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Schraubengetriebe. für die Einsteuerung ungleichförmiger Drehbewegungen
Bekannt sind Schraubengetriebe, die im wesentlichen aus zwei Spindeln bestehen,
von denen die eine, als Trommel ausgebildet, eine ungleichförmige Steigung hat und
der über Kegelräder eine Bewegung erteilt wird, während die Bewegung der zweiten
Spindel in einer ganz bestimmten Abhängigkeit von der ersten Spindel erfolgen soll.
Die Abhängigkeit zwischen den beiden Spindelbewegungen ergibt sich aus der einmal
gewählten Form des auf der Trommel angebrachten Gewindes. Für dieses Schraubengetriebe
ist ein Differential unentbehrlich, das eine unerwünschte Komplizierung und Verteuerung
bedeutet.
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Es sind weiter Getriebe bekannt, bei denen zur Einsteuerung ungleichförmiger
Bewegungen davon ausgegangen wird, der Gewindespindel zwei voneinander völlig unabhängige
Bewegungen zu erteilen, und zwar eine Bewegung, die in das Antriebsende der Spindel
eingeleitet wird und eine zweite Bewegung, die der ersten mit Hilfe einer in Längsrichtung
der Spindel verschiebbaren, aber gegen Drehung gesicherter Mutter beliebig überlagert
werden kann. Demgemäß ist die Steigung des Gewindes so gewählt, daß die gegen Axialverschiebung
gehaltene Spindel durch Axialbewegung der Mütter eine Zusatzdrehung erfährt. Durch
diese Zusatzdrehung kann die am Spindelantriebsende eingeleitete Bewegung beliebig
verändert, d. h. verzögert oder beschleunigt werden.
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Die Erfindung geht von Getrieben der zuletzt genannten Gattung aus
und besteht darin, der Spindel eine ungleichförmige. Steigung zu geben. Dies hat
den Vorteil, daß am Abtriebsende der Spindel eine ungleichförmige Drehbewegung abgenommen
werden kann, ohne am Antriebsende eine ungleichförmige Bewegung einzusteuern und
ohne die
Axialverschiebung der Mutter ungleichförmig zu gestalten;
denn wegen der Ungleichförmigkeit der Gewindespindelsteigung wird auch bei gleichförmiger
Axialbewegung der Mutter die Drehbewegung am Abtriebsende ungleichförmig. Das bedeutet
naturgemäß eine Vereinfachung der Bedienung, ohne daß für den Fall einer Ausschaltung
der durch die Mutter möglichen Zusatzbewegung gegenüber dem bekannten Schraubengetriebe
ein Nachteil in Kauf genommen ist, weil auch bei ungleichförmiger Steigung des Spindelgewindes
die Drehung am Abtriebsende gleichförmig ausfällt, sofern die am Antriebsende eingesteuerte
Bewegung Gleichförmigkeit aufweist.
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Wesentlich ist weiter, daß auf diese Weise die Zahl der Variationsmöglichkeiten
vergrößert wird. Zum Beispiel, wenn im Gegensatz zu dem bekannten Schraubengetriebe
die Drehbewegung am Abtriebsende bei Einsteuerung einer Zusatzbewegung von. seiten
der Mutter nicht Ungleichmäßigkeit, sondern Gleichmäßigkeit aufweisen soll, so wird
die Ungleichförmigkeit der am Antriebsende der Spindel eingeleiteten Bewegung ,durch
die Axialverschiebung der Mutter nach Maßgabe der Ungleichmäßigkeit der Gewindesteigung
kompensiert. Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Nach Abb. i ist die Gewindespindel i in einem Lager 2 geführt, das ortsfest gehalten
wird, z. B. im Fall einer Werkzeugmaschine an ihrem Rahmen befestigt ist. Das Antriebsende
i" der Spindel trägt einen Bund 3, so daß die Spindel sich in dem Lager 2 zwar frei
drehen kann, dagegen an jeder Axialverschiebung gehindert ist. Die Spindel i hat
,ungleichförmige Steigung, so daß, wie aus Abb. i ersichtlich ist, der Abstand benachbarter
Gewindegänge sich von einem zum anderen Ende hin stetig ändert.
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Die der Spindel i zugeordnete Mutter ist als Büchse 4. ausgebildet,
in deren Bohrung die Gewindespindel i gerade hineinpaßt und infolgedessen an dieser
Führung hat. An einer Schraube 5 ist an der Innenseite der Büchse a eine Rolle 6
gelagert, die in die Gewindegänge der Spindel eingreift. Selbstverständlich können
zwei oder unter Umständen auch noch mehrere Rollen 6, auf den Umfang der Mutter
verteilt, vorgesehen werden. Es ist dann nur notwendig, die Spindel mehrgängig auszuführen,
d. h. jeder der einzelnen Rollen einen Gang zuzuordnen.
