DE2350761B2 - Antriebsvorrichtung für die Längsbewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Längsbewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens mit einer Kugelumlaufspindel, deren Kugeln unter Druck in einer Zahnleiste laufen, die von halbschalenförmigen Profilstücken gebildet wird und als Führung für die Kugelumlaufspindel dient, wobei der aus der Zahnleiste herausragende Teil der Spindel mit einem Gehäuse bedeckt ist, das halbringförmig und mit dem beweglichen Schlitten der Werkzeugmaschine verbunden ist.

Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (CH-PS 4 56 260) sind die Profilstücke an einer gesonderten Halterung mittels Schrauben befestigt, die ihrerseits wieder an einem Gestell der Werkzeugmaschine befestigt ist. Diese Befestigung ist relativ aufwendig und wenig steif, was bei hohen Belastungen zu Ungenauigkeiten in der Positionierung des Schlittens führt. Außerdem können bei dieser Befestigung der Profilstücke Herstellungstoleranzen der Profilstücke selbst und andere Ungenauigkeiten einer bestimmten Werkzeugmaschine nicht berücksichtigt bzw. kompensiert werden, so daß die Genauigkeit der Positionierung des Schlittens bei den heutigen Präzisionsanforderungen auch insoweit unzureichend ist.

Bei einer anderen bekannten Antriebsvorrichtung (DE-OS 20 43 918) sind die Profilstücke der Zahnleiste am Schlitten mit Hilfe von Schrauben und Paßstiften befestigt und fixiert. Die Paßstifte greifen hierbei in Blindbohrungen im Schlitten und können daher nicht verstellt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Antriebsvorrichtungen zu vermeiden und eine kompakte und steife Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die einzelnen Profilstücke unter Berücksichtigung vorgegebener Ungenauigkeiten sehr genau zueinander montiert werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die die Zahnleiste bildenden Profilstücke mit

ίο etwas Abstand voneinander unmittelbar auf den plan geschliffenen Oberflächen eines Gestells der Werkzeugmaschine befestigt sind und jeweils mindestens einen im eingebauten Zustand zugänglichen, der Einstellung der Profilstücke dienenden Stift aufweisen, der nahe der Stirnfläche des Profilstückes angeordnet ist Die direkte Befestigung der Profilstücke an dem Gestell der Werkzeugmaschine gibt der Antriebsvorrichtung eine große Steifigkeit. Temperaturschwankungen haben auf die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung kaum einen Einfluß. Darüber hinaus können die einzelnen Profilstücke durch die erfindungsgemäße Einstellstifte unter Berücksichtigung vorgegebener Ungenauigkeiten sehr genau zueinander montiert werden, so daß der Gewindeschritt zwischen den einzelnen Profilstücken mit großer Genauigkeit eingehalten und eine genaue und kontinuierliche Verlagerung der Spindel und damit des Schlittens erzielt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Antriebsvorrichtung, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung und Anordnung der Lagergehäuse bzw. Lager für die Spindel sind in den Unteransprüchen angeführt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einer Teildraufsicht eine zwischen das Gestell einer Werkzeugmaschine und ihren beweglichen Schlitten eingesetzte Vorrichtung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der beiden Profilstücke, die die Zahnleiste bilden, und

F i g. 3 einen Axialschnitt durch die Spindel.

Profilstücke in Form von Halbschalen 1 sind unmittelbar an dem festen Maschinengestell 2 angebracht. Die Oberflächen 3 und 4 des Maschinengestells sind derart geschliffen, daß ihre Oberflächengestalt eine sehr genaue Anbringung der Halbschalen 1 ermöglicht, die mittels Schrauben oder Gewindebolzen befestigt sind, die in Bohrungen 5 eingesetzt sind, die quer zu den Profilstücken verlaufen.

F i g. 1 zeigt die Halbschalen 1 in der Stellung, in der

so sie die Zahnleiste bilden, sowie ein halbringförmiges Gehäuse 6, das mit dem beweglichen Teil der Werkzeugmaschine eine Einheit bildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zahnleiste vertikal angebracht und die Kugelumlaufspindel 7 bewegt sich auf einer Reihe von Kugeln 8 mit dem halbringförmigen Gehäuse 6 und einem beweglichen Schlitten 19, mit dem das Gehäuse verbunden ist. Die Vorrichtung ist derart gestaltet, daß das Gehäuse eine konstante radiale Vorspannkraft R während der Bewegung des Schlittens auf die Kugelspindel ausübt; dieser Zustand ist wesentlich, um eine Spielfreiheit und die maximale axiale Starrheit der Kugelumlaufspindel aufrechtzuerhalten.
Wesentlich ist weiterhin, daß jedes Profilstück 1, das die Zahnleiste bildet, mit Einstellstiften 9 versehen ist, die nahe der Stirnfläche angeordnet sind, wie in F i g. 2 gezeigt. Der Abstand »d« zwischen der Achse 10 des Einstellstiftes und der Stirnfläche 11 jedes Profilstücks

