DE1934840A1 - Leitspindel - Google Patents

Description

Dipl. Ing. C. Wallach
Dipl. Ing. G. Koch
Dr. T. haibach

8 München 2 _fl .

Kauflngersfr.8, Tet.24Q275 , - 9. JULI 1969

12106 - Wg/We

MARWIN MACHINE TOOLS LIMITED, Anstey /Leicestershire (England)

Leitspindel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leitspindel, und zwar insbesondere auf eine Leitspindel mit umlaufenden Kugeln zur gegenseitigen Verschiebung von Maschinenteilen, Zu den

bei
Maschinen,/denen die erfindungsgemäße Leitspindel Verwendung finden kann, gehören beispielsweise Werkzeugmaschinen, wissenschaftliche Meß- und Lageeinstellvorrichtungen, HF-Antennen, Fernsehmaste und Radar-Spiegelsohaleiu

Gemäß der Erfindung ist eine Mutter für eine Leitspindel oder ein Abstandsteil für eine derartige Mutter vorgesehen, welches zwei bewegliche Teile aufweist, die gegeneinander hydraulisch oder pneumatisch in Längsrichtung unter Spannung setzbar sind, und zwar gegenüber einer in die Mutter eingeschraubten Spindel. Im allgemeinen werden die Teile hydraulisch unter Spannung gesetzt, jedoch bei einigen Miniaturkonstruktionen kann dies auf pneumatische Weise erfolgen. Im Betrieb sollte eine gemäß der Erfindung ausgebildete Mutter Mittel aufweisen, um die gegenaeite Drehung zwischen den Teilen au verhindern.

Im Betrieb wird die Spannung mittels einer Strömungsmittelsäule

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erzeugt, deren Steifheit in der gleichen Größenordnung liegt oder größer ist, als diejenige der Spindel und auf einem konstanten oder im wesentlichen konstanten Druck gehalten wird. Mit Steifheit einer Strömungsmlttelaäule oder einer Spindel wird hier die proportionale Größe bezeichnet, die die Säula oder Spindel inzOlge der Kompression des StrÖmungsmittels oder des Materials der Spindel nachgibt, jedoch nicht infolge von Biegung, und zwar bei ein^r längs der Achse der Säule oder Spindel angelegten La3fc.

Die Verwendung einer Leitspindel mit oiner gemäß der Erfindung unter Spannung gesetzten Mutter dämpft die Vibration oder Schwankungen, vergrößert die Arbeitsgenauigkeit, vermeidet oder vermindert; das Spiel und setzt die ganze Anordnung unter Spannung. Durch Belastung der Kugeln einer Spindel mit Kugelumlauf wird die Steifhält der Anordnung vergrößert und jegliche bei der Herstellung auftretenden Steigungsänderungen längs der Spindel und jegliche Abnutzung werden berücksichtigt. Eine Werkzeugmaschine kann einen mittels einor derartigen Spindel unter Servosteuerung bewegten Schlitten aufweisen. Diese Anordnung i3t insbesondere für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine geeignet. Mittels eiaer j$emäß der Erfindung ausgebildeten Spindel-Musteranordnur~ kinn ferner eine Antenne oder ein Mast bewegt un;i gegenüber Wlndöruck gehaltert werden; ferner ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Anordnung einen Radarspiegel in Brennpunktsteilung, ausgerichtet und gegenüber einer Bewegung gesenützt zu halten, ........

die infolge einor Temperaturänderung auftritt, beispielsweise durch eine Änderung der Sonnens'c ellung, oder die infolge von Winddruck oder Schwingungen entsteht. Es werden also kleine Bewegungen aufgenommen und die dynamische Steifheit vergrößert. Die erfindungsgercaJe Mutter oder Spindel kann mit gewöhnlichen Herstellungstoleranzen ausgebildet werden, da das Austreten von Strömungsmitteln nicht schädlich ist* und kann ferner benutzt werden, um hydrostatische Lager zu vermeiden, die

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sehr genaue Abstände benötigen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Figg. 1 bis 4 Längsschnitte durch unterschiedliche, gemäß der Erfindung ausgebildete Spindel-Schraubenanordnungen mit Kugelumlauf;

Fig. 5 schematisch den mit jeder Anordnung verbundenen hydraulischen Kreis.

