DD205225B1 - Hydrostatische schmiereinrichtung fuer die zahneingriffsstellen eines schneckenzahnstangenantriebes - Google Patents

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine hydrostatische Schmiereinrichtung für die Zahneingriffsstellen eines Schneckenzahnstangenantriebes für den Werkstückträger einer Werkzeugmaschine.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der DE-AS 2118033 wird eine hydrostatische Schmiervorrichtung für die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecke und Schneckenzahnstange beschrieben, bei der den Zahneingriffsstellen über gleichmäßig am Umfang der Schnecke verteilte, in deren Zahnflanken mündende Schmierölbohrungen Schmieröl unter Druck zugeführt wird und die Schnecke mehrere achsparallele Verteilerkanäle aufweist, die jeweils mit den an der einen Zahnflanke oder an der anderen Zahnflanke mündenden Bohrungen verbunden sind, wobei an mindestens einer der beiden Stirnseiten der Schnecke axial am Getriebegehäuse abgestützte Verteilerkörper vorgesehen sind, die je eine über einen begrenzten Winkelbereich verlaufende, zur Stirnseite der Schnecke hin offene Verteilernut und eine sich über den restlichen Winkelbereich erstreckende Füllnut aufweisen, welche über Axialbohrungeh mit der Schmierölzufuhr in Verbindung stehen. D^bei werden die Verteilerkörper mittels Tellerfedern auf der einen Seite und Entlastungsnuten auf der anderen Seite gegen die abgesetzte Stirnfläche der Schneckenwelle gepreßt. Nachteilig hierbei ist, daß ein Teil des Öles für die Zahnflanken zum Druckaufbau in den Entlastungsnuten genutzt werden muß, damit der Verteilerring nicht verkantet.

Durch die gemeinsame Pumpe für die hydrostatische Schmierung der Zahneingriffsstellen der Zylinderschnecke und der Schneckenzahnstange sowie für die Entlastungsnuten nimmt bei Druckerhöhung in den belasteten Zahnflanken auch der Druck in den Entlastungsnuten zu. Dadurch nimmt die abströmende Ölmenge, sowohl für die Vorfüllung als auch ins Freie zu, wodurch die belastete Schneckenflanke weniger Öl, die entlastete dagegen mehr Öl erhält. Dies bedeutet eine geringere Ölfilmsteifigkeit in den Schneckenflanken als bei einem System mit mehreren Pumpen und getrennten Ölkreisläufen.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, durch einfachen Aufbau und Verringerung der Einzelteile der hydrostatischen Schmiereinrichtung, die Herstellungs-, Fertigungs- und Montagekosten zu senken und eine Gebrauchswerterhöhung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe derErfindung besteht darin, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine hydrostatische Schmiereinrichtung für die Zahneingriffsstellen eines Schneckenzahnstangenantriebes mit hoher Ölfilmsteifigkeit in den Schneckenflanken zu schaffen.

Dies wird gemäß der Erfindung durch zwei an der rechten und linken Stirnseite einer Zylinderschnecke angeordnete Kombinationsringe erreicht, die konzentrisch zu einer Schneckenwelle angeordnet und gegen Verdrehen zum Schneckengehäusedeckel gesichert sind.

Sie weisen zwei Axiallagertaschen auf. Für die Taschen der linken sowie rechten Zahnflanken der Zylinderschnecke und für die Axiallagertaschen der an der rechten und linken Stirnseite der Zylinderschnecke angeordneten Kombinationsringe sind vier Pumpen mit für jede eigenem Ölkreislauf vorgesehen.

Die Druckölversorgung der Taschen in den Zahnflanken der Zylinderschnecke, die sich mit der Zahnstange im Eingriff befinden, ist über die Verteilernut und über radiale Bohrungen vorgesehen.

Die Axiallagertaschen in den Kombinationsringen sind zur hydrostatischen Lagerung der Zylinderschnecke und der Schneckenwelle vorgesehen. Sie stützen sich rückwärtig gegen Gehäuseunterteil und Gehäusedeckel ab.

Zwischen den Axiallagertaschen für die hydrostatische Axiallagerung der Schneckenwelle ist die Füllringnut so angeordnet, daß sie den größten Teil des aus den Axiallagertaschen abströmenden Öles auffängt und über Ölzuführungskanäle und radiale Bohrungen zur Vorfüllung den Taschen in den Zahnflanken der Zylinderschnecke zuführt, die sich außer Eingriff mit der Zahnstange befinden.

Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind auf dem Umfang der Welle vorzugsweise je zwölf von beiden Stirnseiten der Schneckenwelle ausgehende Ölzuführungskanäle eingearbeitet.

Die Zylinderschnecke ist auf der Welle aufgeschrumpft angeordnet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch den Schneckenzahnstangenantrieb nach der Linie A-A der Fig. 2 Fig. 2: einen Schnitt nach der Linie B-B der Fig. 1

Fig.3: einen schematisch dargestellten Wirkschaltplan für die hydrostatische Schmiereinrichtung

In der Fig. 1 ist mit lOdasSchneckengehäuseunterteil und mit 11 der Schneckengehäusedeckel dargestellt. In beiden Gehäuseteilen 10; 11 ist die Schneckenwelle 12, bestehend aus der Zylinderschnecke 5, die auf der Welle 6 aufgeschrumpft ist, angeordnet.

