DE1147821B

DE1147821B - Verfahren zur Korrektur des Tendenzsteigungsfehlers an hohlen, umlaufenden Leitspindeln fuer Praezisions-Gewindeerzeugungsmaschinen und Leitspindel dazu

Info

Publication number: DE1147821B
Application number: DEB46524A
Authority: DE
Inventors: Karl Burgsmueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-10-23
Filing date: 1957-10-23
Publication date: 1963-04-25

Description

Verfahren zur Korrektur des Tendenzsteigungsfehlers an hohlen, umlaufenden Leitspindeln für Präzisions-Gewindeerzeugungsmaschinen und Leitspindel dazu Bei der Herstellung von in der Steigung sehr genauen hohlen umlaufenden Leitspindeln, insbesondere für Leitgewindeerzeugungsmaschinen, ist es heute möglich, in der Steigungsgenauigkeit nicht nur die sogenannte Schlesinger-Toleranzformel oder die eingeengte Werkzeugmaschinen-Toleranzformel zu erfüllen, sondern darüber hinaus an Stelle des bisherigen Toleranzfeldes von 3/10o bzw. 2/10o mm nach -f- oder - auf 300 mm Spindellänge, nur noch 2/1o. bzw. 1/10o nach + oder - abzuweichen. Trotzdem macht die Steigungsfehlertendenz solcher Präzisionsleitspindeln, d. h. ihre regelmäßige Abweichung vom Idealmaß nach + oder -, die zu beträchtlichen Summenfehlern führen kann, nach wie vor Schwierigkeiten.
Die genannten Schwierigkeiten bei der Behebung des Tendenzsteigungsfehlers werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß die bereits mit Gewinde versehene, hohle und umlaufende Leitspindel in sich, d. h. ohne Rückwirkung auf Leitspindellager und Maschinenbett, einer über ihre ganze axiale Ausdehnung wählbaren, gleichmäßigen Längenänderung und/oder Torsion unterworfen wird. Diese Längenänderung kann man mechanisch oder durch Erwärmung erzeugen. Zur mechanischen Längenänderung kann man z. B. in der hohlen Leitspindel einen Zug- oder Druckanker anordnen, dessen Vorspannung einstellbar ist. Man bekommt dann eine elastische Längung oder Stauchung der Leitspindel, die sich gleichmäßig über die ganze Länge der Leitspindel erstreckt, und kann dadurch den Tendenzsteigungsfehler in den notwendigen Grenzen korrigieren. Man kann aber auch mit einer Torsionsvorspannung arbeiten und dazu in der hohlen Leitspindel einen Torsionsstab mit beispielsweise über einen Schneckentrieb einstellbarer Spannung anordnen. Schließlich kann man auch noch die beiden genannten Arten der mechanischen Vorspannung kombinieren und dem Zug- oder Druckanker zusätzlich eine Torsionsspannung geben. In jedem Fall erhält man eine sich über die ganze Spindellänge gleichmäßig auswirkende Korrektur der Steigungsfehlertendenz, wobei der Kern jedes seitliche Ausweichen der hohlen Leitspindel verhindert. Der aus Fertigungsgründen unvermeidbareHohlraum zwischen Leitspindel und Kern kann zur Schwingungsdämpfung mit zähem öl gefüllt werden.
Schließlich ist es auch noch möglich, die gleichmäßige Längenänderung der Leitspindel durch elektrische Beheizung zu erzielen. Dazu wird die Leitspindel als Belastungswiderstand eines Heiztrafos geschaltet. Da der elektrische Widerstand der Leitspindel je Längeneinheit über die ganze Länge gleich ist, bekommt man so eine gleichmäßige Temperaturregelung über die ganze Leitspindellänge und damit die gewünschte Korrektur des Tendenzsteigungsfehlers. Die elektrische Beheizung kann man zusätzlich zur mechanischen Vorspannung anwenden und dadurch deren Wirkung erhöhen bzw. feiner korrigieren.
Es wurde bereits vorgeschlagen, massive, stillstehende und zwischen zwei mit dem feststehenden Maschinenteil starr verbundenen Lagerböcken eingespannte Leitspindeln. durch eine in der Längsrichtung der Spindel wirkende Kraft und/oder eine tordierende Kraft vorzuspannen. Dabei muß man jedoch mit unerwünschten Rückwirkungen auf Maschinenbett und Werkstück rechnen. Außerdem ist es bekannt, hohle Leitspindeln durch Einführen eines Kühlmittels auf gleiche Temperatur wie das Werkstück zu bringen, um Genauigkeitseinbußen durch thermische Einflüsse zu vermeiden. Infolge des unvermeidbaren Temperaturgefälles längs der Leitspindel durch Wärmeaustausch läßt sich damit jedoch keine über die ganze Leitspindellänge gleichmäßige Korrektur des Tendenzsteigungsfehlers erreichen.
Schließlich ist es auch noch bekannt, besonders lange, hohle Leitspindeln aus mehreren Teilen zusammenzuschrauben und die Lockerung der Schraubverbindungen durch einen Zuganker in der hohlen Leitspindel zu verhindern. Diese bekannte Lösung hat jedoch nicht die Aufgabe des Verfahrens nach der Erfindung. Die Zeichnung bringt Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung. Dabei zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine hohle Leitspindel mit Zuganker und Vorspannung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Leitspindel mit Torsionsvorspannung über ein Schneckengetriebe, Fig. 3 die Vorspannung durch elektrische Rufheizung im Schema.
