DE1179777B

DE1179777B - Worm gear

Info

Publication number: DE1179777B
Application number: DES77760A
Authority: DE
Inventors: Hans Grimminger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-01-29
Filing date: 1962-01-29
Publication date: 1964-10-15

Description

Schneckengetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneckengetriebe, bei dem zumindest eine Windung einer Schnecke durch eine fest mit einer Welle verbundene, radial geschlitzte, in ihrer Steigung verstellbare Scheibe ausgebildet ist, deren Stell-Mechanismus den Scheibenumfang wahlweise als Ring, als rechtsgängige oder linksgängige Windung ausbildet.Worm gear The invention relates to a worm gear, in which at least one turn of a screw is connected to a shaft firmly radially slotted, adjustable in its pitch disc is formed, whose Adjusting mechanism the disc circumference optionally as a ring, as a right-hand or left turn forms.

Bekannte Schneckengetriebe der vorgenannten Art weisen einen ausgesprochen komplizierten Stellmechanismus auf, bei dem zur Verstellung der Steigung der geschlitzten Schneckenscheibe eine Vielzahl von Teilen, wie Kegelräder, Wellen, Lager, Gewindestifte u.dgl., zusammenwirken muß. Diese Art des Stellmechanismus verteuert die Herstellkosten des Getriebes beträchtlich und beansprucht ferner einen erheblichen Raum. Weiterhin ist der Stellmechanismus dieser bekannten Art nur in der Lage, auf manuelle oder mechanische Einstellkommandos anzusprechen, weshalb :er wenig geeignet ist für rasch aufeinanderfolgende, vorzugsweise elektrische Einstellimpulse, wie dies zur Umsteuerung von Leerlauf in Rechts- oder Linkslauf beispielsweise bei Spulenwickelmaschinen und Werkzeuginaschinen der Fall ist.Known worm gears of the aforementioned type have a pronounced one complicated adjusting mechanism, in which to adjust the slope of the slotted Worm pulley a variety of parts, such as bevel gears, shafts, bearings, grub screws and the like., must work together. This type of adjusting mechanism increases the manufacturing costs of the transmission considerably and also takes up a considerable amount of space. Farther is the adjusting mechanism of this known type only able to manual or to address mechanical setting commands, which is why: it is not very suitable for quickly successive, preferably electrical adjustment pulses, such as this for reversing from idling to clockwise or counterclockwise, for example in coil winding machines and machine tools.

Die gestellte Aufgabe wird darin erblickt, ein Schneckengetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Stellmechanismus bei nur sehr geringem Raumbedarf aus wenigen, billig herzustellenden und im Zusammenwirken funktionssicheren Teilen besteht und außerdem sowohl auf mechanische als auch unmittelbar auf elektrische Einstellkommandos hoher Frequenz anspricht.The task at hand is seen in it, a worm gear of the To create the aforementioned type, the adjusting mechanism with only very little Space required from a few, inexpensive to manufacture and functionally reliable in cooperation Share and also both mechanical and directly electrical Responds to high-frequency setting commands.

Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß der auf die Scheibe einwirkende Teil des Stell-Mechanismus auf der die Scheibe tragenden Welle die Scheibe im Bereich des Radialschlitzes gabelförmig umgreifend so gelagert ist, daß durch Drehung um eine senkrecht zur Drehachse der Scheibe verlaufende Achse die den Schlitz begrenzenden Enden der Scheibe axial gegeneinander verstellbar sind.This is achieved according to the invention in that the on the disc Acting part of the adjusting mechanism on the shaft carrying the disk, the disk is mounted in the area of the radial slot encompassing fork-shaped so that through Rotation around an axis running perpendicular to the axis of rotation of the disc that defines the slot limiting ends of the disc are axially adjustable with respect to one another.

Bei dieser Ausbildung des Schneckengetriebes ist der Stellmechanismus auf ein, Minimum an zusammenwirkenden Teilen reduziert, so daß er gegenüber den bekannten Anordnungen erheblich einfacher und billiger ist und nicht zuletzt auch betriebssicherer arbeitet.In this design of the worm gear, the adjusting mechanism is reduced to a minimum of interacting parts, so that it is compared to the known arrangements is much simpler and cheaper and not least works more reliably.

