DE1575006A1

DE1575006A1 - Vorrichtung zum Kompensieren der Zahnlose von Zahnradgetrieben

Info

Publication number: DE1575006A1
Application number: DE19661575006
Authority: DE
Inventors: Josef Neubauer
Original assignee: Zuse KG
Current assignee: Zuse KG
Priority date: 1966-05-12
Filing date: 1966-05-12
Publication date: 1969-08-28

Description

'Vorrichtung zum Kompensieren der Zahnlose von Zahnradßetriebeil Die Erfindung bezieht :;ich auf eine Vorrichtung zum Kompensieren ddr Zahnlose von Zshxzradgetrie',beno Bei Zahnradgetrieben, :in denen im Betrieb dauernd mehrere kraftübertragende Zahnräder -in ix@gr -rÜtelnander stehen ergibt sich zwangsläufig ein gewizses Spiel der Abtrieb5-wellz:o Bei Präzisionßgetriehen, zoBe solchen für den Antrieb von Bahnsteuerungen i;i. Werkzeugmaschinen usw o macht sich dies.as Spiee. bei Ces hwindigkeitsänderungen und/oder bei Rich-@ungsumkehr der g:f-"tetierten Vorschubbewegung nachteilig bemerkbar. Es entsteht dadurch besonders in den ohnehin schon kritischen Bewegungsphasen dieser Bahnciteuerungen ein Mind-- stfehler, der sicYl zu dem mittleren Fehler einer Anlage Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung. zu schaffen, die dies: nachteilige Wirkt;ing behebt und dabei einfach in ihrem Aufb; ti .a t , so daß eine gedrängte, platzsparende Bauweise mögt i oh wird -Zur äieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß mit dr-r, l!ni;ziebeab-tri.ebswo' 1e ein elaa i iches Element fest r-x;:@@@nä.en :Ls-t, dc.x diese Abtriebswelle relativ zu einer zwe.1-t.@:ri Welle in einer Drehrichtung mit solcher Kraft vorspannt, daß die Zahnlose innerhalb des Getriebes aufgehoben st, felrraea diese zweite Welle mit Tastelementen zur F.-n:.ä-st 1 aa.ng c?er [email protected] Verdrehung zwischen ihr und einem mit dem elastischen Element verbundenen Übertragerelement versehen ist und daß dise Tastelemente in. Abhängigkeit von der Richtung der relativen Verdrehung einen Antriebsmotor steuern, der über ein selbstsperrendes Getriebe diese zweite Welle in einer solchen Drehrichtung antreibt, daß die relative Vorspannung der Abtriebswelle stets im wesentlichen erhalten bleibt.
Erfindungsgemäß kann das elastische Element als Stab-Drehfeder ausgebildet seinndie sich über das Übertragerelement auf einer mit der zweiten Welle fest verbundenen Auflauffläche abstützt. Bei dieser Ausbildung bildet das elastische Element zusammen mit dem Übertragerelement eine als Torsionsfederung ausgebildete Kupplung zwischen den beiden Wellen, deren Vorm spanneng im wesentlichen von der Ausbildung der Auflauffläche abhängt.
Erfindungsgemäß kann jedoch auch das mit dem elastischen Element verbundene Ubertragerelement über ein zweites elastischen Element mit der zweiten Welle verbunden sein, Bei dieser Ausbildung hängt die erzielte Vorspannung im wesentlichen von den Federkonstanten der beiden elastischen Elemente aboZweckmäßig werden diese hierbei als Spiralfedern ausgebildet., Eine besonders ";änstige Anordnung in bauliche:, Hinsicht ermöglicht mann wenn beide Wellen koaxial zueinander angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist dann das beide elastische Elemente verbindende Übertragerelement auf gleichem radi.-,-..l em Abstand von der Wellenachse für eine Umlaufbewegung froi geführt.
Di.e Erfindung läßt sich auf unterschiedliche Weise realiE!iereno Sie ist im folgenden für zwei Ausbildungsbeispiele an Fwad der Zeichnungen näher erläutert; und zwar zeigt Figur, 1 eine 1. Ausführungsform unä Figur 2 . eine 2. bG:spiel [email protected] Ausführungsfoim der . _Lri indung .
in Figur 1 ist bel. G eiil an. Vl.i;h bekanntes Zahnradg-tri.ei)c: schematisch dargestellt. Dieses weist eine Abtriebswalle : auf, die mit einem beliebigen Abtrieb, z.Bo einem Riementrieb 2 versehen ist. Nahe den Enden dieser Abtriebswelle 1 ist auf ihr eine Spiralfeder 3 befestigt.
Eine zweite Welle 13 ist koaxial zu der Abtriebswelle 1 angeordnetöAuf dieser Welle: 13 ist. eine Scheibe 4 frei drehbar gelagert: Auf der Scheibe 4 ist in einem radialen Abstand von der Wellenachse ein stabförmiges Übertrager- bzwa Verbindungselement 5 befestigt, dao das freie Ende der Spiralfeder 3 mit dem freien Ende einer zwditen Spiralfeder '' verbindet, die auf der Welle 13 befestigt istu Die beiden Spiralfedern 3 und 7 besitzen entgegengesetzten Windungssinn. Auf der Welle 13 ist ferner eine weitere Scheibe 6 befestigt, die einen kreisbogenförmigen Auuschnitt 6a aufweist. Das eine freie Ende des Ubertragerelemen%es 5 ragt in diese: Ausnehmung hinein oder durch diese hindurch. Nahe den beiden Enden dieser Ausnehmung sind an sich bekannte:, zoBo als Tastsohalter ausgebildete V3schalter 8 und 9 auf der Scheibe 6 befestigt. Die Fastelemente beider ichalter sind derart angeordnet, daß sie in der Bewegung$baäa dieses freien Endes des Uberträgerelementes 5 liegen und von ihm betäfiigbar sind. Die Welle 13 ist über ein selbstsperrendes Getri,be, z.Ba ein Gl,._meckenradgetriebs 10 und 11 von einem Motor 12 her antriebbare Difbeiden Endschalter 8 und @3 sind Ober Zeitungen; mit einer Sieuereinriehtung 14 verbunden, die den Antrieb dei Motors 12 in der einen oder der anderen Drehrichtung steuert.
Die W_ rhungsweisedieser Anordnung ist folgende:.
Bpi einer Drehung der Abtriebawtllp 1 des Getriebes G in -der e _nen oder der anderen Richtung des Pfeiles F wird die Spira lfeder 3 weiter gespaiu@-@ oder entspannt. Sie nimmt dabei das diese ' Federlrraft übel tragende Element 5 mit, so daß die -SGneibe 4 ebenfalls in einer Drehbewegung angetrieben wird- D iecer Druhbewegung wirkt die Kraft der zwAten Spiralfeder `t entgeger o Sobald jedoch die Antriebskraft der Ahtriebewe2 le hewiphtp daß die 3 oUrkrf: v der zwe=iten Spiralfeder 7 überwunden wird, wird das: Übertragereiement aus der gezeigten neutralen Stellung in der einen oder der anderen Richtung ausgelenkt, bis es den einen oder den anderen der

