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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE DEVICE FOR SEVERAL UNITS OF A MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/014014
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive drive device for several units of a machine has an inertia drive with an inertia drive spindle (1) driven by a motor, and several inertia drive nuts (2), said nuts being fitted on the inertia drive spindle (1) and being allocated to the units. The inertia drive nuts (2) are each arranged in the housings of the units in such a way that they can turn but cannot be displaced axially. During the rest phase of a particular unit, the inertia drive nut (2) is solidly connected to the inertia drive spindle (1) with a first positive and/or nonpositive fit. For the movement phase of the aggregate, the nut (2) is disconnected from the spindle (1) and is solidly connected to the housing with a second positive and/or nonpositive fit.

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Inventors:
THOMAS VOLKER (DE)
HARZBECKER CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP1998/005791
Publication Date:
March 25, 1999
Filing Date:
September 11, 1998
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GES FORSCHUNG (DE)
THOMAS VOLKER (DE)
HARZBECKER CHRISTIAN (DE)
International Classes:
B23Q5/40; B23Q37/00; B23Q41/00; F16H25/20; (IPC1-7): B23Q5/40; B23Q41/00; F16H25/20
Foreign References:
US4977788A1990-12-18
DE4432308A11996-03-14
DE4113629A11992-10-29
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 13, no. 485 (M - 887) 6 November 1989 (1989-11-06)
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING MEINIG & PARTNER (Kurfürstendamm 170 Berlin, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Antriebsvorrichtung für mehrere Aggregate einer Maschine mit einem Schraubtrieb, der eine on einem Motor angetriebene Schraubtriebspindel (1) sowie mehrere auf der Schraubtriebspindel (1) sitzende, den jeweiligen Aggregaten zugeordnete Schraubtriebmuttern (2) aufweist, die jeweils in Gehäusen (6) der Aggregate drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagert sind, wobei in der Ruhephase des jeweiligen Aggregates die ihm zu geordnete Schraubtriebmutter (2) aber eine erste formund/oder kraftschlüssige Verbindung mit der Schraubtriebspindel (1) in Wirkverbindung steht und für die Bewegungsphase des jeweiligen Aggregates die erste formund/oder kraftschlüs sige Verbindung gelöst wird und die Schraub triebmutter (2) aber eine zweite formund/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Gehäuse (6) des jeweiligen Aggregates in Wirkverbindung bringbar ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite form und/oder kraftschlüssige Verbindung durch Kupp lungen und/oder Bremsen realisierbar sind.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite formund/oder kraftschlüssige Ver bindung durch einen ersten und einen zweiten Reibschluß realisiert sind.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste formund/oder kraftschlüssige Verbindung durch eine unter Vorspannung stehende Bremse (10) her stellbar ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Vorspannung ste hende Bremse von einer gegen die Vorspannung wirkenden Vorrichtung (16) zum Lösen der Bremse lösbar ist.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich tung zum Lösen der Bremse gleichzeitig die zwei te formund/oder kraftschlüssige Verbindung herstellt.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ge häuse (6) und Schraubtriebmutter (2) Wälzlager (5) angeordnet sind.
8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als eine um die Schraubtriebspindel (1) herum angeordnete axial verschiebbare Hülse (10) aus gebildet ist, die an ihrem Umfang in Gewindegän ge (26) der Spindel (1) eingreifende Gewindeste ge aufweist, aber die ein Kraftschluß herstell bar ist.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspan nung für die Bremse (10) von mindestens einer Feder (24) geliefert wird, die den ersten Reib schluß zwischen Bremse (10) und Schraubtrieb spindel (1) und Bremse (10) und Schraubtriebmut ter (2) sicherstellt.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich tung zum Lösen der Bremse (10) als ein mit einem Druckmedium beaufschlagbarer, axial verschieb barer Ringkolben ausgebildet ist.
11. Antriebsvorrichtung nahc Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben und Schraub triebmutter (2) bzw. mit letzterer fest verbun denen Zwischenelementen bei Druckbeaufschlagung des Kolbens (16) die zweite formund/oder kraftschlüssige Verbindung sichergestellt wird und das Gehäuse (6) des Aggregates bei Antrieb der Schraubtriebspindel (1) zusammen mit der Schraubtriebmutter (2), der Bremse (10) und dem Kolben (16) axial verschoben wird.
12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse bzw. mit diesem verbundene Zwischenelemente (15) mit mindestens einem Mitnehmer oder Führungsbol zen (23) verbunden sind, der in mindestens eine im Ringkolben vorgesehene entsprechende Ausneh mung eingreift.
13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ringkolben (16) und Gehäuse (6) bzw. mit diesem fest verbundenen Zwischenelementen (15) unter Vorspannung mindestens eine Feder (24) einge setzt ist.
14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraub trieb als Wälzschraubtrieb ausgebildet ist.
Description:
Antriebsvorrichtung für mehrere Aggregate einer Ma- schine Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für mehrere Aggregate einer Maschine.