Besonders vorteilhaft erscheint es, daß das die geschlitzte Scheibe beeinflussende Glied des Stell-Mechanismus gabelförmig ausgebildet ist, da es auf diese Weise die notwendigen Bewegungen der Scheibenenden in einander entgegengesetzte Richtungen in einfachster Art herbeiführen kann und dabei nur einen außerordentlich geringen Raumbedarf aufweist, insbesondere weil es in der Verlängerung des radialen Schlitzes der Scheibe so angeordnet werden kann, daß es seitlich kaum über die Scheibe hinausragt. Auch ist das gabelförmige Glied unkompliziert in seiner Herstellung und verlangt keine hohe Maßhaltigkeit.It appears particularly advantageous that the slotted disc influencing member of the adjusting mechanism is fork-shaped because it is on this way the necessary movements of the disc ends in opposite directions Can bring about directions in the simplest way and only one extraordinary Has little space requirement, especially because it is in the extension of the radial Slit of the disc can be arranged so that there is hardly any side over the disc protrudes. The fork-shaped member is also uncomplicated to manufacture and does not require high dimensional accuracy.

Als weiterer beachtlicher Vorteil ergibt sich, daß der auf die geschlitzte Scheibe einwirkende Teil des Stellmechanismus, d. h. dessen wesentlicher Bestandteil überhaupt, auf der -die Scheibe tragenden und antreibenden Welle gelagert ist, wodurch einmal besondere Lager und anderweitige Befestigungsmittel völlig eingespart werden-und wodurch weiterhin der Stellmechanismus eine stets exakt definierte Lage zu der von ihm beeinflußten Scheibe hat, was der Verbilligung der Montage- und Justierzeiten des Betriebes und schließlich auch seiner Funktionssicherheit zugute kommt.Another notable advantage is that the part of the adjusting mechanism acting on the slotted disc, d. H. its essential component in general, is mounted on the -the disk-bearing and driving shaft, which once special bearings and other fastening means are completely saved-and whereby the actuating mechanism continues to have an exactly defined position to the disk influenced by it, which reduces the cost of the Assembly and adjustment times of the company and ultimately also its functional reliability benefit.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der auf die Scheibe einwirkende, vorzugsweise als geschlitztes Rohr ausgebildete und konzentrisch zur Längsachse des Radialschlitzes angeordnete Teil des Stellmechanismus in einer als Hohlwelle ausgebildeten Schneckenwelle drehbar gelagert, wobei seine Verstellung über ein durch die Hohlwelle herangeführtes Steuergestänge erfolgt. Hierdurch ergibt sich der bedeutsame # Vorteil, daß zwecks übertragung größerer Kräfte auch mehrere geschlitzte Scheiben nebeneinander auf dar Schneckenwelle angeordnet und von dem über die Hohlwelle herangeführten Gestänge gemeinsam beeinflußt werden können. Auch ist es bei diesem Ausführungsbeispiel des Getriebes weiterhin von Vorteil, daß das Steuergestänge od. dgl. unter Einsparung besonderer Lagerteile unmittelbar in der Hohlwelle gelagert werden kann.According to a further development of the invention, the acting on the disc, preferably designed as a slotted tube and concentric to the longitudinal axis of the radial slot arranged part of the adjusting mechanism in a hollow shaft trained worm shaft rotatably mounted, its adjustment via a the control linkage brought up by the hollow shaft takes place. This results in the significant # advantage that for the purpose of transferring greater forces, several slotted Discs arranged next to each other on the worm shaft and from which on the hollow shaft brought up rods can be influenced together. It is also with this one Embodiment of the transmission also has the advantage that the control linkage od. Like. Saving special Storage parts directly in the Hollow shaft can be stored.

Um bei einem getriebenen Schneckenrad mit fest vorgegebener Zahnteilung einen ungestörten Lauf sicherzustellen, ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Verstellbarkeit des auf die Scheibe einwirkenden Teiles des Stellmechanismus beispielsweise mittels Anschlag wählbar derart zu begrenzen, daß die Steigung der durch die Scheibe gebildeten Windung gleich der Zahnteilung des getriebenen Schneckenrades oder gleich einem ganzen Vielfachen hiervon ist. Hierdurch wird dafür gesorgt, daß die als links- oder rechtsgängige Windung verstellte Scheibe stets ungehemmt in die Zahnung des angetriebenen Schneckenrades eingreifen kann.To with a driven worm wheel with a fixed predetermined tooth pitch To ensure an undisturbed run, it is according to a development of the invention provided, the adjustability of the part of the adjusting mechanism acting on the disk for example, by means of a stop selectable to limit such that the slope of the The turn formed by the disc is equal to the tooth pitch of the driven worm wheel or is equal to a whole multiple thereof. This ensures that the disc, adjusted as a left or right turn, is always uninhibited in the teeth of the driven worm wheel can intervene.

