DE2357659B2

DE2357659B2 - Vorschubantrieb fuer den bettschlitten einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2357659B2
Application number: DE19732357659
Authority: DE
Inventors: Hans Günther Prof. Dr.-Ing. 7324 Rechberghausen Rohs
Original assignee: Gebrueder Boehringer GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1973-11-19
Filing date: 1973-11-19
Publication date: 1977-05-18
Also published as: DE2357659A1; GB1473377A; US3961537A; CH573794A5

Description

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Die Erfindung betrifft einen Vorschubantrieb für den Bettschlitten einer Werkzeugmaschine, an deren Bett beiderseits des Bettschlittens Zahnstangen befestigt tind, mit denen Ritzel kämmen, die am Bettschlitten gelagert und mit dem Vorschubmotor durch ein Getriebe verburden sind. Ein solcher Vorschubantrieb ist von der Anmelderin offenkundig vorbenutzt worden und daher bekannt.

Im Gegensat/ /\i Vorschubantrieben mit nur einer ein/igen, einseitig angeordneten Zahnstange ergibt sich eine /ur lotrechten Längsmittelebene des Tisches symmetrische Ausgestaltung, bei der beim Verfahren des Bcttschlittens solcher die Schlittenverschiebung erschwerenden Klemmkräfte vermieden werden, wel- so ehe auf 11 den können, wenn die Antriebskraft unsymmetrisch eingeleitet wird. Eine solche unsymmetrische Einleitung tr ·ι aber nicht nur bei einer einseitigen Anordnung einer einzigen Zahnstange auf, sondern auch dann wenn /war zwei Zahnstangen beiderseits des ss Tisches diigcoi Jnet sind, aber infolge schwer vermeidbaren Ungcnauigkeiten die beiden Zahnstangenritzel durch das Getriebe mit verschieden starken Drehmomenten angetrieben werden.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei <«> einem Vorschubantrieb der eingangs erwähnten Gattung diesen Mangel zu vermeiden und zu erreichen, daß die Abstützung der Vorschubskraft auf die beiden Zahnstangen gleichmäßig verteilt wird.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, ^? daß das Getriebe als Differentialgetriebe ausgebildet ist, das mit seinen beiden Ausgängen die beiden Ritzel antreibt. Durch diese Ausführung wird eine vollständige Bei Anwendung dieses Vorschubantriebes auf eine Werkzeugmaschine, deren Bettschlitten über dem Bett verfahrbar ist sind die durch das Differentialgetriebe angetriebenen Zahnstangenritzel zweckmäßigerweise unterhalb der Zahnstangen angeordnet. Dadurch wird verhindert daß sich der Bettschlitten aufbäumt, was zu befürchten wäre, wenn der Bettschlitten mit hoher Kraft gegen eine in Längsrichtung oberhalb des Bettes auf ihn wirkende Gegenkraft vorgeschoben würde.

Zum weiteren Stande der Technik wird noch darauf hingewiesen, daß es bei Werkzeugmaschinen mit einem drehbaren Tisch bekannt ist (DT-PS 3 64 113), auf der Spindel des Tisches zwei Schneckenräder zu befestigen und diese über ein Ausgleichgetriebe anzutreiben, das eine gleichmäßige Drehmomentübertragung auf die beiden Schneckenräder gewährleistet. Daraus läßt sich aber keine Lösung für die vorliegende Aufgabe ableiten, weil aufgrund der drehbaren Lager jng der Spindel des Tisches ein Klemmen nicht auftreten kann, wenn die beiden Schneckenräder etwa mit verschieden starken Drehmomenten angetrieben würden.

Auch ist ein Tischantrieb bekannt (DT-AS 10 92 748), bei welchem der Tisch mit zwei Zahnstangen ausgerüstet ist und daher klemmen kann, wenn diese mit verschieden starken Drücken angetrieben werden. Um das zu verhindern, sind federnde Glieder in Schneckenrädern angeordnet, welche Ritzel antreiben, die mit den Zahnstangen kämmen. Dadurch kann aber eine vollständige Lastgleichheit nicht erreicht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. I die beiden Zahnstangen und das Vorschubgetriebe im Grundriß, wobei der Tisch selbst nicht mit dargestellt ist, und

Fig.2 einen etwa nach der Linie 2-2 der Fig. 1 verlaufenden lotrechten Schnitt durch das Bett einer Tiefbohrmaschine und durch den Bettschlitten mit dem Vorschubgetriebe.

