DE19903612B4

DE19903612B4 - Zustellvorrichtung

Info

Publication number: DE19903612B4
Application number: DE19903612A
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Maebashi Kajita; Hiroshi Maebashi Fujita
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: US6316900B2; JPH11218204A; US20010002783A1; US6191548B1; DE19903612A1

Abstract

Zustellvorrichtung mit:
einer mit einem Gewinde (35a) versehenen Zustellspindel (35), die sich in Axialrichtung erstreckt;
wenigstens einer Führungsschiene (31, 31a), die sich parallel zur Zustellspindel (35) erstreckt;
einem beweglichen Körper (33), der direkt an der Führungsschiene (31, 31a) verschieblich gelagert und durch die Zustellspindel (35) in Axialrichtung bewegbar ist, und
einem beweglichen Hilfskörper (34), welcher zur Unterstützung eines Maschinentisches in Axialrichtung vom beweglichen Körper (33) beabstandet ist, wobei der bewegliche Hilfskörper in Axialrichtung beweglich direkt an der Führungsschiene (31) verschieblich gelagert und in Verbindung mit der Bewegung des Maschinentisches bewegbar ist, welcher Maschinentisch auf dem beweglichen Körper (33) angebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zustellvorrichtung, die einen beweglichen Körper und einen beweglichen Hilfskörper aufweist, und insbesondere auf eine Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps, in welcher der Hilfskörper die Rolle einer Zwischenabstützung übernehmen kann, um dadurch die kritische Geschwindigkeit einer Zustellspindel zu erhöhen.
Es sind verschiedene Typen von Maschinentisch-Zustellvorrichtungen bekannt. Eine von ihnen ist eine Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps mit einer Zustellschraube, die einteilig mit einer Linearführungsvorrichtung kombiniert ist.
Insbesondere ist die durch die Erfindung zu verbessernde Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps eine Zustellvorrichtung die nicht nur einen beweglichen Körper aufweist, der einen Spindelmutterabschnitt aufweist, der mit der Zustellspindel in Eingriff bringbar ist, sondern auch einen Hilfskörper aufweist, der keinen Spindelmutter-Abschnitt aufweist, um so den Widerstand der Zuführspindel gegen eine auf ihr aufgebrachte Last zu erhöhen.
In jüngerer Zeit gab es einen wachsenden Bedarf für das Erhöhen der Zustellgeschwindigkeit der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps dieser Art.
Nähert sich im übrigen bei der Maschinentisch-Zustellvorrichtung, die eine Zustellspindel verwendet, die Anzahl der Umdrehungen der Zustellspindel der Resonanzfrequenz der Zustellspindel, hat sie eine sogenannte kritische Geschwindigkeit, wobei Resonanzen erzeugt werden. Da die kritische Geschwindigkeit umgekehrt proportional zum Quadrat der Stützdistanz der Zustellspindel ist, erhöht sich die Resonanzfrequenz der Zustellspindel, wenn die Stützdistanz so kurz wie möglich gehalten wird, und die kritische Geschwindigkeit der Zustellspindel kann effektiv erhöht werden. Daher wird bei einer Zustellspindel, die eine große Länge aufweist, wie allgemein in 7 dargestellt, eine Zwischenabstützung 2 in gleitendem Eingriff mit der Zustellspindel 1 auf einen Zwischenabschnitt innerhalb der Stützdistanz der Zustellspindel auf einem Grundbauteil festgelegt. Um ein Stören zwischen der Zwischenabstützung 2 und einer Mutter 4 zu vermeiden, die sich in Schraubeingriff mit der Zustellspindel 1 befindet und auf einem Maschinentisch 3 montiert ist, ist ein Grenzschalter 5 vorgesehen; d.h., wenn der Maschinentisch 3 vorbeifährt, kann die Zwischenabstützung 2 entsprechend dem Grenzschalter 5 zurückgehalten werden.