beiden Endschfjer 8 bzw. 9 betätigt. Hierauf wird der-Motor 12

und damit die// Endschalter tragende Scheibe 6 derart gesteuert,

daß die ursprüngliche Spannung der Feder 7 wieder hergestellt wird. Dabei kehrt das Übertragerelement 5 wieder in die dargestellte neutrale Stellung zurück.
Vor Inbetriebnahme der gesamten Anordnung wird die Welle 13 relativ zu der Welle 1 in der einen oder der anderen Richtung durch Verdrehen vorgespannt. Hiermit wird zugleich bewix#ht, daß die Abtriebswelle 1 so weit entgegen dieser Vorspann riehtung mitgenommen wird, bis die Zahnlose innerhalb des Zahnradgetriebes G aufgehoben ist und alle Zahnräder imlerm halb des Getriebes mit ihren entsprechenden Zahnflanken unter dieser Vorspannung aneinander gedrückt sind. Ein Zurück drehen der Welle-13 wird einerseits durch das selbstsph,.f,-rende Getriebe (10 und 11) verhindert und andererseits dadurch, daß die beiden Spiralfedern 3 und 7- einander entgegen wirken. Es ist zweckmäßig, die Spiralfedern 3 und 7 derart aufeinander abzustimmen, daß ein Kräftegleichgewieht@entsteht. Eine gleichmäßige Vorspannung der Federn erzielt man, wenn das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Motor 12 und der Welle 13 no gewählt wird, daß die Welle 13 die gleiche Drehzahl erreichen kann, die auch die Abtriebswelle 1 des Getrieben G maximal zu erreichen vermag.
Die Figur 2 zeigt eine einfachere Ausführungsform der Erfindung. Mit der Abtriebswelle 21 des Zahnradgetriebes G ist ein Abtriebszahnrad 22 fest verbunden. Koaxial zur Welle 21 ist eine zweite Welle 23 angeordnet, die über ei.n selbstsperrenden Schneckenradgetriebe 24, 25 von einem Motor 26 axtretbbar tot.

