DE2310992B2 - Antriebsvorrichtung fuer schlitten an werkzeugmaschinen mit einem schraubspindeltrieb - Google Patents
Antriebsvorrichtung fuer schlitten an werkzeugmaschinen mit einem schraubspindeltriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Schlitten an Werkzeugmaschinen mit einem Schraubspindeltrieb
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Insbesondere bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen werden spielfreie Schraubspindeltriebe hoher
Steifigkeit gefordert Dies führt jedoch dazu, daß bereits geringfügige Ausrichtungsfehler zwischen ss
Schraubspindel und Spindelmutter erhebliche radiale Spannungen zur Folge haben. Diese Spannungen
beeinträchtigen die Genauigkeit der Bewegung und die Lebensdauer der Antriebsvorrichtung.
Diesen Nachteil hat man z. B. dadurch zu beseitigen versucht, daß man eine langwierige und kostspielige
Justierung vornahm, oder indem man eine ausreichend lange Schraubspindel verwendete, deren elastische
Verformung die Fluchtungsfehler zwischen Schraubspindel und Spindelmutter aufnahm. <>5
Ein anderer Weg wurde mit der zur Gattungsbildung herangezogenen US-PS 33 98 598 beschriften, bei der
die SDindelmutter mittels einer Doppelkardangelenk-Aufhängung am Werkzeugmaschinenschlitten befestigt
ist Diese Aufhängung erfolgt mittels eines plattenförmigen Zwischenstücks, das mit seinem einen Ende an den
Schlitten angeschraubt ist und an seinem anderen Ende die Spindelmutter trägt Dazwischen ist das p'attenförmige
Zwischenstück quer zur Mittelachse der Spindelmutter geschlitzt, so daß das Zwischenstück in drei
starre Abschnitte unterteilt ist, die durch Zwischenstege zusammenhäangen. Die Zwischenstege lassen gegenseitige
Bewegungen der einzelnen Zwischenstückabschnitte nach allen Richtungen zu, d. h. sie verhalten sich wie
Kardangelenke, Die Bewegungsfreiheit senkrecht zur Ebene des plattenförmigen Zwischenstücks ist dadurch
gewährleistet daß ausreichend Spiel zur angrenzenden Wand des Schlittens bzw. der Spindelmutter belassen
Die beschriebene Aufhängung ermöglicht es zwar, Fluchtungsfehler zwischen Schraubspindel und Schlitten-Fahrbett
auszugleichen, sie dürfte jedoch für Präzisionswerkzeugmaschinen ungeeignet sein. Die
Zwischenstege des Zwischenstücks lassen nämlich sowohl Drehbewegungen der Spindelmutter um ihre
eigene Mittelachse als auch axiale Dehnungsbewegungen bei unterschiedlicher Belastung des Schlittens zu.
Beides h?t Fehler in der Positionierung des Schlittens
zur Folge.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs erwähnten
Gattung die Doppelkardangelenk-Aufhängung für die Spindelmutter dahingehend zu verbessern, daß eine
höhere Präzision bei der Positionierung des Werkzcugmaschinenschlittens
erreicht wird und die Aufhängung sich damit insbesondere für numerisch gesteuerte
Werkzeugmaschinen eignet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
gelöst
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit der verbesserten Doppelkardangelenk-Aufhängung zeichnet
sich durch eine hohe Dreh- und 1 .ängssteifigkeit aus, ohne daß die Beweglichkeit der »Kardangelenke«
beeinträchtigt ist. Dies wird einerseits durch Ausbildung des Zwischenstücks als ein die Spindelmutter konzentrisch
umgebendes geschlitztes Rohrstück und andererseits durch Vorspannen dieses Rohrstücks erreicht Bei
Erzielung einer hohen Präzision in der Positionierung des Schlittens werden Fluchtungsfehler voll ausgeglichen.
