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Einrichtung zum Beseitigen des toten Ganges im Vorschubantrieb von
Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen . Die Erfindung betrifft ein Vorschubgetriebe
für Werkzeugmaschinen, bei welchen eine Einrichtung zum Beseitigen des toten Ganges
in den Getriebeteilen angeordnet ist. Sie ist in der Hauptsache für Fräsmaschinen
bestimmt, bei denen nicht nur in der üblichen Weise die Bearbeitung der Werkstücke
in Gegenläufigkeit von Fräser und Tischbewegung, sondern auch in Gleichläufigkeit
erfolgt.
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Gerade bei letzterer Arbeitsart ist das Vermeiden eines Spiels in
den Getriebeteilen wichtig, weil beim Eingriff des Werkzeuges in das Werkstück der
Schneiddruck ein Mitreißen des Tisches entsprechend dem Getriebespiel in der Vorschubrichtung
herbeiführen würde. Dies hätte Stöße und Ungleichmäßigkeiten im Vorschub zur Folge,
was zu Beschädigungen der Maschine und der Werkzeuge oder aber mindestens zur Herabminderung
der Güte der Arbeit führt. Zum Beseitigen des Spiels in den Vorschubgetrieben zu
dem gleichen Zweck gibt es bereits zahlreiche Einrichtungen.
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Der Erfindungsgegenstand gehört zu der Art dieser Einrichtungen, bei
der auf einer Gewindespindel zwei gegeneinander nicht verdrehbare, aber axial gegeneinander
zum Spielausgleich verschiebbare Muttern vorgesehen sind.
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Bei bekannten Einrichtungen dieser Art werden die beiden Muttern durch
unter Federdruck stehende schräge Flächen auseinandergedrückt, so daß die eine mit
der einen und die andere. mit der anderen Flanke an der Gewindespindel anliegt.
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Der beabsichtigte Zweck wird bei einer anderen Ausführung dadurch
erzielt, daß die beiden gleichäeitig angetriebenen Muttern durch Federkraft auseinandergedrückt
werden. Es sind weiter auch Einrichtungen bekannt, bei denen durch Einschalten von
Schrägflächen,
i. B. Steilgewinde, Schraubenräder, in den Getriebezug die Seitenbewegung hervorgerufen
wird, die also von der Größe der eingeleiteten Vorschubkraft abhängig ist.
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Bei allen diesen bekannten Einrichtungen bleibt der Druck, mit dem
die beiden Muttern auseinandergedt ücktwerden, auch darin bestehen. .wenn er nicht
erforderlich ist, z. B. bei. Eilgang oder beim I''üclc#,värtsgaiig der Maschine,
oder es müssen besondere Hilfsmittel angewendet -,werden, um die Wirkung auszuschalten.
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Diese Nachteile werden beim Erfindungsgegenstand dadurch behoben,
daß die Verschiebung der einen Mutter (Ausgleichmiitter) durch ein Umlaufrad eines
im Zuge des Vorschubgetriebes angeordneten Umlaufrädergetriebes mit zwei Umlaufrädern
bewirkt wird, während das andere Umlaufrad die Drehbewegung auf die beiden Muttern
der in dem zu bewegenden Maschhientisch uridrehbar befestigten Spindel überträgt.
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Eine zweckmäßige Ausführung ergibt sich, i:-enn die Ausgleiclimutter
in einer nicht umlaufenden Hülse gelagert ist. Diese ist längs v erscbiebhar durch
die Wirkung einer Schrägfläche unter dem Druck eines Zahnkranzes, der mit dem zum
Verschieben der Ausgleichmutter dienenden Unilaufrad zusammenarbeitet. Dpr wesentliche,
patentbegründete Fortschritt der Erfindung gegenüber den bekannten Einrichtungen
wird in den '.Mitteln gesehen, die eine Verschiebung der beiden Muttern gegeneinander
bewirken. Diese ergeben eine einfache und sichere Bedienung und veranlassen bei
Abschalten der Vorschubbewegung selbsttätig auch das Aufhören der Verspannung der
beiden Muttern. Dadurch ist ausgeschlossen, daß durch einen Bedienungsfehler Eilgangbewegungen
vorwärts und rückwärts oder Handverstellung in beiden Richtungen bei nicht entspannten
Muttern ausgeführt werden. Die Entspannung ist bei Handverstellung angebracht, weil
man dadurch eine leichtere Verstellbarkeit des Tisches erreicht, beim Eilgang aber
ist sie zur Schonung der Spindel eine zwingende Notwendigkeit.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß alle Bedingungen, die man
an 'eine Gleichlaufeinrichtung stellen kann, wie Einfachheit, Sicherheit gegen Verklemmen
auch bei 'ungleichmäßig abgenutzter Spindel, selbsttätige Entspannung der Mutter
hei Eilgang und Handverstellung in beiden Bewegungsrichtungen, Brauchbarkeit der
Einrichtung für leide V orschubrichtungen ohne besondere Umstellung beim Vorschubwechsel
und einfache Ausschaltmöglichkeit der Einrichtung beim Gegenlauffräsen, bei der
erfindungsgemäßen Einrichtung in einwandfreier Weise erfüllt werden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem
Längsschnitt wiedergegeben.