Erfolgt nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung die mechanisch feste Verbindung der in an sich bekannter Weise als Ringscheibe aus federelastischem Material ausgebildeten Scheibe mittels eines an der inneren Ringöffnung in Richtung zur Scheibenmitte hin sich erstreckenden, vorzugsweise gegenüber dem Radialschlitz angeordneten Lappens, so ergibt sich hieraus der Vorteil, daß zur Befestigung keinerlei zusätzliche Bauteile erforderlich sind. Der Lappen kann vielmehr in material-und kostensparender Weise einstückig mit der geschlitzten Scheibe, beispielsweise in einem einzigen Stanzvorgang hergestellt werden und in sehr einfacher Weise und zuverlässig fest mit der Schneckenwelle verbunden, beispielsweise verschweißt sein.After a further development of the invention, the mechanical fixed connection in a manner known per se as a spring-elastic washer Material formed disc by means of a on the inner ring opening in the direction extending towards the center of the pane, preferably opposite the radial slot arranged flap, this has the advantage that no fastening additional components are required. Rather, the rag can be made of material and in one piece with the slotted disc in a cost-saving manner, for example in can be produced in a single punching process and in a very simple and reliable manner be firmly connected to the worm shaft, for example welded.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Stellmechanismus ein auf der Scheibe oder auf der Schneckenwelle angeordnetes, die Scheibe oder zumindest einen Scheibenlappen unmittelbar oder mittelbar über Gestänge beeinflussendes Elektromagnetsystem aufweisen. Beispielsweise kann die Anordnung so sein, daß auf der Schneckenwelle zu beiden Seiten der Scheibe je ein Elektromagnet angeordnet ist, wovon jeder jeweils einen der beiden Scheibenlappen in Richtung der Längsachse der Schneckenwelle verstellen kann. Die Stromzuführung für die Elektromagneten wird mit Rücksicht auf die laufende Schneckenwelle zweckmäßig über Schleifringe vorgenommen, die auf der Schneckenwelle angeordnet sein können. Die Verstellung der Scheibenlappen kann unmittelbar erfolgen, beispielsweise indem jeder Scheibenlappen als beweglicher Anker des ihm zugeordneten Elektromagneten ausgebildet ist und bei Erregung des letzteren vom Magnetkern angezogen wird, oder sie kann auch mittelbar bewirkt werden, beispielsweise indem jeder Elektromagnet über ein Gestänge od. dgl. in vorgesehener Weise auf seinen Scheibenlappen einwirkt. Die Verstellung des einen oder beider Scheibenlappen mittels eines Elektromagnetsystems hat den großen Vorzug, daß einmal der Stellmechanismus äußerst einfach aufgebaut sein kann, weil keinerlei mechanische Steuervorrichtung und keine Maßnahmen zur Herausführung von Steuergestängen aus dem Schneckenradgetriebe notwendig sind, und zum anderen, weil der Stellmechanismus mittels elektrischem Kommando ohne Schwierigkeit auch ferngesteuert werden kann. Damit ist das Schneckengetriebe bestens geeignet für Antriebe mit rasch wechselnder Einstellfrequenz, bei denen das Einstellkommando elektrisch erfolgt. Unterstützt wird diese mögliche hohe Schalthäufigkeit gleichzeitig noch dadurch, daß der Stellmechanismus des gemäß der Erfindung ausgebildeten Schneckengetriebes äußerst geringe.zu bewegende Massen besitzt, die sich einmal rasch und leicht und auch mit geringer Steuerleistung verstellen lassen.According to another exemplary embodiment of the invention, the actuating mechanism can have an electromagnetic system which is arranged on the disk or on the worm shaft and which influences the disk or at least one disk lobe directly or indirectly via a linkage. For example, the arrangement can be such that an electromagnet is arranged on the worm shaft on both sides of the disk, each of which can adjust one of the two disk tabs in the direction of the longitudinal axis of the worm shaft. With regard to the running worm shaft, the power supply for the electromagnets is expediently carried out via slip rings, which can be arranged on the worm shaft. The adjustment of the disc flaps can take place directly, for example by designing each disc flap as a movable armature of the electromagnet assigned to it and being attracted by the magnetic core when the latter is excited, or it can also be effected indirectly, for example by each electromagnet using a linkage or the like. acts in the intended manner on its disc flap. The adjustment of one or both disc lobes by means of an electromagnetic system has the great advantage that, on the one hand, the adjusting mechanism can be extremely simple, because no mechanical control device and no measures for leading out control rods from the worm gear are necessary, and on the other hand, because the adjusting mechanism by means of electrical command can also be remotely controlled without difficulty. The worm gear is therefore ideally suited for drives with rapidly changing setting frequencies where the setting command is given electrically. This possible high switching frequency is supported at the same time by the fact that the adjusting mechanism of the worm gear designed according to the invention has extremely low masses to be moved, which can be adjusted quickly and easily and also with low control power.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eines Schneckengetriebes in vereinfachter Darstellung, F i g. 2, 3 und 4 in schematischer Darstellung die Gangarten des in F i g. 1 dargestellten Schneckengetriebes, in Abhängigkeit von der Stellung der Scheibenlappen.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows the parts of a worm gear necessary for understanding the invention in a simplified representation, FIG. 2, 3 and 4 in a schematic representation the gaits of the in F i g. 1 shown worm gear, depending on the position of the disc lobes.

