DE102018108015A1 - Rack with collar - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/26—Racks
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Abstract
Es wird eine Zahnstange vorgeschlagen, die einen Bund aufweist, der dazu dient die Zahnstange relativ zu einem Maschinenbett genau zu positionieren. Gleichzeitig wird durch den Bund erreicht, dass die Zähne der Zahnstange in einem ausreichenden Abstand von dem Maschinenbett angeordnet sind.It is proposed a rack, which has a collar, which serves to position the rack relative to a machine bed exactly. At the same time is achieved by the federal government, that the teeth of the rack are arranged at a sufficient distance from the machine bed.
Description
Zahnstangen werden in verschiedensten Gebieten der Technik mit Erfolg eingesetzt; beispielsweise umfassen Linearantriebe von Werkzeugmaschinen und anderen Maschinen häufig eine Zahnstange, einen Getriebemotor und ein Ritzel. Damit können sehr präzise und leistungsfähige Linearantriebe mit Verfahrwegen von mehr als 100 m Länge hergestellt werden.Racks are used successfully in various fields of technology; For example, linear drives of machine tools and other machines often include a rack, a geared motor and a pinion. This makes it possible to produce very precise and powerful linear drives with travel lengths of more than 100 m.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
In der
In der
Um die Anforderungen an einen hochpräzisen Linearantrieb erfüllen zu können, muss die Zahnstange 10 relativ zu dem Maschinenbett 18 genau positioniert werden. Insbesondere muss die Zahnstange 10 in Richtung einer x-Achse sehr genau ausgerichtet werden, weil damit das Spiel zwischen den Zähnen 12 der Zahnstange 10 und einem Ritzel (nicht dargestellt), das mit den Zähnen 12 mit der Zahnstange 10 kämmt, eingestellt werden kann. Wenn das Spiel größer als notwendig ist, ergeben sich Ungenauigkeiten in der Positioniergenauigkeit des Linearantriebs.In order to meet the requirements of a high-precision linear drive, the
Um die Zahnstange 10 relativ zu dem Maschinenbett 18 ausrichten zu können, wird häufig in dem Maschinenbett 18 ein Absatz mit zwei Anlageflächen 24 und 26 herausgefräst, der gewissermaßen als Anschlag für die Zahnstange 10 dient. Trotzdem werden in der Regel Montagevorrichtungen benötigt, um die Zahnstange 10 so an dem Maschinenbett 18 zu befestigen, dass die Zahnstange 10 an der Anlagefläche 26 anliegt, bevor die Befestigungsschraube 22 angezogen wird. Diese Art der Montage ist zeitaufwändig und anfällig für Montagefehler.In order to align the
Ein weiterer Nachteil der handelsüblichen Zahnstangen 10 ist darin zu sehen, dass ein weiterer Absatz 28 an dem Maschinenbett ausgespart werden muss, damit das Ritzel (nicht dargestellt) welches mit den Zähnen 12 kämmt, nicht an seiner Stirnseite mit dem Maschinenbett 18 kollidiert. anliegt. Dieser weitere Absatz 28 verursacht Kosten bei der Herstellung und schwächt das Maschinenbett 18.Another disadvantage of
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung umfassend eine Zahnstange und ein Maschinenbett bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll die Zahnstange einfacher und fehlerfreier montierbar sein. Außerdem soll die Verbindung zum Maschinenbett und die Kraftübertragung zwischen Zahnstange und Maschinenbett verbessert werden.The invention is based on the object to provide an arrangement comprising a rack and a machine bed, which avoids the disadvantages of the prior art. In particular, the rack should be easier and error-free mountable. In addition, the connection to the machine bed and the power transmission between the rack and machine bed to be improved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an arrangement according to claim 1.
Der Bund der Zahnstange und die Nut im Maschinenbett dienen als Montagehilfe für die Zahnstange und sichern die exakte Position der Zahnstange relativ zu dem Maschinenbett, wenn der Bund in die komplementäre Nut des Maschinenbetts eingesetzt wird. Dadurch wird die Positionierung der Zahnstange relativ zu dem Maschinenbett vor allem in Richtung der X-Achse (siehe
Wenn die erfindungsgemäße Zahnstange mit ihrem Bund in der Nut des Maschinenbetts eingesetzt wurde, müssen lediglich noch die Befestigungsschrauben eingedreht und angezogen werden.If the rack according to the invention was used with its collar in the groove of the machine bed, only the fixing screws must be screwed and tightened.
Dadurch ergibt sich ist ein erheblicher Gewinn an Genauigkeit. Außerdem wird die Montagezeit deutlich verkürzt. Zusätzliche Vorrichtungen und Hilfsmittel zur Montage der Zahnstange sind nicht erforderlich. Eine erfindungsgemäße Zahnstange kann auch von wenig qualifizierten oder angelernten Arbeitskräften fehlerfrei und präzise montiert werden.This results in a significant gain in accuracy. In addition, the assembly time is significantly reduced. Additional devices and tools for mounting the rack are not required. A rack according to the invention can also be assembled error-free and accurate by unskilled or semi-skilled workers.
