Patentanwalt
-..&igr;. L, XA, 4 Düsseldorf, den 18.12.198o
Uipl.-lng. n. Wangemann stre»mannstrae« 28
Dratdner Bank, Düsseldorf, Kto. 51-419 655 F#rnruf 36 " 31
Postsdieek-Konto. Köln 168812 _ &Dgr;. «.
Meine Akte Nr. 5992a W/Lo
Herr Dr. Robert Gärtner. Freiherr vom Stein Strasse 8, 65o8
Butzbach/Hessen.
Drehmaschine, insbesondere Horizontal-Drehbank.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmaschine der im Gattungsbegriff
des Hauptanspruches genannten Art.
Derartige Drehmaschinen sind bekannt. Bei Horizontal-Drehbänken z.B. wird der Längsvorschub für das Gewindeschneiden des
das Werkzeug tragenden Bettschlittens durch die Leitspindel mit Hilfe einer zweiteiligen Schloßmutter bewirkt. Das Verstellen
der Schloßmutternirile erfolgt hierbei gegen und von
der Längsachse der Gewindespindel fort, wozu die beiden Schloßteile durch Exzenter, Kulissensteuerung o.dgl. Elemente gleichmäßig
aufeinander zu oder voneinander fort bewegt werden.- Diese Art von Kupplung von Maschinenteilen mit einer Spindel ist bei
andersartigen Drehmaschinen in gleicher oder ähnlicher Weise möglich oder gegeben.
Diesen bekannten Ausführungsformen von Drehmaschinen mit einem in kuppelnden Eingriff mit einer Gewindespindel zu bringenden
Getriebeglied gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad des aus dem Getriebeglied und der Gewindespindel
bestehenden Antriebes der Drehmaschine zu stei-
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gern und den Abnutzungsgrad der miteinander in Eigriff stehenden
Teile der Gewindespindel und des Getriebegliedes zu vermindern, d.h. über einen langen Zeitraum eine bleibende Spielfreiheit
zu erzielen. Die hierbei zur Anwendung gelangenden Mittel sollen konstruktiv einfach und problemlos bedienbar
und zu warten sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Merkmale
der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches.
An sich sind Antriebe aus einer Gewindespindel, einem inneren im Querschnitt im wesentlichen trapezförmigem Rippenring, einem
Außenring sowie einem zwischen diesen Ringen angeordneten Wälzlager hinlänglich bekannt, z.B. aus der DE-OS 28 39 92o. Aus
dieser Druckschrift ist es ferner auch bekannt, das Getriebeglied aus dem Rippenring, dem äußeren Ring sowie dem Wälzlager
an Federelementen anzuordnen, die dafür sorgen, dass der Rippenring in innige Anlage an den entsprechenden Flankenbereichen
des Gewindes der Gewindespindel kommt.- Durch die DE-OS 27 25 o54 ist ein Schraubengetriebe bekannt, bei welchem die Einheit
"aus Rippenring, äußerem Ring und Wälzlager um eine senkrecht zur Spindellängsachse gelegene Achse schwenkbar ist.- Insoweit
sollen diese Merkmale von einem Einzelschutz (Elementenschutz) ausgenommen sein.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Antriebsteile der erfindungsgemäßen Drehmaschine dargestellt und zwar zeigt
Fig. 1
bis 3 die Gewindespindel sowie die diese umgebende Ringeinheit im Quer- und teilweisem Längsschnitt, wobei in Fig. 1
und 3 die Ringeinheit ausgekuppelt und in Fig. 2 eingekuppelt ist,
Fig. 4 die Darstellung des Eingriffes des Rippenringes einer Ringeinheit in einen Gewindegang der Gewindespindel,
Fig. 5 eine Ringeinheit aus einem Innenring mit zwei trapezförmigen
Rippenringen,
Fig. 6 die federnde Anordnung der die Spindel umgebenden Ringeinheit,
Fig. 7 ein Antriebsglied mit einer Verstellvorrichtung,
Fig. 8
und 9 zwei in eine gemeinsame Gewindespindel eingreifende Ringeinheiten mit verschiedenen Verstelleinrichtungen,
Die in Fig. 1 dargestellte Gewindespindel 1 weist ein Trapezgewinde
2 auf; der Kern der Gewindespindel ist mit der Bezugsziffer 3 versehen.- Die Gewindespindel ist von einer Ringeinheit
5 eng umgeben, die aus einem Innenring 6, einem Wälzlager
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und einem Außenring 8 besteht. Im einzelnen weist der Innenring einen trapezförmigen Rippenring 9 auf, der von einem Flachring
1o gehalten ist oder aber mit diesem eine Einheit bildet, der
seinerseits eine Schulter 11 und eine Ringnut 12 aufweist, in die ein Spreng- oder Haltering 13 eingesetzt ist. Zwischen
diesem und der Schulter 11 wird der Innenring 14 des Wälzlagers 7 gehalten, dessen Wälzkörper 15 von dem Außenring 16 umschlossen
sind, der seinerseits durch eine Schulter 17 und einen Halte- oder Sprengring 18 des Außenringes 8 gehalten wird.
