Schneckengetriebe. Die vorliegende Erfindung betrifft eine besondere Ausführungsform der in der Tech nik unter dem Namen Schneckengetriebe all gemein bekannten Art der Übersetzungsge triebe. Gewöhnlich werden unter dem Namen Schneckengetriebe nur aus Schnecke und Schneckenrädern bestehende Getriebe, deren Drehachsen senkrecht zueinander stehen, ver standen. In der nachstehenden Betrachtung wird der in der Kinematik und besonders für Evolventenverzahnungen gebräuchliche Sam melname für Schraubenzahnrädergetriebe ver wendet, deren Drehaxen einen willkürlichen, also auch einen grösseren oder kleineren Winkel als 90 , einschliessen können. Ebenso sei die Bezeichnung Schnecke dahin präzi siert, dass darunter ein ein- oder mehr- in der Regel aber wenigzähniges Zahnrad mit schraubenförmigen Zähnen verstanden sei.
Bei den bisherigen Schneckengetrieben ist die Gleichförmigkeit der Bewegungsübertra gung abhängig von der Konstanz des Stei gungswinkels der Schneckenzähne und der Zahnteilung an den Schneckenrädern. Mit dem vorliegenden Schneckengetriebe wird nun die Gleichmässigkeit der Bewegungsübertra- gung gesteigert. Das Getriebe kann vorteil haft als Teilvorrichtung an Zahnbearbeitungs maschinen verwendet werden. Es kann auch zum Kontrollieren der Zahnteilungen von Schneckenrädern so ausgebildet werden, dass die Unterschiede in den Zahnteilungen des Schneckenrades sichtbar und daher messbar werden.
Die Erfindung stützt sich besonders auf die Feststellung, dass es mit den bisherigen Verfahren wohl möglich ist, die Steigung der Schraubenzähne an Schnecken genügend genau einzuhalten, so dass die Schnecken bei geeigneter Anordnung auch als Werkzeuge zum Messen der Zahnteilungen der damit in Eingriff stehenden Zahnräder und zur Er reichung einer genaueren Bewegungsübertra gung verwendet werden können.
Das Schneckengetriebe und seine Wirkungs weise ist anhand der Figuren 1-5 beispiels weise als Teilvorrichtung an Zahnbearbeitungs maschinen beschrieben.
Es besteht im wesentlichen nach Fig. 1 aus der Schnecke 1, dem Schneckenrad 2 und dem um den Zapfen 3 schwenkbaren Lagersupport 4, der unter der Wirkung einer Feder 5 so gegen das Schneckenrad gepresst wird, dass sich die Zähne der Schnecke und des Schneckenrades stets keilartig berühren, das heisst, auf der Vorder- und der Rückseite aufliegen. Die schwenkbare Schneckenrad welle ist über eine geeignete, die Parallel verschiebung oder Schwenkung des Lager- supportes 4 erlaubende Kupplung 6 mit der im Maschinengehäuse festgelagerten Antriebs welle gekuppelt. Wie nun mit Fig. 2 ge zeigt wird, arbeitet das soeben gekennzeich nete Schneckengetriebe in bezug auf die Be wegungsübertragung nicht wie ein Getriebe bekannter Art.
Bekanntlich ist an einem Zahnrad der Umfang des Teilkreises gleich der Summe der Zahnteilungen, also auch gleich der Summe der Zahnstärken und Zahnlücken auf denn Teilkreis. Sind nun Teilfehler vorhanden, so heisst das, dass die Zahnstärken oder die Zahn lücken unter sich nicht gleich gross sind. Von der nicht zentrischen Lagerung der Teil räder, als einem Fehler besonderer Art, soll erst später gesprochen werden. Da bei Zahn teilungsfehlern, wie vorstellend abgeleitet wurde, die Zahnstärken und Zahnlücken auf dem Umfang eines Zahnrades unter sich un gleich gross sind, so wird bei einer Vorrich tung nach Fig. 1 die hier zum Beispiel nicht axial verschiebbar gelagerte Schnecke 1 un ter der Wirkung der Feder 5 mehr oder weniger tief in das Schneckenrad 2 ein greifen, stets so, dass die Schnecken- und Schneckenradzähne sich keilartig berühren oder tasten.
