DE7913612U1

DE7913612U1 - Device for overload protection of drives for machine tools or the like. from the occurrence of collisions

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Publication number: DE7913612U1
Application number: DE7913612U
Authority: DE
Original assignee: Reinhard Bohle & Co Kg 4800 Bielefeld GmbH
Current assignee: Reinhard Bohle & Co Kg 4800 Bielefeld GmbH
Publication date: 1980-01-31

Description

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Reinhard Bohle GmbH & Co. KG
4 800 Bielefeld 15Reinhard Bohle GmbH & Co. KG
4 800 Bielefeld 15

Vorrichtung zur überlastsicherung von Antrieben für Werkzeugmaschinen oder dergleichen vom Auftreten von Kollisionen Device for overload protection of drives for machine tools or the like from the occurrence of collisions

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Überlastsicherung
von Antrieben für Werkzeugmaschinen oder dergleichen beim Auftreten von Kollisionen, die einen Motor, ein Umformergetriebe,
z.B. einen Schraubentrieb, zur Erzeugung einer Translationsbe- ι wegung aus einer Rotationsbewegung sowie einen längs einer Führungsbahn bewegbaren Schlitten umfassen.The innovation relates to a device for overload protection
of drives for machine tools or the like in the event of collisions that affect a motor, a converter gear,
For example, comprise a screw drive for generating a translational movement from a rotational movement and a slide that can be moved along a guide track.

I Derartige Antriebe werden bei Werkzeugmaschinen regelmäßig zurI Such drives are regularly used in machine tools

Steuerung von Vorschubsystemen benutzt. Dabei besteht die Ten- '■Control of feed systems used. The ten- '■

denz, die Vorschubsysteme von Werkzeugmaschinen für immer höhere fdenz, the feed systems of machine tools for ever higher f

Eilgangsgeschwindigkeiten auszulegen. So beträgt die Eilgangs- i Interpret rapid traverse speeds. So the rapid traverse i

geschwindigkeit für die Schlitten von Werkzeugmaschinen derzeit |speed for machine tool slides currently |

schon 15 m/min. i already 15 m / min. i

Praktische Erfahrungen haben aber gezeigt, daß ein sofortiges | Abbremsen der bewegten Teile, insbesondere der Schlitten, bei- § spielweise beim Auftreten von Kollisionen, nicht ohne Beschädi- 1 gungen von Maschinenelementen erreicht werden kann, weil J der Bremsvorgang in einem Zeitraum von nur 100 MikrosekunJen | abgeschlossen sein müßte, wenn die auftretenden Belastungen durch ^f die Maschinenelastizität abgefangen werden sollen. Immerhin entfallen bei solchen Vorschubsystemen etwa 40% der Bewegungsenergie
auf den Motor, 10% auf das Getriebe und weitere 40% auf das, z.B.
als Kugelrollspindel ausgebildete Umformergetriebe.However, practical experience has shown that an immediate | Braking of the moving parts, especially the slide, for example when collisions occur, cannot be achieved without damaging machine elements, because the braking process takes only 100 microseconds | would have to be completed when the loads occurring should be intercepted by ^f the machines elasticity. After all, around 40% of the kinetic energy is lost in such feed systems
on the engine, 10% on the gearbox and another 40% on that, e.g.
converter gear designed as a ball screw spindle.

Antriebe mit derartig kurzen Reaktionszeiten sind jedoch nach
dem heutigen Stand der Technik nicht, oder aber nur mit einemHowever, drives with such short response times are lagging behind
not with the current state of the art, or only with one

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICT · G£P.D.MD¹LLEFf · D..QROSSE · F. POLLMEIERPATENTANWÄLTE FW HEMMERICT · G £ P. D.MD ¹ LLEFf · D..QROSSE · F. POLLMEIER

unwirtschaftlich hohen technischen Aufwand realisierbar.uneconomically high technical effort can be realized.

