DE3207163A1

DE3207163A1 - Kugelumlaufspindelanordnung

Info

Publication number: DE3207163A1
Application number: DE19823207163
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokyo Teramachi
Original assignee: Individual
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1982-02-27
Publication date: 1982-12-09
Also published as: IT1147628B; DE3207163C2; IT8247816A0; FR2501816A1; GB2094930B; US4438986A; GB2094930A; FR2501816B1

Description

3201163

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kugelumlaufspindelanordnung, die eine Kugelkeilwelleneinheit für einen genauen langsamen Vorschub enthält, als solche, wie auch einen Kraftübertragungsmechanismus, der diese Kugelumlaufspindelanordnung umfaßt.

Im einzelnen betrifft die Erfindung eine KugelumlaufSpindelanordnung, die auch als Kugelschraubenanordnung bezeichnet werden kann und in der sich Kugelumlaufspindelmuttern mittels der Drehung einer Welle mit einer vorbestimmten Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit, welche durch den Ganghöhenunterschied der entsprechenden Schrauben auf der Welle bestimmt wird,vorwärts oder rückwärts bewegen. Weiter betrifft die Erfindung außerdem eine Kraftübertragung, in der die KugelumlaufSpindelanordnung bzw. die Kugelschraubenanordnung verwendet ist und mit der ein genauer langsamer Vorschub lediglich mittels einer einzigen Welle sichergestellt wird.

Die oben verwendete Bezeichnung "Kugelumlaufspindelmutter" bedeutet eine vorgespannte KugelumlaufSpindelmutter.

Derartige vorgespannte Kugelumlaüfspindelmuttern zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Genauigkeit bei der Vorwärts- und Rückwärtsverschiebung, verminderte Reibungskraft, leichte Drehung und lange Lauflebensdauer bzw. Betriebslebensdauer aus (siehe die Fig. 4a und 4b).

Die Bezeichnung "Kugelkeilwelleneinheit¹¹, wie sie vorstehend verwendet wird, bedeutet eine Einheit, welche eine Keilwelle, eine äußere Hülse und eine Anzahl von dazwisehen eingefügten Kugeln umfaßt, so daß eine freie axiale

Verschiebbarkeit der Keilwelle sichergestellt ist, während ein Rotationsdrehmoment von der Keilwelle auf die äußere Hülse übertragbar ist (siehe Fig. 3a und 3b).

Weiter ist eine stationäre Kugelumlaufspindelmutter, wie sie vorstehend angegeben ist, derart, daß sich der Mutternteil nicht durch die Drehung der Kugelumlaufspindel bewegt bzw. nicht durch die Drehung der Kugelumlaufspindel mitgedreht wird.

Eine konventionelle Schalteinrichtung für einen schnellen Vorschub oder einen genauen langsamen Vorschub weist einen Geschwj.ndigkeitsänderungsmechanismus auf, in dem eine Mehrzahl von Zahnrädern in einer komplizierten Weise vorgesehen ist, einen Verbundmechanismus, in dem eine Kombination von Zahnrädern und einer Schnecke sowie einem Schneckenrad vorgesehen ist, wobei sich deren Achsen rechtwinklig oder dergleichen erstrecken. Es wurde jedoch festgestellt, daß eine solche konventionelle Einrichtung einen komplizierten Aufbau hat und einen beträchtlich yroßen bzw. breiten Raum erfordert, was zu vielen Schwierigkeiten bei der Sicherstellung eines sehr genauen Vorschubs führt.

Weiter ist ein konventioneller Kraftjübertragungsmechanismus aus einer Anzahl von komplizierten Teilen oder Komponenten aufgebaut und erfordert einen komplizierten Vorschubaufbau. Infolgedessen ist es schwierig, den gesamten Übertragungsmechanismus in kompakter Weise auszubilden, und darüber hinaus ist es besonders schwierig, einen genauen Vorschub sicherzustellen, und zwar aufgrund von Totgang/ Genauigkeitsfehlern und anderen Faktoren, die durch den komplizierten Aufbau und die Notwendigkeit, viele Teile oder Komponenten zu verwenden, verursacht werden.

Aufgrund einer Anordnung, bei der eine Kraftübertragung für eine Vorwärts- oder Rückwärtsverschiebung von Schneidwerkzeugen, Tischen oder Werkstücken mittels eines komplizierten Mechanismus bewirkt wird, wie beispielsweise mittels eines Zahnradmechanismus, eines Riemenmechanismus, eines Kettenmechanismus, eines Gliedmechanismus, eines Nocken- bzw. Steuerkurvenmechanismus oder dergl., ist es schwierig, eine einzige Welle zum Zwecke der Kraftübertragung im Hinblick auf den Nachteil, daß die gesamte Anordnung größer wird, vorzusehen. Zusätzlich zu der vorstehenden Schwierigkeit, diese Welle in die Anordnung einzufügen, ist es nicht leicht, die Inspektion und Wartung durchzuführen.

Es ist bereits bekannt, daß eine einzige Welle Schrauben aufweist, die auf deren beiden Seiten im Abstand voneinander vorgesehen sind, und diese Schrauben befinden sich in Schraubeingriff mit Muttern, von denen eine fest an einer Basis befestigt ist, während die andere in einen Schieber eingefügt ist, der auf der Basis angebracht ist. Es wurde jedoch gefunden, daß diese konventionelle Mutter, die sich in Schraubeingriff mit der Welle befindet, den Nachteil eines hohen Reibungskoeffizienten hat, der es schwierig macht, die Anordnung mit kleiner Eingangsleistung anzutreiben.

Infolgedessen wird mit der Erfindung ein Kraftübertragungsmechanismus zur Verfügung gestellt, der eine einzige Welle aufweist, die aus zwei Schrauben besteht, welehe jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, und aus einer Kugelkeilwelle, die am bzw. im rückwärtigen Endteil der Welle angeordnet ist, wobei sich diese Schrauben mittels der Drehung der Welle mit einer Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit vorwärts oder rückwärts bewegen 5 können, die dem Ganghöhenunterschied zwischen den Schrau-

ben entspricht, so daß dadurch ein langsamer und ein sehr langsamer Vorschub sichergestellt werden.

Außerdem wird mit der Erfindung ein Kraftübertragungsmechanismus zur Verfugung gestellt, der eine einzelne bzw. einzige Welle umfaßt, die aus zwei Schrauben besteht, welche jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, und aus einer Kugelkeilwelle, die am bzw. im rückwärtigen Endteil der Welle angeordnet ist, wobei sich diese Schrauben durch die Drehung der Welle in einer stationären Kugelumlaufspindelmutter, die so gesteuert wird, daß sie frei drehbar ist, oder fest gehalten wird, vorwärts oder rückwärts drehen können, so daß dadurch ein langsamer und sehr langsamer Vorschub mit einer Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit sichergestellt werden, welche dem Ganghöhenunterschied zwischen den beiden Schrauben entspricht.

Die Kugelumlaufspindelanordnung bzw. eine Kugelschraubenanordnung, die das in besonders vorteilhafter Weise ermöglicht, zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß sie eine Kugelkeilwelleneinheit zur Sicherstellung eines genauen langsamen Vorschubs enthält, die in der Weise gekennzeichnet ist, daß die Anordnung eine einzelne bzw. einzige Welle umfaßt, welche aus zwei Teilen besteht, von denen der eine als Keilwelle ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben enthält;, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Schrauben, die eine unterschiedliche Ganghöhe haben, in Schraubeneingriff mi'. einer entsprechenden Kugelumlaufspindelmutter sind und die Kugelkeilwelleneinheit auf der Keilwelle angebracht ist.