In dem japanischen Patent Nr. 2526816 ist in anderes Beispiel einer Zwischenabstützung offenbart. Bei dieser Zwischenabstützung, wie sie in 8 dargestellt ist, sind zwei Führungsschienen 7 an zwei Seitenabschnitten eines Grundbauteils parallel zueinander befestigt, und ein Paar von Linearführungslagern (d.h. Maschinentischgleiter) 8 ist auf jeder Seite der beiden Führungsschienen 7 in solch einer Weise angeordnet, dass sie frei in axialer Richtung der Führungsschienen bewegt werden können und ein Maschinentisch 3 an jedem der Maschinentischgleiter 8 auf deren oberen Oberflächen befestigt. Eine Zustellspindel 1 ist zwischen ihnen angeordnet und erstreckt sich parallel zu den beiden Führungsschienen; insbesondere ist eine Endseite der Zustellspindel 1, welche mit einem Antriebsmotor 13 zu verbinden ist, durch eine Stützeinheit 11 abgestützt, wohingegen ihre entgegengesetzt liegende Endseite durch ein Stützlager 12 abgestützt ist. Eine Zwischenabstützung 14 ist zwischen der Stützlagerung 12 und der Maschinentischmutter 4 angeordnet, die sich durch Kugeln in Schraubeingriff mit der Zustellspindel 1 befindet. Ebenso beinhaltet die Zwischenabstützung 14 einen Zwischenstützrahmen 16, welcher durch Zwischenabstützungs-Linearführungslagerungen (d.h. Zwischenabstützungsgleiter) 15 gehalten ist, welche jeweils den Führungsschienen 7 eingepasst sind, und eine Zwischenabstützungsmutter 17, welche sich in Schraubeingriff mit der Zustellspindel 1 durch Kugeln befindet und in solch einer Weise abgestützt ist, dass sie am Bewegen in Axialrichtung bezüglich des Zwischenabstützungsrahmens 16 gehindert ist, sie sich jedoch frei drehen kann. Auf der anderen Seite, zwischen der Zustellspindel 1 und der einen Führungsschiene 7, ist eine Hilfszustellschraubenvorrichtung 20 vorgesehen, welche eine Hilfszustellschraube 18 aufweist, die eine Achse aufweist, die parallel zur Zustellspindel 1 ist, und durch das Grundbauteil abgestützt wird, und eine Zwischenabstützungszustellmutter 19 aufweist, welche sich in Schraubeingriff mit der vorhandenen Hilfszustellschraube 18 befindet. Und die Zwischenabstützungs-Zustellmutter 19 ist an dem Zwischenabstützungsrahmen 16 der Zwischenabstützung 14 befestigt und angebracht. Ebenso sind der Endabschnitt der Hilfszustellschraube 18, die eine einheitliche Steigung an dem Endabschnitt aufweist, und die Zustellspindel 1 durch Hilfszustellschrauben-Antriebsmittel 21 miteinander verbunden, welche einen Taktriemen und eine Taktrolle in solch einer Weise umfassen, dass die Hilfszustellschraube 18 mit der halben Drehzahl der Zustellspindel 1 gedreht werden kann. Durch die Verwendung der Zwischenabstützung 14, wenn die Zustellspindel 1 durch den Antriebsmotor 13 angetrieben oder gedreht wird, wird die Maschinentischmutter 4 bewegt, und durch Verbinden mit der Bewegung der Maschinentischmutter 4 wird die Zwischenabstützung 14 in der gleichen Richtung um eine Länge bewegt, die der halben Bewegungslänge der Maschinentischmutter 4 entspricht. Aufgrund dessen ist es der Zwischenabstützung 14 jeder Zeit möglich, die Zustellspindel 1 fast zentrisch zwischen der Maschinentischmutter 4 und der Stützlagerung 12 abzustützen, wodurch sie in der Lage ist, die kritische Geschwindigkeit der Zustellspindel 1 zu erhöhen.

Normalerweise vergrößert eine Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps, die einen beweglichen Hilfskörper aufweist, die Spannweite zwischen dem Mutternabschnitt des beweglichen Körpers und der Stützwelle, da der bewegliche Hilfskörper, der eine unbelastete Bohrung aufweist, welche sich nicht mit der Zustellspindel in Eingriff befindet, zwischen einem beweglichen Körper, der einen Mutternabschnitt aufweist, der sich in Schraubeingriff mit der Zustellspindel befindet, und einer Lagerung zum Abstützen des Endabschnitts der Zustellspindel angeordnet ist.

Als Ergebnis wird die Resonanzfrequenz der Zustellspindel herabgesetzt, d.h. die kritische Geschwindigkeit wird erniedrigt, wodurch häufig das Problem auftritt, dass die Anwendung der Maschinentisch-Zustellvorrichtungen des Einspindeltyps bei hohen Zustellgeschwindigkeiten eingeschränkt ist. Als eine Maßnahme, um mit diesem Problem fertigzuwerden, kann eine Zwischenabstützung in der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps vorgesehen sein.

Bei der konventionellen Zwischenabstützung 2, die in 7 dargestellt ist, treten jedoch die folgenden Nachteile auf, d.h., es ist notwendig, einen mit einem Gewinde versehenen Mechanismus vorzusehen, der in der Lage ist, die Zwischenabstützung 2 zurückzuholen, wenn der Maschinentisch 3 oder die Maschinentischmutter 4 durch die Zwischenabstützung 2 hindurchläuft. Das heißt, der Rückholmechanismus ist von komplizierter Struktur und daher ist es nicht nur vom Standpunkt der Kosten, sondern auch vom Standpunkt des Bauraumes aus falsch, die konventionelle Zwischenabstützung 2 zu verwenden, die solch einen komplizierten Rückholmechanismus mit einer Zwischenabstützung für eine Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps verwendet, welche inhärent eine kompakte Gestalt aufweist.

