DE1096159B - Vorschubeinrichtung mit einer Vorschubspindel und einer nachstellbaren Vorschubmutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschubeinrichtung mit einer Vorschubspindel und einer nachstellbaren Vorschubmutter, die aus zwei hintereinander auf der Vorschubspindel sitzenden und ohne gegenseitige Winkelverstellung in axialer Richtung verschiebbaren und in ihrer Einstellung verspannbaren Teilen besteht und bei der die Nachstellung zur Beseitigung des Spiels durch das Drehen einer Einstellmutter erfolgt, die gleichzeitig auf den beiden mit Außengewinden \'ersehenen Vorschubmutterteilen aufgeschraubt ist.

Bei bekannten Vorschubeinrichtungen dieser Art werden die beiden Vorschubmutterhälften mittels der Einstellmutter auseinandergedrückt oder zusammengezogen, soweit eine solche Bewegung durch das Spiel zwischen dem Gewinde der Vorschubspindel und dem Innengewinde der Vorschubmutter zulässig ist. Die Gegenkraft wird bei dieser Einstellbewegung von den Flanken des Spindelgewindes ausgeübt. Je größer die Kraft ist, mit der die Einstellmutter die Vorschubmutterhälften gegen die Gewindeflanken der Vorschubspindel drückt, um so geringer ist das zwischen Vorschubspindel und Vorschubmutter verbleibende Spiel.

Es hat sich herausgestellt, daß die mit diesen bekannten Vorrichtungen erzielte Spielbeseitigung für bestimmte Anwendungsfälle, bei denen es auf höchste Genauigkeit ankommt, nicht genügt. Ein Beispiel hierfür ist das Kopierfräsen, bei dem in beiden Vorschubrichtungen unter häufigem Richtungswechsel gearbeitet werden muß. In solchen Fällen erweist es sich als nachteilig, daß bei den bekannten Vorrichtungen die die Größe des Spiels bestimmende Einstellkraft direkt auf die Flanken des Spindelgewindes wirkt; hierdurch wird einerseits die Einstellung des Spiels von der Beschaffenheit des Spindelgewindes abhängig, und andererseits wird zwischen der Vorschubspindel und den Vorschubmutterhälften eine erhebliche Reibungskraft erzeugt, die zu einer starken Abnutzung führt.

Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der die beiden Vorschubmutterhälften in einer bestimmten Lage gegenseitig verspannt werden. Zu diesem Zweck ist jede Mutternhälfte mit einem Flansch versehen, und die beiden Flansche sind durch vier Schrauben verbunden, von denen zwei auf Zug und zwei auf Druck beansprucht sind. Diese Konstruktion entspricht nicht der eingangs angegebenen, heute allgemein üblichen Ausführung nachstellbarer Vorschubmuttern; insbesondere fehlt bei ihr die bequeme Einstellmöglichkeit des Spiels durch Drehen einer Einstellmutter. Die vier Schrauben wären bei der heute üblichen Ausführung von Werkzeugmaschinen nahezu unzugänglich; ferner besteht die Gefahr eines Verkantens der Vorschubeinrichtung

mit einer Vorschubspindel

und einer nachstellbaren Vorschubmutter

Anmelder:

Gambin & Cie. S.a.R.L.,
Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 21. August 1953

beiden Vorschubmutterhälften bei ungleichmäßigem Anziehen der vier Einstellschrauben.

Demgegenüber ist das Ziel der Erfindung eine Vorschubeinrichtung der eingangs angegebenen Art, bei der mit großer Genauigkeit ein bestimmtes Spiel eingestellt werden kann, das während des ganzen Betriebs unverrückbar bestehenbleibt, ohne daß die zuvor geschilderten Nachteile auftreten.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch jede Vorschubmutterhälfte in ihrer Einstellung getrennt gegen den die Mutter tragenden Maschinenteil verspannende Mittel.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt die zur Einstellung eines bestimmten Spiels erforderliche Gegenkraft nicht auf das Spindelgewinde, sondern auf den die Mutter tragenden Maschinenteil. Die Einstellung eines bestimmten Spiels kann daher sehr genau mit beliebig großen Einspannkräften erfolgen.

