DD247493A1

DD247493A1 - FREE DRIVE

Info

Publication number: DD247493A1
Application number: DD28858786A
Authority: DD
Inventors: Juergen Tappert
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1987-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen spielfreien Antrieb eines Getriebes mit Vorschubspindel fuer einen begrenzten Bewegungsbereich. Es kann fuer Praezisionsantriebe, beispielsweise an Scanningtischen von Mikroskopen oder Messgeraeten, eingesetzt werden. Das Ziel der Erfindung besteht darin, den konstruktiven und damit verbundenen materialtechnischen Aufwand bei hoher Uebertragungsgenauigkeit zu reduzieren. Die Aufgabe besteht darin, diesen spielfreien Antrieb so zu gestalten, dass ueber den gesamten Bewegungsbereich, eine konstante das Spiel beseitigende Kraft vorhanden ist und dass die Bewegungstoleranzen eines Schlittens in rechtwinklig horizontaler und vertikaler Richtung gegenueber einer Vorschubspindel absorbiert werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe durch eine kraftschluessige Verbindung der Mutter mit dem Schlitten geloest, die so gestaltet ist, dass ein durch die kraftschluessige Verbindung erzeugtes Drehmoment die Mutter stets an ein und derselben Anlageflaeche der Vorschubspindel andrueckt. Fig. 1The invention relates to a backlash-free drive of a transmission with feed screw for a limited range of motion. It can be used for precision drives, for example on scanning stages of microscopes or measuring instruments. The aim of the invention is to reduce the constructive and associated material complexity with high transmission accuracy. The task is to make this backlash-free drive so that over the entire range of motion, a constant game eliminating force is present and that the movement tolerances of a carriage in perpendicular horizontal and vertical direction are absorbed by a feed screw. According to the invention, the object is achieved by a non-positive connection of the nut with the carriage, which is designed such that a torque generated by the force-locking connection presses the nut always on one and the same contact surface of the feed screw. Fig. 1

Description

Spiel zwischen Vorschubspindel-Mutter beseitigende Kraft besitzt und so ausgebildet ist, daß Bewegungstoleranzen eines Schlittens in rechtwinklig horizontaler und vertikaler Richtung gegenüber einer Vorschubspindel absorbiert werden. Die Aufgabe wird durch einen spielfreien Antrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch" die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungsformen sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 beschrieben.Game between feed screw nut disposal force has and is designed so that movement tolerances of a carriage are absorbed in a right angle in horizontal and vertical direction relative to a feed screw. The object is achieved by a play-free drive according to the preamble of claim 1 according to the invention by "the features of the characterizing part of claim 1. Preferred embodiments are described in the claims 2 to 4.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung und Gestaltung der Elemente des spielfreien Antriebes wird um den Anlagepunkt des Anlageelementes an der Fläche des Schlittens ein Drehmoment erzeugt, welches die Mutter stets gegen ein und dieselbe Anlagefläche der Vorschubspindel drückt. Dadurch wird ein Spiel zwischen Vorschubspindel und Mutter, selbst wenn es sich durch mechanische Abnutzung vergrößert, absorbiert. Weiterhin ist damit auch eine spielfreie Verbindung zwischen der Mutter und dem Schlitten realisiert, so daß Bewegungstoleranzen des Schlittens in rechtwinklig horizontaler und vertikaler Richtung gegenüber der Vorschubspindel nicht beachtet werden müssenThe inventive arrangement and design of the elements of the play-free drive torque is generated around the contact point of the contact element on the surface of the carriage, which always presses the nut against one and the same contact surface of the feed screw. This absorbs play between the feed screw and the nut, even when increased by mechanical wear. Furthermore, a play-free connection between the nut and the carriage is thus realized, so that movement tolerances of the carriage in a right angle horizontal and vertical direction with respect to the feed screw need not be considered

Die Anordnung ist mit geringem technischem Aufwand realisiert. The arrangement is realized with little technical effort.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen skizziert und in schematischer DarstellungThe invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. It show sketched and schematic representation

Fig. 1: einen spielfreien Antrieb eines Getriebes mit Vorschubspindel sowie einer Zugfeder und Fig. 2: einen spielfreien Antrieb eines Getriebes mit Vorschubspindel sowie einen Magneten als Zugelement.1: a play-free drive of a transmission with feed screw and a tension spring and Fig. 2: a backlash-free drive a transmission with feed screw and a magnet as a tension element.