Es sind zwar bereits Vorrichtungen zur überlastungssicherung von Vorschub-Schraubentrieben bekannt, die mit Sollbruchstellen in den axialen Fixierungen arbeiten. Hierbei ergibt sich jedoch beim Auftreten einer Überlastung jeweils eine Zerstörung der Sollbruchstelle, weil sich auf diese etwa 90% der dem Vorschubsvstem innewohnenden Bewegungsenergie aus-irken. Zur Instandsetzung der Werkzeugmaschine ist dann nicht nur ein größerer Montageaufwand notwendig, sondern die Nutzungsdauer der Werkzeugmaschine wird entsprechend eingeschränkt.There are already devices for overload protection known from feed screw drives that work with predetermined breaking points in the axial fixations. However, this results when an overload occurs, the predetermined breaking point is destroyed, because this affects about 90% of the feed system inherent kinetic energy. To repair the machine tool is then not just a larger one Assembly effort is necessary, but the service life of the machine tool is restricted accordingly.

Nachteilig ist aber auch, daß der Einbau einer Sollbruchstelle zu einem Verlust an Steifigkeit innerhalb des mechanischen Übertragungssystemes führt, mit der Folge, daß deren übertragungs- und Regelungseigenschaften eine unerwünschte Beeinträchtigung erfahren.However, it is also disadvantageous that the installation of a predetermined breaking point leads to a loss of rigidity within the mechanical Transmission system leads, with the result that their transmission and control properties experience an undesirable impairment.

Zum Stand der Technik gehören auch Vorschubsysteme für Werkzeugmaschinen, deren Vorschub-Schraubentriebe gegen Überbeansspruchund mit einer Überlastkupplung zwischen dem Motor und dem Schraubgetriebe arbeitet. The state of the art also includes feed systems for machine tools, their feed screw drives against overstress and works with an overload clutch between the motor and the helical gear.

Müssen nun solche Vorschubsysteme für den lagegeregelten NC-Betrieb auf ein optimales übertragungsverhalten konstruiert werden, dann befinden sich etwa 25% aller im Kraftfluß bewegten Massen zwischen dieser Überlastkupplung und dem zu verfahrenden Schlitten. Da diese Massen im Falle einer Kollision des Schlittens stoßartig gebremst werden, ist jedoch der Einbau einer überlastkupplung als Schutz gegen Beschädigung des Schraubtriebes völlig unzureichend. |Such feed systems now have to be used for position-controlled NC operation are designed for an optimal transmission behavior, then about 25% of all movements are in the power flow Masses between this overload clutch and the slide to be moved. Because these masses in the event of a collision of the slide are suddenly braked, however, the installation of an overload clutch to protect against damage to the Screw drive completely inadequate. |

Durch die Erfindung sollen die den bekannten Vorrichtungen zur überlastungssicherung von Antrieben für Werkzeugmaschinen oder dergleichen eigentümlichen Nachteile vermieden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Überlastungssicherung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, dieThe invention is intended to provide the known devices for overload protection of drives for machine tools or the like peculiar disadvantages are avoided. It is therefore the object of the invention to provide a device for overload protection of the generic type to create the

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERIOT ■ G¹F₁(JD₁IVIPt-LEFt · D..QROSSE · F. POLLMEIERPATENTANWÄLTE FW HEMMERIOT ■ G ¹ F ₁ (JD ₁ IVIPt-LEFt · D..QROSSE · F. POLLMEIER

j das gesamte Vorschub-Antriebssystem gegen Beschädigung bei aufj the entire feed drive system against damage at

den Schlitten einwirkenden plötzlichen Belastungsstößen schützt,protects the sled from sudden impacts,

es zugleich aber zuläßt, die Werkzeugmaschine oder dergleichen ohi'ie Montageaufwand wieder in den Arbeitszustand zu versetzen und die eine Verminderung der Steifigkeit des mechanischenbut at the same time it allows the machine tool or the like to be put back into the working state without any assembly effort and a decrease in the rigidity of the mechanical

Übertragungssystems vermeidet.Transmission system avoids.

Die Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung im wesentlichenThe solution to this problem is essentially according to the invention

! dadurch erreicht, daß mindestens eines der miteinander in Eingrif! achieved in that at least one of the each other in engagement

stehenden Glieder des Umformergetriebes in Bewegungsrichtung des Schlittens begrenzt verschiebbar angeordnet und in seiner Grundstellung von entgegengesetzten Seiten her durch Kraftspeicher mit einer definierten Haltekraft abgestützt ist, daß eine Verlagerung des Gliedes aus seiner Grundstellung durch Meßfühler ermittelbar ist und daß die Meßfühler mit Schaltmitteln zur Bremsung und Abschaltung des Motors in Verbindung stehen.standing members of the converter gear in the direction of movement of the slide arranged to be limited and in its Basic position is supported from opposite sides by force storage with a defined holding force that a displacement of the member from its basic position can be determined by measuring sensors and that the measuring sensors are provided with switching means for braking and switching off the motor.

