DE2806590C2 - Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an Werkzeugmaschinen, insbesondere Großwerkzeugmaschinen - Google Patents
Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an Werkzeugmaschinen, insbesondere GroßwerkzeugmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an
Werkzeugmaschinen, insbesondere Großwerkzeugmaschinen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
Durch die US-PS 29 46 232 ist eine Antriebsvorrichtung
für einen hin und her beweglichen Tisch ι mer Werkzeugmaschine bekanntgeworden, an dem eine
Zahnstange befestigt ist, mit der zwei Ritzel von zwei Zahnradgetriebezügen kämmen. Diese beiden Zahnradgetnebezüge
werden jeweils durch Teile einer Antriebswelle angetrieben, wobei diese Wellenteile durch einen
Differential-Getriebemechanismus untereinander verbunden sind. Mit dessen Hilfe kann Spiel in der
Antriebsvorrichtung durch Einstellung einer entsprechenden Vorspannung vermieden werden und dadurch
wiederum können die mechanische Stabilität bzw, Steifigkeit der Antriebsvorrichtung sowie die Servocharakteristika
der Werkzeugmaschine verbessert werden, Insbesondere bei großen Werkzeugmaschinen ist
jedoch diese Einstellung des Differential-Getriebeme'
chanismus schwierig und für die Bedienungsperson auch relativ gefährlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Spielbeseitigung bei Antriebsvorrichtungen
der eingangs bezeichneten Bauart zu schaffen, welche einfacher einzustellen und deshalb besonders für
Großwerkzeugmaschinen geeignet ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der in den ölkammern erzeugte Druck bewirkt eine relative Drehung zwischen dem Ringzahmad und der
ίο auf der Welle befestigten Buchse, wodurch das Spiel in
den Zahnradgetriebezügen ausgeschaltet wird. Der Öldruck kann dabei einfach extern gesteuert werden,
und zwar so, daß unabhängig von mechanischen Fehlern in der Antriebsvorrichtung und unabhängig von der
*5 Abnutzung der Zahnstange und Zahnräder stets der
optimale Druck vorhanden ist, um die mechanische Stabilität bzw. Steifigkeit der Antriebsvorrichtung zu
gewährleisten.
Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Eine baulich besonders einfache Lösung ergibt sich aus dem Anspruch 2.
Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 3 erhöht
die Betriebssicherheit der Antriebsvorrichtung, da auf diese Weise eine mechanische Kupplung des Ringzahnrads
direkt mit drr Welle dann erfolgen kann, wenn z. B.
entsprechend hohe Momente zu übertragen sind oder der Öldruck abfällt usw. Die Kraftübertragung durch die
Antriebsvorrichtung ist also auch in diesen Fällen gewährleistet.
Die Erfindung wird anschließend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels
erläutert. Es zeigtj Fig. 1 eine schematische j5 Ansicht einer in üblicher Weise ausgeführten Antriebsvorrichtung,
die für hin und her bewegliche Tische an Werkzeugmaschinen geeignet ist,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Einrichtung zur Beseitigung des
Spiels, die in einem Element der Antriebsvorrichtung enthalten ist,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-lll in Fig.2und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie
IV-IV in F ig. 2.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Antriebsvorrichtung, bei welcher Antriebskraft auf zwei
Ritzel von einer Antriebsquelle über unabhängige Zahnradgetriebezüge übertragen wird.
Bei dieser Antriebsvorrichtung kämmen Ritzel 2 und 3 mit einer Zahnstange 1. An diesen Ritzeln sind die einen Enden von Wellen 4 und 5 befestigt, und Stirnräder 6 und 7 sind an den anderen Enden dieser Wellen festgemacht. Die Stirnräder 6 und 7 kämmen mit Stirnrädern 8 und 9, an welchen Wellen 10 und 11 mit ihrem einen Ende befestigt sind. An den anderen Enden dieser Wellen 10, 11 sind Stirnräder 12 und 13 festgemacht. Ein Stirnrad 14 kämmt mit den Stirnrädern 12 und 13 und ist am einen Ende einer Welle 15 befestigt. Das andere Ende der Welle 15 ist mit einem Kegelrad 16 verbunden. Mit diesem Kegelrad 16 kämmt ein weiteres Kegelrad 17, und ein Antriebsmotor 1!B ist mit dem Kegelrad 17 verbunden. Wenn der Antriebsmotor 18 in Betrieb gesetzt ist, wird das Ritzel 2 über die Kegelräder 17,16 Und die Stirnräder 14,12,8 und 6 angetrieben, und das Ritzel 3 wird ebenfalls über die Kegelräder 17, 16 und Stirnräder 14S13,9 und 7 angetrieben.
