DE2806590C2

DE2806590C2 - Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an Werkzeugmaschinen, insbesondere Großwerkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE2806590C2
Application number: DE2806590A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Sunto Shizuoka Sawada; Katsuo Numaza Shizuoka Yamazaki
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1978-02-16
Publication date: 1982-11-18
Also published as: JPS53101785A; US4189959A; JPS5730621B2; DE2806590A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an Werkzeugmaschinen, insbesondere Großwerkzeugmaschinen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die US-PS 29 46 232 ist eine Antriebsvorrichtung für einen hin und her beweglichen Tisch ι mer Werkzeugmaschine bekanntgeworden, an dem eine Zahnstange befestigt ist, mit der zwei Ritzel von zwei Zahnradgetriebezügen kämmen. Diese beiden Zahnradgetnebezüge werden jeweils durch Teile einer Antriebswelle angetrieben, wobei diese Wellenteile durch einen Differential-Getriebemechanismus untereinander verbunden sind. Mit dessen Hilfe kann Spiel in der Antriebsvorrichtung durch Einstellung einer entsprechenden Vorspannung vermieden werden und dadurch wiederum können die mechanische Stabilität bzw, Steifigkeit der Antriebsvorrichtung sowie die Servocharakteristika der Werkzeugmaschine verbessert werden, Insbesondere bei großen Werkzeugmaschinen ist jedoch diese Einstellung des Differential-Getriebeme' chanismus schwierig und für die Bedienungsperson auch relativ gefährlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Spielbeseitigung bei Antriebsvorrichtungen der eingangs bezeichneten Bauart zu schaffen, welche einfacher einzustellen und deshalb besonders für Großwerkzeugmaschinen geeignet ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der in den ölkammern erzeugte Druck bewirkt eine relative Drehung zwischen dem Ringzahmad und der ίο auf der Welle befestigten Buchse, wodurch das Spiel in den Zahnradgetriebezügen ausgeschaltet wird. Der Öldruck kann dabei einfach extern gesteuert werden, und zwar so, daß unabhängig von mechanischen Fehlern in der Antriebsvorrichtung und unabhängig von der *₅ Abnutzung der Zahnstange und Zahnräder stets der optimale Druck vorhanden ist, um die mechanische Stabilität bzw. Steifigkeit der Antriebsvorrichtung zu gewährleisten.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine baulich besonders einfache Lösung ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung entsprechend dem Patentanspruch 3 erhöht die Betriebssicherheit der Antriebsvorrichtung, da auf diese Weise eine mechanische Kupplung des Ringzahnrads direkt mit drr Welle dann erfolgen kann, wenn z. B. entsprechend hohe Momente zu übertragen sind oder der Öldruck abfällt usw. Die Kraftübertragung durch die Antriebsvorrichtung ist also auch in diesen Fällen gewährleistet.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigtj Fig. 1 eine schematische j5 Ansicht einer in üblicher Weise ausgeführten Antriebsvorrichtung, die für hin und her bewegliche Tische an Werkzeugmaschinen geeignet ist,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zur Beseitigung des Spiels, die in einem Element der Antriebsvorrichtung enthalten ist,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-lll in Fig.2und

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in F ig. 2.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Antriebsvorrichtung, bei welcher Antriebskraft auf zwei Ritzel von einer Antriebsquelle über unabhängige Zahnradgetriebezüge übertragen wird.
Bei dieser Antriebsvorrichtung kämmen Ritzel 2 und 3 mit einer Zahnstange 1. An diesen Ritzeln sind die einen Enden von Wellen 4 und 5 befestigt, und Stirnräder 6 und 7 sind an den anderen Enden dieser Wellen festgemacht. Die Stirnräder 6 und 7 kämmen mit Stirnrädern 8 und 9, an welchen Wellen 10 und 11 mit ihrem einen Ende befestigt sind. An den anderen Enden dieser Wellen 10, 11 sind Stirnräder 12 und 13 festgemacht. Ein Stirnrad 14 kämmt mit den Stirnrädern 12 und 13 und ist am einen Ende einer Welle 15 befestigt. Das andere Ende der Welle 15 ist mit einem Kegelrad 16 verbunden. Mit diesem Kegelrad 16 kämmt ein weiteres Kegelrad 17, und ein Antriebsmotor 1!B ist mit dem Kegelrad 17 verbunden. Wenn der Antriebsmotor 18 in Betrieb gesetzt ist, wird das Ritzel 2 über die Kegelräder 17,16 Und die Stirnräder 14,12,8 und 6 angetrieben, und das Ritzel 3 wird ebenfalls über die Kegelräder 17, 16 und Stirnräder 14_S13,9 und 7 angetrieben.
Diese Antriebsvorrichtung, gebildet durch die Zahn*

stange 1, das Ritzel 2 und 3, die Stirnräder 6, 7, 8, 9,12, 13 und 14 und die Wellen 4, 5, 10 und 11 weist normalerweise ein Spiel auf, das durch die nachstehend beschriebene Einrichtung ausgeschaltet wird.