Die auf die Flanken des Spindelgewindes wirkenden Reibungskräfte sind von diesen Einspannkräften völlig unabhängig. Eine gegenseitige Verstellung der beiden Mutternhälften, durch die die Feinheit der Einstellung verlorenginge, ist nach der Verspannung nicht mehr möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Vorschubeinrichtung, bei der die Vorschubspindel angetrieben wird,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung bei der Einrichtung von Fig. 3, wobei die obere Hälfte einer Ausführung entspricht, bei der die Einstellung des

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Spiels direkt von Hand erfolgt, während die untere Hälfte einer anderen Ausführung entspricht, bei der das Spiel fein eingestellt wird,

Fig. 3 eine schematische Gesamtansicht einer Vorschubeinrichtung ähnlich Fig. 1, bei der die Vorschubmutter angetrieben wird,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung, die zur Verwendung bei der Einrichtung von Fig. 3 bestimmt ist, und

Fig. 5 eine andere Ausführung der Vorrichtung von Fig. 4.

In Fig. 1 sieht man einen Maschinenteil 1, der längsverschiebbar in bezug auf einen anderen Maschinenteil 2 derselben Maschine ist. Den Vorschub besorgt eine Gewindespindel 3, die im Maschinenteil 1, z. B. durch Wälzlager 4, drehbar gelagert, aber in Längsrichtung (Vorschubrichtung) fest mit dem Teil 1 verbunden ist. Die Gewindespindel 3 wird durch eine geeignete Vorrichtung gedreht, die der Einfachheit halber in der Zeichnung schematisch durch zwei Zahnräder 5 und 6 und einen Antriebsmotor 7 dargestellt ist. Die Gewindespindel 3 ist im Eingriff mit einer Mutter 8, die mit dem Maschinenteil 2 fest verbunden ist. Dieses an sich bekannte Vorschubgetriebe besorgt die Relativbewegung in Längsrichtung der Maschinenteile 1 und 2 unter dem Einfluß einer Drehbewegung der Gewindespindel 3. Je nach den verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten und insbesondere der relativen Größe der Teile 1 und 2 zueinander kann der Teil 1 feststehend sein, während der Teil 2 auf 1 beweglich ist, oder es ist umgekehrt 1 auf 2 beweglich geführt.

In beiden Fällen ist die Arbeitsweise der Vorschubvorrichtung mittels der Gewindespindel 3 und der Mutter 8 gleichartig. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Mutter 8, die in Fig. 1 angedeutet ist, gemäß der Erfindung näher beschrieben. Die Mutter (die in Fig. 1 mit 8 bezeichnet wird) ist in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt, und sie wird von zwei Teilen 11 und 12 gebildet, die sich hintereinander befinden und in zylindrischen Bohrungen 13 und 14 in Teilen 15 und 16 angeordnet sind, die mit dem Maschinenteil 2 in Fig. 1, von dem die Mutter getragen wird, fest verbunden sind. Die beiden Teile 11 und 12 der Mutter können in Längsrichtung in den Bohrungen der Teile 15 und 16 gleiten, sie werden aber gegen Verdrehen in bezug auf diese Teile durch die beiden Keile 17 und 18 gesichert, die mit Gleitsitz in Nuten in den Teilen 15 und 16 eingepaßt sind.