In F i g. 1 stellt der mit 1 bezeichnete Teil eine abgebrochene gezeichnete Schneckenwelle dar. Mit 2 ist eine ringförmige Scheibe bezeichnet, welche aus federelastischem Material besteht. Die Scheibe 2 ist über einen an der inneren Ringöffnung in Richtung zur Scheibenmitte ausgebildeten Lappen 3 fest mit der Schneckenwelle 1 verbunden. In Verlängerung der radial gerichteten Mittelachse des Lappens 3 ist die Scheibe 2 auf ihrer gegenüberliegenden Seite mit einem Schlitz 4 versehen, wodurch sich zwei Scheibenlappen 5 und 6 ausbilden. Die Scheibe 2 greift mit ihrem äußeren Rand in ersichtlicher Weise in die Zahnlücken 7 eines Schneckenrades 8 mit sehr großem Durchmesser ein, wovon ein Abschnitt dargestellt ist. Mit 9 sind die Zähne des Schneckenrades 8 bezeichnet. Die Scheibe 2 weist im Bereich ihres vorerwähnten Eingriffes in das Schneckenrad 8 sowie im Bereich des Schlitzes 4 jeweils Anschrägungen auf, wie sie aus der Darstellung zu ersehen sind. Die Schneckenwelle 1 und das Schneckenrad 8 sind in einer nicht gezeichneten, bei Schneckengetrieben üblichen Weise gelagert. Mit 10 ist ein Stellmechanismus bezeichnet, der konzentrisch zur Achse des Schlitzes 4 auf der Schneckenwelle 1 drehbar gelagert ist. Der Stellmechanismus weist einen Steuerhebel 11 auf, welcher über eine nicht gezeichnete Steuervorrichtung von außerhalb des Schnekkenradgetriebes in Pfeilrichtung verstellbar ist. Der Steuerhebel 11 ist mit einer als geschlitztes Rohr ausgebildeten Doppelgabel 12 ausgerüstet, welche die beiden Scheibenlappen 5 und 6 in einer aus den F i g. 2 bis 4 deutlicher ersichtlichen Weise jeweils von beiden Seiten umfaßt.In Fig. 1, the part denoted by 1 is a broken-lined screw shaft. With 2 is indicated an annular disc which is made of resilient material. The disk 2 is firmly connected to the worm shaft 1 via a tab 3 formed on the inner ring opening in the direction of the disk center. In extension of the radially directed central axis of the tab 3 , the disc 2 is provided on its opposite side with a slot 4, whereby two disc tabs 5 and 6 are formed. The disk 2 engages with its outer edge in an evident manner in the tooth gaps 7 of a worm wheel 8 with a very large diameter, a section of which is shown. The teeth of the worm wheel 8 are denoted by 9. The disk 2 has bevels in the area of its aforementioned engagement in the worm wheel 8 and in the area of the slot 4, as can be seen from the illustration. The worm shaft 1 and the worm wheel 8 are mounted in a manner not shown, which is customary in worm gears. An adjusting mechanism is designated by 10 , which is rotatably mounted on the worm shaft 1 concentrically to the axis of the slot 4. The adjusting mechanism has a control lever 11 which can be adjusted in the direction of the arrow from outside the worm gear via a control device (not shown). The control lever 11 is equipped with a double fork 12 designed as a slotted tube, which the two disc flaps 5 and 6 in one of the FIGS. 2 to 4 more clearly visible way each encompassed from both sides.

Die Arbeitsweise des in der F i g. 1 dargestellten Schneckengetriebes wird aus den in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Gangarten verständlich. Es soll hierbei die Schneckenwelle 1 von einem nicht gezeichneten Antriebsmittel, beispielsweise von einem Elektromotor, in Pfeilrichtung angetrieben werden.The mode of operation of the FIG. 1 shown worm gear is from the in F i g. 2 to 4 gaits shown understandable. Here, the worm shaft 1 is to be driven in the direction of the arrow by a drive means (not shown), for example by an electric motor.