Um letzteres zu ermöglichen, ist die Kraft, welche Schnecke und Schnecken rad gegeneinander presst, in Fig. 1 die Vor spannung der Feder 5 so gross gemacht, dass die Schnecken- und die Schneckenradzähne stets beidseitig das heisst vor- und rückseitig, tasten müssen. Ferner sind Schnecke und Schneckenrad mit Evolventenverzahnungen versehen, welche bekanntlich auch bei ver schiedenen Axabständen kinematisch ein wandfrei arbeiten.
Tritt nun während des Arbeitens der be schriebenen Vorrichtung nach Fig. 1, wie im vergrösserten Massstab in Fig. 2 gezeigt ist, ein die. Zahnlücke des Schneckenrades 2 ver- grössernder Teilfehler @ auf, so dringen die als Taster wirkenden Schneckenzähne unter der Wirkung der Feder 5 um einen vom Neigungswinkel der Schneckenzahnflanken abhängigen Betrag y, angenähert parallel zu sich selbst verbleibend, tiefer in die Zahn lücken des Schneckenrades ein, immer so, dass mindestens ein Zahnflankenpaar der Schnecke ein Zahnflankenpaar des Schnecken rades, wie beschrieben, keilartig tastet. Wäh rend dem angenähert parallelen Tieferdringen der Schneckenzähne um den Betrag y unter der Kraftwirkung der Feder 5 drehen diese das Schneckenrad 2 um den Betrag z bis keine Zunahme von @ mehr stattfindet und das Schneckengetriebe wieder normal arbei tet.
Wäre nun in der gegenteiligen Annahme die Schneckenradzahnlücke um den Betrag x kleiner, dann wäre auch die Schnecke aus dem Schneckenrad gepresst worden und das Schneckenrad 2 hätte sich gleichzeitig im Gegensinn aber uni denselben Betrag z ge dreht. Der gegenüber bekannten Schnecken getrieben bedeutende Vorteil der beschriebenen Vorrichtung besteht nun darin, dass die am Schneckenrad 2 vorhandenen Zahnteilungs fehler x, als Winkel betrachtet, in ihrer Wirkung hinsichtlich der Drehbewegungs übertragung des Schneckengetriebes auf einen stets kleineren Fehlerbetrag @ reduziert werden.
Beispielsweise ist bei symmetrischen Zahn flanken der kämmenden Räder der übertra gene Zahnteilungsfehler z nur gleich der Hälfte des wirklichen Wertes x, sofern die Zahnteilung eines der kämmenden Zahnräder gennau ist, was bei der Verwendung kurzer Schnecken mit Zahnstangenprofil, welche mit sehr hoher Genauigkeit herstellbar sind, er reicht werden kann. Diese wichtige Erkennt nis ermöglicht nun besonders den eingangs erwähnten Zweck, Zahnräder mit genauen Zahnteilungen herzustellen, zu erfüllen.
Wird eine solche Vorrichtung an einer Zahnbearbeitungsmaschine verwendet, so ist es also damit möglich, die Zahnteilungen der zu bearbeitenden Zahnräder automatisch ge nauer als rliejetri"etn des verwendeten Teil rades zu erhalten. Die Teilungsgenauigkeit kann durch wiederholten Ersatz der Zahn teilräder durch neue, unter der Verwendung der vorliegenden Erfindung bearbeitete Zahn teilräder bedeutend über den bisherigen Ge nauigkeitsgrad gesteigert werden.
Die Grösse der Beträge y in Fig. 2 ist direkt proportional der Grösse der Teilungs unterschiede im Eingriffsfeld der Schnecken. Diese Beträge y, als Änderungen des Ab standes zwischen Schnecken- und Schnecken- radaxe, können mit Leichtigkeit mittelst einer zwischen die Schnecke und das Schnecken rad eingebauten, die Beträge y vergrössert angebenden Messvorrichtung bekannter Art gemessen und demnach die Zahnteilungsfehler im Schneckengetriebe kontrolliert und re gistriert werden.
