CH386809A - Vorrichtung zur Spielregulierung an ausziehbarer Werkzeugmaschinenspindel - Google Patents

Description

  Vorrichtung zur Spielregulierung an ausziehbarer Werkzeugmaschinenspindel    Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung  an einer ausziehbaren Werkzeugmaschinenspindel mit  Gewindetrieb, bei dem zur Spielregulierung eine  Haupt- und eine Gegenmutter mittels einer Feder  gegeneinander verspannbar und durch eine Entspan  nungsvorrichtung lösbar sind.  



  Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ist es  möglich, die Arbeitsspindel bei gelöster Gegenmutter  zu verschieben, während diese bei geklemmter Gegen  mutter nicht verschiebbar ist und für Fräsarbeiten  benützt werden kann. Bei gelöster Gegenmutter ist der  Antrieb der Arbeitsspindel mit Spiel behaftet, welches  jedoch für feine Bohr- und Ausdreharbeiten uner  wünscht ist.

      Zur Beseitigung dieses Nachteils kennzeichnet sich  die Vorrichtung gemäss der Erfindung dadurch, dass  die Haupt- und Gegenmutter je mit einem der sich  gegeneinander und bei voller Druckbeaufschlagung  gegen die Kraftwirkung der Feder verschiebenden  Teile eines als Entspannungsvorrichtung wirkenden  Kolbengetriebes verbunden sind, und dass Steuer  organe enthaltende Mittel vorgesehen sind zum wahl  weisen abgestuften Ändern des Druckes im Kolben  getriebe, um damit das Spiel und den Grad der Ver  spannung der beiden Muttern bei verschiedenen Ver  wendungen der Werkzeugmaschinenspindel zu be  herrschen.  



  Der grosse Vorteil der Erfindung liegt darin, dass es  nunmehr gelingt, die beiden Muttern mehr oder weni  ger leicht zu verspannen, ohne sie gegenseitig zu ver  klemmen, so dass bei den verschiedenen Bearbeitungs  arten und Geschwindigkeiten der Arbeitsspindel ein  spielloser Gang mit optimalen Reibungsverhältnissen  erreicht wird.  



  Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem  Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:    Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine ausziehbare  Werkzeugmaschinenspindel;  Fig. 2 einen vergrösserten Ausschnitt einiger Ge  windegänge der Haupt- und der Gegenmutter in gegen  über der Gewindespindel gelöster Stellung;    Fig. 3 die Teile von Fig. 2 in anliegender Stellung;    Fig. 4 ein Schema, welches die elektrische Schaltung  des Vorschubmotors in Verbindung mit den elek  trischen und hydraulischen Mitteln zur     Beeinflussung     des Druckes im Kolbengetriebe veranschaulicht.  



  Nach Fig. 1 ist die Hauptspindel Sp im Gehäuse 3  drehbar, aber nicht verschiebbar gelagert und wird  auf bekannte Art von einem nicht dargestellten Haupt  motor getrieben. Die Arbeitsspindel 1, welche axial  verschiebbar mit der Hauptspindel Sp gekuppelt ist,  ist drehbar, jedoch in axialer Richtung fest in der  Pinole 2 gelagert, welche ihrerseits gegen Verdrehung  gesichert, aber axial verschiebbar im Gehäuse des       Spindelstocks    3 untergebracht und fest mit der Ge  windehülse 4 verbunden ist. Die Gewindehülse 4 greift  in die Hauptmutter 5 ein, welche in ihrem gemäss       Fig.    1 oberen Teil mit der Büchse 6 mittels der Schrau  ben 37 verschraubt und in bekannter Weise mittels der  Lager 7, 8 und 9 im Gehäuse 3 drehbar, aber nicht  axial verschiebbar gelagert ist.  



  Die Büchse 6 trägt eine Aussenverzahnung 10, in  welche das Zahnrad 11 eingreift, welches von dem  regelbaren     Vorschubmotor    M in Drehung versetzt  wird.  