Weiter wird gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ein Kraftübertragungsmechanismus zur Sicherstellung einos genauen langsamen Vorschubs mit einer Kugelumlaufspindel-

anordnung bzw. einer Kugelschraubenanordnung, die eine Kugelkeilwelleneinheit enthält, zur Verfugung gestellt, wobei die Kugelumlaufspindelanordnung bzw. die Kugelschraubenanordnung eine einzelne bzw. einzige Welle umfaßt, die aus zwei Teilen besteht, von denen der eine als eine Keilwelle ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben enthält, welche in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Schrauben, die eine unterschiedliche Ganghöhe haben, in Schraubeneingriff mit einer entsprechenden Kugelumlaufspindelmutter sind und die Kugelkeilwelleneinheit auf der Keilwelle angebracht ist, wobei die Kugelumlauf spindelmuttern eine stationäre Kugelumlaufspindelmutter und eine bewegbare KugelumlaufSpindelmutter umfassen, von denen die stationäre Kugelumlaufspindelmutter in einem Gehäuse gehaltert ist, während die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter an einem sich bewegenden Teil befestigt ist; die Kugelkeilwelleneinheit ist drehbar am bzw. im rückwärtigen Teil des Gehäuses angeordnet, wobei ein Ringteil auf der Keilwelle vorgesehen und ein Drehantriebsteil am äußeren Umfang der Kugelkeilwelleneinheit angebracht ist.

Weiter wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein KraftÜbertragungsmechanismus zur Verfugung gestellt, der Schrauben aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei dieser Kraftübertragungsmechanismus eine einzelne bzw. einzige Welle umfaßt,die aus zwei Teilen besteht, von denen der eine als eine Keilwelle ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben aufweist, die jeweils eine unterschiedliche' Ganghöhe haben, wobei sich ferner diese Schrauben in Schraubeingriff mit stationären und bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern befinden, von denen die stationäre Kugelumlaufspindelmutter in einem Gehäuse ge-

- ίο -

halten wird, während sich die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter mittels der Drehung der Welle vorwärts oder rückwärts bewegen kann, wobei eine Verbindungseinrichtung mittels mechanischer oder elektromagnetischer Betätigung so gesteuert wird, daß mittels der einzelnen bzw. einzigen Welle ein schneller Vorschub, ein grober Vorschub, ein langsamer Vorschub oder ein genauer Vorschub sichergestellt wird.

Schließlich wird gemäß einem noch anderen Aspekt der Erfindung ein Kraftübertragungsmechanismus zur Verfügung gestellt, der Schrauben aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei der Kraftübertragungsmechanismus eine einzelne bzw. einzige Welle aufweist, die aus zwei Teilen besteht, von denen einer als eine Keilwelle ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben enthält, die jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei diese Schrauben in Schraubeingriff mit einer Mehrzahl von entsprechenden stationären und bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern sind, von denen die bzw. eine stationäre Kugelumlaufspindelmutter in einem Gehäuse gehalten wird, während sich die bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern mittels der Drehung der Welle vorwärts oder rückwärts bewegen können, wobei ferner eine Verbindungseinrichtung mittels mechanischer oder elektromagnetischer Betätigung so steuerbar ist, daß ein schneller Vorschub, ein grober Vorschub, ein langsamer Vorschub oder ein exakter Vorschub mittels der einzelnen bzw. einzigen Welle sichergestellt wird, und wobei schließlich die eine Schraube in der Mehrzahl von wegbaren Kugelumlaufspindelmuttern eine Ganghöhe hat, die kleiner als diejenige der Schraube in einer bzw. der stationären Kugelumlaufschraubenmutter ist, während eine bzw. die andere Schraube in der Mehrzahl von bewegbaren Schraubenmuttern bzw. Kugelumlauf-

spindelmuttern eine Ganghöhe hat, welche kleiner als diejenige der einen bzw. erstgenannten Schraube in der Mehrzahl von bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern ist.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig. 1 bis 10 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:
10

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht eines Kraftübertragungsmechanismus gemäß der Erfindung, welche den grundsätzlichen Aufbau desselben veranschaulicht; 15

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht eines Kraftübertragungsmechanismus gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung;
20

Fig. 3 eine Kugelkeilwelleneinheit, wie sie bevorzugt im Rahmen der Erfindung verwendet wird, wobei Fig. 3a eine Querschnittsansicht derselben längs der Linie A-A der Fig. 3b ist, während Fig. 3b eine teilweise im Schnitt dargestell

te Vorderansicht: der Kugelkeilwelleneinheit ist, deren obere Hälfte im Schnitt gezeigt ist;

Fig. 4 eine Kugelumlaufspindelmutter, wie sie bevorzugt im Rahmen der Erfindung verwendet wird,

wobei Fig. 4a eine Vorderansicht derselben ist, während Fig. 4b eine Längsschnittansicht derselben längs der Linie; A-A der Fig. 4a ist;

Fig. 5 eine Schnittansicht der Kugelumlaufspindelan-

32U7163

Ordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, worin die Anordnung nach der Erfindung bei einem Tisch einer Werkzeugmaschine angewandt ist, der sich mit einer sehr langsamen Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit bewegen kann;

Fig. 6 einen Schlagstift für eine Kugelumlaufspindelanordnung nach der Erfindung, wobei Fig. 6a eine Querschnittsansicht desselben längs der Linie A-A in Fig. 6b ist, während Fig. 6b eine Schnittansicht desselben in der Stellung ist, die er für schnellen Vorschub hat;

Fig. 7 eine Schnittansicht einer Kugelumlaufspindelanordnung nach einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung, worin die Anordnung nach der Erfindung bei zwei Tischen für eine Werkzeugmaschine angewandt ist;

Fig. 8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Kugelkeilwelleneinheit zum Zusammenbau mit einer Anordnung bzw. einem Mechanismus nach der Erfindung;

Fig.9 eine Querschnittsansicht einer Kugelumlaufspindelanordnung nach der Erfindung längs der Linie A-A in Fig. 7; und

Fig. 10 eine Längsschnittansicht einer Kugelumlai.f sp ίη-delanordnung gemäß einer weiteren Ausfühiungsform der Erfindung.

Die Erfindung sei nunmehr unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung, in denen bevorzugte Ausführungsformen ler Er-

findung veranschaulicht sind, in näheren Einzelheiten erläutert.

Mit 10 ist eine Welle bezeichnet, die an ihrem rechten Endteil eine Keilwelle 11 aufweist, während 13 eine erste Schraube bzw. Gewindespindel ist, die sich rechts von einem mittigen glatten Teil 12 befindet, wogegen 14 eine Schraube bzw. Gewindespindel ist, welche sich links von dem mittigen glatten Teil 12 befindet. 10

Die erste Schraube 13 befindet sich in Schräubeingriff mit Kugelumlaufspindelmuttern 15 und 16 vom Doppelmuttertyp (nachstehend lediglich als Kugelumlaufspindelmutter 15 bezeichnet). Die Kugelumlaufspindelmutter 15 ist bezüglich einer Zwischenlageplatte 17 (die in den Fig. 4a und 4b mit den Bezugszeichen 20 und 24 bezeichnet ist) auf beiden Seiten der letzteren angeordnet.

