-
Tischantrieb für Gleichlauffräsmaschinen Bei Gleichlauffräsmaschinen,
bei denen zwei Gewindespindeln verwendet werden, von denen die eine die treibende
Gewindespindel, die als Anschubspindel bezeichnet sei, und die andere die Gewindespindel,
die als Aufhaltespindel bezeichnet sei, durch Schrägzahnräder antreibt, ist bekannt,
die Anschubspindel im Fräsmaschinentisch in bestimmten Grenzen axial verschiebbar
anzuordnen. Durch diese axiale Verschiebbarkeit der Anschubspindel wird mit Hilfe
der Schrägzahnräder erreicht, vor Beginn des Tischvorschubes beide Spindeln in entgegengesetzter
Richtung an den Gewindeflanken der zugehörigen Muttern zur spielfreien Anlage zu
bringen und gleichzeitig das Freispiel zwischen den Spindeln und dem Tisch sowie
den sonstigen Teilen des Vorschubgetriebes zu beseitigen. Es hat sich aber gezeigt,
wenn durch irgendwelche Widerstände die gleichmäßige Vorschubbewegung des Frästisches
gehemmt wird und dieser somit zurückzubleiben versucht, daß die Aufhaltespindel
das Bestreben hat, sich von den Flanken der zugehörigen Mutter zu lösen. Da nämlich
der Antrieb durch die Anschubspindelständig weiterläuft, erfolgt, wie erkannt worden
ist, eine Verwindung (Torsion) der Aufhalte-Spindel, die dieses Loslösen der Spindel
von den Gewindeflanken der Mutter verursacht. Hört dann in einem solchen Fall die
Hemmung des Tisches auf, so schnellt die Aufhaltespindel schraubenfederartig in
ihre vorherige Lage zurück. Durch diesen
Vorgang wird nicht nur
die Gleichmäßigkeit der Fräsarbeit beeinträchtigt, sondern es besteht auch die Gefahr
eines Fräserbruches. Ähnliche Vorgänge ergeben sich bei Verwendung eines unrundlaufenden
Fräsers.
-
Der Erfinder hatte schon früher vorgeschlagen, auf die getriebene
Spindel eine Zugwirkung in Richtung des Vorschubes auszuüben, jedoch hatte sich
diese Maßnahme nicht als ausreichend erwiesen.
-
Im Gegensatz zu dem früheren Vorschlag besteht die Erfindung im wesentlichen
darin, daß eine die Aufhaltespindel in axialer Richtung spannende Feder od. dgl.
auf den einen Arm eines waagebalkenartigen, sich am Frästisch abstützenden Hebels
wirkt, an dessen anderem Arm die axial verschiebbare Spindel, die Anschubspindel,
beim Gleichlauffräsen angreift und die Spannwirkung der Feder od. dgl. unterstützt.
Hierdurch wird erreicht, daß die Aufhaltespindel gewissermaßen gestreckt gehalten
wird, um ein Verwinden und damit Verkürzen dieser Spindel zu verhindern. Gleichzeitig
wird bei dieser Anordnung der Frästisch gegen einen Bund od. dgl. des in der Vorschubrichtung
vorderen Endes der Aufhaltespindel gepreßt, wodurch ein Zurückbleiben des Tisches
während des Vorschubes praktisch verhindert wird. Diese Wirkung kann erfindungsgemäß
dadurch erhöht werden, daß auf dem in der Vorschubrichtung vorderen Ende der Aufhaltespindei
ebenfalls eine Feder angeordnet ist, die sich auf der Spindel abstützt und auf eine
Wand des Tisches wirkt. Diese ist somit in bezug auf ihre Lage zur Aufhältespindel
nach zwei Richtungen eingespannt.
-
Gemäß der Erfindung ist die Anordnung zweckmäßig derart, daß die die
Aufhaltespindel in axialer Richtung spannende Feder od. dgl. auf das eine Ende eines
waagebalkenartigen, sich am Frästisch abstützenden und um diese Abstützstelle drehbaren
Hebels wirkt, an dem beim Gleichlauffräsen die gegenüber dem Frästisch axial verschiebbare
Spindel (Anschubspindel) an einem längeren Hebelarm angreift als die Feder, so daß
die beim Gleichlauffräsen auf eine der beiden Spindeln wirkenden Kräfte auf die
andere Spindel übertragen werden, während beim Bewegen des Tisches in entgegengesetzter
Richtung die Anschubspindel sich von dem Hebel löst und dieser unter der Wirkung
der Feder bis gegen einen einstellbaren Anschlag zurückschwingt.