Aus der DE 44 32 308 C2 ist eine Antriebsvorrichtung für Nebenaggregate, wie Reitstock oder Lünette, einer CNC-Drehmaschine bekannt, bei der neben der lagegere- gelten Hauptschubachse für einen Längs-und Quer- schlitten eine als Schraubspindel ausgebildete zu- sätzliche lagegeregelte Vorschubachse parallel zur Hauptvorschubachse angeordnet ist. Die als Schraub- spindel ausgebildete Vorschubachse wird durch einen weiteren Antriebsmotor angetrieben, und eine Mutter mit Verdrehsicherung und einer Kupplungseinrichtung zur Mitnahme der Nebenaggregate ist auf der Schraub- spindel angeordnet. Die Mutter mit Kupplungseinrich- tung wird jeweils unter das zu verschiebende Neben- aggregat gefahren, und ein im Nebenaggregat vorhande- ner Mitnehmerbolzen wird ausgefahren und in die Kupp- lungseinrichtung eingerastet. Umgekehrt wird durch Ziehen des Mitnehmerbolzens die Mitnahme des Neben- aggregats unterbrochen.

Diese bekannte Antriebseinrichtung hat den Nachteil, daß immer nur ein Aggregat positioniert bzw. mitge- nommen werden kann, während die anderen während die- ser Zeit ortsfest bleiben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für mehrere Aggregate einer Ma- schine zu schaffen, mit der die Aggregate gleichzei- tig oder unabhängig voneinander einzeln oder auch in Gruppen positioniert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Dadurch, daß auf der Schraubtriebspindel mehrere den Aggregaten zugeordnete Schraubtriebmuttern vorgesehen sind und die Schraubtriebmutter eines jeden zu posi- tionierenden Aggregates in einem fest mit dem Aggre- gat verbundenen Gehäuse drehbar aber axial unver- schiebbar gelagert ist, wobei durch Mittel, wie Kupp- lungen und/oder Bremsen, die eine form-und/oder kraftschlüssige Verbindung realisieren, das jeweils zu betätigende Aggregat eine Wirkverbindung zur Spin- del hergestellt ist, während für dasjenige Aggregat, das während dieser Zeit in Ruhe bleiben soll, die Wirkverbindung gelöst wird und statt dessen eine form-und/oder kraftschlüssige Verbindung der Mutter mit der Spindel hergestellt wird, die ein Umlaufen der Mutter mit der Spindel bewerkstelligt und somit ein unkontrolliertes Verdrehen der Mutter aus- schließt, können die auf einer Spindel sitzenden Ag- gregate unabhängig und/oder gleichzeitig positioniert werden.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnah- men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse- rungen möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung, beispielsweise für eine Drehmaschine mit Reitstock, Lünettenschlitten und dergleichen, näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Spindel mit einer auf der Spindel sitzenden angetriebenen Einheit. Die in der Figur teilweise dargestellte Antriebsvorrichtung weist eine Wälz- schraubtriebspindel 1 auf, auf der eine Mehrzahl von mit den jeweiligen Aggregaten verbundenen angetriebe- nen Einheiten sitzt. Eine der angetriebenen Einheiten ist in der Figur im Detail dargestellt. Die Schraub- triebspindel 1 wird von einem nicht dargestellten Motor drehend angetrieben.

Jede angetriebene Einheit weist eine Wälzschraub- triebmutter auf, die aber Kugeln 25 in Gewindegängen 26 axial verschoben werden kann. Die Schraubtriebmut- ter 2 ist in einer Hülse 3 aufgenommen und über Schrauben 4 mit ihr fest verbunden. Auf den Schrauben 4 zwischen Hülse 3 und Schraubtriebmutter 2 sind je- weils Paßscheiben 7 angeordnet, die erforderlich sind, um die Schraubenlöcher der Schraubtriebmutter 2 und der Hülse 3 zur Deckung bringen zu können. Die Hülse 3 ist aber Wälzlager 5 im Gehäuse 6 des zugehö- rigen Aggregates gelagert. Auf ein Ende der Hülse 3 ist eine Spannmutter 8 aufgeschraubt, die durch min- destens eine Sicherungsschraube gesichert wird und die die Wälzlager 5 festlegt. Der aber die Hülse 3 herausragende Teil der Spannmutter 8 ist zylinderför- mig ausgebildet, und in diesen Zylinder greift ein Teil einer hülsenförmigen Bremse 10 ein, die axial um einen kleinen Betrag verschiebbar ist, aber durch eine Paßfeder 11 verdrehsiher gelagert ist. In der Schraubtriebmutter 2 zugewandten Stirnfläche der hül- senförmigen Bremse 10 ist mindestens eine Bohrung vorgesehen, die als Aufnahmebohrung für eine Feder 12 dient. Vorzugsweise sind über den Umfang der Bremse 10 mehrere Aufnahmebohrungen und mehrere Federn 12

angeordnet. Die Federn stützen sich an einer Scheibe 13 ab, die zwischen Stirnfläche der Bremse 10 und Hülse 3 liegt. Die hülsenförmige Bremse 10 ist auf ihrem Innenumfang mit einem spindelförmigen Gewinde- steg 17 versehen, der in die Gewindegänge 26 der Schraubtriebspindel 1 eingreift.

