DE2538460C3 - Spielfreier Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen spielfreien Antrieb zur Positionierung eines verstellbaren Gliedes, vorzugsweise zur Positionierung des Meßkopfes dner Meßmaschine, mit einem Stellmotor, der über Zwischenglieder auf die Position des verstellbaren Gliedes einwirkt.

Spielfreie Antriebe werden seit längerer Zeil: im Bereich der Feinwerkstechnik und des Werkzeugmaschinenbaues verwendet In der Regel werden hierzu spielfreie Getriebe benutzt die in der Lage sind, Stellbewegungen eines Stellorgans ohne toten Gang zu übertragen. Für derartige spielfreie Getriebe gibt es s verschiedene Lösungen, wie z. B. verspannte Zahnräder oder Zahnräder mit Schrägver/ahnung, weiche durch Längsverschiebung in Verbindung mit kämmenden Zahnrädern zweier Wellen in der Lage sind, auftretendes Spiel zu eliminieren.

Die bekannten spielfreien Getriebe sind aber wegen der an sie gestellten Forderungen sehr teuer, und zwar, weil es notwendig ist die Einzelteile mit extrem hoher Genauigkeit herzustellen. Im Vergleich zu Normgetrieben, bei denen Spiel im gewissen Umfang als zulässig angesehen wird, rechtfertigt das Ergebnis häufig nicht den Aufwand Es ist daher üblich, überall dort wo keine übertriebenen Forderungen an die Genauigkeit bestehen, Nonngetriebe einzusetzen und dort wo hohe Genauigkeitsforderungen unbedingt erfüllt werden müssen, spielfreie Getriebe zu benutzen. Diese Tatsache wird aber als unbefriedigend angesehen, denn es gibt eine Reihe von Anwendungsfällen, bei denen der Einsatz spielfreier Getriebe wünschenswert ist; Kostengründe dies aber verhindern.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für ein durch einen Stellmotor über Zwischenglieder verstellbares Glied einen spielfreien Antrieb vorzusehen, der leicht und ohne großen Aufwand herzustellen ist und eine entsprechende Genauigkeit aufweist

w Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß zwei mit dem Stellmotor gekoppelte, parallel angeordnete Normgetriebe den Antrieb zum verstellbaren Glied übertragen und daß der Übertragungsweg eines Normgetriebes eine Spannvorrichtung zum gegenseitigen Verspannen der Normgetriebe aufweist

Mit Hilfe dieser Maßnahme ist es mit einfachen Mitteln möglich, einen spielfreien Antrieb aufzubauen, der im Vergleich zu den bekannten spielfreien Antrieben wesentlich billiger ist Dabei sorgt die z. B.

^o mit Hilfe von Druckfedern arbeitende Spannvorrichtung stets für eine hinreichende Verspannung der Normgetriebe, so daß Spiel, das sich beim Betrieb oder aufgrund von Abrieb ergeben sollte, automatisch beseitigt wird. Die Spannvorrichtung kann dabei im

Übertragungsweg eines Normgetriebes entweder am Übergang zum Stellmotor oder am Atsgangskoppelglied des Normgetnebes angeordnet sein. Beide Lösungsmöglichkeiten lassen eine Kopplung der Ausgangsglieder, z. B. Zahnräder mit Gegenrädern oder

Zahnstangen zu.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines spielfreien Antriebes und

F i g. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines spielfreien Antriebes.

Beim ersten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist ein spielfreier Antrieb zu sehen, der einen Stellmotor 10 als Antriebsorgan aufweist. Die verlängerte Abtriebswelle 11 dieses Stellmotors 10 ist mit ihrem freien Ende im Getriebegehäuse 12 in bekannter Weise gelagert. Auf der Abtriebswelle 11 sind zwei Zahnräder 13, 14 angeordnet, die jeweils mit zugeordneten Zahnrädern 15, 16 zweier Normgetriebe 17, 18 im Eingriff stehen.