-
Durch diese Anordnung wird einerseits erreicht, daß die beiden Gewindespindeln
gewissermaßen miteinander gekuppelt sind in der Weise, daß während des Gleichlauffräsens
eine stärkere Belastung der einen Spindel im entgegengesetzten Sinne auf die andere
Spindel wirkt und dadurch die Flankenanlage im Gewinde verstärkt. Andererseits wird
durch das Zwischenschalten des waagebalkenartigen Hebels erreicht, daß der starke
Druck der die Aufhaltespindel unter Spannung haltenden Feder während der Fräsarbeit
nur auf den Frästisch, nicht aber an den Gewindeflanken der Spindeln bzw. ihrer
Anlage am Muttergewinde zur Auswirkung kommt. Außerdem wird eine selbsttätige Entlastung
des Tisches beim Rücklauf erreicht, denn da sich hierbei die Anschubspindel infolge
ihrer axialen Verschiebbarkeit von dem Hebel entfernt, kann dieser unter der Wirkung
der Feder der Anschubspindel folgen, wobei er durch einen Anschlag in der weiteren
Bewegung gehemmt und die Anschubspindel frei wird.
-
Durch die Anordnung gemäß der Erfindung steht das "den Frästisch bewegende
Getriebe unter einer elastischen Verspannung. Um nun unter den ungünstigsten Verhältnissen
ein Zurückbleiben des Frästisches und ein Loslösen der Gewindeflanken der Aufhaltespindel
von den Flanken des zugehörigen Muttergewindes zu verhindern, kann weiterhin die
Ausbildung des Tischantriebes erfindungsgemäß derart sein, daß der waagebalkenartige
Hebel bei einem Widerstand in der Vorschubbewegung des Tisches mit seinem freien
Ende einen Sperrhebel verdreht, der durch Auftreffen auf einen festen Anschlag die
federnde Nachgiebigkeit im Getriebe ausschaltet und einen starren Antrieb schafft.
Dadurch wird bei einer Hemmung des Tisches das nachgiebige Getriebe augenblicklich
zu einem starren gestaltet, so daß eine Lageveränderung des Tisches gegenüber der
Aufhaltespindel eintreten kann.
-
Da es zweckmäßig ist, den Spannungszustand im Tischantrieb sowohl
beim Einstellen des Getriebes als auch bei der Arbeit der Maschine prüfen zu können,
ist gemäß der Erfindung der erwähnte Sperrhebel als Zeiger ausgebildet, der an einer
von außen sichtbaren Teilung die jeweilige Verspannung anzeigt.
-
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch einen Frästisch mit der Einrichtung
gemäß der Erfindung, wobei sich die Teile in der Lage befinden, die sie beim Gleichlauffräsen
einnehmen, Abb.2 einen ähnlichen Längsschnitt, jedoch befinden sich die Teile in
der Lage, die sie beim Rücklauf des Frästisches einnehmen, Abb. 3 einen Schnitt
nach Linie I-I der Abb. i und Abb. q. und 5 eine Einzelheit in zwei verschiedenen
Ansichten.
-
In dem Fräsmaschinentisch i, der das zu bearbeitende Werkstück w trägt,
sind zwei Gewindespindeln 2 und 3 angeordnet, die entgegengesetztes Gewinde besitzen.
Die Spindel e erhält in geeigneter Weise, beispielsweise mittels eines auf ihr befestigten
Zahnrades q., Antrieb und treibt mittels der Schrägzahnräder 5 und 6 die Spindel
3 an. Die Spindel 2, die Anschubspindel, die sich in dem feststehenden Muttergewinde
21 verschrauben kann, ist im Tisch in gewissen Grenzen axial frei verschiebbar.
