DE2063344A1 - Hydrostatische Schmiervorrichtung für die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecken und einer Schneckenzahnstange - Google Patents

Description

Hydro statisch· Schmiervorrichtung für di· Zahneineriff «stellen von Zylind«rschn«cken einer Schneckenzahnstange.

Die Erfindung betrifft ein· hydrostatische Schmiervorrichtung für die Zahneingriffesteilen von Zylinderschnecken und einer Schneckenzahnstange, bei der den Zahneingriffsstellen entweder über gleichmäßig an Anfang der %»*>T*yi ayiVfi^ der Schnecken verteilte oder Ober in den ZahnfTanken der Zahnstange vorgesehene Schmierolbohrungen Schmieröl unter Druck mittels einer Verteilereinrichtung derart zugeführt wird, daß nur die in Eingriff stehenden Teile der Zahnflanken mit Schmieröl versorgt werden.

Es sind die verschiedensten hydrostatischen Schiniervorrichtungen für die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecken und einer Schneckenzahnstange bekanntgeworden. Problematisch bei derartigen Schmiervorrichtungen ist stets die Schmierspaltdicke· Ist diese su groß, so erfordert sie eine erhöhte Pumpenleistung der für die hydrostatische Schmierung vorgesehenen Pumpen. Bei zu geringer Schmierspaltdicke besteht di· Gefahr, daß die zusammenarbeitenden ⁷^*hn ti ««Von in Berührung ν<ν*ηη*τ» und damit eine unerwünscht hohe Beibung bzw, auch ein fressen eintritt. Bei den bisher bekannten hydrostatischen Schmiervorrichtungen für die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecken und einer Schnecken zahnstange ist di· Schmierspaltdicke nicht einstellbar. Man

209829/0132

könnte nun unter Einhaltung sehr enger Fertigungstoleranzen unter Umständen Schnecke und Zahnstange so bearbeiten, daß zwischen den Zahnflanken der Schnecke und der Schneckenzahnstange das vorausberechnete Spiel und damit die gewünschte Schmierspaltdicke vorhanden ist. Hierdurch würden sich jedoch erhebliche Fertigungskosten ergeben· Tritt hierbei irgendein Fertigungsfehler auf. oder trotz exakter Bearbeitung ein nicht vorhersehbares Fressen zwischen Schnecke und Schneckenzahnstange so müssen alle Teil· neu gefertigt werden. Eine Nachbearbeitung, beispielsweise der Zahnflanken der Schneckenzahnstange ist nicht möglich, da eich hierdurch die Schmierspaltdicke vergrößern würde und damit eine erhöhte Pumpenleistung er-

^ forderlich wäre, so daß die verwendete Pumpe durch eine neue

™ mit höherer Leistung ausgetauscht werden müßte·

Zur Zuführung des Schmieröles an die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecken und Schneckenzahnstange sind bisher im wesentlichen zwei verschiedene Systeme bekanntgeworden und zwar erstens die Zuführung des Schmieröls über die Schnecke und zweitens die Zuführung des Schmieröls über die Schneckenzahnstange·

So ist (aus der GB-PS 1 111 685) eine hydrostatische Schmiervorrichtung bekannt, bei der die Zahnflanken der Schnecke gleichmäßig am Umfang verteilte Schmierölbohrungen aufweisen. | Diese Schmierölbohrungen stehen mit mehreren achsparallelen

Verteilerkanälen In der Schneckennabe in Verbindung. Eine erste Gruppe von Verteilerkanälen ist hierbei mit den an der einen Zahnflanke der Schnecke mündenden Schmierölbohrungen verbunden, während eine zweit® Gruppe an die an den entgegengesetzt gerichteten Zahnflaaken mündenden SchmierÖlbohrungen angeschlossen ist. über getrennte- Zuführleitungen in der Schneckenwelle wird i ©de Gruppe von Verteilerkanilen getrennt mit Schmieröl versorgt· Je eine Verteilerplatte liegt am End© der Schneckenwelle an dieser an und 1st mit einer verteileEaut versehen, die sich nur über ©inen Bruchteil ihres Umfanges erstreckt» Die Verteilemut liegt innerhalb des Vinkels, den die Schnecken» zahnstange in Bezug auf die Schneckenachse ©Inschließt» Auf diese

2 0 9 8 2 9/0132 *" ³ ~

Weise ist sichergestellt, daß Schmieröl unter Druck nur an diejenigen Schmierölbohrungen gelangt, die sich gerade innerhalb der Schnecken zahn stange befinden.

