DE2061959B2 - Zahnstangentrieb für gegeneinander verschiebbare Maschinenteile - Google Patents

Description

Schmierprobleme.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Wälzfläche des der Zahnstange zugeordneten Maschinenteils den Boden in einer Die Erfindung betrifft einen Zahnstangentrieb für 40 Längsnut bildet.

gegeneinander verschiebbare Maschinenteile, z.B. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfin-

Schlitten einer Werkzeugmaschine, die einer äußerst dungsgegenstandes besteht darin, daß das der genauen Längsführung bedürfen, wobei die Zahn- Zahnstange zugeordnete Maschinenteil zur Aufstange in Querrichtung begrenzt kippbar angeordnet nähme der Zahnstange einen Adapter aufweist, der ist. 45 die Längsnut und mindestens eine mit ihr in Verbin-

Bei den bisher üblichen Werkzeugmaschinen war dung stehende Öffnung mit einer nach innen ragenan einem Schlitten od. dgl. längs bewegbaren Ma- den Schulter besitzt, auf der sich ein federndes Glied schinenteil eine Zahnstange starr befestigt, die mit abstützt, das seinerseits eine lose in der öffnung aneinem Antriebsritzel in Antriebsverbindung stand. Es geordnete und an der Zahnstange befestigte Schraube ist jedoch unmöglich, die Zahnflanken der Zahn- 50 trägt.

stange derart mit den Zähnen des Antriebsritzels in In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

beiden Richtungen genau auszurichten, da wegen der Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt
ständigen Kräfteumkehr eine Stellungsänderung die- F i g. 1 eine Seitenansicht einer üblichen Schleif -

ser Flächen eintritt. Hierdurch ergeben sich geringe maschine mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen Richtungsabweichungen, wenn der Schlitten nachein- 55 zur Sicherstellung einer genauen Führung des Schiitander in der einen oder anderen Richtung bewegt tens,

wurde. Hinzu kommt, daß in der Regel auch Bear- Fi g. 2 einen teilweisen Querschnitt nach der Linie

beitungsungenauigkeiten, insbesondere bei langen 2-2 in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,
Zahnstangentrieben auftreten oder auch thermische F i g. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch einen

Einflüsse wirksam werden. 60 Adapter und eine selbsteinstellbare Zahnstange,

Das Problem der auftretenden Querkräfte bei F i g. 4 eine Darstellung gemäß F i g. 3, jedoch mit

Zahnstangentrieben ist auch bei anderen Vorrichtun- einer geneigt angeordneten Zahnstange und
gen z.B. Steuervorrichtungen bekannt, bei denen F i g. 5 eine Einzelheit.

mittels eines Zahnstangentriebes eine Schubbewe- F i g. 1 zeigt eine Schleifmaschine 5, die ein Magung in eine Drehbewegung umgewandelt werden 65 schinengestell 10 aufweist, auf dem ein üblicher soll (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 1500 478). In Schleifscheibenkopf 11 angeordnet ist. Dieser der lotrechten Querschnittsebene durch die Zahn- Schleifscheibenkopf 11 besitzt eine waagerechte stange und die Achse des mit ihr im Eingriff stehen- Spindel 12, auf der eine umlaufende Schleifscheibe

13 sitzt Die Schleifscheibe wird in üblicher Weise Ausnehmung 37 vorgesehen, um ein Schwenken der

mittels eines Motors und Riemenantriebes (nicht dar- Zahnstange 24 zu gestatten, falls die Zähne der

gestellt) angetrieben. Zahnstange 24 nicht mit den Zähnen des Zahnrades

Auf entsprechend bearbeiteten Führungsbahnen 22 parallel sind. Die Zahnstange 24 kann sich unter

15 A und 15B (Fig. 2) des Maschinengestelles 10 ist 5 dem Druck seitens des Zahnrades 22 schwenkbar

ein Schlitten 14 geführt. Auf dem Schlitten 14 ist ein verstellen, und die Elastizität der Federn 31 ermög-

Schwenktisch 16 in üblicher Weise befestigt, der licht eine Rückstellung der Zahnstange 24 in ihre

einen Spindelstock 17 und einen Reitstock 18 trägt, Ausgangsstellung.

