DE10319100A1 - Verbundzahnstange - Google Patents

Abstract

Zahnstange (2) für einen Zahnriemenantrieb (4) mit einem Antriebsriemen, gekennzeichnet durch DOLLAR A ein stabiles Grundprofil (14) und ein flexibles Zahnungsband (18), welches auf dem Grundprofil (14) befestigt ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Zahnriemenantriebe und insbesondere Zahnstangen für einen Zahnriemenantrieb.
• Zahnriemenantriebe sind beispielsweise aus DE 34 33 363 C1 bekannt und werden unter dem Namen Zarian®-Antriebsmodul vertrieben. Bei diesem Antriebsmodul ist ein Endlos-Zahnriemen vorgesehen, der um ein Antriebsritzel und zwei jeweils auf einer Achse gelagerte Umlenkrollen geführt ist und eine Zahn- Eingriffskontur aufweist, die einerseits mit dem Antriebsritzel in Eingriff steht und andererseits mit einer Zahnstange in Eingriff steht. Bei Betrieb führen Antriebsmodul und Zahnstange eine relative Bewegung zueinander aus. Der elastische Zahnriemen besteht aus einem Kunststoffmaterial, der beispielsweise eine Armierung aus Stahldraht oder Fasermaterial besitzt. Derartige Antriebsmodule werden typischerweise für das schnelle und repetierbare Verfahren von Werkzeugen oder Werkzeugtischen verwendet.
• An die Geschwindigkeit und die Präzision von Mess- und Werkzeugmaschinen werden höchste Anforderungen gestellt. Bei derartigen Einsätzen kommen bei denen Schlitten, Supporte, Werkzeuge oder Werkzeugtische Linerarbewegungen und bei Maschinen mit Kreuzschlitten gleichzeitig Bewegungen in Richtungen beider Koordinaten einer Flächen ausführen müssen, sollten die Linearbewegungen nicht nur schnell, d. h. mit großen Beschleunigungs- und Verzögerungswerten, sondern auch mit höchster Genauigkeit ausgeführt werden, um die gewünschten Fertigungstoleranzen einhalten zu können. Es ist weiterhin erforderlich, dass derartige Antriebe eine schlupffreie, spielfreie und schwingungsfreie Bewegung erlauben. Gerade für den Einsatz in numerisch gesteuerten Anlagen ist die Reproduzierbarkeit der Verfahrbewegungen der Antriebsmodule eine Grundvoraussetzung.
• Ein wesentliches Kriterium zur Erfüllung dieser Aufgaben ist die Maßhaltigkeit der mit dem Zahnriemen kooperierenden Zahnstange. Wie genau die Maßhaltigkeit der Zahnstange sein muss, erkennt man daran, dass der Antriebsriemen des Antriebsmoduls eine Minusteilung von 0,1% gegenüber der Sollteilung aufweist, um nach der Einstellung der Vorspannung mit der Teilung des Antriebsritzels und der Zahnstange korrekt übereinzustimmen. Schon relativ geringe Fehlanpassungen zwischen der Teilung der Zahnstange und der Teilung des Zahnriemens des Antriebsmoduls führen zu Beeinträchtigungen beim Antriebssystem, sei es zu unerwünschtem Verschleiß oder Schwingungen sowie zu Positionierfehlern.
• Aus diesem Grunde werden derzeit gefräste Aluminiumflachprofile verwendet, wobei die Zahnung Zahn um Zahn in das Aluminiummaterial gefräst wird. Es liegt auf der Hand, dass diese Art der Herstellung extrem arbeitsaufwendig und entsprechend teuer ist. Dazu kommt, dass die einzelnen Aluminiumzahnstangen maximal mit einer Länge von 0,5 m hergestellt werden können und für längere Verfahrstrecken mehrere Zahnstangensegmente aneinander angesetzt werden müssen. Um einen teilungsgenauen Übergang am Zahnstangenstoß zu schaffen, muss bei der Montage mit einer Teilungslehre gearbeitet werden, eine Arbeit, die höchste Präzision und Genauigkeit des Monteurs erfordert. Zudem muss jedes einzelne Zahnstangenteil auf Parallelität zu der Linearführung des Antriebs ausgerichtet sein, was ebenfalls sehr Zeit- und kostenaufwendig ist. Diese Arbeit kann nur von einem Fachmann geleistet werden, was die Kosten zusätzlich erhöht. Ein weiterer Nachteil dieser Aluminiumzahnstangen liegt in der Art der Befestigung dieser Zahnstangen mittels innerhalb der Verzahnung liegender Schrauben. Die Schraubenköpfe sind anfällig gegen Verschmutzung und vermindern die tragenden Verzahnungsflächen.