Auf der anderen Seite ist bei der konventionellen Zwischenabstützung 14, die in 8 dargestellt ist, weiterhin von Nachteil, dass es notwendig ist, die Hilfszustellschraubenvorrichtung 20 vorzusehen, welche in der Lage ist, die Zwischenabstützung 14 in Verbindung mit der Maschinentischmutter 4 zu bewegen, wobei jedoch die Hilfszustellschrauben-Vorrichtung 20 von ihrer Struktur her kompliziert ist. Daher, ähnlich zu der Zwischenabstützung 2, ist es nicht richtig, die konventionelle Zwischenabstützung 14 als eine Zwischenabstützung einer kompakten Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps vom Standpunkt der Kosten und des Bauraumes aus zu verwenden.

Aus der EP 0 251 884 B1 ist eine Steuereinrichtung zur gleichzeitigen Längsbewegung von mehreren Elementen mit verschiedenen Geschwindigkeiten bekannt. Zur Bewegung der Elemente wird eine Schraube mit mindestens zwei Gewinden unterschiedlicher Steigung verwendet. Jedem der beweglichen Elemente ist eine Mutter mit entsprechender Steigung zugeordnet. Die Muttern können jeweils mit einem Führungsschlitten fest verbunden sein. Eine solche Steuereinrichtung wird beispielsweise zur Betätigung von teleskopischen Türblättern verwendet, wie sie für Kabinenöffnungen von Fahrstühlen oder dergleichen bekannt sind.

Aus der US 4,916,963 ist eine Maschinentisch-Bewegungseinrichtung bekannt, bei der ein entsprechender Maschinentisch entlang von Führungen verschieblich gelagert ist. Unterhalb des Maschinentisches ist eine erste Motoreinheit angeordnet, die entlang einer Spindel beweglich ist. Im Bewegungsbereich der ersten Motoreinheit weist die Spindel ein Gewinde mit bestimmter Steigung auf. An dieses Gewinde schließt sich ein weiterer Abschnitt der Spindel an, entlang welchem eine Keilnuteinheit bewegbar ist. Diese ist ebenfalls mit dem Ma schinentisch in einem festen Abstand zur ersten Motoreinheit verbunden. Schließlich ist noch eine zweite Motoreinheit vorgesehen, die die Spindel in einem dritten Abschnitt mit entsprechender Steigung eines Gewindes antreibt.

Aufgabe der Erfindung ist eine Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps bereitzustellen, die in der Lage ist, die kritische Geschwindigkeit der Zustellspindel zu erhöhen und dadurch einen Hochgeschwindigkeits-Zustellbetrieb bei niedrigen Kosten und einer kompakten Struktur zu realisieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.

Beispielsweise kann das Gleitkontaktbauteil spiralförmig auf dem Innendurchmesser-Abschnitt des beweglichen Hilfskörpers angebracht sein. In diesem Fall kann die Spiralwindungsrichtung des Gleitkontaktbauteils an die Schraubenform der Schraubennut der Zustellspindel angepasst sein und das Gleitkontaktbauteil sich in Schraubeingriff mit der Zustellspindel befinden.

Darüber hinaus kann ein Gleitkontaktbauteil mit einer Schraube in solch einer Weise strukturiert sein, dass es auf dem beweglichen Hilfskörper drehbar ist. In diesem Fall, da der bewegliche Hilfsköper an einer beliebigen Stellung in axialer Richtung der Zustellspindel befestigt werden kann, kann die Stützdistanz, die für eine Zwischenabstützung notwendig ist, beliebig festgelegt werden und kann daher die kritische Geschwindigkeit der Zustellspindel richtig eingestellt werden.

Als passendes Material für das Gleitkontaktbauteil kann Fluorkunststoff verwendet werden, der gute Gleiteigenschaften hat; ein kristallines Polymer wie z.B. Nylon, POM, PBT, PET, PPS, PEEK oder dergleichen; eine Polymer-Legierung (ein Mehrkomponentensystem mit zwei oder mehr Arten von Polymeren); ein Komposit-Kunststoff mit Verstärkungsfasern oder dergleichen; und oder andere ähnliche Materialien. Auch ist es möglich, Material zu verwenden, das Schmiereigenschaften aufweist, wie z.B. ein Schmierstoff enthaltender Kunststoff, ein fester Schmierstoff, wie z.B. Molybdensulfid oder dergleichen. In diesem Fall kann nicht nur die kritische Geschwindigkeit der Zustellspindel erhöht werden, sondern auch das Schmieren der Zustellschraube durchgeführt werden.