Bei einer etwas abgewandelten, (aus der DT-AS 1 273 289) bekannten Bauart ist zu dem gleichen Zweck die Schneckennabe auf einer ortsfesten Achse gelagert, die an ihrem Umfang Verteilernuten aufweist, die sich ebenfalls nur über einen Teil des Umfanges erstrecken. Auch hier werden entgegengesetzt gerichtete Zahnflanken getrennt ait Schmieröl versorgt.

Bei einer anderen (aus der US-ES 3 4-15 138) bekannten hydrostatischen Schmiervorrichtung erfolgt die Schmierölzuführung durch die Schneckenzahnstange· Diese weist zu diesem Zweck in ihren Zahnflanken begrenzte SchmierSlnuten auf. Ober Schmierölbohrungen, die einerseits in den Schmierölnuten und andererseits an der Seitenfläche der Schneckenzahnstange münden, erfolgt die Zuführung des Schmiermittels. Die Mündungen an der Seitenfläche sind in zwei parallelen Reihen angeordnet, wobei jede Reihe von Mündungen einer Zahnflankenseite zugeordnet ist. Im Bereich der Schnecke sind Verteilerleisten vorgesehen, die jeweils eine Reihe von Mündungen überdecken. Durch diese an die Seitenflächen der Zahnstange angepreßten Verteilerleisten wird das Schmieröl von dem stationären Teil der Maschine auf die bewegliche Zahnstange übergeführt. Während bei dieser bekannten Bauart die Reihen von Schmierölbohrungs-Mündungen an zwei entgegengesetzt liegenden Seitenflächen der Zahnstange vorgesehen sind, können gemäß einer anderen (aus der US-PS 3 323 385) bekannten Bauart die Schmierölbohrungs-Mündungen auch in zwei übereinander angeordneten Reihen an einer Seitenfläche der Schneckenzahnstange vorgesehen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrostatische Schmiervorrichtung für die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecken und einer Schneckenzahnstange der eingangs erwähnten Bauarten zu schaffen, bei der eine Einstellung der Schmierspaltdicke auf einfache Weise jederzeit und ohne Demontage irgendeines Teiles möglich ist.

209829/M32 - 4 -

Zu diesem Zweck ist die Erfindung gekennzeichnet durch

a) zwei koaxial angeordnete einzeln gelagerte Schnecken, die von zwei starr miteinander verbundenen, mit einer Schrägverzahnung mit gleich großen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Schrägungewinkel versehenen Zahnrädern angetrieben werden,

b) einer Verstelleinrichtung zum gemeinsamen axialen Verschieben und Poststellen beider Zahnräder,

c) Schmierölbohrungen und Verteilereinrichtungen, die im Bereich der ersten Schnecke nur den in einer Sichtung weisenden flnftnf 1 Apfrftr»ηr>mjergi unter Brück zuführen,

»während im Bereich der zweiten Schnecke den in der entgegengesetzten Sichtung weisenden Zahnflanken Schmieröl zugeführt wird.

