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Vorschubeinrichtung für Drehbänke Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
für den Längsvorschub der die Schneidwerkzeuge tragenden Supporte auf dem Drehbankbett.
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Der Supportlängsvorschub bei Drehbänken wird normalerweise dadurch
erzielt, daß bei Längsdreharbeiten ein am Support gelagertes Ritzel, welches mit
einer am Bett angeordneten Zahnstange im Eingriff steht, durch eine vom Hauptantrieb
angetriebene genutete Spindel oder durch einen besonderen Antriebsmotor in Umdrehung
versetzt wird, während beim Gewindeschneiden eine im Support undrehbar angeordnete
Gewindemutter mit einer in Bettlängsrichtung angeordneten umlaufenden Gewindespindel,
der Leitspindel, in Eingriff gebracht wird, während das beim Längsdrehen verwendete
Vorschubritzel vom Antrieb entkuppelt ist.
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Bei Drehbänken großer Spitzenweite treten bei der Anwendung dieser
üblichen Bawweise Schwierigkeiten dadurch auf, daß entsprechend lange Leitspindeln
nur mit großer Mühe und hohen Kosten genügend genau hergestellt werden können, zuni
anderen dadurch, daß die lange Leitspindel am Drehbankbett gegen Durchhängen abgestützt
werden muß, und schließlich dadurch, daß die, je nach dem Abstand des Supports vom
Festlager der Leitspindel verschieden großen elastischen Verformungen der belasteten
Spindel die Genauigkeit
der Gewindeschneidarbeiten beeinträchtigen.
Weitere Komplikationen bereitet die Verwendung einer Leitspindel bei der Anwendung
an Drehbänken mit »elektrischer Welle«, d. h. Übertragung der Vorschubbewegung von
der Hauptspindel auf den Support durch eine elektrische 'Gleichlaufschaltung. Hier
ist der Vorschubmotor am Supporträderkasten angeordnet, während der Antrieb der
Leitspindel vom Bettkopf aus erfolgen muß, so daß für die Leitspindel in diesem
Falle ein besonderer zusätzlicher Antrieb erforderlich ist. Wegen der erwähnten
Nachteile wurden Drehbänke großer Spitzenweite oft nur mit einer kurzen Leitspindel
im Supportdrehteil zum Schneiden kurzer Gewinde ausgestattet, und auch für Drehbänke,
auf denen über die ganze Drehlänge Gewinde geschnitten werden sollen, wurden Konstruktionen
ausgeführt, die auf die Verwendung einer Leitspindel verzichten.
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Hier ist zunächst die Anordnung einer Mutterzahnstange am Bett zu
erwähnen, in die eine angetriebene, am Support gelagerte Schnecke eingreift. Dabei
kann die Mutterzahnstange nur für das Gewindeschneiden, aber auch für normalen Vorschub
und Gewindeschneiden verwendet werden. Dieser Schneckenantrieb ergibt zwar die für
das Gewindeschneiden erforderliche ruhige und gleichmäßige Vorschubbe-wegung, hat
aber einen schlechten Wirkungsgrad, wobei die hohen Reibungsverluste zu genauigkeitsminderndem
Verschleiß führen, weil optimale Schmierung bei. dem offenen Getriebe nicht erreicht
werden kann. Außerdem ergibt die kritische Lage .der Schneckenlängsachse Schwierigkeiten
bei Montage und Bettbahnverschleiß. Man hat daher auch schon versucht, zum Gewindeschneiden
die normale Stirnzahnstange zu verwenden, wobei man durch entsprechende Zahnschrägung
und möglichst große Zähnezahl des Vorschubritzels einen großen überdeckungsgradun.dd,amiteinegleichmäßigeVorschubbewegung
zu erreichen versuchte. Es zeigte sich jedoch, daß der Gang infolge des Wanderns
der Berührungspunkte über die Zahnflanken für das Schneiden von Gewinden höchster
Genauigkeitsansprüche trotzdem zu unruhig ist.
