DE2538460A1

DE2538460A1 - Spielfreier antrieb

Info

Publication number: DE2538460A1
Application number: DE19752538460
Authority: DE
Inventors: Enno Wilken
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2538460C3; DE2538460B2

Description

Spielfreier Antrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen spielfreien Antrieb zur Positionierung eines verstellbaren Gliedes, vorzugsweise zur Positionicrung des Meßkopf es einer Meßmaschine mit einer StellmotorS der über Zuischenglieder auf die Position des verstellbaren Gliedes einwirkt.
Spielfreie Antriebe werden seit längerer Zeit im Bereich der Feinwerkstechnik und des Werkzeugmaschinenbaues verwendet. In der Regel werden hierzu spielfreie Getriebe benutzt, die in der Lage sind, Stellbewegungen eines Stllorgans ohne toten Gang zu übertragen.
Für derartige spielfreie Getriebe gibt es verschiedene Lösungen, wie z.B. verspannte Zahnräder oder Zahnräder mit Schrägverzahnung, welche durch Längsvcrschiebung in Verbindung mit kämmenden Zanrädern 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 ueblich, überall dort, wo keine Ubertriebenen Forderungen an die Genauigkeit bestehen, Normgetriebe einzusetzen und dort, wo hohe Genauigkeitsforderungen unbedingt erfUllt werden müssen, spielfreie Getriebe zu benutzen.
Diese Tatsache wird aber als unbefriedigend angesehen, denn es gibt eine Reihe von Anwendungensfällen, 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.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei mit dem Stellmotor gekoppelte,pæallel 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. 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 Spanntorrichtung kann dabei im Ubertragungsweg eines Normgetriebes entweder am Übergang zum Stellmotor oder am Ausgangskoppelglied des Normgetriebes angeordnet sein.
Beide Lösungsmöglichkeiten lassen eine Kopplung der Ausgangsglieder, z.B. Zahnräder mit Gegenrädern oder Zahnstangen zu.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines spielfreien Antriebes u n d Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines spielfreien Antriebes.
Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 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. Während das Zahnrad 13 in bekannter Weise mit einem Keil auf der Abtriebswelle 11 zur Ubertragung von Drehmomenten befestigt ist, ist das Zahnrad i4 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 itnehmerscheibe 21, die mit der Abtriebswelle 11 ein gemeinsames Bauteil bildet. In der Nockenscheibe 20 sind - siehe Figur la und Figur lb - vier Bolzen 22 derart eingesetzt, daß diese um die Breite der Mitnehmerscheibe 21 aus der Stirnseite der Nockenscheibe 20 hervorstehen. Diese Bolzen 22 greifen mit ihrem hervorstehenden, etwa bis zur Hälfte abgeflachten Teil in Langlochbohrungen 23 ein, die an entsprechenden Stellen der Mitnehmerscheibe 21 vorgesehen sind. Mit Druckfedern 24, die sich einerseits an einem Ende der Langiochbohrungen 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 ZahnS stange 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 Ubertraglngsweg über das Normgetriebe 18 sichert dabei durch die Spannvorrichtung 19, daß alle Zahnräder im Übertragungsweg des Normgetriebes 17 die Stellbewegung spielfrei bertragen. Wird eine Stellbewegung vom Stellmotor 1.0 in linksdrehendcr wichtung ausgeführt, dann erfolgt die Drehmomentenübertragung 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 Figur 2 ist die Spannvorrichtung im Unterschied zu der nach Figur 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 Normgetriebes 18. Auf den Ausgangswellen dieser Normgetriebe 17, 18 sitzen je ein Ausgangsritzel 31, 32, die jeweils mit einer zweier parallel liegender Zahnstangen33, 34 im Eingriff stehen. Währenddie Zahnstange 33 z.B. mit einem Maschinentisch fest 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 Zahnstangc 34 geführten Druckfeder 37, die sich in einer Stellschraube 38 abstützt. Die Stellschraube 38 ist in einer Gewindebohrung eines mit der Zahnstange 33 verbundener, Flansches 39 geführt-. Die Übertragung von Stellbewegungen unterscheidet sich in keiner Weise von der im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 geschilderten Weise.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 können die Ausgangsritzel 3l 32 auch an einem Zahnradpaar kämmen, welche z.B. durch eine Spannvorrichtung gegeneinander verspannt sind. Sollte auf grund 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 Figur l 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 meßtaster gegeben.
- Patentansprüche -

Claims

Patent ansprüche 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 g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei mit dem Stellmotor (10) gekoppelte, parallel angeordnete Normgetriebe (17, 18) den Antrieb zurl verstellbaren Glied übertragen und daß der Übertragungsweg eines Normgetriebes (18) eine Spannvorrichtung (log, 35) zum gegenseitigen Verspannen dc-r Normgetriebe (17, 18) aufweist.
2.) Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die im Übertragungsweg eines Normgetribes (18) vorgesehene Spannvorrichtung (19) am Koppelglied zum Stellmotor (10) angeordnet ist.
3.) Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die im Übertragungsweg eines Normgetriebes (18) vorgesehene Spannvorrichtung (35) am Ausgangsglied (32, 34) dieses Normgetriebes angeordnet ist.
4.) Spielfreigr Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß Ausgangsritzel (25, 26) beider Normgetriebe (17, 13) an einer gemeinsamen Zahnstange (27) kämmen und daß ein Normgetriebe (17) mit seinem Eingangszahnrad (15) mit einem auf der Abtriebswelle (all) des Stellmotors (10) festsitzenden Ritzel (l3) im Eingriff steht und daß ein Eingangszhnrad (16) des zweiten Normgetriebes (18) mit einer konzentrisch zur hbtriebsweAle (11) azageordrlcten Nockenscheibe (20) gekoppelt ist, die über Druckfedern (24) mit einer auf der Abtriebswelle (11) befestigten Mitnchmerscheibe (21) gekoppelt ist.
5.) Spielfreier Antrieb nach Anspruch 1 oder 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß beide Normgetriebe (17, 18) mit ihrem Eingangs zahnrad (15, 16) an einen Ritzel (30) der Abtriebswelle (11) des Stellmotors (10) kämmen und diese Normgetriebe (17, 18) 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 g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ubertragungswege der Normgctriebe (17, 18) elektrisch lösbare Federkraftbremsen (8, 29) enthalten.
7.) Spielfreier Antrieb nach einem dcr vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spannvorrichtung (19, 35) ein Endschalter (40) zugeordnet ist, der bei Überlastung durch einen Mitnehmer (41) verstellbar ist.

L e e r s e i t e