Der Rippenring 9 des Innenringes 6 der Ringeinheit 5 besitzt einen Flankenwinkel, der dem Flankenwinkel des Gewindes 2 der
Gewindespindel 1 entspricht. Die Höhe/des Rippenringes 9 ist derart gewählt, dass zwischen dem Kern 3 der Gewindespindel
und dem Kopf des Rippenringes 9 ein geringer Zwischenraum 2o belassen ist, wenn die Flanken des Rippenringes an den Gewindeflanken
anliegen, wie dies Fig. 4 zeigt. Ein gleicher oder ähnlicher Zwischenraum 21 ergibt sich zwischen dem Außenumfang
des Gewindes 2 der Spindel und dem Innenumfang des Rippenringes 9, wenn die Teile ihre koaxiale entkuppelte Lage nach Fig.
1 und 2 einnehmen. Der Außendurchmesser R des Gewindes 2 der Gewindespindel 1 und der Innendurchmesser Rj des Rippenringes
"9 der Ringeinheit 5 sind nur wenig unterschiedlich gewählt, so dassder Zwischenraum kleingehalten wird. Der jeweilige Flankenabschnitt
des sich drehenden Rippenringes 9 wälzt sich auf dem entsprechenden Flankenabschnitt des Gewindes 2 der Gewindespindel 8 ab, ohne hierbei eine abnutzende Reibung zwischen den
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Teilen zu erzeugen.- Die Verstellung der Ringeinheit 5 gegenüber der Gewindespindel 1 w.ird untenstehend noch näher erläutert.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird die Ringeinheit 5 durch einen Innenring 26 gebildet, der mit zwei Rippenringen
29, 29a versehen ist, die gemeinsam an dem Flachring 32 angebracht sind oder mit diesem eine Einheit bilden. Zwischen der
Schulter 31 und dem Spreng- oder Haltering 33 ist das Wälzlager
27 angeordnet, das wiederum von dem Außenring 28 umschlossen ist. Die Ringeinheit nach Fig. 5 besitzt im übrigen
den gleichen Aufbau und die entsprechende Wirkungsweise wie die Ringeinheit nach Fig. 1 bis 4.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Ringeinheit 5 von einem Rahmen 34 aus Federstahl umschlossen, wobei der Außenring
8 durch zwei Zapfen 35, 36 um die Achse 37 schwenkbar ist, die in Verstellrichtung der Ringeinheit 5 gegenüber der Spindel
1 gelegen ist, so dass sich die Ringeinheit 5 der Steigung der Gewindespindeln anzupassen vermag.- Der Federrahmen 34
ist in Richtung des Doppelpfeiles 38 verstellbar, so dass die
Ringeinheit 5 entweder, wie in Fig. 6 dargestellt ist, in Ein-"griff
mit der Gewindespindel 1 gebracht werden kann oder aber der Antrieb aus Gewindespindel und Ringeinheit entkuppelt ist,
wobei die Ringeinheit und die Gewindespindel konzentrisch zueinander gelegen sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
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Zum Verstellen der Ringeinheit 5 gegenüber der Gewindespindel 1 kann, wie aus Fig. 7 erkennbar ist, eine gabelförmige Einrichtung
38 dienen, die eine Führungsstange 39 aufweist, an
der in bestimmtem Abstand zwei Tragarme 4o, 41 drehfest und unverschieblich angeordnet sind. Die Jeweils freien Enden der
TRagarme 4o, 41 weisen Lagerzapfen 42, 43 auf, an denen die Ringeinheit 5 um die Achse 44 schwenkbar angebracht ist. Die
Verstellung der Einheit 38 in Richtung der Pfeile 45 und damit in Richtung der Schwenkachse 44 kann mit Hilfe eines Gewindetriebes
erfolgen, der aus einem Gewindeblöckchen 46 und einer Gewindespindel 47 besteht, die in ein entsprechendes
