Einrichtung zur Beseitigung des toten Ganges in Gewindespindelgetrieben. Bei Gewindespindelgetrieben, die zu An triebszwecken irgendwelcher Art verwendet werden, beispielsweise bei Werkzeugmaschi nen, macht sieh der tote Gang im Getriebe nachteilig bemerkbar und er kann zu erheb lichen Schwierigkeiten führen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beseitigung des toten Ganges in Ge windespindelgetrieben, die zum Bewegen eines Maschinenteils, eines Werkzeuges oder dergleichen dienen und besteht darin, dass der eine Teil des aus Gewindespindel und Mutter bestehenden Getriebes mittelst min destens einem Schraubenräderpaar angetrie ben werden kann, derart, dass dieser Teil des Getriebes vor Beginn seiner Drehbewegung unter der Wirkung der die Zahnflanken bil denden Schrägflächen der Schraubenräder solange achsial verschoben wird, bis die Ge windegänge von Gewindespindel und Mutter zum spielfreien Eingriff gekommen sind. Zur Erreichung des angestrebten Zweckes ist es gleichgültig, ob die Gewindespindel oder die Mutter mittelst der Schraubenräder angetrie ben wird.
Zweckmässig ist die Anordnung derart, dass der eine Teil eines aus Gewindespindel und Mutter bestehenden Getriebes die Spin del oder die Mutter des genannten Getriebes antreiben kann und dass in diesem antreiben den Getriebe der eine Getriebeteil unabhängig von dem zu bewegenden Maschinenteil oder dergleichen frei achsial verschiebbar ist, wäh rend die Gewindespindel oder die Mutter des getriebenen Getriebes, die dabei gegenüber dem zu bewegenden Maschinenteil oder der gleichen keine oder nur geringe Eigenbewe gungen ausführen kann, von dem erstgenann ten Getriebe durch Schraubenräder angetrie ben werden kann.
Bei Verwendung von zwei aus Gewinde spindel und Mutter bestehenden Getrieben, deren Gewindespindeln längsverschiebbar ge lagert sind, kann die Anordnung derart sein, dass die eine, nur in einer Mutter achsial ab gestützte, sonst aber achsial frei verschieb- bare Gewindespindel von aussen angetrieben werden kann und dass diese Gewindespindel die andere, sowohl in ihrer Mutter laufende, als auch mit dem zu bewegenden Maschinen teil oder dergleichen verbundene Gewinde spindel durch ein Schraubenräderpaar antrei ben kann.
Für besondere; weiter unten beschriebene Zwecke ist es vorteilhaft, eine Kupplung vor zusehen, welche die durch die Schrauben räder bewirkte Achsialverschiebung der be treffenden Getriebeteile zeitweilig aufzu heben gestattet.
Zu diesem Zwecke können, wenn zwei Spindeln vorgesehen sind, dieselben ausser durch Schraubenräder auch noch durch Stirnräder miteinander verbunden und beide Arten Räder wahlweise so mit ,diesen Ge triebeteilen kuppelbar sein, dass entweder nur die Schraubenräder oder nur die Stirn räder die Kraftübertragung von einem zum andern Getriebe vermitteln.
Wenn zwei Getriebe vorgesehen sind, so kann das Aufheben der durch die Schrau benräder bewirkten Achsialverschiebung der Getriebeteile auch durch Mittel ermöglicht werden, die eine achsial unverschiebbare Ver bindung des die Schraubenräder treibenden Getriebeteils mit dem zu bewegenden Ma schinenteil oder dergleichen gestatten.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Einrichtung nach der Erfindung, wobei das Spindelgetriebe als Vorschubeinrichtung einer Fräsmaschine dient.