• Zudem war man bei der Anwendung dieser Zahnstangenteile sehr unflexibel, insbesondere was die Möglichkeit der Einbeziehung der Zahnstange in den Führungskörper des Zahnriemenantriebs betraf, da man lediglich die Möglichkeit hatte, die Zahnstange zu schrauben.
• Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegende Erfindung, Zahnstangen für einen Zahnriemenantrieb mit einem Antriebsriemen bereitzustellen, die kostengünstig und in beliebiger Länge hergestellt werden kann, einfach zu montieren ist und die hohen Qualitätsanforderungen an derartige Zahnstangen erfüllt und gar übertrifft.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Zahnstange ein stabiles Grundprofil und ein flexibles Zahnungsband aufweist, welches auf dem Grundprofil befestigt ist. Das Grundprofil gibt der Zahnstange die ausreichende Festigkeit. Es kann aus einem Aluminium oder formfesten Kunststoffmaterial, im Strangpressverfahren hergestellt sein. Dieses Grundprofil kann relativ kostengünstig hergestellt werden. Es ist günstig, wenn dieses Grundprofil sehr gerade ist, d. h. relativ geringe Toleranzabweichungen in Längsrichtung aufweist, das Grundprofil kann auch integraler Bestandteil des entsprechenden Werkzeugschlittens, etc. sein oder kann integral die Führungen für das Antriebssystem beinhalten.
• Vorzugsweise ist das flexible Zahnungsband aus einem Blechmaterial gebildet, wobei der Begriff "Blechmaterial" sehr breit zu verstehen ist und Metallblech oder Kunststoffflachmaterial mit umfasst. Die Zahnung ist in dieses Blechmaterial eingeformt, beispielsweise durch ein Prägeverfahren. Dieses Blechmaterial kann relativ problemlos in beliebiger Breite und annähernd beliebiger Länge hergestellt werden. Das Zahnungsband kann außerdem zu einem "Coil" aufgewickelt werden, so dass bei der Herstellung der eigentlichen Zahnstange die benötigte Länge an flexiblem Zahnungsband vom Coil abgewickelt und abgeschnitten werden kann.
• Vorzugsweise ist das flexible Zahnungsband aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Kunststoffmaterialien sind besonders leicht und können relativ einfach verarbeitet werden.
• Vorzugsweise ist ein Trägerband vorgesehen, mit dem das Zahnungsband verbunden ist und mit dem es auf dem Grundprofil befestigt ist. Das Trägerband ist ebenfalls vorzugsweise aus einem Blechmaterial gebildet, das günstigerweise auch auf einem Coil gelagert werden. Durch die Verbindung mit dem vorzugsweise flachen Trägerband erhält das flexible Zahnungsband zusätzliche Stabilität. Insbesondere wird durch diese Verbindung die Zahnteilung festgelegt. Es ist deshalb bei der Verbindung zwischen Zahnungsband und Trägerband darauf zu achten, dass die erforderliche Teilungsgenauigkeit eingehalten ist. Die Verbindung zwischen Zahnungsband und Trägerband kann beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Rasten, etc. ausgeführt sein. Besonders bevorzugt ist eine Punktschweißverbindung, die das Zahnungsband mit dem Trägerband verbindet. Vorzugsweise ist das Trägerband mittels einer Schraubverbindung an dem Grundprofil befestigt, wobei die Schrauben vorzugsweise außerhalb des Zahnungsbereichs angeordnet sind, also beispielsweise seitlich davon oder im Bereich der Zähne, d. h. unterhalb des Zahnkopfs verborgen.
• Vorzugsweise ist das Zahnungsband mittels einer Klemmverbindung an dem Grundprofil direkt oder mittelbar über das Trägerband befestigt. Diese Klemmverbindung kann beispielsweise dadurch hergestellt sein, dass vorstehende Flansche des Grundprofils, die seitlich unmittelbar neben dem Zahnungsband vorgesehen sind, beim Befestigen des Zahnungsbandes nach innen gegen bzw. über das Zahnungsband gebogen werden. Das kann relativ einfach und kostengünstig durch Anpressrollen erfolgen.
• Vorzugsweise ist das Zahnungsband direkt oder mittelbar über das Trägerband aus einer Rastverbindung an dem Grundprofil befestigt. So können an dem Zahnungsband Rastbolzen oder Raststifte bzw. Rastfaschen vorgesehen sein, die in entsprechende Ausnehmungen in das Grundprofil eingreifen. Andere formschlüssige Verbindungen oder reibschlüssige Verbindungen oder eine Kombination aus reib- und formschlüssiger Verbindung beispielsweise in Form von Pressdornen bzw. Presslaschen möglich.