Die beiden einander zugekehrten Enden der Teile 11 und 12 der Mutter sind je mit einem Außengewinde versehen. Diese Gewinde haben Steigungen desselben Drehsinns, aber leicht verschiedener Größe. Sie sind im Eingriff mit den entsprechenden Innengewinden einer Nachstellmutter 23, die auf ihren Außenflächen Nuten 24 aufweist, durch die man sie fassen und drehen kann. Die Nachstellmutter 23 wird seitlich zwischen den beiden einander zugekehrten Flächen der Teile 15 und 16 festgehalten, deren Abstand möglichst genau der Länge der Nachstellmutter 23 gleich ist. Die beiden Teile 11 und 12 der Mutter werden mit den Teilen 15 und 16 durch die Spannmuttern 25 und 26 — hier als Kronmuttern ausgebildet —, die auf Gewinde auf den äußeren Enden der beiden Teile der Mutter aufgeschraubt sind, fest verspannt.

Es wird nun die Arbeitsweise dieser Vorrichtung beschrieben, wobei nur der obere Teil der Fig. 2 berücksichtigt ist. Der untere Teil gibt eine Variante betreffs der Betätigung der Spann- und Einstellmuttern, auf die weiter unten hingewiesen wird. Bei der Montage, oder um ein leichtes Spiel zu beseitigen, das z. B. auf Verschleiß zurückzuführen ist, wird folgendermaßen verfahren: Man löst zuerst die beiden Spannmuttern 25 und 26, um ein Längsverschieben der beiden Teile 11 und 12 der Mutter durch eine Drehbewegung der Nachstellmutter 23 zu ermöglichen. Wegen der gleitenden Keile 17, 18 sind dabei die Mutterteile gegenseitig nicht verdrehbar. Dieses Einstellen ist präzise und feinfühlig, weil die beiden Gewinde der Nachstellmutter gleichsinnige Steigungen aufweisen und die Relativverschiebung der beiden Teile der Zugspindel auf der Differenzwirkung der verschieden großen Steigungen beruht. Die Präzision der Einstellung ist um so besser, je näher die beiden Steigungsgrößen zueinander liegen. Nach erfolgter Einstellung zieht man wieder die Spannmuttern 25, 26 an, womit die beiden Teile 11 und 12 der Mutter kraftschlüssig mit den Teilen 15 und 16 verbunden werden, so daß kein Spiel in der Verbindung zwischen der Mutter und dem Maschinenteil, von dem sie getragen wird, zu befürchten ist. Außerdem ist es auch möglich, das Nachstellen ohne vorheriges Probieren zu besorgen, wenn man auf der Nachstellmutter 23 eine Skala mit einer Teilung vorgesehen hat, die mit Hilfe eines Zeigers oder Striches 27 auf dem Teil 16 abgelesen werden kann. Man kann nämlich auf einer mit einer Teilung versehenen Trommel auf der Gewindespindel das bestehende Spiel ablesen, und man braucht dann nur, um das Spiel zu beseitigen, die Einstellmutter 23 um den entsprechenden Wert zu drehen, wobei man diesen Wert auf der Teilung mit Hilfe des Striches 27 abliest.