Hervorzuheben ist auch die kompakte Bauart: der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeisipiele einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung anhand
der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung und
F i g. 2 einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
Die dargestellte Antriebsvorrichtung für Schlitten an Werkzeugmaschinen weist ein Rohrstück 1 auf, das ein
Aufnahmegehäuse 2 einer Spindelmutter 3 konzentrisch umgibt In dem Rohrstück 1 sind zwei mit gegenseitigem
Abstand angeordnete Gruppen von je vier querverlaufenden Einschnitten vorgesehen, von denen sich in
benachbarten Parallelebenen, um 90° versetzt, jeweils zwei Einschnitte la bzw. \b gegenüberstehen. Diese
beiden Gruppen von Einschnitten unterteilen das Rohrstück 1 in drei starre Abschnitte, die durch
ringförmige Zwischenstege zusammenhängen. Diese
ringförmigen Zwiscbenstege bilden Kardangelenke mit jeweils zwei Gelenkpunkten auf der Achse der
Schraubspindel 4.
Das Gehäuse 2, in dem die Spindelmutter 3 durch eine
Hohlschraube 5 mit Vorspannung aufgenommen ist, ist an einem Ende des Rohrstücks 1 beispielsweise mittels
eines verklebten Außengewindes 6 befestigt Mit seinem anderen Ende ist das Rohrstück 1 durch eine Schraube 7
an dem zu bewegenden Schlitten 8 angebracht Dank seiner Doppelkardangelenk-Aufhängung kann das Gehäuse
2 mit der Spindelmutter 3 sowohl Radialbewegungen als auch Abbiegebewegungen um senkrecht zu der
Schraubspindelachse liegende Achsen ausführen.
Die Einschnitte la und Xb führen zu einer gewissen
Elastizität aes Rohrstücks 1 in axialer Richtung. Zur
Gewährleistung ausreichender axiale. Steifigkeit wird dem Rohrstück eine Vorspannung erteilt, indem das
Gehäuse 2 mittels eines schwimmenden Widerlagers 9, 10 belastet wird, das gegen eine in das Rohrstück 1
geschraubte Hohlschraube 10 abgestützt ist.
Das schwimmende Widerlager 9,10 weist einen Ring 9 auf, der an jeder Seite mit zwei Sacklöchern versehen
ist die diametral liegen und auf der einen Seite um 90° gegenüber denjenigen der anderen Seite versetzt sind.
In diesen Löchern, die auf der einen Seite mit 11, auf der
anderen Seite mit 12 bezeichnet sind, stecken mit Spiel Stül/zapfen 13 mit kugelförmigen Stirnfläche;), deren
Durchmesser im wesentlichen gleich der Zapfenlänge ist. Die Stützzapfen 13 gestatten, gleichzeitig Translations-
und Kippbewegungen des Aufnahmegehäuses 2 aufzufangen.
Mit der in das Rohrstück 1 einschraubbaren Hohlschraube 10 wird die axiale Verformung der
ringförmigen Zwischenstege des Rohrstücks 1 beeinflußt, die die Wirkung einer Feder haben. Die
Dehnungsverformung des Rohrstücks 1 wird im Falle einer Überbeanspruchung durch eine Schulter 14 an
dem Schlitten 8 begrenzt, die ein Spiel 15 zuläßt
Die Stützzapfen 13 können bei der Montage in ihren Sacklöchern 11, 12 durcii elastische Ringe 16 aus
Synthesekautschuk od. dgL axial zentriert gehalten sein,
um Klemmwirkungen in den Extremlagen und den Widerstand gegen Querverschiebungen herabzusetzen.
Gemäß der in Fig.2 wiedergegebenen zweiten
Ausführungsfonn der Erfindung wird das Rohrstück 1 nicht mehr mittels der als Feder wirkenden ringförmigen
Zwischenstege des Rohrstücks 1 vorgespannt sondern es ist ein zweites, dem ersten Widerlager
entgegenwirkendes Widerlager 9a gleicher Art vorgesehen, das an der anderen Seite des Gehäuses 2
angeordnet ist und sich gegen eine Hohlschraube 5a und eine Scheibe 18 stützt die in ein Schulterteil des
Schlittens 8a gelegt ist Die Einstellung der Vorspannung erfolgt wieder mittels der Hohlschraube 10. Bei
dieser Bauweise wird die axiale Steifigkeit der Vorrichtung verdoppelt und die aufzunehmenden
Kräfte sind weniger hoch.