• Vorzugsweise sind die Zähne des Zahnungsbands an den Zahnköpfen abgerundet. Abgerundete Köpfe verringern substantiell den Verschleiß des Antriebszahnriemens des Antriebsmoduls.
• Vorzugsweise ist das Zahnungsband und/oder das Trägerband aus einem Metallblechmaterial hergestellt, insbesondere aus einem Federstahlblech, wobei Niro- Federstahlblech besonders bevorzugt ist. Die Zahnung kann in derartiges Material relativ einfach durch ein Kaltformverfahren eingeprägt werden.
• Vorzugsweise weist die zahnseitige Oberfläche des Zahnungsbands eine hohe Oberflächengüte auf. Es ist insbesondere bevorzugt, polierte Oberflächen an der Zahnung vorzusehen. Das führt zu einem besseren Wirkungsgrad, einem deutlich geringerem Verschleiß und entsprechend höherer Lebensdauer der Zahnriemen. Es kann ausreichend sein, lediglich die Teile der Zahnung mit einer hohen Oberflächengüte auszubilden, bei denen typischerweise der größte Verschleiß auftritt, beispielsweise im Bereich der Zahnköpfe, den Übergängen von den Zahnflanken zu den Zahnköpfen und/oder dem oberen Bereich der Zahnflanken.
• Vorzugsweise besteht das Zahnungsband aus einer Mehrzahl von einen oder mehrere Zähne aufweisenden Zahnungssegmenten. Diese Zahnungssegmente sind vorzugsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt. Sie können insbesondere im Spritzgussverfahren relativ einfach hergestellt werden. Generell ist es aus Gründen der Maßhaltigkeit problematisch, längere Zahnstangenelemente aus Kunststoffmaterial im Spritzgussverfahren herzustellen. Zahnungssegmente, die lediglich einen oder nur eine geringe Anzahl von Zähnen, beispielsweise zwei oder drei Zähnen aufweisen, können jedoch mit einer ausreichenden Genauigkeit hergestellt werden. Eine für die gesamte Zahnstange ausreichende Maßhaltigkeit lässt sich relativ einfach erzielen, wenn die einzelnen Zahnungssegmente auf dem Trägerband korrekt positioniert angeordnet werden. Die Zahnungssegmente können beispielsweise durch Kleben befestigt werden. Es ist bevorzugt, an den Zahnungssegmenten angeformte Befestigungselemente vorzusehen, mit denen diese in korrespondierende Ausnehmungen in dem Trägerband oder das Grundprofil eingreifen. Beispielsweise kann die Ausnehmung relativ einfach und sehr maßhaltig in das Trägerband mit eingestanzt werden. Die Montage der einzelnen Zahnungssegmente mit ihren Befestigungselementen in diesen Öffnungen stellt damit automatisch eine ausreichende Genauigkeit der fertigen Zahnstange sicher.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 2 einen Schnitt durch die Zahnstange gemäß Fig. 1;
• Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 4 eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 7 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 8 eine auseinandergezogene Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 9 eine Zahnriemenantriebsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik; und
• Fig. 10 eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange;
• Fig. 11 einen auseinandergezogenen Schnitt durch die Zahnstange gemäß Fig. 10;
• Fig. 12 ein Detail der Zahnstange gemäß Fig. 10.
• In Fig. 9 erkennt man eine Zahnstange 2 des Stands der Technik, die mit einem Zahnriemenantriebsmodul 4 kooperiert. Das Zahnriemenantriebsmodul 4 weist einen Endlos-Antriebsriemen 6 auf, welcher von einem angetriebenen Antriebsritzel 8 angetrieben wird und um zwei Umlenkrollen 10, 12 geführt ist. Der Endlos-Antriebssriemen 6 besteht typischerweise aus einem verstärkten elastischen Kunststoffmaterial. Das Riemenantriebsmodul 4 weist typischerweise (nicht gezeigte) Führungselemente, beispielsweise Führungsrollen auf, die mit (ebenfalls nicht gezeigten) Zuführungsbahnen zusammenwirken, die relativ zur Zahnstange fest angeordnet sind.