In dem Maschinenteil 1, der ein Teil eines Supportes oder auch des Maschinen bettes einer Fräsmaschine selbst sein kann, sind die Muttern 2 und 3 festeingesetzt. In der Mutter 2 läuft die Gewindespindel 4 und in der Mutter 3 die Gewindespindel 5. Beide Spindeln können durch die Schraubenräder 6, 7 oder die Stirnräder 13, 14 miteinander gekuppelt werden. Das Schraubenrad 6 und das Stirnrad 13 sitzen fest auf der Gewinde spindel 4. Das Schraubenrad 7 und das Stirnrad 14 sitzen lose drehbar auf der Ge windespindel 5, können aber durch die auf der Gewindespindel 5 verschiebbar, aber nicht drehbar .sitzende doppelseitige Kupp lungsmuffe 15 einzeln mit der Gewindespin del 5 gekuppelt werden.
Zu diesem Zwecke besitzen die beiden Räder 7 und 14 entspre chende Kupplungszähne. Ein Stellring 16 hält die auf der Gewindespindel 5 sitzenden Teile 7, 14, 15 zusammen.
Die Kupplungsmuffe 15 und die losen Räder 7 und 14 können natürlich auch auf der Gewindespindel 4 sitzen, oder es können auf beiden Gewindespindeln Kupplungen für die einzelnen Räder angeordnet sein.
Die Zahnsteigung der Schraubenräder 6 und 7 ist in der Zeichnung mit 45 gezeich net, sie kann aber auch mehr oder weniger Grad Steigung aufweisen, je nachdem es ein besonderer Verwendungszweck erfordert, bei spielsweise wenn die Einrichtung bei solchen Fräsmaschinen Anwendung findet, bei denen die Drehrichtung des Fräsers und die Vor- des Werkstückes gleichgerich tet sind.
Die Gewindespindel 5 ist durch Bunde 8, 9 mit dem Tisch 10 der Fräsmaschine ver- bund-en. Der Frästisch 10 ist in üblicher Weise auf einem Maschinenbett geführt. Da mit ein gutes Kämmen,der Schraubenräder 6 und 7 gesichert ist, ist die Gewindespindel 4, wie in der Zeichnung dargestellt, ebenfalls im Frästisch 10 gelagert, sie ist jedoch in ihrem Lager achsial frei verschiebbar, also nur in der Mutter 4 achsial abgestützt.
Da die Schraubenräder 6 und 7 unmittel bar ineinander greifen, so müssen die Ge winde der Spindeln 4 und -5 entgegengesetzte Gangrichtung haben. Sind die Schrauben räder 6, 7 1 :1 übersetzt, so müssen die Ge winde der Spindeln 4 und 5 gleiche Steigung haben. Werden die Eingriffs- bezw. Über setzungsverhältnisse der Schraubenräder 6, 7 geändert, .so müssen Gangrichtung und Steigungen der Gewindespindeln 4, 5 eben falls entsprechend geändert werden. Auch müssen die Stirnräder 13, 14 in ihrem Über setzungsverhältnis und ihrer Laufrichtung den Schraubenrädern 6 und 7 entsprechen.
Auf dem Frästisch 10 ist ein Werkstück 11 befestigt, das von dem Fräser 12 bearbei tet werden ,soll.
Die dargestellte Einrichtung arbeitet auf folgende Weise: Die Spindel 4 wird durch eine beliebige Kraftquelle oder ein geeignetes Getriebe von aussen angetrieben und es sei angenommen, -dass sie in der Pfeilrichtung gedreht wird. Ist das Schraubenrad 7 mit der Gewinde spindel 5 durch Kupplung 15 verbunden und ist toter Gang in den Gewindegängen und in der Verbindung der Gewindespindel 5 mit dem Frästisch 1,0 vorhanden, so gleiten die in entsprechender Richtung geneigten, die linken Zahnflanken bildenden Schrägflächen der Schraubenräder 6 und 7 aneinander ab und schieben dabei infolge der Zahnsteigung die Gewindespindel 4 in achsialer Richtung nach links (Pfeil A)
und die Gewindespin del 5 in achsialer Richtung nach rechts (Pfeil B), bis einerseits der Bund 9 fest am Tisch 10 anliegt und anderseits .die linken Gewindeflanken der Spindel 4 und die rech ten Gewindeflanken der Spindel 5 in den Gewindegängen der betreffenden Mutter 2 bezw. 3 zur Anlage kommen. Damit dies deutlich ersichtlich ist, ist das Gewindeprofil von Spindeln und Muttern mit übertrieben grossem Spiel in der Zeichnung dargestellt.