  Die Hauptmutter 5 enthält in ihrem Inneren die  Gegenmutter 12, welche gegen erstere durch die     Pass-          feder    13 gegen Verdrehung gesichert ist. Mittels der  Schraubenfedern 14, von welchen mehrere auf den  Umfang verteilt sind, wird die Gegenmutter 12 gegen  die Hauptmutter 5 axial verspannt.      Der in Fig. 1 als oberer Teil der Gegenmutter 12  veranschaulichte Kolben 17 und die als Zylinder 18  ausgebildete Hülse 6 stellen gemeinsam das Kolben  getriebe dar. Über die Druckölleitung 16 kann, wie  nachstehend beschrieben, Drucköl von wahlweise  änderbarem Druck in den Ringraum 15 gelangen,  wodurch die Kraft des Kolbengetriebes und damit die  Wirkung der Federkraft zwischen den Muttern 5 und  12 wahlweise aufgehoben oder abgeschwächt werden  kann.  



  Wie in Fig. 4 schematisch veranschaulicht, ist die  Druckölleitung 16 über die Leitungen 21, 22, 23 und 24  mit der Rückölleitung 20 verbunden. In die Lei  tungen 21, 22 und 23 sind als Mittel zum wahlweisen  abgestuften Ändern des Druckes im Kolbengetriebe  die Maximaldruckventile V1, V2 und Y3 eingebaut,  von denen Ventil     V1    auf den höchsten und Ventil     V3     auf den niedrigsten Überdruck eingestellt sind. Die  Leitung 22 dient dem druckfreien Ölrücklauf. In die  Leitung 22 sind als Steuerorgane für die Druckände  rung im Kolbengetriebe das Elektromagnetventil M 1  und entsprechend die Elektromagnetventile M2 und  M3 in die Leitung 23 bzw. 24 eingeschaltet. Die  Elektromagnetventile M1, M2 und M3 sind in Null  stellung gesperrt. Der Öldruck wird durch die PumpeP  erzeugt.  



  Die Drehzahl und Drehrichtung des Vorschub  motors M kann von Hand mit Hilfe von Steuer  elementen, nämlich der Schalterhebel<I>A</I> und<I>B</I> des  Steuergerätes 25, in bekannter und daher nicht näher  beschriebener Weise variiert werden.  



  Für den Fachmann ist es verständlich, dass die  Arbeitsspindel auch ohne eigenen Motor über ent  sprechende Getriebe auch vom Hauptmotor einer  Werkzeugmaschine angetrieben sein kann, wobei dann  ebenfalls Steuerelemente in Form von Kupplungen mit  Schalterhebeln und Zusatzgetrieben zur Änderung der  Drehzahl und Drehrichtung der Arbeitsspindel ange  ordnet sind.  



  Im vorliegenden Beispiel steuert der Schalter  hebel A das Ein- und Ausschalten in der Weise, dass  der Vorschubmotor M in der Stellung 26 des Schalters  A 1 ausgeschaltet ist, in Stellung 27 in einem Drehsinn  läuft, der eine vorwärtsgerichtete Bewegung der  Pinole 2 bewirkt und in Stellung 28 mit entgegen  gesetztem Drehsinn eine rückwärtsgerichtete Bewe  gung der Pinole 2 verursacht.  



  Der Schalthebel B dient der Steuerung der Dreh  zahl des Vorschubmotors M, d.h. der Vorschub  geschwindigkeit. In Stellung 29 des Schalters B 1 ist  der Eilgang eingeschaltet, während in den Stellungen  30 die verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten fest  gelegt sind. Der Schalterhebel B betätigt direkt einen  zweiten Schalter B2, dessen Kontakte 31 an Spannung  liegen. Der Kontaktarm des Schalters B2 ist über die  Leitung 32 mit dem Kontaktarm des zweiten vom  Schalthebel<I>A</I> betätigten Schalters<I>A2</I> verbunden. Der  Schalter A2 ist über die Leitungen 33 und 34 mit den  Elektromagnetventilen M 1 und M2 verbunden, deren  Wicklungen über die Leitung 35 an den Nulleiter    angeschlossen sind.

   Der Kontaktarm des dritten vom  Schalterhebel<I>A</I> betätigten Schalters<I>A 3</I> liegt direkt  über die Leitung 36 an Spannung und schaltet in der  Schaltstellung 26 des Schalters A 1 das Elektromagnet  ventil M3 ein.  