Auf der Basis dieser Merkmale ist es natürlich wichtig, daß der in jeder möglichen Bewegungsrichtung des Schlittens zur Verfügung stehende Verschiebeweg des betreffenden Getriebegliedes mindestens gleich, vorzugsweise aber größer ist, als der während des Bremsvorgangs für den Motor notwendigerweise vom Umformergetriebe noch zu durchlaufende Verstellweg.On the basis of these characteristics it is of course important that the carriage is available in every possible direction of movement stationary displacement path of the relevant transmission member is at least the same, but preferably greater than that during of the braking process for the motor necessarily has to be traversed by the converter transmission.

Besonders vorteilhaft ist es erfindungsgemäß, wenn das die Rotationsbewegung in die Translationsbewegung umsetzende Getriebeglied des Umformergetriebes in Richtung der Rotationsachse verschiebbar durch zwei aus entgegengesetzten Richtungen wirksame Kraftspeicher abgestützt wird.It is particularly advantageous according to the invention if the Gear member of the converter gear that converts rotational movement into translational movement in the direction of the axis of rotation is supported displaceably by two force accumulators effective from opposite directions.

Bei Werkzeugmaschinen oder dergleichen, die mit einem Schraubenspinde ltrieb als Umformergetriebe ausgestattet sind, ist es von besonderem Vorteil, wenn die Spindelmutter durch die Kraftspeicher parallel zur Drehachse der Schraubenspindel begrenzt verschiebbar in einem am Schlitten sitzenden Lagergehäuse abgestützt ist. Findet hingegen an der Werkzeugmaschine oderIn machine tools or the like that use a screw spindle If the drive is equipped as a converter gearbox, it is particularly advantageous if the spindle nut is powered by the energy storage device Can be moved to a limited extent parallel to the axis of rotation of the screw spindle in a bearing housing seated on the slide is supported. On the other hand, found on the machine tool or

Patentanwälte f.w. hemmerich · gerd-möller · d.-srosse · f. pollmeierPatent attorneys f.w. hemmerich · gerd-möller · d.-srosse · f. pollmeier

dergleichen ein Schraubenradgetriebe als Umformergetriebe Verwendung, dann sollte erfindungsgemäß das Schraubenrad durch die Kraftspeicher und zwischengeschaltete Axialdrucklager auf einer Welle begrenzt verschiebbar zwischen zwei Lagergehäusen abgestützt werden.like a helical gear as a converter use, then according to the invention the helical gear through the energy storage mechanism and intermediate thrust bearings be supported to a limited extent displaceable between two bearing housings on a shaft.

Als besonders vorteilhafte Weiterbildung erweist es sich nach der Erfindung, wenn als Kraftspeicher druckmittelbeaufschlagte Kolben-Zylindereinheiten vorgesehen sind. Diese können mit gasförmigen und/oder flüssigen Druckmedien betrieben werden.According to the invention, it proves to be a particularly advantageous further development when pressure medium acted upon as an energy storage device Piston-cylinder units are provided. These can be operated with gaseous and / or liquid pressure media.

; Sie lassen sich auch besonders günstig in Form von Ringzylindern ausführen, welche in die Lagergehäuse am Ständer und/oder am Schlitten der Werkzeugmaschine eingebaut werden können; They can also be particularly inexpensive in the form of ring cylinders run, which can be installed in the bearing housing on the stand and / or on the slide of the machine tool

^! sowie dabei Durchgänge für die Schraubenspindel und/oder für ^! as well as passages for the screw spindle and / or for

die Welle des Schraubenrades bilden.form the shaft of the helical gear.

