DD264181A1

DD264181A1 - DEVICE FOR GENERATING LINEAR MOVEMENTS OF TOOLING MACHINES AND THE LIKE THEREOF

Info

Publication number: DD264181A1
Application number: DD30702287A
Authority: DD
Inventors: Renald Koehl; Werner Sauermann
Original assignee: Ifa Ingenieurbetrieb Veb
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1987-09-17
Publication date: 1989-01-25

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von hin- und hergehenden Linearbewegungen an Werkzeugmaschinen und dergleichen. Die insbesondere fuer vertikal bewegte Baugruppen vorgesehene Linearbewegungsvorrichtung ist mit einer im Betriebszustand in Umfangsrichtung feststehenden, nicht selbsthemmenden Gewindespindel, deren beide Enden in je einem Lagerbock gehalten sind, mit einem links und rechts drehenden Antriebsmotor, mit einer auf der Gewindespindel sitzenden Spindelmutter, mit einer an einem Arbeitsschlitten angreifenden Mitnahmevorrichtung und einer den Arbeitsschlitten fuehrenden Fuehrungsvorrichtung versehen. Erfindungsgemaess sind die Lagerboecke fuer die frei drehbar in derselben gehalterte Spindel fest mit dem Arbeitsschlitten verbunden und der Antriebsmotor und die Spindelmutter am Bett der Maschine angeordnet, die Spindel ist im Betriebszustand gegen Verdrehung durch eine zwischen der Spindel und dem Gestell des Arbeitsschlittens angeordnete, selbstschaltende Kupplung gesichert, waehrend mindestens ein Ende der Spindel drehfest mit der Nabe einer Lamellenkupplung verbunden ist, deren Korb und/oder auf der Nabe angeordneten Lamellen in beiden Drehrichtungen mit radialem Spiel gehaltert sind. Fig. 1Device for generating reciprocating linear movements on machine tools and the like. The particular provided for vertically moving assemblies linear motion device is fixed to a stationary in the circumferential direction, non-self-locking threaded spindle, both ends are held in a respective bearing block, with a left and right rotating drive motor, with a seated on the threaded spindle nut, with a a driving slide attacking driving device and a leading the work carriage guiding device provided. According to the invention, the bearing surfaces for the freely rotatable held in the same spindle fixed to the working carriage and arranged the drive motor and the spindle nut on the bed of the machine, the spindle is in the operating state against rotation by a arranged between the spindle and the frame of the working slide, self-switching coupling secured, while at least one end of the spindle is rotatably connected to the hub of a multi-plate clutch, the basket and / or arranged on the hub fins are supported in both directions with radial play. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von hin- und hergehenden Linearbewegungen an Werkzeugmaschinen und dergleichen, insbesondere für vertikal bewegte Baugruppen, mit einer im Betriebszustand in Umfangsrichtung feststehenden, nicht selbsthemrnenden Gewindespindel, deren beiden Enden in je einem Lagerbock gehalten sind, mit einem links und rechts drehenden Antriebsmotor, mit einer auf der Gewindespindel sitzenden Spindelmutter, mit einer an einem Arbeitsschlitten angreifenden Mitnahmevorrichtung und einer den Arbeitsschlitten führenden Führungsvorrichtung.The present invention relates to a device for generating reciprocating linear movements of machine tools and the like, in particular for vertically moving assemblies, with a fixed in the operating state in the circumferential direction, non-self-locking threaded spindle, whose two ends are held in a respective bearing block, with a left and right-hand drive motor, with a spindle nut seated on the threaded spindle, with a driving device engaging on a driving device and a guide carriage leading the work carriage.

Characteristic of the known state of the art

Bekannt ist eine Vorrichtung der vorstehend erwähnten Art, bei welcher die Lagerböcke für die Spindel gestellfest angeordnet sind. Die Gewindespindel ist undrehbar fest zwischen den Lagerböcken eingespannt, während die Spindelmutter drehbar an der Mitnahmevorrichtung gelagert ist.A device of the type mentioned above, in which the bearing blocks for the spindle are arranged fixed to the frame, is known. The threaded spindle is non-rotatably clamped between the bearing blocks, while the spindle nut is rotatably mounted on the driving device.

Der Rotor des Antriebsmotors ist dabei drehfest mit der Spindelmutter verbunden; der Stator hingegen starr mit dem Arbeitsschlitten (DE-OS'en 3236526 und 3309249; B 23 Q; 5/40).The rotor of the drive motor is rotatably connected to the spindle nut; the stator, however, rigid with the working carriage (DE-OS'en 3236526 and 3309249, B 23 Q, 5/40).

