CN100423896C - 带有制动单元的齿条和小齿轮传动装置 - Google Patents

带有制动单元的齿条和小齿轮传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于优选可垂直移动的滑架(13)的传动装置，具有一个相应布置的固定不动的齿条(1)，其配属的小齿轮由一设置在滑架上的在B轴承盖上带有一个静止电流制动器(23)的驱动电机(22)并经由一变速器(21)进行驱动，用于使滑架(13)垂直移动，其中，需要时可以使一个附加的滑架固定装置进入接合，用以将可垂直移动的滑架(13)锁定。为了不必进行人工作业，提高在安设滑架及所属机床时的操作安全性，建议将固定装置作为一个附加的制动单元(20)设置在滑架上并用来使一个自己的小齿轮(2)直接与齿条(1)啮合，所述小齿轮在滑架(13)正常调节移动时随同空转，其中，制动单元(20)可以独立于驱动电机(22)的静止电流制动器(23)进行操作。

Description

带有制动单元的齿条和小齿轮传动装置
【技术领域】
本发明涉及一种带有制动单元的齿条和小齿轮传动装置。这类齿条和小齿轮传动装置例如在普通机床制造中作为垂直传动装置使用，例如门式结构的机床。
【背景技术】
由GB2130682A已知这种传动装置，具有一个相应布置的固定不动的齿条，其配属的小齿轮由一设置在滑架上的在非驱动端轴承盖上带有一个静止电流制动器的驱动电机并经由一变速器进行驱动，用于使滑架垂直移动，其中，可以使一个附加的滑架固定装置进入接合，用以将可垂直移动的滑架锁定，并且，所述固定装置作为一个附加的、具有制动壳体和制动转子的制动单元设置在滑架上并用来使一个自己的小齿轮与齿条啮合，所述小齿轮安置在一根轴上并且在滑架正常调节移动时随同空转，其中，所述制动单元可以独立于驱动电机的静止电流制动器进行操作。
如果齿条和小齿轮传动装置是在机床滑架的垂直移动方面使用，那么滑架需配有一个带小齿轮的驱动电机，小齿轮与垂直布置的齿条啮合，因此在垂直方向上调整滑架。在从齿条背离的、驱动电机后面的B轴承(即非驱动端轴承)上，在现有技术中是安装一个电磁式静止电流制动器(Ruhestrombremse)，该制动器在没有电流时通过压力弹簧工作(接合)，这样滑架就固定在滑架正好到达的垂直位置。
为安全起见，在现有技术中在滑架上还附加地设置了一个所谓的卡别装置(Absteckvorrichtung)，也就是说，滑架可以附加地通过一个可人工插入且嵌入齿条内的销轴固定在其相应的垂直位置，这样，例如在误操作或误接通时或者在电机制动器失效时滑架就不会掉落下来，例如操作人员在滑架下方进行某些安装工作时。
这种熟知的作为额外保护的卡别装置至少从耗费工时方面来说不令人满意，因为该装置必须以手动方式启用，也就是说，每次在滑架下方进行装配工作时，操作人员必须事先攀到门形架上插上该卡别装置，以及在装配工作结束后将其卸下。根据有关安全规定，没有这样一个附加安全装置介入工作是不可能的或不允许的。为的是防止操作人员无意间受到严重伤害。
【发明内容】
据此，本发明的目的在于，进一步改进现有的用于齿条和小齿轮传动装置的制动单元，从而消除与安全性要求相关的人工作业，但是仍能满足同业工伤事故保险联合会或
Figure C20048001842800051
(技术监督协会(德国))认证的严格的安全规定，这些规定要求当运行制动器误操作或失效时仍具有可靠的安全性。
本发明另一个方面的目的是在机床上占据的位置空间不大。
为此，本发明提供一种用于可垂直移动的滑架的传动装置，具有一个相应布置的固定不动的齿条，其配属的小齿轮由一设置在滑架上的在非驱动端轴承盖上带有一个静止电流制动器的驱动电机并经由一变速器进行驱动，用于使滑架垂直移动，其中，可以使一个附加的滑架固定装置进入接合，用以将可垂直移动的滑架锁定，并且，所述固定装置作为一个附加的、具有制动壳体和制动转子的制动单元设置在滑架上并用来使一个自己的小齿轮与齿条啮合，所述小齿轮安置在一根轴上并且在滑架正常调节移动时随同空转，其中，所述制动单元可以独立于驱动电机的静止电流制动器进行操作，其特征在于，所述小齿轮直接与所述齿条啮合，该小齿轮的轴同时也是制动转子的轴并由轴承支承，这些轴承分别布置在制动壳体或一线圈架壳体的彼此背离/远离的侧面上，以实现相应大的支承距离。
按照本发明，设置一个用于齿条和小齿轮传动装置的附加制动单元，该单元的运行独立于驱动电机的B轴承(即非驱动端轴承)处的电机制动器并作为安全制动器使用：设第二个完整的、以电磁方式松开的制动器，该制动器设置在滑架上且带有制动转子，它带有一个与同一个或另一个齿条啮合的小齿轮。也可以在电机原有的驱动小齿轮的上方、下方或附近在齿条上设置第二个小齿轮，并借助以电磁方式松开的静止电流制动器的一个独立的制动转子将这个小齿轮锁死或为了转动而松开。