Unter Verwendung der vorliegenden Er findung wird bei grossen zu übertragenden Drehmomenten die Anordnung, wie zum Bei spiel in Fig. 1 dargestellt, vorteilhaft so ge troffen, dass zwei Schnecken parallel auf ein gemeinsames Schneckenrad arbeiten. Die beiden Federn 5 können alsdann (siehe Fig. 1) durch eine auf beide Schneckenwellen wir kende Feder 7 ersetzt werden.
Die Anordnung nach Fig. 1 mit zwei An triebsschnecken wird zweckmässig in bekann ter Art, entweder durch Antrieb der beiden Schneckenwellen über ein Kardangetriebe oder durch gegenseitige Ausbalancierung der Axial schübe in einem besondern Hebelsystem so getroffen, dass beide Schnecken möglichst gleichviel zur Drehung des Werkstückes bei tragen.
In Fig. 3 und 4 ist schematisch eine weitere für Zahnbearbeitungsmaschinen ge eignete Ausführungsform gezeigt. Oft ist es der Fall, dass die Schneckenräder 2 nicht genügend genau zentrisch auf den Tischspin deln 8 befestigt sind, wodurch die Genauig keit der mit den betreffenden Maschinen ver zahnten Rädern auch unvorteilhaft beeinflusst wird. Diesem Übelstande hilft die Anordnung nach Fig. 3 und 4 in Kombination mit der beschriebenen lokalen Verbesserung der Zahn teilung ab. Der Antrieb des Werktisches 10 erfolgt hier von zwei parallel arbeitenden Schnecken 1 und 1c, von denen die eine, 1c, im Maschinengehäuse festgelagert, und die andere, 1, wie schon beschrieben, mit dem zugehörigen Lagersupport 4 um den zur Welle 8 nur beispielsweise parallelen Zapfen 3 drehbar ist.
Das Schneckenrad 2c ist nun hier über eine Kreuzgelenkkupplung 9, welche auch geringe Längsverschiebungen zulässt, mit der Welle 8 und dem Werktisch 10 in der Umfangsrichtung starr gekuppelt. Im Betriebe stellt sich nun das Schneckenrad 2c so ein, dass beide Schnecken 1 und lc stets gleiche Umfangskräfte übertragen, das heisst, das Schneckenrad 2c dreht sich ohne Rück sicht auf die Drehaxe der Welle 8 um das eigene Zentrum und überträgt das Drehmo ment vermittelst der Kreuzgelenkkupplung 9 auf die Welle 8 und den Werktisch 10. Man erreicht also mit der Anordnung nach Fig. 3 und 4 eine Verkleinerung der Wirkung der Teilfehler des Schneckenrades auf die Bewegungsübertragung und gleichzeitig eine vollständige Vermeidung der Nachteile ex zentrisch umlaufender Schneckenräder.
Diese Anordnung gewährleistet also eine besonders weitgehende Steigerung der Genauigkeit in der Bewegungsübertragung. Der Einfluss der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 ist beispiels weise in Fig. 5 schematisiert angegeben. Die Abszisse 12 bedeutet den Umfang des Zahn rades, die Ordinaten, die Teilungsfehler; die sinusartige Hauptwelle der Kurve 13 rührt von einer Exzentrizität des Schneckenrades her, die übergelagerten Wellen ergeben sich als die gewöhnlichen Zahnteilungsfehler, das heisst, wie eingangs erwähnt, Unterschiede in der Zahnteilung. Bei Verwendung der Kom bination nach Fig. 3 und 4 zur Bewegungs übertragung an einer Zahnbearbeitungsma schine stellt Kurve 14 den Verlauf und die ungefähren Grössenverhältnisse dar im Ver gleich zur üblicher) Anordnung, Kurve 13.
Die Siriusperiode ist weg, die kurzwelligen Teilungsfehler sind bis auf den halben Teil reduziert.