Auf der Welle 6 sind am Umfang des Zylinderschneckensitzes beispielsweise zwölf von der rechten Seite und zwölf von der linken Seite ausgehende Ölzuführungskanäle 3; 3' eingearbeitet. Durch die eingearbeiteten Kanäle entfällt das fertigungstechnisch schwierige Herstellen von vielen langen axialen Bohrungen. Weiterhin sind in der Welle 6 die Paßfedern 15; 15' vorgesehen, wodurch die Lage der Zylinderschnecke 5 genau fixiert wird, damit radiale Bohrungen 8; 8' in der Zylinderschnecke 5 auf die Ölzuführungskanäle 3; 3' der Welle 6 treffen.

An der rechten und linken Stirnseite der Zylinderschnecke 5 sind zwei Kombinationsringe 1; 1' konzentrisch zur Schneckenwelle 12 angeordnet. Mittels der Paßfedern 2; 2' sind die Kombinationsringe 1; 1' gegen Verdrehen im Schneckengehäusedeckel 11 gesichert.

Für die hydrostatische'Schmierung der Zylinderschnecke 5 sind ausgehend von den rechten und linken Zahnflanken radiale Bohrungen 8; 8' sowie die Taschen 9; 9'vorgesehen. Dabei sind die von rechts beginnenden Ölzuführungskanäle 3' über die radialen Bohrungen 8' mit den Taschen 9' der linken Zahnflanken verbunden, während die von der linken Seite beginnenden Kanäle 3 über die radialen Bohrungen 8 mit den Taschen 9 der rechten Zahnflanken in Verbindung stehen. Für beide Flanken sind separate Pumpen 19; 20 mit getrennten Ölkreisläufen, wie aus Fig. 3 ersichtlich, vorgesehen.

Die Schneckenwelle 12 ist radial durch die Zylinderrollenlager 13 und axial durch hydrostatische Lager, die in Form von Axiallagertaschen 17; 17'; 18; 18'in den Kombinationsringen 1; V eingearbeitet sind, gelagert.

In den Kombinationsringen 1; V sind weiterhin hin zur Stirnseite der Zylinderschnecke 5 offen je eine der Verteilernuten 14; 14' sowie eine der Füllringnuten 16; 16'vorhanden. Die Pumpen 21; 22 fördern Öl in die Axiallagertaschen 17; 17'; 18; 18'für die hydrostatische Axiallagerung.

Die Kombinationsringe 1; 1' stützen sich rückwärtig gegen Gehäuseunterteil 10 und Gehäusedeckel 11 ab.

Auf einem Ansatz der Welle 6 ist ein Zahnrad 4 zum Antrieb der Schneckenwelle 12 angeordnet.

Die Kombinationsringe 1; T stehen über Rohrleitungen mit den Pumpen 19; 20; 21; 22 in Verbindung. Innerhalb der Kombinationsringe 1; 1' sind nicht näher dargestellte Bohrungen angeordnet, die die Verbindung zu der Verteilernut 14 bzw. 14', sowie den Axiallagertaschen 17; 17'; 18; 18' herstellen.

Damit ist den Kombinationsringen 1; V eine dreifache Funktion zugeordnet;

— Erstens die Ölzuführung zu den Taschen 9; 9' in den Zahnflanken der Zylinderschnecke 5, die sich im Eingriff mit der Zahnstange 23 befinden, durch die Verteilernut 14 bzw. 14'.

— Zweitens die hydrostatische Axiallagerung der Schneckenwelle 12 durch die Axiallagertaschen 17; 17'; 18; 18'und rückwärtige Abstützung gegen die Gehäuseteile 10; 11.

— Drittens eine Vorfüllung der Taschen 9; 9', die außer Eingriff mit der Zahnstange 23 sind, durch die Füllringnut 16 bzw 16'. Durch die dreifache Funktion der Kombinationsringe 1; 1' ist ein einfacher Aufbau und eine Verringerung der Einzelteile der hydrostatischen Schmiereinrichtung erreicht.

Um die aufgabengemäße hohe Ölfilmsteifigkeit in den Schneckenflanken zu erreichen, fördert die Pumpe 19 Öl in die Verteilernut 14 und die Pumpe 20 Öl in die Verteilernut 14'; weiterhin werden die Axiallagertaschen 17 und 18 von der Pumpe 21 und die Axiallagertaschen 17'; 18' von der Pumpe 22 mit Drucköl versorgt.

Für die rechten und linken Schneckenflanken sowie für die rechten und linken Axiallagertaschen 17; 17'; 18; 18' sind voneinander unabhängige Pumpen 19; 20; 21; 22 mit getrennten Ölkreisläufen eingesetzt.

