DE1425178C - Vorschubeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschubeinrichtung zur Verschiebung eines Schlittens relativ zu einer Führungsschiene, die in gleichen Abständen voneinander angeordnete Rollen trägt und die mit einer drehbar gelagerten Schnecke im Eingriff ist, wobei die Schnecke in Vorschubrichtung fest mit dem Schlitten verbunden ist.

Gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 111 905 ist ein Schlitten- oder Tischantrieb für schwere Fräsmaschinen bekannt. Er besteht aus einer mechanisch angetriebenen Schnecke und mindestens einer am Schlitten bzw. Tisch befestigten Stange. Diese Stange trägt in gleichen Absländen voneinander angeordnete Zapfen mit Wälzlagern und drehbar gelagerten Rollen, die mit der Schnecke im Eingriff stehen. Dabei sind die Rollen auf exzentrischen Teilen von zylindrischen Zapfen drehbar gelagert, und diese exzentrischen Teile sind in Bohrungen der Tragstange dreh- und festklemmbar.

Dieser bekannte Schlitten- und Tischantrieb hat den ao Nachteil, daß jede Rolle entweder an beiden Flanken der Schnecke anliegt, wodurch sich eine Gleitreibung zwischen Schnecke und Rolle an einer der beiden Schneckenflanken ergibt, oder aber daß die Rollen stets nur an einer Schneckenflanke anliegen und dadurch ein geringes Spiel zwischen Schnecke und Rollen besteht, welches keine genaue Positionierung ermöglicht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, unter weitgehender Vermeidung von Gleitreibung und Spiel eine präzise Arbeitsweise der Vorschubeinrichtung zu erreichen.

Erfindungsgemäß sind bei einer Vorschubeinrichtung der eingangs genannten Gattung die Rollen konisch ausgebildet und mit den Anlageflächen der Schnecke elastisch im Eingriff. Dabei ist entweder eine einzige Schnecke mit beidseitgen Anlageflächen vorgesehen, oder es sind zwei Schnecken mit je einer Anlagefläche vorgesehen, denen jeweils ein Satz Rollen zugeordnet ist.

Die durch die Erfindung zu erzielenden Vorteile liegen im elastischen Eingriff von zwei Rollensätzen mit zwei Anlageflächen der Schnecke, wodurch bei der Hin- und Herschiebung des Schlittens ein Spiel weitgehend vermieden wird. Durch die konische Ausbildung der Rollen wird Wälzbohrreibung vermieden, wodurch auch bei längerem Betrieb nur mit minimaler Abnutzung der Rollen und Anlageflächen zu rechnen ist (We r η i t z, »Wälzbohrreibung«).

Gemäß der USA.-Patentschrift 2 273 784 ist ein Schneckengetriebe bekannt, das auf der Schneckenwelle zwei axial hintereinander angeordnete Schneckenhälften aufweist, die mit einem Schneckenrad im Eingriff stehen. Diese Schneckenhälften sind in axialer Richtung verschiebbar und erhalten mittels einer Feder eine in axialer Richtung wirkende Spannung, wodurch eine spielfreie Kraftübertragung von den Schneckenrädern auf das Zahnrad gewährleistet ist.

Aus der USA.-Patentschrift 1815 835 ist ein Schneckengetriebe mit einer einstellbaren Schnecke bekannt, die mit einem Schneckenrad im Eingriff ist. Die Schnecke besteht aus zwei entlang eini.,· Schraubenlinie nebeneinander angeordneten Teilen. Diese beiden Teile sind mittels Keilen in axialer Richtung verschieb- und damit einstellbar, so daß eine spielfreie Kraftübertragung gewährleistet ist.