Als Mittel zum Befestigen des Gleitkontaktbauteiles an dem Innendurchmesser-Abschnitt des beweglichen Hilfskörpers, kann eine Befestigungsschraube verwendet werden, die in der Lage ist, den beweglichen Hilfskörper von außen her zu befestigen. In einer Ausführungsform, die nachfolgend später diskutiert wird, ist es auch möglich, Endkappen zu verwenden, die jeweils auf die beiden Endabschnitte des beweglichen Hilfskörpers in seiner axialen Richtung montiert werden.

Es wird angemerkt, dass bei der vorliegenden Erfindung der Ausdruck "Innenbohrungs-Abschnitt des beweglichen Hilfskörpers", auf dem das Gleitkontakt-Bauteil angebracht wird, nicht nur den Innenbohrungsabschnitt des Hauptkörpers des beweglichen Hilfskörpers (z.B. einen Nebengleiter-Hauptkörper) bezeichnet, sondern auch den Innenbohrungs-Abschnitt eines Anbaus, der an dem Hauptkörper des beweglichen Hilfskörpers angebracht wird (z.B. die Innenbohrungs-Abschnitte der Endkappen, die an den beiden Endabschnitten des Nebengleiter-Hauptkörpers angebracht werden). Daher impliziert die Erfindung auch, dass das Gleitkontakt-Bauteil auf dem Innenbohrungs-Abschnitt eines Anbaus des beweglichen Hilfskörpers angebracht wird, um dabei das Gleitkontakt-Bauteil in Gleitkontakt mit der Zustellspindel zu bringen.

Sogar wenn sich der Innenbohrungs-Abschnitt des beweglichen Hilfskörpers nicht in Gleitkontakt mit der Zustellspindel befindet, kann durch Festlegen eines Spiels zwischen dem Innenbohrungs-Abschnitt des beweglichen Hilfskörpers und der Außendurchmesser-Oberfläche der Zustellspindel es dem ersteren erlaubt sein, vom letzteren kontaktiert zu werden, wenn das letztere, nämlich die Zustellspindel vibriert, und der bewegliche Hilfskörper kann die Rolle als Zwischenunterstützung übernehmen.

Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung;
2 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform;
3 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung der ersten Ausführungsform, die den Aufbau des beweglichen Hilfskörpers darstellt, der in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
4 eine teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform, die den Aufbau des beweglichen Körpers darstellt, der in der ersten Ausführungsform verwendet wird;
5 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung, die den Aufbau des beweglichen Hilfskörpers darstellt, der in der zweiten Ausführungsform verwendet wird;
6 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung die den Aufbau des beweglichen Hilfskörpers darstellt, der in der dritten Ausführungsform verwendet wird;
7 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer konventionellen Zwischenabstützung; und
8 eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels einer konventionellen Zwischenabstützung.
1 bis 4 zeigen jeweils den Aufbau einer ersten Ausführungsform einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung. Insbesondere ist 1 eine Draufsicht auf die Gesamtheit der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps. 2 ist eine Seitenansicht davon. 3 ist eine perspektivische Ansicht davon, in welcher der Aufbau des beweglichen Hilfskörpers, der in der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps verwendet wird, in einer teilweise geschnittenen Weise dargestellt ist. 4 ist eine perspektivische Ansicht davon, in welcher der Aufbau eines beweglichen Körpers, der in der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps verwendet wird, in einer teilweise geschnittenen Ansicht dargestellt ist.
Wie klar von diesen Figuren gesehen werden kann, weist die vorliegende Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps eine Führungsschiene 31, einen Gleiter 33 als beweglichen Körper, einen Nebengleiter 34 als beweglichen Hilfskörper und eine Kugelwelle 35 als Zustellspindel auf. Die Führungsschiene 31 weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, und beinhaltet zwei Kugelrollennuten 31a, die jeweils in zwei einander gegenüberliegenden inneren Oberflächen davon eingeformt sind, und sich in Axialrichtung erstrecken. Der Gleiter 33 ist in die Führungsschiene 31 in solch einer Weise eingepasst, um frei in seiner Axialrichtung bewegbar zu sein. Eine Kugelspindel 35 erstreckt sich entlang der Achse der Führungsschiene 31 erstreckt, und deren beide Enden sind drehbar durch Lager (nicht dargestellt) abgestützt. Ein Wellenendabschnitt 35a der Kugelspindel 35 steht aus der Führungsschiene 31 vor und kann mit der Abtriebswelle eines Motors (nicht dargestellt) verbunden werden.
Der Gleiter 33 und der Nebengleiter 34 umfassen jeweils Hauptkörper 33a und 34a und Endkappen 33b und 34b sind abnehmbar auf jeweils Endabschnitten der Hauptkörper 33a und 34a angebracht. Auf den jeweiligen beiden Seitenoberflächen der Hauptkörper 33a und 34a sind jeweils Kugelrollnuten 33c und 34c eingeformt, die jeweils den Kugelrollnuten 31a und der Führungsschiene 31 gegenüberliegen. Zwischen den Kugelrollnuten 31a und der Führungsschiene 31 und der Kugelrollnuten 33c und 34c, die den Kugelrollnuten 31a gegenüberliegen, ist eine große Anzahl von Linearbewegungsführungskugeln 32 angeordnet. Ebenso sind in den Endkappen 33b und 34b an den beiden vorderen und rückwärtigen Endstirnseiten derjeweiligen Hauptkörper 33a und 34a Umlaufdurchgänge eingeformt, welche verwendet werden, um die Kugeln 32 dazu zu veranlassen, einen U-förmigen Bahnverlauf einzunehmen, so dass die Kugeln 32 endlos umlaufen können. Aufgrund der Rollbewegung der Kugeln 32 können der Gleiter 33 und der Nebengleiter 34, während sie die gegebene Last von einem Maschinentisch (nicht dargestellt) aufnehmen, der auf ihren jeweiligen oberen Oberflächen durch Schrauben befestigt ist, gleichmäßig in Axialrichtung der Führungsschiene 31 unter Führung der Schiene 31 bewegt werden.
Die Kugelspindel 35 wird durch die Mitte des Nebengleiters 34 eingesetzt. Daher ist im Hauptkörper 34a des Gleiters ein zylinderförmiges Spindelwelleneinsetzloch 37 in einer sogenannten "unbelasteten Aufnahmeloch-Bauweise" ausgebildet. Ebenso ist in jeder der Endkappen 34b und 34, die auf den Endabschnitten des Nebengleiters 34 angebracht sind, unter Verwendung eines unbelasteten Loches eine Spindelwelleneinsetzbohrung 36 eingeformt, welches geringfügig kleiner ist im Durchmesser als das Spindelwelleneinsetzbohrung 37. Auf der Innenbohrungs-Oberfläche der Einsetzbohrung 37 des Hauptkörpers 34a des Nebengleiters, wie dies in 3 dargestellt ist, ist ein zylindrisches Gleitkontaktbauteil 38 angebracht, z.B. durch Einsetzen desselbigen durch Druck oder durch andere ähnliche Mittel und das Gleitkontaktbauteil 38 ist in Axialrichtung davon durch Endkappe 34b begrenzt, die jeweils an den Endabschnitten des Nebengleiters 34 angebracht sind. Das Gleitkontaktbauteil 38 ist in einer solchen Weise aufgebaut, dass der Innenbohrungs-Abschnitt 38a davon sich in Gleitkontakt mit der äußeren Umfangsoberfläche der Kugelspindel 35 befindet. Der Grund für das Verwenden dieses Gleitkontaktes ist es, dem Nebengleiter 34, der ursprünglich vorgesehen ist, um die Widerstandsfähigkeit zu einer Belastung der Kugelspindel zu verbessern, die Funktion einer Zwischenunterstützung zum Abstützen des mittleren Abschnittes der Kugelspindel 35 zu geben, d.h., das Gleitkontaktbauteil 38 kann nur eine Größe haben, die in der Lage ist, die Kugelspindel 35 zu unterstützen. Daher muss das Gleitkontaktbauteil 38 nicht immer sich in Gleitkontakt mit dem gesamten Umfang der Kugelspindel 35 befinden, jedoch, z.B. ist es auch möglich, eine teilweise Gleitkontaktstruktur zu verwenden, in welcher die zylindrische Form des Gleitkontaktbauteiles 38 teilweise in seiner Axialrichtung geöffnet sein kann und das anschließend auf die Kugelspindel 35 montiert wird, so dass das Gleitkontaktbauteil 38 sich in gleitendem Kontakt mit dem Umfang der Kugelspindel 35 in solch einer Weise befindet, dass sie sich nicht in Gleitkontakt mit einem Teil des Umfanges der Kugelspindel 35 befindet.