• In Fig. 1 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Zahnstange 2 dargestellt, aufweisend ein stabiles Grundprofil 14, ein Trägerband 16, sowie ein flexibles Zahnungsband 18. Das Zahnungsband und/oder das Trägerband 16 sind aus einem Blechmaterial, vorzugsweise einem Metallblech, wie Nirosta-Stahlblech hergestellt. Die Stärke des Blechmaterials bestimmt sich nach den zu übertragenden Kräften. Generell gilt, dass das Material eine umso größere Stabilität haben muss, je weniger Zähne mit dem Antriebsmodul in Eingriff sind. Vorzugsweise gilt generell, dass mindestens vier Zähne, vorzugsweise sechs Zähne und ganz bevorzugt mindestens 8 Zähne des Antriebsbands 6 in tragendem Eingriff mit der Zahnstange 2 stehen. Typische Materialstärken für das Blech des Zahnungsbands 18 liegen im Bereich von 0,1 bis ca. 1 mm. Das Trägerband 16 ist typischerweise in etwa genauso stark aber vorzugsweise etwas stärker. Wie durch die gestrichelten Linien 20 gezeigt, ist das Zahnungsband 18 an dem Trägerband 16 im Bereich des Zahngrunds 22 befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Punktschweißen, oder durch Kleben erfolgen. Dabei folgt die Verbindung zwischen Zahnungsband 18 und Trägerband 16 vorzugsweise so, dass eine streng vorgegebene Toleranz bei der Teilung eingehalten ist. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung automatisiert durch einen Schweiß- oder Klebeautomaten. Die Teilungstoleranz kann beispielsweise mittels einer Teilungslehre, beispielsweise einer walzenförmigen Teilungslehre sichergestellt werden. Hochgenaue, insbesondere optische Teilungslehren oder optisch unterstützte Teilungslehren sind aus herstellungstechnische Gründen bevorzugt. Das Zahnungsband 18 selbst ist relativ flexibel und kann - geeignete Materialstärken vorausgesetzt - relativ problemlos auf einem Coil aufgewickelt werden. Die Zahnstange 2kann dann relativ problemlos in der gewünschten Länge hergestellt werden. Üblich sind Zahnstangen bis etwa max. 6 m.
• Das Trägerband 16 gibt dem Zahnungsband 18 ausreichende Festigkeit und ausreichende Formstabilität bei vorgegebener Teilungstoleranz. Die Festigkeit ist besonders hoch, wenn das Zahnungsband 18 in jedem Zahngrund mit dem Trägerband 16 verbunden ist. Pro Zahngrund kann eine oder mehrere Punktschweißung vorgesehen sein. Es kann auch eine durchgehende Schweißnaht vorgesehen sein. Bei Klebeverbindungen gilt Entsprechendes.
• Das stabile Grundprofil 14 kann aus verschiedenen Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Metall hergestellt sein. Besonders günstig sind Materialien, die im Strangpressverfahren verarbeitet werden können. Das Grundprofil kann über die gesamte Länge einen konstanten Querschnitt aufweisen. Es ist typischerweise an dem Gestell, relativ zu dem das Antriebsmodulverfahren wird, bzw. an dem Schlitten, der relativ zu dem Antriebsmodul Verfahren wirkt, befestigt. Eine bevorzugte Befestigung ist durch Schrauben. Man erkennt an dem Profil zwei Schraubennuten 24, 26, die im Wesentlichen über die gesamte Länge des Profils durchgehend sind. Schrauben können in diese Schraubennuten an beliebigen Stellen eingeschraubt werden. Die präzise Anordnung von Gewindebohrungen, wie sie im Stand der Technik erforderlich war, ist bei dieser Lösung nicht erforderlich. Alternativ kann, wie in Fig. 2 gezeigt, in dem Grundprofil eine Nut 28 vorgesehen sein, in der eine Befestigungsschraube angeordnet sein kann. Beim Stand der Technik waren Schrauben typischerweise im Zahngrund cler Zahnstange 2 angeordnet, so dass die Position der Schraube relativ genau festgelegt war. Bei der Verwendung eines Grundprofils mit einer entsprechenden Nut 28 ist es möglich, auf die Senkung für den Schraubenkopf zu verzichten, es ist lediglich das Durchgangsloch zu stanzen.