Durch axiale Verschiebung beider Zahnräder wird durch die Schrägverzahnung eine gegenseitige Verdrehung der Schnecken in entgegengesetzter Richtung bewirkt· Durch diese gegenseitige Verdrehung werden die Zahnflanken jeder Schnecke den Zahnflanken der Schneckenzahnstange genähert oder von diesen entfernt« Da außerdem jede Schnecke nur in einer Richtung treibend wirkt, ist eine exakte Einstellung der Schmierspaltdicke jederzeit möglich. Es läßt sich damit die Pumpenleistung für die hydrostatische Schmiervorrichtung exakt vorausberechnen· |i Außerdem können bei der Fertigung von Schnecke und Schneckenzahnstange bezüglich der Zahndicken erheblich größere Toleranzen zugelassen werden und damit Fertigungskosten eingespart werden. Außerdem ist im Pannenfalle es jederzeit möglich, die Gewindeflanken der Schneckenzahnstange nachzubearbeiten, da anschliessend die Schmierspaltdicke auf das gewünschte Haß nachgestellt werden kann. Hierzu ist keine Demontage irgendeines Teiles er» forderlich, denn zur axialen Verschiebung der beiden Zahnräder ist eine von außen zu betätigende Verstelleinrichtung vorgesehen·

Die Erfindung ist in folgendem anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

209829/0^32

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 bzw. 3,

Fig. 3 ©inen Teillängsschnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Teilquerschnitt ebenfalls nach der Linie V-V der Fig. 4 in vergrößertem Maßstab.

In der Zeichnung ist mit 1 eine ßchneckenzahnstange bezeichnet» die beispielsweise mit dem hin- und herbeweglichen Verkßtüelraufnahmetisch einer Fräsmaschine verbunden sein kann. In dem Bett dieser Fräsmaschine ist das Getriebegehäuse 2 angeordnet. In diesem sind koaxial zwei Schnecken 3 u. 4 drehbar gelagert. Jede der Schnecken 3 und 4 ist mit einem schräg lersaimten Zahnrad 5 und 6 verbunden. Diese Zahnräder 5 und 6 kämmtin mit weiteren schräg verzahnten Zahnrädern 7 und S. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, weisen die Zahnräder 7 und 8 und dement sprechend auch die Zahnräder 5 und 6 an ihren Zähnen zwar einen gleich großen, (Jedoch entgegengesetzt gerichteten Schrägungswinkel auf· Die beiden Zahnräder 7 und 8 sind drehfest und gegenseitig axial unverschiebbar über eine Hohlwelle 9 miteinander verbunden· Auf dieser Hohlwelle 9ist ein weiteres Zahnrad 10 angeordnet, welches mit dem Antriebszahnrad 11 kämmt. Die Hohlwelle 9 ist mittels der Lager 12 drehbar auf der Achse 13 gelagert· Letztere ist in dem Getriebegehäuse 2 in Sichtung A verschiebbar. Zu diesem Zweck weist sie an ihrem Ende ein Gewinde 14 auf, welches mit einer im Getriebegehäuse 2 drehbar, Jedoch axial unverschiebbar gelagerten Mutter 15 zusammenwirkt· Durch Verdrehung der Mutter 15 können die Achse 13 und damit auch die beiden Zahnräder 7»8 gemeinsam in Achsrichtung A verschoben werden. Durch die entgegengesetzte ßchrägverzahnung werden hierbei die beiden Schnek-

209823/0132^

BAD

ken 3,4 ma einen gewiesen Vinkelbetrag gegeneinander in entgegengesetzten Iteehrichtungen vordreht.

Die SchsderSlzufOhruns erfolgt bei des in Tig· 1 bis 3 dargestellten Au«führunsst>eispial dadurch _t daß in den Schnecken &chö~ parallol Vertetlerkaalle 16,1? vorgesehen sind. Die Verteilerkanale sind iait SchSbLerSlbohrungen 18 bzv« 19 verbunden _t die sn den Zahnflanken 20 bzw. 21 ffirtfoflen. Vie nan cud Fig» 1 erkennen kenn, Sünden bei der ersten Schnecke 3 die ßcbxaicrolboliruiisea 18 ^Je-/ails mir en der rechten Slanlro 2O₉ während bei ü.®r zveitea iChnecko 4 die SchMerSlbohrung&a 19 en den in der anderem Elch» !sung weißenden linken κ»^τ*^Τ! ^^o^gyi 19

ile Schsieroleufuhr zu den Verteil®rkaaalen 16*17 3in©n Verteilerring 22,23· Jeder der beiden V®rt©ile»±ng0 1st an der den tESn&angon C& SehslerSlbohxQngeii 118 bar· 19 jondtün» gegenüber äer Sctä&sak^sfelX©
M bissr· 23 der Be2meck@ 3 hzw» 4

«de der-VerteUesslng 22«23 let bei jeder

jeweils swöi

jehen· Barch dl© laoräainiß der VerteilexxiBg® 22^23 @a <ä©s?

