DE2117491A1

DE2117491A1 - Worm and worm gear rack with hydrostatic lubrication

Info

Publication number: DE2117491A1
Application number: DE19712117491
Authority: DE
Inventors: Heinz 8631 Weidach. P Neugebauer
Original assignee: Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1971-04-10
Filing date: 1971-04-10
Publication date: 1972-10-19
Also published as: DE2117491B2; IT950695B; GB1377849A; DE2117491C3

Description

Schnecke und Schneckenzahnstange mit hydrostatischer Schmierting.Auger and worm gear rack with hydrostatic lubricating ring.

Die Erfindung betrifft eine Schnecke und Schneckenzahnstange mit hydrostatischer Schmierung, insbesondere für Werkzeugmaschinen, wobei die Zähne der Schnecke und Schneckenzahnstange ein im Querschnitt trapezförmiges Profil aufweisen und in den Zahnflanken von Schnecke oder Schneckenzahnstange SchmierÖlbohrungen münden, denen Schmieröl unter Druck zugeführt wird.The invention relates to a worm and worm gear rack with hydrostatic lubrication, in particular for machine tools, wherein the teeth of the worm and worm rack have a trapezoidal cross-section profile and in the Tooth flanks of worm or worm gear rack, lubricating oil bores open, to which lubricating oil is fed under pressure.

Bei hydrostatisch geschmierten Getrieben bestehend aus Schnecke und Schneckenzahnstange wurde das bisher bei Getrieben ohne hydrostatische Schmierung verwendete trapezförmige Profil der Zähne beibehalten. Der halbe Flankenwinkel, d.h., der Winkel den die Zahnflanke mit der Normalen zur Schneckenachse einschließt, beträgt dabei etwa I5 bis 20°. Bei diesen verhältnismäßig großen halben Flankenwinkeln besteht die Gefahr, daß der die Zahnstange tragende Tisch durch die in vertikaler Richtung auf die Flanke wirkende Kraftkomponente vertikal verlagert wird, was insbesondere bei einem in seiner Führung auf-, schwimmenden Eisen der Fall sein kann. Durch die vertikale "Verlagerung der Zahnstange gegenüber der Schnecke ändert sich ferner der Schmierspalt zwischen den Flanken der Schnecke und der Schneckenzahnstange. Dies kann bei hydrostatischer Schmie-With hydrostatically lubricated gears consisting of a worm and worm gear rack, the trapezoidal profile of the Maintain teeth. Half the flank angle, i.e. the angle which the tooth flank encloses with the normal to the worm axis, is about 15 to 20 °. With these proportionally large half flank angles there is a risk that the rack carrying the table through the in vertical The force component acting in the direction of the flank is shifted vertically, which is particularly evident in the case of a floating iron may be the case. Due to the vertical "shift The lubrication gap between the flanks of the worm and the toothed rack opposite the worm also changes the worm rack. This can happen with hydrostatic forging

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- rung zu weiteren Störungen und Arbeitsungenauigkeiten führen. Außerdem hat ein großer halber Flankenwirikel bei hydrostatischer Schmierung den Nachteil, daß die Achse der Schnecke und der Schneckenzahnstange sehr genau miteinander fluchten müssen. Bereits eine geringfügige Verlagerung der Schneckenzidinstangenach.se gegenüber der Schneckenachse führt nämlic"h zu einer erheblichen Vergrößerung des Schmierspeltes, so daß die Pumpen, die das Schmieröl unter Druck zu den Schmieröl "bohrungen fördern, eine wesentlich höhere Leistung aufbringen müssen, die oft nicht mehr vorhanden ist. Es sind insbesondere durch Hitten- und Winkelversatz zwischen Schnecken und Schneckenzahnstangengewinde Unparalleli täten der Spalthöhe über die Flankenlänge zu erwarten. Dadurch kann der Aufbau eines hydrostatischen Druckmittelfilmes erheblich gestört w-erden..- lead to further malfunctions and work inaccuracies. In addition, a large half flank vortex with hydrostatic lubrication has the disadvantage that the axis of the worm and the worm gear rack are very precisely aligned have to. Already a slight shift in the screw zidine rod axis compared to the screw axis this leads to a considerable increase in the smear pelt, so that the Pumps that deliver the lubricating oil under pressure to the lubricating oil "bores, have to provide a much higher performance often no longer exists. In particular by Hitten- and angular misalignment between worm and worm gear rack thread Unparallelisms of the gap height over the flank length are to be expected. This allows building a hydrostatic Pressure medium film would be significantly disturbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schnecke und Schneckenzahnstange mit hydrostatischer Schmierung, insbesondere für Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei denen eine vertikale Yerlagung der Schneckenzahnstange gegenüber der Schnecke vermieden wird und bei der trotzdem noch beide Teile durch verti-. kale Verschiebung, d.h. eine Verschiebung senkrecht zur Schnekkenachse montiert und demontiert werden können.The invention is based on the object of a worm and worm gear rack with hydrostatic lubrication, in particular for machine tools in which a vertical misalignment of the worm rack with respect to the worm is avoided is and still both parts through verti-. cal displacement, i.e. a displacement perpendicular to the screw axis can be assembled and disassembled.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der halbe Flankenwinkel (&)» d.h. der Winkel den die Zahnflanke mit der Normalen zur Schneckenachse einschließt, etwa 6 bis 10° beträgt. Vorzugsweise beträgt der halbe.Plankenwinkel (OC) etwa 7°. This is achieved according to the invention in that half the flank angle (&) »i.e. the angle that the tooth flank with the Normal to the screw axis includes, is about 6 to 10 °. The half plank angle (OC) is preferably approximately 7 °.