Nimmt bei laufender Schneckenwelle 1 die Doppelgabel 12 die in der F i g. 3 dargestellte Stellung ein, so wird keiner der Scheibenlappen 5 und 6 seitlich ausgelenkt, und der Umfang der Scheibe 2 bildet einen Ring. Auf das Schneckenrad 8 wird somit kein Vorschub übertragen, und dieses bleibt unbewegt und in seiner Position verriegelt. Wird dagegen die Doppelgabel 12 in die in der F i g. 2 dargestellte Stellung gebracht, so lenkt sie beide Scheibenlappen 5 und 6 in einander entgegengesetzter Richtung aus, wobei der Scheibenumfang zu einer offenen Windung verstellt wird, die bei dem gemäß F i g. 1 vorgegebenen Drehsinn der Scheibe in Pfeilrichtung einen Rechtslauf des Schneckenrades 8 bewirkt. Der Vorschub des Schneckenrades wird dabei kontinuierlich so lange fortgesetzt, wie die vorgenannte Stellung der Doppelgabel 12 beibehalten wird, weil mit jeder Umdrehung der Scheibe 2 das Schneckenrad 8 um den Betrag des Steigungswinkels der Windung verschoben wird und das entsprechende offene Windungsende sich anschließend in eine benachbarte Zahnlücke 7 einfädelt und der Vorschub dadurch fortgesetzt wird.When the worm shaft 1 is running, the double fork 12 takes the one shown in FIG. 3 , none of the disc lobes 5 and 6 is laterally deflected, and the circumference of the disc 2 forms a ring. No feed is thus transmitted to the worm wheel 8 , and it remains immobile and locked in its position. If, on the other hand, the double fork 12 is in the position shown in FIG. 2, it deflects both disc flaps 5 and 6 in opposite directions, the disc circumference being adjusted to an open turn, which in the case of the one shown in FIG. 1 given direction of rotation of the disk in the direction of the arrow causes the worm wheel 8 to rotate clockwise. The advance of the worm wheel is continuously continued as long as the aforementioned position of the double fork 12 is maintained, because with each revolution of the disk 2, the worm wheel 8 is shifted by the amount of the pitch angle of the turn and the corresponding open end of the turn is then moved into an adjacent one Tooth gap 7 threads and the feed is thereby continued.

Wird die Doppelgabel 12 bei laufender Schnekkenwelle 1 und ohne Umkehrung deren Drehrichtung in die in F i g. 4 dargestellte Stellung gebracht, so vollzieht sich wiederum der vorgeschilderte Vorgang, jedoch mit umgekehrter Drehrichtung des Schnekkenrades.If the double fork 12 with the worm shaft 1 running and without reversing its direction of rotation in the direction shown in FIG. 4, the process described above takes place again, but with the direction of rotation of the worm wheel in the opposite direction.

Claims

1. A worm gear one turn of a screw is in which at least formed by a fixedly connected to a shaft, radially slotted, adjustable in their slope disc, the adjusting mechanism forming the wheel peripheral optionally as a ring, as a right-handed or left-handed turn, d a d u rch g e - indicates that the part of the adjusting mechanism acting on the disc (2) - double fork (12) - is mounted on the shaft (1) supporting the disc in the area of the radial slot (4) in a fork-shaped manner so that it rotates about an axis running perpendicular to the axis of rotation of the disk, the ends of the disk delimiting the slot are axially adjustable relative to one another.

2. Worm gear according to claim 1, characterized in that the control lever (11) of the adjusting mechanism (10) which acts on the disc (2) and is preferably designed as a slotted tube and arranged concentrically to the longitudinal axis of the radial slot (4) in a worm shaft designed as a hollow shaft (1) is rotatably mounted and that its adjustment takes place via a control rod brought up through the hollow shaft. 3. Worm gear according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustability of the control lever (11) of the adjusting mechanism (10) acting on the disc (2) is limited, for example by means of a stop, so that the slope of the through the disc (2) The turn formed is equal to the tooth pitch of the driven worm wheel (8) or a whole multiple thereof. 4. Worm gear according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanically fixed connection of the disc (2) formed in a manner known per se as an annular disc made of resilient material by means of an extending on the inner ring opening in the direction of the disc center, preferably with respect to the Radial slot (4) arranged tab (3) takes place. 5. Worm gear according to one of claims 1, 3 or 4, characterized in that the adjusting mechanism (10) is arranged on the disc (2) or on the worm shaft (1) , the disc or at least one disc flap (5, 6) directly or indirectly via linkage influencing electromagnet system. Considered publications: German Patent Nos. 955 279, 962 659, 1015656.