3hen Seite wie die JksrilaJLlBsei!· 2δ wenuea :3wi3aojnäcÄeaa 24-_t25 wJxtoeniieca SchsslerSldru@k "fesalUtAsp £ües Ist als besonderer Vorteil em2iBSi3ksa_t weil cfiss? M®1m@&mis^

.iGlt öes laugpta3Siellase^> tonstraktt^ la Älessst Ajeiisagsmgfs^isll© :-ia Hiablielc auf die Ästleseag äego
*· wsolg klelnss? ale d£dp
» ©nge ürmmmk gesietzt sind« Jtofdi, %dxd der £issEta! -ran
versdLeden»

Le man aus Hg« 2 erkennen k®im₉ weist der ¥ert@ilexxing 3ine sich über einen Seil des t&ifengea erstrockenäa ii7 ⁰Uf* Die Snden.der Verteilernut In Qafesgezlchtuns Eist ■üi so angeordnet t daß sie inneiimlb desjenigen IFlakele V gen, den die Zahnflanken der ßchneckensatoBtango mit der Achs© Schnecke einschließen» Auf diese Veice ißt leichergestGllt, BohmierSl unter Druck _t1 «veils anr im denjenigen ¥erteilar

^^^- BAD ORIGINAL

- 6a -

209823/0132

kanälen 16 gelangt, dl· mit ßchnierolbohrunccn 18 verbunden sind, deren ftundungen Gerade von den Zahn? lanken der Sclmeckenzahnstange überdeckt werden* Lediglich dar Vollständigkeit halber aei hier noch erwä)mt_f daß tu einer Gleichmäßigen Abstützung de· Vertellerrine·· 22 dieser nit weiteren Binonuten 28 und 29 euegervietet sein kann, die außerhalb des Winkele V

20-9879/η 132 ^{BAD 0RIGINAL}

2OB3344

- jp—

am Verteilerring vorgesehen sind· Schmieröl das dem Verteil erring 2? über einen gemeinsamen Ringkanal 30 zugeführt wird, gelangt in die Hingnuten 28 und drückt somit auf die Stirnfläche 24 der Schnecke 3· Ein Teil des Schmieröles gelangt durch den sich zwischen dem Terteilerring 22 und der Stirnfläche 24 bildenden Spalt auch in die Ringnut 29 und von dieser in die Verteilerkanäle 16· Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Verteilerkanäle 16 und die SchmierSlbohrungen 18, die sich außerhalb des Winkelbereiches W nicht in überdeckung mit den Zahnflanken der Schnecke befinden, mit Schmieröl gefüllt bleiben» Obige Ausführungen gelten für den Verteilerring 23 der Schnecke 4 entsprechend.

Wie bereits erwähnt wurde, wirkt in Jeder Antriebsrichtung jeweils nur eine Schnecke treibend, während die andere Schnecke eine gewisse Gegenhaltewirkung ausübt, was bei unterschiedlichen Belastungen wichtig ist. So wirkt beispielsweise bei einer Verschiebung der Schneckenzahnstange 1 nach rechts die Schnecke treibend, während die Schnecke 4 eine Gegenhaltewirkung ausübt. In umgekehrter Richtung wirkt die Schnecke 4 treibend. Ss komat also jeweils nur darauf an, daß die treibenden Zahnflanken bzw. die eine Gegenhaltewirkung ausübenden Zahn flanken der Schnecken 3,4 in den richtigen Abstand zu den gegenüberliegenden Zahmflanken der Schneckenzahnstange gebracht werden« Dieser Abstand, der auch als Spaltdicke S bezeichnet wird, ist in Fig. 3 erkennbar. Die Spaltdicke S zwischen der Zahnflanke 20, der Schnecke 3 und der Zahnflanke 31, der Schneckenzahnstange 1 wird durch Relatiwerdrehung der beiden Schnecken 3»4 verändert, wobei diese Relativverdrehung durch die oben beschriebene Verstelleinrichtung bewirkt wird. Gleichzeitig mit einer Veränderung der Spaltdicke zwischen den Zahnflanken 20,31 wird auch die Spaltdicke sswischen den entgegengesetzt gerichteten Flanken der Schnecke 4 und 32 der Schneckenzahnstange 1 verändert·