zwischen deren Körnerspitze 19 bzw. 20 ein Werk- Fig.5 zeigt eine typische Endverbindung zwi-

stück W drehbar gehalten ist Der Spindelstock 17 io sehen der Zahnstange 24 und dem Adapter 25. Der

weist die üblichen Einrichtungen zum Drehantrieb Adapter 25 weist an jedem seiner Enden einen Kn- t-

des Werkstückes W während des Schleifens auf. Der Übertragungsblock 40 auf, der mittels einer oder

Schlitten 14 wird in Längsrichtung zum Maschinen- mehrerer Schrauben 41 am Adapter 25 befestigt ist.

gestell 10 während des Schleifvorganges bewegt, um Jeder Block 40 wahrt gegenüber der Zahnstange 24

eine bestimmte Materialmenge vom Werkstück W in i« einen minimalen Luftspalt, der nicht dargestellt ist,

üblicher Weise zu entfernen. aber in der Größenordnung von etwa 0,35 mm vor-

Die Bewegung des Schlittens 14 erfolgt durch liegt, so daß die Zahnstange 24 in Querrichtung

einen üblichen Antrieb, von dem ein Teil in F i g. 2 schwenkbar bleibt, wobei jedoch eine Längsschubbe-

dargestellt ist Die Zähne 21 eines Zahnrades 22 ste- wegung der Zahnstange 24 über diesen Luftspalt hin-

hen im Eingriff mit den Zähnen 23 einer Zahnstange 20 aus verhindert wird.

24. Die Zahnstange 24 ist gemäß der Erfindung an Wie F i g. 2 zeigt, ist der Adapter 25 an der Unter-

einem Adapter 25 befestigt, wie dies in den Fig.3 seite des Schlittens 14 mittels geeigneter Schrauben

und 4 dargestellt ist. 42 befestigt. Normalerweise jedoch wird die Zahn-

Wie F i g. 3 insbesondere zeigt, ist die Zahnstange stange 24 am Adapter 25 befestigt, bevor der Schlit-24 am Adapter 25 mittels einer Anzahl Schrauben 26 25 ten 14 auf die Führungsschienen 15 A und 15 B aufbefestigt Um die Stellung einer Schraube 26 inner- gesetzt wird.

halb des Adapters 25 zu erleichtern, besitzt der Das Antriebszahnrad 22 sitzt auf einer Welle 43 Adapter 25 eine vergrößerte Öffnung 27, die sich zu und ist mittels Stellschrauben 44, von denen eine darderen Oberseite hin öffnet. Jeder Öffnung 27 ist eine gestellt ist, an dieser so befestigt, daß sie mit der untere und engere öffnung 28 zugeordnet, die sich 30 Welle umläuft. Die Welle43 ist in Lagern45 und 46 durch den Boden des Adapters 25 öffnet. Jede Öff- an ihrem einen Ende und in einem Lager 47 am nung 27 bzw. 28 kann als getrennte Bohrung für jede anderen Ende gehalten. Die Lager 45, 46' sitzen inSchraube 26 oder auch als länglicher Schlitz zur Auf- nerhalb einer Büchse 48, die ihrerseits in einer Genahme einer Vielzahl von Schrauben 26 ausgebildet häusebohrung 49 des Maschinengestelles 10 gehalten sein. 35 ist, während das Lager 47 in einer Gehäusebohrung

Zwischen jeder öffnung 27 und der zugeordneten 50 des Maschinengestelles 10 gehalten ist. Aus der Öffnung 28 ist eine Schulter 30 gebildet. Auf dieser Zeichnung ergibt sich, daß die Lager 45, 46 und 47 Schulter 30 stützt sich das untere Ende einer Druck- die Welle 43 und das Zahnrad 42 drehbar lagern, feder 31 ab, deren oberes Ende an einem Federteller so daß dies von bekannten Einrichtungen ein-32 angreift, der vom oberen Teil der Schraube 26 ge- 40 schließlich eines Vorgeleges (nicht dargestellt) angetragen wird und normalerweise an der unteren Seite trieben werden kann. Es sei noch besonders bemerkt, des Schraubenkopfes 33 der Schraube 26 anliegt. daß die Welle 43 mit hoher Genauigkeit eingebaut

