DE2043918A1

DE2043918A1 - Feed drives, in particular for slide drives for machine tools

Info

Publication number: DE2043918A1
Application number: DE19702043918
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-04
Filing date: 1970-09-04
Publication date: 1972-03-09

Description

"V o r s c h u b a n t r i e b , i n s b e s o n d e r e f u r ;j c h 1 1 t t e n a n t r i e b e v o n e e r k z e u b m a 5 c h i n e n 1? Die erfindung betrifft einen Vorschubantrieb, insbesondere für Schlittenantriebe von Werkzeugmaschinen, mit einem auf einer drehbaren Welle angeordneten, an seinem äusseren Umfang mit Spiralnuten versehenen Kugelgewinde-Körper und einer denselben teilweise umfassenden, an ihrem segmentförmigen inneren Umfang mit entsprechenden Spiralnutenabschnitten versehenen Kugelgewindeleiste, in deren Dpiralnuten und Spiralnutenabschnitten Kugeln umlaufen, zu deren Rückführung in dem Kugelgewindekörper eine Kugelrücklaufleitung vorgesehen ist, wobei entweder die Kugelgewindeleiste oder die Welle mit dem Kugelgewindekörper gegenüber dem jeweils anderen leil längsverschiebbar gelagert und mit dem zu verschiebenden Naschinenteil, insbesondere mit einem Werkzeugmaschinenschlitten verbunden ist."V o r s c h u b a n t r i e b, i n s b e s o n d e r e f u r; j c h 1 1 t t e n a n t r i e b e v o n e e r kz e u b m a 5 c h i n e n 1? The invention relates to a feed drive, in particular for slide drives of machine tools, with one arranged on a rotatable shaft, with on its outer circumference Ball screw body provided with spiral grooves and a partially encompassing same, on their segment-shaped inner circumference with corresponding Spiral groove sections provided ball screw bar, in whose spiral grooves and spiral groove sections balls circulate, for their return in the ball screw body a ball return line is provided, either the ball screw or the shaft with the ball screw relative to the other leil mounted longitudinally displaceable and with the to be displaced Machine part, in particular is connected to a machine tool slide.

Die bisher bekannten vorschubantriebe mit Kugelgewindeübertragung haben den nachteil, dass ihre Einstellung auf Spielfreiheit oder Vorspannung nicht den heutigen Anforderungen auf Feinfühligkeit und Genauigkeit entspricht. Sie können auch nicht während des Betriebes einreguliert werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Vorschubantrieb mit Kugelgewindeübertragung zu schaffen, welcher die Mängel der bekannten Antriebe weitgehend beseitigt.The previously known feed drives with ball screw transmission have the disadvantage that their adjustment to zero backlash or preload does not meets today's requirements for sensitivity and accuracy. You can also cannot be adjusted during operation. The invention therefore lies the task of creating a feed drive with ball screw transmission, which largely eliminates the shortcomings of the known drives.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch gelöst, dass auf der drehbaren Antriebswelle axial verschiebbar, aber nicht drehbar zwei durch einen axialen Abstand getrennte Kugelgewindekörper zwischen zwei Axiallagertangeordnet und mittels relativ gegeneinander verdrehbarer Kurvenscheiben o.dgl. axial vorspannbar sind.According to the invention, this object is essentially achieved by that on the rotatable drive shaft axially displaceable, but not rotatable two Ball screws separated by an axial distance are arranged between two axial bearings and by means of cams or the like that can be rotated relative to one another. axially preloaded are.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorspannung der Kugelgewindekörper während des Betriebes der Maschine durch von aussen zugängliche Betätigungsmittel einstellbar.According to a particularly advantageous embodiment of the invention the preload of the ball screw body during operation of the machine externally accessible actuating means adjustable.

