DE2061959C3 - Zahnstangentrieb für gegeneinander verschiebbare Maschinenteile - Google Patents

Description

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 Länosnut bildet.

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

Schlitten eintr Werkzeugmaschine, die einer äußerst dungsgegenstandes besteht darin, daß das der

Zahnslange zugeordnete Maschinenteil zur Aufnahme der Zahnstange einen Adapter aufweist, der 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 Stellungsändcrung die- Fig. feine Seitenansicht einer üblichen Schleif-

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

^J " ' ' ' ' Fi g. 2 einen teilweisen Querschnitt nach der Linie

2-2 in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 einen vergrößerten Querschnitt durch einen 60 Adapter und eine selbsteinstellbarc Zahnstange,

Fig. 4 eine Darstellung gemäll Fig. 3, jedoch mit einer geneigt angeordneten Zahnstange und F i g. 5 eine Einzelheit.

Fig. 1 zeigt eine Schleifmaschine5, die ein Magung in eine Drehbewegung umgewandelt werden 65 schinengestcll 10 aufweist, auf dem ein üblicher soll (vgl. deutsche Offenlegungsschrift 1 500 478). 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

genauen Längsführung bedürfen, wobei die Zahnstange in Querrichtung begrenzt kippbar angeordnet

wurde. Hinzu kommt, daß in der Regel auch Bearbcitungsungenauigkciten, insbesondere bei langen Zahnstangentrieben auftreten oder auch thermische Einflüsse wirksam werden.

Das Problem der auftretenden Querkräfte bei Zahnstangentrieben ist auch bei anderen Vorrichtungen z. B. Steuervorrichtungen bekannt, bei denen mittels eines Zahnstangentriebes eine Schubbcwe-

13 sitzt. Die Schleifscheibe wird in üblicher Weise mittels eines Motors und Riemenantriebes (nicht dargestellt) ungetrieben.

Auf entsprechend bearbeiteten Führungsbahnen 15 A unU 15 R (F i g, 2) des Maschinengestelles 10 ist ein Schlitten 14 geführt. Auf dem Schlitten 14 ist ein Schwenktisch 16 in üblicher Weise befestigt, der einen Spindc5stock 17 und einen Reitstock 18 trägt, zwischen deren Kürnerspitze 19 bzw. 20 ein Werkstück W drehbar gehalten ist. Der Spindelstock 17 weist die üblichen Einrichtungen zum Drehantrieb des Werkstückes W während des Schleifen» auf. Der Schlitten 14 wird in Längsrichtung zum Maschinengestell 10 während des Schleifvorganges bewegt, um eine bestimmte Materialmenge vom Werkstück W in üblicher Weise zu entfernen.

Die Bewegung des Schlittens 14 erfolgt durch einen üblichen Antrieb, von dem ein Teil in F i g. 2 dargestellt ist. Die Zähne 21 eines Zahnrades 22 stehen im Eingriff mit den Zähnen 23 einer Zahnstange 24. Die Zahnstange 24 ist gemäß der Erfindung an einem Adapter 25 befestigt, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist.

Wie Fig.3 insbesondere zeigt, ist die Zahnstange 24 am Adapter 25 mittels einer Anzahl Schrauben 26 befestigt. Um die Stellung einer Schraube 26 innerhalb des Adapters 25 zu erleichtern, besitzt der Adapter 25 eine vergrößerte Öffnung 27, die sich zu deren Oberseite hin öffnet. Jeder Öffnung 27 ist eine untere und engere Öffnung 28 zugeordnet, die sich durch den Boden des Adapters 25 öffnet. Jede Öffnung 27 bzw. 28 kann als getrennte Bohrung für jede Schraube 26 oder auch als länglicher Schlitz zur Aufnahme einer Vielzahl von Schrauben 26 ausgebildet sein.

Zwischen jeder Öffnung 27 und der zugeordneten Öffnung 28 ist eine Schulter 30 gebildet. Auf dieser Schulter 30 stützt sich das untere Ende einer Druckfedf-31 ab, deren oberes Ende an einem Federteller 32 angreift, der vom oberen Teil der Schraube 26 getragen wird und normalerweise an der unteren Seite des Schraubenkopfes 33 der Schraube 26 anliegt.

