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Hebe- und Senkeinrichtung für Konsolenfräsmaschinen Das Hauptpatent
hat eine Hebe- und Senkeinrichtung für Konsolenfräsmaschinen zum Gegenstand, bei
der das vorübergehende Absenken des Tisches vor Beginn des Rücklaufs und Wiederanheben
desselben nach Beendigung des Rücklaufs durch eine zusätzliche Senkrechtbewegung
der Hubspindel der Konsole herbeigeführt wird. Zu diesem Zweck ist nach der bevorzugten
Ausführungsform des Hauptpatentes das untere Ende der Hubspindel in einer nicht
drehbar, aber axial verschiebbar geführten Traghülse gelagert, die sich mit Außengewinde
in einer drehbar gelagerten Verstellmutter führt. Die Verstellmutter wird durch
zwei durch ein Druckmittel beaufschlagte, um 180° gegeneinander versetzte Kolben
angetrieben, die gemäß dem Hauptpatent als Flügelkolben ausgebildet sind.
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Der Vorteil dieser Maßnahme besteht unter anderem darin, daß man eine
in sich geschlossene Einheit äußerst gedrungener Form erhält, die an Stelle der
normalen Spindellagerung in die Grundplatte der Maschine ohne jede Änderung derselben
eingesetzt werden kann, so daß die gleiche Maschinentype wahlweise mit und ohne
Hebe- und Senkeinrichtung geliefert werden kann.
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Es wurde nun gefunden, daß es in manchen Fällen vorteilhafter ist,
die an der Verstellmutter um 180° zueinander versetzt angreifenden Flügelkolben
durch längsgeführte Kolben zu ersetzen, die je über eine Zahnstange in die mit einer
Außenverzahnung ausgebildete Verstellmutter eingreifen.
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Zweckmäßig wird jeder der Kolben als von den Enden aus beaufschlagter
Doppelkolben ausgebildet und tragen die Verbindungsstangen der Doppelkolben die
Verzahnung. Die Doppelkolben werden vorteilhaft in Bohrungen des alle Teile der
Hebe- und Senkeinrichtung einschließenden Gehäuses geführt, die somit als Zylinder
dienen.
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Es hat sich gezeigt, daß die vorstehend beschriebene, den Gegenstand
des Zusatzpatentes bildende Einrichtung keinen größeren Raumbedarf hat als die Einrichtung
nach dem Hauptpatent, also ebenso wie diese im Austausch gegen die normale Spindellagerung
in die Grundplatte der Maschine eingesetzt werden kann. Sie weist jedoch gegenüber
der Ausführung nach dem Hauptpatent den Vorteil auf, daß die Bewegung der Kolben
besser auf sehr kleine Wege, wie sie häufig für eine Hebe- und Senkeinrichtung erwünscht
sind, begrenzt werden kann. Infolge des geringen Kolbenhubes sowie auch durch Vermeidung
der bei Flügelkolben nie ganz auszuschließenden Ölverluste sind auch die benötigten
Druckölmengen kleiner, so daß wesentlich an Arbeit gespart wird. Außerdem erfordert
die Herstellung dieser Hebe- und Senkeinrichtung weniger und einfachere Bearbeitungsgänge,
was zu einer entsprechenden Verbilligung der ganzen Einrichtung führt.
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Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem allgemeinen Stand der Technik
auf diesem Gebiet besteht dabei noch darin, daß die Verstellmutter in radialer Richtung
nicht geführt zu werden braucht, da sie sich unter Einwirkung der unter 180° zueinander
versetzt an ihr angreifenden Kräfte selbsttätig auf der Spindeltraghülse zentriert.
Der Fortfall der z. B. bei einseitigem Kraftangriff erforderlichen Radiallager ist
aber andererseits wieder Voraussetzung, um die weiter oben erwähnte gedrungene Bauform
zu erzielen.
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Es hat sich weiter gezeigt, daß das sowohl nach dem Hauptpatent als
auch nach der Erfindung aus der Verstellmutter und dem Außengewinde der Spindeltraghülse
bestehende Getriebe einen sehr schlechten Wirkungsgrad aufweist. Da aus räumlichen
Gründen die Fläche der Flügelkolben bzw. auch der Doppelkolben nicht beliebig groß
gewählt werden kann, bedingt dies insbesondere bei größeren Maschinen die Anwendung
sehr hoher Öldrücke, um das erhebliche Konsolengewicht zu heben, was in vielen Fällen
unerwünscht ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch
behoben, daß das Gewinde der Mutter mit rollender Reibung auf dem Außengewinde der
Spindeltraghülse geführt ist. Diese rollende Reibung kann in an sich bekannter Weise
dadurch erzielt werden, daß Kugeln beiderseitig der Gewindeflanken angeordnet sind
oder daß die Kugeln selbst die Rolle der Tragflanken übernehmen.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. 1 die Lagerung des unteren Endes der Hubspindel in der Grundplatte
der Maschine im Schnitt mit der Einrichtung zum Heben und Senken der Spinde
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der obere, der normalen Senkrechtverstellung der Konsole dienende Teil entspricht
der Ausbildung nach dem Hauptpatent und wurde daher nicht besonders dargestellt,
Abb. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Abb. 1. Die Abb. 3 bis 5 zeigen eine an
sich bekannte Möglichkeit zur Erzielung der rollenden Reibung zwischen Verstellmutter
und Spindeltraghülse, und zwar zeigt im vergrößerten Maßstab Abb. 3 die Traghülse
in Ansicht; Abb. 4 einen Schnitt durch Traghülse und Mutter, Abb.5 einen Gewindegang
der Traghülse in Abwicklung.