Eine Höhe H des Bundes ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so bemessen, dass sie größer ist als die Tiefe der komplementären Nut im Maschinenbett. Damit haben die Zähne der Zahnstange einen Abstand zu dem Maschinenbett und ein Ritzel, das mit den Zähnen der Zahnstange kämmt, läuft mit seiner Stirnseite nicht an dem Maschinenbett an. In anderen Worten: Ein weiterer Absatz im Maschinenbett (siehe
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Grundkörper und der Bund einstückig durch Ziehen oder Walzen hergestellt werden. Es ist in vielen Fällen möglich, den Bund schon beim Ziehen oder Walzen so genau zu fertigen (Toleranz h9), dass eine Nacharbeit des Bundes durch Fräsen oder Schleifen nicht erforderlich ist. Es müssen lediglich die Verzahnung und die Befestigungsbohrungen in den Grundkörper eingebracht werden.It has proved to be advantageous if the base body and the collar are produced in one piece by drawing or rolling. In many cases it is possible to manufacture the bundle so precisely during drawing or rolling (tolerance h9) that reworking of the bundle by milling or grinding is not necessary. It only need the teeth and the mounting holes are introduced into the body.
Um die Präzision eines Linearantriebs unter Verwendung erfindungsgemäßer Zahnstangen zu verbessern, ist es meist vorteilhaft, wenn beim Fräsen oder Schleifen der Zähne der Zahnstangenrohling an dem Bund eingespannt wird. Dadurch wird eine sehr präzise räumliche Zuordnung von Verzahnung und Bund erreicht.In order to improve the precision of a linear drive using racks according to the invention, it is usually advantageous if, during milling or grinding of the teeth, the rack blank is clamped to the collar. This achieves a very precise spatial allocation of toothing and collar.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmbar. Alle in der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following drawings, the description and the claims removable. All of the features disclosed in the drawing, the description and the claims can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.
Figurenlistelist of figures
Es zeigen
-
1 eine Zahnstange nach dem Stand der Technik, -
2 die Einbausituation einer Zahnstange nach dem Stand der Technik in einem Maschinenbett, -
3 ein Rohling eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Zahnstange, -
4 das gleiche Ausführungsbeispiel gemäß3 in einer Perspektive, -
5 ein Maschinenbett ohne erfindungsgemäße Zahnstange, -
6 die Einbausituation einer erfindungsgemäßen Zahnstange in einem Maschinenbett und -
7 das Detail X aus6 .
-
1 a rack according to the prior art, -
2 the installation situation of a rack according to the prior art in a machine bed, -
3 a blank of an embodiment of a rack according to the invention, -
4 the same embodiment according to3 in a perspective, -
5 a machine bed without a rack according to the invention, -
6 the installation situation of a rack according to the invention in a machine bed and -
7 the detail X out6 ,
In der
Der Rohling einer erfindungsgemäßen Zahnstange wird durch Ziehen oder Walzen aus einem Stück hergestellt. Eine Breite B des Bundes
Ausgehend von dem in
In
In der
Mit dieser Genauigkeit kann eine erfindungsgemäße Zahnstange
In dem in
Aus dem Detail X wird auch deutlich, dass eine Tiefe T der Nut
In dem Detail X ist ein Ritzel
Die Schraubverbindung
Im Ergebnis wird durch die erfindungsgemäße Zahnstange eine ganze Reihe wesentlicher Vorteile erzielt. Die wichtigsten seien an dieser Stelle nochmals (nicht abschließend) aufgezählt:As a result, a number of significant advantages are achieved by the rack according to the invention. The most important are listed here again (not exhaustively):
Das Maschinenbett
Durch das Zusammenspiel zwischen der Nut
Der Bund
Fertigungstechnisch ist die erfindungsgemäße Zahnstange ebenfalls leicht zu realisieren, weil der Bund schon im Ziehwerk oder Walzwerk angeformt wird und keine weiteren Bearbeitungsschritte danach erforderlich sind.Manufacturing technology, the rack according to the invention is also easy to implement, because the federal government is already formed in the drawing or rolling mill and no further processing steps are required thereafter.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4206565 A1 [0002]DE 4206565 A1 [0002]
- EP 1344603 A1 [0003]EP 1344603 A1 [0003]
- JP 2003314667 A [0004]JP 2003314667 A [0004]
- JP 2002147577 A [0005]JP 2002147577 A [0005]
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DE102018108015.8A Withdrawn DE102018108015A1 (en) | 2017-04-07 | 2018-04-05 | Rack with collar |
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2018
- 2018-04-05 DE DE102018108015.8A patent/DE102018108015A1/en not_active Withdrawn
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