• Das Grundprofil 14 weist zwei seitliche obere Flansche 32, 34 auf, zwischen denen die Kombination aus flexiblem Zahnungsband 18 und Trägerband 16 positioniert werden kann. Zur Befestigung werden die beiden Flansche 32, 34 beispielsweise von einem Rollwerkzeug nach innen verbogen und klemmen so das Trägerband 16 und/oder das Zahnungsband 18 fest. Es ist grundsätzlich möglich, das Trägerband 16 etwas breiter als das Zahnungsband 18 vorzusehen, so dass lediglich das Trägerband 16 von den seitlichen Flanschen 32, 34 festgehalten wird. Alternativ können beide Bänder 16, 18 im Wesentlichen die gleiche Breite aufweisen, so dass die Flansche 32, 34 beide gemeinsam festklemmen. Es ist grundsätzlich auch möglich, insbesondere bei ausreichender Materialstärke bzw. Festigkeit des Zahnungsbandes 18, das Zahnungsband 18 direkt an dem Grundprofil 14 zu befestigen.
• Die seitlichen Flansche 32, 34 haben weiterhin den Vorteil, die Hohlräume unter den einzelnen Zähnen 36 des Zahnungsbandes 18 seitlich zu verschließen. Außerdem dienen die seitlichen Flansche 32, 34 in einem gewissen Maße der seitlichen Führung des Zahnriemenantriebsmoduls 4.
• Die Zähne 36 des Zahnungsbandes sind vorzugsweise nicht eckig ausgebildet sondern weisen abgerundete Ecken bzw. Zahnköpfe auf. Das Zahnungsband 18 erhält seine Form vorzugsweise durch ein Kaltformungsverfahren.
• In Fig. 3 ist eine erste alternative Ausführungsform gezeigt. Es wird generell darauf hingewiesen, dass korrespondierende Teile der einzelnen Ausführungsformen jeweils mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Ferner wird darauf hingewiesen, dass zu den einzelnen Ausführungsformen gemachte generelle Ausführungen grundsätzlich auch für die anderen Ausführungsformen gelten, sofern nicht offensichtliche technische Argumente dagegen sprechen.
• Auch Fig. 3 zeigt die Zahnstange 2 in auseinandergezogener Darstellung. Man erkennt insbesondere das Zahnungsband 18, das Trägerband 16 sowie den Grundkörper 14. Man erkennt auch, dass der Grundkörper 14 eine plane Oberseite aufweist, d. h. die seitlichen Flansche 32, 34 bei dieser Ausführungsform nicht vorhanden sind. Ebenso ist die mittlere Nut 28 für die Befestigungsschrauben nicht vorhanden. Stattdessen sind einzelne Öffnungen 38 für Befestigungsschrauben vorgesehen. Die Zahnstange 2 der Fig. 3 ist etwas breiter. Es ist günstig, bei breiteren Zahnstangen 2 in einzelnen Zahnnuten 22 über die Breite eine Mehrzahl von Punktschweißpunkten 40 vorzusehen, d. h. bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Stück anstelle von zwei Stück bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
• An dem Trägerband 16 der Fig. 2 ist eine alternative Befestigungsmöglichkeit in Form von Pressdornen 42 gezeigt, die beispielsweise in Bolzenschweißtechnik an dem Trägerband 16 befestigt sind. Die Pressdorne 42 werden nach der Montage des Grundkörpers 14 in entsprechende Pressnuten 44 eingepresst und halten so die Kombination aus Zahnungsband 18 und/oder Trägerband 14. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass es bevorzugt ist, die Pressdorne 42 jeweils im Bereich eines Zahngrunds 22 vorzusehen. Dann kann zur Befestigung relativ problemlos eine ausreichende Anpresskraft auf die einzelnen Pressdorne 42 aufgebracht werden.
• Die Ausführung der Fig. 3 ist grundsätzlich für breitere Zahnstangen 2 gedacht. Die plane obere Oberfläche des Grundprofils 14 erlaubt zusätzlich zu den Pressdornen das Vorsehen einer sehr großflächigen Verklebung zwischen dem Grundprofil 14 und dem Trägerband 16. Es kann auch die Verklebung alleine vorgesehen sein. Anstelle dieser Verklebung kann auch eine Klettbandverbindung vorgesehen sein. Die Pressdorne 42 können dabei auch besonders vorteilhaft Führungsaufgaben übernehmen. Alternativ sind anstelle der Pressdorne 42 lediglich Führungsdorne zur seitlichen Orientierung bei der Montage vorhanden.
• Natürlich können auch seitliche Flansche ähnlich denen der Fig. 1 und 2 an dem Grundprofil, z. B. zur seitlichen Führung, vorgesehen sein.
