DE2137427A1 - Vorschubeinrichtung - Google Patents
VorschubeinrichtungInfo
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- DE2137427A1 DE2137427A1 DE19712137427 DE2137427A DE2137427A1 DE 2137427 A1 DE2137427 A1 DE 2137427A1 DE 19712137427 DE19712137427 DE 19712137427 DE 2137427 A DE2137427 A DE 2137427A DE 2137427 A1 DE2137427 A1 DE 2137427A1
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Description
Paienlanvvalte
R e f r a t h bei Köln 9 1 Q
F'ankenfoFst 137 ZlO
THE TORRINGl'ON COMPANY
Torrington, Connecticut (V.St.A.)
Torrington, Connecticut (V.St.A.)
"Vorschuleinrichtung11
Die Erfindung "betrifft eine Vorschubeinrichtung und insbesondere
eine Schrittvorschubeinrichtung zur Anbringung an. einem linear beweglichen. Maschinenelement, wobei eine Vorbelastung
vorgesehen, sein kann, teilweise in. der Porm einer Zug- und
teilweise in der Form einer Druckbelastung, um extrem kleine Schritte in. der Linearbewegung entweder nach vorne oder nach
teilweise in der Form einer Druckbelastung, um extrem kleine Schritte in. der Linearbewegung entweder nach vorne oder nach
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hinten, ohne Spiel zu ermöglichen.
Vor3hcubeinrichtungen bekannter Art arbeiten allgemein mit
einer einzigen Spindel- und Kugelmubteranordnung, bei der die
Kugelmutter in sich gegen, die Spindel vorbelastet ist. Di8 3e
Einrichtungen, sind im allgemeinen effektiv, um ein Spiel zwischen
der Schraube und der Mutter allein, zu beseitigen, sie beseitigen aber kein Spiel aus dem gesamten. Antriebssystem.
Ferner erfordern, bekannte Einrichtungen, die zum Schrittvorschub entweder nach vorn oder nach hinten eingerichtet sind,
im allgemeinen, ein bestimmtes Maß an. "Totgang" zwischen dem
antreibenden Element und dem getriebenen. Element, der sich unmittelbar an eine Umkehrung der Bewegungsrichtung anschließt,
um Montagetoleranzen ο.dgl. zu kompensieren, gleichgültig, mit
welcher Präzision die treibenden Elemente gefertigt sind.
Die Erfindung bezweckt die Behebung dieser und anderer unerwünschter
Eigenschaften, bei bekannten Einrichtungen insofern,
als eine Vorschubeinrichtung geschaffen wird, bei der ein. treibendes Element mit einem linear beweglichen Element durch
Verbindungselemente verbunden ist, die entgegengesetzt vorbelastet 3ind, derart, daß jeder kleine Bewegungsschritt des
treibenden Elementes in. einer linearen Bewegung des Maschiueneleinentes
seinen Niederschlag findet, ohne daß die vorhergehende Bewegungsrichtung des Maschinenelementes eine Rolle spielt,
wobei das Spiel zwischen den. verschiedenen Bauelementen Null ist,
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BAD ORIGINAL
BAD ORIGINAL
die die Verbindungselemente zwischen dem treibenden Element und dem beweglichen Element bilden.
Die Erfindung sieht also hauptsächlich die Schaffung einer Vorschubeinrichtung
zum Antreiben eines Elementes vor, bei der Treibmittel mit Verbindungsmitteln zwischen, den Treibmitteln
und dem anzutreibenden. Element vorgesehen sind, wobei die Verbindungsmittel
zur Beseitigung eines Totgangs eingerichtet sind, gleichgültig, in welcher Richtung angetrieben wird.
Ferner sieht die Erfindung die Schaffung einer Vorschubeinrichtung vor, bestehend aus Treibmitteln, und Verbindungselement en,
bei der ein Element, das präzis bewegt werden, soll, mit den Verbindungselementen
verbunden werden kann und bei der die Verbindungselemente
in entgegengesetzter Richtung vorgespannt sein können, einmal unter Zug, zum anderen unter Spannung.
Ferner sieht die Erfindung dazu vor, daß die Verbindungselemente jeweils eine Kugelspindel- und Kugelmuttereinrichtung umfassen,
wobei die jeweilige Kugelmutter an ihrer Außenseite mit Treibzähnen versehen, ist, mit denen, die Treibmittel in einen Eingriff
gelangen.
Weiter sieht die Erfindung die Schaffung einer totgangfreien, reibungsarmen,bewegungsuntersetzenden Einrichtung vor, mittels
der festgelegte Sollvorschubschritte mittels einer bestimmten
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Bogenbewegung von Treibmitteln erreicht werden, können.
Weiter sieht die Erfindung dazu Tor, daß die BogenverSetzung
der Treibmittel zwischen Anschlägen eingestellt werden kann,
wobei die Bogejaverse-tzung unabhängig von der Treibkraft ist,
mit der die Bogenversetsung "bewirkt wird.
Weiter sieht dis Erfindung vor«, daß die Schrittvorschubeinrichtung
zur Bildung eines Qu@rvor@chubs für eine Werkzeugmaschine
eingerichtet ist-, beispielsweise einer Schleifmaschine o.dgl.
