DE937925C

DE937925C - Device for optionally eliminating and reactivating the axial play in a table drive of machine tools, in particular milling machines, that works with two drive worms

Info

Publication number: DE937925C
Application number: DEW6982A
Authority: DE
Inventors: Claus Junge
Original assignee: Fritz Werner AG
Current assignee: Fritz Werner AG
Priority date: 1951-10-23
Filing date: 1951-10-23
Publication date: 1956-02-16

Description

Vorrichtung zum wahlweisen Beseitigen und Wiedereinschalten des axialen Spiels in einem mit zwei Antriebsschnecken arbeitenden Tischantrieb von Werkzeug-, insbesondere Fräsmaschinen Bei Fräsmaschinen mit Schneckenantrieb des Tisches ist :es bekannt, zur Spielbeseitigung zwei Antriebsschnecken vorzusehen, von denen wahlivei.se die eine oder die andere fest abgestützt wird, während die jeweilig gegenüberliegende unter die Wirkung einer spielbeseitigenden durch Elektromagneten ausgelösten Kraft gebracht wird. Diese Einrichtung gestattet zwar eine einfache Umschaltung von Antrieb mit Spiel auf spielfreien Antrieb und umgekehrt, sie führt jedoch, da die von den Elektromagneten ausgeübte Kraft nichteinstellbar ist, zu :einer starken Bremswirkung der Antriebsschnecken an dem Tischgewinde und damit zu einer vorzeitigen Abnutzung dieses Gewindes und der Schnecken. Außerdem besteht die Gefahr, daß, wenn die z. B. beim Gleichlauffräsen auftretende Beanspruchung die Kraft der Elektromagneten übersteigt, die betreffende Antriebsschnecke nachgibt, so daß sich erneut ein axiales Spiel einstellt, `welches zu schweren Beschädigungen des Fräsers und unter Umständen sogar der ganzen Maschine führen kann.Device for optional elimination and reconnection of the axial Game in a table drive of tool, in particular milling machines In milling machines with worm drive the table is : it is known to provide two drive worms to eliminate play, one of which Wahlivei.se one or the other is firmly supported, while the opposite under the action of a backlash-eliminating force released by electromagnets is brought. This device allows a simple changeover of the drive with backlash on backlash-free drive and vice versa, it leads, however, since that of the The force exerted by the electromagnet is not adjustable, resulting in: a strong braking effect the drive worms on the table thread and thus premature wear this thread and the worm. There is also the risk that if the z. B. the stress occurring during down-milling the force of the electromagnets exceeds, the drive worm in question gives way, so that again an axial Game adjusts, which can cause serious damage to the cutter and under certain circumstances can even lead to the whole machine.

Es ist ferner bekannt, Antriebsschnecken der vorerwähnten Art kraftschlüssig gegeneinander zu verspannen, indem die dem Spielausgleich dienende bewegliche Schnecke unter Federspannung gesetzt wird. Diese auch für den analogen Fall :des Spindelantriebs mit zwei Mutbern weitgehend bekannte Lösung erfo:rdtert jedoch eine so starke Bemessung der Federn, daß diese die auftretenden Kräfte aufnehmen können, woraus sich eine erhöhte Reibung ergibt. Bei Verwendung nur einer Feder zum Spannen der beweglichen Schnecke entsprechend der jeweiligen Bewegungsrichtung des Tisches ist außerdem eine verhältnismäßig komplizierte Einrichtung erforderlich, um,die bewegliche Schnecke in der jeweils erforderlichen Richtung zu spannen.It is also known that drive worms of the aforementioned type are non-positive to brace against each other by the moving screw serving to compensate for play is placed under spring tension. This also applies to the analog case: the spindle drive With two nuts, a largely known solution requires, however, such a strong dimensioning the springs so that they absorb the forces that occur can, which results in increased friction. When using only one spring for tensioning the moving screw according to the direction of movement of the table is also a relatively complex facility is required to that to tension the movable screw in the required direction.

Diese Einrichtung besteht bei der bekannten Ausführung aus einem Schaltkopf, der auf zwei durch eine Feder verbundene, mit einstellbaren Anschlägen versehene Bügel einwirkt, von denen jeweils der eine zum Spannen der Feder in der gewünschten Richtung dient, während -der andere die Kraft der so vorgespannten Feder über eine Schaltgabel auf die bewegliche Schnecke überträgt.In the known version, this device consists of a switching head, the one on two connected by a spring, provided with adjustable stops Bracket acts, each of which one to tension the spring in the desired Direction is used, while -the other the force of the pretensioned spring via a Shift fork transfers to the moving worm.