这个附加制动单元的直径应尽可能小，以便不过多地损失自由的行程长度。
比较理想的方式是，这个单元可以与驱动电机位于同一个平面内，以便两个小齿轮相对齿条保持相同的中心距。
可以想象，让这个制动单元通过其所属的小齿轮作用于与第一个齿条平行的第二个齿条。
【附图说明】
下面结合附图来详细说明本发明的一个实施例，其中：
图1是一大致的示意图，其中示出了滑架的一个原理性结构方案，该滑架在齿条上沿垂直方向移动且安装有按照本发明的制动单元；
图2是按照本发明的制动单元作为附加安全制动器用于垂直的齿条和小齿轮传动装置时的一个优选实施结构；
图3是一前视图，其中示出了按照本发明的制动单元。
【具体实施方式】
图1中1表示齿条，其右侧是带有传统的滑架传动装置的滑架，该传动装置由驱动电机22、B轴承(即非驱动端轴承)处的制动器23和变速器21组成，它用于驱动齿条上滑架的驱动小齿轮。
滑架13的下端(在图中24处)带有一个工具台架，在该工具台架上例如在下部可以设置诸如钻孔或铣削工具或类似工具，其垂直方向的进刀通过滑架与齿条1共同作用来实现。
在图1的原理性实施形式中，按照本发明所设的整个附加制动单元20安装在传统的传动装置(该传动装置由驱动电机22、制动器23和变速器21组成)之上且与小齿轮2相连，正常运行状态下，在滑架沿垂直方向移动时小齿轮2在齿条1上随同空转。
图2中示出了整个附加制动单元20的一个可行实施形式。其中涉及一个静止电流制动器，该制动器的直径很小，但是具有较高的转动力矩，因为两个沿轴向并排设置的制动转子8、9都具有两个对置的摩擦片。
图2是制动单元20的一个优选实施结构，该单元在本实施例中作为静止电流制动器构造，它借助固定螺栓16固定在与驱动电机22相同的滑架13上。小齿轮2在齿条1上运行，比较理想的方式是与轴3和花键毂12设计为一体，即与图2中描述的不同，其中，在花键毂12的套管内借助一个键18和一个弹簧圈固定在轴3上。轴3由两个滚动轴承14和15支承，这些轴承彼此之间的距离尽可能大。轴承14的外径大于小齿轮2的外径，并安装在滑架13中的一个相应孔内。
制动单元20的壳体11围住安置于花键毂12上的制动转子8和9，制动转子在壳体壁与静止电流制动器的电枢盘7以及布置在两个转子中间以非转动方式安装的隔盘10之间旋转。制动器线圈架4具有传统结构，也就是说线圈架具有一个同心的线圈5和分布在圆周上的压力弹簧6，这些压力弹簧在未通电时将电枢盘7压向转子8和9。但是事实上线圈架4有特殊要求，即轴承15要尽可能远地布置在线圈架的外侧位置，以便尽可能稳定地支承轴3。
在制动器的两个对面位置处铣削为平的并借此节省垂直的行程长度，从而可以节省制动单元20的结构高度，就是说，整个制动单元20可以比未铣削的情形更靠近原本的驱动单元(即由驱动电机22、制动器23和变速器21组成的传动装置)。这种情况请见图3。
为了合理支承正常运行状态下随同空转的制动单元20的小齿轮2，在制动器线圈架的对面的端部，即在其背面，安装一个轴承15或一个滚动轴承，这样，就与前部轴承14一起形成一个特别宽的中心距，从而小齿轮可以承受制动时产生的作用力。
作为其它变型方案，制动器的花键毂12和用于齿条的小齿轮可以由一个部件制成，对此只须选择直径相对较大的轴承14。这样即可省掉用于传递力矩的一个附加的键18。
作为其它变型方案，可以采用气动或液压型式的制动器。
此外，也可以不使用两个制动转子，而是按照片式制动器的方式采用多个这类转子以提高制动力矩。
作为另一种重要的变型方案，可以将制动单元20小齿轮2的宽度的四分之一设计为油毡，以便润滑齿条。在此，所需要的润滑油可以经由在轴端面19处通过轴3中部的转动导引通路(Drehdurchführu ng)进行输送。
【附图标记列表】
1   齿条
2   小齿轮
3   轴(带有安置于其上的小齿轮2-一体式)
4   线圈架/制动器
5   线圈/制动器
6   弹簧
7   电枢盘
8   转子1
9   转子2
10  隔盘
11  壳体
12  花键毂
13  滑架(刀具滑架、法兰、壳壁或类似部件)
14  第1个轴承
15  第2个轴承(安装在制动器背面)
16  固定螺栓
17  削平(铣平)部
18  键
19  轴端面(加设用于润滑的转动导引通路的钻孔)
20  整个制动单元
21  变速器
22  驱动电机
23  制动器
24  滑架上的工具台架/用于钻孔工具/铣削工具的固定架