Zu diesem Zweck ist das in der Zeichnung rechte Ende der Spindel 2 in einer im Lagerschild
fi befindlichen Büchse 8 und in einer Endlagerbuchse 9 geführt, während das in der
Zeichaung linke Ende der Spindel 2 in einer Lagerbuchse io gleiten kann. Auf der
Spindel 2 ist eine Hülse i i
mittels Keiles uridrehbar befestigt,
auf der das Schrägzahnrad 5 uridrehbar, jedoch längs verschiebbar angeordnet ist.
Dieses Zahnrad besitzt zwei Kupplungszähne 51, die mit Schiebesitz in einen Bund
i i' der Hülse i i eingreifen, wodurch das Rad 5 von der Hülse i i mitgenommen wird.
Bei einer Längsbewegung nach links wird das Rad 5 von einer sich gegen einen Bund
der Spindel :2 abstützenden Scheibe 12 und bei einer Bewegung nach rechts von dem
Bund iil aufgehalten. Auf der Hülse i i ist außerdem ein Kugellager 13 angeordnet,
gegen das sich eine Mutter 14 legt, die durch eine zweite Mutter 15 gesichert ist,
durch die auch die Hülse i i auf der Spindel 2 festgehalten wird. Auf dem linken
Ende der Spindel 2 ist ein Kugellager 16 angeordnet, das nach links durch eine Mutter
17 gesichert ist, die mit Hilfe einer Teilung entsprechend eingestellt und festgestellt
werden kann. Das Kugellager 16 liegt an einem im Lagergehäuse 18 geführten Druckring
i9 an, der durch einen Stift gegen Drehung gesichert ist.
-
Die Gewindespindel 3, die Aufhaltespindel, auf der das Schrägzahnrad
6 mittels Keils uridrehbar, jedoch längs verschiebbar angeordnet ist und die sich
in dem feststehenden Muttergewinde 31 verschrauben kann, ruht an ihrem rechten Ende
in einem Kegelrollenlager 2o, das sich am Lagerschild 7 abstützt. Durch eine Mutter
21 wird das Lager 20 in seiner Lage gesichert. An der entgegengesetzten Seite des
Lagerschildes ist auf der Spindel 3 ein zweites Kegelrollenlager 22 angeordnet,
das durch eine vorgespannte Feder 23, die sich einerseits am Zahnrad 6 und andererseits
an einer an dem Lager 22 anliegenden Scheibe abstützt, gegen das Lagerschild gepreßt
wird, wobei sich das Zahnrad 6 mit seiner Nabe gegen einen Bund 24 der Spindel 3
stützt. Die beiden Kegelrollenlager 20 und 22 sind zu dem weiter unten angegebenen
Zweck derart angeordnet, daß ihre Kegelspitzen gegeneinander gerichtet sind. Ferner
ist die Anordnung derart, daß zwischen der Nabe des Rades 6 und der an dem Rollenlager
22 anliegenden Scheibe Freispiel besteht. Das linke Ende der Spindel 3 ruht in einem
Kegelrollenlager 25; das mittels einer feststellbaren Mutter 26 in einer im Lagergehäuse
18 verschiebbaren, jedoch uridrehbaren Hülse 27 festgehalten wird. Diese Hülse steht
unter der Wirkung einer starken vorgespannten Schraubenfeder 28, die sich an einer
in der Hülse 27 geführten und auf der Spindel 3 verschiebbaren Büchse 29 abstützt.
Diese Büchse besitzt kugelkalottenartige Ansätze 30 (Abb. 4 und 5), die in eine
entsprechende Ausdrehung an dem einen Ende eines Hebels 31 eingreifen. Dieser Hebel,
durch den die beiden Spindeln 2 und 3 frei hindurchragen, stützt sich bei 32 an
einer im Gehäuse 18 befestigten Widerlagerplatte 33 ab und kann sich um diese Abstützstellc
drehen. Das andere Ende dieses Hebels 31 führt sich bei seiner Drehbewegung auf
einem im Gehäuse 18 angeordneten Bolzen 34, den ein hohler Anschlagzapfen 35 für
den Hebel 31 umgibt. Dieser Zapfen 35 ist im Gehäuse 18 verschraubbar, um seine
Lage in bezug auf das Ende des Hebels 31 genau einstellen zu können. Durch eine
Mutter 36 wird der Zapfen 35 in seiner eingestellten Lage gesichert. In dem Gehäuse
18 ist ein Winkelhebel 37, 371 um einen halbkugelförmigen Ansatz 37E drehbar (Abb.