Schließlich ist :es bei :einem Tischantrieb durch Spindel und zwei Muttern bekannt, die Muttern durch ein von einem Antriebsglied gedrehtes Spannschloß gegeneinander zu verspannen, welches zusammen mit :den Muttern zwischen zwei festen Anschlägen wandert. Die Verspannung der Muttern gegeneinander erfolgt dabei durch die Antriebskraft, so daß eine unmittelbare Abhängigkeit zwischen der Antriebskraft und der Größe der Verspannung besteht, was in manchen Fällen nicht günstig ist. Außerdem ist diese Lösung auf einen Tischantrieb mit zwei Schnecken und: im Tisch ausgebildeter Zahnstange nicht übertragbar.After all: it is with: a table drive by spindle and two Known nuts, the nuts by a turnbuckle rotated by a drive member to brace against each other, which together with: the nuts between two fixed Attacks migrates. The nuts are braced against each other by the driving force, so that there is a direct dependence between the driving force and the size of the tension, which in some cases is not favorable. In addition, this solution is based on a table drive with two screws and: in the table trained rack not transferable.

Die Erfindung ermöglicht es demgegenüber, unabhängig von jeder Federkraft-bzw. auch,der Antriebskraft -eine genaue Einstellung der Schnecken entsprechend den optimalen Bedingungen für .den Spielausgleich vorzunehmen und diese Einstellung auch nach vorübergehender Aufhebung des Spielausgleichs in einfachster Weise und mit Sicherheit stets wieder zu erreichen. Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß die Schnecken; durch die Verstelleinrichtung formschlüssig verspannt werden und die Bewegung der Verstelleinrichtung in Richtung des Spindelausglei:chs durch einen zweckmäßig im Antrieb derselben angeordneten festen Anschlag od.,dgl. begrenzt ist.In contrast, the invention makes it possible, independently of any spring force or spring force. also, the driving force - a precise adjustment of the screws according to the optimal Conditions for .setting the backlash and this setting also after temporary cancellation of the backlash compensation in the simplest way and with certainty to be reached again and again. To this end, the invention consists in that the Snails; be clamped positively by the adjusting device and the Movement of the adjustment device in the direction of the spindle compensation: chs by a expediently arranged in the drive same fixed stop od., like. is limited.

Im Gegensatz zu dem bekannten Tischantrieb ist es bei der Einrichtung nach der Erfindung möglich, die bewegliche Schnecke gegenüber der feststehenden zum Zweck des Spielausgleichs um :einen der Größe nach .genau einstellbaren Betrag zu verstellen, so -daß einerseits jede übermäßige Reibung vermieden wird, anderer 'seits auch bei :größter Beanspruchung kein Nachgeben der dem Spielausgleich dienenden Teile eintreten :kann, das zu einer Gefährdung der Maschine führen würde. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist dabei, daß sich die einmal vorgenommene Einstellung nicht ändert, wenn, beispielsweise für den Eilgang, der Antrieb vorübergehend entlastet, d. h. das axiale Spiel wieder eingeschaltet wird, da bei jeder erneuten Umstellung auf Spielausgleich idie einmal vorgenommene Einstellung automatisch wieder erreicht wird.In contrast to the well-known table drive, it is with the device possible according to the invention, the movable screw compared to the fixed for the purpose of compensating for play by: an amount that can be precisely adjusted in terms of size to adjust, so that on the one hand any excessive friction is avoided, on the other On the other hand, even with: greatest stress, no yielding of those used to compensate for play Parts can enter, which would endanger the machine. Another The main advantage here is that once the setting has been made, it is not changed changes if, for example for rapid traverse, the drive is temporarily relieved, d. H. the axial play is switched on again, as with every new changeover on backlash compensation i the setting once made is automatically reached again will.

Es hat sich gezeigt, daß bei. dem Tischantrieb durch zwei Schnecken und im Tisch ausgebildeter Hohlzahnstange dem formschlüssigen Verspannen der Schnecken keine Bedenken entgegenstehen, da bei dieser Antriebsart nicht, wie z. B@. bei :dem Antrieb ,durch Spindel und Mutter, eine Stahlspindiel in einer Bronzemutter geführt ist, sondern zwei Gußteile unmittelbar aufeinander arbeiten. Die Folge davon, ist, daß im Gebrauch der Maschine die Gewindeflanken sowohl der Schnecken als auch des im Tisch ausgebildeten Gewindes durch die auftretenden hohen, Anpreßdrücke eine .Materialverdichtung erfahren, so daß eine sehr glatte Oberfläche von großer Härte - entsteht. Es tritt daher eine außerordentlich geringe Abnutzung der entsprechenden Antriebsteile auf, welche sich zudem noch verhältnismäßig gleichmäßig über die ganze Länge des Tischgewindes verteilt, da die auf der Maschine @durchgeführten Arbeiten sich im Laufe längerer Zeiträume ausgleichen.It has been shown that with. the table drive by two worms and the hollow rack formed in the table for the form-fitting bracing of the screws there are no concerns, since this type of drive does not, such. B @. in which Drive, guided by spindle and nut, a steel spindle in a bronze nut is, but two cast parts work directly on one another. The consequence of this is that in use of the machine the thread flanks of both the worm and the formed in the table thread by the high contact pressures that occur . Experienced material compression, so that a very smooth surface of great hardness - arises. There is therefore an extremely low wear of the corresponding Drive parts, which are also relatively evenly across the whole Length of the table thread distributed as the work carried out on the machine @ balance each other out over long periods of time.

