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Einrichtung zur Spie.lbeseitigung in einem Zahnstangentrieb für Maschinenschlitten
von Werkzeugmaschinen, beispielsweise Waagerecht- Borh- und Fräsmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Spielbeseitigung in einem Zahnstangentrieb für Maschinenschlitten
von Werkzeugmaschinen, beispielsweise Waagerecht- Bohr- und Fräsmaschinen, wobei
die Blanken des Antriebsritzels sich unter Vorlast an die Zahnstangenflanken drücken.
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jJS ist bereits eine Vorrichtung zur Beseitigung des Spieles in einer
Bewegungsübertragung von über eine Zahnstange wechselseitig angetriebenen Werkzeugmaschinen
bekannt, mit der da s Spiel zwischen Zahnstange und Ritzel durch keile oder Abstandsstücke
in der Wirt, in der die Zahnstange angeordnet ist, einstellbar ist. Zusätzlich kann
auch das Ritzel gegenüber der Zahnstange durch eine exzentrisch Oelagerte Buchse
nachgestellt werden. Der Nachteil dieser Einrichtung ist, daß keine selbsttätige
Spielbeseitigung zwischen Ritzel und Zahnstange möglich ist. Die Dpielbeseitigung
kann nur beim Zusammenbau erfolgen und danach immer nur von Zeit zu Zeit, aber nur
mit verhältnismäßig großem Aufwand. Eine dauernde Spielfreiheit der Einrichtung
ist schon durch den laufenden Verschleiß nicht gewährleistet. Weiterhin ist es durch
die starre lagerung der Getrieberäder nicht möglich die beim Vorschub im Getriebe
auftretenden zahnabdrängenden krräfte, hervorgerufen durch Form- und Teilungsfehler
in Zaimstange und Zahnrädern irgendwie auszugleichen.
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Bei weiteren bekannten Linrichtungen zur Spielbesei-tigung in Antrieben,
beispielsweise für Getriebe mit veränderlichen Üersetzurigsverhä.ltnis oder für
Getriebe mit Umsetzung einer Drehbewegung in eine hin und her gehende mittels einer
Schubstange , erfolgt die sicherung des Zahneingriffes durch senkrechten Federdruck.
Durch diese Anordnung können auch Zannabdrcjngende Getriebekräfte auf2enommen
und
tompensiert werden. Diese Konstruktionen mit Hebeln, sowie Zug- bzw. Druckfedern
sind-in ihren Aufbau für den Vorschubantrieb eines Maschinenschlittens mittels eines
Zahnstangentriebes nicht verwendbar. Zum weiteren sind keine littel vorhanden, wonach
der .niIaschinenschlitten bei größeren zahna'bdräng'enden Kräften , mit normalem
Spiel im Vorschubgetriebe , vreiter bewegt werden könnte.
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Bei den o.g. bekannten Antrieben besteht die Gefahr , daß bei solchen
Kräften die Zähne außer Eingriff gelangen können oder Getriebebeschädigungen nach
Überwinden des senkrechten Federdruckes auftreten.
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Aufgabe der Erfindung ist es , eine Einrichtung zur Spielbeseitigung
in einem Zahnstangentrieb für Maschinenschlitten von Werkzeugmaschinen , beispielsweise
Waagerecht-Bohr- und Fräsmaschinen mit als federnder Kraft senkrecht zur Zahnstange
anliegender Vorlast zu schaffen , die durch die Nachgiebigkeit des Zahneingriffes
zahnabdrängende Kräfte , hervorgerufen durch Form- und Teilungsfehler der Zähne
, kompensiert , bei größeren Kräften einen einwandfreien Vorschub des Maschinenschlittens
erlaubt und bei Zahnverschleiß eine selbsttätige Spielbeseitigung im Zahnstangentrieb
herbeiführt.
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Erfindungsgemäß wird dies gelöst durch die in Vorschubrichtung biegesteife
und senkrecht zur Vorschubrichtung torsionsschwache Befestigung des Getriebgehäuses
mittels zweier , in einer senkrechten Ebene mit dem Teilkreis des Antriebritzels
liegenden Aufnahmeflansche am Maschinensclitton. Lin weiteres Lösungsmerkmal ist
ein an der Außenwand des Getriebegehäuses angeordneter Flansch , an dem die Vorlast
in einem gewählten Abstand parallel zur Zahnstange und ur Vorschubrichtung des Maschinenschlittens
senkrecht fest eingestellt oder einstellbar anliegt, sowie ein zusätzlich gegen
den Flansch angeordneter Anschlag und'die an sich bekannte grill leicht ballige
Auführung der Zähne des Antriebsritzels. Nach einem anderen Merlunal liegt die Vorlast
über eine Platte, die fest mit dem Maschinenschlitten verbunden
ist
und über einen Gewindebolzen mit einem zylindrischen Ansatz, auf dem die die Kraft
erzeugenden Elemente, beispielsweise Tellerfedern, gefüllt sind, fest eingestellt
auf dem Flansch an. Die Vorlast kann auch einstellbar über einen Hydraulik- oder
einen Pneumatikzylinder auf dem Flansch anliegen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind die Aufnahmeflansche beispielsweise als Profil ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist universell veruendöar, einfach
in ihrem Aufbau und deshalb kostengünstig in der Herstellung. Damit ist sie ökonomisch
bei allen Zahnstangentrie ben einsetzbar bei denen eine Spielbeseitigung zwischen
Zahnstange ung Antriebsritzel erreicht werden soll. Die Linrichtung ist besonders
geeignet für Zahnstangentriebe, bei denen Platzschwierigkeiten für Spielausgleichseinrichtungen
bestehen. Das Spiel im Zalinstangentrieb wird selbsttätig ohne zusätzliche Schaltung
beseitigt, Dadurch ist ein übergangsloses Arbeiten vom Qleichlauffräsen zum Gegenlauffräsen
möglich. Auftretende Getriebeiträfte und Verschleißerscheinungen werden selbsttätig
durch die ständig wirkende Vorlast ausgeglichen. Durch entsprechende Wahl der einstellbaren
Vorlast kann die Höhe der Vorschubkraft bis zu der Spielfreiheit herrschen soll
festgelegt werden. Bei größeren, die Vorlast ü bersteigenden Qetriebekräften erfolgt
eine Abdrangung des Ritzels bis zu einem verstellbaren Anschlag Der Zahnstangentrieb
arbeitet jetzt als Getriebe, dessen Spiel einstellbar ist. Durch die in einer senkrechten
Ebene zum Teilkreis des Antriebsritzels angeordneten Aufnahmeflansche tritt ein
Minimum an Spannungen in den Befestigungselementen auf.