Auf der Keilwelle 11 ist eine Kugelkeilwelle 21 angebracht, wobei Kugeln, 50 zwischen diesen beiden Bauelementen angeordnet sind, so daß die Welle 10 mit der darauf ausgebildeten Keilwelle 11 durch die Kugelkeilwelle 21, die auch als Innenkugelkeilwelle bezeichnet werden kann, verschiebbar bzw. in Axialrichtung verlagerbar ist, so daß die Welle 10 entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn mittels der Kugeln 50 bzw. über die Kugeln 50 als Übertragungselemente gedreht werden kann, wenn eine Drehlcraft auf die Kugelkeilwelle 21 ausgeübt wird (die Keilwelle 11 und die Kugelkeilwelle 21 sind also mittels der Kugeln 50 drehfest, jedoch in Axialrichtung gegeneinander verschiebbar verbunden).

Nun sei die Betriebsweise der obigen Anordnung, die in Fig. 1 dargestellt ist, nachstehend beschrieben.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird davon ausgegangen, daß die Welle 10 mittels eines Lagers (nicht gezeigt) an ihrem in der Zeichnung linken Ende gelagert ist, und daß sie weiter mittels eines Gestells oder Gehäuses (nicht gezeigt), in dem die Kugelkeilwelle drehbar gehaltert ist, oder mittels eines Lagers, in dem eine Wellenverlängerung von der Keilwelle drehbar und hin- und herbewegbar am rechten Ende der Welle 10 gehalten ist, gelagert ist, wobei die erste und zweite KugelumlaufSpindelmutter 15 und 18 jeweils bewegbare Kugelumlaufspindelmuttern sind.

Wenn auf die Kugelkeilwelle eine Drehkraft im Geger.uhrzeigersinn (Linksdrehung) übertragen wird, während sie in einer vorbestimmten Position gehalten wird, dann wird bewirkt, daß sich die Welle 10 zusammen mit der Kucelkeilwelle 21 dreht. Wenn die Welle 10 ihre Drehung beginnt, beginnen sich gleichzeitig die erste Schraube 13 wie auch die zweite Schraube 14 zu drehen.

Wenn sich die erste und zweite Schraube 13 und 14 drehen, dann bewegen sich die erste bewegbare Kugelumlaufspindclmutter 15 wie auch die beiden zweiten bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern 18 und 19 (nachstehend lediglich als Kugelumlaufspindelmutter 18 bezeichnet) jeweils in der Richtung nach links, jedoch kommt es aufgrund des S^hraubensteigungsunterschieds, der zwischen der ersten und zweiten Schraube 13 und 14 vorhanden ist, und hier ^uch als Ganghöhenunterschied bezeichnet wird, dazu, daß die' erste Kugclumlaufspindelmutter 15 von der zweiten 13 weggetrieben bzw. -bewegt wird. Mit anderen Worten heiß·, das, daß sich aufgrund des Vorhandenseins des Ganghöhenu iteischieds die erste bewegbare Kugelumlaufspindel mutter 15, bezogen auf die Zeichnung, rückwärts nach rechts relativ zu der zweiten Kugel umlauf 5;pindelmutter 18 bewegt, /ährend sich die letztere relativ zu der ersteren vorwirts

nach links bewegt, wodurch ein Auseinandergehen (relative Verschiebung) bewirkt wird.

Zusammenfassend läßt sich daher sagen, daß ein relatives Annähern oder Auseinandergehen bewirkt wird, wenn sich die erste bewegbare Kugelumlaufspindelmutter in der oben beschriebenen Weise auf der Welle nach der zweiten hin oder von derselben weg bewegt.

Wenn daher Schneid- oder Schleifwerkzeuge fest auf Tischen befestigt sind, an denen die jeweiligen bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern fest befestigt sind, während ein Werkstück fest zwischen den beiden bewegbaren Tischen angeordnet ist, wird sichergestellt, daß auf beiden Seiten- bzw. Stirnflächen des Werkstücks gleichzeitig ein Schneid- oder Schleifvorgang mittels der Werkzeuge ausgeführt wird.

Alternativ können die Schneidwerkzeuge auch durch Arme ersetzt werden, die jeweils als ein Roboter- bzw. Fernsteuerarm dienen.

Die Fig. 2, 5, 6, 7, 9 und 10 veranschaulichen andere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, wobei in diesen Figuren diejenigen Teile oder sonstigen Elemente, die denjenigen der Fig. 1 gleichartig sind oder entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und wobei ferner aus Gründen der Vereinfachung und zur Vermeidung von Wiederholungen diese Teile und sonstigen Elemente nicht mehr näher beschrieben sind.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform nach der Erfindung ist im wesentlichen gleich ausgebildet wie diejenige der Fig. 1, jedoch mit der Ausnahme, daß eine Kugelumlaufspindelmutter stationär ist, während die andere

bewegbar ist. In der Ausführungsform nach Fig. 2 sind Kugelumlaufspindelmuttern 22 und 23 auf der ersten Schraube 13 der Welle 10 angebracht/ wobei eine Zwischenlageplatte 24 zwischen ihnen angeordnet ist.

Die Kugelumlaufspindelmuttern 22 und 23 (die nachstehend gemeinsam lediglich als Kugelum'laufspindelmutter 22 bezeichnet sind) sind in einem stationären Gehäuse 26 angebracht, und ein Flansch 25 der Kugelumlaufspindelmutter 22 ist mittels Befestigungsschrauben 27 am linken En3e, bezogen auf einen Rahmen 28 des Gehäuses 26 fest an ä^m Gehäuse 26 befestigt.

Infolgedessen ist die Kugelumlaufspindelmutter 22 eine stationäre Kugelumlaufspindelmutter, die fest in dem Gehäuse 26 gehaltert ist.

Das Gehäuse 26 hat einen erhabenen Teil, der hinter dem Rahmen 28 ausgebildet ist, und dieser erhabene Teil enthält eine größere zylindrische Oberfläche 29 und eine kleinere zylindrische Oberfläche 30 bzw. eine zylindrische Oberfläche 29 größeren Durchmessers und eine zylindrische Oberfläche 30 kleineren Durchmessers.

Auf der größeren zylindrischen Oberfläche 29 ist ein Ring

31 angebracht, der mittels einer Befestigungsschraube 34 fest daran befestigt gehalten wird. Weiter ist eine ringförmige Scheibe 33 fest an der rückwärtigen Stirnfläche

32 des Gehäuses 26 befestigt, und zwar mittels einer Befestigungsschraube 35.

Diese ringförmige Scheibe 33 ist so bemessen, daß ihr Ajßendurchmesser ein wenig größer als der Durchmesser der rückwärtigen Stirnfläche 32 des Gehäuses 26 ist. 35

Die ringförmige Ausnehmung zwischen dem Ring 31 und der ringförmigen Scheibe 33 ist von einem Flanschteil 37 eines ringförmigen Teils 36 ausgefüllt, das einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt hat, und in dem offenen Ende 38 des ringförmigen Teils 36 ist eine weitere ringförmige Scheibe 39 eingebaut, die mittels Befestigungsschrauben 40 fest an dem ringförmigen Teil 36 befestigt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist das ringförmige Teil 36 entlang dem linken ümfangsrand desselben, welcher der Stirnfläche des Rings 31 gegenüberliegt, kalibriert bzw. mit einer Meßskala versehen, wie bei 41 dargestellt.