Die die formschlüssige Verspannung bewirkende Verstelleinrichtung kann in beliebiger geeigneter Weise ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen., zu diesem Zweck eine drehbare Verstellmutter vorzusehen, die mit ihrer Stirnseite gegen die axialbewegliche Antriebsschnecke anliegt und auf einem ortsfesten Gewindeteil derart geführt ist, daß die ,durch einen Hebel od'. dgl. bewirkte Drehung der Verstellmutter eine axiale Bewegung derselben in der einen oder anderen Richtung zur Folge .hat.The adjusting device which brings about the positive bracing can be designed in any suitable manner. As particularly beneficial it has been found to provide a rotatable adjusting nut for this purpose, which rests with its end face against the axially movable drive worm and is guided on a fixed threaded part in such a way that the, by a lever od '. Like. Caused rotation of the adjusting nut an axial movement of the same in one direction or the other.

Die für das Umschalten des Antriebes von Arbeit mit Spiel auf Spielausgleich bzw. umgekehrt erforderliche Bewegung der Verstellmutter kann beispielsweise auf ,hydraulischem oder elektromagnetischem Wege erfolgen, indem :der vorerwähnte Hebel, der entweder an der Verstellmutter ausgebildet oder mit derselben verbunden ist, an einen hydraulisch gesteuerten. Kolben oder :dien Anker eines Elektromagneten angeschlossen wird.The one for switching the drive from work with backlash to backlash compensation or vice versa required movement of the adjusting nut can for example , hydraulically or electromagnetically by: the aforementioned lever, which is either formed on the adjusting nut or connected to it, to a hydraulically controlled. Pistons or: the armature of an electromagnet is connected.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung idargestellt. Es zeigt Abb. r einen Längsschnitt durch eine nach der Erfindung ausgebildete Einrichtung, die für das mitläufige Fräsen auf einer Fräsmaschine bestimmt ist, _ Abb.2 und g an, Hand eines Schnittes nach Linie II-II :der Abb. i die Ausbildung ider Betätigungseinrichtung für die Verstellmutter, die in dem einen Fall (Abt. i) hydraulisch und im anderen Fall (Abb.2) elektromagnetisch gesteuert wird. ' In dem vorliegenden Beispiel ist im Tisch i der Fräsmaschine ein im Querschnitt halbzylindrisches Gewinde 2 ausgearbeitet, in das zwei. Antriebsschnecken 31 und q. eingreifen. Das. Gewinde 2 kann auch an einer Zahnstange ausgebildet sein. Die Antriebsschnecken g und q. sind auf einer angetriebenen Keilwelle 5 angeordnet, die ihrerseits in den bei 6 und 7 angedeuteten Teilen des. Unterschlittens ider Maschine gelagert ist. Die Antriebsschnecke q., die im Innern Nuten besitzt, in welche die Keile der Welle 5 eingreifen, ist über die Kugellager 8 und 9 zwischen: die Teile 6 und 7 des Unterschlittens eingespannt, so daß sie in axialer Richtung nicht beweglich ist, jedoch an der Drehung der Keilwelle 5 teilnimmt. Die Antriebsschnecke 3 ist dagegen auf der Keilwelle 5 in axialer Richtung beweglich, mit der Welle jedoch ebenfalls durch Nuten verbunden.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawings. It shows Fig. R a longitudinal section through a device designed according to the invention, which is intended for parallel milling on a milling machine, _ Fig.2 and g, hand of a cut along line II-II: the Fig. I the training ider Actuating device for the adjusting nut, which is controlled hydraulically in one case (section i) and electromagnetically in the other case (Fig.2). In the present example, a thread 2 with a semi-cylindrical cross section is worked out in the table i of the milling machine, into which two. Drive worms 31 and q. intervention. That. Thread 2 can also be formed on a rack. The drive worms g and q. are arranged on a driven spline shaft 5, which in turn is mounted in the parts of the lower slide indicated at 6 and 7 ider machine. The drive worm q., Which has grooves in the interior, in which the splines of the shaft 5 engage, is clamped via the ball bearings 8 and 9 between: the parts 6 and 7 of the lower slide, so that it cannot move in the axial direction, but is on the rotation of the spline shaft 5 takes part. The drive worm 3, on the other hand, is movable in the axial direction on the splined shaft 5, but is also connected to the shaft by grooves.