^M Während das Zahnrad 13 in bekannter Weise mit einem Keil auf der Abtriebswelle 11 zur Übertragung von Drehmomenten befestigt ist, ist das Zahnrad 14 über eine Spannvorrichtung 19 mit der Abtriebswelle 11

verbunden. Diese Spannvorrichtung 19 besteht aus einer mit dem Zahnrad 14 ein gemeinsames Bauteil bildende Nockenscheibe 20 und einer Mitnehmerscheibe 21, die mit der Abtriebswelle 11 ein gemeinsames Bauteil bildet In der Nockenscheibe 20 sind — siehe F i g. la und F i g. 1 b — vier Bolzen 22 derart eingesetzt daß diese um die Breite der Mitnehmerscheibe 21 aus der Stirnseite der Nockenscheibe 20 hervorstehen. Diese Bolze? 22 greifen mit ihrem hervorstehenden, etwa bis zur Hälfte abgeflachten Teil in Langlochbohrungen 23 ein, die an entsprechenden Stellen der Mitnehmerscheibe 21 %'orgesehen sind. Mit Druckfedern 24, die sich einerseits an einem Ende der Langlochbohrungen 23 abstützen und andererseits auf die abgeflachten Bolzen 22 einwirken, wird eine Verspannung der Getriebe 17, 18 erzielt so daß die Ausgangsritzel 25, 26 der Normgetriebe 17, 18 ohne Spiel mit einer Zahnstange 27 im Eingriff stehen.

Zwischen die Ausgänge der Normgetriebe 17,18 und die mit der Zahnstange kämmenden Ausgangsritzel 25, 26, ist bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine elektrisch lösbare Federkraftbremse 28,29 eingeschaltet welche während des Stillstandes dieses Antriebes eine spielfreie Positionierung sichern.

Bei der Übertragung einer Stellbewegung des Stellmotors 10, z.B. rechtsdrehend, verläuft der Übertragungsweg über das Zahnrad 13 und das Normgetriebe 17 bis zum Ausgangsritzel 25. Diese Rechtsdrehung bewirkt daß alle Zahnpaare der kämmenden Zahnräder in diesem Übertragungsweg einschließlich der Zahnstange 27 zur Anlage kommen. Der Übertragungsweg über das Normgetriebe 18 sichert dabei durch die Spannvorrichtung 19, daß alle Zahnräder im Übertragungsweg des Normgetriebes 17 die Stellbewegung spielfrei übertragen. Wird eine Stellbewegung vom Stellmotor 10 in linksdrehender Richtung ausgeführt dann erfolgt die Drehmotnentenübertragung über die Spannvorrichtung 19 und das Normgetriebe 18, während der Übertragungsweg des Normgetriebes 17 praktisch eine Stütze für die Spannvorrichtung 19 zur spielfreien Übertragung darstellt

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist die Spannvorrichtung im Unterschied zu der nach F i g. 1 im Ausgangskoppelglied eines Übertragungsweges angeordnet. Die Abtriebswelle 11 des Stellmotors 10, dessen freies Ende ebenfalls im Getriebegehäuse 12 in bekannter Weise gelagert ist trägt hier nur ein mit bekannten Mitteln befestigtes Zahnrad 30. An diesem Zahnrad 30 kämmt sowohl das Zahnrad 15 des Normgetriebes 17 als auch das Zahnrad 16 des Nonngetriebes 18. Auf den Ausgangswellen dieser Normgetriebe 17,18 sitzen je ein Ausgangsritzel 31,32, die jeweils mit einer zweier parallel liegender Zahnstangen 33, 34 im Eingriff stehen. Während die Zahnstange 33 z.B. mit einem Maschinentisui fest

ίο verbunden ist ist die Zahnstange 34 längs verschiebbar zu der Zahnstange 33 befestigt Durch eine Spannvorrichtung 35 wird diese Zahnstange 34 gegenüber der Zahnstange 33 so weit verschoben, bis sämtliches Spiel in beiden Übertragungswegen eliminiert ist Die Spannvorrichtung 35 besteht aus einer in einem Sackloch 36 der Zahnstange 34 geführten Druckfeder 37, die sich an einer Stellschraube 38 abstützt Die Stellschraube 38 ist in einer Gewindebohrung eines mit der Zahnstange 33 verbundenen Flansches 39 geführt Die Übertragung von Stellbewegungen unterscheidet sich in keiner Weise von der im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 geschilderten Weise.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 können die Ausgangsritzel 31, 32 auch an einem Zahnradpaar

kämmen, welche z.B. durch eine Spannvorrichtung gegeneinander verspannt sind. Sollte aufgrund einer Störung eine Überlastung der Druckfeder 37 in der Spannvorrichtung 35 auftreten, dann könnte dies zu Spiel führen. Um dies zu verhindern, ist ein Endschalter

