CH586583A5 - Spindle stock with universal movement drive - has spindle with opposite screw threads rotated by power driven nuts - Google Patents

Spindle stock with universal movement drive - has spindle with opposite screw threads rotated by power driven nuts

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CH586583A5
CH586583A5 CH76075A CH76075A CH586583A5 CH 586583 A5 CH586583 A5 CH 586583A5 CH 76075 A CH76075 A CH 76075A CH 76075 A CH76075 A CH 76075A CH 586583 A5 CH586583 A5 CH 586583A5
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Abstract

The spindle stock has powered forward feed and reversing drive for spindle. The latter can carry out pure rotation or pure actual movements and any combinations of rotating and axial movements. The spindle (10) has a left hand and a right hand screw thread of equal pitch. Each of these screw threads (11, 12) engages with actuating nuts with matching inner screw thread. Each nut (20, 21) is able to rotate with adjustable rotating speeds which can be reversed. The nuts (20, 21) cannot move axially nor radially. When both nuts rotate at the same speed and in the same direction, the spindle rotates. If the nuts rotate with different speeds, the spindle rotates and moves axially forward. When the elements rotate at the same speed but in opposite directions, the spindle carries out pure feed or reverse movement.

Description

  

  
 



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spindelkopf mit motorisch gesteuertem Vorschub und Rückzug der Spindel.



   Der erfindungsgemässe Spindelkopf zeichnet sich dadurch aus, dass eine Spindel mit einem Linksgewinde und einem Rechtsgewinde mit gleicher Steigung versehen ist, dass in jedes dieser Gewinde je ein Glied mit einem passenden Gegengewinde eingreift, dass jedes dieser Glieder drehbar, jedoch axial und radial unverschieblich gelagert und motorisch, mit regulierbarer Tourenzahl und umkehrbarer Drehrichtung antreibbar ist, und zwar so, dass, wenn beide Glieder mit gleicher Tourenzahl und gleicher Drehrichtung getrieben werden, die Spindel rotiert, wenn die Glieder mit unterschiedlichen Tourenzahlen getrieben werden, die Spindel sich dreht und axial verschiebt und wenn die Glieder mit gleicher Tourenzahl, aber in entgegengesetzter Drehrichtung getrieben werden, die Spindel eine reine Vorschub- oder Rückzugbewegung ausführt.



   Ein solcher Spindelkopf besitzt mehr Bewegungsgrade als herkömmliche Spindelköpfe. Die Spindel kann eine reine Drehbewegung und eine reine Axialbewegung sowie jede beliebige kombinierte Dreh- und Axialbewegung ausführen.



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Sie zeigt einen Spindelkopf im Schnitt.



   Die Spindel ist mit 10 bezeichnet. Sie ist mit einer rechtsund einer linksgängigen Gewindestrecke 11 bzw. 12 versehen.



  Am vorderen Ende ist dem besseren Verständnis wegen ein Kopf 13 angedeutet, in dem ein Spiralbohrer 14 eingesetzt ist. Auf den beiden Gewindestrecken 11, 12 sind Glieder 20, 21 aufgeschraubt, die ein dem Gewinde der Spindel entsprechendes Innengewinde haben. Diese Glieder 20, 21 sind je für sich fest mit einem scheibenförmigen Rotor 22, 23 eines Elektromotors verbunden. Die Glieder 20, 21 sind je für sich mittels Kugellagern drehbar axial und radial in einem Gehäuse gelagert. Dadurch ist der axiale Abstand zwischen den beiden Gliedern 20, 21 fest.



   Im Gehäuse 30 sind die Statorwicklungen 31, 32 der beiden Elektromotoren angebracht. Die Motoren können als Synchron-, Asynchron- oder Gleichstrommotoren ausgebildet sein. Wichtig ist lediglich, dass jeder Motor für sich in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann und seine Tourenzahl genau und fein regulierbar ist. In Frage kommt dazu eine elektronische Steuerung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.



  Bei der Verwendung von Synchronmotoren kann deren Tourenzahl durch eine Frequenzregulierung gesteuert werden.



  Bei andersartigen Motoren müssen beispielsweise Sensoren für die Regulierung der Tourenzahl verwendet werden.



   Lässt man beide Motoren mit genau gleicher Tourenzahl und in gleicher Drehrichtung laufen, haben die Glieder beispielsweise die Neigung, sich auf der zunächst stillstehenden Spindel nach aussen, oder bei entgegengesetzter Drehrichtung beider Motoren nach innen zu schrauben. Die feste axiale Lagerung aber verhindert dies, und demzufolge wird die Spindel sich in gleicher Drehrichtung wie die Rotoren drehen.