Bei einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung kann vorzugsweise das Gleitkontaktbauteil 38 zusammen mit der Bewegung des Maschinentisches bewegt werden, während es sich in Gleitkontakt mit der Kugelspindel 35 befindet. Aus diesem Grund ist das Gleitkontaktbauteil 38 aus einem Material hergestellt, welches eine gute Gleitbewegungseigenschaft aufweist, wie z.B. Fluorkunststoff oder dergleichen. Jedoch kann für das Material des Gleitkontaktbauteiles 38 neben dem Fluorkunststoff auch ein kristallines Polymer wie z.B. Nylon, POM, PBT, PET, PPS, PEEK oder dergleichen; eine Polymerlegierung; Kompositkunststoffe, die aus Kunststoffen bestehen, denen Verstärkungsfasern oder dergleichen je nach Fall zugefügt wurden; und dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus, wenn ein Gleitkontaktbauteil 38 verwendet wird, das aus einem Schmierstoff enthaltenden Kunststoff gebildet wurde, der eine Mischung aus einem Schmieröl und einem synthetischen Kunststoff ist, tritt der Schmierstoff aus dem Kunststoff des Gleitkontaktbauteiles 38 über einen langen Zeitraum aus und wird der Kugelspindel 35 zugeführt, so dass nicht nur die kritische Geschwindigkeit der Kugelspindel 35 erhöhte werden kann, sondern auch eine automatische Schmierung der Kugelspindel 35 möglich ist.
Die Struktur des Gleiters 33 kann ähnlich der Kugelspindelmutter sein, die bei der konventionellen Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps verwendet wird. Das heißt, wie in 4 dargestellt ist, ist in dem axial mittigen Abschnitt des Hauptkörpers 33a des Gleiters ein Einsetzloch 39 eingeformt, durch welches die Kugelspindel 35 eingesetzt werden kann, und in der inneren Umfangsoberfläche des Einsetzloches 39 ist eine spiralförmige Kugelspindelnut 39 in solch einer Weise ausgebildet, dass sie der Kugelspindelnut 35a der Kugelspindel 35 entspricht. Darüber hinaus sind Spindeleinsetzbohrungen 40 jeweils in den Endkappen 33b und 33b ausgebildet, die an den beiden Endabschnitten des Hauptkörpers 33a des Gleiters durch Bolzen befestigt sind. Im oberen Abschnitt des Hauptkörpers 33a des Gleiters ist ein U-förmiges Kugelumlaufrohr 42 vorgesehen, das als Kugelumlaufdurchgang eines Kugelspindelsystems dient, welches verwendet wird, die Kugelspindelkugeln 41 zu führen und zu zirkulieren, die in der Kugelspindelnut 35a der Kugelspindel 35 und der Kugelspindelnut 39a, die in der innenseitigen Umfangsoberfläche des Hauptkörpers des Gleiters und gegenüberliegend der Kugelspindel 35a ausgebildet ist, angeordnet sind. Die Kugeln 41 sind an bekannten Umlaufanordnungen des Rohrtyps angeordnet, in welchen die Kugeln 41 von der Kugelspindelnut 35a aufgenommen werden und in das Kugelumlaufrohr 42 eingebracht werden, entlang des Rohrs 42 bewegt werden, um über den Randabschnitt der Kugelspindel 35 bewegt zu werden und wiederum der Kugelspindelnut 35a zugeführt werden, so dass sie endlos umlaufen.
Im übrigen ist der Aufbau des Umlaufdurchganges des Gleiters 33 des Kugelspindelsystems, der als der bewegliche Körper in der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung nicht auf die obengenannte Umlaufstruktur des Rohrtyps beschränkt, sondern können auch andere Typen bekannter Kugelumlaufsstrukturen verwendet werden, z.B. des Umlaufrahmentyps, des Endkappentyps und dergleichen.
Bei der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps, die in der obengenannten Weise aufgebaut ist, wird ein üblicher Maschinentisch zuvor an den oberen Oberflächen des Gleiters 33 und des Nebengleiters 34 angebracht. In diesem Zustand, wenn die Kugelspindel 35 angetrieben wird oder sich dreht, kann der Gleiter 33 als Kugelspindelmutter dienen, d.h., der Gleiter 33 beginnt sich in seiner axialen Richtung zu bewegen entsprechend der Drehung der Kugelspindel 35. Und, da der Nebengleiter 34 mit dem Gleiter 33 durch den Maschinentisch verbunden ist, bewegt sich der Nebengleiter 34 ähnlich wie der Gleiter 33 zusammen mit dem Gleiter 33. Der Nebengleiter 34 bewegt sich, während er die auf dem Maschinentisch aufgebrachte Last mit dem Gleiter teilt. Gleichzeitig befindet sich der Nebengleiter 34 in gleitendem Kontakt mit der Kugelspindel 35 durch das Gleitkontaktbauteil 38, welches an der Innenbohrungs-Oberfläche des Nebengleiters 34 angebracht ist, um den selbigen zu stützen, wobei die Funktion einer Zwischenunterstützung ausgeführt wird. Das heißt, bei einer konventionellen Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps, da die Zwischenunterstützung nicht zwischen dem Gleiter 33 und der Lagerung zum Unterstützen des Endabschnittes der Kugelspindel 35 angeordnet werden kann, wird die Stützdistanz der Kugelspindel 35 lang und daher ist die kritische Geschwindigkeit der Kugelspindel 35 auf ein niedriges Geschwindigkeits-Niveau begrenzt, was es schwierig macht, die Zustellgeschwindigkeit des Gleiters 33 zu erhöhen. Auf der anderen Seite, gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, da der Nebengleiter 34 seinerseits eine Zwischenunterstüt zung bildet, kann die Stützdistanz der Kugelspindel 35 reduziert werden, um dadurch die kritische Geschwindigkeit der Kugelspindel 35 anheben zu können. Als Ergebnis kann eine hohe Zustellgeschwindigkeit der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps leicht realisiert werden.