In der obigen Beschreibung ist angenommen, daß man direkt auf die Nachstell- und Spannmuttern wirkt. Bei manchen Ausführungen auf verschiedenen Maschinen ist aber die Mutter schwer zugänglich. In diesem Falle kann in bekannter Weise eine Fernbetätigung zur Anwendung kommen, und zwar in einer Form, die im unteren Teil der Fig. 2 abgebildet ist, wo Schnecken 31, 32 und 33 auf den Antriebswellen 34,35,36 aufgekeilt sind, die im die Zugmutter tragenden Maschinenteil drehbar gelagert sind; diese Schnecken sind mit der Nachstellmutter 37 und mit den Spannmuttern 38, 39 im Eingriff, die auf ihren Außenflächen als Schneckenräder ausgebildet sind. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist sonst genau dieselbe wie oben beschrieben; der einzige Unterschied beruht nur darin, daß die Einstell- und Spannmuttern nicht direkt von Hand verstellt werden, sondern über die Wellen und die darauf gelagerten Schnecken. Die vorbeschriebene Vorrichtung mit direkter Einstellung oder mit unmittelbarer Ferneinstellung ist anwendbar bei einem Vorschubantrieb, bei dem sich die Gewindespindel 3 in einem Maschinenteil dreht, während die Mutter 11, 12 mit dem anderen Organ fest verbunden ist. Es wird nachstehend ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorschubantriebsvorrichtung beschrieben, bei dem diesmal die Gewindespindel fest mit einem Maschinenteil verbunden ist, während die Mutter im anderen Teil, das eine Vorschubbewegung in bezug auf den ersten Teil ausführt, drehbar gelagert ist. Diese Vorrichtung entspricht der schematischen Darstellung der Fig. 3, die einen Maschinenteil 41 mit einem lösbaren Support 42 zeigt, mit dem die Gewindespindel 43 fest verbunden ist, während die Mutter 44, z. B. mit den Wälzlagern 45, in einem zweiteiligen Gehäuse 46 des anderen Maschinenteiles 47, der gegenüber dem Maschinenteil 41-42 längsverschiebbar ist, drehbar gelagert ist. Die Drehbewegung der drehbar gelagerten Mutter 44 wird

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nach Fig. 3 von einem Motor 48 über ein Zahnrad 49 und eine Verzahnung 50 auf dem Außenrand der Mutter bewirkt. Genau wie in Fig. 1 können hier je nach der Größe der Teile der Teil 42 feststehen und der Teil 47 gleitbar gelagert sein oder umgekehrt.

Die Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorschubvorrichtung mit drehbarer Mutter, wie sie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Die Gewindespindel ist mit 43 bezeichnet, und man sieht die Mutter, die wie in der Vorrichtung der Fig. 2 aus zwei auf der Gewindespindel 43 hintereinanderliegenden Teilen 44 und 45 besteht. Die beiden einander zugekehrten Enden der Teile 44 und 45 der Mutter sind je mit Außengewinden 46 und 47 versehen, die gleichsinnige Steigungen, aber leicht voneinander abweichende Größe haben; sie greifen in die entsprechenden Innengewinde einer Nachstellmutter 48 ein. Die beiden Teile 44 und 45 der Mutter liegen der eine in einer Bohrung 52 eines in einer Bohrung 54 der Nabe 55 eines Zahnritzels 50 gelagerten Ringes 53, während der andere in einer Bohrung 56 der Nabe des Ritzels 50 liegt. Der Teil 45 der Mutter wird in der Nabe 55 durch den mit der Mutter 45 fest verbundenen und in der Keilnut 58 mit Gleitsitz eingepaßten gleitbaren Keil 57 gegen Verdrehung gesichert. Der Teil 44 der Mutter ist ebenfalls in der Nabe 55 gegen Verdrehung gesichert, und zwar durch einen mit dem Teil 44 fest verbundenen und auf Gleitsitz in die Keilnut 63 des Ringes 53 eingepaßten Keil 62, wobei der Ring ebenfalls durch einen Keil 64 gegen Verdrehen in der Nabe 55 gesichert ist.

Die Nachstellmutter 48 ist gegen Längsverschiebungen in bezug auf die Nabe 55 gesichert, und zwar wird sie zwischen einer Stirnfläche 65 der Nabe und der inneren Stirnfläche des Ringes 53 gehalten, indem der Ring in Richtung der Stirnfläche 65 der Nabe 55 durch eine Druckmutter 66 gedrückt wird, die in ein Innengewinde in dem linken Ende der Nabe 55 eingeschraubt ist. Man kann also mit der Mutter 66 über den Ring 53 die Einstellmutter festspannen. Die Nachstellmutter besitzt radiale Bohrungen 67, mit Hilfe deren man sie in bezug auf die Nabe 55 drehen kann.

