DE2311307C3 - Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinenschlitten mit Rückdrehbremse - Google Patents
Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinenschlitten mit RückdrehbremseInfo
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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 (7)
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.
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