Diese Antriebsvorrichtung, gebildet durch die Zahn*
Bei dieser Antriebsvorrichtung kämmen Ritzel 2 und 3 mit einer Zahnstange 1. An diesen Ritzeln sind die einen Enden von Wellen 4 und 5 befestigt, und Stirnräder 6 und 7 sind an den anderen Enden dieser Wellen festgemacht. Die Stirnräder 6 und 7 kämmen mit Stirnrädern 8 und 9, an welchen Wellen 10 und 11 mit ihrem einen Ende befestigt sind. An den anderen Enden dieser Wellen 10, 11 sind Stirnräder 12 und 13 festgemacht. Ein Stirnrad 14 kämmt mit den Stirnrädern 12 und 13 und ist am einen Ende einer Welle 15 befestigt. Das andere Ende der Welle 15 ist mit einem Kegelrad 16 verbunden. Mit diesem Kegelrad 16 kämmt ein weiteres Kegelrad 17, und ein Antriebsmotor 1!B ist mit dem Kegelrad 17 verbunden. Wenn der Antriebsmotor 18 in Betrieb gesetzt ist, wird das Ritzel 2 über die Kegelräder 17,16 Und die Stirnräder 14,12,8 und 6 angetrieben, und das Ritzel 3 wird ebenfalls über die Kegelräder 17, 16 und Stirnräder 14S13,9 und 7 angetrieben.
Diese Antriebsvorrichtung, gebildet durch die Zahn*
stange 1, das Ritzel 2 und 3, die Stirnräder 6, 7, 8, 9,12,
13 und 14 und die Wellen 4, 5, 10 und 11 weist normalerweise ein Spiel auf, das durch die nachstehend
beschriebene Einrichtung ausgeschaltet wird.
Fig.2 zeigt die Einrichtung zur Beseitigung dieses
Spiels, die in einem Element der Antriebsvorrichtung, z. B. im Zahn- bzw. Stirnrad 13, enthalten ist, das in
Fig. 1 gezeigt ist. Eine Buchse 19 ist mittels eines Keils 20 auf der Welle 11 befestigt, und der Außenumfang der
Buchse 19 ist djrch Trennplatten 21, die am Außenumfang der Buchse 19 befestigt sind, in drei
Abschnitte unterteilt. Die äußeren Seiten der Trennplatten 21 stehen in Berührung mit der Innenseite eines
Ringzahnrads 22, das mit dem Stirnrad !4 kämmt. Trennplatten 23. die sich in Berührung mit der äußeren
zylindrischen Fläche der Buchse 19 befinden, sind an der Innenseite des Ringzahnrads 22 befestigt, um die
Innenseite in drei Abschnitte zu unterteilen. Ein oberer Deckel 24 und ein unterer Deckel 25 sind an den oberen
und unteren Enden der Buchse 19, den Trennplatten 21, 23 und dem Ringzahnrad 22 befestigt, wobei zwischen
den Deckein 24,25 das Ringzahnrad 22 eingeklemmt ist.
Durch die Buchse 19. die Trennplatten 21 und 2^. das
Ringzahnrad 22 und durch die oberen und unteren Deckel 24 und 25. sind sechs Kammern begrenzt
(F i g. 3). Von diesen sechs Kammern werden drei als Olkammem 26 benutzt. Das Volumen einer jeden
Ölkammer 26 wird reduziert, wenn sich die Buchse 19 und das Ringzahnrad 22 in entgegengesetzter Richtung
drehen. Ein sich längs der Achse der Weile 11 erstreckender Ölkanal 27 kommuniziert mit den
Ölkammern 26. Ein Anschlagteil 28 ist mittels eines Keils 29 an der Welle 11 befestigt, und Gegenanschläge
30 sind am oberen Deckel 24 befestigt, um die Bewegung des Anschlagteils 28 zu begrenzen (Fi g. 4).
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung erläutert:
Vor dem Starten des Antriebsmotors 18 wird unter Druck stehendes Öl von einer Ölquelle (nicht gezeigt)
aus durch den Ölkanal 27 in die Ölkammern 26 gefördert. Das unter Druck stehende Öl bewirkt eine
Uhrzeigerbewegung der Welle 11 (Fig. 3) und eine Gegenuhrzeigerbewegung des Ringzahnrads 22, indem
es auf die Trennplatten 21 und 23 einwirkt. Wenn vom Antriebsmotor 18 in diesem Zustand eine Antriebskraft
auf die Ritzel 2 und 3 übertragen wird, um einen Tisch über die Zahnradgetrieoezüge in der Antriebsvorrichtung
anzutreiben, welche durch die das Spiel- Eliminierungseinrichtung gemäß Fig. 2 enthaltende Ringzahnrad
22. die Stirnräder 9 und 7. das Ritzel 3. die Zahnstange 1. das Ritzel 2, dit Stirnräder 6,8.12 und 14
sowie die Wellen 11,4, Sund 10 gebildet wird, erfaßt das Ritzel 3. da üas Ringzahnrad 22 ein Drehmoment
entgegen dem Uhrzeigersinn aufnimmt, die Zahnstange 1 mit den Zahnflanken, die entgegengesetzt zu jenen des
Ritzels 2 liegen, wodurch das Spiel der Antriebsvorrichtung beseitigt und deren mechanische Stabilität
verbessert wird, um die Servo-Charakteristika der Werkzeugmaschine günstiger zu gestalten.
