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Vorrichtung zur Aufnahme des Spiels von Getrieben. Viele Maschinen
enthalten Antriebsorgane, wie Schneckengetriebe, Spindel mit Mutter u. dgl., von
deren spielfreiem Gang die Leistungsfähigkeit der Maschine in mancher Hinsicht abhängig
ist. Die im folgenden beschriebene Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme
des Spiels oder toten Ganges derartiger Getriebe.
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Die Abb. 1,:2 und 3 stellen eine beispielsweise Ausführung der Erfindung
für ein Schraubengetriebe dar. Abb. i ist eine Ansicht mit teilweisem Schnitt durch
die Vorrichtung, Abb. a ein Schnitt durch Spindel und Schraubenmuttern und Abb.
3 eine Ansicht der Umstellorgane, teilweise im Schnitt.
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Eine Schraubenspindel i, welche in bekannter Weise, z. B. in einer
Werkzeugmaschine, gelagert ist und dazu dient, den nicht gezeichneten Schlitten
mit dem Werkstück um einen bestimmten Betrag zu verschieben,
wirkt
auf eine Mutter 2, die mit dem Schlitten fest verbunden ist. Die Mutter 2 ist an
einem Ende mit einer größeren Bohrung versehen, welche ein Innengewinde 3 enthält,
das gleiche Richtung, jedoch stärkere Steigung als das Gewinde der Schraubenspindel
i aufweist. Außerdem besitzt die Mutter 2 noch einen Mitnehmerarm q..
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Eine weitere Mutter 5, die ebenfalls auf der Spindel i sitzt, enthält
zugleich ein Außengewinde 6, das in das Gewinde 3 der Mutter 2 eingreift. Ferner
ist an der Mutter 5 ein Zahnsegment 7 befestigt, das in ein gleiches Segment 8 der
Büchse 9 eingreift. Die letztere ist mit einem Keil versehen und sitzt leicht verschiebbar
auf einer in der Maschine drehbar gelagerten Welle io, die auf ihrer ganzen Länge
eine Keilbahn enthält. Die Verschiebung geschieht durch den Mitnehmerarm q. der
Mutter 2.
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Der Antrieb der Spindel i soll hier durch das Zahnrad i i erfolgen,
das zunächst die kurze Welle 1a dreht. Das andere Ende dieser Welle ist durch eine
Klauenkupplung 13 mit der Welle i verbunden. Die Klauen 1q. sind so dimensioniert,
daß zwischen ihnen ein Spielraum S (Abb. 3) von ganz bestimm= ter Größe frei bleibt,
der beim Umkehren der Drehrichtung erst durchlaufen werden muß, bis die beiden Wellen
wieder fest miteinander gekuppelt sind. Der Grund zu dieser Anordnung ist in der
nachstehend erläuterten Wirkungsweise der Vorrichtung angegeben. Weiter befindet
sich auf der Welle 12 ein aufgeschnittener Ring 15 mit einem Arm 16, der durch eine
Schraube 17 mit federnder Unterlage zusammengezogen werden kann. Dieser Ring wirkt
auf der Welle 12 als Reibungskupplung zur Drehung der Welle io, und zwar mittels
einer Stange 18, die über zwei Federn i9 den Hebelarm 2o bewegt, der fest mit der
Welle io verbunden ist. Die Drehung des Ringes 15 wird begrenzt durch zwei verstellbare
Anschläge 21, die in eine mit dem Maschinenkörper fest verbundene Gabel 2,:2 eingeschraubt
sind. Gegen diese Anschläge stößt der Arm 16 des Ringes 15.
