DD266625A1 - Spielfreier vorschubantrieb fuer werkzeugmaschinenschlitten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf den Vorschubantrieb von bewegbaren Baueinheiten an Werkzeugmaschinen, ihre Anwendung ist an Antrieben moeglich, die eine hohe Positioniergenauigkeit in Verbindung mit geringem Verschleiss und hoher Uebersetzung bei vergleichsweise geringem Bauraum erfordern. Zur spielfreien Verspannung zweier Ritzel an einer Zahnstange sind zwei Umlaufraedergetriebe angeordnet, die ueber ein axial verschiebbares Uebertragungsglied vorspannbar verbunden sind. Die Hoehe der Vorspannung ist so einstellbar, dass bei Genaubearbeitung mit niedrigen Bearbeitungskraeften die Verspannung vorhanden ist und bei Schruppbearbeitung mit grossen Bearbeitungskraeften eine gegenseitige Unterstuetzung der Ritzel erfolgt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bozieht sich auf das Gebiet der Werkzeugmaschinen, Insbesondere auf deren Einrichtungen zum Vorschub von bewegbnren Baueinheiten,

Die Anwandung der Erfindung ist an Werkzeugmaschinen zweckmäßig, bei denen die Wege der verfahrbaren Baueinheiten beliebig groß sind.

Charakteristik des bekannten Standes dor Technik

Bei Vorschubantrieben von Werkzeugmaschinen ist os zum Ausgleich von Spiel, Tellungsfehlorn und Verschleiß der Getriebeelemente zweckmäßig und üblich, das Getriebe in zwei Getriebezüge aufzuteilen. Damit ist zugleich die Möglichkeit gegeben, sofern Vorschubgetriebe mit Zahnrädern vorgesehen sind, die Getriebezahnräder kleiner zu dimensionieren. Das auftretende Spiel wird durch die Verspannung der beiden Gotriobezüge eliminiert. Hinsichtlich der Verspannung der Getriebezüge sind verschiedene Lösungen bekannt, die darauf beruhen, daß miteinander kämmendo schrägverzahnte Räder durch axiale Verschiebung oinos Rades oder eines Ritzelblockes vordreht werden. Durch gegensätzliche Schrägungsrichtungen der Zahnradpaare ergibt sich eine gegenläufige Verdrohung und nach Überwindung des Spieles eine Vorspannung beider Getricbozügo. Diosom Funktionsprinzip entspricht die L ösung gemäß der DE-OS 1552 222, wobai das Getriebe für den cpielfreion Schlittenantrieb von einer drehbaren und axial verschiebbaren Hauptwelle mit zwei schrägverzahnten Ritzeln ausgehend in zwei Teilübersetzungen aufgeteilt ist.

Die Beseitigung des Spieles erfolgt durch axiales Verschieben der Hauptwelle mit ihren Ritzeln.

Dem gleichen Lösungsprinzip folgt die DD-PS 212915, wobei im Unterschied zur vorangestellten Lösung ein Doppelritzsl axial verschiebbar auf einer axial feststehenden Welle golagert ist. Der a<> r-,dinsame Nachteil beider Lösungen besteht darin, daß bei axialer Verschiebung des Zahnradblockos mit den schrägvarzahnton Zahnrädern Reibkräfte an deren Zahnflanken entstehen, die zur SelbsthemTino führen könnon. Dadurch werden der Ausgleich der Teilungsfehler der Zahnstange oder dos Zahnkranzes bzw. die Aufteilung der Verschiebekräfte auf die Getriebezüge behindert. Als Folge davon entsteht ein erhöhter Verschleiß der im Kraflfluß liegenden Bauteile. Daher sind bereits bei der konstruktiven Erarbeitung dieser Getriobe die auftretenden Verspannkräfte in einer vergrößerten Dimensioniorung der Getriebeelomente zu berücksichtigen. Im Verhältnis zum erreichbaren Übersetzungswert wird dim it ein relativ großar Bauraum des Getriebes benötigt.