   Lässt man dagegen beide Motoren mit unterschiedlicher Tourenzahl aber dennoch in gleicher Drehrichtung laufen, wird die Spindel sich während ihrer Rotation gleichzeitig axial verschieben. Die Grösse des Unterschiedes zwischen den Tourenzahlen bedingt die axiale Vorschubgeschwindigkeit und ist proportional zu diesem.



   Lässt man beide Motoren mit genau gleicher Tourenzahl, aber entgegengesetzter Drehrichtung laufen, wird die Spindel nicht rotieren, sondern sich nur axial verschieben.



   Dieselbe Wirkung lässt sich erzielen mit einer Hohlspindel, die mit einer Links- und einer Rechts-Innen-Gewindestrecke versehen ist. Die Glieder befinden sich dann im Innern der Spindel. Man könnte die Spindel z. B. auch mit einem linksgängigen Innen- und einem rechtsgängigen Aussengewinde versehen, wobei allerdings darauf zu achten wäre, dass trotz unterschiedlichem Durchmesser die Steigung dieser Gewinde gleich ist.



   Ferner ist es möglich, statt mit zwei Motoren zu arbeiten, ein mechanisches Differentialgetriebe zu verwenden und mit dessen Hilfe die Gewindeklötze zu treiben.



   PATENTANSPRUCH



   Spindelkopf mit motorisch gesteuertem Vorschub und Rückzug der Spindel, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spindel (10) mit einem Linksgewinde und einem Rechtsgewinde mit gleicher Steigung versehen ist, dass in jedes dieser Gewinde (11, 12) je ein Glied mit einem passenden Gegengewinde eingreift, dass jedes dieser Glieder (20, 21) drehbar, jedoch axial und radial unverschieblich gelagert und motorisch, mit regulierbarer Tourenzahl und umkehrbarer Drehrichtung antreibbar ist, und zwar so, dass, wenn beide Glieder (20, 21) mit gleicher Tourenzahl und gleicher Drehrichtung getrieben werden, die Spindel rotiert, wenn die Glieder mit unterschiedlichen Tourenzahlen getrieben werden, die Spindel sich dreht und axial verschiebt und wenn die Glieder mit   gleicher    Tourenzahl, aber in entgegengesetzter Drehrichtung getrieben werden,

   die Spindel eine reine Vorschub- oder Rückzugbewegung ausführt.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) zwei Aussengewinde (11, 12) aufweist, und dass jedes Glied (20, 21) mit einem Innengewinde versehen ist.

 

   2. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel hohl ausgebildet ist, zwei Innengewinde aufweist, und dass die Glieder in die Spindel eingeschraubt sind.



   3. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel hohl ausgebildet ist, und dass ein Gewinde aussen, das zweite im Innern der Spindel angebracht ist.



   4. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (20, 21) direkt mit elektronisch regulierbaren Motoren verbunden sind.



   5. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (20, 21) über ein mechanisches Differentialgetriebe angetrieben sind.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   



  
 



   The present invention relates to a spindle head with motor-controlled feed and retraction of the spindle.



   The spindle head according to the invention is characterized in that a spindle is provided with a left-hand thread and a right-hand thread with the same pitch, that a link with a matching mating thread engages in each of these threads, that each of these links is rotatable, but axially and radially immovable motorized, can be driven with adjustable number of revolutions and reversible direction of rotation, in such a way that, if both links are driven with the same number of revolutions and the same direction of rotation, the spindle rotates, when the links are driven with different numbers of revolutions, the spindle rotates and axially displaces and if the links are driven with the same number of revolutions, but in the opposite direction of rotation, the spindle performs a pure feed or retraction movement.



   Such a spindle head has more degrees of movement than conventional spindle heads. The spindle can perform a pure rotary movement and a pure axial movement as well as any combined rotary and axial movement.



   An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in simplified form in the drawing. It shows a spindle head in section.



   The spindle is labeled 10. It is provided with a right-hand and a left-hand thread section 11 and 12, respectively.



  For the sake of better understanding, a head 13 in which a twist drill 14 is inserted is indicated at the front end. Links 20, 21 are screwed onto the two threaded sections 11, 12 and have an internal thread corresponding to the thread of the spindle. These members 20, 21 are each firmly connected to a disk-shaped rotor 22, 23 of an electric motor. The members 20, 21 are each rotatably mounted axially and radially in a housing by means of ball bearings. As a result, the axial distance between the two links 20, 21 is fixed.



