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Einrichtung zur Beseitigung des toten Ganges in Gewindespindelgetrieben.
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u. zw. werden beide Arten von Rädern mit den Spindeln abwechselnd gekuppelt, so dass entweder nur die Schraubenräder oder nur die Stirnräder die Kraftübertragung von einer Spindel zur andern vermitteln.
Die Axialverschiebung der Spindeln durch die Schraubenräder kann erfindungsgemäss bei Weglassen der Stirnräder auch dadurch aufgehoben werden, dass die treibende Spindel mit dem zu bewegenden Maschinenteil axial unverschiebbar verbunden wird.
Nach der Zeichnung sind in den Maschinenteil 1, der ein Teil eines Schlittens oder auch des Maschinenbettes einer Fräsmaschine selbst sein kann, die Muttern 2 und 3 fest eingesetzt. In der Mutter 2 läuft die Gewindespindel 4 und in der Mutter 3 die Gewindespindel 5. Beide Spindeln können durch die
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sitzen fest auf der Spindel 4. Die Räder 7 und. M sitzen lose drehbar auf der Spindel 5, können aber durch die auf ihr verschiebbar, aber nicht drehbar sitzende doppelseitige Kupplungsmuffe 15 einzeln mit der
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Die Spindel 5 ist durch Bunde 8, 9 am Tisch 10 der Fräsmaschine in axialer Richtung spielfrei gelagert. Damit ein gutes Zusammenarbeiten der Räder 6 und 7 gesichert ist, kann die Spindel 4, wie dargestellt, ebenfalls im Tisch 10 gelagert sein, sie muss jedoch in ihrem Lager axial frei verschiebbar sein.
Greifen die Räder 6 und 7 unmittelbar ineinander, so muss die Gangrichtung der Gewinde der Spindeln 4 und 5 entgegengesetzt sein. Ist die Übersetzung der Räder 6 und 7 1 : 1, so muss die Steigung der Gewinde der Spindeln 4 und 5 gleich sein. Wird das Eingriffs-oder Übersetzungsverhältnis der Räder 6 und 7 geändert, so müssen Gangrichtung und Steigungen der Gewinde der Spindeln 4, 5 ebenfalls entsprechend geändert werden. Auch muss das Übersetzungsverhältnis und die Laufrichtung der Räder 13, 14 denen der Räder 6 und 7 entsprechen.
Auf dem Tisch 10 ist ein Werkstück 11 befestigt, das von dem Fräser 12 bearbeitet wird.
Wird die Spindel 4 in der Pfeilrichtung gedreht, wobei angenommen ist, dass das Rad 7 mit der Spindel 5 gekuppelt ist und dass toter Gang in den Gewindegängen vorhanden ist, so gleiten die Zahnflanken der Schraubenräder 6 und 7 so lange aneinander ab und verschieben dabei infolge ihrer Steigung die Spindel 4 so lange axial nach links (Pfeil A) und die Spindel 5 axial nach rechts (Pfeil B), bis die linken Gewindeflanken der Spindel 4 und die rechten Gewindeflanken der Spindel 5 in den Gewindegängen der Mutter 2 bzw. 3 zur Anlage kommen. Damit dies deutlich ersichtlich ist, ist das Gewindeprofil der Spindeln und Muttern mit übertrieben : grossem Spiel dargestellt.
Erst wenn die Gewindeflanken beider Spindeln 4 und 5 auf entgegengesetzten Seiten anliegen und demnach keine Verschiebung dieser Spindeln mehr stattfinden kann, wird das Rad 7 vom Rad 6 mitgedreht und dadurch der Tisch 10 mit dem Werkstück 11 durch die Drehung der Spindel 5 nach rechts verschoben.
Durch die Räder Sund 7 ist somit der tote Gang aufgehoben, denn es liegen jetzt die rechten Flanken des Rades 6 an den linken Flanken des Schraubenrades 7, die linken Flanken des Gewindes der Spindel 4 an den rechten Flanken des Gewindes der Mutter 2 und die rechten Flanken des Gewindes der Spindel 5 an den linken Flanken des Gewindes der Mutter 3 fest an.
- Beim Verschieben des Tisches 10 nach rechts wird der gesamte Arbeitsdruck so lange von den Zähnen der Räder 6 und 7 voll getragen, solange der Fräser 12 das Werkstück 11 noch nicht erfasst hat. Sobald dies aber der Fall ist, wird der Tisch 10 vom Fräser 12 in der Richtung des Pfeiles 0 nach rechts gezogen, wobei die rechten Flanken des Gewindes der Spindel 5 den gesamten Arbeitsdruck aufnehmen. Durch die vom Rad 6 ausgehende Drehung des Rades 7 und der Spindel 5 wird dann also nur noch die Grösse der Verschiebung des Tisches 10 geregelt, was sehr wenig Kraft erfordert, und die Schraubenräder 6 und 7 werden kaum noch beansprucht.