40 vorgesehen, der durch einen an der Zahnstange 34 angebrachten Mitnehmer 41 entsprechend verstellbar ist Damit könnte z. B. der Stellmotor 10 bei einer derartigen Störung abgeschaltet werden, was Anlaß für eine Überprüfung des spielfreien Antriebes sein könnte.

Ein derartig verstellbarer Endschalter kann im Prinzip auch bei der Spannvorrichtung 19 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1 verwendet werden.

Die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen spielfreien Antriebe zeichnen sich durch einen einfachen

Aufbau aus, so daß diese im Vergleich zu herkömmlichen spielfreien Getrieben wesentlich billiger herzustellen sind. Es ist daher möglich, spielfreie Antriebe in verstärktem Maße einzusetzen, da Kostengründe praktisch keine Rolle mehr spielen. Ein Anwendungsfall für die erfindungsgemäßen spielfreien Antriebe ist z. B. bei einer Meßmaschine zur Positionierung des Meßtasters gegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Spielfreier Antrieb zur Positionierung eines verstellbaren Gliedes, vorzugsweise zur Positionierung des Meßkopfes einer Meßmaschine, mit einem Stellmotor, der über Zwischenglieder auf die Position des verstellbaren Gliedes einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit dem Stellmotor (10) gekoppelte, parallel angeordnete Nonngetriebe (17,18) den Antrieb zum verstellbaren Glied Übertragen und daß der Übertragungsweg eines Normgetriebes (18) eine Spannvorrichtung (19, 35) zum gegenseitigen Verspannen der Nonngetriebe (17,18) aufweist

2. Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Übewragungsweg eines Nonngetriebes (18) vorgesehene Spannvorrichtung (19) am Koppelglied zum Stellmotor (10) angeordnet ist

3. Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die im Übertragungsweg eines Normgetriebes (18) vorgesehene Spannvorrichtung (35) am Ausgangsglied (32,34) dieses Normgetnebes angeordnet ist

4. Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß Ausgangsritzel (25, 26) beider Normgetriebe (17,18) an einer gemeinsamen Zahnstange (27) kämmen und daß ein Normgeuiebe

(17) mit seinem Eingangszahnrad (15) mit einem auf der Abtriebswelle (U) des Stellmotors (10) festsitzenden Ritzel (13) im Eingriff steht und dall ein Eingangszahnrad (16) des zweiten Normgetriebes

(18) mit einer konzentrisch zur Abtriebswelle (11) angeordneten Nockenscheibe (20) gekoppelt ist die über Druckfedern (24) mit einer auf der Abtriebswel-Ie (11) befestigten Mitnehmerscheibe (21) gekoppelt ist

5. Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß beide Normgetriebe (17,18) mit ihrem Eingangszahnrad (15,16) an einem Ritzel (30) der Abtriebswelle (11) des Stellmotors (10) kämmen und diese Normgetriebe (17, lit) mit ihrem Ausgangsritzel (31, 32) mit jeweils einer von zwei parallel liegenden Zahnstange (33, 34) im Eingriff stehen und daß auf eine der gegenüber der anderen längsverschiebbar ausgebildeten Zahnstange (34) die Spannvorrichtung (35) einwirkt

6. Spielfreier Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Übertragungswege der Normgetriebe (17, 18) elektrisch lösbare Federkraftbremsen (28,29) enthalten.

7. Spielfreier Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Spannvorrichtung (19, 35) ein Endschalter (40) zugeordnet ist, der bei Überlastung durch einen Mitnehmer (41) verstellbar ist.