Gewinde 48 eines Führungsansatzes 49 für die Stange 39 eingreift, der zur Längsführung dieser Stange mit einer Bohrung
5o versehen ist. Ein gleicher Führungsansatz 51 ist in Nachbarschaft des Tragarmes 4o angeordnet und ist gleichfalls mit
einer Bohrung 52 versehen, durch die das entsprechende Ende der Führungsstange 39 hindurchragt. Um ein Drehen der Tragarme
4o, 41 um die Achse 53 der Tragstange 39 zu vermeiden, kann diese mittels Nut und Feder 54 drehfest, jedoch verschieblich
an dem Teil 51 gehalten sein. Die beiden Teile 49, 51 sind an einem Abschnitt 55 der Drehmaschine angeordnet. Durch Verstellen
der Spindel 47 kann die um die Achse 44 schwenkbare Ringeinheit 5 in und außer Eingriff mit der Gewindespindel 1 gebracht
werden, d.h. in einen gekuppelten (wie in Fig. 7 dargestellt) oder einen entkuppelten Zustand.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind zwei Ringeinheiten
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5 und 5a einer Spindel 1 derart zugeordnet, dass die beiden Ringeinheiten 5, 5a durch eine gemeinsame Vorrichtung verstellbar
sind, jedoch diametral der Gewindespindel 1 gegenüberliegend ihre Verstellbewegung in Richtung ihrer Schwenkachsen ausführen.
Bei der Darstellung in Fig. 8 sind beide Ringeinheiten 5 und 5a entkuppelt. Zur gemeinsamen gleichmäßigen Verstellbewegung der
beiden Ringeinheiten gegenüber der Gewindespindel 1 dienen zwei auf einer gemeinsamen Welle 56 angeordnete hinter- bzw. nebeneinander
gelegene Exzenter 57, 58. Jedem der beiden Exzenter ist je ein Gabelstück 59, 59a zugeordnet, das mit einem Schenkel
6o oberhalb und mit einem Schenkel 61 unterhalb des auf gleicher Höhe gelegenen Exzenters gelegen ist. Das Gabelstück
59 ist an der Führungsstange 62 befestigt, die in der Bohrung 63 eines Drehmaschinenteils 64 und in der Bohrung 65 eines
weiteren Maschinenteils 66 in Längsrichtung undrehbar längsgeführt ist. An der Führungsstange 62 sind die Tragarme 67 und
68 unverschieblich und undrehbar gehalten, zwischen denen die
Ringeinheit 5 mittels der Drehzapfen 69, 7o gehalten ist, die in Verstellrichtung der Einheit 5 liegen. Bei Verstellen des
Gabelstückes 59 durch den Exzenter 56 wird die Stange 62 längsverstellt, wodurch die beiden Tragarme 67, 68 bewegt werden, an
denen durch die Zapfen 69, 7o die Ringeinheit 5 schwenkbar angeordnet
ist. Die Anordnung der Teile, die mit dem Exzenter 58 zusammenwirken, sind in gleicher Weise ausgebildet. Es finden
Tragarme 71, 72 und eine Führungsstange 73 Anwendung.
Die beiden Exzenter 57, 58 sind wie Fig. 8 erkennen läßt, der-
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art winkelmäßig gegeneinander versetzt, dass die vorstehend beschriebene gegenläufige Verstellbewegung der beiden Ringeinheiten
5, 5a gegenüber der gemeinsamen Spindel gegeben ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 greifen wiederum zwei Ringeinheiten
5, 5a von zwei Seiten in das Gewinde der Gewindespindel 1 ein. Die Verstellbewegung der beiden Ringeinheiten 5,
5a' wird hierbei durch zwei parallele zweiarmige Hebel 80 beidseits
der Spindel 1 bewirkt, von denen in Fig. 9 lediglich der dem Beschauer zugewandte Hebel erkennbar ist, während der zweite
Hebel hinter der Gewindespindel 1 gelegen ist. Die beiden Hebel
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sind an Tragsäulen gehalten.