Gegenüber herkömmlichen Spindelanordnungen zur Erzeugung von Linearbewegungen, bei denen die rotierende Spindel zumeist das antreibende und die in Umfangsrichtung feststehende Spindelmutter das abtreibende Element darstellt, ist die in der o.g. DE-OS beschriebene Voi richtung wesentlich trägheiisärmer, da entscheidend weniger Masse rotatorisch bewegt wird.Compared to conventional spindle arrangements for generating linear movements, in which the rotating spindle is usually the driving and the circumferentially fixed spindle nut is the abortive element, the in the o.g. DE-OS described Voi direction significantly lethargic, as significantly less mass is rotationally moved.

Außerdem läßt sie im Vergleich zu herkömmlichen Spindelanordnungen mit rotierender Spindel höhere Arbeitsgeschwindigkeiten zu. da die Spindel in Umfangsrichtung festgelegt und damit keinerlei schädlichen Schwingungen unterworfen ist, die nicht nur die Arbeitsdrehzah! begrenzen, sondern auch zu höherem Verschleiß oder Bruch der Spindel führen.In addition, it allows for higher working speeds compared to conventional spindle spindle arrangements. because the spindle is set in the circumferential direction and thus is not subject to any harmful vibrations that not only the Arbeitsdrehzah! but also lead to higher wear or breakage of the spindle.

Die in den o. g. DE-OS'en beschriebene Vorrichtung zur Erzeugung von Linearbewegungen ist jedoch insofern mit Nachteilen behaftet, daß der Antriebsmotor mit dem Schlitten bewegt werden muß, was wiederum die bewegte Masse insbesondere bei Verwendung von herkömmlichen Getriebemotoren erheblich vergrößert. Weiterhin ist kein wirksamer Schutz gegen eine Überlastung der Spindelanordnung vorhanden.The in the o. G. DE-OS'en described device for generating linear movements, however, has disadvantages that the drive motor must be moved with the carriage, which in turn significantly increases the moving mass, especially when using conventional geared motors. Furthermore, there is no effective protection against overloading the spindle assembly.

Object of the invention

Es ist deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung, den Gebrauchswert derartiger Linearbewegungsvorrichtungen zu erhöhen und die Betriebskosten durch Senkung des Verschleißes bzw. Vermeidung von Havarien zu verringern.It is therefore the object of the present invention to increase the utility of such linear motion devices and to reduce operating costs by reducing wear and / or avoiding accidents.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer Vorrichtung zur Erzeugung von hin- und hergehenden Linearbewegungen der eingangs erwähnten Art einen umfassenden Schutz des Antriebes von Beschädigungen oder Zerstörung zu garantieien. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lagerböcke für dje drei drehbar in denselben gehalterte Spindel fest mit dem Arbeitsschlitten verbunden und der Antriebsmotor und die Spindelmutter am Gestell der Maschine angeordnetThe invention has for its object to guarantee at a device for generating reciprocating linear movements of the type mentioned a comprehensive protection of the drive from damage or destruction. This object is achieved in that the bearing blocks for dje three rotatably held in the same spindle firmly connected to the working carriage and arranged the drive motor and the spindle nut on the frame of the machine

sind, die Spindel im Betriebszustand gegen Verdrehung durch mindestens eine zwischen der Spindel und dem Gehäuse des Arbeitsschlittens angeordnete, selbstschaltende Überlastkupplung gesichert und mindestens ein Ende der Spindel drehfest mit der Nabe einer Lamellenkupplung verbunden ist, deren Korb am Gehäuse des Schlittens montiert ist, wobei die im Korb und/ oder auf der Nabe angeordneten Lamellen in beiden Drehrichtungen mit radialem Spiel gehaltert sind. In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens besteht die Überlastkupplung aus einer in eine am Umfang der Spindel vorhandene Ausnehmung eintauchenden Rolle, einem die Rolle am Ende seines einen Armes tragenden, am Gehäuse des Schlittens gelagerten zweiarmigen Hebel, das Ende dessen anderen Armes über ein Drehgelenk mit einem Bolzen verbunden ist, der in einer axial drehbar im Gehäuse des Schlittens gelagerten Buchse geführt und gegen die Kraft einer Feder in der Buchse verschieblich ist.are, the spindle secured in the operating state against rotation by at least one arranged between the spindle and the housing of the working carriage, self-switching overload clutch and at least one end of the spindle rotatably connected to the hub of a multi-plate clutch, the basket is mounted on the housing of the carriage, wherein the arranged in the basket and / or on the hub slats are supported in both directions with radial play. In a further embodiment of the inventive concept, the overload clutch consists of a roller immersed in a recess on the circumference of the spindle, a roller bearing the end of its one arm, mounted on the housing of the carriage two-armed lever, the end of the other arm via a hinge with a bolt is connected, which is guided in an axially rotatably mounted in the housing of the carriage sleeve and displaceable against the force of a spring in the socket.