Das in Fig. 4 bis 6 dargest·!ItBHUs₁^führungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben, beschriebenen Ausführungsbeispiel nur durch die Art der Schild eradttelzuführung, die hier über die Schneckenzahnstange erfolgt. Teile mit der gleichen Funktion

2 0 9 8 2 9/013? i. β - ■

BAD OBIGiNAL

sind jeweils mit einem Indexstrich versehen, wobei die obige Beschreibung bezüglich des Antriebes und der gegenseitigen Vorstellung der beiden Schnecken 3»V sinnentsprechend Gültig* keit hat·

Wie man aus Pig· 4 und 6 erkennen kann, weisen die Zahnflanken 31'j 32' der Schneckensahnstange 1* begrenzte Schmierölnuten 33»34 auf. Ober SchmierSlbohrungen 35 und 36 werden diese Hüten 33,34 mit Schmieröl versorgt· Die Schiaierolbohrunsen 35,36 münden in zwei übereinander angeordneten und zueinander parallelen Reihen von Mündungen 37*38 an einer Seitenfläche 39 der Schnekkenzahnstange 1'· Im Bereich der Schnecke 3* ist eine Verteilerleiste 40 vorgesehen, welche einen Teil der lbindungen 37 überdeckt. Eine zweite Verteilerlei et« 41 ist im Bereich der Schnecke 4' angeordnet und überdeckt die lbindungen 38. Sie Verteileiv 1 eisten werden, wie es aus Tig. 6 ersichtlich ist, durch Tellerfedern 42 und Kolben 43 an die Seitenfläche 39 angepreßt· Durch einen Kanal 44 und eine Bohrung 45 in den Kolben 43 gelangt Schmieröl unter Druck in den Verteilerkanal 46 der Verteilerleiste 40. Die Länge des Verteilerkanales 46 entspricht in etwa der Länge der Schnecke 3'· Auf diese Weise wird erreicht, daß bei Verschiebung der Schneckenzahnstange immer nur diejenigen Schalerölbohrungen 35 EtL* Schmieröl versorgt werden, die mit Verteilernuten 33 in Verbindung stehen, welche gerade von den Zahnflanken der Schnecke überdeckt werden· Bat sprechendes gilt auch für die Verteilerleiste 41 im Bereich der Schnecke 4*.

Die vorliegende Erfindung soll nicht auf die dargestellten Aueführungsbcispiele beschränkt eein· So konnte beispielsweise das Schmieröl zu einer mit Schmierolbohrungen versehenen Schnekke auch durch eine ruhende Schneckenachse zugeführt werden, wie eingangs erwähnt wurde. Auch zur axialen Verstellung der die Schnecken treibenden, schräg verzahnt en Zahnräder kann eine konstruktiv anders ausgebildete Verstelleinrichtung vorgesehen sein. Es wäre beispielsweise mSglich, die Zahnräder nicht auf einer Hohlwelle, sondern auf einer Vollwelle anzuordnen und diese Welle im Getriebegehäuse verschiebbar zu lagern.