Ein Brückenstück kann die beiden Hebel parallel zur Spindel 1 verbinden, das einen Ansatz trägt, an dem eine Zug- oder Druckstange
angreift. Hierdurch werden die beiden Hebel 80 gemeinsam in die geneigte Lage 80' verschwenkt und die beiden Ringeinheiten
5, 5a aus ihrer in ausgezogener Linie dargestellten Lage
-en
in Fig. 9 in die Stellung 5', 5a1 bewegt.
Unabhängig von der federnden Anordnung der Ringeinheiten nach Fig. 6 können die Verstellmittel derart in ihrer Endlage ge-Kalten
werden, daß die Ringeinheit oder Ringeinheiten in eingekuppeltem Zustand unter Druck in das Gewinde der Gewindespindel
gedrückt wird. Zusätzlich oder statt dessen können Federmittel vorgesehen werden, die dieses Hineindrücken des Rippenringes
oder der Rippenringe in dem Gewindegang beginnende Spindel hervorrufen. So können z. B. bei der Ausführungsform nach Fig. 7
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zwischen der Ringeinheit 5 und den Lagerarmen AO, 41 eine
oder mehrere Blattfedern angeordnet werden. Gleiches gilt von Federn zwischen den Armen 67, 68 und 71, 72 der Ausbildungsform
nach Fig. 8.
Die vorstehende Beschreibung von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Antriebes der Drehmaschine läßt erkennen, daß abgesehen von dem Vorteil des Abwälzens der Ringrippe
auf den Gewindeflanken der Gewindespindel und damit der Erzielung einer langen andauernden Spielfreiheit der Antrieb
aus einfach herstellbaren wie auch leicht wartungsfähigen Teilen besteht.
Patentanwalt
Dipl.-Ing. H. Wangemann
Dresdner Bank, Düsseldorf, Kto. 51-419 655
Postsdiedi-Konro: Köln 1688 12
Dr. R. Gärtner
4 Düsseldorf, den 18.12.198o
Stresemannstra6e 28
Fernruf 36 35 31
Meine Akte Nr. 5992a W/Lo
nsprüche
1) Drehmaschine, insbesondere Horizontal-Drehbank, mit einer Gewindespindel und einem mit dieser in kuppelnden Eingriff
zu bringenden Getriebeglied, dadurch gekennzeichnet, dass das ein- und auskuppelbare Getriebeglied eine in Richtung
der Gewindesteigung der Gewindespindel (1) geneigte, gegen und von der Längsachse der Gewindespindel fort verstellbare,
aus einem inneren, im Querschnitt im wesentlichen trapezförmigen Rippenring (9) und einem Wälzlager (7) mit
Außenring (8) bestehende geschlossene Ringeinheit (5» 5a) ist, die die Spindel umfaßt.
2) Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringeinheit (5, 5a) rechtswinklig zur Spindellängsachse
verstellbar ist.
3) Drehmaschine nach Anspruch 1+2ydadurch gekennzeichnet, dass
der Außendurchmesser (R) der Gewindespindel (1) um einen Luftspalt (21) kleiner als der Innendurchmesser (Rj) des
Rippenringes (9) ist.
4) Drehmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flankenwinkel des Spindelgewindes (2) dem Flanken-
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winkel des Rippenringes (9) entspricht.
5) Drehmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlage des Rippenringes (9) an den Flanken des
Spindelgewindes (2) ein geringer Zwischenraum (2o) zwischen Spindelkern (3) und Rippenring (9) vorhanden ist.
6) Drehmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rippenring (9) in Richtung seiner Verstellbewegung
gegen die Spindel (i)unter Druck- oder Zugspannung steht.
7) Drehmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rippenring (9) federnd gegen die Gewindespindel (1)
drück- oder ziehbar ist.
8) Drehmaschine nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rippenring
(9) um eine in Richtung seiner Verstellbewegung gelegene Achse (37, 44) schwenkbar ist.
9) Drehmaschine nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rippenring
(9) gegenüber seiner Halte- und Verstellvorrichtung kardanisch gelagert ist, wobei eine Schwenkachse in Richtung
der Verstellbewegung des Rippenringes (9) gelegen ist.
1o) Drehmaschine nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der
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Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rippenring (9) in derselben Ripgeinheit (5) ein zweiter paralleler
Rippenring zugeordnet ist.
11) Drehmaschine nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringeinheit
(5) im Abstand eine zweite, der Spindel diametral gegenüberliegende Ringeinheit (5a) zugeordnet ist und
beide Ringeinheiten durch eine gemeinsame Verstelleinrichtung betätigbar sind.