Die Erfindung ist im nachfolgenden, anhand von Ausführungsbeispieles,
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
In den. Zeichnungen siadi
!ig» 1 eine Yorderansieht einer spitzelosen Schleifmaschine,
die mit der vorbelasteten Schrittvorschubeinrichtung gemäß der Erfindung bestückt
ist, welche mit dem Stellrad verbunden. ist, um das Ead in Querrichtung zu bewegen,
fig. 2 eine Draufsicht auf die in. Fig. 1 gezeigte Maschine, in der die allgemeine Anordnung der
Torschubeinrichtung dem Stellrad der Maschine gegenüber dargestellt ist,
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Pig. 3 ein. Schaubild verschiedener Funktionsteile
der Vorschubeinrichtung im zusammengesetzten. Zustand, wobei Mittel zum Einstellen; der entgegengerichteten
Vorlast der Verbindungselemente der Vorschubeinrichtung dargestellt sind und wobei ein. Eneumatik-Zylindersystem schematisch
dargestellt ist, das die Treibkraft für die Betätigung der Einrichtung liefert,
i*ig. 4 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 4-4 der Pig. 2, in der die Mittel zum Drehen der
Treibmittel der Vorschubeinrichtung gezeigt sind,
Fig. 5 eine Draufsicht aus der Ebene der Linie 5-5 der Pig. 4, in. der Mittel zur Bildung gegenüberliegende
Anschläge für die Bogenbewegung der Treibmittel dargestellt aind, wobei einer
der Anschläge im Schnitt dargestellt ists
Pig. 6 eine Einzelheit im Schnitt an.der Linie 6-6 der Pig. 4, wobei Schnecken-Treibmittel zwischen
dem Schafttreibelement und den Kugelmuttern
zur Bewegung der Kugelspindeln dazwischen gezeigt sind,
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Fig. 7 eine Einzelheit im Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung an der
Linie 7-7 der Pig. 6, in der die Konstruktion der Kugelspindel und der Kugelmutter gezeigt
ist,
Fig. 8 eine Einzelheit in Draufsicht auf eine vorbelastete
Sehrittvorschubeinrichtung gemäß der Erfindung, "bei der drei Kugelspindeln vorgesehen
sind, von. denen eine entgegengesetzt zu den beiden anderen vorbelastbar ist und bei der
drei Kugelspindeln mit einer gemeinsamen Antriebswelle versehen sind, wobei die Wellen_treibmittel
auf einer Seite der Einrichtung sitzen,
Fig. 9 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 9-9
der Fig. 8, in der die Kopplung der Wellen-Treibmittel
und eine Kugelmutter zum Treiben einer Kugelspindel durch sie hindurch gezeigt ist,
Fig. 10 eine Einzelheit im Schnitt an. der Linie 10-10 der Fig. 9» in der die Kopplung der Schaft-Treibmittel
mit den jweiligen drei angetriebenen Kugelmuttern gezeigt ist.
In Fig. 1 ist eine Werkzeugmaschine 12 in der Form einer spitzen.-
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losen. Schleifmaschine gezeigt. Die Werkzeugmaschine 12 umfaßt
einen Maschinensocicel I3s>
sine feststehende Schleifscheibe 14S
ein. Stellrad 15, einen aufrecht stehenden Support 16 laad eine
Schrittvorschubeinrichtung 17 gemäß der Erfindung9 die auf dem,
Maschinensockel 1J sitzt ο
Die Schleifscheibe 14 umfaßt ein Grußgehäuse 189 is dsm eis©
SchleifScheibenwelle 20 gelagert ists die ia.triebsscheibea 21
an. einem Ba.de und eine Schleifscheibe 22 am anderen. Side aufweist»
Stelleinrichtung besteht aus einem Gußgehäuse 2J9 in dem eine
Stellradwelle 24 drehbar gelagert istp welches Antriebsscheiben
25 an einem Ende und ein Stellrad 26 am gegenüberliegenden Ende
aufweist ο Der Support 16 umfaßt ein aufrechtstehendes Supportteil
27p auf dem ein zu schleifender ßegenütasd (nicat dargestellt) abgestützt wird»
Die Stelleinrichtung 15 ist zur Ausführung einer Querbewegusg
in Sichtung auf die Schleifscheibe H an und von ihr weg gemäß
der Darstellung in Fig» 2 eingerichtet« Die Stelleinrichtung
15 ist auf dem Maschinensockel 1J mit Hilf® ©lass geeigneten
Schlittens 28 gemäß der Darstellung in fig» 1 gelagert»
Die Schrittvorschubeinrichtung 17 umfaßt ©in Kugelapindelgehäuse
30, das auf dem Maschinenbett I3 sitzt; sowie ©ine Iss.·=»
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triebspartie 5I , die am Gehäuse 30 sitzt.
Gemäß der Darstellung in !ig«, i umfaßt das Kugelspindelgehäuse
JO eine Soelsalpartie 32 2 ein© vordere aufrechtstehen.de Wandpartie
53 und ©ine hintere aufrechtstehende Wandpartie 34·
Zwei Kuge!muttern 55 und 36 sind zwischen der vorderen und der
hinteren Wan&partie 55 "bzw« 34 eingeschlossen» Vordere Drucklager
57 und 33 und hinter© Drucklager 40 und 4I sitzen an. gegsnuberlisgen&en
Enden der Kuge!muttern 35 unü, 36, um eine
freie Drehung der Kugelmuttern 35 und 36 des. Gehäusewandpartien
33 und 34 gegenüber zu erleichtern.
la. Fig» 7 ist sia. eehen, daß die vordere Wandpartie 33 mit einer
Bohrung 42 T®re@hen ist9 die in einer flucht mit der jeweiligen
Enge !mutter 35 und 36 liegt und" durch die eine zugehörige Drucklage
r-SragMilas 43 eingesetzt wird, um dort abgestützt zu werden.
Entsprechend sitzt eine Sraghülse 44 innerhalb eäaer Bohrung 45
der Wandpartie 34 in einer Flucht mit der jeweiligen Kugelmutter 35 und. 36, wo. das gegenüberliegende En.de der jeweiligen. Kugelmutter
abzustützen. Me Kuge !muttern 35 und 36 können also frei
innerhalb des Gehäuses 30 gedreht werden, abgesehen von. den
Beschränkungen 9 die ihnen durch !Treibmittel auferlegt werden,
welche noch su "beschreiben sein werden.
Sie Kugelmutter 35 ist mit einer Kugelspindel 46 versehen, die
durch sie äurchgeht und die in ihr durch reibungsarme Kugeln. 47
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abgestützt ist. Entsprechend ist die Kugelmutter 36 mit einer
Kugelspindel 48 versehen, die sich durch sie hindurcherstreckt
und die durch Kugeln 47 abgestützt ist. Die Kugelspindeln 46 und 48 sind also innerhalb der Kugelmuttern 35 bzw. 36 frei
drehbar, und Kugelrückläufkanäle 50 und 51 sind für die jeweiligen
Kugelmuttern. 35 und 36 vorgesehen, um einen kontinuierlichen
Eücklaufweg für die Wälzkörper 47 von einem Ende der jeweiligen Kugelmutter 35 bzw. 36 zum anderen En.de zu bilden.
