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Vorrichtung zum wahlweisen Beseitigen und Wiedereinschalten des axialen
Spiels in einem mit zwei Antriebsschnecken arbeitenden Tischantrieb von Werkzeug-,
insbesondere Fräsmaschinen Bei Fräsmaschinen mit Schneckenantrieb des Tisches ist
:es bekannt, zur Spielbeseitigung zwei Antriebsschnecken vorzusehen, von denen wahlivei.se
die eine oder die andere fest abgestützt wird, während die jeweilig gegenüberliegende
unter die Wirkung einer spielbeseitigenden durch Elektromagneten ausgelösten Kraft
gebracht wird. Diese Einrichtung gestattet zwar eine einfache Umschaltung von Antrieb
mit Spiel auf spielfreien Antrieb und umgekehrt, sie führt jedoch, da die von den
Elektromagneten ausgeübte Kraft nichteinstellbar ist, zu :einer starken Bremswirkung
der Antriebsschnecken an dem Tischgewinde und damit zu einer vorzeitigen Abnutzung
dieses Gewindes und der Schnecken. Außerdem besteht die Gefahr, daß, wenn die z.
B. beim Gleichlauffräsen auftretende Beanspruchung die Kraft der Elektromagneten
übersteigt, die betreffende Antriebsschnecke nachgibt, so daß sich erneut ein axiales
Spiel einstellt, `welches zu schweren Beschädigungen des Fräsers und unter Umständen
sogar der ganzen Maschine führen kann.
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Es ist ferner bekannt, Antriebsschnecken der vorerwähnten Art kraftschlüssig
gegeneinander zu verspannen, indem die dem Spielausgleich dienende bewegliche Schnecke
unter Federspannung gesetzt wird. Diese auch für den analogen Fall :des Spindelantriebs
mit zwei Mutbern weitgehend bekannte Lösung erfo:rdtert jedoch eine so starke Bemessung
der Federn, daß diese die auftretenden Kräfte aufnehmen
können,
woraus sich eine erhöhte Reibung ergibt. Bei Verwendung nur einer Feder zum Spannen
der beweglichen Schnecke entsprechend der jeweiligen Bewegungsrichtung des Tisches
ist außerdem eine verhältnismäßig komplizierte Einrichtung erforderlich, um,die
bewegliche Schnecke in der jeweils erforderlichen Richtung zu spannen.
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Diese Einrichtung besteht bei der bekannten Ausführung aus einem Schaltkopf,
der auf zwei durch eine Feder verbundene, mit einstellbaren Anschlägen versehene
Bügel einwirkt, von denen jeweils der eine zum Spannen der Feder in der gewünschten
Richtung dient, während -der andere die Kraft der so vorgespannten Feder über eine
Schaltgabel auf die bewegliche Schnecke überträgt.
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Schließlich ist :es bei :einem Tischantrieb durch Spindel und zwei
Muttern bekannt, die Muttern durch ein von einem Antriebsglied gedrehtes Spannschloß
gegeneinander zu verspannen, welches zusammen mit :den Muttern zwischen zwei festen
Anschlägen wandert. Die Verspannung der Muttern gegeneinander erfolgt dabei durch
die Antriebskraft, so daß eine unmittelbare Abhängigkeit zwischen der Antriebskraft
und der Größe der Verspannung besteht, was in manchen Fällen nicht günstig ist.
Außerdem ist diese Lösung auf einen Tischantrieb mit zwei Schnecken und: im Tisch
ausgebildeter Zahnstange nicht übertragbar.
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Die Erfindung ermöglicht es demgegenüber, unabhängig von jeder Federkraft-bzw.
auch,der Antriebskraft -eine genaue Einstellung der Schnecken entsprechend den optimalen
Bedingungen für .den Spielausgleich vorzunehmen und diese Einstellung auch nach
vorübergehender Aufhebung des Spielausgleichs in einfachster Weise und mit Sicherheit
stets wieder zu erreichen. Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß die
Schnecken; durch die Verstelleinrichtung formschlüssig verspannt werden und die
Bewegung der Verstelleinrichtung in Richtung des Spindelausglei:chs durch einen
zweckmäßig im Antrieb derselben angeordneten festen Anschlag od.,dgl. begrenzt ist.