Sobald die Gewindeflanken beider Spin deln .4 und 5 auf entgegengesetzten Seiten anliegen und hierdurch das Abgleiten der schrägen Zahnflächen der Schraubenräder 6, 7 in seitlicher Richtung verhindern, wird das Schraubenrad 7 vom Schraubenrad 6 mit gedreht und dadurch der Fräetisch 10 mit dem Werkstück 11 nach rechts verschoben.
Durch die Achsialwirkung der Schrau benräder 6 und 7 ist der in Gewindespindel- getrieben nicht zu vermeidende tote Gang, der sich insbesondere bei der Umkehr der Drehrichtung der Gewindespindeln bemerkbar macht, aufgehoben, denn es liegen jetzt :die rechten Flanken des Schraubenrades 6 un- verschiebbar an den linken Flanken des Schraubenrades 7, sowie die linken Flanken des Gewindes der Spindel 4 an den rechten Flanken des Gewindes ihrer 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 .solange. von den Zähnen der Schraubenräder 6 und 7 voll getragen, solange der Fräser 12 das Werkstück 11 noch nicht erfasst hat. Sobald dies aber der Fall ist, wird der Frästisch 10 vom Frä:ser 12 in Richtung des Pfeils C nach rechts gezogen, wobei die rechten Flanken des Gewindes der Spindel 5 den gesamten Arbeitsdruck aufnehmen.
Durch die voni Schraubenrad 6 ausgehende Drehung des Schraubenrades 7 und der Spindel 5 wird dann also nur noch die Grösse der Verschie bung des F'rästisches 10 geregelt, was sehr wenig Kraft erfordert und die Schrauben räder 6 und 7 kaum noch anstrengt.
Soll der Frästisch 10 wieder nach links zurückgetrieben werden, so muss der Antrieb umgeschaltet und die .Spindel 4 in entgegen gesetzter Richtung gedreht werden. Hierbei wird sie einen Augenblick leer laufen, bis die entgegengesetzt liegenden, bei der vor herigen Drehrichtung der Spindel 4 nicht be lasteten Flanken ihres Gewindes und die be treffenden Zahnflanken der Schraubenräder 6 und 7 zur Anlage gekommen sind, worauf der Frästisch 10 zurückbewegt wird. Ebenso läuft in diesem Falle auch die Gewindespin del 5 einen Augenblick leer mit, bis die ent gegengesetzten Flanken ihres Gewindes in ,der Mutter '3 zur Anlage kommen.
Während dieser Zeit wäre jedoch der Frästsch 10 infolge der Zahnluft und des Spiels zwischen Spindelgewinde und Mutter gewinde in Richtung der Kraftwirkung des Fräsers 12 nicht kraftschlüssig gegen - Ver schiebung gesichert.
Es könnte demzufolge vorkommen, dass der Fräser 12, wenn er wäh rend der Rückbewegung des Tisches 10 nicht stillgesetzt wird, in das Werkstück 11 ein hakt und dieses nebst dem Frästi.sch 10 um den durch den toten Gang gegebenen Betrag zurückreisst. Dies könnte zu Brüchen von Werkzeug oder Maschine führen und wird bei der dargestellten Einrichtung dadurch unmöglich gemacht, dass zur Rückbewegung des Frästisches 10 nicht die Gewindespindel 4, sondern die Gewindespindel 5 zurückge dreht werden kann, deren rechte Gewinde flanken unter dem Arbeitsdruck des Fräsers 12 fest an den linken Flanken :
der Mutter 3 anliegen und somit den Frästis.ch gegen nicht zwangläufige Bewegungen sichern. Dieses Zurückdrehen der Spindel 5 kann vermittelst einer Handkurbel 17 von Hand oder durch einen mechanischen Antrieb geschehen.
