DE2311307C3

DE2311307C3 - Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinenschlitten mit Rückdrehbremse

Info

Publication number: DE2311307C3
Application number: DE2311307A
Authority: DE
Inventors: Horst 8000 Muenchen Lanzenberger
Original assignee: FRIEDRICH DECKEL AG 8000 MUENCHEN
Current assignee: FRIEDRICH DECKEL AG 8000 MUENCHEN
Priority date: 1973-03-07
Filing date: 1973-03-07
Publication date: 1975-07-10
Also published as: CH575087A5; US3924479A; JPS50111465A; IT1046243B; DE2311307B2; DE2311307A1; FR2220714A2; GB1419046A; ATA160274A; FR2220714B2; AT327639B

Description

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind am Antriebsrad sowohl in der einen als auch in der anderen Drehmomentenrichtung ansteigende Schrägflächen vorgesehen, die mit entsprechenden schrägen Gegenflächen des Spindelschaftes zusammenwirken. Dadurch wird das Antriebsrad bei beiden Drehmomentenrichtungen in der gleichen Achsenrichtung belastet. Eine derartige Ausführung isi vor allem für Horizon! alspindeln geeignet, weld«.« Lasten in beiden Achsenrichtungen aufnehmen muß. Ein typisches Beispiel dafür ist eine Antriebsspindel für einen horizontal verschiebbaren Werkstücktisch, auf den Bearbeitungskräfte in beiden Richtungen wirken.

Eine [crtigungs- und montagetechnisch einfache Lösung ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäß das Antriebsrad auf dem Spindelschaft frei drehbar und axial verschiebbar gelagert ist und über an seiner Stirnseile ausgebildete Schrägflächen mit Gegenflächen im Eingriff ist. welche an der Stirnseite einer drehfest nut dem Spindelschaft verbundenen Büchse od. dgl. angeordnet sind.

Weiterhin kann das Antriebsrad enmdungsgemäß selbst mit einer z. B. kegeligen Reibfläche versehen sein oder auch in an sich bekannter Weise auf eine Lamellenscheibenkupplung drücken.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die mit dem Gehäuse verbundene Reibfläche, gegen die sich die vom Antriebsrad belastete Reibfläche anlegt, in axialer Richtung justierbar ist, so daß die Bremseinrichtung stets weitgehend spielfrei eingestellt werden kann.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine Bremseinrichtung, bei der das Antriebsrad mit einer kegeligen Bremsfläche versehen ist, im Querschnitt,

F i g. ?. eine Einzelheit der Bremseinrichtung gemäß Fig. 1, mit in beiden Drehmomentenrichtungen wirkenden Schrägflächen,

Fig. '! eine Bremseinrichtung mit einer durch das Antriebsrad belasteten Lamellenbremse.

Die in F i g. 1 dargestellte Kugelrollspindel 1 dient z. B. zum Antrieb eines horizontal verschiebbaren Werkstücktisches. Sie stützt sich in axialer Richtung iif einer mit der Maschine oder auc¹ einem senkrecht verstellbaren Konsol fest verbundenen Spindelmutter 2 ab, so daß sie sich selbst bei einer Drehbewegung axial verschiebt. An dem der Spindelmutter 2 abgewandten Ende ist über Axiallager 3 und 4 ein Mitnehmierflansch 5 axial unverschieblich gelagert, der seinerseits über mehrere Schraubbolzen 6 mit dem Lagerschild 7 des Werkstücktisches verschraubt ist. Das Axiallager 3 wird von einer ringförmigen Ausdrehung 8 in einer Stirnseite des Mitnehmerflansches aufgenommen und liegt gegen einen Bund 9 der Kugelrollspindel an. Das zweite Axiallager 4 liegt teilweise in einer Ausdrehung 10 auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Mitnehmerflansches. Beide Axiallager können durch eine Spannmutter 11 über einen Druckring 12 vorgespannt werden. Die Spannmutter ist auf ein Gewinde 13 des Spindelschaftes 14 geschraubt und in beliebiger, hier nicht näher dargestellter V/eise gegen Verdrehung gesichert.