Nun wird nachfolgend die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung mit Bezug auf 5 geschrieben.
Hier ist 5 eine perspektivische Ansicht eines Nebengleiters 34, der in der zweiten Ausführungsform einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung verwendet wird.
Der vorliegende Nebengleiter 34 ist unterschiedlich von dem der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform in dem eine Befestigungsschraube 45 als Befestigungsmittel verwendet wird zum Befestigen des Gleitkontaktbauteiles 38. Gemäß dieses Befestigungsmittels wird die Notwendigkeit eliminiert, die Bewegung des Gleitkontaktbauteiles 38 in seiner Axialrichtung durch Endkappe 34b zu begrenzen und es ist nicht notwendig, die gesamte Länge des Gleitkontaktbauteiles 38 auf die Länge des Nebengleiter-Hauptkörpers 34 abzustimmen. Daher ergibt sich gemäß der zweiten Ausführungsform als Vorteil, dass ein Gleitkontaktbauteil 38 bei einer kürzeren Länge verwendet werden kann. Die übrigen Vorgänge und Effekte der zweiten Ausführungsform sind ähnlich der der ersten Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Nebengleiters 34, der in einer dritten Ausführungsform einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung verwendet wird.
Der vorliegende Nebengleiter 34 ist unterschiedlich von denen der zuvor beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen in der Weise, dass ein zylinderförmiges Gleitkontaktbauteil 38 in seiner Umfangsrichtung in eine Vielzahl von Teilabschnitte geteilt ist, wobei die Teilabschnitte des Gleitkontaktbauteiles 38 in solch einer Weise angeordnet sind, dass sie den Außenumfang der Kugelspindel 35 zu umgeben, wobei sie durch einen elastischen Körper 46, wie z.B. eine Ringfeder oder dergleichen befestigt sind, und an der Innenbohrungs-Oberfläche des Spindeleinsetzloches 37 des Nebengleiter-Hauptkörpers 34a angebracht sind. Die dritte Ausführungsform ist vorteilhaft in der Weise, dass das Anbringen des zylinderförmigen Gleittaktbauteiles 38 leichter erzielt werden kann, wenn es mit Druck in ein Spindeleinsetzloch 37 eingesetzt wird. Wird das Gleitkontaktbauteil aus Material gebildet, welches einen Schmierstoff darin aufweist, kann ein Vorteil in der Weise bereitgestellt werden, aufgrund der Bewegung des elastischen Körpers, dass die Innendurchmesser-Oberfläche des Gleitkontaktbauteiles gegen die Außendurchmesser-Oberfläche der Kugelspindel gedrückt wird, um dabei den Schmierstoff effektiv der Kugelspindel zuzuführen. Die übrigen Vorgänge und Effekte der dritten Ausführungsform sind ähnlich der der ersten Ausführungsform.
Im übrigen ist in den jeweils zuvor genannten Ausführungsformen eine Anordnung dargestellt, in welcher das Gleitkontaktbauteil 38 an der Innendurchmesser-Oberfläche der Spindeleinsetzbohrung 37 des Nebengleiter-Hauptkörpers 34a angebracht ist. Jedoch, ist der Anbringabschnitt des Gleitkontaktbauteiles 38 gemäß der Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Zum Beispiel kann das Gleitkontaktbauteil 38 auf den Innendurchmesserseiten einer oder beider der Endkappen 34b angebracht werden, die jeweils an den vorderen und rückwärtigen Endabschnitten des Nebengleiter-Hauptkörpers 34a angebracht sind, vorausgesetzt, dass die Widerstandsfähigkeit zu Belastungen der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps nicht verschlechtert wird.
In den obengenannten jeweiligen Ausführungsformen wurde ein Beispiel dargestellt, bei welchem der innenseitige Durchmesser des beweglichen Hilfskörpers sich gleitend in Kontakt mit der Außenoberfläche der Zustellspindel befindet. Jedoch, wenn sich der bewegliche Hilfskörper nicht gleitend in Kontakt befindet mit der Außenoberfläche der Zustellspindel, kann der bewegliche Hilfskörper derart gestaltet sein, um den Teil der Zwischenabstützung zu übernehmen. Das heißt, wenn ein Spiel zwischen dem Innendurchmesser des beweglichen Hilfskörpers und der Außenoberfläche der Zustellspindel in solch einer Weise vorgegeben ist, um eine Größe zu haben, dass, wenn die Zustellspindel vibriert, die Außenoberfläche der Zustellspindel sich in Kontakt befindet mit dem innenseitigen Durchmesser-Abschnitt des beweglichen Hilfskörpers und eine Resonanz der Zustellspindel verhindert werden kann, d.h., der bewegliche Hilfskörper kann dazu verwendet werden, die Rolle der Zwischenunterstützung zu übernehmen.
Wie bisher beschrieben wurde, kann bei Verwendung einer Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps gemäß der Erfindung durch Anordnen des beweglichen Hilfskörpers in solch einer Weise, damit er in der Lage ist, die Rolle einer Zwischenabstützung zu übernehmen, die kritische Geschwindigkeit der Zustellspindel erhöht werden und dadurch die Zustellgeschwindigkeit der Maschinentisch-Zustellvorrichtung des Einspindeltyps auf leichte Weise erhöht werden.