Bekannt ist ein Schneckengetriebe zum Antrieb von Werkzeugrnaschiner.sclilitten (DE-AS 1935428). Auch hier Ist das Getriebe in zwei Getriebezüge aufgetoilt, wobei abtriebsseltig zwei Schnecken mit oiner Zahnstange im Eingriff stehen. Nachteilig hierbei ist die hohe Reibung und damit zusammenhängend der Verschleiß der Schnecken-Zahnstangen-Paarung. Die gleichen Nachteile bestehen bei dem Vorschubantrieb gemäß DD-PS 213380, wo zwei mit einer Schneckenzahnstange im Eingriff befindliche Vorschubschnecken durch hydraulische Mittel verspannt sind. Auch hier ist der Wirkungsgrad des Antriebes durch die Reibungsverluste wesentlich gemindert.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer durch Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit zu erreichenden Verbesserung der Gebrauchseigenschaften von Werkzeugmaschinen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, oinen Vorschubantrieb für einen Werkzougmaschinenschlitten spielfrei mit einem hohen Wirkungsgrad und sehr geringem Verschleiß zu gestalten und dessen konstruktive Abmessungen bei vorgegebenen Hauptparameiurn vergleichsweise kloin zu halten,

Erfindungsgomäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei über ein axial verschiebbares Übertragungsglied vorspannbar verbundene Umlaufrädergetriebe angeordnet sind. Die Hohlräder der beiden Umlaufrädergetriebe sind auch außen verzahnt

und drehbeweglich und stehen miteinander außen Im Eingriff über das Übertragungsglied.

Die Ritzel der beiden Umlaufrädergetriebe sind gegenüber der an der Werkzeugmaschine befestigtan Bett-Zahnstange In

Abhängigkeit von der auf das axial verschiebbare Übertragungsglied cufbringbaren Vorspannkraft gegenseitig verspannbar oder gleichsinnig antreibbar.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In der zugehörigen Zeichnung ist in Fig. 1 der erfindungsgemäße spielfreie Vorschubantrieb mit zwei Umlaufrädergetrieben 3, die von einem Vorschubmotor 7 über ein Verteilergetriebe 6 angetrisben werden, schematisch dargestellt. Dabei Ist das Sonnenrad 9 der Antrieb und der Steg 8 der Abtrieb des Umlaufrädergetriebes 3. Das innenverzahnte Hohlrad 4 ist zunächst gestellfest. Der Steg 8 treibt unmittelbar das Ritzel 2 an, welches mit der Bett-Zahnstange 1 in Eingriff steht. Auf der Sonnenradwelle ist ein weiteres zum Verteilergetriebe 6 gehörendes Rad angeordnet. Beide Getriebozüge cind über ein Zwischenrad des Vorteilorgeüiobes 6 miteinander verbunden, welches zugleich das Antriebsritzel das gesamten Getriebes darstellt.

Die Innenverzahnten Hohlräder 4 werden zusätzlich mit einer Außenverzahnung versehen und miteinander In Eingriff gebracht. Die Hohlräder 4 werden durch eine von außen wirkende Umfangskraft (Vorspannkraft Fv! in entgegengesetzter Drehrichtung verdreht. Die Vorspannkraft Fv ist mit dem axial verschiebbaren Übertragungsglied 5, das z. B. als beidseitig verzahnto Zahnstange ausgebildet sein kino, aufbringbar. Damit ergibt sich oine Verdrehung der Planetenräder 10, die auf dem jetzt stillstehenden Sonnenrad 9 nb välzen. Die im Steg 8 gelagerten Planetenräder 10 bewirken eine Verdrehung der Stege 8 und damit der Ritzel 2 in der Bett-Zahnstange 1. Diese Verdrehung kann so lange erfolgen, bis das Spiel im Getriebezug überwunden ist und die Zahnflanken der Ritzel 2 an den Gegenflanken der Bett-Zahnstange 1 zur Anlage kommen. Da die Hohlräder 4 In entgegengesetzter Drehrichtung verdreht werden, kommen die beiden Ritzel 2 an entgegengesetzten Flanken der Bott-Zahnstange 1 zur Anlaga, womit die Verspannung der beiden Getriobezüge erreicht ist. Die Höhe der Vorspannkraft Fv ist von der am Umfang des Hohlradef 4 aufgebrachten äußeren Kraft abhängig. Auf jedes Ritzel 2 entfällt im Ruhezustand die Hälfte der Vorspannkraft Fv mit entgegengesetzter Kraftrichtung (stat. Gleichgewicht). Im Betriebszustand des Antriebes wird über das Zwischenrad dos Verteilorgetriebos 6 ein Moment eingeleitet, das in eine Kraft an der Bett-Z^r'instange 1 umgewandelt wird. Je nach Kraftrichtung wird ein Ritzel 2 dos Antriebes mit dieser Kraft beaufschlagt, wobei das andere Ritzel 2 um den gleichen Betrag entlastet wird. Wenn die äußere Kraft ansteigt und den Botrag der Vorspannkraft Fv erreicht, wird sie durch ein .litzel 2 allein übertragen, während das andere Ritzel 2 völlig entlastet wird.

