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Vorrichtung zur Aufhebung des Spieles in einem Getriebe Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Beseitigung des Spieles der Zahnräder eines
kinematischen Getriebes, wie es beispielsweise von einem Zahnradgetriebe zum Antrieb
einer Drehbank oder einer Schleifmaschine gebildet wird. Man kennt verschiedene
Vorrichtungen, die eine Aufhebung des Spieles der miteinander im Eingriff stehenden
Zahnräder gestatten. Ein bekannter Vorschlag besteht darin, eines dieser Zahnräder
in zwei Hälften senkrecht zu der Achse zu teilen. Die eine dieser Hälften ist starr
mit der Antriebswelle verbunden, während die zweite Hälfte frei auf dieser Welle
angebracht ist. Die zweite Hälfte ist mit der ersten Hälfte durch eine elastische
Vorrichtung verbunden, die im allgemeinen aus einer oder aus mehreren Federn besteht.
Die Zähne des Rades, mit dem diese beiden Radhälften gekuppelt sind, werden daher
ohne Spiel zwischen den Zähnen des zweigeteilten Rades festgehalten.
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Dieses System hat den Nachteil, daß es nur bei geraden Zahnrädern
anwendbar ist. Außerdem muß die elastische Vorrichtung, die die beiden Hälften des
Rades miteinander verbindet, kräftig genug sein, um die Übertragung der Kräfte,
die beträchtlich sein können, ohne Spiel zu gewährleisten. Es ergibt sich dadurch
eine übermäßige Abnutzung der Verzahnung.
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Es ist auch eine Spielausgleichsvorrichtung im Vorschubantrieb von
Fräsmaschinen mit zwei auf einer Spindel angeordneten über Zahnräder mit
unterschiedlichen
Drehzahlen antreibbaren Muttern bekannt, deren Drehzahldifferenz sich in einer Reibungskupplung
ausgleicht. Durch die Erfindung soll aber diese bekannte Vorrichtung wesentlich
verbessert werden. Die Erfindung besteht darin, daß das Zahnrad mit einer zusätzlichen
Antriebsvorrichtung verbunden ist, die eine Gleitkupplung in an sich bekannter Weise
und! einen nur in einem Drehsinn wirkenden Freilauf (Klinken- oder Rollenkupplung)
aufweist, um das Zahnrad mit einer größeren Drehzahl anzutreiben, als es durch den
Antrieb selbst erhalten würde, während die Drehzahldifferenz durch die an sich bekannte
Gleitkupplung aufgenommen wird, wobei der Antrieb des Zahnrades in der anderen Drehrichtung
direkt durch das Getriebe erfolgt, so daß in beiden Drehrichtungen die gleichen
Zahnflanken in gegenseitiger Berührung stehen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
und eine Abänderung. Fig. I ist ein schematischer Schnitt durch den Spindelstock
einer Maschine, etwa einer Maschine zum Schleifen. von Gewinden; Fig. 2 ist ein
Schnitt durch ein Einzelteil entsprechend der Schnittlinie II-II in. Fig. I ; Fig.3
zeigt einen der Fig. 2 analogen Schnitt, wobei aber eine entgegengesetzte Drehrichtung
der Maschine angenommen ist; -Fig. 4 ist ein den Fig. 2 und 3 analoger Schnitt entsprechend
der Schnittlinie IV-IV in Fig. 5 durch eine abgeänderte Ausführungsform; Fig. 5
zeigt einen Schnitt entsprechend der Schnittlinie V-V der Fig. 4, und Fig. 6 und
7 stellen die Wirkung der Vorrichtung gemäß der Erfindung auf ein Paar Zahnräder
dar.
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In der dargestellten Maschine trägt der Spindelstock 39 eine Spindel
I, welche verbunden ist mit einer Planscheibe 2, die das zu schleifende, nicht dargestellte
Werkstück antreibt. Die Spindel I überträgt gleichzeitig eine Drehbewegung auf die
Leitspindel 3, unter Zwischenschaltung eines Zahnradgetriebes 4, 5, 6 und 7, dessen
Übersetzungsverhältnis je nach der Steigung des zu schneidenden Gewindes wechselt.
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Der Antrieb, der von einem nicht dargestellten Getriebekasten ausgeht,
erfolgt über eine Welle 8, die eine Nut 9 aufweist, in welche ein Keil Io eingreift,
der an einer drehbar im Spindelstock 39 gelagerten Muffe II befestigt ist. Diese
Muffe weist eine Verzahnung I2 auf, die unter Zwischenschaltung eines frei auf der
Leitspindel 3 angeordneten Zahnrades I3, eines Ritzels I4 und eines Zahnrades I5
die Spindel I antreibt.
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Die Vorrichtung zur Beseitigung des Spieles besteht aus einem zylindrischen
Kranz 32, starr verbunden mit dem Zahnrad I3, aus einem Satz von vier Führungsrollen
I6, die zwischen einer Flanschscheibe I7, welche mit entsprechenden Aussparungen
3I zur Aufnahme der Führungsrollen I6 versehen ist, und dem Kranz 32 des Rades I3
festgehalten sind und die die Flanschscheibe I7 nur in einer einzigen Drehrichtung
mit dem Rad I3 kuppelt. In diesem Fall dreht sich die Flanschscheibe 17 mit einer
Geschwindigkeit, die durch die Geschwindigkeit der Welle 8 und durch das Übersetzungsverhältnis
der Räder I3 und I2 bestimmt ist, während sich die Muffe I8, die mit der Leitspindel
durch einen Keil verbunden ist, langsamer dreht. Der Kranz 32 und die Flanschscheibe
I7 drehen somit in der gleichen Richtung. Die Verbindung zwischen der Flanschscheibe
I7 und der Muffe I8 erfolgt durch Zwischenschaltung einer Reibungskupplung 24, die
aus einem Satz von Scheiben 24a besteht, die mittels einer Reihe von Federn I9 gegeneinander
gepreßt werden. Da sich die Flanschscheibe I7 mit einer größeren Geschwindigkeit
als die Leitspindel 3 dreht, wird die letztere durch die Reibungskupplung angetrieben,
und die Drehung der Leitspindel wird durch das Zahnradgetriebe gebremst, anstatt
von ihm angetrieben zu werden.
