Hestermann, Jörg-oliver (Bergstrasse 26 Herzogenaurach, 91074, DE)
Beschreibung Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung in Teleskopbauweise für eine Werkzeugmaschine, mit einem äußeren Rohr, einem darin eingesteckten, als Tauchrohr bezeichneten inneren Rohr und einer Gewindespindel, die an einem Ende ein Festlager aufweist, über welches sie in dem äußeren Rohr drehbar gelagert und axial gehalten ist, und die auf einem Teil ihrer Länge von dem inneren Rohr umgeben ist, wobei eine auf die Gewindespindel aufgeschraubte Spindelmutter mit dem inneren Rohr fest verbunden ist.
Eine Werkzeugmaschine mit als Teleskoparme ausgebildeten Vorschubein- richtungen ist aus der Druckschrift WO 97/45 230 bekannt. Für diese Vor- schubachsen in Teleskopbauweise ist jeweils auch die Bezeichnung Ge- lenkarmeinheit (GLAE) gebräuchlich. Es können Kugel-oder Rollengewinde- triebe verwendet sein. Die zugehörige Gewindespindel wird angetrieben.
Aus der Druckschrift US 5 259 710 A ist eine Vorschubeinrichtung der ein- gangs genannten Art mit einer fest-frei-Lagerung der Gewindespindel bekannt.
Im Bereich eines Antriebsmotors, mit welchem die Spindel gekuppelt ist, befin- det sich eine als Axial-Radial-Lager ausgebildete Lagerung der Spindel in dem äußeren Rohr.
Bei den bekannten Anordnungen ergibt sich über den Hub der Spindelmutter ein deutlicher Steifigkeitsabfall, wie er auch bei sonstigen konventionellen fest- lose-Achslagerungen auftritt, sowie eine niedrige Grenzdrehzahl der Spindel.
Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschubeinrichtung zu schaf- fen, welche eine über den Hub des Innenrohres möglichst gleichmäßige (kon- stante), hohe Steifigkeit aufweist. Da bei solchen Vorschubeinrichtungen für Werkzeugmaschinen das Tauchrohr oder Innenrohr die Gewindespindel in der Regel vollständig umschließt, soll eine Lösung gefunden werden, bei welcher von dem freien Spindelende zu dem Festlager der Spindel ein Kraftschluß her- gestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Spin- delmutter und dem inneren Rohr ein weiteres, die Gewindespindel umgeben- des, als Reckrohr bezeichnetes Rohr eingefügt ist, welches ein zweites Festla- ger für die Gewindespindel mit dem an dem äußeren Rohr angeordneten Festlager verbindet. Das Reckrohr kann mit Längsschlitzen zum Durchtritt von Nasen versehen sein, über die die Spindelmutter mit dem inneren Rohr ver- bunden ist.
Auf diese Weise stellt das Reckrohr den Kraftfluß von dem zweiten Festlager zu dem am äußeren Rohr angeordneten ersten Festlager her. Die Gewinde- spindel ist damit fest-fest gelagert. Dadurch wird ihre Steifigkeit längs des Hu- bes des inneren Rohres und damit die Steifigkeit der gesamten Vorrichtung gleichmäßiger und höher. Zudem erlaubt die fest-fest-Lagerung eine höhere Drehzahl der Spindel, was wiederum die Verwendung einer kleineren Steigung der Spindel erlaubt. Infolge der kleineren Steigung ist die Spindelmutter steifer.
Dadurch kann die Steifigkeit des Systems nochmals erhöht werden.
Durch die fest-fest-Lagerung der Spindel bleibt also die Steifigkeit über dem gesamten Hub höher und gleichmäßiger, die erste biegekritische Drehzahl wird erhöht, dadurch sind kleinere Steigungen mit höherer Steifigkeit bei gleicher Verfahrgeschwindigkeit möglich. Bei kardanischer Endlagerung an dieser Stre- be kann eventuell auf das Außenrohr verzichtet werden. Die Führung des inne- ren Rohres oder Tauchrohres kann über eingeschliffene Führungsbahnen er- folgen.
Beschreibung der Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen : Figur 1 Eine erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung in perspekti- vischer aufgeschnittener Darstellung ; Figur 2 ein exemplarisches Schaubild des Steifigkeitsverlaufs von zwei Gelenkarmeinheiten in Abhängigkeit vom Hub.
Eine erfindungsgemäße Vorschubeinrichtung enthält ein äußeres Rohr 1, in welchem ein inneres Rohr 2 eingesteckt und teleskopisch ausfahrbar geführt ist. Das Ausfahren des inneren Rohres 2 bewirkt eine angetriebene Gewinde- spindel 3. Diese ist in das äußere Rohr 1 und gleichzeitig teilweise in das inne- re Rohr 2 eingesteckt und an einem Ende des äußeren Rohres 1 in einem er- sten Festlager 4 drehbar gelagert. Das Festlager 4 ist als Axial-Radial-Lager ausgebildet, so daß die Gewindespindel 3 sich gegenüber dem äußeren Rohr 1 in Längsrichtung nicht bewegen kann.
An dem Längsende der Gewindespindel 3, welches von dem ersten Festlager 4 abgewandt ist, befindet sich in dem inneren Rohr 2 ein zweites Festlager 5 für die Gewindespindel 3. Dieses ist über ein Reckrohr 6 mit dem ersten Festlager
4 verbunden. Das Reckrohr 6 ist in dem inneren Rohr 2 angeordnet und umgibt die Gewindespindel 3, hält zu dieser jedoch einen im Querschnitt ringförmigen Abstand ein.
Auf die Gewindespindel 3 ist eine Spindelmutter 7 aufgeschraubt. Diese befin- det sich zwischen der Gewindespindel 3 und dem Reckrohr 6. Die Spindel- mutter 7 ist mit Nasen 8 an einem Ende des inneren Rohres 2 befestigt. Zu diesem Zweck sind in dem Reckrohr 6 Längsschlitze 9 angeordnet, durch wel- che die Nasen 8 hindurchragen. In Figur 1 ist nur ein Längsschlitz 9 mit einer Nase 8 zu erkennen, es sind aber zwei am Umfang des Reckrohres 6 gegen- überliegende Längsschlitze 9 mit Nasen 8 vorgesehen.
Bei der Drehung der Gewindespindel 3 gegenüber dem festen äußeren Rohr 1 verschiebt sich die Spindelmutter 7 längs der Gewindespindel 3 und bewegt über die Nasen 8 das innere Rohr 2 aus dem äußeren Rohr 1 heraus, bzw. in dieses hinein, je nach Drehrichtung der Gewindespindel 3.
Figur 2 zeigt in einem Schaubild den Unterschied der Steifigkeiten zweier Vor- schubeinrichtungen in Abhängigkeit von dem Hub des jeweiligen inneren Roh- res 2 oder Tauchrohres gegenüber dem festen äußeren Rohr 1. Die untere Kurve mit der Bezeichnung Tr-)-f stellt die Steifigkeit einer vorbekannten Vor- schubeinrichtung ohne zweites Festlager dar, während die obere Kurve mit der Bezeichnung Tr-f-f die Steifigkeit einer erfindungsgemäßen Vorschubeinrich- tung mit dem zweiten Festlager 5 darstellt. Die Bezeichnung Tr bezieht sich auf das Tauchrohr, I auf Loslager und f auf Festlager.
Bezugszahlenliste 1 Äußeres Rohr 2 Inneres Rohr 3 Gewindespindel 4 erstes Festlager 5 zweites Festlager 6 Reckrohr 7 Spindelmutter 8 Nase 9 Längsschlitz
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