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Übertragungsvorrichtung für Zug- und Druckkräfte Vorliegende Erfindung
betrifft Vorrichtungen zur Fernübertragung von mit einer Bewegung verbundenen Zug-
und Druckkräften von der Bauart mit fester oder biegsamer Hülle, einem die Zug-oder
Druckkräfte übertragenden, innerhalb dieser Hülle axial angeordneten, biegsamen
Stab und die Reibung vermindernden rollenden Organen, die so angeordnet sind, daß
sie auf der Innenwand der Hülle einerseits und auf dem Stab andererseits abrollen,
um die Axialbewegungen des letzteren zu führen.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind in den Stab Rillen
eingearbeitet und trägt die Hülle innen in Längsrichtung verlaufende Rollbahnen
für Rollorgane, die sich auf diesen Rollbahnen und diesen Rillen abstützen.
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Nach Kenntnis des Erfinders sind bei den bekannten Vorrichtungen der
in Rede stehenden Bauart die zur Verminderung der Reibung dienenden Rollorgane um
den Stab herum verteilt; z. B. sind drei um 12o° gegeneinander versetzte Kugeln
in einer gemeinsamen Transversalebene angeordnet, oder vier Kugeln sind um go° gegeneinander
versetzt angeordnet, und der Stabquerschnitt ist entweder kreisförmig oder sternförmig
mit drei Zacken.
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Infolge dieser Anordnung besitzt der Stab nur eine mäßige Biegsamkeit
und ist um so steifer, je größer die zu übertragende Kraft ist, denn der Stabquerschnitt
muß dann um so mehr verstärkt werden, um die zu übertragende Kraft auszuhalten.
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Die Nützlichkeit einer großen Biegsamkeit ergibt sich aus der Verwendung,
für welche die Übertragungsvorrichtung der in Rede stehenden Bauart bestimmt ist.
Gleichgültig ob die Hülle steif oder biegsam ist, verlangt der Einbau der Vorrichtung
zwischen der Befehlsstelle und der Empfangsstelle
im allgemeinen
an Bord eines Fahrzeugs, Luftfahrzeugs, Schiffs usw. meistens Ablenkungen mit kleinen
Krümmungsradien, und die Wirksamkeit der Vorrichtung wird um so besser, je kleiner
diese Krümmungsradien gehalten werden können, ohne das gute Funktionieren des Apparates
zu beeinträchtigen.
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Vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, die bekannten Übertragungsvorrichtungen
der beschriebenen Bauart zu verbessern, indem sie dem Übertragungsstab eine erhöhte
Biegsamkeit verleiht. Weiter bezweckt sie, die Arbeitsbedingungen der beweglichen
Organe zu verbessern, unabhängig von der Ablenkungsrichtung der Hülle in den von
ihr beschriebenen Krümmungen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, im
Fall einer biegsamen Hülle dieselbe und die Rollbahnen derart auszuführen, daß diese
guten Arbeitsbedingungen auf alle Fälle aufrechterhalten bleiben. Schließlich bezweckt
die Erfindung eine Entlastung der biegsamen Hülle von den Zug- und Druckkräften
und eine einfache, leichte und wirtschaftliche Bauweise.
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Gemäß einem wichtigen Kennzeichen der Erfindung besteht das Übertragungsorgan
für die Zug-und Druckkräfte aus einem Stab großer Biegsamkeit mit abgeflachtem Querschnitt,
dessen einander gegenüberliegende Seitenflächen sich auf zwei einander diametral
gegenüberliegenden Sätzen von Rollorganen abstützen.
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Infolge dieser dem Stab erteilten besonderen Form ist dessen Widerstandsmoment
in der großen Achse seines Querschnitts sehr groß und in der kleinen Achse sehr
gering, so daß eine große Biegsamkeit um die große Achse und eine große Festigkeit
um die kleine Achse erzielt wird. Dies erlaubt. die Krümmungsradien an den Ablenkungen
zu verkleinern. Wenn außerdem zwei aufeinanderfolgende Ablenkungen in Ebenen liegen,
die miteinander einen bestimmten Winkel bilden, so verdreht sich der Stab, und die
flachen Querschnittsseiten desselben sind in jedem Punkte senkrecht zur Widerstandsrichtung
der Rollorgane gegen den Stab. Mit anderen Worten, die durch die Mittelpunkte der
einander gegenüberliegenden Kugeln bzw. Rollen gelegte Ebene ist stets senkrecht
zu den entsprechenden Seitenflächen des Stabs.
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Wenn die Hülle biegsam ist, so erhält sie erfindungsgemäß zwei einander
diametral gegenüberliegende Rollbänder bzw. -.bahnen von abgeflachtem Querschnitt,
auf welchen sich die Rollorgane abstützen und die den Zug- und Druckkräften widerstehen
müssen, und eine biegsame Umhüllung, die auf diesen Rollbahnen derart gleiten kann,
daß sie dieselben in dem gewünschten gegenseitigen Abstand hält.
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Durch diese Anordnung wird die eigentliche Hülle den Axialkräften
entzogen. Wenn außerdem die Vorrichtung eine Richtungsänderung erfährt, so nehmen
die Rollbahnen, die ebenso wie der Übertragungsstab eine verschiedene Biegsamkeit
für zwei aufeinander senkrechte Richtungen aufweisen, selbsttätig durch Biegung
und Verdrehung die richtige Gestalt und Lage gegenüber den Roll-Organen ein, so
daß eine Kraftübertragung unter den bestmöglichen Bedingungen gewährleistet ist.