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Der Spindelstock 39 ist an einem Tisch 23 befestigt, der auf den Führungen
eines nicht dargestellten Maschinengestelles gleitet.
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Die Leitspindel ist in axialer Richtung mit dem Tisch 23 durch Axiallager
2o verbunden, deren Spiel selbsttätig durch einen Ring 2I unterdrückt wird, der
mit der Leitspindel verbunden und mit Federn 22 ausgerüstet ist, welche die beiden
Axiallager 2o unter ständigem Druck halten. Die Kraft dieser Federn ist größer als.
die Reibung des Tisches auf dem Gestell der Maschine.
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Die Fig. 2 stellt die in einer einzigen Richtung wirkende Antriebsvorrichtung
dar, wenn sich die Leitspindel, von der Richtung des Zahnrades 7 aus gesehen, im
Sinne des Uhrzeigers dreht. Der Kranz 32, mit dem Zahnrad I3 fest verbunden, dreht
sich schneller als die Leitspindel. Die Führungsrollen I6 legen sich dabei gegen
die radialen Wände der Aussparungen 3I, die in der Flanschscheibe I7 angebracht
sind, derart, daß die Flanschscheibe in bezug auf den Kranz 32 frei dreht, denn
die Führungsrollen I6 haben in dieser Lage ein ausreichendes Spiel zwischen den
Aussparungen 3I und dem Kranz 32. Die Leitspindel 3 wird daher durch die Zahnräder
4, 5, 6 und 7 angetrieben.
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Die Fig. 3 stellt die gleiche Antriebsvorrichtung dar, wenn sich die
Arbeitsspindel gegenüber der Fig. 2 in einem entgegengesetzten Sinne dreht. Die
Leitspindel dreht sich dann ebenfalls in entgegengesetzter Richtung. Die Führungsrollen
16 werden durch. den Kranz 32 angetrieben und verkeilen sich in den Aussparungen
31 zwischen dem Kranz 32 und der Flanschscheibe 17 fest, derart, daß die Flanschscheibe
17 angetrieben wird, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die
der Leitspindel. Durch die Friktionskupplung 24 und die Muffe 18 wird somit die
Drehung der Leitspindel beschleunigt in bezug auf die Geschwindigkeit, die derselben
durch die Zahnräder .4, 5, 6 und 7 aufgedrückt wird. Die Leitspindel 3 wird daher
durch den Kranz 32 und die Kupplung 24 angetrieben. Die Zahnräder q., 5, 6 und 7
bremsen ihre Bewegung. Es sind daher immer die gleichen
Zahnseiten
der Zahnräder 4, 5, 6 und 7, die miteinander in Berührung stehen, gleichgültig,
welches der Drehsinn der Leitspindel 3 ist.
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In den abgeänderten Anwendungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 ist der
Kranz 32 durch eine Scheibe 33 ersetzt, die die Achse 34 einer Sperrklinke 35 trägt.
Diese Sperrklinke 35 wird durch eine Feder 36 in Berührung mit einem Sperrad 37
gehalten, die mit der Scheibe 38 ein Stück bildet und welche der Scheibe 17 der
zuerst beschriebenen Ausführungsform entspricht. Das Sperrad 37 ist mit Zähnen ausgestattet,
die eine solche Form haben., daß die Sperrklinke 35 das Sperrad 37 nur dann antreibt,
wenn die Leitspindel 3 und die Scheibe 33, deren Umdrehung schneller als die der
Leitspindel ist, sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Wenn, sich die Leitspindel
3 und die Scheibe 33 im Uhrzeigersinn drehen, gleitet die Sperrklinke 35 über die
Zähne des Sperrades 37, ohne in diese einzugreifen.
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Die Fig.6 zeigt den Eingriff der Verzahnung der Räder 6 und 7, wenn
sich die Leitspindel 3 im Uhrzeigersinn dreht, also in dem Falle, wo die zusätzliche
Antriebsvorrichtung inaktiv ist. Der Zahn 25 des antreibenden Rades 6 ist in Berührung
mit der linken. Seite 29 des Zahnes 26 von dem angetriebenen Rad 7. Wenn man den
Drehsinn umkehrt, ohne Einschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Unterdrückung
des Spieles, würde sich die Seite 27 des Zahnes 25 an die Seite 28 des Zahnes 31
anlegen. Aber gemäß Fig. 7, die die Zahnräder 6 und 7 in der entgegengesetzten Drehrichtung
zeigt, ist es die Seite 29 des Zahnes 26, die mit der Seite 3o des Zahnes 25 in
Berührung ist, was darauf zurückzuführen ist, daß die, Kupplung 24 die Drehung der
Leitspindel 3 beschleunigt.
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Das Spiel in der Verzahnung wird demnach aufgehoben, welches auch
der Drehsinn sei. Die Zahnräder können außerdem schraubenförmig, konisch oder auch
gerade sein, sie können auswechselbar sein oder nicht. In allen Fällen wird durch
die Einwirkung der genannten Vorrichtung das Spiel aufgehoben.