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Im Gegensatz zu dem bekannten Tischantrieb ist es bei der Einrichtung
nach der Erfindung möglich, die bewegliche Schnecke gegenüber der feststehenden
zum Zweck des Spielausgleichs um :einen der Größe nach .genau einstellbaren Betrag
zu verstellen, so -daß einerseits jede übermäßige Reibung vermieden wird, anderer
'seits auch bei :größter Beanspruchung kein Nachgeben der dem Spielausgleich dienenden
Teile eintreten :kann, das zu einer Gefährdung der Maschine führen würde. Ein weiterer
wesentlicher Vorteil ist dabei, daß sich die einmal vorgenommene Einstellung nicht
ändert, wenn, beispielsweise für den Eilgang, der Antrieb vorübergehend entlastet,
d. h. das axiale Spiel wieder eingeschaltet wird, da bei jeder erneuten Umstellung
auf Spielausgleich idie einmal vorgenommene Einstellung automatisch wieder erreicht
wird.
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Es hat sich gezeigt, daß bei. dem Tischantrieb durch zwei Schnecken
und im Tisch ausgebildeter Hohlzahnstange dem formschlüssigen Verspannen der Schnecken
keine Bedenken entgegenstehen, da bei dieser Antriebsart nicht, wie z. B@. bei :dem
Antrieb ,durch Spindel und Mutter, eine Stahlspindiel in einer Bronzemutter geführt
ist, sondern zwei Gußteile unmittelbar aufeinander arbeiten. Die Folge davon, ist,
daß im Gebrauch der Maschine die Gewindeflanken sowohl der Schnecken als auch des
im Tisch ausgebildeten Gewindes durch die auftretenden hohen, Anpreßdrücke eine
.Materialverdichtung erfahren, so daß eine sehr glatte Oberfläche von großer Härte
- entsteht. Es tritt daher eine außerordentlich geringe Abnutzung der entsprechenden
Antriebsteile auf, welche sich zudem noch verhältnismäßig gleichmäßig über die ganze
Länge des Tischgewindes verteilt, da die auf der Maschine @durchgeführten Arbeiten
sich im Laufe längerer Zeiträume ausgleichen.
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Die die formschlüssige Verspannung bewirkende Verstelleinrichtung
kann in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft
hat es sich erwiesen., zu diesem Zweck eine drehbare Verstellmutter vorzusehen,
die mit ihrer Stirnseite gegen die axialbewegliche Antriebsschnecke anliegt und
auf einem ortsfesten Gewindeteil derart geführt ist, daß die ,durch einen Hebel
od'. dgl. bewirkte Drehung der Verstellmutter eine axiale Bewegung derselben in
der einen oder anderen Richtung zur Folge .hat.
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Die für das Umschalten des Antriebes von Arbeit mit Spiel auf Spielausgleich
bzw. umgekehrt erforderliche Bewegung der Verstellmutter kann beispielsweise auf
,hydraulischem oder elektromagnetischem Wege erfolgen, indem :der vorerwähnte Hebel,
der entweder an der Verstellmutter ausgebildet oder mit derselben verbunden ist,
an einen hydraulisch gesteuerten. Kolben oder :dien Anker eines Elektromagneten
angeschlossen wird.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung idargestellt.
Es zeigt Abb. r einen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete Einrichtung,
die für das mitläufige Fräsen auf einer Fräsmaschine bestimmt ist, _ Abb.2 und g
an, Hand eines Schnittes nach Linie II-II :der Abb. i die Ausbildung ider Betätigungseinrichtung
für die Verstellmutter, die in dem einen Fall (Abt. i) hydraulisch und im anderen
Fall (Abb.2) elektromagnetisch gesteuert wird. ' In dem vorliegenden Beispiel ist
im Tisch i der Fräsmaschine ein im Querschnitt halbzylindrisches Gewinde 2 ausgearbeitet,
in das zwei. Antriebsschnecken 31 und q. eingreifen. Das. Gewinde 2 kann
auch an einer Zahnstange ausgebildet sein. Die Antriebsschnecken g und q. sind auf
einer angetriebenen Keilwelle 5 angeordnet, die ihrerseits in den bei 6 und 7 angedeuteten
Teilen des. Unterschlittens ider Maschine gelagert ist. Die Antriebsschnecke q.,
die im Innern Nuten besitzt, in welche die Keile der Welle 5 eingreifen, ist über
die Kugellager 8 und 9 zwischen: die Teile 6 und 7 des Unterschlittens eingespannt,
so daß sie in axialer Richtung nicht beweglich ist, jedoch an der
Drehung
der Keilwelle 5 teilnimmt. Die Antriebsschnecke 3 ist dagegen auf der Keilwelle
5 in axialer Richtung beweglich, mit der Welle jedoch ebenfalls durch Nuten verbunden.
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Zum Verstellen der Schnecke 3 in der gewünschten Richtung dient eine
Vers.tellmutter io, die mit ihrer Stirnseite über einen. Zwischenring i i und ein
Kugellager 12 gegen die Antriebsschnecke 3 anliegt. Die mit Innengewinde versehene
Verstellmutter io sitzt drehbar auf einer mit Außengewinde versehenen Hülse 14,
die mittels der Schraube 15 fest in der Bohrung des Teiles 6 des Unterschlittens
gehalten wird.