Ausführungsbcispielc der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung sind für einen Zeichentisch oder eine Werkzeugmaschine mit Feinantrieb und grober Nachlaufsteuerung verwendbar. Dabei trägt ein durch die Nachlaufsteuerung längs der Führungsschiene verwendbarer erster Schlitten den Antrieb für die Schnecke, die mit einer Welle verbunden ist, die axial verschiebbar und drehbar auf den ersten Schlitten gelagert ist und mit dem ortsfesten Antrieb in Triebverbindung steht. Außerdem wird die Schneckenwelle in axialer Richtung mit einer Feder gegen den zweiten Schlitten gedrückt, die zur Feineinstellung des Zeichenstiftes bzw. des Werkzeuges längs der Führungsschiene dient. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 7 beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Vorschubeinheit, F i g. 2 einen Querschnitt der Vorschubeinheit nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer Antriebsschnecke und der ihr zugeordneten Rolle,

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines ortsfesten und eines beweglichen Rollensatzes, (*

F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Antriebsschnecke,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform einer Antriebsschnecke,

F i g. 7 einen Querschnitt durch die Rollenlagerung, F i g. 7a eine Ansicht hierzu in Richtung des Pfeiles A in F i g. 7.

In F i g. 1 und 2 ist eine Vorschubeinheit dargestellt, bestehend aus der Führungsschiene 10 mit in gleichmäßigen Abständen angeordneten Rollen 12 und aus dem Schlitten 14 mit Führungsrollen 16 und Stützrollen 18. Im Schlitten 14 ist achsparallel zur Vorschubeinrichtung, jedoch in axialer Richtung fest mit dem Schlitten 14 verbunden eine Kurvennutwalze 20 gelagert. Die Kurvennutwalze 20 weist eine über mindestens 360° Umfangwinkel verlaufende Kurvennut 22 auf. Die Rollen 12 und die Kurvennutwalze 20 sind einander derart zugeordnet, daß die Enden der Rollen 12 in die Bahn der Kurvennut 22 ragen. Die Steigerung der Kurvennut 22 ist dem gewünschten Übersetzungsverhältnis und dem Abstand der Rollen 12 so an- f gepaßt, daß jeweils mindestens eine der Rollen 12 in ι die Kurvennut 22 eingreift.

Der Motor 24 ist zum Antrieb der Kurvennutwalze 20 unterhalb des waagerechten Schenkels des Schlittens 14 angeordnet und treibt über ein Schneckengetriebe 26, 28 die Kurvennutwalze 20.

Um eine spielfreie Positionierung des Schlittens 14 zu erreichen, müssen die Rollen 12 spielfrei in die Kurvennut eingepaßt sein, da sie je nach der Vorschubrichtung mit der einen oder anderen seitlichen Flanke der Kurvennut 22 zusammenwirken. Wenn sich die Rollen 12 jedoch spielfrei in der Kurvennut 22 bewegen, wird mindestens an der Berührungsfläche zwischen einer Flanke der Kurvennut 22 und den Rollen 12 gleitende Reibung auftreten. Durch die Reibung wird aber ein Verschleiß herbeigeführt, der mit der Zeit zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung führen muß. Die Verwendung von in eine Kurvennut eingreifenden Führungsnasen empfiehlt sich also dann nicht, wenn an die Vorschubeinheit besondere Anforderungen hinsichtlich der Präzision gestellt werden. Um eine Gleitreibung an den Führungsflächen auszuschließen, ist es erforderlich, daß jeweils unterschiedliche Rollen an den den beiden Vorschubrich-