• In Fig. 4 ist eine zweite alternative Ausführungsform gezeigt, hier erkennt man Befestigungslaschen, 46 die in regelmäßigen Abständen an dem Trägerband 16 nach unten vorstehen, und daran beispielsweise durch Kleben oder Schweißen befestigt sind. Man erkennt insbesondere, dass diese Laschen 46 seitlich geriffelt sind, um in eine entsprechende Riffelung 48 in eine Nut 50 im Grundprofil 14 form- und kraftschlüssig einzugreifen. Die Nut 50 erlaubt gleichzeitig eine Befestigung des Grundprofil 14 mit Schrauben auf der entsprechenden Maschinenfläche. Alternativ sind auch hier wieder Schraubennuten 24, 26 möglich. Ähnlich wie in Fig. 3 ist auch bei Fig. 4 ein bündiger seitlicher Abschluss von Grundprofil 14, Trägerband 16 und Zahnungsband 18 vorgesehen. Es kann jedoch auch eine nichtbündige Ausbildung beispielsweise mit Flanschen versehen sein.
• Fig. 5 zeigt eine dritte alternative Ausführungsform mit einer Schraubenverbindung zur Befestigung von Trägerband 16 und Zahnungsband 18 an dem Grundprofil 14. Hierbei ist das Trägerband 16 deutlich breiter als das Zahnungsband 18 und seitlich an dem Grundprofil 14 festgeschraubt. Die Schrauben 52 können entweder in entsprechenden Gewindebohrungen im Grundprofil 14 oder in entsprechenden Gewindenuten eingeschraubt sein. Die Schrauben besitzen einen konusförmigen Senkkopf, auf den ein Abdeckband 54 aufgeklipst oder aufgeschoben sein kann. Dieses Band bildet zum einen eine glatte Oberfläche neben der eigentliche Zahnung und verschließt zum anderen die Hohlräume in dem Zahnungsband 18 unter den einzelnen Zähnen 36. Die Schraubenbefestigung erlaubt grundsätzlich die Übertragung größerer Kräfte von der Verzahnung auf das Grundprofil 14.
• In Fig. 5 erkennt man ferner, dass es generell möglich ist, die Zahnstange 2 auf verschiedene Weisen, d. h. beispielsweise durch Schrauben von verschiedenen Seiten an dem entsprechenden Maschinenteil 56 zu befestigen.
• Fig. 6 und 7 zeigen eine vierte alternative Ausführungsform für die Zahnstange 2, wobei diese Ausführungsform eine Befestigung mit Presslaschen 46 und seitlicher Klemmbefestigung durch Flansche 32, 34 kombiniert ist. Die Presslaschen 46 sind verglichen mit denen der der Fig. 4 um 90° verdreht d. h. anstelle der Stirnflächen der Presslaschen greifen die kompletten seitlichen Oberflächen der Presslaschen in die entsprechende Nut 50 ein.
• Es sei grundsätzlich darauf hingewiesen, dass die bei den vorliegenden Ausführungsformen geschilderten Befestigungstechniken mit Schrauben, Pressdornen; Presslaschen, etc. in unterschiedlichster Weise miteinander kombiniert werden können, um beispielsweise besonders hohe Kräfte übertragen zu können, besonders hohe Ausfallsicherheit zu erhalten, etc. Man erkennt ferner in Fig. 6 und 7 Führungen 58 für das Antriebsriemenantriebsmodul 4 bzw. den von ihm bewegten Schlitten.
• In Fig. 8 ist eine fünfte alternative Ausführungsform gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind einzelne Zahnungssegmente 59, 60 beispielsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt und mit dem Trägerband 16 verbunden. Die einzelnen Zahnungssegmente 58, 60 können beispielsweise kostengünstig aus Kunststoffmaterial oder Aluminiummaterial im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Das Spritzgussverfahren eignet sich grundsätzlich für die Herstellung von Zahnstangen, da die Teilungsgenauigkeit über eine gewisse Länge hinweg nicht eingehalten werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dieses Problem jedoch dadurch umgangen, dass die Zahnungssegmente einen Maximalanzahl von Zähnen aufweisen, die hinsichtlich deren Teilungsgenauigkeit nicht problematisch ist, beispielsweise einen oder zwei Zähne 36 bei der gezeigten Ausführungsform.
• Die erforderliche Teilungsgenauigkeit wird durch eine ausreichend genaue Positionierung der einzelnen Zahnungssegmente 58, 60 auf dem Trägerband 16 sichergestellt. Diese genaue Positionierung kann beispielsweise mittels einer Teilungslehre (nicht gezeigt) erfolgen. Alternativ können die einzelnen Zahnungssegmente Befestigungsvorsprünge 62 aufweisen, die in entsprechende Befestigungsöffnungen 64, die im korrekten Abstand mit erforderlicher Genauigkeit in dem Trägerband 16 vorgesehen sind, positioniert werden. Die Befestigungsvorsprünge 62 weisen vorzugsweise eine Rasterung auf, um eine form- und kraftschlüssige Verbindung mit dem Trägerband 16 einzugehen. Die Befestigungsöffnungen 64 können in dem Trägerband 16 beispielsweise im Stanzverfahren hergestellt werden.