In manchen Fällen ist es aber auch völlig ausreichend, wenn als Kraftspeicher Federelemente mit flacher Kennlinie vorgesehen werden, die dann über rohrkolbenartige Zwischenglieder ' am verschiebbaren Getriebeglied angreifen.In some cases, however, it is completely sufficient if spring elements with a flat characteristic curve are provided as the energy storage device which then attack the sliding gear member via tubular piston-like intermediate members.

Erfindungsgemäß ist es besonders wichtig, daß mit dem begrenzt verschiebbar angeordneten Getriebeglied als Meßfühler Sensoren zusammenwirken, die eine Ansprechempfindlichkejt von 10 Mikrometer aufweisen. Mit diesen Sensoren sollte ein nahez.: verzögerungsfrei ansprechender elektronischer Bremsschalter für den Motor zusammenwirken, dem ferner ein bei Drehzahl 0 ansprechender Abschalter zugeordnet ist.According to the invention it is particularly important that with the limited Slidably arranged gear member interact as a measuring sensor sensors, which have a response sensitivity of 10 micrometers exhibit. With these sensors there should be a near: instantaneous interacting responsive electronic brake switch for the motor, which is also a responsive at speed 0 Switch is assigned.

Damit nach Beseitigung der Kollisionsursache die Werkzeugmaschine oder dergleichen sofort wieder betriebsbereit gemacht werden kann, ist es schließlich von besonderer Bedeutung, daß dem Motor ein mit den Sensoren in Steuerverbindung stehender, vorzugsweise manuell betätigbarer, Rückstellschalter zugeordnet ist. Bei Betätigung dieses Schalters wird das ümformergetriebe exakt wieder in diejenige geometrische Lage gebracht, welche es ~ zum Zeitpunkt der Kollision eingenommen hat.So that the machine tool or the like can be made ready for operation again immediately after the cause of the collision has been eliminated after all, it is of particular importance that the motor has a control connection with the sensors, is assigned preferably manually operable, reset switch. When this switch is operated, the converter gear brought exactly back into the geometrical position which it assumed at the time of the collision.

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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Neuerung an Ausfüh- jIn the drawing, the subject of the innovation in execution j

rungsbeispielen dargestellt. Dabei zeigt |_: examples shown. Shows | _:

Fig. 1 in weitgehend vereinfachter Schnittdarstellung das Ge- ί stell und einen Schlitten einer Werkzeugmaschine oder dergleichen mit einem Antrieb für die Vorschubbewegung des Schlittens, welcher als Umformergetriebe einen Schraubenspindeltrieb aufweist, währendFig. 1 in a largely simplified sectional view the Ge ί stell and a slide of a machine tool or the like with a drive for the feed movement of the carriage, which has a screw spindle drive as a converter gear, while

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Schnittdarstellung wiedergibt, wobei jedoch das Umformergetriebe des Vorschubantriebs für den Schlitten ein Schraubenradgetriebe ist.FIG. 2 shows a sectional illustration similar to FIG. 1, however, the converter gear of the feed drive for the carriage is a helical gear.

Xn Fi*"¹. 1 ist ein Maschinengestell 1 einer Werkzeugmaschine mit einem Führungsbett 2 versehen, auf welchem sich ein Schlitten 3 in Richtung des Doppelpfeiles 4-5 mit einer Translationsbewegung ' verfahren läßt. ν Xn Fi * ^"1. 1 is provided a machine tool with a guide bed 2, a machine frame 1 on which a carriage 3 in the direction of the double arrow can be moved with a translational movement of 4-5 '. Ν

Der Antrieb für den Schlitten 3 wird von einem Elektromotor 6, beispielsweise einem Getriebemotor, und einem Umformergetriebe 7 gebildet.The drive for the carriage 3 is provided by an electric motor 6, for example a gear motor, and a converter gear 7 formed.