Die Längsbewegung, die die jeweiligen Kugelspindeln 46 und ausführen, wenn, sie durch eine Drehung der Kugelmuttern 35 und
36 angetrieben werden, ist eine untersetzte Bewegung» so daß
eine effektive BewegungsunterSetzung zwischen der jeweiligen
Kugelmutter und der zugehörigen Kugelspindel hervorgerufen wird. Die Kugelspin.deIn. 46 und 48 haben entgegengesetzte Gewindesteigung,
d.h. eine ist linksgängig, und die andere ist rechtsgängig, und zwar aus einem Grund, der noch zu beschreiben sein
wird.
Gemäß der Darstellung in Pig. 6 ist die Kugelmutter 35 mit einem Schneckerad 52 versehen, das darauf sitzt und zur Drehung
mit ihr vorgesehen ist. Entsprechend ist ein Schneckenrad 53 an der Kugelmutter 36 vorgesehen. Wellen-Treibmittel 54 sind
innerhalb des Gehäuses 30 vorgesehen, und sitzen zwischen den Sehneckrädern 52 und 53 der Kugelmuttern 35 bzw. 36. Ein. unteres
Ende der Wellen-Treibmittel 54 sitzt innerhalb eines Drucklagers 55» das innerhalb des Sockelteils 32 des Gehäuses 30
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sitzt, wie das in Fig. 4 gezeigt ist. Die Wellen-Treibmittel sind mit einem Drucklager 56 versehen, das innerhalb einer
oberen Wand 57 des Gehäuses 30 befestigt ist, welche sich zwischen
den. aufrechtstehenden Wandpartien 33 und 34 erstreckt.
Die Wand 57 bildet gleichzeitig eine untere Wand des Gehäuses 31. Die Wellen-Treibmittel 54 sind also innerhalb des Gehäuses
30 durch, die Lager 55 und 56 drehbar gelagert. Die Treibwelle 54 umfaßt eine Schnecke 58 an der Außenseite, die im treibenden
Kontakt mit den Schneckenrädern 52 und 53 steht, um die Kugelmuttern 35 und 36 in. entgegengesetzte Drehrichtungen zu
treiben.
In Pig. 3 ist gezeigt, daß die Kugelspindel 46 mit einem Flansch
60 an einem Ende versehen ist, der mit Befestigungsschrauben
61 mit dem beweglichen Stellradgehäuse 23 verbunden ist. Die
Kugelspindel 48 ist mit einem Plansch 62 versehen, der ebenfalls mit dem Gehäuse 23 durch Befestigungsschrauben 63 verbiunden ist,
der Plansch 62 ist jedoch mit bogenförmigen Längslöchern 64 und 65 versehen, um ein begrenztes Maß an Drehbewegung des
Flansches 62 zu ermöglichen. Der Plansch 62 ist ferner mit einer Ausnehmung 66 versehen, in die ein Spannschlüssel eingesetzt
werden kann, um den Plansch 62 zu drehen, bis ein Solldrehmoment erreicht wird, das durch ein Meßgerät 68 gemessen wird.
In dieser Stellung des Spannschlüssels 67 und des Flansches 62
werden die Befestigungsschrauben 63 festgezogen, um den Plansch
62 in der eingestellten Lage zu sperren. Dadurch wird ein festgelegtes
Vorlaatdrehmoment in das System eingeführt, das so
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wirksam wirdr, daß die Kugel spindel 48 und folglich die Kugelmutter
36 unter Spannung gesetzt %firdo Dies© Spannkraft wird
durch, die Jkn.triebsweHe 54 auf die Kugelmutter 55 und auf die
Kugelspindel 46 übertragen9 um damit eii^Zug auf die Kugel=
mutter 35 uad die Kugelsjmdel 46 auszuüben*. Da® Yorlastdrehmoment
der Kugelspindel 48 und folglich der Kugelspindel 46 kann eine erhebliche fööße err@ich.enj, x-iobei die gei-räneehte
Größe von der erforderlichen Kraft abhängt9 di© benötigt x-7ird9
um das Maschinenelement 15 au bewegeno Gegebenenfalls 'kann, die
Vorlast ein. Mehrfaches der Kraft "betragen,, die erforderlich ist,
um das Maschinenelement 15 zu bewegen^ Die jeweiligen Yerbin=
dungsmittelj, υοώ. denen eiaes durch die Kugelspindel 46 und die
Kuge!matter 35 gebildet üind9 Sie andere duxeh die Kugelspindel
48 und die Kugelmutter 56 3 bilden aleo einen. Teil des Wege der
Vorlastkraftverteilung suisehen der Antriebswelle 54 und dem
beweglichen Element 23o Me ausgeübte Yorlagtkraft bleibt ia
dem Systemj, wenn die Kugslmuttern 35 uad 36 gedreht warden,,
v/eil beide Kugelmuttern um gleiche Weg® gedreht werden^ wenn
die Antriebsschnecke 58 gedreht wird9 so daß bside Kageliipin=
dein 46 und 48 um ein gleiches Maß in gleicher Sichtung bewegt
werdenο Wegen der entgsgengerichtetea Vorlast auf den jeweiligen
Yerbindungsmittelnr, di© durch die Eagelspindel und die Kugelmutter
gebildet siad9 führt eine Sreibbewsgung von der UeIle
54 unmittelbar zu einer Tr©ibbewegung des beweglichen Elements
23 ohne To.tgong, seibat uamittelbar nach einer Umkehrung ia der
ln.trieberichtun.g der Welle 54«
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Bezugnehmend auf Figo 4 ist zu sehen, daß das Bewegungseingangsgehäuse
oder das Antriebswellen-Stellgehäuse J1 das auvorgenannte
Soekelelement 57 9 vordere und hintere aufrechtstehende
Ifendelement 70 und 7^ und ein. oberstes waagerechtes
Wandelement 72 umfaßt. Das Drucklager 56, das die Antriebswelle
54 lagert5 sitzt isaerhalb des unteren ßehäuseelementes
57 s 1J-S-O- die Ifelle 54 erstreckt sich. a.ach oben durch das Geliäiisje
θ !eisest 57 und durch dae öfterste G-ehäuseelement 72 3 wo
ein. Handrad 73 an der Welle 54 "befestigt ist» Das Handrad 73
wird vemssdatj um da® BohrittTorsehub-Stellsystem zu irgendeinem
Zsitpmkt si! iil)erst®iiera.9 um eis schnelles Gröbste Ilen
des bewegliehen Maschinenelementes 23 vorzunehmen.
lins Treib^eheib© 74 ist an. der Sreibwelle 54 drehfest gelagert.