Die Vorteile der Erfindung sind anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. The advantages of the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing.

In der Zeichnung ist mit 1 die Schneckenzahnstange, mit 2 .die Schnecke bezeichnet. Die Schneckenzahnstange Λ besitzt Zähne 3 mit trapezförmigem Profil. Die Zahnflanken sind mit öa und 5o bezeichnet. Dementsprechend besitzt die Schnecke Saline 4 deren Flanken mit 4a und 4b bezeichnet sind. Im Innern der Schnecke sind mehrere achsparallele Verteilerkanäle 5 vorgesehen, clie über Schmierölbohrungen 6 mit den Eahnflanken 4-a in Verbindung stehen. Die Schmierölbohrungen 6 können in bekannter WeiseIn the drawing, 1 denotes the worm rack and 2 .the worm. The worm gear rack Λ has teeth 3 with a trapezoidal profile. The tooth flanks are designated with öa and 5o. Correspondingly, the screw Saline 4 has the flanks of which are denoted by 4a and 4b. In the interior of the worm several axially parallel distribution channels 5 are provided, which are connected to the tooth flanks 4-a via lubricating oil bores 6. The lubricating oil bores 6 can in a known manner

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Kapillardrosseln 7 aufweisen. Falls das Getriebe nur eine Schnecke aufweist, besitzt diese noch, weitere Schmierölbohrungen 6b, die an den Flanken 4b münden. Die Schmierölbohrungen 6b stehen mit einem weiteren Satz von achsparallelen Verteilerkanälen in Verbindung, so daß die unterschiedlich gerichteten Flanken 4a und 4b getrennt mit unter Druck stehendem Schmieröl versorgt werden können. Auf diese Weise wird zwischen den Zahnflanken, der Schnecke und der Schneckenzahnstange jeweils ein unter Druck stehender hydrostatischer Schmierfilm aufgebaut, der eine direkte Berührung von Schnecke und Senneckezahnstange verhindert. Hierbei ist es von Wichtigkeit, daß der zwischen den Zahnflanken vorhandene Schmierspalt S die vorausberechnete Stärke aufweist, da sonst bei entweder zu geringem Schmier spalt die Gefahr einer metallischen Berührung zwischen Schnecke und Schneckenzahnstange besteht oder andererseits bei zu großem Schmierspalt eine große Pumpenleistung erforderlich ist.Have capillary throttles 7. If the transmission only has one Has screw, this still has further lubricating oil holes 6b, which open on the flanks 4b. The lubricating oil bores 6b are with a further set of axially parallel Distribution channels in connection, so that the differently directed flanks 4a and 4b separated with under pressure standing lubricating oil can be supplied. In this way, between the tooth flanks, the worm and the worm rack each a pressurized hydrostatic lubricating film is built up, which a direct contact of the screw and Sennecke rack prevented. It is important here that the existing lubrication gap S between the tooth flanks has the predicted strength, otherwise either If the lubrication gap is too low, there is a risk of metallic contact between the worm and worm gear rack or, on the other hand, if the lubrication gap is too large, a large pump output is required.