Weiter ist an der ringförmigen Scheibe 39 ein Flansch 42 der Kugelkeilwelle 21 mittels eiher Befestigungsschraube 43 fest befestigt, und zwar an der rechten Stirnfläche der ringförmigen Scheibe 39 _r und die Kugelkeilwelle 21 ist auf der Keilwelle 10 mittels einer Anzahl von dazwischengefügten Kugeln 50 angebracht.

Mit 44 ist ein Keil bezeichnet, der dazu dient, ein ringförmiges Teil 45 fest auf der Kucfelkeilwelle. 21 montiert zu halten.
25

Ein Arm 47 eines Handgriffs 46 ist in seiner Position fest auf dem ringförmigen Teil 45 angeordnet.

Mit 48 ist ein bewegliches Teil bezeichnet, wie beispielsweise ein Tisch oder dergl., das bzw. der mittels Befestigungsschrauben 49 fest auf der beweglichen zweiten Kugelumlaufspindelmutter 18 montiert ist.

Nun sei die Betriebsweise der in Fig. 2 veranschaulichten Wellenanordnung nachstehend beschrieben.

Wenn die Welle 10 durch Betätigung des Handgriffs 46 eine Linksdrehung ausführt, dann witfd bewirkt, daß sich die Keilwelle 11 zusammen mit der Kugelkeilwelle 21 dreht, es erfolgt jedoch keine Kraftübertragung auf die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22, weil sich das im Querschnitt L-förmige ringförmige Teil 36, das fest mit dem linken Endteil der Kugelkeilwelle 21 verbunden ist, in dem ringförmig ausgenommenen Teil des Gehäuses frei- bzw. leerdreht.

Infolgedessen bewegt sich die Welle 10 nach rückwärts (bezogen auf die Zeichnung in der Richtung nach rechts), während sie durch die erste Schraube 13 in der stationären Kugelumlaufspindelmutter 22 (die fest an dem Gehäuse befestigt ist) geführt wird.

Andererseits wird, wenn die Welle 10 eine Linksdrehung ausführt, die bewegbare zweite Kugelumlaufspindelmutter 18, die in Gewindeeingriff mit der zweiten Schraube 14 auf der Welle 10 angebracht ist, nach vorwärts bewegt, d.h., bezogen auf die Zeichnung, in der Richtung nach links.

Aufgrund der Tatsache, daß die bewegbare zweite Kugelumlaufspindelmutter 18 eine kleinere Schraubensteigung b?w. Ganghöhe als die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 hat, erfolgt die Bewegung der bewegbaren zweiten Kugelumlaufspindelmutter 18 mit einer sehr niedrigen Rate bzw. einem sehr* niedrigen Betrag, die bzw. der dem Ganghohenunterschied zwischen den Schraubenmuttern 18 und 22 entspricht.

Es sei angenommen, daß die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 eine Schraubensteigung von 10,1 hat und daß die bewegbare zweite Kugelumlaufspindelmutter 18 eine Schrau-

bensteigung von 10,0 hat; das Ergebnis dieser Verhältnisse ist das, daß sich die bewegbare zweite Kugelumlaufspindelmutter 18 mit einer Feinvorschubrate bzw. einem Feinvorschubbetrag von 0,1 bewegt, die bzw. der gleich dem Unterschied zwischen den beiden vorstehenden Schraubensteigungen ist.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht, ist die Kugelumlaufspindelmutter gemäß der vorliegenden Erfindung als eine vorgespannte bzw. -belastete Kugelumlaufspindelmutter ohne jeden Totgang relativ zu einer entsprechenden Schraube bzw. Gewindespindel ausgebildet, indem sie zwei Mutterhälften aufweist, die mittels mehrerer einzelner Bolzen bzw. Schrauben zusammengebaut und gegeneinander festgezogen bzw. verspannt sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kugelkeilwelle gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, als eine vorgespannte bzw. -belastete Kugelkeilwelle ausgebildet ist, welche keinerlei winkelmäßiges Spiel bzw. keinerlei winkelmäßigen Totgang in der Drehrichtung hat, worin eine Anzahl von die Last aufnehmenden Kugeln 50 symmetrisch auf beiden Seiten von je drei Keilnuten bzw. -vorsprüngen 11 auf der Welle 10 angeordnet ist. Demgemäß ist sichergestellt, daß die Kugelkeilwelle ohne jedes Spiel zwischen der Hülse und der Keilwelle betätigt wird, wenn der Handgriff gemäß Fig. 2 gedreht wird, und daher wird eine ausgezeichnete Empfindlichkeit im Ansprechen auf die Bewegung der Kugel umlaufspindelmutter bei einer sehr niedrigen Vorschubrate bzw. einem sehr niedrigen Vorschubbetrag erzielt.

Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 5 veranschaulicht ist, ist die gleiche wie diejenige der Fig. 2, jedoch mit der Ausnahme, daß sich die stationäre Kugelumlaufspindelmutter zusammen mit der Welle

dreht, wenn ein mechanischer Umschalt- bzw. Schlagstift betätigt wird.

Ein Mutterhülsengehäuse 51 enthält einen inneren Ring 53, der darin mit Nadellagern 52 angebracht ist, die zwischen dem Mutterhülsengehäuse 51 und dem Ring 53 eingefügt sind, und weiter enthält dieser innere Ring 53 eine stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 vom Doppelmuttertyp, die darin angebracht ist.

Diese stationären Kugelumlaufspindelmuttern 22 sind auf beiden Seiten einer Zwischenlageplatte 24 und einer eine erste Schraube 13 umfassenden Welle 10 angeordnet. Die rechte Stirnfläche 56 eines Flansches 55, der sich radial von dem Mutterhülsengehäuse 51 aus erstreckt, ist koaxial in Anlage an der linken Stirnfläche 58 eines zwischenliegenden Verbindungsteils 57 angeordnet, und darüber hinaus ist ein innerer Flansch 59, der sich radial von dem zwischenliegenden Verbindungsteil 57 aus erstreckt, fest an einem Flansch 61 der stationären Kugelumlaufspindelmutter 22 befestigt. Mit 62 ist ein kappenförmiges Verbindungsteil bezeichnet, das einen Flansch und einen mittigen Hohlraum hat. Die linke Stirnfläche 64 des Flansches 63, der sich an dem einen Ende des Verbindungsteils 63 hefindet, ist in Anlage mit der rechten Stirnfläche 65 d"S zwischenliegenden Verbindungsteils 57 angeordnet.

Der Endflansch 63 des Verbindungsteils 62, das zwischenliegende Verbindungsteil 57 und der Flansch 55 des Mutternhülsengehäuses 51 sind jeweils mit Bohrlöchern 66, 67 und 68 versehen, die alle miteinander fluchtend angeordnet sind, so daß sich ein Umschalt- bzw. Schlagstift 80 durch dieselben hindurch erstrecken kann, wie aus den Fig. 5 und 6b ersichtlich ist.

Ein Endteil 69 des Verbindungsteils 62 besitzt ein durch dasselbe hindurchgebohrtes mittiges Loch 70, und außerdem ist der Endteil 69 mit einem axial vertieften Teil
73 versehen, in dem ein Flansch 72 der Kugelkeilwelle 21 angebracht und dann mittels Schrauben 71 fest an dem Teil 6 9 befestigt werden kann.