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tungen entsprechenden Kurvenflanken anliegen. Eine weglich auf der Schneckenwelle 30 gelagerten Schnecke derartige Lösung ist in F i g. 3 dargestellt. An Stelle 66 zusammenwirken. Zwischen der fest mit der der Kurvennutwalze 20 ist hier eine auf einer Welle 30 Schneckenwelle 30 verbundenen Schnecke 32 und der angeordnete Schnecke 32 vorgesehen, welche seitliche axial verschiebbaren Schnecke 66 sind Spreizfedern 68 Anlageflächen 34 und 36 aufweist. Mit den Anlage- 5 eingesetzt, welche die Anlageflächen 62 und 64 stets flächen 34 und 36 wirken die Rollen 38 und 40 zweier zum Anliegen an den zugehörigen Rollen 58 bzw. 60 Rollensätze zusammen. Um eine Gleitreibung vollends bringen. Um mehr Platz zu gewinnen, sind bei der in auszuschließen, müssen die Rollen 38 und 40 konisch F i g. 5 dargestellten Ausführungsform die Rollen 58 ausgebildet sein, weil je nach dem Abstand von der bzw. 60 der beiden verschiedenen Rollensätze in UmDrehachse der Welle 30 die absolute Umfangsge- io fangsrichtung im Winkel zueinander versetzt,
schwindigkeit unterschiedlich ist. Da die Anlage- Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 6 wird ebenflächen 34 und 36 der Schnecke 32 keine Neigung zur falls eine fest mit der Schneckenwelle 30 verbundene Achsennormalen aufweisen, müssen die Achsen 42 Schnecke 32 verwendet sowie eine zweite Schnecke 70, bzw. 44 der Rollen 38 und 40 schräg zur Achse der welche fest mit einer axial auf der Welle 30 verschieb-Schneckenwelle 30 verlaufen. Die Rollen jeweils eines 15 bar gelagerten Hülse 72 verbunden ist. Eine einerseits Rollensatzes sind im gleichen Winkel zur Achse der mit einem Bund 74 auf der Welle 30 und andererseits Schneckenwelle geneigt und weisen untereinander mit der Hülse 72 verbundene, die Welle 30 umgebende einen Abstand auf, der der Schneckensteigung Ii ent- Zugfeder 76 ist bestrebt, die Schnecke 70 von der spricht. Die Seitenlänge q des Kegels, dessen unterer Schnecke 32 wegzuziehen. Der Abstand der beiden Stumpf von der Rolle 38 bzw. 40 gebildet wird, ergibt 20 Schnecken 32 und 70 wird durch den Abstand der sich zu festen Rollen 78a, 786, 78c usw. bestimmt, welche alle

, / 7~h\ einem einzigen Rollensatz angehören und einen Ab-

ρ = j//?² + I- Γ . stand voneinander aufweisen, der etwa der Schnecken-

r \ 2 / Steigung entspricht. Da auch der Abstand der festen

35 Schnecke 32 von der verschiebbaren Schnecke 70

Wenn die Rollen beider Rollensätze ortsfest an- etwa der Schneckensteigung entspricht, wirken die geordnet sind, mtfssen beide Anlagefiächen 34 und 36 Rollen des einen Rollensatzes abwechselnd je nach der genau bearbeitet und sauber geschliffen sein. Es Schneckenstellung einmal mit der Anlagefläche 80 empfiehlt sich jedoch beim Arbeiten mit zwei Rollen- der fest mit der Welle 30 verbundenen Schnecke 32 sätzen, der einen Anlagefläche einen fest angeordneten 30 oder mit der Anlagefläche 82 der verschiebbaren Rollensatz zuzuordnen, während der anderen Anlage- Schnecke 70 zusammen. Als Anlageflächen dienen jefläche ein federnd angeordneter Rollensatz zugeordnet weils die voneinander abgewandten Seitenflächen der wird, dessen Aufgabe darin besteht, stets ein sauberes beiden Schnecken 32 und 70. Damit die Rollen 78a, Anliegen der den festen Rollen zugeordneten Anlage- 786, 78c usw. mit den voneinander abgewandten Anfläche an diesen Rollen zu gewährleisten. Die genaue 35 lageflächen 80 bzw. 82 beider Schnecken 32 und 70 Positionierung des Schlittens erfolgt in diesem Falle zur Erzeugung von Vorschubbewegungen in verschiedurch das Zusammenwirken zwischen Rollen und ihnen dener Richtung zusammenwirken können, müssen zugeordneter Anlagefläche. Es muß deshalb bei dieser ihre Drehachsen 84 senkrecht zur Drehachse der Ausführungsform nur die den Rollen zugeordnete Schneckenwelle 30 verlaufen. Bildet man zur Ver-Anlagefläche sauber geschliffen sein. Durch die fe- 40 meidung von Gleitreibung die Mantelflächen der RoI-dernde Anordnung eines Rollensatzes kann also eine len konisch aus, so müssen die Laufflächen 80 und 82 Verbilligung der Vorschubeinheit erzielt werden. der Schnecke 32 und 70 ebenfalls zur Drehachse der