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Auf dem Gestell a, einer Fräsmaschine ist ein Werk stückschlitten
b verschiebbar, auf dem ein durch einen Fräser c zu bearbeitendes Werkstück d .aufgespannt
ist. Der Schlitten b ist mit einer Gewindespindel e in fester Verbindung, so daß
er der Bewegung dieser Spindel folgt.
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Die Spindel e ruht in einer drehbar in dem Gestell a gelagerten
Mutter f. Bei der dargestellten Ausführungsform trägt di,#.se auf der einen
Seite mit ihr verkeilt ein Kupplungsstück mit Zähnen g, in die die Kupplungszähne
1t an einem auf ihr lose drehbar 'elagerten Zahnradi eingelegt werden könren. Auf
der ar.?eren Seite trägt die Mutter Iiupplungszähneal@, denen die Kupplungszähne
Z eines Zahnrades m zezenüberstehen. Benn Kuppeln der Mutter f finit dem Rade i
wird dein Tisch b Vorschubgeschwindigkeit und beim Kuppeln der Mutter mit dein bade
in Eilganggeschwinäigkeit erteilt. Beide Bewegungen werden von einer durch eine
beliebige Kraft gedrehten Antriebswelle n abgeleitet. Zum Antrieb mit Arbeitsvoi#sch.ubgeschwindigkeit
dient ein Umlaufrädergetriebe U. Dieses besteht aus einem mit der Welle at verbundenen
Exzenter o. auf dem ein. Doppelrad p aus zwei Rädern q und r
gelagert
ist. Das Rad q greift in einen ini Gestell a gelagerten, beschränkt drehbeweglichen
Innenkranz s und das Rad r in einen Innenzahnkranz t einer Hülse zc, die am anderen
Ende ein Übertragungsrad v trägt. Dieses kämmt mit dem obenerwähnten, lose auf der
Mutter f gelagerten Rade i.
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Auf der anderen Seite ist auf der Wellen ein Rad w aufgesetzt, das
in das zur Erzeugung des Eilganges dienende Rad m eingreift.
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Wenn der Zahnkranz s als fest mit dein Gestell verbunden betrachtet
wird, geht der Antrieb von der Welle ft über das Umlaufrädergetriebe U zum Rade
v und wird von hier beim Einlegen der Kupplungszähne g, h auf die Mutter
f übertragen. Durch ihre Drehung veranlaßt diese die Längsbewegung der Spindel e.
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Der Zahnkranz s ist aber, wie oben angegeben, drehbeweglich gelagert,,
d. h. er sucht sich unter dem Einfluß der auf ihn von der Antnebswelle fit aus wirkenden
Kraft zu drehen. Diese Bewegung wird benutzt, um eire zur Spielbeseitigung dienende
Einrichtung G zur Wirkung zu bringen.
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Diese EinriLhtung besteht aus einer in einer Hülse ir gei.gerten Ausgleichmutter
x.
Die Hülse y sitzt undrehbar in einem Ansatz d des Gestells a.
Sie ist mit einer Lücke z versehen, in die eine Schrägfläche j des Zahnkranzes s
eingreift.
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Diese Einrichtung hat.zur Folge, daß beim Antrieb der Mutter
f über das Rad i, sobald ein Widerstand auftritt, z. B. der Arbeitsvorschub
eingeschaltet wird, durch den von dem Zahnkranz s und seinem Zahn j ausgeübten Druck
die Hülse y mit der Mutter x verschoben wird, bis ihre Flanken, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, auf der entgegengesetzten Seite anliegen wie die Flanken der Hauptmutter
f. Dadurch ist die volle Spielfreiheit gesichert, solange der Vorschubdruck wirkt.
-Sobald aber der Druck in dem Getriebe aufhört, z. B. durch Umschalten von Vorschub
auf Eilgang, fällt auch der Druck auf den Zahnkranz s fort, was wiederum eine Entlastung
der Hülse y zur Folge hat.
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Der Totgangausgleich ist ausgeschaltet und damit auch der für ihn
aufgewendete Druck. An Stelle der gezeichneten Schrägfläche und der Lücke könnte
natürlich auch eine andere dem Konstrukteur für den gleichen Zweck, d. h. die Umwandlung
einer drehenden Bewegung in eine Längsbewegung, bekannte Einrichtung treten, z.
B. ein Stift und eine Schrägführung, ein Exzenter oder eine Hebelanordnung. Man
könnte auch in der Führungsfläche der Hülse y eine Kurve oder ein Steilgewinde vorsehen,
so daß beim Drehen der Hülse y durch einen geraden Zahn am Kranz s das Verschieben
stattfindet.
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Bei einer Maschine, die in dieser Weise ausgestattet isr, läßt sich
in einfacher Weise die Gleichlaufeinrichtung ganz ausschalten, wenn der Zahnkranz
s oder die Hülse y mit einer Sperreinrichtung versehen sind, so daß die Teile sich
nicht mehr frei einstellen können.
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Aus der beschriebenen Wirkungsweise geht klar hervor, daß die Mutterverspannung
selbsttätig aufgehoben wird, sobald der Vorschub ausgeschaltet wird und die damit
verbundene Spannung aufhört. also beim Eilgang der Maschine vorwärts oder rückwärts
durch Schließen der Kupplung k, 1 oder bei Handverstellung, die über ein in den
Teil mit den Kupplungszähnen g greifendes Getriebe wirkt.