Jede Schraube 26 ist außer von dem Federtellcr 32 auch noch von einer Büchse 34 umgeben Das untere Ende jeder Schraube 26 ist in eine Innengewindebohrung 35 an der Oberseite der Zahnstangc 24 eingeschraubt und dient dazu, die Büchse 34 zwischen der Zahnstange 24 und dem Federteller 32 einzuspannen. Auf diese Weise befindet sich der Federtellcr 32 in einem bestimmten Abstand oberhalb der Zahnstange 24 und bewirkt eine Zusammcnprcssung der Druckfeder 31 um ein bestimmtes Maß, ohne cJii'i d'.c Schrauben 26 nachgestellt werden müssen.

Es ergibt sich, daß die Zahnstange 24 gegen die Unterseite des Adapters 25 federnd angedrückt ist. Die Zahnstange 24 weist eine mittlere nach oben ragende Rippe 36 auf, die in einer etwas größeren Ausnehmung 37 an der Unterseite des Adapters 25 aufgenommen ist. Die obere Rippe 36 ist, wie an der Stelle 38 gezeigt, abgerundet.

Wie Fig. 3 zeigt, stellt sich die Zahnstange 24, obwohl sie fest am Adapter 25 befestigt ist, entsprechend jeder Kraftwirkung selbst ein, die erzeugt wird, wenn zwischen den miteinander im Eingriff stehenden Zähnen der Zahnstange 24 und den Zähnen 21 eine Ungenauigkeit vorliegt.

Wie Fig.4 zeigt, ist die Oberseite der Rippe 36 abgerundet und ist ein genügender Luftraum der Ausnehmung 37 vorgesehen, um ein Schwenken der Zahnstange 24 zu gestatten, falls die Zähne der Zahnstange 24 nicht mit den Zähnen des Zahnrades 22 parallel sind. Die Zahnstange 24 kann sich unter

dem Druck seitens des Zahnrades 22 schwenkbar verstellen, und die Elastizität der Federn 31 ermöglicht eine Rückstellung der Zahnstange 24 in ihre Ausgangsstellung.
F i g, 5 zeigt eine typische Endverbindung zwi-

jo sehen der Zahnstange 24 und dem Adapter 25. Der Adapter 25 weist an jedem seiner Enden einen Kraftübertragungsblock 40 auf, der mittels einer oder mehrerer Schrauben 41 am Adapter 25 befestigt ist. Jeder Block 40 wahrt gegenüber der Zahnstange 24

einen minimalen Luftspalt, der nicht dargestellt ist, aber in der Größenordnung von etwa 0,35 mm vorliegt, so daß die Zahnstange 24 in Querrichtung schwenkbar bleibt, wobei jedoch eine Längsschubbewegung der Zahnstange 24 über diesen Luftspalt hinaus verhindert wird.

Wie F i g. 2 zeigt, ist der Adapter 25 an der Unterseite des Schlittens 14 mittels geeigneter Schrauben 42 befestigt. Normalerweise jedoch wird die Zahnstange 24 am Adapter 25 befestigt, bevor der Schlit-

ten 14 auf die Führungsschienen 15 A und 15 B aufgesetzt wird.

Das Antriebszahnrad 22 sitzt auf einer Welle 43 und ist mittels Stellschrauben 44, von denen eine dargestellt ist, an dieser so befestigt, daß sie mit der

Welle umläuft. Die Welle 43 ist in Lagern 45 und 46 an ihrem einen Ende und in einem Lager 47 am anderen Ende gehalten. Die Lager 45, 46' sitzen innerhalb einer Büchse 48, die ihrerseits in einer Gehäusebohrung 49 des Maschinengestelles 10 gehalten

ist, während das Lager 47 in einer Gehäusebohrung 50 des Maschinengestelles 10 gehalten ist. Aus der Zeichnung ergibt sich, daß die Lager 45, 46 und 47 die Welle 43 und das Zahnrad 42 drehbar lagern, so daß dies von bekannten Einrichtungen einschließlich eines Vorgeleges (nicht dargestellt) angetrieben werden kann. Es sei noch besonders bemerkt, daß die Welle 43 mit hoher Genauigkeit eingebaut ist, um eine Parallelität zwischen dem Antriebszahnrad 22 und den Führungsschienen 15.Λ und 15 B des Maschinengcsteiles 10 aufrechtzuerhalten.