Jede Schraube 26 ist außer von dem Federteller 32 ist, um eine Parallelität zwischen dem Antriebszahn-

auch noch von einer Büchse 34 umgeben. Das untere rad 22 und den Führungsschienen 15 A und 15 B des

Ende jeder Schraube 26 ist in eine Innengewindeboh- 45 Maschinengestelles 10 aufrechtzuerhalten,

rung 35 an der Oberseite der Zahnstange 24 einge- Die Drehung des üblichen Vorgeleges, von dem

schraubt und dient dazu, die Büchse 34 zwischen der das Zahnrad 22 einen Teil bildet, kann von Hand

Zahnstange 24 und dem Federteller 32 einzuspan- durch Drehung eines Handrades 51 (Fig. 1) oder

nen. Auf diese Weise befindet sich der Federteller 32 durch übliche Antriebseinrichtungen erfolgen. Die

in einem bestimmten Abstand oberhalb der Zahn- 50 Welle 43 und das Zahnrad 22 werden dann in Um-

stange 24 und bewirkt eine Zusammenpressung der lauf versetzt, um den Schlitten 14 längs und parallel

Druckfeder 31 um ein bestimmtej Maß, ohne daß die zu den Führungsschienen 15 A und 15 B zu verschie-

Schrauben 26 nachgestellt werden müssen. ben.

Es ergibt sich, daß die Zahnstange 24 gegen die Eine genaue Bewegung des Schlittens 14 erhält

Unterseite des Adapters 25 federnd angedrückt ist. 55 man durch die selbst einstellende Zahnstange 24, die

Die Zahnstange 24 weist eine mittlere nach oben ra- jegliche quergerichtete oder winklige Kräfte infolge

gende Rippe 36 auf, die in einer etwas größeren Aus- des Eingriffes der Zähne 21 und der Zähne 23 der

nehmung 37 an der Unterseite des Adapters 25 auf- Zahnstange 24 ausgleicht. Die Zahnstange 24 lenkt

genommen ist. Die obere Rippe 36 ist, wie an der dann im Gegenuhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn

Stelle 38 gezeigt, abgerundet. 60 gemäß F i g. 4 entsprechend jeglicher Querkraftbe-

Wie Fig. 3 zeigt, stellt sich die Zahnstange 24_: ob- einflussung aus, die durch eine Nichtübereinstimwohl sie fest am Adapter 25 befestigt ist, entspre- mung zwischen den Zäunen der Zahnstange 24 und chend jeder Kraftwirkung selbst ein, die erzeugt den Zähnen 21 des Zahnrades 22 entstehen können, wird, wenn zwischen den miteinander im Eingriff ste- Die gefederte Anordnung der Zahnstange 24 gehenden Zähnen der Zahnstange 24 und den Zähnen 65 stattet es, daß jegliche unerwünschte Bewegungsbe-21 eine Ungenauigkeit vorliegt. einflussung durch die Zahnstange 24 aufgenommen

Wie F i g. 4 zeigt, ist die Oberseite der Rippe 36 wird, so daß der Schlitten 14 genau entlang seiner

abgerundet und ist ein genügender Luftraum der Fahrbahn bewegt werden kann. Eine vollflächige Be-

rührung zwischen den Zähnen 21 des Zahnrades und den Zähnen 23 der Zahnstange ist bei der selbst ein' stellenden Zahnstange 24 erlaubt, um aufeinanderfolgende Stellbewegungen des Schlittens zu ermöglichen, ohne daß auch nur geringe Fehler infolge eines Nichtübereinstimmens oder anderer geringer Abweichungen im Zusammenspiel der Zähne des Zahnrades 22 und der Zahnstange 24 übertragen werden.

Es ist offensichtlich, daß die federnde Befestigung der Zahnstange 24 am Adapter 25 in keiner Weise die Übertragung einer den Schlitten bewegenden Kraft von der Zahnstange 24 zum Schlitten 14 durch den Adapter 25 nachteilig beeinflußt, da die Blocks 40 an jedem Ende der Zahnstange 24 vorgesehen sind.