Die Nabe 55 besitzt zu diesem Zweck eine Aussparung 68, die sich über einen bestimmten Winkel im Bereich der Bohrungen 67 erstreckt, um diese Bohrungen zugänglich zu machen und die Einstellung zu ermöglichen. Schließlich werden die beideu Teile 44 und 45 der Mutter im Innern der Nabe 55 durch die Spannmuttern 71 und 72 festgeklemmt, die je auf dem äußeren Ende der beiden Mutternteile aufgeschraubt sind, wobei sich der erste auf der Außenseite des Ringes 53 abstützt und der zweite auf einer Schulter 73 der Nabe 55. Man sieht, daß das Ritzel 50 dem Ritzel, das in der Fig. 3 abgebildet ist, entspricht. Es dreht sich im Gehäuse 46, in dem es durch Gleitlager 74 und 75 gelagert ist, wobei das Längsspiel der gesamten Vorrichtung der drehbaren Mutter mittels der Mutter 76, die auf dem Gewinde am Ende der Nabe 55 aufgeschraubt ist, mit Zwischenschaltung von Gleitscheiben 77 und 78 eingestellt werden kann. Eine Gegenmutter 79 verhindert das Lösen der Mutter 76.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Wenn man das Spiel der beiden Teile der Mutter auf der Gewindespindel einstellen will, so braucht man nur die Einstellmutter 48 nach Lösen der Spannmuttern nachzuziehen, genauso wie in dem vorigen Ausführungsbeispiel. Zu diesem Zweck löst man erst die Mutter 66, um ein Gleiten der Nachstellmutter zu ermöglichen, dann löst man die Spannmuttern 71 und

72 genügend, um eine Längsverschiebung der beiden Teile der Mutter zu ermöglichen, dann dreht man die Nachstellmutter 48 mit Hilfe der Bohrungen 67, in die man z. B. einen Stift durch die Aussparung 68 der Nabe 55 stecken kann. Wie im vorigen Ausführungsbeispiel kann man eine Teilung auf der Mutter 48 vorsehen, die an einem Strich, der in der Aussparung 68 eingraviert wird, abgelesen wird, um so ohne Probieren das Spiel aufheben zu können. Nach erfolgter Nachstellung braucht man nur noch die drei Spannmuttern 66, 71 und 72 festzuziehen, um die beiden Teile 44 und 45 der Mutter fest mit der Nabe 55 zu verspannen.

In der Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der Vorrichtung der Fig. 4 dargestellt, die nur durch einige Details von dieser abweicht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Keilnut für den Keil 64 in dem Teil 55 auf einer Stoßmaschine erzeugt werden kann, da das Werkzeug bei jedem Hub in der Aussparung 68 ausläuft; man bevorzugt aber oft nach einer erprobten Technik eine Sicherung gegen Verdrehung mittels einer Keilwelle oder Nutenwelle, deren Flanken gerade oder in Evolventenform sein können. Diese Lösung ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 angewandt worden. Man sieht, daß der Ring 82 auf seiner Außenfläche Nuten und Federn 83 aufweist, die mit den Nuten, die in der Bohrung der Nabe 84 des Zahnritzels 50 vorgesehen sind, im Eingriff stehen. Diese Nuten werden in der Nabe 84 durch Räumen erzeugt, und da die Räumnadeln durch die Nabe gezogen werden, wurde man dazu geführt, die Schultern 65 und 73 der Nabe 55 der Lösung nach Fig. 4 in der abgewandelten Ausführung wegzulassen und einen zweiten Ring 85 vorzusehen, der dem Ring 82 gleich ist und der ebenfalls auf seiner Außenfläche Nuten und Federn 86 besitzt, die mit den Nuten 83, die in der Nabe 84 gebildet sind, im Eingriff stehen. Der Ring 86 ist auch mit einer inneren Keilnut 87 versehen, in die der Keil 57 des Mutterteiles 45 eingepaßt ist. Um den Ring 85 in Längsrichtung zu sichern, ist eine zusätzliche Spannmutter 88 vorgesehen, die der Mutter 66 ähnlich ist und die auf dem Ende der Nabe 84 aufgeschraubt ist. Die Spannmutter 72 drückt auf das Ende des Ringes 85, statt wie gemäß Fig. 4 gegen die Grundfläche 73 der Nabe 55 zu drücken. Die Vorrichtung der Fig. 5 weist noch einen anderen Unterschied gegenüber der Fig. 4 auf: man hat nämlich noch einen zusätzlichen Ring 89, der die Einstellmutter 48 umgibt, vorgesehen. Dieser Ring hat praktisch dieselbe Länge wie die Einstellmutter 48, seine beiden Grundflächen sind aber geschliffen und auf ein Maß gebracht, das ¹Z₁₀₀ bis ²Zioo mm größer ist als das der Mutter 48. Durch diese Maßnahme wird es möglich, die Einstellung, die sonst unter denselben Bedingungen erfolgt wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel, vorzunehmen, ohne vorerst die beiden Muttern 66 und 88 zu lösen; um die Mutter 48 zu drehen, genügt der Längenunterschied von Vioo bis ²Zioo mm, wobei eine leichte Reibung zwischen den Ringen 82 und 85 bestehenbleibt. Eine Aussparung 91 ist im Ring 89 vorgesehen, der mit der Aussparung 68 in der Nabe 84 übereinstimmt und durch die die Bohrungen 67 zur Aufnahme der Stange, mit der man die Einstellmutter 48 dreht, zugänglich werden. Um die Vorrichtung nachzustellen, braucht man also hier nur die zwei Muttern 71 und 72 zu lösen.