Durch die langen, engen, radialen Spalten zwischen den Kombinationsringen 1; V und den Ansätzen der Welle 6 fließt wenig Öl von den Taschen 17; 17'nach innen ab. Dadurch entsteht nur ein geringer Druckabfall bis zum Innendurchmesser der Kombinationsringe 1; 1'. Die Restfläche innen trägt demzufolge fast vollständig mit als Axiallager. Die Abströmlänge von den Axiallagertaschen 18; 18' nach außen ist größer als die Entfernung bis zu den Füllringnuten 16; 16', so daß der weitaus größte Teil des Öles von den Axiallagertaschen 17; 17'; 18; 18' in die Füllringnuten 16; 16'fließt und die Taschen 9; 9'vorfüllt, so daß sich der Druck sofort aufbaut, wenn sie in den Zahnstangenbereich gelangen.

Im unbelasteten Zustand der Schnecke 12 stellt sich auf Grund der Ölströme zu den Axiallagertaschen 17; 1T; 18; 18' ein Spalt 7; T zwischen den Kombinationsringen 1; 1' und der Schneckenwelle 12 ein. Durch diesen Spalt fließt ein geringer Teil des Öles ab, das von den Pumpen 19; 20 zur Schnecke gelangt. Bei einer Axialkraft auf den Tisch werden die einen Schneckenflanken belastet und die anderen entlastet.

Die Axiallagerseite, die mit den belasteten Flanken in Verbindung steht, wird ebenfalls belastet, die andere entlastet. Dadurch verringert sich der Schmierspalt 7 bzw. 7' auf der belasteten Seite geringfügig, auf der anderen Seite vergrößert er sich entsprechend. Die Schmierspaltveränderung 7 bzw. T hat größeren Einfluß auf den Leckölstrom aus den Verteilernuten 14; 14' als die Druckveränderung in den Schneckenflanken. Deshalb wird der Leckölstrom an dem jeweils belasteten Kombinationsring 1; 1' geringer und am entlasteten größer. Das heißt, der belasteten Schneckenflanke wird mehr Öl zugeführt und der entlasteten weniger.

Dieses Verhalten bringt die aufgabengemäße größere Steifigkeit des Ölfilms in den Schneckenflanken, bei Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile.

Claims (6)

1. Hydrostatische Schmiereinrichtung für die Zahneingriffsstellen eines Schneckenzahnstangenantriebes, insbesondere für Werkzeugmaschinen, bei der den Zahnflanken der Zylinderschnecke über gleichmäßig am Umfang verteilte achsparallele Verteilerkanäle Schmieröl unter Druck mittels an den Stirnseiten der Schnecke axial im Getriebegehäuse angeordneter Verteilerkörper zugeführt wird, die je eine über einen begrenzten Winkelbereich verlaufende, zur Stirnseite der Schnecke hin offene Verteilernut und eine sich über den restlichen Winkelbereich erstreckende Füllnut aufweisen, gekennzeichnet durch zwei an der rechten und linken Stirnseite einer Zylinderschnecke (5) angeordnete Kombinationsringe (1; 1'), die konzentrisch zu einer Schneckenwelle (12) gegen Verdrehen zum Schneckengehäusedeckel (11) gesichert sind und zwei Axiallagertaschen (17; 17'; 18; 18') aufweisen, wobei für die Taschen (9; 9') der linken sowie rechten Zahnflanken der Zylinderschnecke (5) und für die Axiallagertaschen (17; 17'; 18; 18') der an der rechten und linken Stirnseite der Zylinderschnecke (5) angeordneten Kombinationsringe (1; T) Pumpen (19; 20; 21; 22) mit eigenem Ölkreislauf für jede Pumpe vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckölversorgung der Taschen (9; 9') in den Zahnflanken der Zylinderschnecke (5), die sich mit der Zahnstange im Eingriff befinden, über die Verteilernuten (14 bzw. 14') und über radiale Bohrungen (8; 8') vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallagertaschen (17; 17'; 18; 18') in den Kombinationsringen (1; 1') zur hydrostatischen Lagerung der Schneckenwelle (12) vorgesehen sind, wobei sich die Kombinationsringe (1; T) rückwärtig gegen Gehäuseunterteil (10) und Gehäusedeckel (11) abstützen.

4. Einrichtung nach Punkt 1,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Axiallagertaschen (17; 17'; 18; 18') die Füllringnut (16) so angeordnet ist, daß sie den größten Teil des aus den Axiallagertaschen (17; 17'; 18; 18') abströmenden Öles auffängt und über Ölzuführungskanäle (3; 3') und radiale Bohrungen (8; 8') zur Vorfüllung den Taschen (9; 9') zuführt, die sich außer Eingriff mit der Zahnstange befinden.

5. Einrichtung nach Punkt 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Welle (6) vorzugsweise jezwölf von beiden Stirnseiten der Schneckenwelle (6) ausgehende Ölzuführungskanäle (3; 3') eingearbeitet sind.

6. Einrichtung nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderschnecke (5) auf der Welle (6) aufgeschrumpft angeordnet ist.