Soll der Tisch 10 wieder nach links zurückbewegt werden, so muss die Spindel 4 in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Hiebei läuft sie erst so lange leer, bis die Flanken der Räder 6 und 7 und der Spindeln 4 und 5 zur Anlage gekommen sind, worauf der Tisch 10 zurückbewegt wird.
Während dieser Zeit ist jedoch der Tisch 10 in der Richtung der Kraftwirkung des Fräsers 12 nicht gegen Verschiebung gesichert. Es könnte daher vorkommen, dass der Fräser 12 in das Werkstück 11 einhakt und dieses nebst dem Tisch 10 unter sich hinwegreisst. Dies könnte zu Brüchen von Werkzeug oder Maschine führen und wird erfindungsgemäss dadurch unmöglich gemacht, dass zur Rückbewegung des Tisches ; M nicht die Spindel 4, sondern die Spindel 5 zurückgedreht wird, mittels der Handkurbel 1'1 oder durch einen mechanischen Antrieb.
Wie vorher beschrieben, finden die Schubkräfte, die durch den Arbeitsdruek des Fräsers auf den Tisch 10 und die Spindel 5 wirken, ein spielfreies Widerlager an der Mutter 3, da die Gewindegänge von Spindel und Mutter spielfrei aneinander liegen. Wird nun zur Zurückbewegung des Tisches 10 dieseSpindel zurückgedreht, so führen die bereits anliegenden Gewindeflanken die Rückholarbeit aus.
Da hiebei die spielfreie Anlage der Gewindeflanken nicht unterbrochen wird, kann der Fräser 12 in das Werk-
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Hiebei ist die durch die Räder 6,7 bewirkte Axialverschiebung der Spindeln 4 und 5 nicht erforderlich ; deswegen ist es zweckmässig, vor Beginn der Rückdrehung der Spindel 5 das Rad 7 durch Verschieben der Muffe 15 von der Spindel 5 zu entkuppeln und das Rad 14 mit ihr zu kuppeln, so dass jetzt lediglich die Räder 13, 14 die Kraftübertragung von einer Spindel zur andern vermitteln und keine Längsverschiebung der Spindeln 4, 5 möglich ist.
Soll eine mit der erfindungsgemässen Einrichtung versehene Fräsmaschine z. B. zu einer Fräsarbeit verwendet werden, bei der die Drehrichtung des Fräsers und die Vorschubrichtung nicht gleichgerichtet, sondern entgegengesetzt gerichtet sind, so ist die Totgangbeseitigung unnötig. Bei derartigen Arbeiten können die Räder 6, 7 dauernd entkuppelt sein.
Zur zeitweiligen Aufhebung der Axialverschiebung der Spindeln 4,5 durch die Räder 6, 7 könnte man auch die Stirnräder 13, 14 weglassen und die Spindel 4 mit dem zu bewegenden Tisch 10 auf beliebige Weise axial unverschiebbar verbinden.
Der durch die Schrägflächen der Räder 6,7 hervorgerufene Axialschub kann erfindungsgemäss auch zur Beseitigung eines etwaigen axialen Spiels an den Verbindungsstellen der Gewindespindel mit dem zu bewegenden Maschinenteil benutzt werden. Beispielsweise wird zu diesem Zweck der Bund 9 an einem Bolzen 19 angebracht, der in einer Bohrung der Spindel 5 verschiebbar eingesetzt ist und mittels eines Stiftes 18 durch Langlöcher in der Spindel 5 hindurch mit dem Stellring 16 verbunden ist. Auf diese Weise wird der Axialschub über das Rad 7 und den Stellring 16 auf den Bund 9 übertragen und dieser dadurch gegen den Lagerarm des Tisches 10 angedrückt, so dass jedes axiale Spiel zwischen der Spindel 5 und dem Tisch 10 aufgehoben wird.
Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Spindeln 4, 5 mit dem Tisch 10, an dessen Stelle auch ein anderer zu bewegender Teil einer Maschine oder Vorrichtung treten könnte, hin und her bewegt, während die Muttern 2 und 3 stillstehen. Man kann aber auch die Muttern 2, 3 mit dem zu bewegenden Teil hin und her bewegen oder, wenn der Teil 10 und die Gewindespindeln 4, 5 ortsfest angeordnet sind, die Muttern 2,3 allein bewegen oder die eine Mutter und die zweite Spindel bewegen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Beseitigung des toten Ganges in Gewindespindelgetrieben, die zu Antriebszwecken irgendwelcher Art verwendet werden, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel oder die Mutter mittels ineinandergreifender Schraubenräder angetrieben wird, derart, dass der angetriebene Teil des Getriebes vor Beginn der Bewegung des zu verschiebenden Maschinenteiles od. dgl. unter der Wirkung der entgegengesetzt gerichteten Schrägflächen der Schraubenräder so lange axial verschoben wird, bis die Gewindegänge der Spindel und der Mutter zum spielfreien Eingriff gekommen sind.