Die erfindungsgemäße Vorschubvorrichtung für einen Maschinenteil kann in allen Fällen Anwendung finden, wo eine genaue und sichere Verstellung des

Maschinenteiles auf einer geraden Führung erwünscht ist. Diese Vorrichtung kann besonders zweckmäßig für den Vorschub der Schlitten auf Werkzeugmaschinen verwendet werden, wie z. B. bei Fräsarbeiten und beim Zahnradschneiden, insbesondere beim sogenannten Gleichlaufarbeiten und bei Kopierarbeiten.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorschubeinrichtung mit einer Vorschubspindel und einer nachstellbaren Vorschubmutter, die aus zwei hintereinander auf der Vorschubspindel sitzenden und ohne gegenseitige Winkelverstellung in axialer Richtung verschiebbaren und in ihrer Einstellung verspannbaren Teilen besteht und bei der die Nachstellung zur Beseitigung des Spiels durch das Drehen einer Einstellmutter erfolgt, die gleichzeitig auf den beiden mit Außengewinden versehenen Vorschubmutterteilen aufgeschraubt ist, gekennzeichnet durch jede Vorschubmutterhälfte in ihrer Einstellung getrennt gegen den die Mutter tragenden Maschinenteil verspannende Mittel.

2. Vorschubeinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das äußere Ende as jeder Vorschubmutterhälfte (11, 12 bzw. 44, 45) eine Spannmutter (25, 26 bzw. 71, 72) aufgeschraubt und jede Spannmutter gegen einen Teil (15, 16; 53, 55; 82, 85) des die Vorschubmutter tragenden Maschinenteils festspannbar ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der beiden die Mutter (48) axial festlagernden Teile (53, 55; 82, 85) einstellbar ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (53, 82) ein Ring ist, der axial gleitbar in dem die Vorschubmutter tragenden Maschinenteil angeordnet und mittels eines Schraubrings (66) gegen die Nachstellmutter (48) andrückbar ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmutter (48) von einem Abstandsring (89) umgeben ist, dessen axiale Länge um V₁₀₀ bis ²Z₁₀₀ mm größer als die Länge der Einstellmutter ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 38 503, 593 821,

687 508; USA.-Patentschriften Nr. 2119 705, 2 345194,

2 371045; Schlesinger, Die Werkzeugmaschinen, S. 681.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 680/160 12.60