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Werkzeugmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Flachschleifmaschine,
mit einer Spindelhubeinrichtung bestehend aus einer Gewindespindel und einer Spindelmutter
zur Höhenverstellung eines Werkzeugträgers, insbesondere des Schleifkopfes einer
Flachschleifmaschine, und mit einein Antriebsmittel zur Betätigung der Spindelhubeinrichtung.
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Die Spindelhubeinrichtung einer Werkzeugmaschine dient zur Höhenverstellung
des Werkzeughalters. Sie besteht gewöhnlich aus einer mit einer Spindelmutter in
Eingriff stehenden vertikalen Gewindespindel. Bei Präzisionsmaschinen wird gewöhnlich
eine Kugelrollsp-indel als Gewindespindel gewählt.
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Der Antrieb des drehbaren TeiLs der Spindelhubeinrichtung, entweder
der Spindelmutter oder der Ge#i#indespindel , erfolgt mittels eines Zahnriemens,
mit dem eine spielfreie Drehmomentübertragung von einem Antriebsmittel, beispielsweise
einem Motor, zu der Spindelhubeinrichtung möglich ist.
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Bei Werkzeugmaschinen mit vertikaler Spindelhubeinrichtung ohne Selbsthemmung,
die über einen Zahnriemen angetrieben ist, besteht die Gefahr, daß der vertikal
verstellbare, den Werkzeugträger tragende Teil der Spindelhubeinrichtung zusammen
mit dem Werkzeugträger beim Reißen des Zahnriemens nach unten durchfällt. Dies ist
mit Gefahren für die Maschine und das Personal verbunden. Besonders kritisch ist
das Durchfallen des Schleifkopfs einer Schleifmaschine,
da das zur
Zerstörung der rotierenden Schleifscheibe und damit zu einer erheblichen Gefährdung
des Personals führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der
eingangs beschriebenen Art, insbesondere eine Flachschleifmaschine mit einer Spindelhubeinrichtung
zur Höhenverstellung des Werkezugträgers anzugeben, bei der im Falle eines Zahnriemenrisses
das Durchfallen der Gewindespindel bzw. der Spindelmutter und damit des Werkzeugträgers
ausgeschlossen ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Werkzeugmaschine der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Spindelhubeinrichtung über einen
Zahnriementrieb kinematisch mit dem Antriebsmittel verbunden ist und daß parallel
zum Zahnriementrieb zusätzlich ein das Antriebsmittel mit der Spindelhubeinrichtung
kinematisch verbindendes Zahnradgetriebe vorgesehen ist. Durch das zum Zahnriemen
parallele, zusätzliche Zahnradgetriebe wird verhindert, daß die Spindelmutter bzw.
die Gewindespindel bei einem Riß des Zahnriemens frei rotieren und dabei unter dem
Gewicht des Werkzeugträgers mit zunehmender Geschwindigkeit nach unten durchfallen
kann. In Weiterbildung der Erfindung weist das Zahnradgetriebe ein einstellbares
Spiel auf, damit es bei ordnungsgemäßem Betrieb der Maschine frei mitläuft und den
Antrieb über den Zahnriemen nicht beeinflußt.
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Das Zahnradgetriebe weist eine ungerade Anzahl von Zahnrädern auf.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist ein Mittel zur Überwachung der Zahnriemenspannung
vorgesehen,
welches mit einer Steueranordnung verbunden ist, die
das Antriebsmittel abschaltet, sobald die Zahnriemenspannung einen vorgegebenen
Wert unterschreitet. Da das Zahnradgetriebe wegen seines großen Spiels ein präzises
Arbeiten mit der Werkzeugmaschine nicht erlaubt, wird bei einem Riß des Zahnriemens
die Maschine abgeschaltet. Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung
ist die Gewindespindel rotationsfest mit dem Werkzeugträger verbunden. Parallel
zu dem Zahnriementrieb ist zusätzlich ein ein einstellbares Spiel aufweisendes Zahnradgetriebe
angeordnet, das die drehbar, aber lagefest angeordnete Spindelmutter kinematisch
mit dem Antriebsmittel verbindet.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Werkzeugmaschine hat den Vorteil,
daß das Zerreißen des die Spindelhubeinrichtung antreibenden Zahnriemens nicht zu
einem Durchfallen der Gewindespindel bzw. der Spindelmutter und damit des Werkzeugträgers
fUhrt. Durch die Erfindung wird also die Betriebssicherheit von Werkzeugmaschinen
mit einem Zahriemenantrieb für die Spindelhubeinrichtung wesentlich erhöht. Dies
kommt insbesondere bei Flachschleifmaschinen zum Tragen, da bei diesen ein Herabfallen
des Schleifkopfes zur Zerstörung der rotierenden Schleifscheibe führen kann, was
eine ganz besondere Gefährdung des Personals bedeutet.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung am Beispiel einer Flachschleifmaschine
näher erläutert.
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Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch den relevanten Teil einer
Flachschleifmaschine und die Figur 2 eine schematische Draufsicht auf einen Zahnriementrieb
mit einer Oberwachungseinrichtung für die Zahnriemenspannung.
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In Figur 1 ist ein Querschnitt durch den Antriebsteil einer Spindelhubeinrichtung
einer Flachschleifmaschine dargestellt. Mit 1 ist ein Teil der Maschinensäule bezeichnet,
welche in einer Bohrung eine Spindelhubeinrichtung 2 trägt.
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Die Spindelhubeinrichtung besteht aus einer Gewindespindel 3, im dargestellten
Fall einer Kugelrollspindel, und einer Spindelmutter 4. Obwohl die Erfindung hier
am Beispiel einer Flachschleifmaschine mit einer vertikalen Kugelrollspindel beschrieben
wird, ist sie für jede Art von Spindelhubeinrichtungen ohne Selbsthemmung verwendbar.
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Die Spindelhubeinrichtung 2 ist mittels Präzisionslagerungen 6 und
7 in der Bohrung der Maschinensäule 1 gelagert. Der Antrieb der Spindelmutter 4
erfolgt über einen Zahnriementrieb 8. Ein Zahnriemen 9 verläuft über ein Zahnrad
11, das fest mit der Spindelmutter 4 verbunden ist, und ein Zahnrad 12, das auf
der Achse 13 eines Motors 14 befestigt ist. Der Motor 14 ist an einen verstellbar
an der Maschinensäule 1 angebrachten Halteblock 16 angeflanscht. Mittels einer Stellschraube
17 wird der Halteblock 16 verschoben, wodurch die Zahnriemenspannung eingestellt
werden kann.
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Die in der Zeichnung dargestellte Spindelhubeinrichtung ist nicht
selbsthemmend. Bei einem Zerreißen des Zahnriemens 9 würde durch das von der Gewindespindel
3 getragene Gewicht des nicht gezeigten Schleifkopfes der Flachschleifmaschine das
Zahnrad 11 in rotierende Bewegung versetzt, so daß die Gewindespindel 3 mit zunehmender
Geschwindigkeit nach unten durchfallen würde. Der Zahnriementrieb 8, der an sich
eine sehr spielfreie Drehmomentübertragung
von dem Motor zur Spindelmutter
4 ermöglicht und der daher als bevorzugtes Mittel zur Drehmomentübertragung anzusehen
ist, stellt daher eine Gefährdung der Betriebssicherheit der Maschine dar. Um die
Betriebssicherheit der Maschine zu erhöhen, ist daher gemäß der Erfindung parallel
zu dem Zahnriementrieb 8 ein Zahnradgetriebe 18 vorgesehen.
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Dieses besteht aus drei Zahnrädern 19, 21 und 22, von denen das Zahnrad
19 mit der Achse 13 des Motors 14 fest verbunden ist und das dritte Zahnrad 22 rotationsfest
auf der Spindelmutter 4 sitzt. Das zwischen den Zahnrädern 19 und 22 angeordnete
Zahnrad 21 ist mit seiner Achse 23 in der Maschinensäule 1 gelagert. Das aus den
Zahnrädern 19, 21 und 22 bestehende Zahnradgetriebe 18 hat relativ großes Spiel,
damit es bei ordnungsgemäßem Betrieb parallel zu dem Zahnriementrieb 8 frei mitläuft,
ohne den Zahnriemenantrieb zu beeinflussen. Das Spiel des Zahnradgetriebes kann
gleichzeitig mit der Einstellung der Zahnriemenspannung mit der Stellschraube 17
eingestellt werden. Zur Einstellung des Zahnrades 19 relativ zu dem Zahnrad 12 des
Zahnriementriebs 8 ist eine Befestigungsschraube 24 vorgesehen, deren Lösung eine
relative Drehung des Zahnrades 19 zu dem Zahnrad 12 um die Motorachse 13 erlaubt.
Das parallel zu dem Zahnriementrieb 8 vorgesehene Zahnradgetriebe 18, das natürlich
dasselbe Obersetzungsverhältnis aufweist wie der Zahnriementrieb, verhindert bei
einein Reißen des Zahnriemens 9 die freie Rotation des Zahnrades 11 und der Spindelmutter
4 und damit das Durchfallen der Gewindespindel 3 und erhöht somit die Betriebssicherheit
der Maschine.
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Gemäß Figur 2 ist eine Oberwachungseinrichtung für die Zahnriemenspannung
vorgesehen. Diese Oberwachungseinrichtung besteht aus einem Überwachungsorgan 26,
das auf ein Zerreißen des Zahnriemens 9 anspricht. Als Uberwachungsorgan kommen
optoelektronische Wandler, mechanische Taster und dergleichen in Frage. Das Überwachungsorgan
26 ist über eine Verstärke reinheit 27 mit einer Steuereinrichtung 28 verbunden,
welche so aufgebaut ist, daß sie den Motor 14 beim Zerreißen des Zahnriemens 9 abschaltet.
Es kann sich bei der Steuereinrichtung 28 um eine einfache Schalteinrichtung handeln,
die bei Vorliegen entsprechender Impulse am Ausgang des Verstärkers 27 die Speisespannung
des Motors 14 ausschaltet. Durch diese Oberwachungseinrichtung wird sichergestellt,
daß die Maschine sofort angehalten wird, wenn der Zahnriemen 9 reißt. Dies ist voil
@orteil, da das Zahnradgetriebe 18 nicht die fUr eine Präzisivnsniaschine erforderliche
Spielf>. @@@ aufweist.
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Die Erfindung wurde am Beispiel einer Flachschleifmaschine mit einer
Spindelhubeinrichtung beschrieben, die eine Kugelrollspindel aufweist. Es ist selbstverständlich,
daß der Einsatz des zum Zahnriementrieb parallelen Zahnradgetriebes bei allen Werkzeugmaschinen
sinnvoll ist, die eine Spindelhubeinrichtung ohne Selbsthemmung haben. Der besondere
Vorteil der Erfindung besteht in einer Erhöhung der Betriebssicherheit und der Sicherheit
des die Maschine bedienenden Personals. Gle @@eitig ist durch die Uberwachung der
Zahnriemenspannung t<ewährleistet, u>ß eine ungenaue Bearbeitung von WerkstUcken
bei einem Zahnriemenriß ausgeschlossen ist, da die Maschine bei jedem Zahnriemenriß
sofort abschaltet.
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