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Wirkungsweise: Die beschriebene Vorrichtung hat nun die Aufgabe, das
zwischen der Spindel i und der Mutter 2 vorhandene Spiel unschädlich zu machen durch
entsprechende Verdrehung der Mutter 5. Im Ausführungsbeispiel ist rechtsgängiges
Gewinde angenommen. Wenn also das Zahnrad r i die Welle i2 und diese die Spindel
i, von der Stirnseite aus gesehen, im Uhrzeigersinne dreht, so wird die Mutter 2
gegen das Zahnrad hin gezogen, und es kommt die linke Seite des Spindelgewindeganges
zum Anliegen an die Mutter 2, wie Abb. 2 zeigt. Gleichzeitig dreht der Ring 15 die
Welle io, ebenfalls im Uhrzeigersinne, um einen kleinen Betrag und deren Zahnsegment
8 das Segment 7 bzw. die Mutter 5 entgegen dem Drehsinn der Spindel i. Es wurde
bereits erwähnt, daß das Gewinde 6 gleichsinnig wie das Spindelgewinde sei, jedoch
größere Steigung als dieses besitze. Infolgedessen bewirkt diese Drehung der Mutter
5 eine Verschiebung derselben in Richtung gegen das Zahnrad i i hin, die größer
ist als diejenige- der Mutter 2. Es ist klar, daß die Mutter 5 - nur so weit verdreht
werden kann, bis alles Spiel aufgenommen ist. Dann liegt (Abb. 2) die rechte Seite
des Schraubenganges der Spindel i an Mutter 5, die linke an Mutter 2, während die
Muttergewinde 3 und 6 einander ebenfalls unter Druck berühren, d. h. die drei Organe
i, 2 und 5 stehen gegenseitig in spielfreier, kraftschlüssiger Berührung. Wenn die
Welle- 12 die Spindel i in der angegebenen Richtung dreht, so bewegt sich also der
Arm 2o (Abb. 3) nur so lange, bis die erwähnte kraftschlüssige Berührung erfolgt
ist. Die weitere Bewegung des Ringes 15 spannt nur die Feder i9 stärker, bis der
Arm 16 den Anschlag 2i erreicht hat, dann schleift der Ring 15 auf der Welle i2.
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Tritt nun ein Spindelgewindegang mit .größerer Steigung als die übrigen
in die Mutter :2 ein, so bewirkt dies vorerst eine Zunahme des Berührungsdruckes
zwischen Spindel und Mutter 5. Diese wird von der sich drehenden Spindel mitgenommen.
Da aber deren Steigung kleiner ist als die des Gewindes 6, erfolgt sogleich eine
Lockerung zwischen Spindel und Mutter 5, worauf letztere wieder stehenbleibt unter
dem normalen Druck der Feder i9.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist natürlich genau gleich für beide
Drehrichtungen der Spindel i; es bleibt nur noch ihr Verhalten beim Übergang von
der einen Richtung in die andere zu untersuchen. Kehrt die Spindel i ihre Drehrichtung
um, so würde sie, unterstützt durch die gespannte Feder i9, die beiden Muttern 2
und 5 gegenseitig verklemmen. Aus diesem Grunde ist zwischen den Klauen 1q. der
Kupplung 13 der Spielraum S (Abb. 3) frei gelassen. Erst nachdem dieser durchlaufen
ist, beginnt die entgegengesetzte Drehung der Spindel i. Inzwischen hat aber- der
Ring i 5 bereits die linke Feder i9 entspannt und die rechte leicht vorgespannt,
so daß bei der jetzt einsetzenden Spindeldrehung- die Mutter 5 gelöst ist und diese
durch die weitere Drehung der Welle io an die nichttreibende Seite der Spindelgewindegänge
gepreßt wird. Damit ist wieder der normale Arbeitszustand der Vorrichtung erreicht.
Wenn beim Drehrichtungswechsel die Mutter 5 einmal in unrichtiger
Lage
verharren sollte, so gelangen die beiden Zapfen 23, 24. (Abb. 3) in direkte Berührung,
und der dabei entstehende Schlag löst die Mutter aus ihrer Stellung.
