DD249516A1

DD249516A1 - SCREW GEAR HIGH PRECISION

Info

Publication number: DD249516A1
Application number: DD29081086A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Graczyk
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1987-09-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe hoher Praezision mit dem Ziel, die Bewegungsuebertragung zu verbessern. Aufgabe ist es, ein stets spielfreies Getriebe zu schaffen, bei dem zur Bewegungsuebertragung nur eine Flanke beim Zahneingriff von Schnecke und Schneckenrad beitraegt. Bei dem Schneckengetriebe ist das Schneckengehaeuse mittels eines Blattfedergelenkes mit dem Gehaeuse verbunden und durch Einstellmittel gegenueber dem Gehaeuse, in dem das Schneckenrad gelagert ist, einstellbar. Am Schneckengehaeuse ist ein Rollenelement vorgesehen, welches stets an einer Mantelflaeche eines am Schneckenrad angeordneten Fuehrungsbords kraftschluessig anliegt. Auf der Schneckenwelle ist neben der zylindrischen Schnecke ein weiteres Schneckenelement angeordnet, dessen Verzahnung einen Mittensteigungswinkel besitzt, der geringfuegig von dem der Schnecke abweicht. Das Schneckenelement steht unter Federkraft mit dem Schneckenrad im Eingriff. Fig. 1The invention relates to a worm gear high precision with the aim to improve the Bewegungsuebertragung. The task is to create an always backlash-free transmission, in which only one flank during tooth engagement of the worm and worm wheel contributes to the movement transmission. In the worm gear, the Schneckengehaeuse is connected by means of a leaf spring joint with the housing and adjusting means against the housing in which the worm wheel is mounted, adjustable. At Schneckengehaeuse a roller element is provided, which always rests against a Mantelflaeche arranged on the worm wheel Fuehrungsbords frictionally. On the worm shaft, in addition to the cylindrical worm, a further worm element is arranged, the toothing of which has a central pitch angle which slightly deviates from that of the worm. The worm element is engaged with the worm wheel by spring force. Fig. 1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe hoher Präzision, insbesondere ein hochgenaues, spielfreies Meßgetriebe für den feinmechanischen Gerätebau.The invention relates to a worm gear of high precision, in particular a high-precision, backlash-free measuring gear for the precision mechanical device construction.

Characteristic of the known technical solutions

Schneckengetriebe hoher Präzision, bei denen eine sehr genaue Bewegungsübertragung realisiert werden soll, besitzen Mittel zur Aufhebung des axialen Spiels und zur Ausschaltung von Lose zwischen den in Eingriff befindlichen Zähnen. Es ist aus der DD-PS 217 282 bekannt, mittels eines einstellbaren Lagers der Schneckenwelle die Schnecke im Bezug auf das Schneckenrad radial zu verstellen und in der eingestellten Lage zu fixieren. Nachteilig ist, daß durch diese Einstellung eines konstanten Achsabstandes lediglich an einer Stelle des Umfanges des Schneckenrades das axiale Spiel zwischen Schnecke und Schneckenrad beseitigt ist. Ober den gesamten Umfang des Schneckenrades gesehen ist eine Beseitigung des Spiels nicht möglich und Lose und Pressung zwischen den im Eingriff stehenden Zähnen sind nicht beseitigt.High precision worm gears, where very accurate transmission of motion is to be realized, have means for canceling the axial play and eliminating loose between the engaged teeth. It is known from DD-PS 217 282, by means of an adjustable bearing of the worm shaft to adjust the worm radially with respect to the worm wheel and to fix in the set position. The disadvantage is that the axial clearance between the worm and worm wheel is eliminated by this setting a constant center distance only at one point of the circumference of the worm wheel. Viewed over the entire circumference of the worm gear eliminating the play is not possible and loose and pressure between the meshing teeth are not eliminated.