Bi© frsifegelieibe 54 umfaßt ein® im wesentlichen vertikal©
peripher©- Fläche 75 gewlB.scl3.ter Bauhheit, um eineis, reibendea.
Antrieb derselben zu erleichtern. Ein Treibhebel 76 ist
an der oberen Verlängerung der Sreifewelle 54 schwenkbar gelagertj
laa.d @r sitst unter der Scheibe 74? um eine freie Bewegung
um die Welle 54 herum ausführen zu können· Bin Supportiielbsl
77 ist in. entsprechender Weise frei drehbar um die obere Verlängerung der Antriebswelle 54 zwischen der Seibacheibe
und dem oberen. Gehäuseelement 72 herum gelagert. Ein Druckluftzylinöer
73 ist am Treibhebel 76 zur Bewegung damit gela- "
gert. Der Zylinder 78 weist einen in Längsrichtung bewegbaren
Stößel SO aufj der von Luftdruck innerhalb des Zylinders 78
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getrieben wird, welcher einen. Kolben. 81 beaufschlägt5 der am
Stößel 80 angebracht ist, um den. Stößel 80 in. Kontakt mit der Fläche 75 der Scheibe 74 zu drücken., wodurch eine vordere Endfläche
81 des Stößels 80 reibend an der Fläche 74 angreift, und zwar mit ausreichendem axialen. Druck als Folge der Druckbeaufschlagung
innerhalb des Zylinders 78, um die Treibscheibe 74 bei einer Bogenbewegung des Treibhebels 76 anzutreiben. Ein
Führungsblock 82 sitzt am Treibhebel 76 zwischen, dem Hebel 76
und dem Supporthebel 77 vor dem Zylinder 78, um die Längsbewegung des Stößels 80 in Richtung auf die Treibscheibe 74 zu
führen.
Ein Treibkraftzylinder 83 ist an einer aufrechtstehenden. Wand
84 des Gehäuses 31 gelagert. Der Zylinder 83 ist mit einem Kolben
85 versehen, der eine Kolbenstange 86 aufweist, die sich durch die Wand 84 erstreckt. Eine Koppel 87 sitzt zwischen der
Stange 86 und dem radial äußersten En.de des Treibhebels 76. Der Treibhebel ist mit einer Bohrung 88 (Fig. 3) versehen, in der
ein Lagerelement 90 drehbar sitzt. Der Zylinder 83 ist doppelt wirkend, d.h. er ist mit Einlaßöffnungen 91 und 92 auf gegenüberliegenden
Seiten, des Kolbens 85 versehen, um den Kolben, in. Richtung auf das eine oder das andere Ende des Zylinders 83
zu treiben, so daß entweder eine Bewegung der Treibwelle 54 nach rechts oder nach links ermöglicht wird, die entsprechend
entweder in. einer Vorwärtsbewegung oder Rückwärtsbewegung des befeweglichen
Elementes 23 ihren Niederschlag findet, und zwar
209808/1238 -H-
-H-
über die beiden Verbindungsmittel, bestehend aus den beiden
Kugelspindeln und Kugelmuttern.
Die Einlaßöffnungen 9I und 92 des Zylinders 83 sind jeweils
mit Druckmittelleitungen 93 und 94 verbunden, die ihrerseits
mit Ventilen 95 und 96 verbunden sind. Die Ventile 95 und 96
sind jweils mit Einlaßleitungen 97 und 98 versehen, die mit einer Sammelleitung 100 verbunden sind. Die Sammelleitung 100
erhält Druckluft von einer geeigneten. Quelle (nicht dargestellt) Druckmittel wird dem Zylinder 78 durch eine Leitung 101 zugeleitet,
die mit einem Ventil 102 verbunden ist. Das Ventil 10Θ2 weist eine Einlaßleitung I03 auf, die ebenfalls mit der Sammelleitung
100 verbunden ist.
Die Ventile 95, 96 und 102 sind im wesentlichen in ihrem Aufbau
gleich, so daß nur das Ventil 102 im einzelnen, beschreiben wird. Es besteht aus einem Gehäuse 104 mit einer Bohrung 105, die
sich in. Längsrichtung desselben, erstreckt und in einer Endpartie
k 106 endet. Eine Kolbenstange 107 sitzt innerhalb der Bohrung 105
und hat drei im Abstand angeordnete Kolben 108, 110 un.d111, die
an. der Kolbenstange 107 gelagert sind, um mit ihr zusammen eine Längsbewegung auszuführen. Ein Blindloch 112 in der Endpartie
104 vorgesehen, in der eine Feder II3 sitzt, um den Kolben 111
nach außen bzw. nach links gemäß der Darstellung in. Fig. 3 vorzusapannen.