Ausführungsbeispielembodiment

Die vorstehend beschriebene Erfindung soll irn folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention described above will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von hin- und hergehenden Linearbewegungen,1 shows a view of the device according to the invention for generating reciprocating linear movements,

Fig.2: einen Schnitt H-Il gemäß Fig. 1,2 shows a section H-II of FIG. 1,

Fig.3: einen Schnitt IH-III gemäß Fig. 1 und3 shows a section IH-III according to FIGS. 1 and

Fig.4: einen Schnitt IV-IV gemäß Fig.2.4 shows a section IV-IV according to Fig.2.

Am Gestell 1 einer Werkzeugmaschine ist ein links und rechts drehender Antriebsmotor 2 befestigt, der über ein Ritzel 3 eine gleichfalls gestellfest gelagerte Spindelmutter 4 antreibt.On the frame 1 of a machine tool, a left and right rotating drive motor 2 is fixed, which drives via a pinion 3 a likewise fixed to the frame mounted spindle nut 4.

Die zugehörige Spindel 5 ist an ihren Enden in zwei Lagerböcken 6; 7 gehalten, die fest mit einem Arbeitsschlitten 8 verbunden sind, der mittels Rollen 9; 10; 11; 12 am Gestell 1 der Maschine geführt ist. Um eine Drehung der Spindel 5 bei Rotation der Spindelrmitter 4_ zu verhindern und damit eine asfialn Verstellung rinr Spindel B und des mit ihr verbundenen Arbeitsschlittens 8 zu gewährleisten, ist die Spindel 5 an ihren beiden Enden durch je eine Überlastkupplung 13 im Betriebszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen Verdrehung gesichert (Fig. 1).The associated spindle 5 is at its ends in two bearing blocks 6; 7, which are fixedly connected to a working carriage 8, by means of rollers 9; 10; 11; 12 is performed on the frame 1 of the machine. In order to prevent a rotation of the spindle 5 upon rotation of the Spindelrmitter 4_ and thus to ensure an asfialn adjustment rinr spindle B and the associated with her work carriage 8, the spindle 5 at its two ends by a respective overload clutch 13 in the operating state of the device according to the invention against Twist secured (Fig. 1).

Jede dieser Üborlastkupplungen 13 besteht aus einer drehfest mit der Spindel 5 verbundenen Scheibe 14, die an ihrem äußeren Umfang eine keilförmige Ausnehmung 15 aufweist, in die eine Rolle 16 eingreift, die an einem Ende eines auf einem Zapfen 17 im Gehäuse 18 des Verstellschlittens 8 gelagerten zweiarmigen Hebels 19 angeordnet ist. Dieser Hebe! 19 ist über ein Drehgelenk 20 mit einem Bolzen 21 verbunden, der in einer Buchse 22 geführt und gegen die Kraft einer sich am Bund 23 des Bolzens 21 und an der Stirnseite der Buchse 22 abstützenden Druckfeder 24 verschieblich ist. Die Buchse 22 ist axial drehbar im Gehäuse 18 des Schlittens 8 gelagert, zu welchen Zweck die Buchse 22 in ein mittels zweiter Zapfen 25; 26 im Schlittengehäuse 18 gelagertes Klötzchen 27 einschraubbar ist (Fig.2 und Fig.4).Each of these Üborlastkupplungen 13 consists of a rotatably connected to the spindle 5 disc 14, which has at its outer periphery a wedge-shaped recess 15 into which a roller 16 which is mounted at one end of a pin 17 in the housing 18 of the adjusting slide 8 two-armed lever 19 is arranged. This lifting! 19 is connected via a rotary joint 20 with a pin 21 which is guided in a bush 22 and against the force of a collar 23 of the bolt 21 and on the front side of the sleeve 22 supporting compression spring 24 is displaceable. The sleeve 22 is axially rotatably mounted in the housing 18 of the carriage 8, for which purpose the sleeve 22 in a second pin 25; 26 mounted in the carriage housing 18 blocks 27 can be screwed (Fig.2 and Fig.4).