In den Figg. 1 bis 4 ist eine Spindel 10 dargestellt, auf welche eine aus Teilen 12, 14 bestehende Mutter aufgeschraubt ist. In den Figg. 2 und 4 sind die Teile 32, I^ mit Abstandsstücken 22, 24 verbunden und durch diese getrennt, während die Anordnung im übrigen derjenigen gemäß den Figg. 1 bzw. 3 entspricht. Die Teile 12 oder 22 weisen einen hydraulischen Ringzylinder 16 auf, der über eine Leitung 50 mit einer Quelle konstanten oder im wesentlichen konstanten Druckes in Verbindung steht, wie diese in Fig. 5 dargestellt ist. Die Teile 14 oder 24 weisen einen in öldichtungen 20 in den Zylindern 16 gleitend beweglichen Kolben 1δ auf. Zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinder 16 wird eine sehr kurze Strömungsmittelsäule aufrechterhalten. In den Figg. 2 und sind die Abstandsteile 22, 24 auf die Stirnflächen der entsprechenden Mutternteile 12, 14 mittels Schrauben 32,. ?4 aufgesehraubt. Bei den AusfUhrungsbeispielen gemäß den Figg. 1 und 2 wird die Drehung der Mutternteile 12, 14 gegeneinander mittels eines darin gleitbar angeordneten Stiftes 36 verhindert. Bei den ausführungsbe!spielen gemäß Figg- J> und 4 wird die Drehung der Mutternbestandteile 12, 14 gegeneinander mittels einer Stange 58 verhindert, die mit dem Teil 12 (und dem Abstandsteil 22 in Fig. 4) verschraubt

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ist und mit einem Schlitz in dem Mutternteil 14 in Fig. j5 (und auch dem Abstandsteil 24 in PJg. 4) in Eingriff steht.

In Fig. 5 ist der Kolben 18 und der diesen umgebende Zylinder 16 schematisch bei P mit einem Abfluß 52 dargestellt. Der konstante Druck von oiner Quelle S wird durch ein Reduzierventil R mit Entlüftung gesteuert und über eine Drossel T dem Einlaß 50 zugeführt. Ein Meßgerät G zeigt dabei den Einlaßdruck an.

Durch den in Fig., 5..dargestellten hydraulischen Kreis kann die Anordnung aus Spindel und Mutter einer* Vorspannung ausgesetzt werden, und /war durch eine "StrÖmunganiLttelsäule, die auf einem konstanten Druck gehalten uid an den Kopf des Kolbens l6 derart angelegt wird» daß die Flüssigkeitssäule eine Steifheit in der gleichen Größenordnung oder im allgemeinen größer hat, als die Spindel- und Mutteranordnung. Kleine Änderungen der von der Spindel- und Mutteranordnung getragenen Last haben das Bestreben, den Kolben l8 zu verschieben, wobei eine derartige Bewegung durch den hydraulischen Kr<?iß ausgeglichen und lomit die Spannung der Anordnung im wesentlichen konstant gehalteil wird. Auf diese Weise werden von der Werkzeugmaschine se Lt-Bt stammende Schwingungen oder Schwingungen benachbarter Maschinen und im Betrieb auftretende Temperaturänderungon gedämpft und somit die Arbeitsgen.-iuigkeit der Werkzeugmaschine aufrechterhalten.

- Patentansorüche -

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Claims (4)

1. Pat entans prüche

   il.JMutter für eine Leitspindel oder Abstandateil für eine der- ~- artige Mutter, gekennzeichnet durch zwei
   bewegliche Teile (12, 14), die hydraulioh oder pneumatisch gegeneinander in Längsrichtung gegenüber einer in die
   Mutter eingeschraubten Spindel unter Spannung setzbar sind.
2. 2. Mutter nach Anspruoh 1, daduroh gekennzei chnet, daß sie zusammen mi*: einer Spindel mit Kugelumlauf verwendbar ist, wobei die Teile hydraulisch untar Spannung gesetzt sind.
3. 3. Leitspindel und Mutteranordnung, gekennzeichnet durch eine nach Anspruoh 1 oder 2 ausgebildete
   Mutter.
4. 4. Maschine, daduroh gekennzeichnet, daß
   sie mit einer nach Anspruch } ausgebildeten Spindel- und
   Mutteranordnung ausgestattet ist.

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   Leers ei t e