\ Der als Getriebemotor aufgebaute Elektromotor 6 ist dabei am Maschinengestell 1 montiert und treibt eine Schraubenspindel 8 ,; an, die ebenfalls auf dem Maschinengestell 1 in zwei Lagerge- '\ hausen 9 und 10 gehalten wird. Die Schraubenspindel 8 steht mit einer Spindelmutter Π im Dauereingriff, die wiederum in einem Lagergehäuse 12 am Schlitten 3 aufgenommen ist. Und zwar sitzt die Spindelmutter 11 drehfest, jedoch begrenzt axial, in Richtung der Drehachse der Schraubenspindel 8, verschiebbar in dem Lagergehäuse 12. \ The electric motor 6 constructed as a gear motor is mounted on the machine frame 1 and drives a screw spindle 8; which also live in on the machine frame 1 in two ware- '\ 9 is held and 10. FIG. The screw spindle 8 is in permanent engagement with a spindle nut Π, which in turn is received in a bearing housing 12 on the slide 3. The spindle nut 11 is seated in a rotationally fixed manner, but axially limited, in the direction of the axis of rotation of the screw spindle 8, and is displaceable in the bearing housing 12.

Das Lagergehäuse 12 ist beidendig druckdicht je durch einen Flanschdeckel 13' bzw. 13" verschlossen und nimmt zwei Ringkolben 14' und 14" auf, wobei im Lagergehäuse 12 einerseits, zwischen dem Ringkolben 14' und dem Flanschdeckel 13' ein Ring- ^A The bearing housing 12 is closed pressure-tight at both ends by a flange cover 13 'or 13 "and accommodates two annular pistons 14' and 14", with an annular ^{A in the bearing housing 12 on the one hand, between the annular piston 14 'and the flange cover 13'}

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zylinder 15" und andererseits zwischen dem Ringkolben 14" und dem Flanschdeckel 13" ein Ringzylinder 15" begrenzt wird.cylinder 15 "and on the other hand between the annular piston 14" and a ring cylinder 15 "is limited to the flange cover 13".

Die beiden Riegzylinder 15' und 15" werden von einem beispielsweise durch ein Arbeitsgas, z.B. Stickstoff, unter einem definierten Vorspanndruck gehaltenen Druckspeicher 16 aus mit Druckmitteln, vorzugsweise Drucköl, beaufschlagt, derart, daß die Ringkolben 14' und 14" von entgegengesetzten Seiten her oder einer ebenfalls definierten Vorspannung stehen *-jid mit den Endflächen der Spindelmutter 11 in Kontaktberührung gehalten werden. Mit jedem der beiden Ringkolben 14' und 14" arbeitet ein Meßfühler 17' bzw. 17" zusammen, der beispielsweise als Sensorschalter ausgebildet ist und eine solche Ansprechempfind·- lichkeit aufweist, daß schon eine Verlagerungsbewegung dies betreffenden Ringkolbens 14' bzw. 14" entgegen seiner Vorspannrichtung um 10 Mikrometer einen Schaltimpuls auslöst.The two locking cylinders 15 'and 15 "are for example by means of a working gas, for example nitrogen, the pressure accumulator 16 is kept under a defined preload pressure Pressure means, preferably pressure oil, applied in such a way that the annular pistons 14 'and 14 "from opposite sides or a likewise defined bias are * -jid with the end faces of the spindle nut 11 held in contact will. With each of the two annular pistons 14 'and 14 ", a sensor 17' or 17" works together, for example as A sensor switch is designed and has such a sensitivity that a displacement movement does this relevant annular piston 14 'or 14 "against its preload direction triggers a switching pulse by 10 micrometers.

Die beiden als Sensoren ausgebildeten Meßfühler 17' und 17" stehen mit einem Bremsschalter 18 in Verbindung, welcher beim j Ansprechen eines der Meßfühler 17' und 17" ausgelöst wird, j und eine Bremsung des Elektromotors 6 auslöst. Sobald der Elektomotor 6 die Drehzahl 0 erreicht hat, wird er selbsttätig über einen Ausschalter 19 vom Netz getrennt, über einen Rückstellschalter 20, der vorzugsweise manuell betätigbar ist, und ] welcher mit den beiden Meßfühlern 17' und 17" zusammenarbeitet, jThe two sensors 17 'and 17 " are connected to a brake switch 18 which is triggered when one of the sensors 17 'and 17 "responds, j and braking of the electric motor 6 triggers. As soon as the electric motor 6 has reached the speed 0, it is automatically over a circuit breaker 19 separated from the mains, via a reset switch 20, which can preferably be operated manually, and] which cooperates with the two measuring sensors 17 'and 17 ", j

kann der Elektromotor 6 aus dem Stillstand wieder soweit zurückgefahren werden, daß das Umformergetriebe 7 in diejenige Be- ! triebsstellung gelangt, in welcher einer der Meßfühler 17' j und 17" zum Ansprechen gebracht wurde. jthe electric motor 6 can be moved back so far from standstill be that the converter gear 7 in that loading! drive position arrives in which one of the sensors 17 'j and 17 "was made to respond. j