  Es ist selbstverständlich auch möglich, die Steuer  organe zur Druckänderung im Kolbengetriebe mecha  nisch mit den Steuerelementen zur Wahl der ver  schiedenen Vorschubgeschwindigkeiten und Vorschub  richtungen zweckentsprechend in Antriebsverbindung  zu setzen. Da dies nach den obigen Erläuterungen für  den Fachmann leicht zu verwirklichen ist, wird auf  eine spezielle Darstellung verzichtet.  



  Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:  Die Kraft des Kolbengetriebes kann durch Ver  änderung des Öldruckes den verschiedenen Betriebs  zuständen der Arbeitsspindel 1 für das Bohren und  das Fräsen angepasst werden.  



  Bei dem vorliegenden Beispiel ergeben sich die vier  folgenden Betriebszustände:  1. Aus- und Einfahren der Werkzeugmaschinen  spindel im Eilgang.  



  Der Schalter B 1 befindet sich in der Stellung 29  und der Kontaktarm B2 ist stromlos. Die Magnet  ventile M1 und M2 befinden sich mithin in der Null  stellung-und sind gesperrt. Desgleichen befindet sich  das Magnetventil M3 in der Nullstellung, da der  Stromkreis beim Einschalten des Motors mittels des  Schalters A im Schalter A 3 unterbrochen wird.  



  Das von der Pumpe P geförderte Drucköl kann  also nur über die Leitung 21 und das Maximaldruck  ventil V 1     abfliessen.    Es stellt sich daher der am Ventil  V1 eingestellte Druck ein, unter dessen Kraftwirkung  die Gegenmutter 12 entgegen der Federkraft ver  schoben und der Gewindetrieb völlig entlastet wird.  Die Gewindehülse 4 hängt mit Spiel in der Mutter 5  (siehe Fig. 2) und kann mit minimaler Reibung ver  schoben werden.    2. Einstellung der Werkzeugmaschinenspindel auf  Vorschub vorwärts zum Ausführen von Bohr- und  Dreharbeiten.    Am Schalter B 1 ist über einen der Kontakte 30  eine     Vorschubgeschwindigkeit    eingestellt. Der Kontakt  arm A 2 liegt also über die Leitung 32 und den Kon  taktarm B2 sowie über die Kontakte 31 an Spannung.

    Die     Vorschubrichtung    ist am Schalter A mittels  Stellung 27 eingestellt. Mithin ist der Stromkreis des  Magnetventils M1 über den Schalter A2 und die  Leitung 33 geschlossen. Das Magnetventil M 1 ist  geöffnet, während der Stromkreis des Magnetventils  M3 im Schalter A 3 unterbrochen und das Magnet  ventil M3 geschlossen wird.  



  Das Drucköl kann über die Leitung 22 und das       Maximaldruckventil    V2 abfliessen. Der sich nunmehr  einstellende niedrigere Druck hat zur Folge, dass die  Gewindehülse 4 unter der Wirkung der Federkraft in  Richtung dieser Kraft gezogen wird, bis die Gewinde  gänge leicht anliegen. Der Gewindetrieb ist damit  spielfrei, aber dennoch arbeitsfähig (siehe     Fig.    3).      3. Einstellung der Werkzeugmaschinenspindel auf  Vorschub rückwärts.  



  Dieser Betriebszustand der Arbeitsspindel dient zur  Bearbeitung von rückseitigen Flächen. In diesem Falle  hat die Gegenmutter 12 bei senkrechter Anordnung  der Werkzeugmaschinenspindel nicht nur das Gewicht  der Pinole samt Spindel zu tragen, sondern auch die  Vorschubkraft aufzunehmen. Dementsprechend ist am  Maximaldruckventil V3 ein Druck eingestellt, der der  Kraftwirkung der Federn 14 in schwächerem Masse  als im Falle 2 entgegenwirkt, wobei aber ein Ver  klemmen des Gewindetriebes dennoch vermieden  wird (siehe Fig. 3). Zur Wahl der Vorschubrichtung  wird der Schalter A 1 auf Stellung 28 gelegt, wodurch  der Stromkreis des Magnetventils<I>M2</I> über Schalter<I>A2</I>  geschlossen und dieses selbst geöffnet wird. Damit  wird der     Abfluss    des Drucköls über die Leitung 23 und  das Maximaldruckventil V3 frei.  