ist genau vorbestimmt, so daß man fehlerlos den Abstand »D« zwischen zwei Einstellstiften 9 ausrechnen kann. Wenn man den Wert »A< kennt, ist es ohne Schwierigkeiten möglich, eine Tabelle aufzustellen, die für jeden bestimmten Fall den Abstand angibt, der zwischen zwei Einstellstiften bestehen soll, die an zwei benachbarten Profilstücken angebracht sind. Damit ist es möglich, sofort und ohne die Notwendigkeit von Versuchen die genaue Stellung der Profilstücke zueinander festzulegen und eine genaue Einstellung der Abstände »«< einzuhalten, die zwischen den Profilstükken bestehen, und eine genaue Fortsetzung der Gewindeschritte zwischen den verschiedenen Profilstücken zu gewährleisten.

Wie man besonders aus F i g. 3 erkennt, ist die axiale Starrheit der Lager der Spindel dadurch erreicht, daß jedes Lagergehäuse 12 zwei axiale Befestigungspunkte aufweist, die deren Verformung oder Federung vermeiden. Der erste Befestigungspunkt wird durch die Verbindung jedes Lagergehäuses mit der Stirnfläche 6| des halbzylindrischen Gehäuses 6 gebiluet, wobei Verbindungsstifte 13 eingesetzt sind. Der zweite Befestigungspunkt der Lagergehäuse 12 wird durch eine sich selbst festlegende Mutter 14 gebildet, die auf einem Ende 15 der Spindel 7 unbeweglich angebracht ist. Diese Mutter übt eine Vorspannkraft auf zwei axiale Lagerringe 16 aus; durch diesen Zusammenbau wird eine einheitliche und starre Baugruppe aus vier mechanischen Elementen gebildet, nämlich dem halbzylindrischen Gehäuse 6, der Spindel 7 und den beiden Lagergehäusen 12. Dadurch wird auch jede Verformung im Bereich der Lager in den mit 17 und 18 bezeichneten Zonen ausgeschlossen.

Die Lager sind als Wälzlager ausgebildet und werden von zwei entgegengesetzten axialen Lagerringen 16 gebildet, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel Rollenlager sind, die gewählt wurden, weil sie mit einem diametral entgegengesetzt angeordneten doppelten Rollensatz 20 den Vorzug aufweisen, daß sie viel höhere axiale Kräfte übertragen als herkömmliche Wälzlager.

Es ist möglich, die Führung der Kugelumlaufspindel dadurch noch zu verbessern, daß man zwischen den beiden Axialrollenlagern ein Lager 21, insbesondere ein Wälzlager einsetzt, das in unmittelbarer Berührung mit einem Laufzapfen 22 oder Kugelumlaufspindel steht.

Dieses Rollenlager 21 kann aber auch weggelassen werden, wenn die Spindel durch die Kugeln ausreichend geführt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für die Längsbewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens mit einer Kugelumlaufspindel, deren Kugeln unter Druck in einer Zahnleiste laufen, die von halbschalenförmigen Profilstücken gebildet wird und als Führung für die Kugelumlaufspindel dient, wobei der aus der Zahnleiste herausragende Teil der Spindel mit einem Gehäuse bedeckt ist, das halbringförmig und mit dem beweglichen Schlitten der Werkzeugmaschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zahnleiste bildenden Profilstücke (1) mit etwas Abstand voneinander unmittelbar auf den plan geschliffenen Oberflächen eines Gestells (2) der Werkzeugmaschine befestigt sind und jeweils mindestens einen im eingebauten Zustand zugänglichen, der Einstellung der Profilstücke dienenden Stift (9) aufweisen, der nahe der Stirnfläche (11) des Profiistückes angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der beide Enden der Spindel in Lagergehäusen aufgenommen sind, die mit dem halbringförmigen Gehäuse verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagergehäuse (12) an der Stirnfläche (6,) des halbringförmigen Gehäuses (6) befestigt und an der Spindel (7) axial unbeweglich angebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Lagergehäuse (12) eingesetzten Lager von zwei axialen Rollenlagern (16) gebildet werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wälzlager (21) zwischen den beiden axialen Rollenlagern (16) angeordnet ist.