In Fig. 1 ist schematisch ein spielfreier Antrieb eines Getriebes mit Vorschubspindel dargestellt, bei dem eine Vorschubspindel 2 mit einem Getriebeantrieb 1 verbunden ist und mittels diesem bewegt wird. Auf der Vorschubspindel 2 ist eine Mutter 3 angeordnet, die eine entsprechende Gegenkontur aufweist und gegen Rottion gesichert ist. Parallel, zumindest annähernd, zur Vorschubspindel 2 ist ein translatorisch geführter Schlitten 7 angebracht. Die Fläche 6 des Schlittens 7 ist der Mutter 3 zugewandt.In Fig. 1, a play-free drive a transmission with feed screw is shown schematically, in which a feed screw 2 is connected to a gear drive 1 and is moved by means of this. On the feed screw 2, a nut 3 is arranged, which has a corresponding mating contour and is secured against Rottion. Parallel, at least approximately, to the feed screw 2, a translationally guided carriage 7 is attached. The surface 6 of the carriage 7 faces the nut 3.

Ein an der Mutter 3 befestigtes Zugelement in Form einer Zugfeder 5, ist gleichfalls an der Fläche 6 des Schlittens 7 befestigt.A fastened to the nut 3 tension element in the form of a tension spring 5 is also attached to the surface 6 of the carriage 7.

Diese Zugfeder 5 ist an der der Vorschubspindel 2 abgewandten Seite der Mutter 3 und der Fläche 6 angeordnet.This tension spring 5 is arranged on the side facing away from the feed screw 2 side of the nut 3 and the surface 6.

Auf der der Vorschubspindel 2 zugewandten Seite liegt die Fläche 6 an einem Anlageelement 4 an. Das Anlageelement 4 ist fest mit der Mutter 3 verbunden. Die der Fläche 6zugewandte Fläche des Anlageelementes 4 ist vorzugsweise sphärisch ausgebildet, so daß eine punktförmige Anlage realisiert ist.On the feed screw 2 side facing the surface 6 abuts against a contact element 4. The contact element 4 is firmly connected to the nut 3. The surface 6 facing the surface of the contact element 4 is preferably spherical, so that a punctiform investment is realized.

Mittels der Zugfeder 5 und dem Anlageelement 4 sind der Schlitten 7 und die Mutter 3 kraftschlüssig verbunden. Durch die Zugkraft der Zugfeder 5 wird ein Drehmoment erzeugt, das die Mutter 3 stets gegen ein und dieselbe Anlagefläche der Vorschubspindel drückt.By means of the tension spring 5 and the contact element 4 of the carriage 7 and the nut 3 are non-positively connected. By the tensile force of the tension spring 5, a torque is generated, which always presses the nut 3 against one and the same contact surface of the feed screw.

Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel bei dem gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Zugfeder 5 als Zugelement durch einen Magnet 9 ersetzt ist. Wobei der Magnet 9 so angeordnet ist, daß zwischen diesen und der Fläche 6 ein Luftspalt vorhanden ist.Figure 2 shows a schematic representation of another embodiment in which compared to the embodiment shown in Figure 1, the tension spring 5 is replaced as a tension element by a magnet 9. Wherein the magnet 9 is arranged so that between these and the surface 6, an air gap is present.

Die Fläche 6 des Schlittens 7 besteht aus magnetischem Material.The surface 6 of the carriage 7 is made of magnetic material.