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Zur Verstellung der als Gewindemutter wirkenden Büchse .4 in Achsrichtung
der Spindel i ist eine zweite Gewindespindel 7 vorgesehen, die parallel zur Spindel
i in zwei ortsfesten -Lagern 8 und 9 gelagert ist. Das Lager 8 dient gleichzeitig
zur Führung des Antriebsendes 4b der Büchse q.. An dieses Ende «erden die zu steuernden
Teile angeschlossen, oder es wird dieses Ende mit einer Skala S verbunden, die mit
einem festen Index zusammenwirkt (wenn es sich darum handelt, die einzusteuernden
Bewegungen größenordnungsmäßig sichtbar zu machen).
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Die zweite Spindel 7 trägt eine Mutter 10. die mit einem gabelförmigen
Ansatz i i in eine Ringnut der Büchse .I eingreift, so daß einer Axialbewegung der
Mutter 10 auch die Büchse 4 zu folgen gezwungen ist. An dem Ende 7" der Spindel
7 werden diejenigen Bewegungen eingeleitet, die durch Verstellen der Büchse 4. hervorzurufen
sind.
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Das Getriebe nach Abb. i arbeitet wie folgt: Wird zum Beispiel das
Ende ia der Spindel i gleichförmig gedreht, so muß die Büchse 4., solange die Spindel
7 in Ruhe bleibt, dieser Drehbewegung folgen, denn sie wird durch die Gabel i i
an einer Axialbewegung gehindert. Das Abtriebsende 4b wird also mit der gleichen
Winkelgeschwindigkeit wie das Ende i" gleichförmig gedreht. Eine zusätzliche Drehung
der Spindel ? verursacht eine Axialbewegung der Mutter 1o und damit auch eine Axialbewegung
der Büchse a.. Diese Zusatzbeilegung der Büchse 4. wirkt sich zwangsläufig in einer
Drehung der Büchse 4 relativ zur Spindel i aus, so daß also der bei i. eingesteuerten
Drehung diejenige der Büchse additiv oder subtraktiv überlagert wird. Mit der Änderung
der Steigung der Spindel i ändert sich selbstverständlich auch die Relativdrehung
der Büchse gegenüber der Spindel i, so daß bei gleichmäßiger Drehung von i" und
7" das Abtriebsende 4U eine ungleichförmige Bewegung erfährt, deren Ungleichförmigkeit
in Abhängigkeit von der Richtung der AXialbewegung der Büchse .I zu- oder abnimmt.
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Wird bei gleichmäßiger Drehung der Spindel i die Spindel 7 ungleichförmig
gedreht, so wird infolge der Ungleichförmigkeit der Steigung der Spindel i, d. h.
infolge der Ungleichförmigkeit der Relativbewegung der Büchse d. gegenüber der Spindel
i die Ungleichförmigkeit der am Antriebsende ia eitigeleiteten Bewegung gegebenenfalls
bis auf 'Zull vermindert. In diesem Fall würde die Ungleichförmigkeit der Spindel
7 die Ungleichförmigkeit der Steigung der Spindel i kompensieren.
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Es liegt auf der Hand, daß zwischen der völligen Ungleichförmigkeit
nach Maßgabe der Steigung der Spindel i und der eben erwähnten restlosen Kompensation
zahllose Zwischenstufen möglich sind.
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Es kann gelegentlich erwünscht -sein, z. B. aus konstruktiven Gründen,
die Spindel i und
die Zusatzspindel ? gleichachsig anzuordnen. Einer
solchen Ausführung kann z. B. dann der Vorzug zu geben sein, wenn auf einen. zentralen
Druck, d. h. auf die Vermeidung von Kippmomenten, Wert gelegt wird, die Klemmungen
verursachen können.
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Eine in diesem Sinne abgeänderte Ausführung veranschaulicht Abb. z.
Auch hier ist über die Spindel. i -(mit ungleichförmiger Steigung) die als Mutter
wirkende Büchse. geschoben und an der Außenseite ebenfalls mit einer Ringnut für
die Einsteuerung einer Axialverschiebung versehen. Dieser dient ebenfalls eine Mutter
10, die aber in Abweichung von Abb. i unmittelbar auf die Büchse a aufgesetzt und
in ein Rohr i i mit Innengewinde 12 eingeschraubt ist. In der Wirkung ist das Rohr
i i gleichbedeutend mit der Zusatzspindel 7 nach Abb. i. An dem Ende i ia (das dem
Ende 7" der Spindel 7 nach Abb. i entspricht) ist das Rohr mit einem Zahnkranz 11b
ausgerüstet, in den ein Ritzel 13 eingreift. Diesem ist diejenige Zusatzbewegung
zu erteilen, die im Fall der Abb. i bei 7" eingeleitet wird.
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Die Bedienung und die Wirkungsweise ist bei der Ausführung nach Abb.2
genau die gleiche wie im Fall der Abb. i.
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Der Erfindungsgegenstand hat außer für den eingangs genannten Verwendungszweck
auch überall dort besonderen Wert, wo die Aufgabe vorliegt, mit einer Beobachtungseinrichtung
von einer ortsfesten Beobachtungsstelle aus einen Gegenstand ,in seiner Bewegung
genau zu verfolgen.