Bei weiterem Kraftanstieg wird die Vorspannkraft Fv überwunden und das soeben entlastete Ritzel 2 treibt in die gleiche Richtung wie das eine Ritzel 2. Die Differenz zwischen den Ritzelkräften entspricht der Vorspannkraft Fv. Damit ergibt sich eino Momentenverteilung auf beide Getriebezüge, d.h. die maximal durch cl.ien der beiden Getrlobezügo aufzubringende Kraft ist kleiner als die maximal mögliche Gesamtverschiebekraft.

Bei Aufhebung der Vorspannkraft Fv im Umschaltpunkt ergibt sich eine gleichmäßige Aufteilung auf beide Getriebezüge. Das wirkt sich günstig auf die Dimensioniorung des Getriebes und den benötigten Bauraum aus. Beim Umschalten von „Vorspannung" auf „Momentenverzweigung" geschieht im einzelnen folgendes:

Die inneren Kräfte im Getriebe stützen sich im allgemeinen über das Getriebegehäuse ab. In diesem Falle geschieht das über die Hohlräder 4, die mit der Vorspannkraft Fv beaufschlagt sind. Wenn diese Kraft aufgrund der Abstützkräfte überwunden wird, drehen sich beide Hohlräder 4 entgegen der Verspannrichtung so lange, bis wiederum das gesamte in beiden Getriebezügen vorhandene Spiol überwunden ist und das bisher bremsende Ritzel 2 mit der gegenüberliegenden Zahnflanke In der Bett-Zahnstange 1 zur Anlage kommt und somit beide Ritzel 2 in die gleiche Richtung treiben.

Die Überwindung des Spiels wirkt sich zwar als Ungenauigkeit in der Bearbeitung aus, sie erfolgt jedoch nur bei höheren äußeren Kräften, die bei Schruppbearbeitung auftreten, wo keine hohe Bearbeitungsgen&uigkelt gefordert wird. Geht die äußere Kraft zurück, stellen sich die Vorspannung und die genaue Positionierbarkeit selbständig wieder ein. Die Vorteile des hier beschriebenen Verspannprinzips gegenüber dem bekannten Prinzip sind im wesentlichen folgende:

— Verbindung der Vorteile von Umlaufrädergetriebe (hohe Übersetzung, kleiner Bauraum) mit Möglichkeit d«r Verspannung zweier Getriebezüge

— geiingerer mechanischer Aufwand und kleinerer Bauraum für Vorspanneinrichtung

— koine Selbsthemmung in der Verspanneinrichtung

Claims (3)

1. Spielfreier Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinenschlitten, mit zwei gegenseitig verspannbaren Ritzeln und einer Zahnstange sowie mit Umlaufrädergetriebe und einem Verteilergetriebe, gekennzeichnet dadurch, daß zwei über ein axial verschiebbares Übertragungsglied (5) vorspannbar verbundene Umlaufrädergetriebe (3) angeordnet sind, und daß die Axialverschiebung des Übertragungsgliedes (5) tangential zum Umfang der beiden Hohlräder (4) der Umlaufrädergetriebe (3) gerichtet ist.

2. Spielfreier Vorschubantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß beide Hohlräder (4) der Umlaufrädergetriebe (3) nach außen verzahnt und drehbeweglich sind, und daß die beiden Hohlräder (4) miteinander außen im Eingriff über das Übertragungsglied (5) stehen.

3. Spielfreier Vorschubantrieb nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die Ritzel (2) der beiden Umlaufrädergetriebe (3) gegenüber der an der Werkzeugmaschine befestigten Bett-Zahnstange (1) in Abhängigkeit von der mit dem axial verschiebbaren Übertragungsglied (5) aufbringbaren Vorspannkraft (Fv) in an sich bekannter Weise gegenseitig verspannbar oder gleichsinnig antreibbar sind.