Wegen der Länge der Zapfen 13 können an deren Ende sphärische Flächen für rollende Berührung mit
relativ großem Radius vorgesehen werden, so daß die Durchfederung an den Kontaktpunkten verringert wird.
Die resultierende größere Breite des Ringes 9 erhöht seine Steifigkeit entsprechend.
Das Gehäuse 2, das Widerlager 9 und die Hohlschraube
10 sind zweckmäßigerweise im Innern des Rohrstücks 1 untergebracht woraus sich eine kompakte
Bauweise ergibt
Dichtungsmittel 17 an der Austrittsstelle der Schraubspindel
4 sind an beiden Enden der Antriebsvorrichtung angebracht, und zwar bei der Ausführungsform nach
F i g. 1 einerseits an der Innenseite der Hohlschraube 10 und andererseits an der Innenseite der Hohlschraube 5,
bei der Ausführungsform nach F i g. 2 einerseits an der Innenseite der Hohlschraube 10 und andererseits an der
Innenseite des Schlittens 8a
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Antriebsvorrichtung für Schlitten an Werkzeugmaschinen mit einem Schraubspindeltrieb, der für
die Spindelmutter eine Doppelkardangelenk-Aufhängung mit einem Zwischenstück aufweist, an
dessen einem Ende die Spindelmutter befestigt ist und das mit seinem anderen Ende am Werkzeugmaschinenschlitten
angebracht ist, wobei das Zwischen- ι ο
stück durch Schlitze in drei starre Abschnitte unterteilt ist, die durch Kardangelenke bildende
Zwischenstege zusammenhängen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück ein das
Aufnahmegehäuse (2) der Spindelmutter (3) iconzentrisch
umgebendes Rohrstück (1) ist, in dem zwei mit gegenseitigem Abstand angeordnete Gruppen von
je vier querverlaufenden Einschnitten (la, \b)
vorgesehen sind, von denen sich in benachbarten Parallelebenen, um 90° versetzt, jeweils zwei
Einschnitte gegenüberstehen, und daß die axiale Steifigkeit des Rohrstücks durch ein einstellbares
Widerlager (9, 10) gewährleistet ist, das dem Rohrstück eine Vorspannung über einen Ring (9)
erteilt, der auf beiden Seiten in diametral liegenden Sacklöchern (11,12), die auf der einen Ringseite um
90° gegenüber den Löchern der anderen Ringseite versetzt sind, Stützzapfen (13) aufnimmt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützzapfen (13) mit
kugelförmigen Stirnflächen enden, deren Durchmesser im wesentlichen gleich der Länge der Stützzapfen
ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützzapfen (13) bei der
Montage in ihren Sacklöchern (11, 12) durch elastische Ringe (16) axial zentriert gehalten sind.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegehäuse
(2) der Spindelmutter (3) in dem Rohrstück (1) zwischen zwei schwimmend gelagerten Widerlagern
(9,9a) querbeweglich angeordnet ist, von denen das eine sich an dem Rohrstück (1) und das andere
sich an dem Werkzeugmaschinenschlitten (Sa) abstützt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7207847 | 1972-03-07 | ||
FR7207847A FR2175270A5 (de) | 1972-03-07 | 1972-03-07 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2310992A1 DE2310992A1 (de) | 1973-09-20 |
DE2310992B2 true DE2310992B2 (de) | 1977-05-18 |
DE2310992C3 DE2310992C3 (de) | 1978-01-05 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2175270A5 (de) | 1973-10-19 |
IT981139B (it) | 1974-10-10 |
JPS48103955A (de) | 1973-12-26 |
GB1420845A (en) | 1976-01-14 |
US3842686A (en) | 1974-10-22 |
DE2310992A1 (de) | 1973-09-20 |
JPS52177B2 (de) | 1977-01-06 |
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Legal Events
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EF | Willingness to grant licences | ||
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