Ein von Hand betätigbarer Knopf 114 ist außerhalb des Zylinders 102 vorgesehen, und er ist mit der Stange 107 verbunden,
die im Reibschluß innerhalb einer Bohrung in einer End-
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partie 115 des Zylinders 102 sitzen kann, um eine eingestellte
Lage der Stange und der Kolben innerhalb der Bohrung 105 beizubehalten» Das Ventil 102 ist also in. Fun^ktionp wem die
Stange 107 und die zugehörigen Kolbea. 1O8S 110 und 111 in der
in Fig= 3 gezeigten Lage stehen,, in. der si© sich am äußersten
rechten Ea.de innerhalb der Bohrung 105 befinden., In. dieser Lage
des Ventils 102 geht Druckluft durch die Einlaßleiinmg 103 in
den Saum zwischen dsa. Kolben 108 und 110 und Yerläßt das Ventil
102 durch die Leitung 101 und fließt zum Zylinder 78 ο
Wenn das Ventil 102 außer Funktion gesetzt werden üollc, wird
der Knopf 115 nach liaks bex-jegts, bis der Kolben unten an der
Endwand 115 des Vea.tilsyliB.ders aufsitzt ο Dadurch wird Druckluft
Ton der ©Einlaßleitung 103 daran gehindert ΰ in die Bohrung 105
einzuströmen ΰ und swar durch die peripher© Fläche das Kolben©
110, und gleichzeitig ist die Bohrumg 105 zwischen fiea Korboa.
110 und 111 zur Atmosphäre über dis Belüftung 116 belüftet ο Ia.
dieser außer !funktion gesetzten Stellung des Ventils 102 (nicht
dargestellt) erfolgt auch eine Belüftung de® Zylinders 78 durch die Leitung 101 9 die Bohrung 105 und die Belüftung 116 des
Ventils 102 ο
üie bereits erwähnt;, sind die Arbeitmreisen der Ventil© 95 ua.d
96 im wesentlichen gleich der de® Ventils 1O29 wem sich ab®r
eines der Ventile 95 und 96 beispielsweise das Veatil 95, ia der
in Figo 3 gezeigten Stellung befindet9 ist das andere eier Vea~
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BAD ORIGINAL
tile 95 und 96 wirksam, um eine Belüftung von der Niederdruckseite
des Zylinders 83 zu bewirken, wie beispielsweise in der in Fig. 3 für das Ventil 96 gezeigten Stellung, in der unter
Biederem Druck stehende Luft von dem Zylinder 83 durch die
leitung 94 und nach außen, durch die Belüftung des Ventils 96
abfließt, um damit der durch die Leitung 93 vom Ventil 95 fließenden Druckluft die Möglichkeit zu geben, den Kolben 85
sur Einlaßöffnung 92 des Zylinders zu treiben.
Eine Bewegung für den Treibhebel 76 wird also in die eine oder
in die andere Richtung durch den doppelt wirkenden Druckluftzylinder
83 bewirkt. Die Winkelbewegung des Hebels 76 wird auf die
Treibwelle 54 durch den Klemmzylinder 78 übertragen, indem der Stößel 80 an der Treibscheibe 74 angreift.
line schrittweise Eingangsbewegung, die auf die Treibwelle 54
übertragen wird, wird also durch entsprechendes Spieleinstellen äer Druckluftventile 95, 96 und 102 erreicht. Diese Ventile
* können von Hand oder automatisch in Funktion und außer Funktion
gesetzt werden, je nach Bedarf.
Gemäß der Darstellung in Fig. 3 und 5 sind einstellbare Anschlagelemente
117 und 118 vorgesehen, die im Gewindeeingriff mit aufrechtstehenden
Seitenwänden 84 und 89 stehen und die durch geeignete Kontermuttern 120 und 121 in der vorgesehenen Lage gehalten
werden.
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BAD OR191NAU
Die Anschlagelemente sind in. ihrem Aufbau gleich, und sie bestehen
jeweils aus einer Laufpartie 122 und einer Kopfpartie
125. Die Laufpartie 122 weist eine mit Gewinde versehene Außenfläche
124 und eine Innenbohrung 125 auf. Ein. Bolzen 126 sitzt innerhalb der Bohrung und hat eine Manschette 127, die sich an.
eine Endwand 128 des Laufs 122 anlegt. Bolzenverlängerungen I30,
131 sind für die jeweiligen Anschlagelemente 117 und 118 vorgesehen.
Die Kopfpartien 123 des An.schlagelemen.tes sind jeweils
mit Gewinde versehen, um eine Ansehlagschraube 132, 133 aufzunehmen.
Ein geeignetes Sperrelement 134 ist für die jeweilige I
Anschlagschraube vorgesehen, um die jeweilige Anschlagschraube in der jeweils eingestellten Lage zu halten. Das jeweilige Anschlagelement
117 und 118 ist mit einer Schraubenfeder 135 versehen,
die zwischen der Manschette 127 und einem inneren Ende der Bohrung 125 sitzt, um die Manschette 127 gegen die Enden
128 des Laufs 122 in Vorspannung zu halten.
Die Anschlagelemente II7 und 118 sind zentrierende und einstellbare
Kombinationsanschlageinrichtungen, zur Bestimmung der Win- i
kelbewegung des Treibhebels 76. Ein Anschlagblock 136 ist am
Treibhebel 76 vorgesehen, an den sich die Bolzen. 130 und 1 3I
der jeweiligen Anschlagelemente II7 und 118 anlegen. Wenn sich
die Ventile 95, 96 und 102 in einer Stellung befinden, in der
aie außer Funktion gesetzt sind, und wenn, sich die Schribtvorschubeinrichtung
in der Ruhestellung befindet, wird die Treibkoppel 76 durch die Anachlagelemente 117 und 118 in einer Mit-
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telstellung gebracht, dadurch, daß sie jeweils in die zugehörigen.
Gehäusewände 84 und 89 eingeechraubt sind, während die Federn. 135 die jeweiligen. Bolzen. 130 und 13I in ihre Endlagen
nach außen, drücken., wobei die Bolzen gerade so eben den Anschlagblock
136 berühren. Dadurch wird eine Mittelstellung für den
Treibhebel 76 bestimmt, derart, daß bei einer Bewegung des Hebels 76 entweder nach links oder nach rechts aus dieser Mittelstellung
der entsprechende Bolzen 130 oder 13I eingedrückt wird,
Il wobei die zugehörige Feder 135 zusammengedrückt wird, bis das
gegenüberliegende Ende des Bolzens an. einer Anschlagschraube I32 oder 133 anschlägt. Die Anschlagschz'auben 132 und 133 können
so eingestellt werden., daß dem Hebel 76 die gewünschte Winke J-bewegung
in die eine oder in. die andere Richtung aus der Mittelstellung ermöglicht wird, wobei eine der Richtungen der Vorwärtsbewegung
der Spindeln4§6 und 48 und die andere Richtung der Rückwärtsbewegung der Spindeln 46 und 48 entspricht. Die
Anschlagschrauben. 132 und 133 können, gegebenenfalls geeicht
sein, um die genaue Bewegung des Kurbelhebels aus der Mitte heraus zu messen., damit eine genaue Bestimmung des Bogens ermöglicht
wird, den der Kurbelhebel 76 durchläuft.