Um nach Ansprechen der Überlastkupplungen 13 ein Durchdrehen der nunmehr in ihren Lagerböcken 6; 7 frei drehbaren Spindel 5 in der Spindelmutter 4 und damit eine möglicherweise zu Kollisionen führende Abwärtsbewegung des Schlittens 8 zu verhindern, ist das untere Ende der Spindel 5 drehfest mit der Nabe 28 einer herkömmlichen Lamellenkupplung 29 verbunden; deren Korb 30 mit dem Schlittengehäuse 18 verschraubt ist. Um zu garantieren, daß die Lamellenkupplung 29 mit Sicherheiterst nach Betätigung der Überlastkupplungen 13 anspricht bzw. um zu verhindern, daß das Schaltmoment der Überlastkupplungen 13 durch die Lamellenkupplung 29 beeinflußt wird, sind im gewählten Ausführungsbeispiel die in den Korb 30 eingreifenden Lamellen 31 in beiden Drehrichtungen mit radialem Spiel im Korb 30 gehaltert, wobei es ebenso denkbar wäre, die in die Nabe 28 eingreifenden Lamellen 32 mit radialem Spiel auf der Nabe 28 zu haltern.To after addressing the overload clutches 13 spinning the now in their pedestals 6; 7 freely rotatable spindle 5 in the spindle nut 4 and thus to prevent possibly leading to collisions downward movement of the carriage 8, the lower end of the spindle 5 is rotatably connected to the hub 28 of a conventional multi-plate clutch 29; whose basket 30 is bolted to the carriage housing 18. In order to guarantee that the multi-plate clutch 29 responds with safety first after actuation of the overload clutches 13 or to prevent the switching torque of the overload clutches 13 is influenced by the multi-plate clutch 29, in the selected embodiment, the engaging in the basket 30 lamellae 31 in both directions of rotation supported with radial play in the basket 30, wherein it would also be conceivable to support the engaging in the hub 28 fins 32 with radial play on the hub 28.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von hin- und hergehenden Linearbewegungen beschrieben:In the following the operation of the device according to the invention for generating reciprocating linear movements is described:

Das von der Spindelrnutter 4 eingeleitete Drehmoment wird über die Gewindesteigung auf die Spindel 5 übertragen, wodurch die drehbar auf dem Schlitten 8 gelagerte Spindel 5 zum Verdrehen neigt. Die Rolle 16, die in die keilförmige Ausnehmung 15 der Scheibe 14 eintaucht, die drehfest mit der Spindel 5 verbunden ist, verhindert jedoch unter der Wirkung der Druckfeder 24, die sich über das Drehgelenk 20 vom Bolzen 21 auf den Hebel 19 und damit die Rolle 16 überträgt, zunächst eine Drehung dar Spindel 5, so daß die letztere und damit der Verstellschlitten 8 je nach Drehrichtung des Antriebsmotors 2 nach oben oder unten bewegt wird (Fig. 1).The introduced from the Spindelrnutter 4 torque is transmitted via the thread pitch on the spindle 5, whereby the rotatably mounted on the carriage 8 spindle 5 tends to rotate. The roller 16, which dips into the wedge-shaped recess 15 of the disc 14, which is rotatably connected to the spindle 5, however, prevented under the action of the compression spring 24, which extends over the pivot 20 from the pin 21 on the lever 19 and thus the role 16 transmits, initially a rotation is spindle 5, so that the latter and thus the adjusting slide 8 is moved depending on the direction of rotation of the drive motor 2 up or down (Fig. 1).

Übersteigen im Überlastfall die durch die Spindel 5 auf den Arbeitsschlitten 8 zu übertragenden Kräfte die zu Festhalten der Spinde! 5 durch die Druckfeder 24 übertragene Kraft, wird der Hebel 19 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, wobei das Drehgelenk 20 über die Verbindungslinie zwischen den Lagerstellen 17 und 25 bzw. 26 des Bolzens 21 und des Hebels 19 im Schlittengehäuse 18 wandert, wodurch der Hebel 19 unter dem Einfluß der Druckfeder 24 in Uhrzeigerrichtung soweit verschwenkt wird, bis er am Anschlag 33 anliegt (S. Fig. 2, strichpunktierte Darstellung), und die Rolle 16 gleichzeitig vollständig aus der Ausnehmung 15 der Scheibe 14 herausgeführt wird. Bei seiner Schwenkbewegung gelangt der Hebel 19 in den Wirkungsbereich eines nicht dargestellten zweckdienlichen Sensors, derein Signal zum Stillsetzen des Antriebsmotors 2 liefert.In case of overload, the forces to be transmitted by the spindle 5 to the working carriage 8 exceed those for holding the lockers! 5 force transmitted by the compression spring 24, the lever 19 is pivoted in the clockwise direction, wherein the rotary joint 20 travels over the line connecting the bearings 17 and 25 and 26 of the bolt 21 and the lever 19 in the carriage housing 18, whereby the lever 19 under the Influence of the compression spring 24 is pivoted in the clockwise direction until it rests against the stop 33 (see Fig. 2, dash-dotted representation), and the roller 16 is simultaneously led out completely from the recess 15 of the disc 14. During its pivotal movement, the lever 19 reaches the effective range of a not shown expedient sensor, which provides a signal for stopping the drive motor 2.