Eine Keilwelle 11 ist verschiebbar in der Kugelkeilwelle 21 angebracht, wobei eine Anzahl von Kugeln 50 zwischen
beide eingefügt ist (siehe Fig. 3).

Die Kugelkeilwelle 21 hat eine Metallbuchse 74, die auf
deren äußerem Umfang angebracht ist, und diese Metallbuchse 74 ist mittels Schrauben 76 fest in einem Lagergehäuse angebracht.

Am Endteil der Kugelkeilwelle 21 ist eine Endabdeckung angeordnet, die mittels Befestigungsschrauben fest daran befestigt ist, und diese Endabdeckung 77 hat einen Hohlraum 78, dessen Tiefe so bemessen ist, daß er gleich der Verschiebung der Welle 10 ist, die sich nach vorwärts und rückwärts bewegt, während sie gedreht wird.

Eine Keilnut ist über bzw. auf dem äußeren Umfang der Kugelkeilwelle 21 und der inneren Bohrungswand eines Kettenzahnrads 79 vorgesehen, so daß ein flacher Keil 44 fest in der Keilnut angebracht werden kann, wobei das Kettenzahnrad 79 zwischen dem Lagergehäuse und der Endabdeckung 77 angeordnet ist.
30

Weiter hat das Kettenzahnrad 79 einen ringförmigen Teil
45, der von dessen Stirnfläche in der gleichen Richtung, in der sich die Endabdeckung 77 erstreckt, vorsteht, und das untere Ende einer Verbindungsstange 47 ist fest an
dem ringförmigen Teil 45 angebracht. Mit dem oberen Ende

der Stange 47 ist ein Handgriff 46 verbunden.

Mit 80 ist ein bzw. der Umschalt- bzw. Schlagstift bezeichnet, der einen antreibenden Stift 81 und einen angetriebenen Stift 82 umfaßt. Der antreibende Stift 81 ist an einer vorbestimmten Position mit einer ringförmigen Ausnehmung 83 versehen, in die sich eine Mehrzahl von Kugeln 84 einsenken kann bzw. in die eine Mehrzahl von Kugeln 84 eingreifen kann.

Der Flansch 83 des Verbindungsteils 62 hat eine zylindrische Hülse 86, die am äußeren Endteil, der mit 85 bezeichnet ist, fest daran befestigt ist, und auf der zylindrischen Hülse 86 sind Bohrlöcher 87 vorgesehen, so daß die Kugeln 84 darin aufgenommen werden können. Um zu verhindern, daß die Kugeln 84 aus den Bohrlöchern 87 heraas- und herabfallen, ist eine zylindrische Abdeckung 88 als Kappe über der Hülse 86 vorgesehen, wobei eine Schrauben-

i
feder 54 am linken Ende derselben angeordnet ist.

Am rechten Ende des antreibenden Stifts 81 ist ein /anschlag 89 vorgesehen, der auch als Druck-Zug-Vorrichtung dient. Wenn der antreibende Stift 81 durch die Bohrlöcher 66 und 67 des Verbindungsteils 63 und des zwischenl.egenden Verbindungsteils 57 verschoben wird, gelangt der Anschlag 89 in Eingriff mit dem Endteil 90 der zylindrischen Abdeckung 88, so daß er und damit der Stift 81 in der Bewegung nach links, bezogen auf Fig. 5, angehalten werden.

Andererseits ist der angetriebene Stift 82 mittels ι ines Flansches 91, der an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, in zwei Teile unterteilt, von denen sich der rechte Teil des angetriebenen Stifts 82 durch ein Br.hrloch 92 des Gehäuses sowie durch die Bohrlöcher 67 i.nd 68

des Flansches des Mutternhülsengehäuses 51 und des zwischenliegenden Teils 57 erstreckt, während der linke Teil des Stifts 82 in einem Federgehäuse 93 aufgenommen ist, wobei sich eine darin befindliche Schraubenfeder 94 in Anlage an dem Flansch 91 befindet.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Umschalt- bzw. Schlagstift 80 mittels der Schraubenfeder 94 normalerweise in die Richtung nach rechts gedrückt wird. 10

Nun sei die Betriebsweise der vorstehenden Anordnung nachfolgend beschrieben.

Zunächst wird der antreibende Stift 81 in der, bezogen auf die Zeichnung, iinken Richtung mit Druck beaufschlagt. Infolgedessen bewegt sich der, angetriebene Stift 82 zusammen mit dem antreibenden'Stift 81 nach links, während ihre Stirnflächen in Eingriff miteinander bleiben, bis sie sich in einer Position befinden, in der die rechte Stirnfläche 56 des Flansches 55' des Mutterhülsengehäuses 51 die linke Stirnfläche 58 des jswischenliegenden Verbindungsteils 57 berührt. ;,

Dann wird, wenn die Weile 10 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, das Verbindungsteil &2 zusammen mit der Kugelkeilwelle 21 gedreht, wobei das zwischenliegende Verbindungsteil 57 mittels des Umschalt- bzw. Schlagstifts 80 in der gleichen Drehrichtung gedreht wird. Infolgedessen werden die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 wie auch die Welle 10 gleichzeitig zusammen mit dem zwischenliegenden Verbindungsteil 57 gedreht. Zunächst wird keine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Welle 10 mittels der stationären Kugelumlaufspindelmutter 22 bewirkt, aber sobald die Welle 10 anläuft, wird sie durch die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter 19 geführt bzw. verscho-

ben, so daß sie eich, bezogen auf die Zeichnung, nach rechts bewegt, und gleichzeitig bewegt sich die bewegbare Kugelumlaufspindelinutter 19, bezogen auf die Zeichnung, vorwärts nach links, und zwar aufgrund des Schraubensteigungsunterschieds zwischen den beiden Kugelumlaufspindelmuttern.

Solange der antreibende Stift 81 in der in Fig. 5 dargestellten Position angeordnet ist, dreht sich die stationäre Kugelumlaufspindelinutter 22 nicht zusammen mit der Welle 1.0.

Da die Betriebs- bzw. Wirkungsweise der bewegbaren KugclumlaufSpindelmutter 19 ziemlich die gleiche wie im Falle der Anordnung nach Fig. 2 ist, ist hier keine Wiederholung der Beschreibung der diesbezüglichen Vorgänge erforderlich.

Als nächstes sei die Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die in Fig. 7 dargestellt ist; diese Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die Ausführungsform nach Fig. 5, jedoch mit der Ausnahme, daß die Betätigung des Umschalt- bzw. Schlagstifts elektromagnetisch bewirkt wird und daß eine dritte Schraube 96 in einem vorbestimmten Abstand von der zweiten Schraube 14 vorgesehen ist. Diese dritte Schraube 96 hat eine Schraubensteigung bzw. Ganghöhe, die kleiner als diejenige der zweiten Schraube 14 ist, und auf der zweiten und dritten Schraube 14 und 96 ist ein erster bzw. zweiter Tisch 97 bzw. 98 montiert, und zwar unter Zwischenfügung von Kugelumlaufspindelmuttern.

Zunächst wird der antreibende Stift 81, bezogen auf die Zeichnung, in der Richtung nach rechts betätigt. Infolgedessen bewegt er sich zusammen mit dem angetriebenen Stift 82 nach rechts, bis die Stirnflächen dieser beiden

Stifte in der Position angeordnet sind, in welcher die linke Stirnfläche 64 des Verbindungsteils 62 die rechte Stirnfläche 65 des 2wischenllegenden Verbindungsteils 57 berührt.