Claims (8)

1. 用于可垂直移动的滑架(13)的传动装置，具有一个相应布置的固定不动的齿条(1)，其配属的小齿轮由一设置在滑架上的在非驱动端轴承盖上带有一个静止电流制动器(23)的驱动电机(22)并经由一变速器(21)进行驱动，用于使滑架(13)垂直移动，其中，可以使一个附加的滑架固定装置进入接合，用以将可垂直移动的滑架(13)锁定，并且，所述固定装置作为一个附加的、具有制动壳体(11)和制动转子(8；9)的制动单元(20)设置在滑架(13)上并用来使一个自己的小齿轮(2)与齿条(1)啮合，所述小齿轮(2)安置在一根轴(3)上并且在滑架(13)正常调节移动时随同空转，其中，所述制动单元(20)可以独立于驱动电机(22)的静止电流制动器(23)进行操作，
其特征在于，所述小齿轮(2)直接与所述齿条(1)啮合，该小齿轮(2)的轴(3)同时也是制动转子(8；9)的轴并由轴承(14、15)支承，这些轴承分别布置在制动壳体(11)或一线圈架壳体(4)的彼此背离/远离的侧面上，以实现相应大的支承距离。
2. 如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述制动单元(20)设计为电磁式静止电流制动器。
3. 如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述制动单元(20)是以气动或液压方式操作的。
4. 如权利要求1至3中任意一项所述的传动装置，其特征在于，轴承(14)的直径大于构成所述制动单元(20)的制动器的花键毂(12)的直径，并使所述轴(3)和花键毂(12)一体式构造。
5. 如权利要求1至3中任意一项所述的传动装置，其特征在于，所述制动单元(20)内设有两个或多个制动转子或制动片。
6. 如权利要求1至3中任意一项所述的传动装置，其特征在于，所述制动单元(20)的小齿轮(2)在其轴向长度的一部分上由毛毡构成，以便润滑齿条。
7. 如权利要求6所述的传动装置，其特征在于，所述小齿轮(2)的轴(3)在轴端面(19)处设有转动导引通路，用以将润滑剂输送至小齿轮(2)的毛毡。
8. 如权利要求1至3中任意一项所述的传动装置，其特征在于，所述制动单元(20)有两个铣削的平行削平部(17)，以便减小其结构高度，即减小其离开设置在滑架(13)上的驱动电机(22)的距离。
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