Aus der DE-AS 1 067 654 ist ein Gehäuse für Schneckengetriebe bekannt, bei welchem die Trennfuge zwischen der Schneckenachse und der Schneckenradachse liegt und die Trennflächen beider Gehäuseteile nicht parallel zur Längsrichtung der Schneckenachse verlaufen. Durch Verschieben der beiden Gehäuseteile gegeneinander ist der Abstand der Achsen von Schnecke und Schneckenrad verstellbar und durch Feststellschrauben sind die Gehäuseteile fixierbar. Auch hier treten die gleichen Nachteile wie bei der oben beschriebenen Anordnung auf.From DE-AS 1 067 654 a housing for worm gear is known, in which the parting line between the worm axis and the worm wheel axis and the separating surfaces of the two housing parts are not parallel to the longitudinal direction of the worm axis. By moving the two housing parts against each other, the distance between the axes of the worm and worm wheel is adjustable and the housing parts can be fixed by locking screws. Again, the same disadvantages as in the above-described arrangement occur.

Bei einem Schneckengetriebe (DE-PS 478 968) ist eine zylindrische Schnecke vorgesehen, welche mit einer Zahnung wachsender Zahnstärke versehen ist, derart daß die beiden Flanken des Schneckenradprofils eine voneinander verschiedene Steigung besitzen. Die Einstellung des axialen Spiels erfolgt durch Verschiebung der Schnecke längs ihrer Achse bei gleichbleibendem Abstand der Schneckenachse und der Schneckenradachse. Die Justierung des Spiels gilt auch hier nur für die jeweils eingestellte Position der Schnecke zum Schneckenrad.In a worm gear (DE-PS 478 968), a cylindrical screw is provided, which is provided with a toothing growing tooth thickness, such that the two edges of the worm wheel profile have a mutually different pitch. The adjustment of the axial play takes place by displacement of the worm along its axis with a constant distance between the worm axis and the worm wheel axis. The adjustment of the game also applies only to the respectively set position of the worm to the worm wheel.

Bei dem Globoidschneckengetriebe nach der CH-PS 421 645 ist eine geteilte Globoidschnecke vorgesehen, deren Hälften gegenseitig geringfügig um die Schneckenachse zwecks Einstellung eines minimalen Flankenspiels verdreht und verspannt sind. Diese Schneckengetriebe sind nicht geeignet, eine Bewegungsübertragung mit Genauigkeiten im Winkelsekundenbereich zu ermöglichen.In the globoid worm gear according to the CH-PS 421 645 a split globoid worm is provided, the halves of which are mutually rotated slightly around the worm axis for the purpose of setting a minimum backlash and are braced. These worm gears are not suitable to allow a motion transmission with accuracies in the angular second range.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Genauigkeit der Bewegungsübertragung bei Schneckengetrieben zuverlässig zu erhöhen.The aim of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and to increase the accuracy of the motion transmission in worm gears reliable.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneckengetriebe hoher Präzision zu schaffen, welches stets spielfrei ist und bei dem z,ur Bewegungsübertragung nur eine Flanke beim Zahneingriff von Schnecke und Schneckenrad beiträgt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schneckengetriebe hoher Präzision, umfassend ein Schneckenrad, welches in einem Gehäuse gelagert ist, und eine zylindrische Schnecke, die auf einer, in einem, in Bezug auf das Gehäuse und das Schneckenrad beweg- und einstellbaren Schneckengehäuse gelagerten Schneckenwelle angeordnet ist, wobei das Schneckenrad mit einem konzentrisch zu seiner Verzahnungsachse angeordneten Führungsbord versehen ist, dadurch gelöst, daß das Schneckengehäuse vorzugsweise mittels eines Blattfedergelenkes am Gehäuse oder an einem Gehäuse befestigten Bauteil verbunden ist, wobei am Gehäuse oder dem Bauteil Einstellmittel vorgesehen sind, die mit dem Schneckengehäuse über Federn in Wirkverbindung stehen, daß am Schneckengehäuse ein, auf einer verstellbaren Achse gelagertes Rollenelement vorgesehen ist, welches stets an einer Mantelfläche des am Schneckenrad angeordneten Führungsbords kraftschlüssig anliegt, und daß auf der Schneckenwelle neben der zylindrischen Schnecke ein weiteres Schneckenelement angeordnet ist, dessen Verzahnung einen Mittensteigungswinkel besitzt, welcher geringfügig von demjenigen der Schnecke abweicht und welches unter der Wirkung der Kraft eines federnden Elementes mit dem Schneckenrad im Eingriff steht.The invention has for its object to provide a worm gear high precision, which is always free of play and contributes to the z, ur motion transmission only a flank during meshing of worm and worm wheel. According to the invention, this object is achieved in a worm gear of high precision, comprising a worm wheel which is mounted in a housing, and a cylindrical worm, which is arranged on a worm shaft mounted in a worm shaft movable and adjustable with respect to the housing and the worm wheel wherein the worm wheel is provided with a guide board arranged concentrically with its toothing axis, achieved in that the worm housing is preferably connected to the housing or to a housing-mounted component by means of a leaf spring joint, wherein adjustment means are provided on the housing or the component which engage with the worm housing are operatively connected via springs, that on the screw housing a, mounted on an adjustable axis roller element is provided, which is always frictionally applied to a lateral surface of the guide wheel arranged on the worm wheel, and that on the worm shaft next the cylindrical screw is arranged a further screw element, whose toothing has a central pitch angle, which deviates slightly from that of the screw and which is under the action of the force of a resilient element with the worm wheel engaged.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Schneckenelement ein Teil einer Globoidschnecke ist und eine Verzahnung besitzt, die etwas mehr als über eine Steigungshöhe geht, und deren Verzahnung eine Fortsetzung der mit dem Schneckenrad unmittelbar im Eingriff befindlichen Verzahnung der Schnecke ist.It is advantageous if the screw element is a part of a globoid screw and has a toothing that goes slightly more than a pitch height, and the teeth of which is a continuation of the worm gear directly meshing with the worm.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die.Achse des Rollenelements in einer verstellbaren Exzenterlagerung am Gehäuse oder an einem daran befestigten Anlenkarm angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if the axis of the roller element is arranged in an adjustable eccentric bearing on the housing or on an articulated arm attached thereto.