Dieses Ausführungsbeispiel läßt größere Bewegungstolera'nzen des Schlittens 7 in rechtwinklig horizontaler und vertikaler Richtung in Bezug auf die Vorschubspindel 2 zu.This embodiment allows greater movement tolerances of the carriage 7 in perpendicular horizontal and vertical directions with respect to the feed screw 2.

Claims

1. play-free drive of a transmission with feed screw for a limited range of motion, consisting of a translationally guided slide and a coupled with a gear drive feed screw, characterized in that on the feed screw (2) has a corresponding counter-contour having and secured against rotation nut (3, 8) is arranged and the nut (3,8) with the translationally guided carriage (7) via a contact element (4) and a nut (3,8) attached to the tension element (5,9) is frictionally engaged in operative connection.

2. play-free drive according to claim 1, characterized in that the surface (6) of the carriage (7) facing surface of the contact element (4) is spherical.

3. play-free drive according to claim 1 and 2, characterized in that the tension element is a tension spring (5).

4. play-free drive according to claim 1 and 2, characterized in that the tension element is a magnet (9) and between the magnet (9) and the surface (6) an air gap is provided and at least the surface (6) of the carriage (7 ) consists of a magnetic material.

For this 1 page drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a backlash-free drive of a transmission with feed screw for a limited range of motion. It can be used for precision drives, for example on soaking tables of microscopes or on measuring instruments.

Characteristic of the known technical solutions

In many applications, it is necessary to eliminate the game in transmissions and thus to achieve a fixed assignment between input and output. For this purpose, a plurality of gear arrangements are known.

In spur gears game is eliminated, for example, characterized in that two identical superimposed spur gears, one of which is fixedly connected to a rotation axis, are braced against each other via a spring element and engage together in a subsequent spur gear or a brace. Due to the tension, the tooth flanks of the intermeshing spur gears are always pressed against each other. For multi-stage transmissions, it is necessary to perform the tensioning in each stage. This has the consequence that the assembly cost is very high. In the transmission of high forces on the compliant tooth flanks can come to lift off the fixed tooth flank, which corresponds to a loose. The same principle is also used in worm gears, wherein the worm wheel is divided perpendicular to the axis of rotation and the parts against each other clamped engage in a worm.

Furthermore, backlash-free worm gears are known in which a worm wheel is rotated by an additional motor against the worm. As a result, a torque is generated, so that the worm wheel is always applied to an edge of the screw. However, the field of application of such transmissions is severely limited, due to the additional drive unit.

In DD-WP 203610 a combination of worm gear with braced spur gear is described, over the strained spur gears, the game is eliminated in the worm gear.

In addition to the abovementioned possibilities for eliminating the play in transmissions, a solution is known in which spur gears made of flexible material are used. These spur gears are mounted without backlash, whereby the runout of the spur gears is compensated by the flexibility of the material used.

The main disadvantage of the types of transmission described is that in multi-stage arrangements each stage must be provided with the corresponding game-eliminating elements.

Another very often used solution for eliminating the play in transmissions, which are used for a limited range of motion, is that the entire game is connected by a spring, which is once connected to the part to be driven and on the other with a fixed point of the device, is pushed out.

The disadvantage here, however, is that the spring is stretched more or less according to the range of motion and thus different forces occur. If this difference in forces be kept within tolerable limits, the spring used to the range of motion must be relatively long. This has the consequence that in addition to the variable forces, the size of the transmission is often relatively large. In order to obtain a constant game-eliminating force, weights are sometimes used whose use in mobile devices, especially in precision drives in precision engineering due to size, mass, acceleration, position, path, etc. is associated with high design effort.

Object of the invention

The aim of the invention is to reduce the constructive and associated material complexity with high transmission accuracy.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to develop a backlash-free drive a transmission with feed screw for a limited range of motion, which over the entire range of motion, regardless of wear on the motion transfer elements feed screw - mother and mother - driver carriage, a constant, the