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Dank diesen Kennzeichen gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung
die Übertragung mit hohem Wirkungsgrad von sehr großen Zug- und Druckkräften selbst
über gewundene Bahnen mit Ablenkungen kleiner Krümmungsradien.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung gehen aus dr folgenden Beschreibung
hervor, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen darstellt Abb. i einen
Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fernbetätigungsvorrichtung
mit steifer Hülle, Abb.2 einen Querschnitt durch dieselbe Vorrichtung für den Fall,
daß die Rollorgane Kugeln sind, Abb. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform
der Vorrichtung nach Abb. i mit Käfigen für die Rollorgane, Abb. 4 einen Querschnitt
zur Abb. 3 für den Fall, daß die Rollorgane Rollen sind, Abb. 5 einen Längsschnitt
durch eine Vorrichtung mit biegsamer Hülle, Abb. 6 einen Querschnitt durch die Vorrichtung
nach Abb. 5.
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In den Zeichnungen bezeichnet i eine Hülle, die in dem Fall der Abb.
i bis 4 steif und im Fall der Abb. 5 und 6 biegsam ist und eine den Bedürfnissen
entsprechende Länge und Gestalt besitzt und mehrere abgebogene bzw. gekrümmte Teile
aufweisen kann. Falls die Hülle steif ist, kann sie aus einem Metallrohr bestehen,
das man an den Punkten, wo man die Übertragungsrichtung zu ändern wünscht, vorher
abgebogen hat; falls die Hülle biegsam ist, kann sie aus einem in aneinanderschließenden
Spiralen aufgewickelten, ein biegsames Rohr bildenden N-letalldraht bestehen, oder
auch aus einem beweglichen Rohr aus ineinandergreifenden Spiralen, wie in 5 dargestellt.
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In der Achse der Hülle kann ein Band 2 aus Metall mit vorzugsweiser
hoher Federgrenze in Längsrichtung bewegt werden; die abgeflachte Querschnittsform
dieses Bandes erteilt ihm eine große Biegsamkeit in einer seiner Symmetrieebenen
und eine große Steifheit in einer darauf senkrecht stehenden Ebene; dieses Band
kann also leicht nachgeben, um sich den schärfsten Krümmungen der Hülle anzupassen.
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Das Band 2 wird in der Achse der Hülle i von Rollorganen in Gestalt
von Kugeln 3 oder Rollen 4 getragen, die auf seinen gegenüberliegenden Seitenflächen
angeordnet sind und sich einerseits auf dem Band und andererseits auf der Innenwand
der Hülle abstützen. Geeignete Rollbahnen sind vorzugsweise in die flachen Seiten
des Bandes 2 in Gestalt von Rillen 5 eingearbeitet..Die Rollflächen in der Hülle
werden in Abb. i bis 4 unmittelbar von den Innenflächen der steifen Rohre gebildet
oder in Abb. 5 und 6 durch geeignete Rillen oder Hohlkehlen io, die in einander
diametral gegenüberliegende biegsame Bänder ii eingearbeitet sind, welch letztere
in der Hülle i verschiebbar montiert sind, und deren Enden in 12 auf den Endstücken
8 befestigt sind.
Die Rollorgane 3 sind längs der Hülse regelmäßig
'verteilt und in gleichmäßigen Abständen festgehalten. Sie können paarweise einander
gegenüber eingebaut werden oder in abwechselnder Reihenfolge, wie in der Zeichnung
dargestellt. Diese Rollorgane sind in solchen Abständen verteilt, daß das Band 2
nicht durch Druck oder Bruch knicken kann.
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Infolge des abgeflachten Querschnitts des Bandes 2 bleiben die Seitenflächen
desselben stets senkrecht zu der Ebene, in welcher man die Hülle i gekrümmt hat,
so daß das Band sich richtig auf den Rollorganen 3 bzw. .4 abstützt.
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Eine Schraubenfeder 6 erstreckt sich im Innern der Hülle zwischen
ihren beiden Enden, und ein jedes der Rollorgane 3 wird in seiner Lage zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Windungen dieser Feder 6 festgehalten. Der Innen- und
Außendurchmesser dieser Feder sind so bemessen, daß sie weder die Hülle noch das
Band berührt. Ihr Innendurchmesser und ihre Ganghöhe sind vorzugsweise so gewählt,
daß die Rollorgane 3 durch die Feder gegen (las Band angehalten werden, damit man
die Feder aus der Hülle herausziehen kann, ohne daß diese Rollorgane herausfallen.
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Falls die Feder die Rollorgane nicht gegen das Band 2 anhalten kann,
kann jede Gruppe von Organen 3 von einem oder mehreren Käfigen gehalten werden,
wie in 7 bzw. i4 dargestellt. Der Käfig 7 (M)b- 3 und .I) besteht aus einem offenen
oder geschlossenen rohrförmigen Teil in Form eines C bzw. O, der die Feder 6 über
eine gewisse Länge umschließt und Öffnungen aufweist, durch welche gewisse der Rollorgane
hinausragen.
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Jedes Ende des Bandes 2 ist an einem Endstück 8 befestigt, von dem
das eine die zu übertragenden Zug- bzw. Druckkräfte aufnimmt, während das andere
diese Kräfte auf einen Empfangs- bzw. angetriebenen Apparat überträgt. Die Enden
der Hülle sind durch geeignete Mittel 9 festgehalten.
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Bei der in Abb. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
besteht der Käfig aus zwei biegsamen Bändern 14, die in regelmäßigen Abständen für
die Aufnahme der Kugeln 3 durchlöchert sind. Man könnte statt durchlöcherter Bänder
auch Bänder mit Klauen oder Einsenkungen verwenden, welche die Kugeln halten. Das
Ende des Bandes 2 ist an einem Stab 15 befestigt, der im Innern des Endstückes 9
gleitet, das für die äußeren Rollbänder i i einen Fixpunkt bildet.