  4. Verwendung der Werkzeugmaschinenspindel  ohne Vorschub zum Fräsen.  



  Zum Ausführen von Fräsarbeiten mit der Arbeits  spindel 1 soll der Gewindetrieb fest verspannt sein.  Der Vorschubmotor M ist über den Schalter A 1  ausgeschaltet (Stellung 26). Über den Schalter A 3  und die Leitung 36 wird der Stromkreis des Magnet  ventils M3 geschlossen, und der Durchfluss wird frei  für den druckfreien Abfluss des Öls. (Sihe die in Fig. 4  veranschaulichte Schaltstellung).  



  Die Gegenmutter 12 verspannt sich gegen die  Mutter 5 unter der vollen Wirkung der Federkraft  (siehe Fig. 3).

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorrichtung an ausziehbarer Werkzeugmaschinen spindel mit Gewindetrieb, bei dem zur Spielregulierung eine Haupt- und eine Gegenmutter mittels einer Feder gegeneinander verspannbar und durch eine Entspan nungsvorrichtung lösbar sind, dadurch gekennzeich net, dass die Haupt- (5) und die Gegenmutter (12) je mit einem der sich gegeneinander und bei voller Druck beaufschlagung gegen die Kraftwirkung der Feder (14) verschiebenden Teile (17, 18) eines als Entspannungs vorrichtung wirkenden Kolbengetriebes verbunden sind, und dass Steuerorgane (M1, M2, M3) ent- haltende Mittel (V1, V2, V3) vorgesehen sind zum wahlweisen abgestuften Ändern des Druckes im Kolbengetriebe, um damit das Spiel und den Grad der Verspannung der beiden Muttern (5, 12) bei ver schiedenen Verwendungen der Werkzeugmaschinen spindel zu beherrschen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Vorrichtung an ausziehbarer Werkzeugmaschi nenspindel nach Patentanspruch, mit verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten und -richtungen und dazu gehörenden Steuerelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerorgane zur Druckänderung im Kolben getriebe (M 1,<I>M2, M3)</I> oder deren Schalter<I>(A2, A3,</I> <I>B2)</I> mit den Steuerelementen<I>(A, B,</I> 25) in Antriebs verbindung stehen. 2.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die genannten Mittel<I>(V1, V2, V3)</I> verschieden eingestellte, wahlweise mit dem Kolben getriebe hydraulisch in Verbindung bringbare Maxi maldruckventile (V1,<I>V2,</I> V3) enthalten, welche bezüglich des Druckes der Druckflüssigkeit derart einstellbar sind, dass die daraus resultierende Kolben kraft des Kolbengetriebes wahlweise verschiedene, von Null abweichende Werte, insbesondere auch kleinere als diejenigen der ihr entgegenwirkenden Federkraft, annimmt. 3.

   Vorrichtung nach den Unteransprüchen 1 und 2, bei welcher die Steuerelemente für die verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten und Vorschubrichtungen der Werkzeugmaschinenspindel aus einem mit Schalter hebel ausgerüsteten Schaltkasten für den Vorschub motor bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerorgane (M1, M2, M3) zur Druckänderung im Kolbengetriebe hydraulisch mit den Maximaldruck ventilen (V1, V2, V3) in Verbindung stehende Elektro- magnetventile (M1, M2, M3) vorgesehen sind, welche elektrisch mit Schaltern<I>(A2, B2,</I> A3) verbunden sind, die ihrerseits mit den Schalterhebeln <I>(A, B)</I> des Schalt kastens (25) für den Vorschubmotor (M) in direkter Antriebsverbindung stehen,

   das Ganze so, dass sich im Kolbengetriebe verschiedene vorbestimmte Drücke in Abhängigkeit der Stellungen der Schalterhebel (A, B) einstellen.