Eine derartige federnde Lagerung eines Rollensatzes Schneckenwelle 30 geneigt verlaufen,
ist in F i g. 4 dargestellt. Die Rollen 46a, 46b, 46c Bei der erfindungsge näßen Vorschubeinrichtung

sind ortsfest gelagert. Die Rollen 48a, 48b, 48c sind 45 kommt der sauberen Justierung der Achsen der Rollen dagegen auf einer Schiene 50 befestigt, die durch Par- eine ganz besondere Bedeutung für die .Genauigkeit allellenker 52 und 54 etwa in Richtung der Achse der der Vorschubeinheit zu. Bei der in den F i g. 7 und7a Schneckenwelle 30 (F i g. 3) beweglich angeordnet ist. gezeigten Lagerung einer Rolle 210 in einer Führungs-Die Schiene 50 wird durch eine Feder 56 derart in schiene 209 weist die Rolle 210 einen hohlkehleneine Richtung gezogen, daß die Rollen 48a, 486, 48c 50 artigen Kragen 212 auf, welcher als Lauffläche für ein stets gegen die Schnecke 32 (F i g. 3) gedrückt werden. erstes Kugelschräglager mit den Kugeln 214 dient. An

Bei großer Länge der Führung ist die in F i g. 5 dar- diesen Kragen 212 schließt sich ein Schaft 216 an, in gestellte Anordnung zweckmäßiger als die Anordnung dessen Ende eine Schraube 218 in axialer Richtung nach F i g. 4. Auch die Anlagefläche 62 der Schnecke verstellbar eingeschraubt ist, deren Kopf 220 als La-32 nach F i g. 5 dient zur genauen Positionierung, wäh- 55 gerbund für eine den Schaft 216 umgebende Druckrend die andere Anlagefläche 64 dazu dient, eine Fe- feder 222 dient. Die Druckfeder 222 stützt sich ab auf derkraft zu übertragen, welche die den Rollen 58 zu- dem Bund 224 der Hülse 226. Die Hülse 226 ist mit geordnete genau bearbeitete Anlagefläche 62 stets in einem (dem Kragen 212 gegenüberliegenden) hohl-Anlage an diesen Rollen 58 halten soll. Anstatt jedoch kehlenartigen Kragen versehen, welcher als Lauffläche einen ganzen Satz von sich über die gesamte Länge der 60 für ein zweites Kugelschräglager mit den Kugeln 228 Führung erstreckenden Rollen beweglich zu lagern, dient. Die jeweils zweiten Laufflächen des ersten bzw. sind hier nicht nur die Rollen 58 fest gelagert, sondern zweiten Kugelschräglagers befinden sich an einem auch die Rollen 60 des anderen Rollensatzes. Die Justierblock 232, der zylindrischen Querschnitt auf-Rollen 58 wirken mit einer fest auf der Schneckenwelle weist und um eine zur Achse der Rolle 210 parallel 30 angeordneten schneckenförmig gewundenen AnIa- 65 justierte Achse 234 drehbar verstellt werden kann, gefläche 62 zusammen, während die Rollen 60 des Durch eine kleine Exzentrizität der Achse der Rolle 210 anderen Rollensatzes mit einer weniger genau bear- gegenüber der Achse 234 kann die Rolle 210 sauber beiteten Anlagefläche 64 einer in axialer Richtung be- auf Anschlag an der Schnecke eingestellt werden. Die

Feder 222 bewirkt, daß die Rolle 210 sich stets in der unteren Lage befindet und sich spielfrei über das Lager auf dem Justierblock 232 abstützt.