Die praktische Ausführung der Erfindung kann an sich auf verschiedene Weise erfolgen. Gemäss einer einfachen Ausführungsform der Erfindung sind die Kurvenscheiben zwischen einem rxiallagar und einer Wellennabe oder einer iiehäusenabe o.dgl. angeordnet, wobei die eine Kurvenscheibe gegen Verdrehung gesichert ist, während die andere Kurvenscheibe mittels einer in eine Aussenverzahnung derselben eingreifendetxchnecke verdrehbar ist.The practice of the invention can per se be different Way. According to a simple embodiment of the invention, the cam disks between a rxiallagar and a shaft hub or a housing hub or the like. arranged, one cam is secured against rotation, while the other Cam disk by means of a worm gear that engages in an external tooth system is rotatable.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass der Worschubantrieb äusserst genau auf Spielfreiheit ohne Gleitreibung an den Flanken der Spiralnuten bezw. Gewindegänge der Kugejgewindekörper und der Kugelgewindeleiste arbeitet, wobei ein sehr günstiger, hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Die Möglichkeit, diese Vorspannung der Kugelgewindekörper auch während des Betriebes der Maschine von aussen her vornehmen zu können, erleichtert die genaue Einstellung des Antriebes in hohem Masse.The invention ensures that the feed drive is extremely precisely for freedom from backlash without sliding friction on the flanks of the spiral grooves respectively. Threads the ball thread body and the ball screw bar work, whereby a very favorable, high efficiency is achieved. The possibility of this preloading of the ball screw To be able to do this from the outside even while the machine is in operation, makes it easier the exact setting of the drive to a large extent.

Der gesamte Vorschubantrieb emäss der erfindung lässt sich gut in die Konstruktion einer Werkzeugmaschine o.dgl. einordnen und ist auch sehr vorteilhaft in bezug auf die Möglichkeit, jdie angrenzenden Bauteile sehr steif zu gestalten.The entire feed drive according to the invention themselves good in the construction of a machine tool or the like. classify and is also very advantageous in terms of the possibility of making the adjoining components very rigid to design.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the invention is in one embodiment for example illustrated.

Es zeigen: Fig. 1 den vorschubantrieb schematisch an einer Fräsmaschine für die Bewegungsrichtungen längs und quer, Fig. 2 den Vorschubantrieb in einem Längsschnitt nach der Linie A-B der Fig. 3, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie C-D in Fig. 2, Fig. 4 einenAbwicklungsschnitt durch den Kugelrückführungskanal, Fig. 5 einen Abwicklungsschnitt durch die Vorspannungskurven der Scheiben 16 und 17.1 shows the feed drive schematically on a milling machine for the directions of movement longitudinally and transversely, Fig. 2 the feed drive in one Longitudinal section along the line A-B of Fig. 3, Fig. 3 is a cross section along the line C-D in Fig. 2, Fig. 4 shows a development section through the ball return channel, 5 shows a development section through the pretensioning curves of the disks 16 and 17th

An einem zu verschiebenden Schlitten 1 ist eine Kugelgewindeleiste 2 durch beliebig viele Schreauben 3 und Stifts 4 befestigt und fiziert, so daß eine sehr feste Verbindung zwischen Schlitten 1 und Leiste 2 zustande kommt. Dadurch wird der Schlitten 1 zur Aufnahme der Verschiebekräfte mit herangezogen, und zwar schon an der Stelle, an welcher diese Kräfte wirksam werden.A ball screw bar is attached to a slide 1 to be moved 2 fastened and fixed by any number of screws 3 and 4 pins, so that one very firm Connection between slide 1 and bar 2 is established comes. As a result, the slide 1 is also used to absorb the displacement forces, and that already at the point at which these forces become effective.