Die wolle 21 trägt ein elastisches Blement 27, das bei diesen. Ausführungsbeispiel eine Drehetabfeder sein kann. Dieses Element ist mit dem starr ausgebildeten Übertragerelement 28 fest verbunden. Die relative Zage des freien Endes 28a dieses Übertragerelementes wird von Schaltern 29, 30 abgetastete die den Motor 6 steuern. Diese Schalter sind auf einer

Scheibe 31 4rigeordnet, die mit der Welle 23 fest verbunden

ist. In dem WixÄk-:#l Bereich zwischen den Schaltern ist eine

Auflauffläche 32 auf der Scheibe 31 ausgebildet, die konti-

nu'.erlich von einem kleineren Radius zu einem größeren Radius

V-ergeht. Das Übertragerelement 28 stützt sich nahe seinem

freien Ende auf dieser Auflauffläche ab. Die Wahl der Richtung

Zunahme des Radius hängt daher von der gewünschten Richtung

der :'orspannung der Welle 21 gegenüber der Welle 23 ab. Die

Größe der Vorspannung wird in diesem Ausführungsbeispiel

durch die Konstanten der Elemente des aus den Teilen 27, 28,

32-,gebildeten Systems bestimmt.

Die Arbeitsweise dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform

ist im wesentlichen die gleiche wie die des Beispiele nach

Figur 10

Das aus der Peder-27, dem Übertragerelement 28 und der Scheibe

31 mit der Auflauffläche 32 bestehende System wird bei fest-

gehaltener Abtriebswelle 21 durch Drehen der Welle 23 zusam-

men mit der Scheibe 31 einmal so eingestellt, daß die Welle

21 eine ausreichende Vorapannung gegenüber dem Getriebe-

eingang und der Welle 23 erhält Das selbsthemmende Getriebe

24, 25 verhindert ein Rückdrehen der Wolle 230

Während des Arbeitens den Getriebes G und Erzeugen oiner

Drehbewegung der Welle 21 wird der Gleichgewichtszustand

iwischen den. Vlellen 21 und 23 verändert. Dami 1; wird das

freie Ende 28a des die'Pederkraft übertragenden Elementen 28

auf der Auflauffläche 32 auf/oder ablaufen und den einen

oder den anderen der Tastschalter 29 bzwa 30 betätigen.

Dadurch wird, wie oben für das Beispiel nach Figur 1 er-

läutert, der Motor 26 in der einen oder der anderen Dreh-

richtang eingeschaltet,-bis der Tasteahalter von dem Steuer-

ende 28a freikommt und damit das Gleichgewicht wieder

hergestellt ist.

Die Vorspannung wird man zweokmäßigerweine so wählen, daV ,

die in einer Hauptantriebedrehrichtunj wirkeare Zahnlore

abgeglichen wird.

Es ist ersichtlich, da# ggfe. auch die von der von der

Abtriebewelle angetriebenen Last auf das Zahnradgetriebe

zurückwirkenden Kräfte -.so inebeeonderi solche, die

der Vorspannungsriohtung entgegenwirken - durch eine er-

findungsgemä.ße Vorrichtui* mit aufgefangen werden können

und somit keine auf die Zahnlose innerhalb den Getriebes

zurückzuführenden Fehler verursachen.