Durch diese Konstruktion wird ein Schneckengetriebe geschaffen, welches minimalste Übertragungsfehler aufweist und welches stets einen spielfreien Eingriff von Schnecke und Schneckenrad aufweist. Ein weiterer wesentlicher Fakt für die Übertragungsgüte des Getriebes besteht darin, daß beim Zahneingriff zwischen Schnecke und Schneckenrad ständig nur eine Flanke zur Bewegungsübertragung benötigt wird. Die zweite Flanke wird lediglich zur Einleitung einer Vorspannung durch das Schneckenelement benötigt. Es ist also nur eine Flanke, die Funktionsflanke des Schneckenrades qualitätsbestimmend. Bei der Bewegungsumkehr tritt keine Umkehrspanne auf. Des weiteren werden Achsabstandsschwankungen zwischen der Schneckenachse und der Achse des Schneckenrades kompensiert.By this construction, a worm gear is created which has minimal transmission errors and which always has a play-free engagement of worm and worm wheel. Another significant factor for the transmission quality of the transmission is that when meshing between the worm and worm wheel constantly only one edge is required for transmission of motion. The second flank is needed only to initiate a bias by the screw element. It is therefore only one flank, the functional edge of the worm wheel quality-determining. When reversing the motion, there is no reversal margin. Furthermore, axial spacing fluctuations between the worm axis and the axis of the worm wheel are compensated.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the drawing show

Fig. 1: eine Seitenansicht des Schneckengetriebes Fig. 2: eine Draufsicht B auf die Schneckenachse und Fig. 3: einen Schnitt A-A durch das SchneckengetriebeFig. 1: a side view of the worm gear Fig. 2: a plan view B on the worm axis and Fig. 3: a section A-A through the worm gear