   The stator windings 31, 32 of the two electric motors are mounted in the housing 30. The motors can be designed as synchronous, asynchronous or direct current motors. It is only important that each motor can be operated in both directions of rotation and that the number of revolutions can be precisely and finely regulated. An electronic control system, which is not shown in the drawing, can also be used.



  When using synchronous motors, their number of revolutions can be controlled by a frequency regulator.



  With different types of engines, for example, sensors must be used to regulate the number of revolutions.



   If both motors are allowed to run with exactly the same number of revolutions and in the same direction of rotation, the links have a tendency, for example, to screw outwards on the initially stationary spindle, or inwards if both motors rotate in the opposite direction. The fixed axial bearing prevents this, and consequently the spindle will turn in the same direction of rotation as the rotors.



   On the other hand, if both motors are allowed to run at different speeds but in the same direction of rotation, the spindle will move axially at the same time as it rotates. The size of the difference between the number of revolutions determines the axial feed rate and is proportional to this.



   If you let both motors run with exactly the same number of revolutions, but in opposite directions of rotation, the spindle will not rotate, but only move axially.



   The same effect can be achieved with a hollow spindle, which is provided with a left and a right-inside thread section. The links are then located inside the spindle. You could use the spindle z. B. also provided with a left-hand internal and a right-hand external thread, although care should be taken that the pitch of these threads is the same despite the different diameter.



   Furthermore, instead of working with two motors, it is possible to use a mechanical differential gear and with its help to drive the threaded blocks.



   PATENT CLAIM



   Spindle head with motor-controlled advance and retraction of the spindle, characterized in that a spindle (10) is provided with a left-hand thread and a right-hand thread with the same pitch, that in each of these threads (11, 12) a link with a matching mating thread engages, that each of these links (20, 21) is rotatable, but axially and radially immovable and can be driven by a motor, with an adjustable number of revolutions and reversible direction of rotation, in such a way that when both links (20, 21) are driven with the same number of revolutions and the same direction of rotation the spindle rotates when the links are driven with different numbers of revolutions, the spindle rotates and displaces axially and when the links are driven with the same number of revolutions but in the opposite direction of rotation,

   the spindle performs a pure feed or retraction movement.



   SUBCLAIMS
1. Spindle head according to claim, characterized in that the spindle (10) has two external threads (11, 12), and that each link (20, 21) is provided with an internal thread.

 

   2. Spindle head according to claim, characterized in that the spindle is hollow, has two internal threads, and that the links are screwed into the spindle.



   3. Spindle head according to claim, characterized in that the spindle is hollow, and that one thread is attached outside, the second thread inside the spindle.



   4. Spindle head according to claim, characterized in that the links (20, 21) are directly connected to electronically adjustable motors.



   5. Spindle head according to claim, characterized in that the links (20, 21) are driven via a mechanical differential gear.

** WARNING ** End of DESC field could overlap beginning of CLMS **.

Claims (1)