Für -die vorstehende Beschreibung wurde an6enomnep,daß

.die Abtriebewellen 1 bzw. 21 zwei unterschiedliche 1)reh-

riehtunzen aufweisen können. Für den Fall daß nur eine

in Frage ' o ntt, c#ie

Drehrichtung dieser Abtriebedrehwegegur#g, s e e @; eich

groß oder aber unterschiedlich groß ist, &enügt tot wenn

nur ein einziGer Taetechalter mit der zweiten welle ver-

bunden ist, der das Steuerelement auf nein* relative 1a-

geänderung hin abtastet.

Claims

Patentansprüohe(bzwo Schutzansprüche)

1) Vorrichtung zum Kompensieren der Zahnlose in Zahnradge-_ trieben, dadurch gekennzeichnet, saß mit der Getriebe.' abtriebswelle (1,'21) ein elastischen Element (3,e27) fest verbunden ist, das diese Abtriebewelle relativ. _ zu einer zweiten Welle (13, 23) in einer Drehrichtung mit solcher Kraft vorspannt, saß die Zahnlose innerhalb des Getriebes aufgehoben ist; saß diese sweite Welle (13, 23) mit Tasteiementen (8, 9 bzw. 29, 30) zur Er- mittlung der relativen Verdrehung zwischen ihr und einem mit dem elastischen Element verbundenen Übertrager- element (5, 28) versehen ist und saß diese Tastelemente irr Abhängigkeit von der Richtung der relativen Verdrehung einen Antriebsmotor (12, 26) steuern, der über ein selbst- iperrendes Getriebe (11 bzw. 249 25) diese zweite welle (23) in einer solchen Drehrichtung antreibt, da® die relative Vorspannung der Abtriebawelie (1 bzw. 21) stets im wesentlichen erhalten bleibt. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekerrnzeiehnet, daB düs elastische Element (27) sls Stab-Drehfeder ausge- bildet ist, die sich über das Übertragerelement (28) auf einer mit der zweiten Welle (23) fest verbundenen Auflauffläche (32) abstützt. 3) Vorrichtung nach Anspruoh'1 oder 2, dedUoh gekenneeiebnet# saß das mit dem elaetieohea Blensüt (3) verbundene Über tragerelement (5) über ein sweitea elastisches Element (7) mit dez zweiten Welle (13) verbunden ist. _

4) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder .3, dadurch gekernzeicbnetn daß die elastischen Elemente (3s 7) als Spiralfedern ausgebildet sind. Vorrichtung nach einem der' Ansprüche f bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellen (21, 23 bzwa 1, 1:3) koaxial zueinander angeordnet sind. 6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das beide elastische Elemente (3a 7) verbindende Übertrageralement (5) auf gleichen radialem Abstand von der Wellenachse für eine Umlaufbewegung frei geführt ist. 7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch. gekennzeichnet, daß zwei Tastelemcnte (8, 9 bzwo 2,3, 30) vorgesehen sind, die -als elektrische Endschalter ausge.-bildet und in einem Vdinkelabstand auf der Umlavfbahn des Steuereleinntes (5 bzwo 28) angeordnet oind o 8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7g dadurch gekennzeichnet,. daj'i die wirksamen Federkräfte der beiden elastischen Elemente (3£ 7) einander entgggengerichtet sind'. 9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8,@ ddduroh gekennzeichnet, daB das Übertragerelement (5) eine. @;:ref sbogenförmigen Ausschnitt (6a) einer Scheibe. (6) durchragt, die auf der zweiten Welle (13) befestJ.gt ist, und daß die Tastelemente (Sfl 9) nahe der Enden dieses kreisbogenförmigen Ausschnitts auf dieser Seheibe befestigt sind. 10) Vorrichtung nach einem der Ansprt@che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, - daß die maximalen 7Jrehgeochwindigkeiten beider Wellen (1 und 1 @ bzgio 21 und 23) gleich groß gewählt sind 11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch , gekennzeichnet, daß der Winkelabstand der beiden Tgstelemente (8, 9 bzw. 29, 30) in Abhängigkeit von der mindest erforderlichen Vorspannung eines elastischen Elementes (3 bzw. 27) gewählt ist.