ί Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur \ ί The mode of operation of the device shown in Fig. 1 for \

überlastungssicherung von Antrieben für WerkzeugmaschinenOverload protection of drives for machine tools

oder dergleichen ist folgende: ]or the like is the following:]

Kollidiert der auf dem Führungsbett 2 beispielsweisein Pfeilrichtung 4 bewegte Schlitten 3 aus irgend einem Grunde mit einem benachbarten Hindernis, dann wird seine Bewegung entgegen derIf the collides on the guide bed 2, for example, in the direction of the arrow 4 moved carriage 3 for some reason with an adjacent obstacle, then its movement is contrary to the

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Wirkung des ihn verstellenden Umformergetriebes 7 stoßartig abgebremst. Der hierbei in die Spindelmutter 11 eingehende Belastungsstoß wird dann auf den Ringkolben 14" abgesetzt, wobei sich dieser im Ringzylinder 15" entgegen dem darin vom Druckspeicher 16 her aufgebauten Druck axial verlagert. Bereits nach einer Verlagerungsbewegung des Ringkolbens 14" von nur 10 Mikrometern spricht dann der Heßfühler 17" an und betätigt den praktisch verzögerungsfrei ansprechenden elektronischen Bremsschalter 18 für den Elektromotor 6, während sich der Ringkolben 14" zusammen mit der Spindelmutter 11 innerhalb des Gehäuses 12 weiter verschiebt. Der Elektromotor 6 wird bis zum Stillstand 0 abgebremst, daraufhin durch den Abschalter 19 vom Netz getrennt.Effect of the converter gear 7 adjusting it abruptly braked. The incoming into the spindle nut 11 Load shock is then deposited on the annular piston 14 ", this being in the annular cylinder 15" against the one therein from Pressure accumulator 16 ago built-up pressure shifted axially. Already after a displacement movement of the annular piston 14 " of only 10 micrometers, the sensor 17 ″ responds and activates the electronic device, which responds practically without delay Brake switch 18 for the electric motor 6, while the annular piston 14 ″ together with the spindle nut 11 is within of the housing 12 moves further. The electric motor 6 is braked to standstill 0, then by the Switch 19 disconnected from the mains.

Nach dem Abschalten des Elektromotors 6 bleibt die Spindelmutter 11 des Umformergetriebes 7 und damit also auch der Rrngkolben 14" in der gerade eingenommenen Stellung stehen. Damit aber d.-.s Umformergetriebe 7 exakt wieder in diejenige Stellung zurnckgeführt werden kann, in welche es sich zum Kollisionszeitpunkt des Schlittens 3 befand, wird der Rückstellschalter 20 von Hand betätigt. Hierbei läuft der Elektromotor 6 langsam entgegengesetzt zu seiner ursprünglichen Drehrichtung an und verlagert damit durch entsprechende Drehung der Schraubenspindel 8 die Spindelmutter 11 innerhalb des Lagergehäuses 12 in Axialrichtung. Unter der Wirkung des vom Druckspeicher 16 her aufgebauten Druckes im Ringzylinder 15" folgt der Ringkolben 14" dieser Bewegung. Durch das Zusammenwirken der beiden Meßfühler 17' und 17" wird dann der Elektromotor 6 selbsttätig stillgesetzt, sobald die Spindelmutter 11 im Lagergehäuse 12 ihre exakte geometrische Lage wieder angenommen hat. Nunmehr ist die Werkzeugmaschine oder dergleichen wieder für den ordnungsgemäßen Betrieb bereit.After the electric motor 6 has been switched off, the spindle nut 11 of the converter transmission 7 and thus also the Rrngkolben 14 "are in the position they have just assumed. With that, however, the converter gear 7 is exactly back into that Can be returned to the position in which it was at the time of the collision of the slide 3, the reset switch 20 operated by hand. Here, the electric motor 6 slowly runs in the opposite direction to its original direction of rotation and thus shifts the spindle nut 11 within the by corresponding rotation of the screw spindle 8 Bearing housing 12 in the axial direction. Under the effect of the pressure built up by the pressure accumulator 16 in the ring cylinder 15 " the annular piston 14 "follows this movement. The interaction of the two measuring sensors 17 'and 17" then becomes the electric motor 6 stopped automatically as soon as the spindle nut 11 in the bearing housing 12 has resumed its exact geometric position Has. The machine tool or the like is now ready for proper operation again.