Am Gehäuse 6 des zugeordneten Aggregates ist aber Schrauben 14 ein Zylinder 15 befestigt, der gleich- falls die Wälzlager 5 sichert und in dessen Hohlraum ein Ringkolben 16 angeordnet ist, der aber Dichtung 18,19 abgedichtet ist. Ein mit Schrauben 20 am Zy- linder 15 befestigter Zylinderboden 21 begrenzt zu- sammen mit dem Zylinder 15 und dem Ringkolben 16 ei- nen Raum 22 für ein Druckmedium, vorzugsweise für Hydrauliköl. In der zum Zylinderboden 21 entgegenge- setzten Stirnfläche des Ringkolbens 16 ist mindestens eine Ausnehmung 27 vorgesehen, in die ein mit dem Zylinder 15 verbundener Führungsbolzen 23 eingreifen kann. In dem Zylinder 15 sind vorzugsweise mehrere Aufnahmebohrungen vorgesehen, in die Federn 24 unter Vorspannung eingesetzt sind, die sich an dem Zylinder 15 und an dem Ringkolben 16 abstützen.

In den Ruhepausen für das Aggregat sorgt die aber die Federn 12 mechanisch betätigte Bremse dafür, daß die Wälzschraubtriebmutter 2 aber Reibschluß fest mit der Wälzschraubtriebspindel 1 verbunden ist. Dazu drücken die Federn 12 einerseits gegen die Scheibe 13, so daß ein Kraftschluß zwischen Hülse 3, Scheibe 13 und Fe- dern 12 gegeben ist, und andererseits gegen die hül- senförmige Bremse 10 derart, daß, wie im Detail X gezeigt wird, der Gewindesteg 17 an der der Schraub- triebmutter 2 abgewandten Gewindeflanke der Gewinde- gänge 26 der Schraubtriebspindel 1 kraftschlüssig

anliegt. Durch diesen (ersten) Reibschluß zwischen den genannten Teilen ist die Wälzschraubtriebmutter 2 mit der Wälzschraubtriebspindel 1 verbunden, und bei sich drehender Schraubtriebspindel dreht sich somit die Schraubtriebmutter 2 ohne Schlupf mit, wodurch das dazugehörige Aggregat (Gehäuse 6) nicht verscho- ben wird und ortsfest bleibt.

Wenn das jeweilige Aggregat positioniert werden soll, wird das Druckmedium-vorzugsweise Hydrauliköl- aber nicht dargestellte Verbindungen in den Ölraum 22 geleitet, wodurch sich der Ringkolben 16 nach rechts bewegt, nach einem kurzen Weg die Bremse 10 erreicht und diese gegen den Druck der Federn 12 weiter nach rechts mitnimmt, bis er an der Spannmutter anliegt.

Zwischen Ringkolben 16 und Spannmutter 8 entsteht ein (zweiter) Reibschluß, der ein gegenseitiges Verdrehen verhindert. Da der Ringkolben 16 aber den Mitnehmer bzw. Führungsbolzen 23 zum Zylinder 15 gegen Verdre- hen gesichert ist, besteht nun eine feste Verbindung zwischen der Wälzschraubtriebmutter 2 und dem Gehäu- se 6. Gleichzeitig besteht keine Anlage mehr zwischen dem Gewindesteg 17 der Bremse 10 und den Gewindeflan- ken der Gewindegänge 26 der Wälzschraubtriebspin- del 1.

Wenn der Hydraulikdruck im Ölraum 22 wieder abge- schaltet wird, schieben die Federn 12 die Bremse 10 so weit nach links, bis der Gewindesteg 17 wieder an der linken Gewindeflanke der Gewindegänge 26 der Schraubtriebspindel 1 anliegt. Die Federn 24 schieben den Ringkolben 16 noch weiter nach links, so daß sich Ringkolben 16 und Spannmutter nicht mehr berühren.

Im obigen Ausführungsbeispiel werden Reibschlüsse zur Herstellung von Verbindungen zwischen Schraubtrieb- mutter und Schraubtriebspindel bzw. Gehäuse beschrie- ben. Selbstverständlich sind andere kraft-und form- schlüssige Verbindungen, die durch Kupplungen, Brem- sen oder dergleichen realisiert werden können, an- wendbar.