Jegliche freie Länge der Leiste 2 und damit jede Elastizität wird vermieden. Die Verbindung zwischen den beiden Körpern, d. h. dem Schlitten 1 und der Leiste 2, kann im Bedarfsfall nach inniger gestaltet werden, wenn sie-mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Verzahnung versehen werden. Die Leiste 2 ist auf ihrer dem Schlitten 1 abgewandten Seite segmentartig ausgebildet und mit einem Kugelgewinde-Profil 5 versehen, in welchem die Kugeln 6 abrollen können.Any free length of the bar 2 and thus any elasticity will avoided. The connection between the two bodies, i.e. H. the carriage 1 and the bar 2, can be designed more intimately if necessary, if they -with a teeth not shown in the drawing are provided. The bar 2 is on its side facing away from the carriage 1 formed segment-like and with a Ball screw profile 5 provided, in which the balls 6 can roll.

Zwei Kugelgewindekörper 7 und 8 sind verschiebbar, jedoch nicht verdrehbar auf einer Welle 9 angeordnet und direkt im Schlitten-Unterteil 10 mittels der Lager 11 und 12 radial und mittels der Längslage 13 und 14 axial gelagert. Ein Abstand 15 zwischen den beiden Kugelgewindekörpern 7 und 8 ermöglicht ein axiales Vorsaannen derselben durch zwei Kurvenscheiben 16 und 17, welche zwischen der Nabe 22 des chlitten-Unterteils 10 und dem L§ngBlagr 13 sitzen. Die beiden Kurven der Scheiben 16 und 17 sind mit ihrer Abwicklung in Fig. 5 dargestellt.Two ball screw bodies 7 and 8 are displaceable, but not rotatable arranged on a shaft 9 and directly in the carriage lower part 10 by means of the bearings 11 and 12 mounted radially and axially by means of the longitudinal layer 13 and 14. A distance 15 between the two ball screw bodies 7 and 8 enables an axial pre-assembly same by two cam disks 16 and 17, which between the hub 22 of the slide lower part 10 and the L§ngBlagr 13 sit. The two curves of the disks 16 and 17 are with their development is shown in FIG.

Die Kurvenscheibe 16 ist auf dem Lager 11 zentriert und durch einen Stift 18 gegen Verdrehen gesichert.The cam 16 is centered on the bearing 11 and by a Pin 18 secured against twisting.

Die Kurvenscheibe 17 ist durch einen Ring 19 auf der Scheibe 16 zentriert. Sie kann über eine Verzahnung 20 an ihrem Außendurchmesser durch eine Schnecke 21 während des Betriebes von einer. außerhalb des Maschinenkörpers liegenden, zugänglichen Stelle aus verdreht werden. Hierbei bewirken die Kurven der beiden Scheiben 16 und 17 eine axiale Verschiebung der Scheibe 17 und damit eine Vorspannung des ganzen Systems zwischen den Naben 22 und 23 des Schlitten-Unterteils 10.The cam disk 17 is centered on the disk 16 by a ring 19. It can have a toothing 20 on its outer diameter by a worm 21 during operation of one. outside of the machine body, accessible Body from being twisted. Here cause the curves of the two disks 16 and 17 an axial displacement of the disc 17 and thus a bias of the whole System between the hubs 22 and 23 of the carriage lower part 10.

In den Rillen 5 der Kugelgewindeleiste 2 sowie in den Rillen 24 und 25 der beiden Kugelgewindekörper 7 und 8 rollen die Kugeln 6 ab und stellen die Verbindung zwischen den Teilen 2 und 7 bzw. 8 her. Beim Verdrehen der Welle 9 mit den Kugelgewindekörpern 7 und 8 wird die Kugelgewindeleiste 2 mit dem Schlitten 1 infolge der Gewindesteigung axial verschoben. Die Kugelgewindeleiste 2 umfasst mit ihren Kugelgewinderillen 5 nur einen Smfangsteil, dessen Winkel im allgemeinen kleiner als 1800 des Umfangs ist. Der restliche Umfangsteil wird durch eine Hülse 26 bzw. 27 gebildet. Diese Hülse 26 bzw. 27 darf sich nicht axial verschieben wie die Kugelgewindeleiste 2. Sie besitzt deshalb eine glatte Bohrung 28 bzw. 29, sodaß die Kugeln 6 zwar radial in den Rillen 24 bzw. 25 geführt werden, axial jedoch bezogen auf die Hülse 26 bzw. 27 völlig frei sind.In the grooves 5 of the ball screw bar 2 and in the grooves 24 and 25 of the two ball screws 7 and 8 roll the balls 6 and set the Connection between parts 2 and 7 or 8. When turning the shaft 9 with the ball screws 7 and 8 is the ball screw bar 2 with the carriage 1 shifted axially due to the thread pitch. The ball screw bar 2 includes with their ball screw grooves 5 only a catch part, the angle of which in general is less than 1800 of the circumference. The rest of the circumference is through a sleeve 26 and 27 respectively. This sleeve 26 or 27 must not move axially as the ball screw bar 2. It therefore has a smooth bore 28 or 29, so that the balls 6 although radially in the grooves 24 or 25 are performed, axially, however, based on the sleeve 26 and 27 are completely free.