Auf dem Spindelschaft 14 sitzt axial verschiebbar und verdrehbar ein Antriebsrad 15, über welches ein Antriebsdrehmoment auf die Kugelrollspindel 1 übertragen werden kann. Dieses Antriebsrad ist im vorliegenden Beispiel als Zahnrad ausgestaltet, welches über ein beliebiges Getriebe mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist. Es kann jedoch beispielsweise auch direkt als Handrad ausgebildet sein. Das Antriebsrad 15 weist eine Nabe 16 mit kegelförmiger, als Bremsfläche 17 ausgebildeter Außenfläche auf. Diese Bremsfläche liegt gegen eine entsprechende Innenkegelfläche einer die Nabe 16 koaxial umgebenden

ίο Büchse 18 an. Diese Büchse ist über mehrere im Mitnehmerflansch 5 sich abstützende Madenschrauben 19 in axialer Richtung justierbar und mittels Schraubbolzen 20 gegenüber dem Mitnehmerflansch fixierbar, so daß ein eventuelles Spiel zwischen der Büchse 18 und der Nabe 16 ausgeglichen werden kann.

Wie vor allem aus F i g. 2 hervorgeht, ist das Antriebsrad an seiner der Nabe 16 abgewandten Stirnseite mit einem Bund 21 versehen, welcher jeweils in Umfangsrichtung ansteigende bzw. abfallende

ao Schrägflächen 22 bzw. 23 aufweist. Mit diesen Schrägflächen wirken entsprechende Schrägflächen einer mit dem Spindelschaft 14 über einen Schraubbolzen 24 sowie einen Keil 25 fest verbundenen Büchse 26 zusammen.

»5 Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Zum Antrieb der Kugelrollspindel wird in das Antriebsrad 15 in herkömmlicher Weise ein Drehmoment eingeleitet, welches über die Schrägflächen 22, 23 auf die Büchse 26 und damit auf die Kugelrollspindel übertragen wird. Dabei wird gleichzeitig eine auf das Antriebsrad wirkende axiale Kraft erzeugt, welche die Bremsfläche 17 der Nabe 16 gegen die Innenkegelfläche der Büchse 18 drückt. Die dadurch enistehende Bremskraft muß zusätzlich zu der von der Kugelrollspindel zu bewegenden Last überwunden werden. Nach der danach zu berechnenden größten Last muß der Antrieb der Kugelrollspindel ausgelegt werden.

Da die Kugelrollspindel nicht selbsthemmend ist, wird sie durch eine über den Lagerschild 7 bzw. den Mitnehmerflansch 5 aufgebrachte axiale Belastung zu einer Drehbewegung angetrieben. Dabei drückt je nach Drehrichtung eine der Schrägflächen der Büchse 26 auf die entsprechende Schrägfläche 22 bzw. 23 des Antriebsrades 15 und verursacht auf diese Weise eine Anlage der Bremsfläche 17 an der Innenkegelfläche der Büchse 18. Die Steigung der Schrägflpchen kann so gewählt werden, daß eine selbstverstärkende Wirkung der Bremse auftritt, so daß eine geringe, z. B.

durch die Massenträgheit des Antriebsrades verursachte anfängliche Drehhemmung des Antriebsrades genügt, um die Bremse ansprechen zu lassen.