Die in Fig. 2 der Zeichnung wiedergegebene Vorrichtung zur Überlastungssicherung von Antrieben für Werkzeugmaschinen oder· dergleichen unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im Grunde genommen nur dadurch, daß ihr Umformergetriebe 21 nichtThe device shown in Fig. 2 of the drawing for overload protection of drives for machine tools or The like differs from that according to FIG. 1 basically only in that its converter gear 21 does not

PATENTAIW/ÄLTE F.W. HEMNJERIß^ · GE.RD,MpLLEF} · D.pROSSE · F. POLLMEIERPATENTAIW / OLD F.W. HEMNJERIß ^ · GE.RD, MpLLEF} · D.pROSSE · F. POLLMEIER

durch ein Schraubenspindelgetriebe, sondern durch ein Schraubenradgetriebe gebildet ist. Das Schraubenrad 22 ist drehfest aber begrenzt axial verschiebbar auf eine Antriebswelle 23 aufgekeilt, die in zwei Lagergehäusen 24' und 24'' des Maschinengestells 1 gehalten ist. Das Schraubenrad 22 steht mit einer Zahnstange 25 in Dauereingriff, welche an dem auf dem Führungsbett 2 geführten Schlitten 3 befestigt ist. by a screw spindle gear, but by a helical gear is formed. The helical gear 22 is non-rotatably but axially slidable to a limited extent keyed on a drive shaft 23, which is held in two bearing housings 24 'and 24' 'of the machine frame 1. The helical gear 22 is with a Toothed rack 25 in permanent engagement, which is attached to the carriage 3 guided on the guide bed 2.

Axialdrucklager 26' und 26'' liegen einseitig an den Stirnseiten des Schraubenrades 22 an und werden durch die Ringkolben 14' und 14'' unter Vorspannung gesetzt, welche in den Ringzylindern 15' und 15'' axial verschieblich geführt sind.Axial thrust bearings 26 'and 26' 'lie on one side on the end faces of the helical gear 22 and are through the annular piston 14 'and 14 '' placed under tension, which in the ring cylinders 15 ' and 15 ″ are axially displaceable.

Auch hier arbeiten die Ringkolben 14' und 14'■ jeweils mit Meßfühlern 17' und 17'' zusammen, um im Falle einer stoßartigen Abbremsung des Schlittens 3 die vom Schraubenrad 22 ausgeführte axiale Verlagerungsbewegung zur völlig selbsttätigen Stillsetzung des Elektromotors zu benutzen.Here, too, the annular pistons 14 'and 14' each work with sensors 17 'and 17' 'together to help in the event of a jerky Braking of the slide 3, the axial displacement movement carried out by the helical gear 22 for a completely automatic stop of the electric motor.

Es liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, an Stelle der durch ein Druckmittel unter definierter Vorspannung gehaltene Kolben-Zylindereinheiten 14', 15' bzw. 14'', 15' ' als Kraftspeicher Federclemente zu benutzen, die eine entsprechende Vorspannkraft bei flacher Kennlinie aufweisen. Diese Federelemente lassen sich dabei ohne weiteres innerhalb der Ringzylinder 15' bzw. 15'' unte bringen, so daß die Ringkolben 14' und 14'' Zwischenglieder bilde, welche auf die Spindelmutter 11 bzw. das Schraubenrad 22 einwirken .It is entirely within the scope of the invention, instead of the piston-cylinder units held under a defined pretension by a pressure medium 14 ', 15' or 14 '', 15 '' as energy storage To use spring elements that have a corresponding preload force with a flat characteristic curve. These spring elements can without further ado within the ring cylinder 15 'or 15' 'below bring so that the annular pistons 14 'and 14' 'form intermediate links, which act on the spindle nut 11 and the helical gear 22 .