3), dessen kurzer Arm 37 den Bolzen 34 frei umgibt, so daß er in der weiter unten
beschriebenen Weise durch den Hebel 3 i gedreht werden kann. Der längere Arm 371
des Winkelhebels kann sich, wie weiter unten beschrieben, bei dieser Drehbewegung
auf eine Anschlagfläche 38 des Gehäuses 18 legen, wodurch die weitere Drehung gehemmt
ist. Das freie Ende 37E des Armes 371 ist zeigerartig ausgebildet und kann sich
entlang einer Teilung bewegen, die sich auf einer Fensterscheibe 39 des Gehäuses
18 befindet, so daß durch die Zeigerstellung der Verspannungszustand des Getriebes
von außen geprüft werden kann.
-
Die Wirkungsweise ' der beschriebenen Einrichtung ist folgende: I.
Gleichlauffräsen: Wird die Anschubspindel2 in geeigneter Weise in Richtung des Pfeiles
A (Abb. i) in Drehung versetzt, so gleitet das Schrägzahnrad 5 infolge seiner Zahnsteigung
nach links und legt sich gegen die Scheibe 12. Gleichzeitig erfolgt, da sich die
linken Gewindeflanken der Spindel e gegen die rechten Flanken des Muttergewindes
21 anlegen, eine Axialverschiebung der Spindel 2 in Richtung des Pfeiles B nach
rechts. Hierdurch wird das Kugellager 13 von seiner Anlage im Lagerschild 7 gelöst,
und gleichzeitig wirkt am linken Ende der Anschubspindel 2 der von dieser mitgenommene
Druckring i9 auf den unter dem Druck der starken Feder 28 stehenden Hebel 31. Dieser
wird somit nach rechts gedreht und drückt an seiner Abstützstelle 32 auf den Frästisch
i, wodurch auch dieser nach rechts geschoben wird und über Kegelrollenlager 2o und
Mutter 21 auf die Aufhaltespindel 3 einwirkt, so daß deren rechte Gewindeflanken
gegen die linken Flanken des zugehörigen Muttergewindes 31 gepreßt werden. Hierdurch
ist jedes Freispiel im Getriebe beseitigt und dieses für das Gleichlauffräsen verspannt.
Durch das Drehen des Hebels 31 nach rechts hat dieser den Winkelhebel 37, 371 aus
der in Abb. 3 ersichtlichen punktierten Stellung in die in vollen Linien ausgezogene
Stellung gedreht. Die Übersetzungs-und Kraftverhältnisse sind derart gewählt, daß
der Arm 371 des Winkelhebels die Anschlagfläche 38 im Gehäuse noch nicht berührt,
daß vielmehr noch ein Zwischenraum x von beispielsweise o,i mm besteht. Das andere
Ende des Hebels 31 hat bei der erwähnten Rechtsdrehung auf die Feder 28 gewirkt
und diese um einen geringen Betrag stärker gespannt.
-
Bei der weiteren Drehung der Anschubspindel 2 in Richtung des Pfeiles
A wird nunmehr die Aufhaltespindel 3 mittels der Schrägzahnräder 5 und 6 in Richtung
des Pfeiles A1 gedreht und' der Frästisch i mit dem Werkstück w an den Fräser
f
herangeführt. Die Aufhaltespindel3 steht ständig unter der Zugwirkung der
Feder 28, die nur zwischen der Mutter 26 der Aufhaltespindel und über
den
Hebel 31 auf den Tisch i zur Wirkung kommt. Die Aufhaltespindel wird hierdurch gewissermaßen
gestreckt; und der Federdruck wird zwischen den beiden Endmuttern 21 und 26 der
Aufhaltespindel 3 aufgenommen. Unter der Wirkung der Feder 28 wird das Kegelrollenlager
2o fest gegen eine Wand des Lagerschildes 7 des Frästisches i gepreßt, und da außerdem
an der entgegengesetzten Seite dieser Wand das Kegelrollenlager 22 durch die Feder
23 angepreßt wird, wird der Tisch i unverrückbar mit dem rechten Ende der Aufhaltespindel
3 verbunden, so daß der Tisch bei dem nunmehr folgenden Fräsvorgang nicht zurückbleiben
kann und die Gewindegänge der Aufhaltespindel 3 sich von ihrer Anlage am Muttergewinde
31 nicht lösen können. Da die Anschubspindel2 an einem längeren Arm des Hebels 31
wirkt als die die Aufhaltespindel 3 spannende Feder 28, kommt der Federdruck an
den Gewindeflanken der beiden Spindeln nicht zur Wirkung, vielmehr wirkt der volle
Federdruck nur über den Hebel 31 auf den Frästisch i.