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Wie der Schnitt der Abb. 2 erkennen läßt, ist an der Mutter io ein
Hebel 16 ausgebildet. Dieser Hebel ist an seinem freien Ende mit einem Kolben 17
verbunden, der in einem mit Eintrittsöffnungen für das Druckmittel versehenen Zylinder
18 geführt ist. Die Aufwärtsbewegung des Hebels 16 wird durch einen Anschlag begrenzt,
der aus einer einstellbaren Schraube 1g besteht, welche durch eine Mutter 2o in
ihrer jeweiligen Lage festgeklemmt werden kann.
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Entsprechend Abb.3 kann der an der Verstellmutter ausgebildete Hebelarm
auch über ein Verbindungsgestänge 2o", 21 mit dem Anker 22 eines Elektromagneten
23 verbunden sein. Der Hebel 16 steht in diesem Fall außerdem unter Einwirkung einer
Zugfeder 24, welche ihn nach Abschaltung des Magneten in Richtung des Pfeiles in
die obere Endstellung zurückführt, die wieder durch den Anschlag i9, 2,a festgelegt
ist.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Wird
bei der Ausführung nach der Abb. 2 das Druckmittel unter den Kolben 17 geleitet,
so wird der Hebel 16 in die gestrichelt dargestellte Lage verschwenkt, in der er
gegen den Anschlagbolzen i9 anliegt. Durch die Schwenkbewegung des Hebels 16 wird
die Mutter io auf der feststehenden Gewindehülse 14 gedreht und it axialer Richtung
nach links bewegt, wie der in Abb. i eingezeichnete Pfeil zeigt. Diese Bewegung
überträgt sich auf die Antriebsschnecke 3, die dabei den Tisch i mitnimmt, bis das
Tischgewinde mit seinen rechten Flanken gegen die Schnecke 4 und mit seinen linken
Flanken gegen die Schnecke 3 zum Anliegen kommt. Diese Stellung,des Antriebes, die
in Abb. i dargestellt ist, wird mit Hilfe des Anschlagbolzens 19 so einreguliert,
daß das axiale Spiel zwischen ,den Schnecken 3, 4 und dem Tischgewinde 2 vollkommen
beseitigt ist, ohne daß andererseits eine unnötig hohe Reibung auftritt. Der Antrieb
ist damit für das mitläufige Fräsen eingestellt, bei dem der Drehsinn des Fräsers
mit der Vorschubrichtung des. Tisches übereinstimmt und infolge der wechselnden
Richtung der am Tisch angreifenden Kräfte jedes Spiel im Antrieb unbedingt vermieden
werden muß.
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Soll jetzt, nachdem beispielsweise der Arbeitsgang beendet ist, der
Tisch zurückgefahren werden, was im allgemeinen im Eilgang erfolgt, so muß der Antrieb
entlastet werden, da die für den spielfreien Antrieb im Arbeitsgang unvermeidliche,
bei der verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit desselben jedoch unschädliche
Reibung sich bei der hohen Geschwindigkeit des Eilgangs äußerst nachteilig auswirken
würde.
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Zu diesem Zweck wird das Druckmittel der Oberseite des Kolbens 17
zugeführt, so daß der Kolben sich in Richtung des Pfeiles der Abb.2 bewegt und der
Hebel 16 in; die ausgezogen gezeichnete Lage übergeht. Der Hebel 16 dreht dabei
die Mutter io im Uhrzeigersirnn, so daß sie auf der feststehenden Gewindehülse 14
nach rechts wandert ,(auf Abb. i bezogen). Die Antriebsschnecke 3 kann sich. dadurch
so weit in gleicher Richtung bewegen, @daß ein ausreichendes Spiel zwischen dien
Antriebsschnecken 3, 4 und dem Tischgewinde :2 entsteht.
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Der in Abb.3 dargestellte Betätigungsmechanismus für den Hebel 16
arbeitet in gleicher Weise wie der vorstehend in Verbindung mit Abb.2 beschriebene,
mit dem Unterschied jedoch, d'aß im diesem Fall die Bewegung des Hebels 16 durch
den Elektromagneten 22, 23 herbeigeführt wird.
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Die vorstehend beschriebene entlastete Stellung des Antriebes wird
für alle Bewegungsabläufe des Tisches eingestellt, bei denen kein Spielausgleich
erforderlich ist, also neben dem Eilgang z. B. auch für das gegenläufige Fräsen.