In F i g. 2 sind der Bettschlitten 16 und das Bett 60 im Querschnitt schematisch dargestellt Dieser Schlitten trägt auf seiner Unterseite in Längsrichtung einen mittleren Flansch 62. In diesem und in lotreichten Seitenwänden 64 befinden sich gleichachsige Lager zur

Aufnahme einer waagerechten Welle €6, die sich quer über das Bett 60 erstreckt und an den Außenseiten der Wände 64 mit auf ihr befestigten Zahnrädern 68 und 70 ausgerüstet ist jedes dieser Zahnräder kämmt mit einem Stirnrad 72 bzw. 74, das auf einer Welle 76 bzw. 78 befestigt ist Diese verläuft parallel zur Welle 66, ist in der Wand 64 und in einer Außenwand 78 des Schlittens durch WäJ.-Jager 80 gelagert, ragt durch die Wand 64 nach innen hindurch und hat dort eine Ritzelverzahnung 82, die mit einer am Bett 60 befestigten Zahnstange 84 kämmt wie auch aus F i g. 1 ersichtlich ist

Das Vorschubgetriebe treibt die Welle 66 an, und setzt daher die Ritzel 82 in Umlauf, die sich an den Zahnstangen 84 abwälzen.

Das in F i g. 2 rechts liegende Ende der Welle 66 ragt über das Zahnrad 70 hinaus und trägt dort ein Stirnrad 86, das mit einem Ritzel 88 kämmt Dieses ist auf einem Zapfen 90 drehbar gelagert der in einer waagrechten, zur Welle 66 parallel verlaufenden Bohrung der betreffenden Außenwand 64 des Bettschlittens befestigt ist. Das Ritzel 88 besteht aus einem Stück mit einem Flansch 92, der in einer hier nicht weiter interessierenden Weise durch einen Elektromotor 108 angetrieben wird. Dieser ist gleichachsig zum Lagerzapfen 90 außen am Bettschlitten 16 angeflanscht

Wären sämtliche Zahnräder gerade verzahnt und unverschiebbar gelagert, dann wurden die geringsten Ungcnauigkeiten bei der Montage oder in den Abmessungen dazu führen, daß die Verteilung der Antriebskraft auf die beiden Zahnstangen 84 schwank' und ungleichmäßig ausfällt. Es ist aber erwünscht, daß sich die beiden Ritzel 82 mit stets gleich groß bleibenden Drehmomenten auf den Zahnstangen 84 abstützen. Um das zu erreichen, ist beim beschriebenen Ausführungsbeispiel die Verzahnung des Zahnradpaares 68, 72 eine Schrägverzahnung. Dasselbe gilt für das Zahnradpaar 70, 74. Dabei sind die beiden Zahnräder 68 und 70 entgegengesetzt schrägverzahnt (vgl. auch Fig. 1). Ferner ist die Welle 66 in den von den Seitenwänden 64 getragenen gleichachsigen Lagern längsverschiebbar angeordnet.

Wenn nun mit Bezug auf F i g. 2 das rechte Ritzel 82 ein größeres Drehmoment auszuüben such' als. das linke Ritzel 82. dann führt das dazu, daß auf die Verzahnung des Zahnrades 70 eine andere Axialkomponente der Eingriffskräfte wirkt als auf die Schrägverzahnung des Zahnrades 68. Infolgedessen verschiebt sich die Welle 66 in Achsenrichtung in einem solchen Sinne, daß dadurch das von ihrem Zahnrad 70 ausgeübte Drehmoment geringer und das von ihrem Zahnrad 68 ausgeübte Drehmoment etwas großer wird, bis beide Drehmomente wieder gleich groß sind.