• Die Befestigungsvorsprünge 32 können gleichzeitig der Befestigung des aus den Zahnungssegmente 58, 60 und dem Trägerband 16 bestehenden flexiblen Zahnungsband 18 an dem Grundprofil 14 dienen. Das Grundprofil 14 kann zu diesem Zweck geeignete Nuten aufweisen. In Fig. 8 sind Zahnungssegmente 58, 60 und Trägerband 16 bzw. Grundprofil 14 auseinandergezogen gezeigt. Lediglich ein Zahnungssegment mit einem Zahn und ein Zahnungssegment mit zwei Zähnen sind aus darstellungstechnischen Gründen doppelt gezeigt. Es versteht sich von selbst, dass nicht zwei Zahnungssegmente übereinander vorgesehen sind.
• Fig. 10 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnstange 2. Man erkennt wieder das Zahnungsband 18, welches an einem stabilen Grundprofil 14 befestigt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist kein Trägerband 16 gezeigt. Dennoch kann auch bei dieser Ausführungsform ein Trägerband vorgesehen sein, um zusätzlich die Teilungsgenauigkeit der Zahnstange und die Stabilität zu verbessern. So kann beispielsweise ein Trägerband 16 lediglich im mittleren Bereich des Zahnungsbands 18 beispielsweise im Bereich der Nut 28 aber auch über die gesamte Breite des Zahnungsband 18 vorgesehen sein.
• Das Grundprofil 14 kann wieder im Stranggußverfahren beispielsweise aus Metall, wie Aluminium, etc., oder auch aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt sein. In dem Grundprofil 14 erkennt man neben der Nut 28 seitliche Schraubennuten 66, 68. Ferner erkennt man bei der Zahnstange zwei seitliche Positionierbänder 70. Wie in der Darstellung von Fig. 12 besonders gut ersichtlich ist, weist ein Positionierband 70 einen oberen Rand auf, der mit einer Kontur versehen ist, die der Kontur des Zahnungsbands 18 entspricht. Insbesondere sind Ausnehmungen 72 vorgesehen, die den einzelnen Zähnen 36 entsprechen und zwischen diesen Ausnehmungen 72 befinden sich entsprechende Vorsprünge 74, die den Zahngrundbereichen 76 des Zahnungsbands 18 entsprechen. Dieser obere Rand 78 des Positionierbands 70 ist nach innen umgebogen, so dass er im montierten Zustand das Zahnungsband 18 von oben übergreift, die richtige Zahnteilung sicherstellt und außerdem das Zahnungsband 18 an dem Grundprofil 14 festlegen kann. Das Positionierband 70 ist mittels Schrauben 80 in den Schraubennuten 66, 68 beidseitig befestigt. Vorzugsweise ist ein seitliches Positionierband 70 aus mehreren Positionierbandsegmenten hergestellt. Das ist aus herstellungstechnischen Gründen besonders einfach. Die Herstellung eines positionierbandsegments kann beispielsweise durch Stanzen und Biegen erfolgen, wobei Längen bis zu einem Meter und mehr relativ problemlos verarbeitet werden können. Es ist günstig, die Positionierbänder 70 beidseits der Zahnstange 2 so anzuordnen, dass sie sich gegenseitig überlappen, d. h. die Stöße zwischen einzelnen Positionierbandsegmenten der beiden Seiten der Zahnstange 2 sollen vorzugsweise nicht zusammenfallen.
• Man erkennt ferner, dass das Positionierband 70 an seinem unteren Ende einen umgebogenen Klemmrand 28 hat. Dieser Klemmrand 28 wirkt mit dem Vorsprung 84 an dem Grundkörper 14 zusammen. Der Klemmrand 28 kann derart ausgebildet sein, dass er eine gewisse Vorspannkraft auf das montierte Positionierband 70 ausübt, so dass das Zahnungsband 18 durch diese Vorspannkraft gegen den Grundkörper 14 vorgespannt ist. Die Schrauben 80 haben dann hauptsächlich eine sichernde Funktion.
• Das Positionierband 70 kann aus dem gleichen Material wie das Zahnungsband 18 hergestellt sein. Das kann jedoch auch ein anderes Material verwendet werden. Es wird ferner daraufhin hingewiesen, dass statt eines Metallblechmaterials auch anderes Material, beispielsweise Kunststoffmaterial verwendet werden kann. Insbesondere können Kunststoffspritzgußteile verwendet werden.