beim weiteren Verdrehen der Spindel 5 spricht die Lamellenkupplung 29 an, deren auf die Spindel 5 ausgeübte Bremskraft so bemessen ist, daß sie ein Durchdrehen der Spindel 5 infolge ihres Eigengewichtes und das des Arbeitsschlittens 8 mit Sicherheit verhindert und so die Spindel 5 weich abbremst. Nach eingetretenem Stillstand der Spindel 5 und Beseitigung der zum Ansprechen der Überlastkupplungen 13 führenden Störquelle, wird die Betriebsbereitschaft der erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder hergestellt, in dem die Spindel 5 in ihre Ausgangslage zurückgedreht wiro, und der Hebel 19 der Überlastkupplung 13 entgegen der Uhrzeigerrichtung verschwenkt wird, um die Rollo 16 wieder in die Ausnahmung 15 der Scheibe 14 einrasten zu lassen.Upon further rotation of the spindle 5, the multi-plate clutch 29 speaks, whose force exerted on the spindle 5 braking force is such that it prevents spinning of the spindle 5 due to its own weight and that of the working slide 8 with certainty and so the spindle 5 brakes soft. After the standstill of the spindle 5 and elimination of leading to the response of the overload clutches 13 interference source, the operational readiness of the device according to the invention is restored, in which the spindle 5 is rotated back to its original position wiro, and the lever 19 of the overload clutch 13 is pivoted counterclockwise, to engage the shade 16 again in the exception 15 of the disc 14.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht damit einen wirksamen Schute gegen Überlastung und Beschädigung des Spindeltriebes durch Reduzierung der bewegten Massen einerseits sowie durch sicheres Entlasten und sanftes Abbremsen dei Spindel 5 bei Überschreitung des zulässigen Drehmomentes andererseits und trägt damit zur Erhöhung der Funktionssicherhert und Betriebszuverlässigkeit des Antriebes bei.The solution according to the invention thus allows an effective barge against overloading and damage of the spindle drive by reducing the moving masses on the one hand and by safe unloading and smooth braking dei spindle 5 when exceeding the allowable torque on the other hand, thus contributing to increase the Funktionssicherhert and reliability of the drive.

Claims

1. A device for generating reciprocating linear movements of machine tools and the like, in particular for vertically moving assemblies, with a fixed in the operating state in the circumferential direction, non-self-locking threaded spindle, both ends are held in a respective bearing block, with a left and right rotating Driving motor with a spindle nut seated on the threaded spindle, with a driving device engaging on a working carriage and a guide device guiding the working carriage, characterized in that the bearing blocks (6, 7) for the freely rotatable held in the same spindle (5) fixed to the working carriage ( 8), and the drive motor (2) and the spindle nut (4) on the frame (1) of the machine are arranged, the spindle (5) in the operating state against rotation by at least one between the spindle (5) and the housing (18). the work carriage (8) arranged, self-switching overload clutch (13) secured and at least one end of the spindle (5) rotatably connected to the hub (28) of a multi-disc clutch (29) is mounted, the basket (30) on the housing (18) of the carriage (8), wherein in the basket (30) and / or Lam <_! Ln '31 arranged on the hub (28); 32) are supported in both directions of rotation with radial play.

2. Device ge ^ äßAnr _r r h 1, characterized in that the overload coupling (13) consists of a known in a the circumference of the spindle (5) recess (15) dipping roller (16), a roller (16) at the Earth of his one arm bearing, on the housing (18) of the carriage (8) mounted, two-armed lever (19), the end of the other arm via a rotary joint (20) with a bolt (21) is connected in an axially rotatable in Housing (18) of the carriage (8) mounted bushing (22) out and against the force of a spring (24) in the sleeve (22) is displaceable.