Die vorstehenden an Hand der F i g. 1 bis 7 geschilderten Maßnahmen sind geeignet, um einen Schlitten und einen damit verbundenen Zeichenstift eines Zeichentisches mit hoher Genauigkeit zu verschieben.

Claims (7)

Patentansprüche: 10

1. Vorschubeinrichtung zur Verschiebung eines Schlittens relativ zu einer Führungsschiene, die in gleichen Abständen voneinander angeordnete RoI-lcn trägt, die mit einer drehbar gelagerten Schnecke im Eingriff sind, wobei die Schnecke in Vorschubrichtung fest mit dem Schlitten verbunden ist, d adurch gekennzeichnet, daß die Rollen (38. 40: 58, 60; 78σ, 786, 78c) konisch ausgebildet und mit den Anlagcflächen (34, 36; 62. 64; 80, 82) der Schnecke (32; 66; 70) elastisch im Eingriff gehalten sind, daß entweder eine einzige Schnecke (32) mit heidseitigen Anlageflächen (34 und 36) vorgesehen ist oder zwei Schnecken (32, 66 bzw. 32, 70) mit je einer Anlagefläche (62, 64 bzw. 80, 82) vorgesehen sind, denen jeweils ein Satz Rollen (38, 40 bzw. 58. 60 bzw. 78a, 78/>, 78c) zugeordnet ist (F i g. 3. 5. 6).

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollenachsen senkrecht zur Achse der Antriebswelle (30) der Schnecke (32) verlaufen (Fig. 6).

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (210) jeweils exzentrisch in einem zur Rollenachse achsparallel drehbar gelagerten Justierblock (232) gelagert sind (F i g. 7, 7a).

4. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (210) durch ein federbelastetes Drucklager in axialer Richtung im Justierblock (232) festgespannt sind (F i g. 7).

5. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (210) einen Schaft (216) aufweisen, der axial verschiebbar in einer Lagerhülse (226) geführt ist, welche sich durch ein Axiallager auf dem Justierblock (232) abstützt, und daß der Schaft (216) einen in axialer Richtung einstellbaren Bund (224) trägt, wobei zwischen diesem Bund (224) und der Lagerhülse (226) eine in axialer Richtung wirksame Druckfeder (222) angeordnet ist (F i g. 7).

6. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, wonach eine einzige Schnecke mit beidseitig angebrachten Anlageflächen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Satz der Rollen als genaue Positionsrollen (46a, 466, 46c) ortsfest, der zweite Satz (48a, 486,48c) dagegen relativ und parallel zur Führungsschiene (10) längsbeweglich ist und auf einer entgegen einer Federkraft (56) längsbeweglichen Schiene (50) befestigt ist (F i g. 3 und 4).

7. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, wonach zwei Schnecken mit je einer Anlagefläche vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben der einen fest mit ihrer Antriebswelle (30) verbundenen ersten Schnecke (32 nach F i g. 5 bzw. 32 nach F i g. 6) eine in axialer Richtung verschiebbare, jedoch drehfest mit der Antriebswelle (30) verbundene zweite Schnecke (66 bzw. 70) vorgesehen ist, wobei je eine Anlagefläche (62, 64 bzw. 80, 82) beider Schnecken (32, 66 bzw. 32, 70) an ihren voneinander abgewandten Seiten angebracht ist, und daß die Schnecken mittels einer Feder (68 bzw. 76) in axialer Richtung gespreizt und gegen die Sätze der Rollen (58, 60 bzw. 786, 78c) gedrückt werden (F i g. 5 und 6).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen