DE611085C

DE611085C - Device for backlash compensation in machine tools, in particular thread grinding machines

Info

Publication number: DE611085C
Application number: DEL84919D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-12-06
Filing date: 1933-12-06
Publication date: 1935-03-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Vorrichtung zum Totgangausgleich in Werkzeugmaschinen, insbesondere Gewindeschleifmaschinen, nach Patent 602 804. In der Vorrichtung des Hauptpatentes wird bei Umkehr der Arbeitsrichtung die Drehbewegung der Werkstückspindel durch besondere Ausbildung des Antriebsgliedes stets um den Größtwert des im Arbeitsbereich der Maschine auftretenden Totganges verzögert. Gleichzeitig wird der nach dem Herausdrehen des vorhandenen toten Ganges während der restlichen bis zum Beginn der Drehbewegung andauernden künstlichen toten Teilumdrehung einsetzende Vorschub durch eine gegenläufige Axialverschiebung der Leitspindel in ihrer Lagerstelle unwirksam gemacht. Es tritt somit keinerlei Änderung in der axialen Einstellung des Werkstückes zum Werkzeug ein. Die Axialverschiebung der Leitspindel in ihrer Lagerstelle wird in der Weise bewirkt, daß die Gleitlagerbüchse für die Leitspindel nicht fest mit ihrer Lagerstelle im Spindelkasten verbunden, sondern ihrerseits wieder auf ihrem Außenmantel zu einer durch Anschläge begrenzten fortschreitenden Teilumdrehung beweglich gelagert ist. Nach einem Grundgedanken der Haupterfindung ist dabei die Lagerreibung am Außenmantel der Gleitlagerbüchse kleiner als die auf dem Innenmantel, der die eigentliche Lagerstelle der Leitspindel bildet. Die ausgleichende Gegenvorschubbewegung wird durch eine Kugelreihe, die in schraubenförmigen Laufrillen untergebracht ist, erzeugt. Die Innenlaufbahn der Kugeln befindet sich auf dem AußenmanteT der Gleitlagierbuch.se und die Außenlaufbahn in dem feststehenden Lagergehäuse. Die gesamte Einrichtung wirkt in der im Hauptpatent ausführlich beschriebenen Weise.The invention relates to an improvement of the device for backlash compensation in Machine tools, in particular thread grinding machines, according to patent 602 804. In the The device of the main patent becomes the rotary movement when the working direction is reversed the workpiece spindle by special design of the drive member always around the Maximum value of the backlash occurring in the working area of the machine delayed. At the same time, the one after turning it out of the existing dead gear during the remaining up to the beginning of the rotary movement continuous artificial dead partial rotation starting feed by a counter-rotating Axial displacement of the lead screw made ineffective in its bearing. So it occurs no change in the axial setting of the workpiece to the tool. The axial displacement of the lead screw in its bearing point is effected in such a way that the plain bearing bush for the lead screw not firmly connected to their bearing in the headstock, but in turn again on their outer jacket to a progressive partial rotation limited by stops is movably mounted. According to a basic idea of the main invention, the bearing friction on the outer jacket is the Plain bearing bushing smaller than the one on the inner jacket, which is the actual bearing point the lead screw forms. The compensating counter-feed movement is created by a row of balls in helical grooves is housed, generated. The inner raceway of the balls is on the outer surface of the sliding bearing bushing and the Outer raceway in the fixed bearing housing. The entire facility works in the way described in detail in the main patent.

Nun hat sich herausgestellt, daß die Kugelreihen nach längerer Betriebsdauer nicht mehr in ihrer ursprünglichen axialen Einstellung verbleiben. Bekanntlich nimmt nach einem eigenartigen Gesetz der rollenden Reibung die Kugelreihe an der axial fortschreitenden Teilumdrehung der Gleitlagerbüchse nur mit der halben Geschwindigkeit teil. Theoretisch müßte sie beim Arbeiten in der umgekehrten Richtung in die frühere axiale Lage zurückkehren, praktisch tritt jedoch ein durch das Beharrungsvermögen der Kugeln hervorgerufener Schlupf auf, der ein Wandern des Kugelkäfigs mit Kugelreihen verursacht. Mit der Zeit läuft schließlich der Kugelkäfig gegenIt has now been found that the rows of balls no longer after a long period of operation remain in their original axial setting. As is known, takes after one peculiar law of rolling friction, the row of balls at the axially advancing partial rotation of the plain bearing bush only at half the speed. Theoretically it would have to return to the previous axial position when working in the opposite direction, in practice, however, there is one caused by the inertia of the balls Slip, which causes the ball cage with rows of balls to wander. Eventually, over time, the ball cage runs counter to it

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die Wand des Lagergeliäuses bzw. gegen den Bund der Gleitlagerbüchse an. Er bremst und verhindert so das einwandfreie Wirken der Ausgleichseinrichtung.the wall of the camp geliäuses or against the Collar of the plain bearing bush. It slows down and prevents the proper functioning of the Compensation device.

Um diesem Nachteil zu begegnen, wird die Einrichtung des Hauptpatentes erfindungsgemäß dadurch verbessert, daß die für den Spielausgleich erforderliche Gegenvorschubbewegung in der Lagerstelle der Leitspindel durch eine Kurve erzeugt wird, welche auf die zwischen Anschlägen zu einer axial fortschreitenden Teilumdrehung auf ihrem Außenmantel bewegliche Gleitlagerbüchse der Leitspindel einwirkt. Es ist an und für sich bekannt, eine Vorschubbewegung durch eine Kurve zu erzeugen. Die \^rerwendung einer Kurve in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung für den Totgangsausgleich ist jedoch neu.In order to counteract this disadvantage, the device of the main patent is improved according to the invention in that the counter-feed movement required for the clearance compensation is generated in the bearing point of the lead screw by a curve which acts on the sliding bearing bushing of the lead screw which is movable between stops to an axially progressing partial rotation on its outer surface acts. It is known per se to generate a feed movement through a curve. The \ ^r Using a curve in connection with the inventive device for the Totgangsausgleich however, is new.

ao In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigenao In the drawing is an exemplary embodiment of the invention shown. Show it

Fig. ι einen Schnitt durch den Werkstückspindelkasten mit der Einrichtung für den Ausgleich des Totganges,Fig. Ι a section through the workpiece headstock with the device for the compensation of the backlash,

Fig. 2 einen Querschnitt I-I durch das Antriebsorgan für die Werkstückspindel,Fig. 2 shows a cross section I-I through the drive member for the workpiece spindle,

Fig. 3 einen Schnitt II-II durch die Lagerstelle der Leitspindel,3 shows a section II-II through the bearing point the lead screw,

Fig. 4 eine Ansicht der Leitspindellager-3P stelle.Fig. 4 is a view of the lead screw bearings 3P Job.

Die in der Zeichnung abgebildete Gewindeschleifmaschine besitzt denselben Aufbau wie die Maschine des Hauptpatentes. Lediglich die Lagerstelle der Leitspindel, welche die Ausgleichseinrichtung enthält, ist anders ausgebildet. The thread grinding machine shown in the drawing has the same structure as the machine of the main patent. Only the bearing point of the lead screw, which the Contains compensation device is designed differently.

Die Gleitlagerbüchse 48 der Leitspindel 27 hat auch hier wieder einen Ansatz 35, der zwischen einem einstellbaren Anschlag 36 (Fig. 3) und einer von der Büchse 29 gebildeten Anschlagfläche 32'" eine Teilumdrehung der Gleitlagerbüchse 48 gestattet. Die Gleitlagerbüchse 48 lagert mit ihrem Außenmantel an der Stelle 50 in der im Gehäuse 29 befestigten Büchse 49. Die Stirnfläche 51 der festen Lagerbuchse 49 ist als Kurve von zweckmäßig schraubenförmiger Steigung ausgebildet. Auf ihr stützt sich die Gleitlagerbüchse 48 mit ihrer Nase 52 ab. Sie liegt unter dem Druck der Reitstockspitze 2 stets fest auf der Kurvenfläche 51 an. Die Reibung der Lagerstelle 50 soll kleiner sein als die Reibung des eigentlichen Leitspindellagers 53 auf dem Innenmantel der Gleitlagerbüchse 4S plus der Stirnreibung an der Stelle 54, an der sich der Leitspindelbund 27' gegen die Lagerbüchse 48 abstützt (Lagerreibung 50 < Lagerreibung 53 "Γ 54·)·The plain bearing bushing 48 of the lead screw 27 here again has a shoulder 35 which between an adjustable stop 36 (Fig. 3) and one formed by the sleeve 29 Stop surface 32 '"allows a partial rotation of the plain bearing bush 48. The plain bearing bush 48 is supported with its outer jacket at the point 50 in which is fastened in the housing 29 Bushing 49. The end face 51 of the fixed bearing bushing 49 is useful as a curve of formed helical slope. The plain bearing bushing 48 is supported on it her nose 52 off. It is always firmly on the cam surface under the pressure of the tailstock tip 2 51 at. The friction of the bearing point 50 should be less than the friction of the actual lead screw bearing 53 on the inner surface of the plain bearing bushing 4S plus the Front friction at the point 54 at which the lead screw collar 27 'rests against the bearing bush 48 supported (bearing friction 50 <bearing friction 53 "Γ 54 ·) ·

Der im Arbeitsbereich der Maschine auftretende Größtwert des Totganges sei wieder mit χ bezeichnet (Fig. 2). Der vorhandene Totgang sei X₁. Ist die i\rbeitsrichtung umgeschaltet, so möge sich die Antriebsscheibe 15 in Pfeilrichtung d drehen. Wenn der der Bogenstrecke X₁ entsprechende vorhandene Totgang herausgedreht ist, so setzt während der restlichen künstlichen toten Teilumdrehung -t'ä der Transport der Leitspindel 27 ein. Die Drehbewegung der Werkstückspindel 4 beginnt jedoch erst dann, wenn die Fläche 19" des Mitnehmers 19 auf der Fläche 4^a des Bundes 4' der Werkstückspindel aufliegt. Damit keine axiale Lageänderung der Schleifscheibe zum Werkstück eintritt, muß der während der künstlichen toten Teilumdrehung X₂ erfolgende Vorschub unwirksam gemacht werden, und zwar nach dem Gedanken der Haupterfindung durch eine gegenläufige axiale Verschiebung der Leitspindel in ihrer Lagerstelle. Während der toten Teilumdrehung X₂ dreht sich die Lagerbüchse 48 auf Grund der unterschiedlichen Reibungsverhältnisse in den Lagerstellen 50, 53 -f- 54 in der Lagerstelle 50 und verschiebt gleichzeitig, da die Büchse 48 mit ihrer Nase 52 auf der Kurve 51 gleitet, die Leitspindel 27 mit Werkstückspindel 4 in Richtung c entgegengesetzt dem Vorschub b. Die axial fortschreitende Teilumdrehung der Lagerbüchse 48 ist beendet, sobald der Ansatz 35 den Spielraum y überwunden hat und gegen den Anschlag 36 (bei entgegengesetzter Arbeitsrichtung Anschlag 32'") anliegt. Die Größe des einstellbaren Spielraums y richtet sich ganz nach der Steigung der Kurve 51. Auf jeden Fall muß y so groß gewählt werden, daß der ausgleichende Gegenvorschub gleich dem während der toten Teilumdrehung X₂ einsetzenden Vorschub wird und ihn aufhebt. Die Kurve S1 kann natürlich ebensogut an der Gleitlagerbüchse 48 angeordnet sein, während die feste Büchse 49 die Nase 52 trägt.The maximum value of the backlash occurring in the working area of the machine is again denoted by χ (Fig. 2). The existing backlash is X ₁ . If the working direction is switched, the drive pulley 15 may rotate in the direction of arrow d. When the existing backlash corresponding to the arcuate section X _{1 has been} unscrewed, the transport of the lead screw 27 begins during the remaining artificial dead partial revolution -t'ä. However, the rotary movement of the workpiece spindle 4 begins only when the surface 19 "of the carrier 19 'of the workpiece spindle rests on the surface 4 ^a of the Federal fourth Thus no axial change in position of the grinding wheel enters the workpiece, the dead during artificial partial revolution must X ₂ occurring feed can be made ineffective, according to the idea of the main invention by an opposite axial displacement of the lead screw in its bearing point. During the dead partial rotation X ₂ , the bearing bush 48 rotates due to the different friction conditions in the bearing points 50, 53 -f- 54 in the bearing 50 and at the same time, since the bush 48 slides with its nose 52 on the curve 51, the lead screw 27 with workpiece spindle 4 in direction c opposite to the feed b has overcome the clearance y and against the stop 36 (with opposite A working direction stop 32 '") is applied. The size of the adjustable margin y depends entirely on the slope of the curve 51. In any case, y must be selected so large that the compensating counter- feed is equal to the feed occurring during the dead partial revolution X ₂ and cancels it. The curve S1 can of course just as well be arranged on the plain bearing bushing 48, while the fixed bushing 49 carries the nose 52.

Nun ergibt sich durch die während des Betriebes wechselnden Schmiermittelschichten in den Lagerstellen 50, 53 -j- 54 ein Unzuverlässigkeitsfaktor für die einwandfreie Wirkungsweise der Ausgleicheinrichtung. Um die Gegenvorschubbewegung in der Lagerstelle 50 mit Sicherheit herbeizuführen, wird die Gleitlagerbüchse 48 durch einen oder mehrere auf den Leitspindelbund 27' einwirkende Bremsbolzen 55 mit der Leitspindel 27 reibungsschlüssig verbunden. Reibungsschlüssig heißt in diesem Falle, daß die durch die Feder 56 bestimmte Bremskraft der Bolzen 55 so groß bemessen ist, daß sie mit der Reibung in den Lagerstellen 53 und 54 zusammengenommen, stets die Reibung der Lagerstelle überschreitet, im übrigen jedoch die Drehbewegung der Leitspindel 27 in den Lagerstellen 53, 54 nicht behindert. Die Lagerstelle braucht nicht, wie in der Zeichnung dar-This now results from the lubricant layers that change during operation in the bearings 50, 53 -j- 54 an unreliability factor for the correct functioning of the compensation device. To the counter-feed movement in the bearing point To bring about 50 with certainty, the plain bearing bushing 48 is acted upon by one or more of the lead screw collar 27 ' Brake bolt 55 is connected to the lead screw 27 with a friction fit. Frictionally engaged means in this case that the braking force of the bolt 55 determined by the spring 56 is dimensioned so large that it is taken together with the friction in the bearings 53 and 54, always exceeds the friction of the bearing point, but otherwise the rotary movement the lead screw 27 in the bearings 53, 54 is not hindered. The bearing point does not need, as shown in the drawing

gestellt, ein Gleitlager zu sein, sondern kann auch als Wälzlager ausgebildet werden.posed to be a plain bearing, but can also be designed as a roller bearing.

Die mit der vorliegenden Erfindung erzielte Verbesserung der Haupterfindung wird darin gesehen, daß eine größere Zuverlässigkeit in der Wirkungsweise der Totgangausgleicheinrichtung erreicht wird.The improvement of the main invention achieved by the present invention is seen in the fact that a greater reliability in the operation of the lost motion compensation device is achieved.

Es sei noch bemerkt, daß die Bremsbolzen auch ohne weiteres in der nach dem Hauptpatent ausgebildeten Vorrichtung angeordnet werden können.It should also be noted that the brake bolts are also readily available in accordance with the main patent trained device can be arranged.

Claims

Patent claims:

i. Device for backlash compensation in machine tools, in particular thread grinding machines, according to patent 602 804, through which, when the working direction is reversed, the rotational movement of the workpiece spindle is always delayed by the maximum value of the backlash occurring in the working area of the machine due to the special design of the drive element, and through which the backlash occurring during the artificial dead Partial revolution up to the beginning of the rotary movement is made ineffective by a counter-rotating axial displacement of the lead screw in its bearing point, characterized in that the counter-feed movement required for the compensation is generated by a curve (51), which on the between stops (32 '" , 36) acts to an axially progressing partial rotation (y) on its outer surface movable sliding bearing bush (48) of the lead screw (27).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the plain bearing bush (48) is frictionally connected to the lead screw (27) by brake bolts (55).

1 sheet of drawings