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. ** WARNING ** Beginning of CLMS field could overlap end of DESC **. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spindelkopf mit motorisch gesteuertem Vorschub und Rückzug der Spindel. The present invention relates to a spindle head with motor-controlled feed and retraction of the spindle. Der erfindungsgemässe Spindelkopf zeichnet sich dadurch aus, dass eine Spindel mit einem Linksgewinde und einem Rechtsgewinde mit gleicher Steigung versehen ist, dass in jedes dieser Gewinde je ein Glied mit einem passenden Gegengewinde eingreift, dass jedes dieser Glieder drehbar, jedoch axial und radial unverschieblich gelagert und motorisch, mit regulierbarer Tourenzahl und umkehrbarer Drehrichtung antreibbar ist, und zwar so, dass, wenn beide Glieder mit gleicher Tourenzahl und gleicher Drehrichtung getrieben werden, die Spindel rotiert, wenn die Glieder mit unterschiedlichen Tourenzahlen getrieben werden, die Spindel sich dreht und axial verschiebt und wenn die Glieder mit gleicher Tourenzahl, aber in entgegengesetzter Drehrichtung getrieben werden, die Spindel eine reine Vorschub- oder Rückzugbewegung ausführt. The spindle head according to the invention is characterized in that a spindle is provided with a left-hand thread and a right-hand thread with the same pitch, that a link with a matching mating thread engages in each of these threads, that each of these links is rotatable, but axially and radially immovable motorized, can be driven with adjustable number of revolutions and reversible direction of rotation, in such a way that, if both links are driven with the same number of revolutions and the same direction of rotation, the spindle rotates, when the links are driven with different numbers of revolutions, the spindle rotates and axially displaces and if the links are driven with the same number of revolutions, but in the opposite direction of rotation, the spindle performs a pure feed or retraction movement. Ein solcher Spindelkopf besitzt mehr Bewegungsgrade als herkömmliche Spindelköpfe. Die Spindel kann eine reine Drehbewegung und eine reine Axialbewegung sowie jede beliebige kombinierte Dreh- und Axialbewegung ausführen. Such a spindle head has more degrees of movement than conventional spindle heads. The spindle can perform a pure rotary movement and a pure axial movement as well as any combined rotary and axial movement. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Sie zeigt einen Spindelkopf im Schnitt. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in simplified form in the drawing. It shows a spindle head in section. Die Spindel ist mit 10 bezeichnet. Sie ist mit einer rechtsund einer linksgängigen Gewindestrecke 11 bzw. 12 versehen. The spindle is labeled 10. It is provided with a right-hand and a left-hand thread section 11 and 12, respectively. Am vorderen Ende ist dem besseren Verständnis wegen ein Kopf 13 angedeutet, in dem ein Spiralbohrer 14 eingesetzt ist. Auf den beiden Gewindestrecken 11, 12 sind Glieder 20, 21 aufgeschraubt, die ein dem Gewinde der Spindel entsprechendes Innengewinde haben. Diese Glieder 20, 21 sind je für sich fest mit einem scheibenförmigen Rotor 22, 23 eines Elektromotors verbunden. Die Glieder 20, 21 sind je für sich mittels Kugellagern drehbar axial und radial in einem Gehäuse gelagert. Dadurch ist der axiale Abstand zwischen den beiden Gliedern 20, 21 fest. For better understanding, a head 13 is indicated at the front end, in which a twist drill 14 is inserted. Links 20, 21 are screwed onto the two threaded sections 11, 12 and have an internal thread corresponding to the thread of the spindle. These members 20, 21 are each firmly connected to a disk-shaped rotor 22, 23 of an electric motor. The members 20, 21 are each rotatably mounted axially and radially in a housing by means of ball bearings. As a result, the axial distance between the two links 20, 21 is fixed. Im Gehäuse 30 sind die Statorwicklungen 31, 32 der beiden Elektromotoren angebracht. Die Motoren können als Synchron-, Asynchron- oder Gleichstrommotoren ausgebildet sein. Wichtig ist lediglich, dass jeder Motor für sich in beiden Drehrichtungen betrieben werden kann und seine Tourenzahl genau und fein regulierbar ist. In Frage kommt dazu eine elektronische Steuerung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. The stator windings 31, 32 of the two electric motors are mounted in the housing 30. The motors can be designed as synchronous, asynchronous or direct current motors. It is only important that each motor can be operated in both directions of rotation and that the number of revolutions can be precisely and finely regulated. An electronic control system, which is not shown in the drawing, can also be used. Bei der Verwendung von Synchronmotoren kann deren Tourenzahl durch eine Frequenzregulierung gesteuert werden. When using synchronous motors, their number of revolutions can be controlled by a frequency regulator. Bei andersartigen Motoren müssen beispielsweise Sensoren für die Regulierung der Tourenzahl verwendet werden. With different types of engines, for example, sensors must be used to regulate the number of revolutions. Lässt man beide Motoren mit genau gleicher Tourenzahl und in gleicher Drehrichtung laufen, haben die Glieder beispielsweise die Neigung, sich auf der zunächst stillstehenden Spindel nach aussen, oder bei entgegengesetzter Drehrichtung beider Motoren nach innen zu schrauben. Die feste axiale Lagerung aber verhindert dies, und demzufolge wird die Spindel sich in gleicher Drehrichtung wie die Rotoren drehen. If both motors are allowed to run with exactly the same number of revolutions and in the same direction of rotation, the links have a