Claims (15)

1. Zahnstange (2) für einen Zahnriemenantrieb (4) mit einem Antriebsriemen, gekennzeichnet durch ein stabiles Grundprofil (14) und ein flexibles Zahnungsband (18) welches auf dem Grundprofil (141) befestigt ist.

2. Zahnstange (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Zahnungsband (18) aus einem Blechmaterial gebildet ist.

3. Zahnstange (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Zahnungsband (18) aus einem Kunststoffmaterial gebildet ist.

4. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerband (16) vorgesehen ist, mit dem das Zahnungsband (18) verbunden ist und mit dem es auf dem Grundprofi (14) befestigt ist.

5. Zahnstange (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband (16) aus einem Blechmaterial gebildet ist.

6. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerband (16) mittels einer Schraubverbindung (52) an dem Grundprofil (14) befestigt ist.

7. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnungsband (16) mittels einer Klemmverbindung an dem Grundprofil (14) befestigt ist.

8. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnungsband (18) mittels einer Rastverbindung an dem Grundprofil (14) befestigt ist.

9. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (36) des Zahnungsbands (18) an den Zahnköpfen abgerundet sind.

10. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnungsband (18) aus Niro-Federstahlblech hergestellt ist.

11. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zahnseitige Oberfläche des Zahnungsbands (18) eine hohe Oberflächengüte aufweist.

12. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnungsband (18) aus einer Mehrzahl von einen oder mehrere Zähne (36) aufweisenden Zahnungssegmenten (59, 60) gebildet ist.

13. Zahnstange (2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnungsegmente (59, 60) angeformte Befestigungselemente (62) aufweisen.

14. Zahnstange (2) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (62) in korrespondierende Ausnehmungen (64) in dem Trägerband (16) eingreifen.

15. Zahnstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundprofil (14) eine integrierte Führung (58) aufweist.