Die Drehung des üblichen Vorgeleges, von dem das Zahnrad 22 einen Teil bildet, kann von Hand durch Drehung eines Handrades 51 (Fig. 1) oder durch übliche Antriebseinrichtungen erfolgen. Die Welle 43 und das Zahnrad 22 werden dann in Umlauf versetzt, um den Schlitten 14 längs und parallel zu den Fühuingsschienen 15.4 und 15/? zu verschieben.

Eine genaue Bewegung des Schlittens 14 erhalt

5» man dutch die selbst einstellende Zahnstangc 24, die jegliche quergerichtetc oder winklige Kräfte infolge des Angriffes der Zähne 1) und der Zähne 23 der Zahnstange 24 ausgleicht, iac Zahnstange 24 K >'kt dann im Gegenuhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn

gemäß F i g. 4 entsprechend jeglicher Querkraftbeeinflussung aus, die durch eine Nichtübereinstimmung zsvischen den Zähnen der Zahnstange 24 und den Zäunen 21 des Zahnrades 22 entstehen können. Die gefederte Anordnung der Zahnstangc 24 ge-

stattet es, daß jegliche unerwünschte Bewegungsbeeinflussung durch die Zahnstangc 24 aufgenommen wird, so daß der Schlitten 14 genau entlang seiner Fahrbahn bewegt werden kann. Eine vollflächige Bc-

rührung zwischen den Zähnen 21 des Zahnrades und den Zähnen 23 der Zahnstange ist bei der selbst einstellenden Zahnstange 24 erlaubt, um aufeinanderfolgende Stellbcwcgungen 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

Claims (3)

1. 2 061 95Θ

   Patentansprüche;

   genden Maschinenteils (14, 2S) als Wälzflächenpaar ausgebildet sind und daß die Zahnstange und das sie tragende Maschinenteil mittels einer

   & ~ - ■

   31) verbunden sind.
2. 2. Zahnstangentrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzfläche (37) des der

   den Ritzels wirken radial zum Ritzel Querkrüfte, die ein Durchbiegen der Zahnstange verursachen können. Die Zahnstange ist bei dem bekannten Ausfüh-

   I. Zahnstangenantrieb für gegeneinander ver- rungsbeispiel an ihren Enden an je einer Mutter besehiebbare 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 ausgehendadurch gekennzeichnet, daß derRük- 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) de« die Zahnstange tra- hindern.

   " Die bekannte Zahnstange ist zwar in Querrichtung

   begrenzt kippbar angeordnet, doch würde ein Kippen zu unerwünschten Momentbildungen und zusätzli-

   am einen dieser Teile befestigten und am anderer. 15 chen Querkräften führen, die einen baldigen Ver-Tei! federnd abgestützten Spanneinrichtung (26, schleiß der Verzahnung zur Folge hätte. Die bekannte Vorrichtung würde auch nicht geeignet sein, den eingangs erwähnten Mangel zu beheben. Sie gibt daher auch keine Lehre, wie etwaige Zuordnungsun-

   Zahnstange (24) zugeordneten Maschinenteils 20 genauigkeiten zwischen den Verzahnungen der Zahn-(25, 14) -ätn Boden in einer Längsnut (28) bil- stange und des Ritzels ausgeglichen werden können, det. ohne daß hierbei ungleiche Kräfte im Bereich der
3. 3. Zahnstangentrieb nach Anspruch 1 oder 2, Verzahnungen auftreten.

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

   (24) 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 Längsnu! (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 -einerseits eine lose in der Öffnung (27) stützten Spanneinrichtung verbunden sind, angeordnete und an dcrZahnstange (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

   Schmierprobleme.