Zum Verstellen der Schnecke 3 in der gewünschten Richtung dient eine Vers.tellmutter io, die mit ihrer Stirnseite über einen. Zwischenring i i und ein Kugellager 12 gegen die Antriebsschnecke 3 anliegt. Die mit Innengewinde versehene Verstellmutter io sitzt drehbar auf einer mit Außengewinde versehenen Hülse 14, die mittels der Schraube 15 fest in der Bohrung des Teiles 6 des Unterschlittens gehalten wird.A is used to adjust the screw 3 in the desired direction Vers.tellmutter io, with their front side over a. Intermediate ring i i and a Ball bearing 12 rests against the drive worm 3. The one with internal thread Adjusting nut io sits rotatably on an externally threaded sleeve 14, fixed by means of the screw 15 in the bore of part 6 of the lower slide is held.

Wie der Schnitt der Abb. 2 erkennen läßt, ist an der Mutter io ein Hebel 16 ausgebildet. Dieser Hebel ist an seinem freien Ende mit einem Kolben 17 verbunden, der in einem mit Eintrittsöffnungen für das Druckmittel versehenen Zylinder 18 geführt ist. Die Aufwärtsbewegung des Hebels 16 wird durch einen Anschlag begrenzt, der aus einer einstellbaren Schraube 1g besteht, welche durch eine Mutter 2o in ihrer jeweiligen Lage festgeklemmt werden kann.As the section in Fig. 2 shows, the nut is a Lever 16 is formed. This lever has a piston 17 at its free end connected, in a cylinder provided with inlet openings for the pressure medium 18 is performed. The upward movement of the lever 16 is limited by a stop, which consists of an adjustable screw 1g, which is secured by a nut 2o in can be clamped in their respective position.

Entsprechend Abb.3 kann der an der Verstellmutter ausgebildete Hebelarm auch über ein Verbindungsgestänge 2o", 21 mit dem Anker 22 eines Elektromagneten 23 verbunden sein. Der Hebel 16 steht in diesem Fall außerdem unter Einwirkung einer Zugfeder 24, welche ihn nach Abschaltung des Magneten in Richtung des Pfeiles in die obere Endstellung zurückführt, die wieder durch den Anschlag i9, 2,a festgelegt ist.According to Fig.3, the lever arm formed on the adjusting nut can also via a connecting rod 2o ″, 21 with the armature 22 of an electromagnet 23 be connected. The lever 16 is in this case also under the action of a Tension spring 24, which after switching off the magnet in the direction of the arrow in the upper end position returns, which is again set by the stop i9, 2, a is.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Wird bei der Ausführung nach der Abb. 2 das Druckmittel unter den Kolben 17 geleitet, so wird der Hebel 16 in die gestrichelt dargestellte Lage verschwenkt, in der er gegen den Anschlagbolzen i9 anliegt. Durch die Schwenkbewegung des Hebels 16 wird die Mutter io auf der feststehenden Gewindehülse 14 gedreht und it axialer Richtung nach links bewegt, wie der in Abb. i eingezeichnete Pfeil zeigt. Diese Bewegung überträgt sich auf die Antriebsschnecke 3, die dabei den Tisch i mitnimmt, bis das Tischgewinde mit seinen rechten Flanken gegen die Schnecke 4 und mit seinen linken Flanken gegen die Schnecke 3 zum Anliegen kommt. Diese Stellung,des Antriebes, die in Abb. i dargestellt ist, wird mit Hilfe des Anschlagbolzens 19 so einreguliert, daß das axiale Spiel zwischen ,den Schnecken 3, 4 und dem Tischgewinde 2 vollkommen beseitigt ist, ohne daß andererseits eine unnötig hohe Reibung auftritt. Der Antrieb ist damit für das mitläufige Fräsen eingestellt, bei dem der Drehsinn des Fräsers mit der Vorschubrichtung des. Tisches übereinstimmt und infolge der wechselnden Richtung der am Tisch angreifenden Kräfte jedes Spiel im Antrieb unbedingt vermieden werden muß.The mode of operation of the device described is as follows: Will in the embodiment according to Fig. 2, the pressure medium is passed under the piston 17, so the lever 16 is pivoted into the position shown by dashed lines in which it against the stop pin i9. The pivoting movement of the lever 16 is the nut io rotated on the fixed threaded sleeve 14 and it axial direction moved to the left, as shown by the arrow drawn in Fig. i. This movement is transferred to the drive worm 3, which takes the table i with it until the Table thread with its right flanks against the worm 4 and with its left Flanks against the screw 3 comes to rest. This position, the drive, the is shown in Fig. i, is regulated with the help of the stop pin 19 so that that the axial play between the screws 3, 4 and the table thread 2 is perfect is eliminated without, on the other hand, unnecessarily high friction occurring. The drive is thus set for parallel milling in which the direction of rotation of the milling cutter Coincides with the direction of advance of the table and as a result of the changing Direction of the forces acting on the table, any play in the drive must be avoided at all costs must become.