209629/013? BADORIGINAL

Claims (5)

1. Patentansprüche

   1· Hydrostatische ßchmiervorrichtung für die Zahneingriffsstellen von Zylinderschnecken und einer Schneckenzahnstange, bei der den Zahneingriffsstellen entweder über gleichmäßig am Umfang der Zahn flanken der Schnecken verteilte oder über in den Zahn flanken der Zahnstange vorgesehene Schmierolbohrungen Schmieröl unter Druck mittels einer Verteilereinrichtung derart zugeführt wird, daß nur die in Eingriff stehenden Teile der Zahnflanken mit Schmierfe öl versorgt werden, gekennzeichnet, durch

   a) zwei koaxial angeordnete einzeln gelagerte Schnecken (3»4j 3'»4*)» die von zwei starr miteinander verbundenen, mit einer Schrägverzahnung mit gleich großen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Schrägungswinkel versehenen Zahnrädern (7*8; 7^f»8·) angetrieben werden,

   b) einer Verstelleinrichtung (12-15; 12·-15') zum gemeinsamen axialen Verschieben und Feststellen beider Zahnräder ,

   c) Schmierölbohrungen (18,19ι 35f36) und Verteilereinrichtungen (22,23{ 40,41), die im Bereich der ersten Schnecke (3*3*) nur den in einer Richtung weisenden

   J) Zahnfinnken (20,31*) Schmieröl unter Druck zuführen, während im Bereich der zweiten Schnecke (4,4*) den in der entgegengesetzten Richtung weisenden Zahn flanken (21,32·) Schmieröl zugeführt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic hn e t , daß jede Schnecke (3,4) in bekannter Weise mit mehreren achsparallelen Verteilerkanälen (16,17) versehen ist, die mit den an den Zahnflanken (20,21) mündenden Schmierölbohrungen (18,19) verbunden sind und daß die Schmierölbohrungen (18) der ersten Schnecke (3) nur an den in der einen Richtung weisenden Zahnflanken (20) münden, während die zweite Schnecke (4) mit Schmierolbolirungeii (1^r;)■ versehen ist, die nur in den entgegengesetzt gerichteten

   ^209829/0132 BADOR,G,NAL

   Zahnflanken (21) münden, '
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Mündungen der Schmierölbohrungen (18,19) abgewandten, gegenüber der Schneckenwelle abgesetzten Stirnfläche (24,25) Jeder Schnecke (3,4) ein Verteilerring (22,23) und mindestens ein Axiallager (26) vorgesehen sind, wobei der Verteilerring (22,23) eine zur Stirnseite (24,25) der Schnecke (3»^) hin offene Verteilernut (27) aufweist, die in Umfangsrichtung so lang ist, daß jeweils nur diejenigen Verteilerkanäle (16,17) gespeist werden, die mit innerhalb der Schneckenzahnstange (1) befindlichen Mündungen der Schmierölbohrungen (18,19)in Verbindung stehen.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Zahnflanken (31',32') der Schneckenzahnstange (1¹) begrenzte Schmierölnuten (33,34) aufweisen, die über Schmierölbohrungen (35*36) mit in zwei parallelen Reihen angeordneten, unterschiedlich gerichteten Zahnflanken zugeordneten Mündungen (37t38) 3ji mindestens einer Seitenfläche (39) der Zahnstange (1*) verbunden sind und daß im Bereich der ersten Schnecke (3*) eine an sich bekannte an der Seitenfläche (39) der Zahnstange anliegende einen die eine Mündungsreihe (37) Überdeckanden Verteilerkanal (46) aufweisende Verteilerleiste (40) vorgesehen ist, während im Bereich der zweiten Schnecke (4¹) eine zweite Verteilerleiste (41) mit ihrem Verteilerkanal die andere Mündungsreihe (38) überdeckt·
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (7,8; 7*8') drehbar und axial unverschiebbar auf einer im Getriebegehäuse (2,2·) axial verschiebbar und feststellbaren Achse (13,13*) gelagert sind. '

   - 11 -

   2098 2 9/Π132

   - 44--

   6· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5» dadurch
   gekennzeichnet« daß zur axialen Verstellung der Achse (15,1J') diese an ihrem Ende ein Gewinde (14,1V) aufweist, welches mit einer im Getriebegehäuse (2,2*) drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Mutter (15»15') zusammenwirkt.

   20982 9/013

   Jß

   L e e r s e i t e