-
Wenn bei dieser Anordnung des elastisch verspannten Getriebes durch
irgendein Vorkommnis der Tisch i in seiner gleichmäßigen Vorschubbewegung gehemmt
wird, wodurch ein Lockern der Flankenanlage zwischen Spindeln und Muttern eintreten
könnte, wird infolge der ununterbrochenen Drehbewegung der Anschubspindel2 ein stärkerer
Druck auf den Hebel 31 ausgeübt, wodurch dieser den Winkelhebel 37, 371 stärker
verdreht und dieser augenblicklich mit seinem Arm 371 auf den Anschlag 38 trifft.
Es ist somit sofort jede "-eitere Drehbewegung des Hebels 31 gesperrt, und aus dein
elastisch verspannten Getriebe ist ein starres Getriebe geworden. Gleichzeitig übt
das Schrägzahnrad 5 einen stärkeren Druck auf das Gegenrad 6 aus, wodurch die Wirkung
der Feder 23 auf das Kegelrollenlager 22 erhöht wird, und da auch die Feder 28 durch
das Drehen des Hebels 31 stärker gespannt wird, wird auch das Kegelrollenlager 2o
stärker angespannt, so daß jedes Zurückbleiben des Tisches und ein Lockern der Flankenanlage
in der Mutter 31 verhindert werden. Es bleibt somit durch das stärkere Gegeneinanderspannen
der beiden Kegelrollenlager 2o und 22 ein zügiger Lauf des Frästisches erhalten.
-
II. Gegenlauffräsen bzw. Rücklauf des Tisches: Um den Frästisch i
entgegengesetzt zur Vorschubrichtung zu bewegen, wird die Anschubspindel 2 in Richtung
des Pfeiles C (Abb. 2) gedreht, wobei sich die rechten Flanken des Spindelgewindes
gegen die linken Flanken des Muttergewindes 21 anlegen. Gleichzeitig wird das Schrägzahnrad
5 infolge seiner Zahnsteigung nach rechts verschoben, wobei es sich an den Bund
i i 1 der Büchse i i anlegt. Infolge der Linksbewegung der Anschubspinde12 in Richtung
des Pfeiles D wird das Kugellager 13 an seine Anlagefläche am Lagerschild 7 herangezogen.
Der Tisch i macht diese Linksbewegung j mit, wobei sich die rechten Gewindeflanken
der Spindel 3 von den linken Flanken des Muttergewindes 31 gelöst haben. Die Einstellung
der Teile ist derart, daß die linken Gewindeflanken mit den rechten Flanken des
Muttergewindes 31 nicht zur Anlage kommen. An der Linksbewegung der Spindel 2 nimmt
auch der durch die Feder 28 belastete Hebel 3 i teil, dessen freies Ende sich nach
kurzem Weg gegen den eingestellten Anschlagzapfen 35 legt. Hierdurch ist der Hebel
31 an der weiteren Drehbewegung gehindert, und der auf dein linken Ende der Anschubspindel2
angeordnete Druckring i9 löst sich von dem Hebel 31. Das Getriebe ist hierdurch
entspannt, und bei der weiteren Drehung der Spindele wird auch die Aufhaltespindel
3 in Drehung versetzt. Der Tisch kann nunmehr im Eilgang zurückbewegt, oder es kann
ein Gegenlauffräsen durchgeführt werden.
-
Um auch einen schnellen Vorlauf bei unverspanntern Getriebe durchzuführen,
wird nicht die Anschubspindel2, sondern die Aufhaltespindel:3 angetrieben. Durch
diese Änderung des Antriebes erfolgt kein Verschieben des Schrägzahnrades 5, und
das Getriebe bleibt somit in unverspanntem Zustand.