Laut Fig. 1 ist in die aus Rohr gefertigte hohle Präzis-ionsleitspindel a ein über die ganze Leitspindellänge laufender Kern b eingesetzt, der am linken Ende mit den gegenseitig versetzten Stiften c und d fest und am rechten Leitspindelende mit einem Mutternkopf e als Zuganker in einem Flachgewinde f in der Hohlspindel geführt ist. Der Mutternkopf e ist am Zapfen g des Kerns ebenfalls, mit einem Flachgewinde h geführt. Das Flachgewinde h kann dabei z. B. 6,01 mm Steigung und das Flachgewinde f 6,0 mm Steigung haben. Die beiden Flachgewindeverbindungen sind durch die konische Klemmutter i gesichert.
Wird nun bei geringer Lösung der konischen Klemmutter i der Mutterkopf e nach rechts herumgedreht, dann streckt sich der Kern b elastisch und staucht ebenso elastisch die Hohlspindel h, wodurch diese ihre Steigungs-Plustendenz verliert. Bei Linksdrehung des Mutternkopfes e erhält man das umgekehrte Ergebnis. Nach sorgfältiger Prüfung des Steigungsbildes wird schließlich der Kern durch Festziehung der konischen Mutter i arretiert.
Bei der Vorrichtung laut Fig. 2 erhält man die Korrektur der Steigungsfehlertendenz durch Torsionsvorspannung der Leitspindel. Auch hier ist der Kern b am linken Ende der Leitspindel a durch zwei gegenseitig versetzte Stifte c, d fest eingespannt. Das rechte Ende des Kerns b läuft in einen Keilzapfen 1 aus, auf , den ein Schneckenrad m axial verschiebbar sitzt. Das linke Ende der Hohlspindel a ist fest mit dem Tellerflansch n verkeilt, der einen Zahnkranz o besitzt. Quer zum Kern e ist im Tellerflansch h die Schneckenwelle p gelagert, mit der man das Schneckenrad f nach links oder rechts verdrehen und damit über den Kern b die hohle Leitspindel a elastisch vorspannen oder entlasten kann.
Hat das Leitgewinde auf der Leitspindel a als rechtsgängiges Gewinde z. B. einen Tendenzfehler nach Minus, dann dreht man das Schneckenrad im Linkssinn mit Hilfe der Schneckenwelle p so lange, bis das Leitgewinde auf der Hohlspindel a so weit aufgedreht ist, daß der Minustendenzfehler entfällt.
Bei einem Plus-Steigungstendenzfehler dreht man das Schneckenrad m entsprechend im Rechtssinn und damit das Leitgewinde auf der Hohlspindel a gewissermaßen so weit zu, bis die Steigungsfehlertendenz Null ist.
Durch eine zusätzliche Verdrehung des Schneckenrades m gegenüber dem Tellerflansch n bzw. der Leitspindel a gegenüber dem Kern b, die mit Hilfe eines rechnerisch oder empirisch ermittelten Monogramms nach Noniusskala oder mit einem Kraftmeßschlüssel, angesetzt (im Vierkant qu der Schneckenwelle p) genau beobachtbar ist, kann man zusätzlich der Torsion der Leitspindel a und des Kerns b als Reaktion der Vorschubarbeit bei der Bearbeitung von Wellen verschiedener Durchmesser, verschiedener Gewindeprofile und unterschiedlichem Steigungssinn und Werkstoff und sogar unterschiedlicher Schnitterwärmung voll entgegenwirken.
Laut Fig. 3 wird die gemäß Fig. 1 oder 2 vorgespannte Leitspindel a zusätzlich noch durch Erwärmung vorgespannt. Dazu ist die Leitspindel a gewissermaßen als Belastungswiderstand in den Sekundärkreis des Heiztrafos Tr eingeschaltet. Zur Vermei-Jung elektrischer Rufheizung anderer Maschinenelemente muß die Leitspindel a dabei beiderseitig oder mindestens einseitig wie in Fig. 3 in einer Isolierbüchse r gelagert sein. Bei einem Tendenzsteigungsfehler nach Minus verfährt man dann zum Ausgleich folgendermaßen: Die Leitspindel a wird über den Heiztrafo Tr so weit aufgeheizt, daß sie sich um den nach der mechanischen Vorspannung noch verbleibenden Restfehler der Minustendenz ausdehnt. Diese Dehnung läßt sich durch Temperaturmessung oder Längenmessung kontrollieren. Mit einer derart vorgespannten und aufgewärmten Spindel kann man dann ein Werkstück erzeugen, das in seiner Tendenz weder nach Minus noch nach Plus ausschlägt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Korrektur des TendenzsteigungsfehIers an hohlen, umlaufenden Leitspindeln für Präzisions-Gewindeerzeugungsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitspindel in sich, d. h. .ohne Rückwirkung auf Leitspindellager und Maschinenbett, einer über ihre ganze axiale Ausdehnung wählbaren, gleichmäßigen Längenänderung und/oder Torsion unterworfen wird.
2. Leitspindel gemäß Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitspindel ein Zug- oder Druckanker angeordnet ist, dessen Vorspannung einstellbar ist.
3. Leitspindel gemäß Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitspindel ein Torsionsstab mit - z. B. über einen Schneckentrieb -einstellbarer Spannung angeordnet ist.
4. Leitspindel gemäß. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie elektrisch beheizbar ist.
5. Leitspindel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einer mechanischen Vorspannung elektrisch beheizt ist.
6. Leitspindel nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Belastungswiderstand eines Heiztransformators geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 367 008, 724 891. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1022 075, 1036 604.