Eine gewün3hhte schrittweise Vorschubbewegung des beweglichen
Elementes 23 wird dadurch erreicht, daß die Ventile 95, 1Jt und
102 in ordnungsgemäßer Weise eine Arbeitsfolge durchlaufen,
entweder manuell oder automatisch gesteuert, je nach Bedarf. Um dnen Vorwärtsvorachub3chritt zu erreichen, wird das VentiL
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102 in die dargestellte Stellung gebracht, um den Treibhebel
76 gegen die Treibscheibe 74 mittels des Zylinders 78 zu drücken. Das Ventil 76 wird dann in Funktion, gesetzt, um den.
Zylinder 83 in Gang zu setzen und den Treibhebel 76 durch Kraft
zu bewegen, die durch die Kolbenstange 86 und die Koppel 87 übertragen wird, wobei eine Bewegung nach links gemäß der Darstellung
in Mg. 3 erfolgt, bis der zentrierende Bolzen. 130 an
der An schlagschraube 132 anschlägt. Das Ventil 102 wird dann
außer Punktion gesetzt, um den Spannzylinder 78 freizugeben,
und das Ventil 96 wird außer Funktion gesetzt, um dem zentrierenden
Bolzen 130 die Möglichkeit zu geben, den. Treibhebel 76
in die ursprüngliche Mittelstellung zurückzuführen. Um eine umgekehrte Schrittbewegung zu erreichen, geht die Arbeitsfolge
so vonstatten, daß das Ventil 102 in Funktion gesetzt wirds
um den Zylinder 78 in Gang zu setzen, so daß der Stößel 80 gegen
die Treibscheibe gespannt wird, woran sich eine Betätigung des Ventils 95 anschließt, um die linke Seite des Zylinders 83
mit Druckluft zu beaufschlagen, wodurch der Treibhebel 76 und
der zentrierende Bolzen 131 nach rechts gemäß der Darstellung
in Fig. 3 bewegt werden. Das Ventil 102 wird dann außer Funktion
gesetzt, um die Spannkraft des Stößels 80 gegen die Treibscheibe 74 zu lösen, und das Ventil 95 wird dann außer Funktion
gesetzt, um dem Treibhebel 76 die Möglichkeit zu geben, sich in seine ursprüngliche Mittelstellung zurückzubewegen.
Die Winkelbewegung des Treibhebels 76 kann auf sehr kleine
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Schritte beschränkt sein, beispielsweise wenige Minuten eines Grades, in_dem eine relativ einfache Einstellung der Anschlagschrauben
1 32 und I33 erfolgt. Die kleine Winkelbewegung wird
genau auf die Treibscheibe 74 und auf die Treibwelle 54 und auf das vorgespannte Triebwerk übertragen, bestehend aus den Kugelmuttern
und den Kugelspindeln, was zu sehr kleinen Schritten in einer linearen Bewegung des beweglichen Element 23 führt,
die durch die Kugelspindeln. 46 und 48 übertragen wird. Ferner
können die Anschlagschrauben 132 und 133 ohne weiteres nachgestellt
werden, um größere Vorschubschritte entstehen zu lassen, wenn man die haben will. Ein Bereich von Vorschubschritten von
O.OOOI25 Millimeter bis 0,025 Millimeter kann in dieser Weise
schnell und einfach erreicht werden.
In Fig. 8 bis 10 ist ein. weiteres Ausführungsbeispiel einer
Schrittvorschubeinrichtung I40 gezeigt. Zu dieser Vorrichtung
gehört ein Stellmechanismus I4I, der innerhalb eines Gehäuses
142 sitzt, das in seiner Anordnung und in seiner Punktion im
wesentlichen den Mitteln entspricht, die innerhalb des Gehäuses 31 in dem zuvor beschriebenen Ausführungbeispiel untergebracht
sind, um eine genau festgelegte Schrittdrehung oder Winkelbewegung der Treibwelle 54 hervorzurufen. In dem in Fig.
8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel sorgt die Stelleinrichtung 141 für eine Winkelbewegung einer Treibwelle 143, die innerhalb
einer Bohrung H4 eines Gehäuses H5 sitzt. Das Gehäuse
145 ist ebenfalls zur Lagerung an einem Maschinensockel
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13 eingerichtet, um eine Querbewegung eines Elementes 23 der
Einrichtung 15 hervorzurufen, wie sie in Pig. 1 und 2 dargestellt ist.
Das Gehäuse 145 besteht aus einer oberen Gehäusepartie 146 und
einer unteren. Gehäusepartie 147« Die Bohrung 144 ist in der
oberen Gehäusepartie I46 vorgesehen. Die Welle 143 ist mit
Lagerzapfen. I48, 149> 150 und 151 versehen, auf denen Rollenlager
152 3itzen, die die Welle 143 innerhalb der Bohrung 144
zentrieren. Die Welle 143 ist mit drei im Abstand angeordneten Schnecken 153, 1 54 und 155 bestückt. Die Schnecken 153 und
haben die gleiche Steigung, die Schnecke 154 hat eine entgegengesetzte
Steigung.