Dann wird, wenn eine Drehung der Kugelkeilwelle 21 im Gegenuhrzeigersinn mittels einer Drehung des Handgriffs 4 6 oder einer Betätigung des Schrittmotors 95 bewirkt wird, die Welle 10 zusammen mit der Kugelkeilwelle 21 gedreht, wodurch das Verbindungsteil 62, das mit der Kugelkeilwelle 21 an seinem rechten Ende verbunden ist, mit der gleichen Drehgeschwindigkeit gedreht wird.

Da die linke Stirnfläche 65 des Endflansches 63 des Verbindungsteils 62 nur in Drehgleitkontakt mit der rechten Stirnfläche 64 des zwischenliegenden Verbindungsteils 57 gebracht ist, wird keine Kraftübertragung auf die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 bewirkt.

Infolgedessen bewegt sich die Welle 10 nach rückwärts (bezogen auf die Zeichnung nach rechts), während sie von der stationären Kugelumlaufspindelmutter 22 (die fest an dem Gehäuse befestigt ist) geführt wird.

Weiter bewegt sich, wenn sich die Welle 10 während ihrer Linksdrehung nach rückwärts bewegt, die bewegbare Schraubenmutter 18 bzw. Kugelumlaufspindelmutter 18 (die eine kleinere Schraubensteigung als die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 hat), welche sich in Schraübeneingriff mit der zweiten Schraube 14 befindet, die ihrerseits koaxial und integral bzw. einstückig mit der Welle 10 ist, vorwärts, d.h., bezogen_:auf die Zeichnung, nach links.

,-r

Tm einzelnen bewegt sich die Welle 10 mittels der statio-

nären Kugelumlaufspxndelmutter 22 um eine Ganghöhe nach rückwärts, aber die bewegbaren Schraubenmuttern 18 und 19 bzw.Kugelumlaufspindelmuttern 18 und 19 bewegen sich mittels der zweiten Schraube 14 um eine Ganghöhe nach vorwärts, wobei die zweite Schraube 14 eine Ganghöhe hat, welche kleiner als diejenige der ersten Schraube 13 ist.

Es sei angenommen, daß die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 eine Ganghöhe von 10,1 hat, während die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter 18 eine Ganghöhe von 10,0 hat; infolgedessen wird die Bewegung der letzteren mit einer sehr niedrigen bzw. langsamen Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit bewirkt, welche dem Ganghöhenunterschied von 0,1 entspricht. Infolge dieser Verhältnisse bewegt sich der erste Tisch 97 mit einer sehr langsamen Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit bzw. mit einem sehr geringen Vorschubbetrag nach vorwärts.

Die bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern 99 und 100 (die nachstehend zusammenfassend lediglich als Kugelumlaufspindelmuttern 99 bezeichnet sind), welche die Form einer Doppelmutter haben, die sich in Schraubeneingriff mit der dritten Schraube 96 befindet, bewegen sich ebenfalls in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, nach vorwärts.

Infolgedessen bewegt sich die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter 99 mit einer sehr feinen Vorschubrate bzw. einem sehr feinen Vorschubmaß vorwärts, die bzw. das dem Ganghöhenunterschied gegenüber der ersten Schraube 13 entspricht, und dadurch bewegt sich der zweite Tisch 98, der von der bewegbaren Schraubenmutter 99 getragen v/ird, mit einer sehr langsamen Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit nach vorwärts.

Auf diese Weise nähern sich der erste und zweite Tisch relativ zueinander in Ansprechung auf die Rückwärtsbewegung der Welle 10 mit einer Geschwindigkeit, die dem Ganghöhenunterschied zwischen beiden bzw. zwischen ihren beiden Schrauben entspricht.

Im Gegensatz hierzu bewegt sich die Welle 10, wenn sie im Uhrzeigersinn (in der Rechtsrichtung) gedreht wird, um eine Ganghöhe vorwärts, dagegen bewegen sich der erste und zweite Tisch mittels der zweiten und dritten Schraube 14 und 96 um eine Ganghöhe nach rückwärts.

Der erste und zweite Tisch 97 und 98 enthalten bzw.besitzen Linearlager 101, die auf den beiden Seiten angeordnet und mittels Schrauben fest an der unteren Oberfläche dieser Tische befestigt sind. Die Linearlager-101 sind verschiebbar auf Spurbetten bzw. -stangen 102 montiert (siehe Fig. 9).

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, werden die Spurbetten bzw. -stangen 1Q2 fest auf einem Träger 103 gehalten, der gegenüber dem Gehäuse 26 erhöht ist, und zwar erfolgt die Halterung mittels eines Halters 104 und Schrauben 105.

Vorausgesetzt, daß Schneidwerkzeuge (nicht gezeigt) fest auf dem ersten und zweiten Tisch 97 und 98 angeordnet sind, ist es möglich, einen Schneidvorgang an beiden Seitenwänden eines Werkstücks 3 05 dadurch zu bewirken, daß die Schneidwerkzeuge in entgegengesetzten Richtungen, die durch Pfοi!markierungen a und a¹ angedeutet sind, gleichzeitig verschoben werden.

Als nächstes wird, wenn der antreibende Stift 81 nach rechts, bezogen auf die Zeichnung, betätigt wird, das Verbindungsteil 62 integral mit dem zwischenliegenden Verbin-

dungsteil 57 bzw. drehfest mit dem zwischenliegenden Verbindungsteil 57 verbunden.

Wenn die erste Schraube 13 der Welle 10 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, dann wird die Kugelumlaufspindelmutter 22 zusammen mit der ersten Schraube 13 gedreht.

Infolgedessen bewegen sich die bewegbaren Schraubenmuttern 18 und 99 nach rechts, während sie allmählich in einem durch den Ganghöhenunterschied zwischen ihnen bzw. ihren Schrauben bestimmten Ausmaß voneinander weg bewegt werden. Mit anderen Worten bedeutet das, daß sich die eine bewegbare Kugelumlaufspindelmutter 18 rückwärts nach rechts bewegt, während sich die andere bewegbare Schraubenmutter 99 bzw. Kugelumlaufspindelmutter 99 relativ zu der ersteren vorwärts nach links bewegt, wodurch ein relatives Auseinandergehen (scheinbare Verschiebung) zwischen beiden zustande kommt.

Als nächstes sei die Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 10 dargestellt ist, näher erläutert; diese Ausführungsform ist im wesentlichen dieselbe wie diejenige der Fig. 5 und 7, jedoch mit der Ausnahme, daß der an-, treibende Stift durch eine Umschalteinrichtung ersetzt ist, welche direkt auf der Welle 10 angebracht ist.

In der Zeichnung sind mit 140 und 141 beide Seitenwande des Gehäuses bezeichnet. Kine Halteplatte 143 zum Verhindern einer Drehung eines ersten Feldes bzw. Magnetfelds ist mit Beiestigungsschrauben 142 fest an der recht· η Seitenwand 141 des Gehäuses befestigt, und ein Feldkern bzw. Magnetfeldkern 106 mit einer darin untergebrachten ringförmigen Erregungsspule 144 ist seinerseits mittels Schweißen oder dergl. an der Halteplatte 143 befestigt.

Ein Kugellager 107 ist in dem Feldkern 106 angebracht, und ein Rotor 109 mit einer Nabe 108, die axial von demselben vorsteht, ist seinerseits in dem Kugellager 107 angebracht.