Da zwischen den Gewindeflanken der Spindel 5 und deren Mutter 3 kein Spiel besteht, ist es zweckmässig, vor Beginn der Gewindespin del 5 das Schraubenrad 7 von dieser Spindel zu entkuppeln und in die Spindel 5 mit dem Stirnrad 14 zu kuppeln, so dass jetzt ledig lich die Stirnräder 18, 14 die Kraftübertra- g-ung von einer zur andern Gewindespindel vermitteln und keine Längsverschiebung der Spindeln 4, 5 erfolgen kann. Durch die Rückdrehung der Gewindespindel 5 bewegt sich diese entgegengesetzt zur Pfeilrichtung B und nimmt den Frästisch 10 mit, in dem sie drehbar gelagert ist.
Bei der Rückbewegung des Frästisches 10 könnte die Achsialverschiebung der Ge windespindeln 4, 5 mittelst der Schrauben räder 6, 7 unter Weglassung der Stirnräder 13, 14 im Bedarfsfalle auch dadurch auf gehoben werden, dass die freie achsiale Ver- schiebbarkeit der Gewindespindel 4 während der Rückbewegung blockiert, diese Spindel also mit dem zu- bewegenden Frästisch 10 zeitweilig a@chsial unverschiebbar verbunden wird. Dies kann auf jede beliebige Weise ge schehen und ist daher in der Zeichnung nicht besonders dargestellt.
Um die Achsialwirkung der Schrauben räder 6, 7 auch zur Beseitigung,des achsialen Spiels zwischen der Gewindespindel 5 und dem zu bewegenden Maschinenteil nutzbar zu machen, ist der Bund 9 an einem Bolzen 19 angebracht, der in einer Bohrung der Ge windespindel 5 verschiebbar eingesetzt ist und vermittelst eines Stiftes 18 .durch in der Gewindespindel 5 eingearbeitete Langlöcher hindurch mit dem Stellring 16 verbunden ist.
Gleiten bei dieser Anordnung die Schrauben räder 6, 7 in der beschriebenen Weise seitlich voneinander ab, so wird mittelst des Stell ringes 16 und des Stiftes 18, der sich in den Langlöchern verschieben kann, der Bolzen 19 nach rechts gezogen, bis der Bund 9 dieses Bolzens vollkommen fest am Frästiscll 10 anliegt. Durch die weitere Abgleitbewegung des Schraubenrades 7 gegenüber dem Schrau- benrade 6 wird nunmehr der Tisch gemein sam mit der Gewindespindel 5 nach rechts gedrückt, bis die rechten Gewindeflanken der Spindel 5 gegen die linken Gewindeflan ken der Mutter 3 fest anliegen.
Nunmehr ist die Abgleitbewegung der Schraubenräder beendet und das vorhandene Spiel in den Ge windegängen und zwischen der Spindel 5 und dem F'rästisch 10 aufgehoben, so dass eine vollkommen spielfreie und zwangläufige Vorschubbewegung des Frästisches 10 mit- telst der Spindel 5 erreicht wird.
Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Gewinde spindeln 4, 5 mit dem Frästisch 10, an dessen Stelle auch ein anderer zu bewegender Teil einer Maschine oder Vorrichtung treten könnte, hin- und herbewegt, während die Muttern 2 und 3 stillstehen. Es könnten die Muttern 2, 3 mit dem zu bewegenden Teil hin- und herbewegt werden und die Ge windespindeln 4, 5 ortsfest angeordnet oder eine Mutter und eine Spindel ortsfest an geordnet werden.
Die Anwendung der dargestellten Ein richtung ist nicht auf Fräsmaschinen be schränkt, sie kann vielmehr überall da an gewendet werden, wo sich eine geeignete Gelegenheit dazu bietet.