Die Gehäusepartie 147 ist mit drei Bohrungen 156, 157 und 158
versehen, die mit ihren Längsachsen, in einer gemeinsamen waagerechten
Ebene liegen. Drei Kugelmuttern 160, 161 und 162
sind jeweils in den Bohrungen 156, 157 und 158 eingesetzt. In
Fig. cj iat die Kugelmutter 160 so dargestellt, daß sie mit einem
Drucklager I63 an einem Ende zwischen der Kugelmutter 160
und einer Partie 164 abgesetzten Durchmessers des Gehäuses
versehen ist. Am gegenüberliegenden Ende der Kugelmutter 160 ist ein Drucklager 165 vorgesehen, das an einer Schulter 166
der Kugelmutter anliegt und die Kugelmutter zwischen dar Gehäusepartie
16J- und einer Hülse 167 hält, die innerhalb der
Bohrung 156 sitzt. Die Hülse 167 hat jeweils eine .Innenbohrung
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168, die mit zwei Rollenlagern 170 und 171 versehen ist, um
eine radiale Flucht der Kugelmutter 160 zu bewirken. Die Kugelmuttern
161 und 162 sind in entsprechender Weise innerhalb der jeweiligen. Bohrung gelagert.
Die Kugelmuttern. 160, 161 und 162 sind jeweils mit schneckenverzahnten
Partien 172, 175 und 174 versehen. Die Schnecke
der Treibwelle 145 befindet im kämmenden Eingriff mit der
Schneckenverzahnung 175 der Kugelmutter 161, um die Kugelmutter
161 in. eine bestimmte Richtung zu treiben. Entsprechend befinden sich die Schnecken 155 und 155 der Treibwelle 145 im
kämmenden Eingriff mit der SchneGkeverdehnung 172 und 174 der
jeweiligen Kugelmuttern 160 und 162, um die Kugelmuttern 160 und
162 in Richtungen, zu drehen, die entgegengesetzt zur Drehrichtung
der Kugelmutter 161 gehen.
Die Kugelmuttern. 160, 161 und 162 sind jeweils mit KugeLapindeln.
175, 176 und 177 versehen, die alle in der gleichen Längsrichtung
ihren zugehörigen Kugelmuttern gegenüber angetrieben werden, und zwar durch reibungsarme Elemente 178 in der Form
von Kugeln. Die Kugelmuttern. 160, 161 und 162 sind ferner mit
Kugelrücklaufbahn en (nicht dargestellt) versehen.
Die Kugelspindeln 175, 176 und 177 wind jeweils mit Endl'lanachen
178, 180 und 181 versehen, um die Kugelspindeln an dem beweglichen Element 25 zu befeat igen. Die Kugelspindeln sind zur
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Vorspannung eingerichtet, wobei die mittlere Kugelspindel entgegengesetzt
zu den anderen Kugelspindeln 175 und 177 "belastet wird. Wenn die Kugelspindel 176 also unter Druck gesetzt wird,
indem der Flansch 180 unter einer bestimmten Drehmomentlast
gedreht wird und anschließend in der belasteten Lage festgezogen wird, wird eine entgegengerichtete Zug-Vorlast auf die
Kugelspindel 175 und 177 zwischen ihrer Arbeitsverbindung mit der Antriebswelle 143 und dem zugehörigen Befestigungsflansch
178 und 181 gelegt. Die Zug-Vorlast in der jeweiligen Schraubenspindel
175 und 177 ist gleich der Hälfte der Druckvorlast
in der Kugelspindel I76, so daß die Gesamtzugvorlast gleich
der Gesamtdruckvorlast ist. Zu beachten ist ferner, daß der betreffende
Aufbau der Treibanordnung zwischen den. Schnecken9 die
auf der Welle 143 sitzen, und den Schneckenverzahnungen., die
an den Kugelmuttern vorgesehen sind, eine einzige Bewegungsuntersetzung entstehen läßt, und die Kugelmutter- und Kugelspinde
!anordnungen bilden, eine weitere Bewegungsunt er setzung,
so daß eine Zweistufen-Bewegungsuntersetzung zwischen der Antriebswelle 143 und dem beweglichen Element 23 entsteht, neben
einer Umsetzung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung,.
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Claims (1)
- Patentansprücheί 1 . j Vorschubeinrichtung zur Vorwärts- und Rückwärts-Eichtungsbewegung eines Elementes, gekennzeichnet durch Treibmittel zum Treiben des Elementes, durch Mittel zur Verbindung der Treibmittel mit dem Element und durch Mittel zur Vorbelastung des Elementes, der Treibmittel und der Verbindungsmittel derart, daß ein. Totgang beseitigt wird, unabhängig von. der Antriebsrichtung des Elementes.2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel mindestens zwei Wege in. der Kraftverteilung zwischen, den Treibmitteln, und dem Element bilden, wobei die Vorlastmittel so wirksam sind, daß sie die Elemente in einem der Wege unter Zug und die Elemente in. dem anderen, der Wege unter Druck setzen.5· Schritt-Vorschubeinrichtung mit einem Element zur Ausführung einer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, gekennzeichnet, durch Treibmittel zum Antreiben des Elementes, durch mindestens zwei Verbindungsmittel zwischen, den Treibmitteln uftd dem Element und durch Mittel zum entgegengesetzten Vorbelasten, der Verbindungsmittel.- 25 -209808/12384· Vorschubeinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Verbindungsmittel eine geschlossene KreisverMndung mit den Treibmitteln und dem Element bilden und daß die Vorlastmittel die gesamte geschlossene Kreisverbindung vorbelasten.5· Vorschubeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn ζ e i chne t, daß die Verbindungsmittel Gewindeelemente umfassen, die jeweils mit dem Element und mit den. Treibmitteln verbunden sind, derart, daß mindestens ein Kraftübertragungsweg zwischen den Elementen über mindestens einen Teil der. Treibmittel gebildet wird, bei dem eines der Gewindeelemente unter Druck und das andere unter Zug steht.6. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Verbindungsmittel eine Spindel und eine Kugelmutter in Wälzausführung umfassen.7· Vorschubeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittel so vorgesehen sind, daß Teile davon im treibenden Eingriff mit entsprechenden Teilen der jeweiligen Kugelmutter stehen.- 26 -209808/12388. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittel eine Wellenelement umfassen, das zur Drehung und zum linearen Antrieb des Elementes durch die Spindeln und die Kugelmuttern gelagert ist.9· Vorschubeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile eine Schneckenverzahnung bilden.10. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzte Vorlast der Verbindungsmittel dadurch entsteht, daß mindestens eine Verbindung unter Zug und die andere unter Druck durch die An.triebsmittel gesetzt ist, derat, daß an Totgang oder ein Spiel in den Verbindungsmittein beseitigt wird.11. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 4, dadurcht gekennzeichnet, daß die Treibmittel ein Wellenelement aufweisen, das drehbar gelagert ist, und daß die enrgegengesetzte Vorlast der Verbindungsmittel dadurch entsteht, daß mindestens eine Verbindung unter Zug und eine andere unter Druck über die Treibmittel gesetzt ist, derart, daß ein. Totgang oder Spiel in. den Verbindungsmitteln beseitigt wird, wobei die Verbindungsmittel für eine Bewegungsuntersetzung zwischen dem Wellenelement und dem zu bewegenden209808/1238Element sorgen.12. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel für eine doppelte Untersetzung sorgen.13. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Drehen, der Treibmittel von. Hand vorgesehen sind, die an. dem ¥ellenelement sitzen.14. Schrittvorschubeinrichtung zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung eines Elementes in Erwiderung auf die Bewegung von. Treibmitteln, gekennzeichnet durch Treibmittel und mindestens zwei Verbindungamitteln, wobei die Verbindungsmittel mit den. Treibmitteln, verbunden und zur Verbindung mit dem Element eingerichtet sind, die Treibmittel ein drehbar gelagertes lflellenelement umfassen, die Verbindungsmittel einen Weg für ihre entgegengesetzte Vorbelastung bilden, von. denen einer unter Zug und der andere unter Druck durch die Treibmittel gesetzt ist, deratt, daß ein Totgang in den Verbindungsmitteln, beseitigt wird, die Verbindungsmittel eine Bewegungsuntersetzung bilden und Mittel zum Erzielen einer genau festgelegten Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Elementes durch ehe Drehbewegung des Wellenelementes um einen fest-* - 28 -209808/1238gelegten Bogen, vorgesehen sind.15. Vorschubeinrichtung nach Anspruch I4, dadurch gekennzeichnet, daß die letzterenMittel ein. Scheibenelement umfassen, das drehfest an dem Wellenelement sitzt, ferner ein. Stößel, der schlüssig in Angriff an eine periphere Partie des Scheibenelementes bringbar ist, wobei Mittel sum Bewegen, des Stößels im Bogen um die Achse. des Wellenelementes vorgesehen, sind.16. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel in einen Eeibschluß mit der peripheren Partie des Scheibenelementes bringbar ist.17· Vorschubeinrichtung nach Anspruch 15, dadurchgekennzeichnet, daß die Mittel zur Bewirkung der Bogenbewegung einen im wesentlichen radialen Treibhe.bel umfassen, der mit einem Ende im wesentlichen konzentrisch zur Achse des Wellenelementes sitzt und dessen anderes Ende mit einer Treibkrafteinrichtung versehen ist.18. Vorschubeinrichtung nach Anspruch I7, dadurch gekenn ze ichne t, daß der Stößel mit einer Treibkrafteinrichtung versehen ist und die jeweilige Treibkraft einrichtung einen Arbeitszylinder umfaßt.20980 8/1238 -29-· Vorschubeinrichtung nach. Anspruch. 18, dadurch. gekennzeichnet, daß der Arbeitszylinder, der die Treibkrafteinrichtung für den Treibhebel bildet, für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung doppelt wirkend ist.20. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekenn, ζ e ichne t, daß eine Ventilanordnung für die Arbeitszylinder zum wahlweisen Betätigen des Arbeitszylinders für den. Stößel während der Beaufschlagung der einen, oder der anderen Seite des doppelt wirkenden. Zylinders vorgesehen ist.. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 17? dadurch gekennzeichnet, daß kombinierte Anschlag- und Zentriermittel zum Begrenzen des Bogenwegs des ifeibhebels vorgesehen sind.22. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ©Einstellmittel für die kombinierten Anschlag- und Zentriermittel vorgesehen sind, derart, daß ein Sollwinkelweg für den Treibhebel aus einer Ausgangsmittelstellung heraus einstellbar ist.23. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierten. Anschlag- und Zentriermittel zwei getrennte Anschlageinrichtungen um-- 30 -209808/1238fassen, von denen eine jeweils auf einer Seite des Treibhebels sitzt.24· Vorschubeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel , eine Einrichtung zur Bewirtung einer zweifachen. Bewegungsuntersetzung aufweisen.25. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spindel- und Kugelmutterverbindung smittel vorgesehen, sind,wobei die Schaftelemente dazwischen sitzen.26. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn ζ e i c h n. e t, daß drei der Spindel- und Kugelmutterverbindungsmittel vorgesehen, sind, wobei eineder Verbindungsmittel den anderen, beiden, gegenüber vorbelastet ist.27. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekenn ζ e i c hne t, daß das wellenartige Treibelement im wesentlichen quer zu den Achsen der Spindeln und Kugelmuttern liegt, wobei alle Spindeln und Kugelmuttern in einer gemeinsamen. Ebene liegen.209808/123828. Vorschuleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß au. einer der Spindeln an dem Element Mittel zum Vorbelasten der Spindel und zum gleichzeitigen Übertragen einer Vorlastkraft auf die anderen Spindeln durch die treibmittel vorgesehen, sind.29« Vorschubeinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet,, daß die letzteren Mittel einen Flansch umfassen, der an. der einen Spindel sitzt und der ein bogenförmiges Langloch aufweists um ein sperrendes Befestigungselement aufzunehmen, das an dem Element angreift.50. Vorschubeinrichtung zur Vorwärts- und Rückwärts-Richtungsbewegung eines Elementes, gekea.nzeich.net durch Treibmittel zum Antreiben eines Elementes uad durch Mittel zum Verbinden der Treibmittel mit dem BIemeat zum Erzielen von Vorschubschritten in einer gewünschten Richtung unabhängig von der vorhergehenden Vorschubrichtung ohne Totgang, wobei die Vorschubschritte im Bereich von 0,005125 bis 0,025 mm liegen.209808/1238XLLeerseite
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