tendency, for example, to screw outwards on the initially stationary spindle, or inwards if both motors rotate in the opposite direction. The fixed axial bearing prevents this, and consequently the spindle will turn in the same direction of rotation as the rotors. Lässt man dagegen beide Motoren mit unterschiedlicher Tourenzahl aber dennoch in gleicher Drehrichtung laufen, wird die Spindel sich während ihrer Rotation gleichzeitig axial verschieben. Die Grösse des Unterschiedes zwischen den Tourenzahlen bedingt die axiale Vorschubgeschwindigkeit und ist proportional zu diesem. On the other hand, if both motors are allowed to run at different speeds but in the same direction of rotation, the spindle will move axially at the same time as it rotates. The size of the difference between the number of revolutions determines the axial feed rate and is proportional to this. Lässt man beide Motoren mit genau gleicher Tourenzahl, aber entgegengesetzter Drehrichtung laufen, wird die Spindel nicht rotieren, sondern sich nur axial verschieben. If you let both motors run with exactly the same number of revolutions, but in opposite directions of rotation, the spindle will not rotate, but only move axially. Dieselbe Wirkung lässt sich erzielen mit einer Hohlspindel, die mit einer Links- und einer Rechts-Innen-Gewindestrecke versehen ist. Die Glieder befinden sich dann im Innern der Spindel. Man könnte die Spindel z. B. auch mit einem linksgängigen Innen- und einem rechtsgängigen Aussengewinde versehen, wobei allerdings darauf zu achten wäre, dass trotz unterschiedlichem Durchmesser die Steigung dieser Gewinde gleich ist. The same effect can be achieved with a hollow spindle, which is provided with a left and a right-inside thread section. The links are then located inside the spindle. You could use the spindle z. B. also provided with a left-hand internal and a right-hand external thread, although care should be taken that the pitch of these threads is the same despite the different diameter. Ferner ist es möglich, statt mit zwei Motoren zu arbeiten, ein mechanisches Differentialgetriebe zu verwenden und mit dessen Hilfe die Gewindeklötze zu treiben. Furthermore, instead of working with two motors, it is possible to use a mechanical differential gear and with its help to drive the threaded blocks. PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Spindelkopf mit motorisch gesteuertem Vorschub und Rückzug der Spindel, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spindel (10) mit einem Linksgewinde und einem Rechtsgewinde mit gleicher Steigung versehen ist, dass in jedes dieser Gewinde (11, 12) je ein Glied mit einem passenden Gegengewinde eingreift, dass jedes dieser Glieder (20, 21) drehbar, jedoch axial und radial unverschieblich gelagert und motorisch, mit regulierbarer Tourenzahl und umkehrbarer Drehrichtung antreibbar ist, und zwar so, dass, wenn beide Glieder (20, 21) mit gleicher Tourenzahl und gleicher Drehrichtung getrieben werden, die Spindel rotiert, wenn die Glieder mit unterschiedlichen Tourenzahlen getrieben werden, die Spindel sich dreht und axial verschiebt und wenn die Glieder mit gleicher Tourenzahl, aber in entgegengesetzter Drehrichtung getrieben werden, Spindle head with motor-controlled advance and retraction of the spindle, characterized in that a spindle (10) is provided with a left-hand thread and a right-hand thread with the same pitch, that in each of these threads (11, 12) a link with a matching mating thread engages, that each of these links (20, 21) is rotatable, but axially and radially immovable and can be driven by a motor, with an adjustable number of revolutions and reversible direction of rotation, in such a way that when both links (20, 21) are driven with the same number of revolutions and the same direction of rotation the spindle rotates when the links are driven with different numbers of revolutions, the spindle rotates and displaces axially and when the links are driven with the same number of revolutions but in the opposite direction of rotation, die Spindel eine reine Vorschub- oder Rückzugbewegung ausführt. the spindle performs a pure feed or retraction movement. UNTERANSPRÜCHE 1. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (10) zwei Aussengewinde (11, 12) aufweist, und dass jedes Glied (20, 21) mit einem Innengewinde versehen ist. SUBCLAIMS 1. Spindle head according to claim, characterized in that the spindle (10) has two external threads (11, 12), and that each link (20, 21) is provided with an internal thread. 2. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel hohl ausgebildet ist, zwei Innengewinde aufweist, und dass die Glieder in die Spindel eingeschraubt sind. 2. Spindle head according to claim, characterized in that the spindle is hollow, has two internal threads, and that the links are screwed into the spindle. 3. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel hohl ausgebildet ist, und dass ein Gewinde aussen, das zweite im Innern der Spindel angebracht ist. 3. Spindle head according to claim, characterized in that the spindle is hollow, and that one thread is attached outside, the second thread inside the spindle. 4. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (20, 21) direkt mit elektronisch regulierbaren Motoren verbunden sind. 4. Spindle head according to claim, characterized in that the links (20, 21) are directly connected to electronically adjustable motors. 5. Spindelkopf nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Glieder (20, 21) über ein mechanisches Differentialgetriebe angetrieben sind. 5. Spindle head according to claim, characterized in that the links (20, 21) are driven via a mechanical differential gear.
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