Mithin wirken die entgegengesetzt gerichteten Schrägverzahnungen der beiden Zahnräder 68 und 70

to als Differentialgetriebe, das der vom Motor durch Umlauf der Welle 66 erzeugten Drehung der Zahnräder 72 und 74 eine durch axiale Verschiebung der Welle 66 bewirkte zusätzliche Drehung im positiven oder negativen Sinne überlagert

■ 5 Es handelt sich dabei im Prinzip um die gleiche Differentialwirkung, mit der bei einem Kraftfahrzeug die beiderseitigen Räder durch den gemeinsamen Motor mittels eines Differentialgetriebes angetrieben werden, nur daß der Winkelbereich der überlagerten Antriebs-

;o drehungen wesentlich kleiner ist Denn zum Ausgleichen der beiderseitigen Antriebskräfte, die auf die Zahnstangen 64 wirken, genügen sehr kleine überlagerte Drehungen der Zahnräder 72 und 74.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. So bestünde die Möglichkeit, die beiden Zahnstangen mit entgegengesetzt gerichteten Schrägverzahnungen zu versehen und die beiden Wellen 76 längsverschiebbar zu lagern. In diesem Falle würden die Zahnräder 70, 74 und 68, 72 gerade verzahnt sein. Ferner müßten die beiden Wellen 76 zu gemeinsamer Verschiebung verbunden werden, etwa durch eine Verbindung ihrer Lager 80. Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß sowohl das Getriebe 68, 72, 82 als auch das Getriebe 70, 74, 82 schrägverzahnte Zahnräder enthält, die 111 dem einen Getriebe denen des anderen entgegengesetzt schrägverzahnt und axial verschiebbar gelagert sind.

Von besonderer Bedeutung ist, daß der Bettschlitten 16 über dem Bett 60, aber die Zahnstangenritzel 82 unter den Zahnstangen 84 angeordnet sind. Dadurch wird verhindert, daß sich der Bettschlitten 16 aufbäumt, wenn er mit hoher Kraft einer Gegenkraft entgegen vorgeschoben w ird. die auf den Bettschlitten in einigem Abstand vom Bett wirkt.

2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorschubantrieb für den Bettschlitten einer Werkzeugmaschine, an deren Bett beiderseits des Bettschlittens Zahnstangen befestigt sind, mit denen Ritzel kämmen, die am Bettschlitten gelagert und mit dem Vorschubmotor durch ein Getriebe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (68 bis 88) als Differentialgetriebe ι ο ausgebildet ist, das mit seinen beiden Ausgängen die beiden Ritzel (82) antreibt

2. Vorschubantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Getriebe (68, 72. 82 und 70,74,82), deren jedes auf eine der Zahnstangen (84) wirkt, eine gemeinsame, durch den Motor (108) angetriebene Eingangswelle (66) aufweisen und je schrägverzahnte Zahnräder (68,70) enthalten, die in dem einen Getriebe denen des anderen entgegengesetzt schrägverzahnt und axial verschiebbar gelagert sind.

3. Vorschubantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt schrägverzahnten Zahnräder (68, 70) auf der gemeinsamen Eingangswelle (66) der beiden Getriebe befestigt sind und daß die Eingangswelle (66) in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert ist

4. Vorschubantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Bettschlitten über dem Bett verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet daß die durch das Differentialgetriebe angetriebenen Zahnstangenritzel (82) unterhalb der Zahnstangen (84) angeordnet sind.

Lastgleichheit erreicht, so daß Klemmkräf te vermieden

^WtAn sich bestünde die Möglichkeit, dieses Differentialgetriebe ebenso auszugestalten, wie dasjenige eines Kraftfahrzeugs, das die Antriebsräder des Fahrzeugs mit dem Motor verbindet ,-„...

Eine wesentlich einfachere Bauart laßt sich aber in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Vorschubantriebes erreichen, wenn zwei Getriebe, deren jedes auf eine der Zahnstangen wirkt eine gemeinsame, durch den Motor angetriebene Eingangswelle aufweisen und je schrägverzahnte Zahnräder enthalten, die in dem einen Getriebe denen des anderen entgegengesetzt schrägverzahnt und axial verschiebbar gelagert sind. Durch eine axiale Verschiebung wird der motorisch herbeige führten Drehung eine zusätzliche Drehung überlagert die den erstrebten Ausgleich der auf die Zahnstangenritzel wirkenden Drehmomente herbeiführt

Eine besonders einfache Bauart ergibt sich, wenn die entgegengesetzt schräg verzahnten Zahnräder auf der gemeinsamen Eingangswelle der beiden Getriebe befestigt sind und wenn die Eingangswelle in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert ist. In diesem Falle können die Zahnstange und die Ritzel gerade verzahnt