Es sei hier noch ausgeführt, daß ein genauer Eingriff zwischen dem Zahnrad 22 und den Zähnen 23 durch geringe Bewegung am Handrad 51 während des Zusammenbaues in üblicher Weise überwacht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3644

Claims (3)

1 2 den Ritzels wirken radial zum Ritzel Querkräfte, die Patentansprüche: ein Durchbiegen der Zahnstange verursachen kön nen. Die Zahnstange ist bei dem bekannten Ausfüh-

1. Zahnstangenantrieb für gegeneinander ver- rungsbeispiel an ihren Enden an je einer Mutier beschiebbare Maschinenteile, z.B. Schlitten einer 5 festigt, die auf einer antreibbaren Spindel geführt Werkzeugmaschine, die einer äußerst genauen sind. Im Bereich einer durch die Ritzelachse gehen-Längsführung bedürfen, wobei die Zahnstange in den Querschnittsebene weist die Spindel kein Ge-Querrichtung begrenzt kippbar angeordnet ist, winde auf. Dort greift ein den vom Ritzel ausgehendadurchgekennzeichnet, daß der Rük- den Querkräften entgegenwirkender vorgespannter ken (38) der Zahnstange (24) und eine ihm züge- io Schuh an, um ein Durchbiegen der Spindel zu verwandte Längsfläche (37) des die Zahnstange tra- hindern.

genden Maschinenteils (14, 25) als Wälzüächen- Die bekannte Zahnstange ist zwar in Querrichtung

paar ausgebildet sind und daß die Zahnstange begrenzt kippbar angeordnet, doch würde ein Kippen

und das sie tragende Maschinenteil mittels einer zu unerwünschten Momentbildungen und zusätzli-

am einen dieser Teile befestigten und am anderen 15 chen Querkräften führen, die einen baldigen Ver-

Teil federnd abgestützten Spanneinrichtung (26, schleiß der Verzahnung zur Folge hätte. Die be-

31) verbunden sind. kannte Vorrichtung würde auch nicht geeignet sein,

2. Zahnstangentrieb nach Anspruch 1, dadurch den eingangs erwähnten Mangel zu beheben. Sie gibt gekennzeichnet, daß die Wälzfläche (37) des der daher auch keine Lehre, wie etwaige Zuordnungsun-Zahnstange (24) zugeordneten Maschinenteils 20 genauigkeiten zwischen den Verzahnungen der Zahn-(25, 14) den Boden in einer Längsnut (28) bil- stange und des Ritzels ausgeglichen werden können, det. ohne daß hierbei ungleiche Kräfte im Bereich der

3. Zahnstangentrieb nach Anspruch 1 oder 2, Verarmungen auftreten.

dadurch gekennzeichnet, daß das der Zahnstange Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung jedoch

{2A) zugeordnete Maschinenteil (14, 25) zur Auf- 25 dadurch gelöst, daß der Rücken der Zahnstange und nähme der Zahnstange (24) einen Adapter (25) eine ihm zugewandte Längsfläche des die Zahnstange aufweist, der die Längsnut (28) und mindestens tragenden Maschinenteils als Wälzflächenpaar ausgeeine mit ihr in Verbindung stehende öffnung (27) bildet sind und daß die Zahnstange und das sie tramit einer nach innen ragenden Schulter (30) be- gende Maschinenteil mittels einer am einen dieser sitzt, auf der sich ein federndes Glied (31) ab- 30 Teile befestigten und am anderen Teil federnd abgestützt, das seinerseits eine lose in der öffnung (27) stützten Spanneinrichtung verbunden sind,
angeordnete und an derZahnstange (24) befestigte Bei dieser Ausführung wälzt sich der Zahnstan-

Schraube (26) trägt. genrücken an einer Führungsschiene od. dgl. ab, so

daß sie auch keinerlei Biegebeanspruchung ausge-35 setzt ist. Die Abwälzbewegung verursacht auch keine