Nach der Erfindung beträgt der halbe Flankenwinkel OC , d.h. der Winkel den die Zahnflanke, hier beispielsweise die Zahnflanke 3a, mit der Normalen N zur Schneckenachse einschließt, etwa 6 bis 10 °. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel'*, etwa 7°- Die halben Flankenwinkel der übrigen Flanken 3b, 4a und 4b weisen dieselbe Größe auf, wie der halbe Flankenwinkel der Flanke 3a«·According to the invention, half the flank angle is OC, i.e. the angle that the tooth flank, here for example the tooth flank 3a, with the normal N to the screw axis includes, about 6 to 10 °. This angle is preferably '*, about 7 ° - Half the flank angles of the remaining flanks 3b, 4a and 4b have the same size as half the flank angle of flank 3a «·

Durch den verhältnismäßig kleinen halben Flankenwinkel wird die sich zwangsläufig ergebende vertikale Kraftkomponente Pv, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, verhältnismäßig klein, so daß diese Kraftkomponente nicht mehr in der Lage ist, den Tisch vertikal zu verlagern. Es können damit sogenannte Übergriffe am Tisch entfallen, d.h. Führungen, die das Abheben des Tisches verhindern sollen. Durch den verhältnismäßig kleinen halben Flankenwinkel ändert sich die Dicke des Schmierspaltes nur unwesentlich, wenn die Achse der Schneckenzahnstange Λ und der Schnecke 2 nicht genau miteinander in der Höhe fluchten.As a result of the relatively small half flank angle, the inevitably resulting vertical force component Pv, as can be seen from the drawing, is relatively small, so that this force component is no longer able to move the table vertically. So-called encroachments on the table, ie guides that are intended to prevent the table from being lifted, can be dispensed with. Due to the relatively small half flank angle, the thickness of the lubrication gap changes only insignificantly if the axis of the worm rack Λ and the worm 2 are not exactly aligned with one another in height.

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Ein derartiger Fluchtfehler kann beispielsweise durch, die Bearbeitungstoleranzen auftreten. Da sieh, die Dicke des Schmierspaltes bei einem derartigen Fluchtfehler nur unwesentlich ändert, reicht die vorher berechnete Pumpenleistung für die Schmierölversorgung aus.Such a misalignment can be caused, for example, by the Machining tolerances occur. See the thickness of the Lubrication gap only insignificant in such a misalignment changes, the previously calculated pump output is sufficient for the lubricating oil supply.

Es ist unzweckmäßig, die halben Flankenwinkel kleiner als 6° zu wählen, da dann erhebliche Schweirigkeiten bei der Montage des Tisches auftreten können. In der Hegel wird nämlich der Tisch mittels eines Kranes von oben auf die Führungen aufgesetzt, wobei die Zähne der am Tisch befestigten Zahnstange zwischen die Zähne der im Bett angeordneten Schnecke eingeführt werden müssen. Bei den erheblichen Gewichten von Tischen großer Werkzeugmaschinen ist es nur sehr schwer möglich, den Tisch so genau über das Bett und die Schnecke zu verfahren, daß die Zähne der Schneckenzahnstange exakt mit den Zahnlücken der Schnecke fluchten. Eine Neigung der Zahnflanken von etwa 6° reicht jedoch in der Hegel aus, um eine vertikale Montage des Tisches zu ermöglichen.It is inexpedient to choose half the flank angle smaller than 6 °, as there are then considerable difficulties in the Assembly of the table can occur. In the Hegel the table is lifted from above by means of a crane Guides put on, with the teeth of the rack attached to the table between the teeth of the worm arranged in the bed must be introduced. With the considerable weights of tables on large machine tools, it is very difficult possible to move the table over the bed and the worm so precisely that the teeth of the worm rack are exactly align with the gaps between the teeth of the worm. An inclination of the tooth flanks of about 6 ° is sufficient in the Hegel to to enable vertical assembly of the table.

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Claims

1. Worm and worm gear rack with hydrostatic lubrication, especially for machine tools, whereby the teeth of the worm and worm rack have a trapezoidal cross-section profile and in the Tooth flanks of worm or worm gear rack lubricating oil bores open into which lubricating oil is under pressure is supplied, characterized in that half the flank angle (), i.e. the angle den the tooth flank (3a, 3b, 4a, 4-b) with the normal (N) to the screw axis, is about 6 - 10 °.

2. worm and worm gear rack according to claim 1, characterized gekennz ei chnet that half the flank angle () is about 7 °.

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