Das Schneckengetriebe umfaßt ein Schneckenrad 1, welches in einem Gehäuse 2 eines Gerätes gelagert ist, und eine zylindrische Schnecke 3 als Hauptantriebsschnecke, die auf einer, in einem Schneckengehäuse 4 gelagerten Schneckenwelle 5 angeordnet ist. Das Schneckengehäuse 4 ist im Bezug auf das Gehäuse 2 und damit auch auf das Schneckenrad 1 beweglich und einstellbar angeordnet. Am Schneckenrad 1 ist ein konzentrisch zur Verzahnungsachse des Schneckenrades 1 und mit einer Mantelfläche 6 versehener Führungsbord 7 vorgesehen. Die Beweglichkeit des Schneckengehäuses 4 wird durch ein Blattfedergelenk 8 und ein auf der Schneckenwelle 5 angeordnetes, in einer Führungsgabel 21 geführtes Spurlager 22 realisiert, wobei das Blattfedergelenk 8 zwischen dem Schneckengehäuse 4 und dem Gehäuse 2 oder zwischen dem Schneckengehäuse 4 und einem am Gehäuse 22 mittels Schrauben 9 befestigten Bauteil 10 angeordnet ist (Fig. 1 und 3). Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind am Bauteil 10 Einstellmittel 11 in Form feststellbarer Schrauben vorgesehen, die mit dem Schneckengehäuse 4 über Federn 12, vorzugsweise Tellerfedern, inThe worm gear comprises a worm wheel 1, which is mounted in a housing 2 of a device, and a cylindrical worm 3 as a main drive worm, which is arranged on a worm shaft 5 mounted in a worm housing 4. The worm housing 4 is arranged movable and adjustable with respect to the housing 2 and thus also to the worm wheel 1. On the worm wheel 1 a concentric with the tooth axis of the worm wheel 1 and provided with a lateral surface 6 guide board 7 is provided. The mobility of the screw housing 4 is realized by a leaf spring joint 8 and arranged on the worm shaft 5, guided in a guide fork 21 thrust bearing 22, wherein the leaf spring joint 8 between the screw housing 4 and the housing 2 or between the screw housing 4 and a housing 22 by means of Screw 9 fastened component 10 is arranged (Fig. 1 and 3). As can be seen from Fig. 1, the adjusting member 11 are provided in the form of lockable screws on the component 10, which with the screw housing 4 via springs 12, preferably disc springs, in

Wirkverbindung stehen. Die Führungsgabel 21 ist am Bauteil 10 befestigt und durch Verspannmittel 23 verspannbar.Active compound stand. The guide fork 21 is attached to the component 10 and clamped by Verspannmittel 23.

Am Schneckengehäuse 4 oder, wie in Fig. 1 dargestellt, an einem am Schneckengehäuse 4 befestigten Anlenkarm 13 ist eine verstellbare Exzenterlagerung 14 die Achse 15 eines Rollenelementes 16 vorgesehen, welches stets an der Mantelfläche 6 des Führungsbords 7 des Schneckenrades 1 infolge der Kraft der vorgespannten Federn 12 kraftschlüssig anliegt, dort abrollt und somit jederzeit einen genau definierten Eingriff von Schnecke 3 und Schneckenrad 1 verwirkichen hilft und Achsabstandsänderungen kompensiert.On the screw housing 4 or, as shown in Fig. 1, attached to a screw housing 4 Anlenkarm 13 is an adjustable Exzenterlagerung 14, the axis 15 of a roller element 16 is provided, which is always on the lateral surface 6 of the guide board 7 of the worm wheel 1 due to the force of the prestressed Springs 12 frictionally abuts, rolls there and thus at any time a well-defined engagement of worm 3 and worm wheel 1 helps to compensate and Achsabstandsänderungen compensated.

Auf der im Schneckengehäuse 4 gelagerten Schneckenwelle 5 ist in axialem Abstand von der Schnecke 3 ein weiteres Schneckenelement 17 (Fig. 1 und 2) angeordnet, welches eine Schneckenverzahnung besitzt, deren Mittensteigungswinkel geringfügig von demjenigen der Schnecke 3 abweicht.A further screw element 17 (FIGS. 1 and 2) is arranged on the worm shaft 5 mounted in the worm housing 4 at an axial distance from the worm 3 and has a worm gear whose center gradient angle deviates slightly from that of the worm 3.