Die Hülse 26 bzw. 27 wird stirnseitig verschlossen durch Deckel 29 und 30 bzw. 31 und 32. In diese Deckel sind Nuten 33 eingefräst, durch welche die Kugeln 6 dem Gewinde 5 der Kugelgewindeleiste 2 bzw. dem Gewinde 24 oder 25 der Kugelgewindekdrper 7 bzw. 8 oder abgeführt werden. Das Abheben der Kugeln 6 von der Bohrung 28 bzw. 29 der Hülse 26 bzw. 27 und von dem Gewinde 5 der Kugelgewindeleiste 2 erfolgt durch eine Nase 35 des Deckels 29 bzw. 30 und 31 bzw. 32. Durch eine Bohrung 36 bzw. 37 fliesst der Strom der Kugeln durch den Kugelgewindelcösper 7 bzw, 8 jeweils auf die Gegenseite.The sleeve 26 or 27 is closed at the end by a cover 29 and 30 or 31 and 32. In this cover grooves 33 are milled through which the Balls 6 the thread 5 of the ball screw bar 2 or the thread 24 or 25 of the Kugelgewindekdrper 7 or 8 or removed. The lifting of the balls 6 from the bore 28 or 29 of the sleeve 26 or 27 and of the thread 5 of the ball screw bar 2 takes place through a nose 35 of the cover 29 or 30 and 31 or 32. Through a bore 36 and 37, the flow of the balls flows through the ball screw cap 7 and 8, respectively to the opposite side.

Ansprüche Expectations

Claims

Claims 7. Feed drive, in particular for slide drives of machine tools, with one arranged on a rotatable shaft, at his .a their circumference with spiral grooves rerzehe-fien ball screw body and one of the same partially comprehensive, on their segment-shaped inner circumference with corresponding Spiral groove sections provided ball screw bar, in the spiral grooves and spiral groove sections Balls circulate, a ball return line for their Xackführung in the ball screw body is provided, either the ball screw or the shaft with the ball screw relative to the other part mounted longitudinally displaceable and with the to be displaced Machine part, in particular connected to a machine tool slide, characterized in that axially displaceable on the rotatable drive shaft (9), but not rotatable two ball screw bodies separated by an axial distance (7 and 8) arranged between two axial bearings (13 and 14) and by means of relative to each other rotatable cams (16, 17) or the like. are axially pretensionable,

2. Feed drive according to claim 1, characterized in that the pre-tensioning of the Ball screw body (7 and 8) during operation of the machine through from the outside accessible actuating means is adjustable.

3. Feed drive according to claim 1 and 2, characterized in that that the cams (16 and 17) between an axial bearing (13) and a shaft hub (22) are arranged, the one cam disk (16) being secured against rotation is, while the other cam (17) by means of an external toothing (20) the same intervening. Screw (21) or the like, is rotatable.

4. Feed drive according to claim 1, characterized in that the Ball Screws (7 and 8) on a spline section of the while <9? slidable are stored.

L e r s e i t e