Der Rotor 109 umfaßt eine Drehscheibe 110 und einen oberen Endflansch 111 und ist gegenüber der Erregungsspule 144 und dem Feldkern 106 in räumlich engem Abstand angeordnet, wohingegen die sich axial erstreckende Nabe 108 um eine angemessene Strecke in die bzw. aus der Seitenwand 141 durch ein Bohrloch 112 vorsteht, wobei ihre Innenwand 118 so bemessen ist, daß sie nicht in Kontakt mit der äußeren ümfangsoberflache 117 der Kugelkeilwelle kommt. Ein becherförmiges Verbindungsteil 14 ist mittels eines Keils 113, der auf dem äußeren Umfang des vorderen Endteils der Nabe 18 angeordnet ist, auf letzterem angebracht.

Das Verbindungsteil 114 ist in seinem rechten Endteil mit einem axial vertieften Teil 116 ausgebildet, in dem ein Flansch 72 einer Kugelkeilwelle 21 aufgenommen und mittels Schrauben 71 fest befestigt ist.

Ein zwischenliegendes Verbindungsteil 120 hat eine axiale Verlängerung, deren innerer Flansch 121 mittels Schrauben 60 mit einem Flanschteil einer stationären Kugelumlaufspindelmutter 22 verbunden ist.

Das zwischonliegende Verbindungsteil 120 hat einen beträchtlich großen Hohlraum zwischen der Innenwand 122 und der Welle 10, und ein Flansch 123 erstreckt sich radial von dem Hohlraum aus. Ein erster Anker 125 ist an der rechten Stirnfläche 124 des Flansches 123 mittels Schrauben 126 angebracht, während ein zweiter Anker 128 an der linken Stirnfläche 127 mittels weiterer Schrauben 126 be-

festigt ist. Ein Flansch 55 eines Mutterhülsengehäuses 51 ist mittels Schrauben 76 fest an der linken Seitenwand 140 des Gehäuses befestigt.

Zwischen der Stirnfläche des ersten Ankers 125 und der Stirnfläche des ersten Rotors 109, die letzterer zugewandt ist, ist ein enges bzw. geringes Spiel C vorgesehen.

Ein innerer Ring 53 ist drehbar in dem Mutterhülsengehäuse 51 angebracht, wobei ein Nadellager 52 zwischen beide eingefügt ist, und eine stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 ist ihrerseits in dem inneren Ring 53 angebracht.

Eine Halteplatte 129 zum Verhindern einer Drehung dos zweiten Feldes bzw. Magnetfeldes ist an der linken Seitonwand 140 des Gehäuses mittels einer oder mehrerer Befestigungsschrauben oder dergl. 142 befestigt, und ein zweiter Feldkern bzw. magnetischer Feldkern 131 mit einer darin aufgenommenen zweiten ringförmigen Spule bzw. Erregungsspule 130 ist seinerseits mittels Schweißen oder dergl. an der Halteplatte 129 befestigt.

Weiter ist ein zweiter Rotor 132 fest an der Seiten- bzw. Stirnfläche des zweiten Feldkerns 131 befestigt, und zwar so, daß ein enges bzw. geringes Spiel C zwischen der Stirnfläche des zweiten Rotors 132 und der dieser zugewandten Stirnfläche des zweiten Ankers 128 vorgesehen ist.

Nun sei die Betriebsweise der obigen Anordnung nachstehend erläutert.

Zunächst wird die Welle 22 durch manuelle⁵ Drehung di-s Handgriffs ·16 oder Betätigung des Schrittmotors 95 in dor Linksrichtung gedreht. Infolgedessen wird bewirkt, daß sich die Kugelkeilwelle 21 zusammen mit der Welle 10 dreht,

und gleichzeitig wird das Verbindungsteil 114, das wirksam mit der Kugelkeilwelle 21 verbunden ist, mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht.

Die Drehung des Verbindungsteils 114 wird mittels des Keils 113 auf den Rotor 109 übertragen.

Der Rotor 109 kann sich unabhängig von der ringförmigen Erregungsspule 106 in dem Kugellager 107 frei drehen, so daß eine Kupplung in der Form einer elektromagnetischen Einscheibenkupplung vorliegt.

Infolgedessen bewegt sich die Welle 10 nach rückwärts (bezogen auf die Zeichnung in der Richtung nach rechts), während sie durch die erste Schraube 13 in der stationären Kugelumlaufspindelmutter 20 (die in der Seitenwand 140 des Gehäuses drehbar gehaltert ist) geführt wird.

Wenn die Welle 10 eine vorbestimmte Position erreicht hat, dann wird die elektromagnetische Kupplung durch Betätigung eines Grenzschalters (nicht gezeigt) eingeschaltet, und dadurch wird ein magnetischer Fluß durch die ringförmige Erregungsspule 144, den Rotor 109 und den ersten Anker 125 erzeugt, so daß der erste Anker 125 schnell an die Reibungsoberfläche des Rotors 109 angezogen wird. Als Ergebnis hiervon wird eine Kupplungsverbindung durch Reibungskraft über die Kontaktfläche hergestellt, wodurch das zwischenliegende Verbindungsteil 120 zusammen mit der Kugelkeilwelle 21 in der gleichen Richtung wie ' die letztere gedreht wird, d. h. in der Linksrichtung.

Da die stationäre Kugelumlaufspindelmutter 22 wie auch die Welle 10 zusammen mit dem zwischenliegenden Verbindungsteil 120 gedreht werden, wird keine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Welle 10 bewirkt, und sie wird im

angehaltenen Zustand gehalten.

Jedoch bewegt sich aufgrund der Tatsache, daß die Welle 10 mittels der bewegbaren Kugelumlaufspindelmutter 18 (siehe Fig. 1 und 3) geführt ist, die erstere nach rückwärts, d. h. bezogen auf die Zeichnung in der Richtung nach rechts, während sich die letztere in der Richtung nach links bewegt.

Wenn die elektromagnetische Kupplung ausgeschaltet und die elektromagnetische Einscheibenbremse 130 bis 132 und 128 eingeschaltet wird, werden die zweite ringförmige Erregungsspule 130, der zweite Feldkern 131 und der zweite Rotor 132 magnetisiert, wodurch der zweite Anker 128, das zwischenliegende Verbindungsteil 120 und der erste Anker 125 schnell nach links angezogen werden, so daß bewirkt wird, daß die Kupplung ausgeschaltet wird.

Infolgedessen werden das zwischenliegende Verbindungsteil 120 und die stationäre erste Kugelumlaufspindelmutter einer Bremsung ausgesetzt, so daß dadurch ihre Drehung augenblicklich angehalten wird. Als Ergebnis hiervon bewegt sich die erste Schraube 13 nach rückwärts, während sie mittels der stationären ersten Kugelumlaufspindelmutter 22 geführt wird.

Wie oben beschrieben, wird die Drehung des zwischenliegenden Verbindungsteils 120 mittels der ölektromagnotischen Kupplung wie auch mittels der el eklrornagnetisuhen Bremse, die direkt auf der Welle 10 montiert ist, eingeleitet oder gestoppt. Infolgedessen ist sichergestellt, daß der Schaltvorgang zum schnellen Vorschieben oder langsamen Vorschieben der zweiten und dritten bewegbaren Kugelumlaufspindelmutter augenblicklich ausgeführt wird.