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Abb.4 zeigt die gleiche Vorrichtung mit zwei getrennten Schraubenspindeln
25 und 26: die übrigen Organe stimmen finit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
überein. Die Spindeln 25, 26 sind durch ein Stirnräderpaar :27,28 miteinander verbunden.
Die Kupplung 13 (Abb. i) mit dem Spiel S (Abb. 3) ist hier entbehrlich; deren Funktion
kann in das Zahnradpaar 27, 28 verlegt werden. Die Anordnung nach Abb.4 hat den
Vorzug, daß auch das durch die Lagerung in der Maschine entstehende achsiale Spiel
der Hauptspindel 25 entsprechend der Spindel i in Abb. i aufgehoben wird.
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In Abb. 5 ist dieselbe Vorrichtung zur Spielaufnahme an einem Schneckengetriebe
dargestellt. Die für die Aufhebung des Spiels wesentlichen Organe stimmen mit denjenigen
der Abb. 4 überein. Die Hauptschnecke 29 dreht das Schneckenrad 30 und zugleich
über ein Kegelräderpaar 31, 32 die Sperrschnecke 33, die auf der Welle 34 leicht
längsverschiebbar angeordnet und mit dieser gekuppelt ist. Fest mit der Schnecke
33 verbunden ist ferner eine doppeltkonische Reibungsscheibe 35. In dieser dreht
sich unter einem bestimmten Reibungsdruck eine passende Scheibe 36, die mit der
Welle 34 in keiner Weise verbunden ist. An dem hohlen Schaft der Scheibe 36 befindet
sich ein Gewinde 37, dessen Steigung entgegengesetzt derjenigen der Schnecke 33
verläuft, die zugehörige Mutter liegt fest im Gußkörper der Maschine. Ferner ist
an dem Schaft ein Arm befestigt entsprechend dem Arm 2o in Abb. 3, auf welchen wieder
wie dort die Organe 15, 16, 17,18 und i 9 einwirken, deren Bewegung durch zwei Anschläge
2i begrenzt wird. Eine Kupplung i3, 14 mit Spiel ist bei dem Schneckengetriebe ebenfalls
entbehrlich wie bei der Ausführung nach Abb. 4. Die Welle 34 dreht nun über ein
Stirnräderpaar 38, 39 die Welle 40, die in Abb. i der kurzen Welle 12 entspricht,
denn auf der Welle 4o gleitet wieder der Ring 15 und bildet somit eine Reibungskupplung,
die auf die bereits erwähnten Organe 18, i9 und 2o einwirkt. Das Gewinde 37 erfährt
dadurch eine Verdrehung entgegen dem Drehsinn der Schnecke 33 und verschiebt deshalb
diese auf der Welle 34. mittels des Doppelkegels 35, 36 derart, daß sie der Drehung
des Schneckenrades 30 mit leichtem Druck und unter Selbsthemmung entgegenwirkt.
Damit ist das Spiel des Schneckengetriebes aufgehoben.
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Wenn nun ein stärkerer Zahn des Schnekkenrades 30 mit der Schnecke
29 zum Eingriff kommt, so steigt dadurch vorerst auch der Gegendruck der Sperrschnecke
33 sowie der Reibungsdruck zwischen den Kegeln 35, 36. Infolgedessen wird das Organ
36 von dem sich drehenden Teil 35 mitgenommen; das Gewinde 37 wird hinausgeschraubt
und löst dabei . die Schnecke 33 so weit vom Schneckenrad 3o, bis ihr Gegendruck
der Spannung der Feder 19 (Abb. 3) gerade wieder das Gleichgewicht hält. Auch dieser
Vorgang stimmt also überein mit den entsprechenden der Vorrichtungen nach Abb. i
bis 4.
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Diese drei beschriebenen und gezeichneten Vorrichtungen stellen einige
beispielsweise Ausführungsformen dar; wesentlich für die Erfindung ist indessen
nur die Art der Spielaufhebung sowie der Vorgang zum Ausgleich unregelmäßiger Steigungen.