Soll jetzt, nachdem beispielsweise der Arbeitsgang beendet ist, der Tisch zurückgefahren werden, was im allgemeinen im Eilgang erfolgt, so muß der Antrieb entlastet werden, da die für den spielfreien Antrieb im Arbeitsgang unvermeidliche, bei der verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit desselben jedoch unschädliche Reibung sich bei der hohen Geschwindigkeit des Eilgangs äußerst nachteilig auswirken würde.Should the If the table is to be moved back, which is generally done in rapid traverse, the drive must are relieved, since the unavoidable for the backlash-free drive in the operation, at the relatively low speed of the same, however, harmless Friction are extremely detrimental at the high speed of rapid traverse would.

Zu diesem Zweck wird das Druckmittel der Oberseite des Kolbens 17 zugeführt, so daß der Kolben sich in Richtung des Pfeiles der Abb.2 bewegt und der Hebel 16 in; die ausgezogen gezeichnete Lage übergeht. Der Hebel 16 dreht dabei die Mutter io im Uhrzeigersirnn, so daß sie auf der feststehenden Gewindehülse 14 nach rechts wandert ,(auf Abb. i bezogen). Die Antriebsschnecke 3 kann sich. dadurch so weit in gleicher Richtung bewegen, @daß ein ausreichendes Spiel zwischen dien Antriebsschnecken 3, 4 und dem Tischgewinde :2 entsteht.For this purpose, the pressure medium is applied to the top of the piston 17 supplied so that the piston moves in the direction of the arrow of Fig.2 and the Lever 16 in; the position shown in solid lines passes over. The lever 16 rotates the nut io clockwise so that it rests on the fixed threaded sleeve 14 moves to the right, (referred to Fig. i). The worm drive 3 can. through this Move so far in the same direction that there is sufficient play between the dien Drive worms 3, 4 and the table thread: 2 is created.

Der in Abb.3 dargestellte Betätigungsmechanismus für den Hebel 16 arbeitet in gleicher Weise wie der vorstehend in Verbindung mit Abb.2 beschriebene, mit dem Unterschied jedoch, d'aß im diesem Fall die Bewegung des Hebels 16 durch den Elektromagneten 22, 23 herbeigeführt wird.The actuation mechanism for the lever 16 shown in Figure 3 works in the same way as the one described above in connection with Figure 2, with the difference, however, that in this case the movement of the lever 16 continues the electromagnet 22, 23 is brought about.

Die vorstehend beschriebene entlastete Stellung des Antriebes wird für alle Bewegungsabläufe des Tisches eingestellt, bei denen kein Spielausgleich erforderlich ist, also neben dem Eilgang z. B. auch für das gegenläufige Fräsen.The relieved position of the drive described above is set for all movement sequences of the table that do not have play compensation is required, so in addition to the rapid traverse z. B. also for counter-rotating milling.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for optional removal and reconnection of the axial play in a slide drive working with two drive worms of machine tools, especially milling machines, in which one of the worms. axially movable is designed and axiäl indispensable for the purpose of compensating for play relative to the other stored screw can be moved by an adjusting device, thereby -marked that the worms (3, 4) @ by the adjusting device (io, 14) be clamped positively and; the Blewegung the adjusting device in the direction of the clearance compensation by an expediently arranged in the drive of the same fixed Stop (i9) or the like. Is limited.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that the adjusting device consists of an adjusting nut (1o) rotatable on a fixed threaded part (14) which rests with its end face against the axially movable drive worm (3) and is rotated by a lever (16) can be. Cited pamphlets: German patents: Nos. 656 502, 687 508, 724 3'31, 74 8 139 U.S. Patent Nos. 1961 125, 2 302 575, 2345194.