Weiter wird, da der Mechanismus des langsamen Vorschubs nach der vorliegenden Erfindung aus einer sehr kleinen Anzahl von Bauteilen aufgebaut ist, eine Kugelumlaufspindelanordnung zur Verfügung gestellt, die sehr leicht gewartet werden kann und nur sehr wenige Möglichkeiten des Bewirkons eines Ausfalls und von Schwierigkeiten hat.

Außerdem worden, da die Kugelumlaufspindelanordnung eine hohe Steifigkeit und eine sehr geringe Abnutzung hat, eine genaue Positionierung und eine lange Dauerhaftigkeit bzw. Lebensdauer sichergestellt.

Schließlich wird, da die Richtungsänderung des langsamen Vorschubs ohne jedes Spiel bewirkt wird, eine ausgezeichnete Folgefähigkeit sichergestellt.

Endlich wird, da die Kugelumlaufspindelmutter mit einer langsamen Vorschubrate bzw. -geschwindigkeit in Ansprechung auf eine eingegebene Leistung verschoben wird, eine in hohem Maße verstärkte Schubkraft auf die Kugelumlaufspindelmutter ausgeübt.

Leerseite

Claims

PATENTANWALT DIPL-PHYS. j'ÖHÄNNE*S SPlES

WIDENMAyERSTRASSE 48 · 8000 MÜNCHEN 22 TELEFON: (089) 226917 - TELEGRAMM-KURZANSCHRIFT: PATOMIC MÜNCHEN

ΊΉΚ-62 SP/BR

HIROSHI TERAMACHI

34-8, Higashi-Tamagawa 2-chome,

Setagaya-ku, Tokyo 158, Japan

Kugelumlaufspindelanordnung

Patentansprüche

(1.,) Kugelumlauf spindelanordnung, welche eine Kugelkeilwelleneinheit für einen genauen langsamen Vorschub aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Welle (10) umfaßt, die aus wenigstens zwei Teilen besteht, von denen der eine als eine Keilwelle (11) ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben (13, 14, 96) aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die jeweiligen Schrauben (13, 14, 96), die eine unterschiedliche Ganghöhe haben, in Schraubeingriff mit einer entsprechenden KugelumlaufSpindelmutter (15, 16; 18, 19; 22, 23; 99, 100) sind und die Kugelkeilwelleneinheit auf der Keilwelle (11) angebracht ist.
2. Kugelumlaufspindelanordnung, welche eine Kugelkeil-

Welleneinheit aufweist, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Kraftübertragungsmechanismus für genauen und langsamen Vorschub vorgesehen ist, wobei die Kugelumlaufspindelanordnung eine Welle (10) aufweist, die aus wenigstens zwei Teilen besteht, von denen der eine als eine Keilwelle ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben (13, 14, 96) aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander vorgesehen sind, wobei die jeweiligen Schrauben (13, 14, 96), welche eine unterschiedliche Ganghöhe haben, in Schraubeingriff mit einer entsprechenden Kugelumlaufspindelmutter (18, 19; 22, 23; 99, 100) sind und die Kugelkeilwelleneinheit auf der Keilwelle (11) angebracht ist; wobei ferner die Kugelumlaufspindelmuttern (18, 19; 22, 23; 99, 100) eine stationäre Kugelumlaafspindelmutter (22, 23) und wenigstens eine bewegbare Kugelumlaufspindelmutter (18, 19; 99, 100) umfassen, von denen die stationäre Kugelumlaufspindelmutter (22, 23) in einem Gehäuse (26) gehaltert ist, während die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter (18, 19; 99, 100) an einem bewegbaren Teil (48; 97, 98) befestigt ist; wobei außerdem die Kugelkeilwelleneinheit drehbar am bzw. im rückwärigen Endteil des Gehäuses (26) angeordnet ist, und zwar mit einem Ringteil (45), das auf der Keilwelle (11) vorgesehen ist, und einem Drehantriebsteil (46, 79), das am äußeren Umfang der Kugelkeilwelleneinheit befestigt ist.
3. Kugelumlaufspindelanordnung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Kraftübertragungsmechanismus vorgesehen ist, der Schrauben (13, 14, 96) aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei der Kraftübertragungsmechanismus eine Welle (10) aufweist, die aus wenigstens zwei Teilen besteht, von denen der eine als eine Keilwelle (11) ausgebildet ist und der andere we-

■;. 3 ZO 71 63

nigstens zwei Schrauben (13, 14, 96) aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei sich diese Schrauben (13, 14, 96) in Schraubeingriff mit einer stationären und wenigstens einer bewegbaren Kugelumlauf-Spindelmutter (18, 19; 22, 23; 99, 100) befinden, von denen die stationäre KugelumlaufSpindelmutter (22, 23) in einem Gehäuse (26) gehaltert ist, während sich die bewegbare Kugelumlaufspindelmutter (18, 19; 99, 100) mittels der Drehung der Welle (10) vorwärts oder rückwärts bewegen kann; wobei eine Verbindungseinrichtung (88; 110, 125, 128, 132) mittels mechanischer oder elektromagnetischer Betätigung steuerbar ist, so daß ein schneller Vorschub, ein grober Vorschub,ein langsamer Vorschub oder ein genauer Vorschub mittels der einzigen Welle (10) sichergestellt wird.
4. Kugelumlaufspindelanordnung, insbesondere nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, daß sie in einem Kraftübertragungsmechanismus vorgesehen ist, der Schrauben aufweist, welche jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei der Kraftübertragungsmechanismus eine Welle (10) besitzt, die aus wenigstens zwei Teilen besteht, von denen der eine als eine Keilwelle (11) ausgebildet ist, während der andere wenigstens zwei Schrauben (13, 14, 96)aufweist, die jeweils eine unterschiedliche Ganghöhe haben, wobei diese Schrauben (13, 14, 96) in Schraubeingriff mit einer Mehrzahl von entsprechenden stationären und bewegbaren Kugelumlaufspindel muttern (18, 19; 22, 23; 99, 100) bzw. in Eingriff mit einer stationären und mehreren bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern (18, 19; 22, 23; 99, 100) sind, von denen die stationäre Kugelumlaufspindelmutter (22, 23) in einem Gehäuse (26) gehaltert ist, während sich die bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern (18, 19; 99, 100) mittels Drehung der Welle (10) vorwärts oder rückwärts bewegen

können, wobei eine Verbindungseinrichtung (80; 110, 125, 128, 132) mittels mechanischer oder elektromagnetischer Betätigung steuerbar ist, so daß ein schneller Vorschub, ein grober Vorschub, ein langsamer Vorschub oder ein exakter Vorschub durch die einzige Welle (10) sichergestellt ist; wobei die eine Schraube (14) in der Mehrzahl von bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern (18, 19; 99, 100) eine Ganghöhe hat, die kleiner als diejenige der Schraube (13) in der stationären Kugelumlaufspindelmutter (22, 23) ist, während eine bzw. die andere Schraube (96) in der Mehrzahl der bewegbaren Schraubenmuttern (18, 19; 99, 100) bzw. in der Mehrzahl von bewegbaren Kugelumlaufspindelmuttern (18, 19; 99, 100) eine Ganghöhe hat, die kleiner als diejenige der einen Schraube (14) in der Mehrzahl der bewegbaren KugelumlaufSchraubenmuttern (18, 19; 99, 100) ist.