Fig.2 zeigt die Einrichtung zur Beseitigung dieses Spiels, die in einem Element der Antriebsvorrichtung, z. B. im Zahn- bzw. Stirnrad 13, enthalten ist, das in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Buchse 19 ist mittels eines Keils 20 auf der Welle 11 befestigt, und der Außenumfang der Buchse 19 ist djrch Trennplatten 21, die am Außenumfang der Buchse 19 befestigt sind, in drei Abschnitte unterteilt. Die äußeren Seiten der Trennplatten 21 stehen in Berührung mit der Innenseite eines Ringzahnrads 22, das mit dem Stirnrad !4 kämmt. Trennplatten 23. die sich in Berührung mit der äußeren zylindrischen Fläche der Buchse 19 befinden, sind an der Innenseite des Ringzahnrads 22 befestigt, um die Innenseite in drei Abschnitte zu unterteilen. Ein oberer Deckel 24 und ein unterer Deckel 25 sind an den oberen und unteren Enden der Buchse 19, den Trennplatten 21, 23 und dem Ringzahnrad 22 befestigt, wobei zwischen den Deckein 24,25 das Ringzahnrad 22 eingeklemmt ist.

Durch die Buchse 19. die Trennplatten 21 und 2^. das Ringzahnrad 22 und durch die oberen und unteren Deckel 24 und 25. sind sechs Kammern begrenzt (F i g. 3). Von diesen sechs Kammern werden drei als Olkammem 26 benutzt. Das Volumen einer jeden Ölkammer 26 wird reduziert, wenn sich die Buchse 19 und das Ringzahnrad 22 in entgegengesetzter Richtung drehen. Ein sich längs der Achse der Weile 11 erstreckender Ölkanal 27 kommuniziert mit den Ölkammern 26. Ein Anschlagteil 28 ist mittels eines Keils 29 an der Welle 11 befestigt, und Gegenanschläge 30 sind am oberen Deckel 24 befestigt, um die Bewegung des Anschlagteils 28 zu begrenzen (Fi g. 4).

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung erläutert:

Vor dem Starten des Antriebsmotors 18 wird unter Druck stehendes Öl von einer Ölquelle (nicht gezeigt) aus durch den Ölkanal 27 in die Ölkammern 26 gefördert. Das unter Druck stehende Öl bewirkt eine Uhrzeigerbewegung der Welle 11 (Fig. 3) und eine Gegenuhrzeigerbewegung des Ringzahnrads 22, indem es auf die Trennplatten 21 und 23 einwirkt. Wenn vom Antriebsmotor 18 in diesem Zustand eine Antriebskraft auf die Ritzel 2 und 3 übertragen wird, um einen Tisch über die Zahnradgetrieoezüge in der Antriebsvorrichtung anzutreiben, welche durch die das Spiel- Eliminierungseinrichtung gemäß Fig. 2 enthaltende Ringzahnrad 22. die Stirnräder 9 und 7. das Ritzel 3. die Zahnstange 1. das Ritzel 2, dit Stirnräder 6,8.12 und 14 sowie die Wellen 11,4, Sund 10 gebildet wird, erfaßt das Ritzel 3. da üas Ringzahnrad 22 ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn aufnimmt, die Zahnstange 1 mit den Zahnflanken, die entgegengesetzt zu jenen des Ritzels 2 liegen, wodurch das Spiel der Antriebsvorrichtung beseitigt und deren mechanische Stabilität verbessert wird, um die Servo-Charakteristika der Werkzeugmaschine günstiger zu gestalten.

Wenn beispielsweise die Zahnstange 1 an einem Maschinenbett befestigt und die Antriebsvorrichtung an einem Tisch festgemacht ist, um ein auf dem Tisch

ία befestigtes Werkstück durch Hin- und Herbewegung des Tisches mittels der Ritzel 2 und 3 zu bearbeiten, und wenn ferner eine Bohrarbeit ausgeführt wird, bei der die Tisch-Bewegungsrichtung verschieden ist von der Arbeitsrichtung, kann das Spiel in der Antriebsvorrichtung beseitigt werden und zugleich werden die Servo-Charakteristika sowie die Einstellgenauigkeit verbessert, indem der Öldruck in den Ölkammern 26 auf einen solchen Druck voreingestellt wird, der erforderlich ist, um nur ein Antriebsmoment zu erhalten, das zur Bewegung des Tisches benötigt wird.

Wenn andererseits z. B. eine schwer Fräsarbeit ausgeführt wird, bei der die Bewegung>richtung des Tisches gleich ist der Arbeitsrichtung, addiert sich die Fräs-Reaktionskraft des Fräsers zur Tisch-Antriebskraft hinzu, so daß der Tisch über den Öldruck in dun ölkammern 26 nicht genügend angetrieben werden kann. Da jedoch in diesem Falle das Volumen der Ölkammern 26 entsprechend reduziert wird, wird das Ringzahnrad 22 direkt mit der Welle 11 gekuppelt, und

κι zwar durch Anlage des Anschlagteils 28 an den Gegenanschlägen 30, wodurch eine Sicherheitseinrichtung bezüglich einer ausreichenden Antriebskraft gebildet ist, durch die der Tisch vorwärtsgeschoben wird. In diesem Falle kann allerdings in der Antriebsvorrichtung das Spiel nicht beseitigt werden, aber bei einem solchen Fräsvorgang stellt dies in der Praxis kein Problem dar, da die Positionierungsgenauigkeit nicht von Bedeutung ist. Wenn ein hohes Antriebsmoment auf die Tisch-Antriebsvorrichtung ausgeübt wird, wird bei einem spanabhebenden Arbeitsgang aufgrund des Eingriffs des Anschlagleils 28 und der Gegenanschläge 30 die ''raftübertragung gewährleistet. Das Anschlagteil 28 und die Gegenanschläge 30 können jedoch dann entfallen, wenn in die ölkammern 26 das Öl unter ausreichend hohem Druck eingeführt wird, u..i das erforderliche Tisch-Antriebsmoment zu überlragen.

Es wird darauf hingewiesen, daß in Abweichung von der im Ausführungsbeispiel gezeigten Konstruktion die Buchse 19 einstückig mit der Welle 11 ausgebildet sein kann oder daß die Buchse 19 und das Ringzahnrad 22 einstückig mit den oberen und unteren Deckeln 24 und 25 ausgebildet sein können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnunnen

Claims

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für hin und her bewegliche Tische od. dgl. an Werkzeugmaschinen, insbesondere GroBwerkzeugmaschinen, nut einer Zahnstange, mit zwei mit der Zahnstange kämmenden Ritzeln und mit zwei Zahnradgetriebezügen, über die von einer gemeinsamen Antriebsquelle aus Antriebskraft auf die Ritzel übertragbar ist sowie mit einer Einrichtung zur Spielbeseitigung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Zahnräder der Zahnradgetriebezüge ein Ringzahnrad (22) ist und daß mehrere unter Druck stehendes öl enthaltende ölkammern (26) mit variablen Volumen zwischen dem Ringzahnrad (22) und einer auf seiner Welle (11) befestigten Buchse (19) ausgebildet sind.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ölkammern (26) durch einen cöcren Deckel (24) und einen unteren Decke! (25) sowie durch eine erste Gruppe von in Umfangsrichtung der Buchse (19) im Abstand voneinander angeordneten, an der Buchse (19) befestigten, radialen Trennplatten (21) und durch eine zweite Gruppe von in Umfangsrichtung der Buchse (19) im Abstand voneinander angeordneten, an der Innenseite des Ringzahnrads (22) befestigten, radialen Trennplatten (23) begrenzt sind, daß die radialen Trennplatten (21; 23) der ersten und zweiten Gruppe ineinandergeschachtelt sind und daß unte.- Druck stehendes öl von einem axialen ölkanal (27) in der Welle (11) aus in die im Abstand voneinander angeordneter ölkammern (26) einführbar ist.

3. Antriebsvorrichtung na<./i Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Ringzahnrad (22) über einen Anschlagmechanismus (28, 30) direkt mit der Welle (11) kuppelbar ist, wenn das Volumen der Ölkammern (26) auf ein vorbestimmtes Volumen reduziert ist.