Als besonders sinnvoll hat sich die benutzung der Ringkolben 14' und 14'' deshalb erwiesen, weil diese raumsparender Weise ein Durchführen der Schraubenspindel 8 bzw. der Antriebswelle 23 ermöglichen, um ohne die Funktionsfähigkeit des ümformergetriebes und der diesem zugeordneten überlastungssicherung zu beeir*trächtiThe use of the annular piston 14 'has proven to be particularly useful and 14 '' because they allow the screw spindle 8 or the drive shaft 23 to be passed through in a space-saving manner, to without the functionality of the transformer transmission and the overload protection assigned to it

Abweichend von den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Umformergetriebe ist es im Rahmen der Erfindung auch ohne weiteres möglich, die Schraubenspindel 8 in ihren Lagergehäusen 9 und 10 oder die Zahnstange 2D am Schlitten 3 begrenzt verschiebbar durch die Kraftspeicher abzustützen.Deviating from the illustrated and described embodiments of the converter transmission, it is also within the scope of the invention It is easily possible to limit the screw spindle 8 in its bearing housings 9 and 10 or the rack 2D on the slide 3 slidably supported by the energy storage mechanism.

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Schließlich könnte es sich in manchen Fällen sogar als sinnvoll erweisen, beide zusammenwirkenden Glieder des Umformergetriebes in Bewegungsrichtung des Schlittens begrenzt verschiebbar durch die definierte Haltekraft von Kraftspeichern abzustützen.Finally, in some cases it could even prove to be useful, both interacting links of the converter gear Slidable to a limited extent in the direction of movement of the slide due to the defined holding force of energy storage mechanisms to support.

Claims

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July 6, 1979 m.th 73 078

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Bielefeld 15

Protection claims

1. Device for overload protection of drives for machine tools or the like when collisions occur, which include a motor, a converter transmission, for example a screw drive, for generating a translational movement from a rotational movement and a slide movable along a guide track, characterized in that at least one (11 or 22) of the mutually engaging members (11, 8 or 22, 25) of the transformer gear (7 or 21) in the direction of movement (4,5) of the carriage (3) arranged to be limitedly displaceable and in its basic position of opposite sides is supported by force accumulators (15 ¹ and 15 ") with a defined holding force (14 ', 14") and that a displacement of the link (11 or 22) from its basic position can be determined by measuring sensors (17 ¹ , 17 ") is.

2. Device according to claim 1,
characterized in that the the rotary motion-converting into the translational motion transmission member (-1 or 22) (7 or 21) supported the Umformergetriebes in the direction of the axis of rotation displaced by two effective from opposite directions energy storage device (15 ¹ and 15 ") (14 ¹ , 14 ").

PATENT LAWYERS F.W. HEWWERIGI-I · (St HD MULLEH · D. GROSSE ■ F. POlLMEIER

3. Device according to claims 1 and 2 with a screw spindle drive as converter gear,

characterized in that the spindle nut (11) through the energy storage device (15 ' and 15 ″) can be displaced to a limited extent parallel to the axis of rotation of the screw spindle (8) in one seated on the slide (3) Bearing housing (12) is supported.

4. Device according to claims 1 and 2 with a helical gear as converter gear,

characterized in that the helical gear (22) is supported on its shaft (23) so that it can be displaced to a limited extent between two bearing housings (24 ¹ , 24 ") by the energy accumulator (15 *, 15") and interposed axial thrust bearings (26 ', 26 ") ( 14 ', 14 ").

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that ^{piston-cylinder units (14 1} , 15 'and 14 ", 15") acted upon by pressure medium are provided ^{as the force storage device (15 1 and 15 ").}

6. Apparatus according to claim 5,
characterized in that the piston-cylinder units (14 ¹ , 15 ', 14 ", 15") have ring cylinders (15', 15 ") and ring pistons (14 ', 14").

7. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that that as an energy storage device (15 'and 15 ") spring elements with a flat characteristic curve are provided, which via annular piston-like intermediate members (14 * and 14 ") on the sliding gear link (11 resp. 22) attacks.

8. Device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that that the sensors (17 ', 17 ") are sensors that provide a response of 10 | im.