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Die BrSindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
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Von den dazugehö@enden Zeichnungen zeigt die Figur 1 einen teilweisen
Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Linrichtung.
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In der Figur 2 ist eine Draufsicht auf das Getriebegehäuse dargestellt.
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Figur 3 ist ein Teilschnitt aus Figur 2 Auf einq L\aschinenbett 1
gleitet ein Maschinenschlitten 2
im Vorschub bzw. im Eilgang. Die
Bewegung des Maschinenschlittens 2. wird eingeleitet uber einen Zahnstangentrieb.
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Dazu ist über die gesamte Lange des Maschinenbettes 1 eine Zahnstange
3 angebracht. In die Zahnstange 3 greift ein Antriebsritzel 4 ein, welches auf dem
dem Maschinenbett 1 zugekehrten Ende einer Antriebswelle 5 sitzt, die in einem Getriebegehäuse
6 gelagert ist0 Das Getriebegehäuse 6 ist mittels zweier Aufnhhmefla?ische 7;8 am
Maschinenschlitten 2 befestigt. Diese Befestigung befindet sich in einer senkrechten
Ebene zum Teilkreis des Antriebsritzels 4. Dadurch werden die Getriebekräfte als
Biege- und Torsionsspannungen übertragen. Im vorliegenden Falle sind darum die Aufnahmeflansche
7;8 als Profile ausgebildet. Zur selbsttätigen Spielbeseitigung zwischen Zahnstange
3 und Antriebsritzel 4 liegt eine Vorlast senkrecht zur Zahnstange 3 am Antriebs
ritzel 4 an. Die Kraftübertragung erfolgt dabei vorzugsweise über eine Hebelübersetzung.
Dazu ist an der Außenwand des Getriebegehäuses 6 ein Flansch 9 angeordnet. Allf
diesem flansch 9 wirkt die Vorlast senkrecht und gleichzeitig, parallel zur Zahnstange
56 Die Kraft kann mechanisch fest eingestellt und hydraulisch oder pneumatisch einstellbar
über- -tragen werden. Im ersten Falle wirkt die Vorlast über eine Platte ao, die
fest mit dem Maschinenschlitten 2 verbunden ist, auf den Flansch 9. Ein Gewindebolzen
11 mit einem zylindrischen Ansatz 12, der in einer bohrung 13 des Flansches 9 geführt
wird, ist in die Platte lo eingesetzt, Zwischen den Flansch 9 und die Platte 10
geführt von dem. zylindrischen Ansatz 12 des Gewindebolzens 11 sind federnde Elemente,
beispielsweise Tellerfedern 14 eingebracht. Durch die Tellerfedern 14 wird die am
Antriebsritzel 4 anliegende Kraft erzeugt. Wird eine Kraft hydraulisch oder pneumatisch
einstellbar aufgebracht, so wirkt diese unter Weglassung der mechanischen Elemente
auf den Flansch 9 des Getriebegehäuses 6 An der Unterseite der Platte 10 ist weiterhin
ein fest ein-' gestellter Anschlag 15 angeordnet, der absichert, daß bei Überschreiten
der Vorlast durch auftret nde Getriebekräfte, das Antriebsritzel 4 nicht außer Eingriff
der Zahnstange 3 kommt0
Die Wirkungsweise der Einrichtung zur Spielbeseitigung
ist folgende : Das Antriebsritzel 4 wird bei der Montage auf die tiefste Stelle
der Zahnstange 3 eingestellt. Dann wird die Vorlast auf das Antriebsritzel 4 aufgebracht.
Infolge der Hebelübersetzung für die Kraftübertragung kann die auf dem Flansch 9
aufgebrachte Vorlast niedriger gehalten werden. Die Vorlast muß so groß sein, daß
die beim Gleichlauffräsen auftretenden, das Antriebsritzel 4 abdrängenden Kräfte
überwunden werden.
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Dazu komaem noch die Kräfte, die beim Verfahren des Maschinenschlittens
2, bedingt durch die Bearbeitungsungenauigkeiten der Zahnstange 3 auftreten. Da
die Aufnahmeflansche 7;8 senkrecht zur Zahnstange 3 torsionsschwach ausgebildet
sind, werden die auftretenden Kräfte zum größten Teil von den federnden Elementen
bzw. einen Hydraulik- - oder einen Pneumatikzylinder aufgenommen. Um Zahneckbruch
zu vermeiden, sind die Zähne des Antriebsritzels 4 dafür leicht ballig in axialer
Richtung ausgeführt tt> ers Überschreiten die Getri eb ekräft e die Vorlast,
erfolgt die Abdrängung der Zähne des Antriebsritzels 4 nur bis zum Anliegen des
Flansches 9 an den Anschlag 15, und dann arbeitet der Zahnstangentrieb als normales
Getriebe mit Spiel.