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Wie Abb. 1 erkennen läßt, stützt sich die Hubspindel 1 mit ihrem unteren,
gegen Drehung durch den Keil 2 gesicherten Ende in einer mit Außengewinde versehenen
Traghülse 3 ab, die ihrerseits axial beweglich und unverdrehbar in dem trogförmigen
Gehäuse 4 geführt ist. Zum Sichern der Traghülse 3 gegen Verdrehung dienen Paßstifte
5, die die Traghülse führen und in der unteren Abdeckplatte 6 fest eingesetzt sind.
Das Gehäuse 4 wird in die nicht dargestellte Grundplatte der Maschine eingesetzt.
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Auf dem Außengewinde der Traghülse 3 ist radial frei beweglich die
Mutter 7 mit Außenverzahnung 8 aufgesetzt. Die Mutter 7 überträgt über Kugellager
9 die Last der von der Traghülse 3 aufgenommenen Spindel 1 mit nicht dargestellter
Konsole und Support auf den Boden des Gehäuses 4. An ihrem oberen Ende ist die Mutter
mit gleitender Reibung an der oberen Abdeckplatte 10 des Gehäuses 4 geführt, so
daß die Mutter sich frei drehen, aber in axialer Richtung nicht verschieben kann.
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In die Außenverzahnung 8 der Mutter 7 greifen, um 180° gegeneinander
versetzt, Zahnstangen 11 und 12 ein, die am mittleren Verbindungsteil 13 und 14
je zweier Kolben 15 und 16 bzw. 17 und 18 ausgebildet sind. Die Kolben 15, 16 und
17, 18 sind in Bohrungen des Gehäuses 4 geführt, die an ihren Enden durch Gewindestopfen
19 verschlossen sind. Zur Hubbegrenzung der Kolben dienen an denselben ausgebildete
Anschläge 20.
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Die zwischen den Enden der Kolben 15, 16 und 17, 18 und dem Gewindestopfen
19 gebildeten Zylinderräume 21, 22, 23 und 24 stehen über Bohrungen, die in Abb.2
nicht erscheinen, weil sie in einer anderen Schnittebene liegen, mit der DrucköIzu-
und -ableitung in Verbindung. Die letztere wird durch ein ebenfalls nicht dargestelltes
Verteilerventil so gesteuert, daß zum Heben der Spindel 1 und damit der Konsole
die Zylinderräume 22 und 24 mit der Druckölzuleitung und die Zylinderräume 21 und
23 mit der Druckölableitung und zum Absenken der Konsole die Räume 21 und 23 mit
der Druckölzuleitung und die Räume 22 und 24 mit der Druckölableitung verbunden
werden.
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Das Außengewinde der Traghülse 3 ist im Innengewinde der Mutter 7
mit rollender Reibung geführt, wie die bei 25 angedeuteten Kugeln erkennen lassen.
Hierauf soll weiter unten näher eingegangen werden.
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Vorerst sei die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung kurz wie folgt
erläutert: Die in Abb.2 wiedergegebene Stellung entspricht dem abgesenkten Zustand
der Konsole.
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Wird nun Drucköl in die Räume 22 und 24 eingeleitet und werden die
Räume 21 und 23 gleichzeitig entlüftet, so bewegen sich die Zahnstangen 12, 14 und
11, 13 in Richtung der eingezeichneten Pfeile und bewirken eine Drehung der :Mutter
7 im Uhrzeigersinn. Da die "Traghülse 3 gegen Drehung gesichert ist, wandert sie
in der axial nicht verschiebbaren Mutter? hoch und hebt die Hubspindel l mit darauf
befindlicher Konsole und Support.
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Zum Absenken der Konsole werden die Zahnstangen 12, 14 und 11, 13
und damit die Mutter 7 in entgegengesetzter Richtung bewegt, indem, wie schon erwähnt,
die Zylinderräume 21 und 23 unter Druck gesetzt und die Räume 22 und 24 entlüftet
werden. Die Traghülse 3 wandert dann in der Mutter 7 abwärts.
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Zur Verwirklichung der rollenden Reibung zwischen Mutter 7 und Traghülse
3 sind, wie Abb. 4 zeigt, zwischen beiden Flanken des Trapezgewindes der Traghülse
3 und den entsprechenden Gewindeflanken der Mutter 7 Kugeln angeordnet, von :denen
eine mit 25 bezeichnet ist. Die Umlenkung der Kugeln von der belasteten auf die
unbelastete Flanke erfolgt innerhalb der Gewindegänge durch Umlenkstücke 26 (vgl.
Abb. 3 und 5), die in Ausfräsungen des Traghülsengewindes eingesetzt sind.
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In Abb. 5 sind zur besseren Übersicht drei dieser Umlenkungen in kürzerem
Abstand dargestellt, als es an sich der Abb.3 entsprechen würde. Die zwischen den
Umlenkstücken 26 stehengebliebenen Teile des Traghülsengewindes sind mit 27 bezeichnet.
Man erkennt, daß die Kugeln im geschlossenen Kreislauf um die Gewindeteile 27 herumwandern.
Die belastete Flanke ist in diesem Fall die Unterseite der Teile 27 und die unbelastete
Flanke die Oberseite dieser Teile. Auf der unteren, belasteten Flanke rollen die
Kugeln in Drehrichtung, und auf der oberen, unbelasteten Flanke werden sie entgegengesetzt
der Drehrichtung geschoben.