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Demgegenüber ermöglicht die Vorschubeinrichtung nach der Erfindung
bei einfachem Aufbau und einfacher Montage der Drehbank die Erzielung einer gleichmäßigen
Vorschubbewegung bei gutem Wirkungsgrad und geringstem Verschleiß und erreicht dies
dadurch, daß mit einer vorzugsweise schräg verzahnten, am Drehbankbett gelagerten
Stirnzahnstange mindestens zwei Ritzel hintereinander im Eingriff stehen, die im
Support so gelagert sind, daß der Abstand ihrer Wälz-.punkte mit der Zahnstange
kein ganzzahliges Vielfaches der Zahnteilung beträgt. Dabei sollen die Ritzel so
angetrieben werden, daß einselbsttätiger Ausgleich der Vorschubkräfte eintritt,
was nach der Erfindung bei zwei Ritzeln dadurch geschieht, daß beide Ritzelwellen
vori einer Vorgelegewelle aus angetrieben werden, auf der die beiden entgegengesetzt
schräg verzahnten Räder für den Antrieb der Ritzelwellen unverdrehbar, aber gemeinsam
längs beweglich angeordnet sind. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sollen
die Zahnstangenritzel ungleiche Zähnezahlen haben, um die Auswirkung von eventuellen
Verzahnungsriehlern zu verringern.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. i bis 3 schematisch
dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Schnitt durch die Vorschubeinrichtung nach
der Schnittlinie A-B der Fig. 2, Fig. 2 einen senkrecht zur Bettlängsrichtung verlaufenden
Schnitt durch einen Teil des Bettes und der Vorschubeinrichtung nach der Schnittlinie
C-D der Fig. i, Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorschubeinrichtung nach der Linie
E-F der Fig. i.
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Am Drehbankbett i ist in Bettlängsrichtung die schräg verzahnte Stirnzahnstange
2 angeordnet, mit der die im Supporträderkasten 3 gelagerten Vorschubritzel q.,
5 im Eingriff stehen; mit den Ritzelwellen 6, 7 sind die entgegengesetzt schräg
verzahnten Stirnräder 8, g verkeilt, welche mit den Verzahnungen io, ii des auf
der Vorgelegewelle 12
längs verschieblichen Ritzels 13 kämmen. Die Schrägungswinkel
der Verzahnungen io, ii sind so gewählt, daß gleiche Umfangskräfte an den Ritzeln
4, 5 zu einem Gleichgewicht der auf das Ritzel 13 in Achsrichtung wirkenden Kräfte
führen. Das heißt, bei gleichen Zähnezahlen der Ritzel 4, 5 und Vernachlässigung
von unbedeutenden Reibungs- und Gewichtseinflüssen sind die Winkel entgegengesetzt
gleich. Das mit der Vorgelegewelle 12 verkeilte Schneckenrad 14 steht mit der Schnecke
15 im Eingriff, welche von der Zugspindel oder vom Wellenmotor der »elektrischen
Welle« über das nicht dargestellte Vorschubwechselgetriebe angetrieben wird.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Da der Abstand der Wälzpunkte der
Ritzel4, 5 mit der Zahnstange - d. h. bei gleichen Teilkreisdurchmessern der Ritzel
4, 5 der Abstand der Ritzeldrehpunktekein ganzzahliges Vielfaches der Zahnteilung
ist, findet die Flankenberührung bei beiden Ritzeln nicht an einander entsprechenden
Stellen der Eingriffslinien statt. Die Wirkung der Anordnung ist daher so, als ob
bei nur einem Ritzel gleicher Eingriffslänge die Stirnteilung verkleinert und damit
der überdeckungsgrad vergrößert wäre. Es findet daher gegenüber dem Vorschub durch
nur ein Ritzel eine wesentlich gleichmäßigere Supportbewegung statt. Das auf der
Welle 12 längs bewegliche Ritzel stellt sich infolge der entgegengesetzt gerichteten
Zahnschrägen der Verzahnungen io; ii so ein, daß bei Übertragung eines Drehmoments
Gleichgewicht der in Achsrichtung wirkenden Kräfte herrscht, was wegen der gewählten
Schrägungswinkel gleiche Vorschubkräfte an den Zahnstangenritzeln 4 und 5 ergibt.
Dieser selbsttätige Belastungsausgleich führt nicht nur zu gleichen Zahnbeanspruchungen,
die sich in bezug auf Bruchsicherheit und Verschleiß günstig auswirken, sondern
sorgt auch dafür, daß sich
eventuelle Zahnteilungsungenauigkeiten
an Vorschubzahnstange oder Vorschubritzeln nur in geringem Maße auf die Vorgchubgenauigkeit
auswirken können. Dabei besteht eine weitere Möglichkeit, die Auswirkung eventueller
Zahnteilungsfehler einzuschränken, darin, daß man den mit selbsttätigem Belastungsausgleich
versehenen Ritzeln ungleiche Zähnezahlen gibt. Es ist auch möglich, die Vorschubkraft
auf- mehr als zwei mit der Zahnstange im Eingriff stehende Ritzel zu verteilen.