Dieses Schneckenelement 17 steht unter der Wirkung der Kraft eines auf der Schneckenwelle 5 angeordneten federnden Elementes 18 (Tellerfedern) mit dem Schneckenrad 1 im Eingriff. Die Kraft wird dabei vom federnden Element 18, welches an einer arretierbaren Spannmutter 19, die auf der Schneckenwelle 5 befestigt ist und zur Einstellung der Vorspannung des federnden Elementes 18 dient, anliegt, über eine axial verschiebbare, gegen Verdrehung auf der Schneckenwelle 5 gesicherte Hülse 20 auf das, auf der Hülse 20 starr befestigte Schneckenelement 17 übertragen. Dieses Schneckenelement 17 ist ein Teil einer Globoidschnecke und besitzt eine Verzahnung, die sich über etwas mehr als eine Steigungshöhe erstreckt und die eine Fortsetzung der am Eingriffspunkt mit dem Schneckenrad 1 unmittelbar im Eingriff befindlichen Verzahnung der Schnecke 3 darstellt. Zur einfachenen Herstellung des Schneckenelementes 17 ist es vorteilhaft, wenn die Verzahnung desselben linearisiert ist, d. h., das Schneckenelement 17 ist kegelförmig mit geraden Mantellinien ausgebildet. Durch die Anordnung des Schneckenelementes 17 wird erreicht, daß beim Eingriff von Schnecke 3 und Schneckenrad 1 die Bewegungsübertragung nur durch eine Zahnflanke realisiert wird. Die zweite Zahnflanke wird lediglich zur Einleitung einer Vorspannung durch das Schneckenelement 17 benötigt. Für die Bewegungsübertragung ist also nur eine Flanke der Schneckenradverzahnung qualitätsbestimmend.This screw element 17 is under the action of the force of a arranged on the worm shaft 5 resilient member 18 (disc springs) with the worm wheel 1 in engagement. The force is applied by the resilient element 18, which is on a lockable clamping nut 19 which is mounted on the worm shaft 5 and serves to adjust the bias of the resilient member 18, via an axially displaceable, secured against rotation on the worm shaft 5 sleeve 20th on the, on the sleeve 20 rigidly mounted screw member 17 transmitted. This screw element 17 is a part of a globoid screw and has a toothing which extends over slightly more than one pitch and which represents a continuation of the meshing of the worm 3 directly engaged with the worm wheel 1 at the point of engagement. For the simple production of the screw element 17, it is advantageous if the toothing of the same is linearized, d. h., The screw element 17 is cone-shaped with straight generatrices. The arrangement of the screw element 17 ensures that upon engagement of worm 3 and worm wheel 1, the motion transmission is realized only by a tooth flank. The second tooth flank is only needed to initiate a bias by the screw element 17. For the transmission of motion so only one edge of the Schneckenradverzahnung is quality-determining.

Claims

A high precision worm gear comprising a worm wheel supported in a housing and a cylindrical worm disposed on a worm shaft supported in a worm shaft movable and adjustable with respect to the housing and the worm wheel, the worm wheel is provided with a, arranged concentrically to its tooth axis guide board, characterized in that the screw housing is preferably connected by means of a leaf spring joint on the housing or on a component attached to the housing, wherein on the housing or on the component adjusting means are provided with the worm housing via springs are in operative connection that on the screw housing a, mounted on an adjustable axis Bollenelement is provided, which is always frictionally applied to a lateral surface of the guide wheel arranged on the Scheckenrad, and that on the worm shaft in addition to the cylindrical screw a far Eres screw element is arranged, whose toothing has a central pitch angle, which differs slightly from that of the screw and which is under the action of the force of a resilient element with the worm wheel engaged.

2. worm gear according to claim 1, characterized in that the screw element is a part of a globoid screw and has a toothing, which goes slightly more than a pitch height and their teeth is a continuation of the worm gear directly meshing teeth of the worm.

3. worm gear according to claim 1 and 2, characterized in that the axis of the roller element is arranged in an adjustable eccentric bearing on the housing or on an attached armature.

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