F i g. 3 zeigt eine dem Beispiel nach den F i g. 1 und 2 im Prinzip gleichwirkende Ausführung, bei der lediglich die Kegelbremse durch eine Lamellenbremse ersetzt ist. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Antriebsrad 115 weist nun nicht mehr selbst eine Bremsfläche auf, sondern drückt lediglich in axialer Richtung auf eine Lamellenbremse, weiche als Ganzes mit 130 bezeichnet wird. Diese besteht in bekannter Weise aus mehreren kreisringförmigen Lamellen 131 bzw. 132, welche abwechselnd auf der Nabe 116 des Antriebsrades aufgezogen bzw. in den diese umgebenden Ringkörper 133

axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar eingelegt sind. Wenn das Antriebsrad 115 axial belastet wird, dann drückt es über den Druckring 134 auf das Paket der Lamellen 131, 132, welches sich andererseits ge-

gen die Büchse 118 abstützt. Das Radiallager 135 dient zur Zentrierung des Spindelschaftes 14 in der Büchse 118.

In den dargestellten Beispielen wird die Axialkraflkomponente jeweils durch eine Schrägflächenpaarung erzeugt, die zwischen Spindelschaft und An-

triebsrad angeordnet ist. Deshalb soll die Verzahnung des Antriebsrades so beschaffen sein, daß sie keine Axialkraft, auf keinen Fall aber eine die durch die Schrügflächen bewirkte Axialkraft aufhebende Komponente erzeugt. Das Antriebsrad 15, 115 ist deshalb vorzugsweise geradverzahnt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

drehangetriebenen Kugelrollspindel oder Kugelmut- PafntansDriiche· ter' deren Rückdrehung durch eine durch die Last H ' axial belastete, im Gehäuse abgestützte Reibungs bremse gebremst wird, wobei die Bremskraft durch

1. Vorschubantrieb, insbesondere für Werk- 5 zwei miteinander über Schrägflächen drehverbundene, zeugmaschinenschlitten, mit einer drehangetriebe- gegeneinander axial verschiebbare Bauteile im Annen Kugelrollspindel oder Kugelmutter, deren triebszug der Kugelrollspindel bzw. Kuge'mutter er-Rückdrehung durch eine durch die Last axial be- zeugt wird, welche das übertragene Drehmoment in lastete, im Gehäuse abgestützte Reibungsbremse eine axiale Kraftkomponente umsetzen.

gebremst wird, wobei die Bremskraft durch zwei io Durch das Hauptpatent DT-PS 1 802 284 ist bemiteinander über Schrägflächen drehverbundene, reits ein derartiger Vorschubantrieb bekannt, bei gegeneinander axial verschiebbare Bauteile im welchem auf dem Spindelschaft ein Antriebsrad an-Antriebszug der Kugelrolispindel bzw. Kugelmut- geordnet ist, welches über eine Schrägverzahnung ter erzeugt wird, welche das übertragene Dreh- bzw. Kegelradverzahnung mit einem weiteren Zahnmoment in eine axiale Kraftkomponentc umset- 15 rad in Eingriff steht. Durch die Schrägflächen der zen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung wird bei Übertragung eines Drehmo-Schrägflächen (22, 23) zwischen Spindelschaft mentes gleichzeitig eine Axialkraft auf das Antriebs-

(14) einerseits und dem darauf axial verschiebbar rad ausgeübt, welche zur Belastung einer Reibungsangeordneten Antriebsrad (15, 115) andererseits bremse dient. Diese Reibungsbremse verhindert die angeordnet sind. ao Rückdrehung der mit dem Antriebsrad drehfest ver-

2. Vorschubantrieb nach Anspruch 1, dadurch bundenen Antriebsspindel.

gekennzeichnet, daß am Antriebsrad (15,115) so- Die bekannte Konstruktion setzt immer voraus,

wohl in der einen als auch in der anderen Dreh- daß das Antriebsrad mit einem weiteren Zahnrad in

momentenrichtung ansteigende Schrägflächen (22, Eingriff steht, weil an diesen beiden Zahnrädern die 23) vorgesehen sind, welche mit entsprechenden 25 Schrägflächen — z. B. als Kegelradverzahnung — zur

schrägen Gegenflächen des Spindelschaftes zu- Erzeugung der lastabhängigen Axialkraft angeordnet