Wenn beispielsweise die Zahnstange 1 an einem Maschinenbett befestigt und die Antriebsvorrichtung an
einem Tisch festgemacht ist, um ein auf dem Tisch
ία befestigtes Werkstück durch Hin- und Herbewegung
des Tisches mittels der Ritzel 2 und 3 zu bearbeiten, und wenn ferner eine Bohrarbeit ausgeführt wird, bei der die
Tisch-Bewegungsrichtung verschieden ist von der Arbeitsrichtung, kann das Spiel in der Antriebsvorrichtung
beseitigt werden und zugleich werden die Servo-Charakteristika sowie die Einstellgenauigkeit
verbessert, indem der Öldruck in den Ölkammern 26 auf einen solchen Druck voreingestellt wird, der erforderlich
ist, um nur ein Antriebsmoment zu erhalten, das zur Bewegung des Tisches benötigt wird.
Wenn andererseits z. B. eine schwer Fräsarbeit
ausgeführt wird, bei der die Bewegung>richtung des
Tisches gleich ist der Arbeitsrichtung, addiert sich die Fräs-Reaktionskraft des Fräsers zur Tisch-Antriebskraft
hinzu, so daß der Tisch über den Öldruck in dun ölkammern 26 nicht genügend angetrieben werden
kann. Da jedoch in diesem Falle das Volumen der Ölkammern 26 entsprechend reduziert wird, wird das
Ringzahnrad 22 direkt mit der Welle 11 gekuppelt, und
κι zwar durch Anlage des Anschlagteils 28 an den
Gegenanschlägen 30, wodurch eine Sicherheitseinrichtung bezüglich einer ausreichenden Antriebskraft
gebildet ist, durch die der Tisch vorwärtsgeschoben wird. In diesem Falle kann allerdings in der Antriebsvorrichtung
das Spiel nicht beseitigt werden, aber bei einem solchen Fräsvorgang stellt dies in der Praxis kein
Problem dar, da die Positionierungsgenauigkeit nicht von Bedeutung ist. Wenn ein hohes Antriebsmoment auf
die Tisch-Antriebsvorrichtung ausgeübt wird, wird bei einem spanabhebenden Arbeitsgang aufgrund des
Eingriffs des Anschlagleils 28 und der Gegenanschläge 30 die ''raftübertragung gewährleistet. Das Anschlagteil
28 und die Gegenanschläge 30 können jedoch dann entfallen, wenn in die ölkammern 26 das Öl unter
ausreichend hohem Druck eingeführt wird, u..i das erforderliche Tisch-Antriebsmoment zu überlragen.
Es wird darauf hingewiesen, daß in Abweichung von der im Ausführungsbeispiel gezeigten Konstruktion die
Buchse 19 einstückig mit der Welle 11 ausgebildet sein kann oder daß die Buchse 19 und das Ringzahnrad 22
einstückig mit den oberen und unteren Deckeln 24 und 25 ausgebildet sein können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnunnen
Claims (3)
1. Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an Werkzeugmaschinen, insbesondere
GroBwerkzeugmaschinen, nut einer Zahnstange,
mit zwei mit der Zahnstange kämmenden Ritzeln und mit zwei Zahnradgetriebezügen, über die von
einer gemeinsamen Antriebsquelle aus Antriebskraft auf die Ritzel übertragbar ist sowie mit einer
Einrichtung zur Spielbeseitigung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der
Zahnräder der Zahnradgetriebezüge ein Ringzahnrad (22) ist und daß mehrere unter Druck stehendes
öl enthaltende ölkammern (26) mit variablen Volumen zwischen dem Ringzahnrad (22) und einer
auf seiner Welle (11) befestigten Buchse (19) ausgebildet sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ölkammern (26) durch
einen cöcren Deckel (24) und einen unteren Decke!
(25) sowie durch eine erste Gruppe von in Umfangsrichtung der Buchse (19) im Abstand
voneinander angeordneten, an der Buchse (19) befestigten, radialen Trennplatten (21) und durch
eine zweite Gruppe von in Umfangsrichtung der Buchse (19) im Abstand voneinander angeordneten,
an der Innenseite des Ringzahnrads (22) befestigten, radialen Trennplatten (23) begrenzt sind, daß die
radialen Trennplatten (21; 23) der ersten und zweiten Gruppe ineinandergeschachtelt sind und
daß unte.- Druck stehendes öl von einem axialen ölkanal (27) in der Welle (11) aus in die im Abstand
voneinander angeordneter ölkammern (26) einführbar ist.
3. Antriebsvorrichtung na<./i Anspruch 1. dadurch
gekennzeichnet, daß das Ringzahnrad (22) über einen Anschlagmechanismus (28, 30) direkt mit der
Welle (11) kuppelbar ist, wenn das Volumen der Ölkammern (26) auf ein vorbestimmtes Volumen
reduziert ist.
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US5729100A (en) * | 1997-02-03 | 1998-03-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for controlling backlash in motor drive systems |
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CN101949438B (zh) * | 2010-09-21 | 2013-04-03 | 江苏恒力组合机床有限公司 | 一种可独立自动消隙的动力传动机构 |
CN102672516B (zh) * | 2011-03-14 | 2014-11-12 | 发得科技工业股份有限公司 | 工作台驱动装置 |
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