Stirnfläche der Nockenscheibe eine Spur in Form einer 540°- Schnecke zentriert ausgebildet ist ; zwei Stifte einander diametral gegenüberliegend diese Spur abfühlen und jeweils an einer Backe eines Backenpaares befestigt sind und dass jede Backe jeweils im Bereich der Stifte und jeweils am distalen Ende auf gemeinsamen Gleitachsen geführt ist und zwischen sich einen Spalt bilden, dessen Spaltbreite über den Drehantrieb des Motors durch zueinander gegenläufige Linearbewegungen der Backen einstellbar ist.

Gemäß der Erfindung ist ein kleines, kompaktes Getriebe entwickelt worden, um aus einer Drehbewegung (eines Motors) eine rechtwinklig zur Motorachse verlaufende Linearbewegung zu erhalten, und insbesondere zwei gegenläufige Bewegungen zu realisieren. Die Anwendung liegt bevorzugterweise im Bereich der optischen Spektroskopie, wo zwei Spalte am Ein-und Ausgang eines Monochromators ausgerichtet werden müssen. Jeder Spalt wird aus zwei Spaltbacken gebildet, die sich gleichmäßig von einander entfernen (Durchgangsspalt wird größer) bzw. aufeinander zulaufen (Durchgangsspalt wird kleiner/geschlossen).

Ein Motor treibt eine auf der Motorwelle montierte Scheibe, in die eine schneckenförmige Nut eingefräst wurde. Zwei an den Spaltbacken befestigte Stifte greifen in diese Nut. Die Spaltbacken gleiten auf Stäben. Durch Drehung der Scheibe mit der Schnecken-Nut werden die Spaltbacken so verstellt, dass höchste Präzisionsanforderunen erfüllt werden können.

Ein weiteres Merkmal gemäß der Erfindung ist ein sog."Totgang", wenn der Spalt ganz geschlossen worden ist. Die Rückstellkraft erfolgt über Federn und der Motor drückt nicht die Spaltkanten aufeinandW. Erreichen die Stifte das Ende der Schnecke, so kann über den erhöhten Strombedarf (maximales Drehmoment) eine Endlagenerkennung erfolgen, also ohne separaten Endschalter.

Bei der spektroskopischen Untersuchung kommt es häufig darauf an, aus einem Spektrum nur einen ganz kleinen speziellen Bereich herauszugreifen, und in diesem Zusammenhang ist es ganz besonders wichtig, dass dieser Bereich in höchster Präzision abgegrenzt werden kann. Es geht also um die Einstellung eines Spaltes, und zwar ausgehend von Signalen, die in elektronischer Form vorliegen und in mechanische Größen umgesetzt werden sollen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Die Figur zeigt ein Umlenkgetriebe für die Umwandlung der Rotationsbewegung eines Motors in zueinander gegenläufige Linearbewegungen in einer Ausführungsform gemäss der Erfindung.

In der Zeichnung sind nur die wesentlichen Teile des Umlenk- getriebes gemäß der Erfindung gezeigt worden, um das Zusammen- wirken dieser Teile zu erläutern.

In einem Rahmen, der auch häufig Spaltgehäuse genannt wird, ist ein sog. Ausgangsspalt 20 vorhanden, der zwischen zwei beweglichen Backen 25 und 26 gebildet ist. In der Figur sind zwei weitere Präzisionsteile gezeigt worden, die mit Hilfe von Schrauben justiert werden können und in den Backen 25 und 26 einstellbar angeordnet sind, um sowohl die Parallelität der den Spalt begrenzenden Elemente als auch deren Abstand genauestens einjustieren zu können.

Die beiden Backen 25 und 26 sind auf zwei gemeinsamen Gleitachs 17 und 18 geführt und können mit Hilfe des noch zu erläuternden Antriebs auf diesen Gleitachsen zueinander genau bewegt werden.

Hinter den Backen, aber am Rahmen befestigt, ist ein Antriebsmotor, dessen Ausgangswelle 11 Drehbewegungen auf eine Nockenscheibe 12 überträgt. Die Nockenscheibe 12 ist mit einer spiralenförmigen Nut 13 ausgebildet und diametral einander gegenüberliegend fühlen zwei Stifte 14 und 15 diese spiralenförmige Nut 13 ab. Die Stifte 14 und 15 sind mit den Backen 25 und 26 fest verbunden, und dies bedeutet, dass je nach Drehstellung der Spiralen 13 die Stifte 14 und 15 unterschiedliche Radialabstände zur Achse 11 einnehmen und dass die entsprechenden Positionen von den Backen 25 und 26 übernommen werden.

Es sind zwei Endstellungen möglich, und in der einen befinden sich die Stifte in solchen Radialabständen, dass der Spalt 20 zwischen den Backen auf Null verringert wird, wohingegen in einer anderen extremen Radiallage der Spalt 20 seinen größten Wert einnimmt.

Die schneckenförmige Nut 13 oder die Nockenspur ist im vorbeschriebenen Fall eine solche Nut, die vom Drehwinkel linear abhängig ist. Dies muss nicht so sein, eine solche Ausführungsform lässt sich jedoch fertigungs-und auch anwendungstechnisch am besten herstellen bzw. einsetzen, da die Öffnung des Spaltes 20 sich mit jedem Schritt des antreibenden Schrittmotors gleichmäßig um die gleiche Öffnungsbreite ändert.

Bei einer Steigung von 4 mm/2z kann bei einer vollen Umdrehung der Spalt 20 sich auf 8 mm öffnen, da die beiden Spalthälften oder Backen jeweils um 4 mm voneinander wegbewegt worden sind.

Bei der gezeigten Nockenscheibe 12 liegt der Schließpunkt (das Zentrum d Spaltes) rechts vom Zentrum des Schneckenrades. Der Grund hierfür liegt in der Tatsache, dass der Führungsstift 14 sich sehr nahe an der Achse der Welle 11 befindet, wohingegen der Stift 15 über eine halbe Umdrehung weiter angeordnet ist, also 2 mm weiter vom Schneckenradzentrum entfernt ist.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann über die Schritt- stellungen eines Schrittschaltmotors die Spaltbreite mit höchster Präzision eingestellt werden.