sammenwirken. sind. Die Erzeugung der Axialkraft über eine ent-

3. Vorschubantrieb nach einem der An- sprechende schräge Verzahnung hat weiterhin zur Sprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Folge, daß die Axialkraft nur in einer Drehmomendas drehbar und axial verschiebbar auf dem Spin- 30 tenrichtung wirksam wird. Deshalb findet eine derdelschaft (14) sitzende Antriebsrad (15,115) einen artige Einrichtung vorwiegend bei Vertikalspindeln stirnseitigen Bund (21) aufweist, an welchem in Verwendung, die durch das Gewicht eines Werk-Umfangsrichtung ansteigende bzw. abfallende stücktisches, des Werkstückes bzw. der Bearbeitungs-Schrägflächen (22, 23) ausgearbeitet sind, welche kräfte vorwiegend in einer Richtung belastet wird.

an entsprechenden schrägen Gegenflächen einer 35 Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Vorschub-

mit dem Spindelschaft fest verbundenen Buchse antrieb der obengenannten Art zu schaffen, der bei

(26) od. dgl. anliegen. einfachem und damit billigem Aufbau auch eine Aus-

4. Vorschubantrieb nach einem der An- führung erlaubt, welche in beiden Drehmomentensprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das richtungen wirksam wird.

Antriebsrad (15) selbst mit einer Bremsfläche (17) 40 Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge-

versehen ist, welche gegen eine demgegenüber löst, daß die Schrägflächen zwischen Spindelschaft

drehfeste Büchse (18) od. dgl. anliegt. einerseits und dem darauf axial verschiebbar

5. Vorschubantrieb nach Anspruch 4, da- angeordneten Antriebsrad andererseits angeordnet durch gekennzeichnet, daß die am Antriebsrad sind.

(15) vorgesehene Bremsfläche (17) sowie die Ge- 45 Die Schrägflächen sind also im Gegensatz zu der genfläche der Büchse (18) kegelförmig ausgebildet bekannten Konstruktion nicht mehr zwischen Ansind, triebsrad und einem weiteren, damit zusamtnenwir-

6. Vorschubantrieb nach einem der An- kenden Zahnrad, sondern zwischen Antriebsrad und Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindelschaft angeordnet.

Antriebsrad (115) in an sich bekannter Weise eine 5° Die erfindungsgemäße Konstruktion ist demnach Lamellcnscheibenkupplung (130) belastet, welche jetzt unabhängig davon, ob mit dem Antriebsrad ein sich gegen eine demgegenüber drehfeste Büchse weiteres Zahnrad zusammenwirkt bzw. wie die Ver-(118) abstützt. zahnung geartet ist. Sie gibt damit gleichzeitig die

7. Vorschubantrieb nach einem der An- Möglichkeit, die Schrägflächen besser als bisher auf sprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die 55 die Aufgabe abzustimmen, die axiale Bremskraft zu drehfesten Büchsen (18, 118) relativ zum Spin- erzeugen. Insbesondere erlaubt die erfindungsgemäße delschaft axial justierbar sind. Lösung auch eine Ausbildung der Schrägflächen derart, daß in beiden Drehmomentenrichtungen eine gleichwirkende Axialkraft entsteht.

60 Das Antriebsrad ist nicht mehr über einen Keil od. dgl. drehfest mit der Antriebsspindel bzw. dem

Spindelschaft verbunden, sondern nur über die

Schrägflächenpaarung, die grundsätzlich ein wenn

auch geringes Spiel in Drehrichtung zuläßt. Wie das

65 Antriebsrad selbst angetrieben wird, d. h., ob es also

z. B. direkt als Handrad ausgebildet oder mit weite-

Die Erfindung betrifft einen Vorschubantrieb, ins- ren Getriebemitteln verbunden ist, ist für die Funkbesondere für Werkzeugmaschinenschlitten, mit einer tion der Bremse ohne Bedeutung.