Claims

Zustellvorrichtung mit: einer mit einem Gewinde (35a) versehenen Zustellspindel (35), die sich in Axialrichtung erstreckt; wenigstens einer Führungsschiene (31, 31a), die sich parallel zur Zustellspindel (35) erstreckt; einem beweglichen Körper (33), der direkt an der Führungsschiene (31, 31a) verschieblich gelagert und durch die Zustellspindel (35) in Axialrichtung bewegbar ist, und einem beweglichen Hilfskörper (34), welcher zur Unterstützung eines Maschinentisches in Axialrichtung vom beweglichen Körper (33) beabstandet ist, wobei der bewegliche Hilfskörper in Axialrichtung beweglich direkt an der Führungsschiene (31) verschieblich gelagert und in Verbindung mit der Bewegung des Maschinentisches bewegbar ist, welcher Maschinentisch auf dem beweglichen Körper (33) angebracht ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hilfskörper (34) einen Innenbohrungsabschnitt (37) aufweist, durch welchen die Zustellspindel (35) hindurchgeführt ist und welche in Kontakt bringbar ist mit der Zustellspindel.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbohrungsabschnitt (37) des beweglichen Hilfskörpers (34) bei Normalbetrieb außer Eingriff und bei Vibration der Zustellspindel (35) in Eingriff mit der Zustellspindel ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenbohrungsabschnitt (37) in gleitendem Kontakt mit der Zustellspindel (35) ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hilfskörper (34) ein Gleitkontaktbauteil (38) aufweist, welches in gleitendem Kontakt mit der Zustellspindel (35) ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitkontaktbauteil (38) eine Vielzahl von Segmenten aufweist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufteilung des Gleitkontaktbauteils (38) in eine Vielzahl von Segmenten in Umfangsrichtung erfolgt und die Segmente durch ein elastisches Bauteil montiert sind.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hilfskörper (34) einen Hauptkörperabschnitt (34a) aufweist, der verschieblich an der Führungsschiene (31a) gelagert ist, wobei der Hauptkörperabschnitt (34a) mit dem Gleitkontaktbauteil (38) durch ein Befestigungsbauteil (34b) gekoppelt ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hilfskörper (34) ein zylinderförmiges Gleitkontaktbauteil (38) aufweist, welches in Gleitkontakt mit der Zustellspindel (35) ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zylinderförmige Gleitkontaktbauteil (38) in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitkontaktbauteil (38) in die Vielzahl von Segmenten in seiner Umfangsrichtung geteilt ist und die Segmente durch ein elastisches Bauteil montiert sind.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hilfskörper (34) einen Hauptkörperabschnitt (34a) aufweist, der verschieblich an der Führungsschiene (31a) gelagert ist, wobei der Hauptkörperabschnitt (34a) mit dem Gleitkontaktbauteil (38) durch ein Befestigungsbauteil (34b) gekoppelt ist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitkontaktbauteil (38) ein Schmierstoff aufweisendes Bauteil aufweist.
Zustellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Hilfskörper (34) mit der Zustellspindel (35) in Schraubeingriff steht.