CZ303014B6 - Pohonné ústrojí vrtacího vretene - Google Patents

Abstract

Rešením je pohonné ústrojí vrtacího vretene (2) obrábecího stroje, které je vuci vrtacímu vretenu (2) výsuvne a neotocne uloženo v pinole (3). Pohonné ústrojí obsahuje rotacní pohon (1) a na nej navazující prevodové ústrojí kinematicky spojené s vrtacím vretenem (2). Rotacní pohon (1) a prevodové ústrojí volne obemykají osovou dutinu pinoly (3) urcenou pro uložení ovládacích prvku vrtacího vretene (2).

Description

Pohonné ústrojí vrtacího vřetene

Oblast techniky

Vynález řeší pohonné ústrojí vrtacího vřetene obráběcího stroje, které je vůči vrtacímu vřetenu výsuvně a neotočně uloženo v pinole, obsahující rotační pohon a na něj navazující převodové ústrojí kinematicky spojené s vrtacím vřetenem.

Dosavadní stav techniky

Pohonné ústrojí obráběcích strojů, zejména vodorovných vyvrtávaček spočívá v oddělení zdroje kroutícího momentu od osy pracovního nástroje. Zdroj kroutícího momentu tvořený převodovou skříní a hnacím elektromotorem je uložen ve skříni suportu výškově přestavítelném na stojanu. Ve skříni suportu je dále uložena horizontálně výsuvná pinola obsahující otočně uložené duté vřeteno. V dutém vřetenu je výsuvně v ose otáčení uloženo vrtací vřeteno. Kroutící moment z převodové skříně je vy veden na drážkovaný hřídel uspořádaný rovnoběžně s osou vysunutí pinoly. Na drážkovaném hřídeli je presuvně uloženo ozubené kolo. Přesuvný pohyb ozubeného kola po drážkovaném hřídeli je shodný s posunem pinoly, se kterou je spojeno. Z ozubeného kola je ozubeným převodem přenesen otáčivý pohyb dovnitř pinoly na duté vřeteno. Z dutého vřetene je kroutící moment přenesen na vrtací vřeteno s pracovním nástrojem. Oddělením zdroje kroutícího momentu mimo osu otáčení pracovního nástroje dochází především ke vzniku nežádoucích bočních sil, které nepatřičně namáhají vodicí plochy pinoly. Potřeba přívodu kroutícího momentu od jeho zdroje mimo pinoly z boku na vyvrtávací vřeteno, vyžaduje vytvoření otvoru ve stěně pinoly, což narušuje její kompaktnost, a tím i tuhost.

Tento nedostatek odstraňuje provedení podle US 6 204 585, kde v pinole je otočně uloženo vrtací vřeteno pevně spojené rotorem elektromotoru, jehož stator je v pinoie upevněn. Souosým uspořádáním vrtacího vřetene a rotoru elektromotoru se vyloučily boční síly od přenosu kroutícího momentu na vrtací vřeteno a pinola zůstává kompaktní. Nicméně regulace otáček vrtacího vřetene je odvislá pouze od rozsahu elektrické regulace dané použitým elektromotorem. Obdobně je tomu u WO --2006/105 951, kde vrtací vřeteno je rovněž pevně spojeno s rotorem elektromotoru. Vřeteno je spolu s celým elektromotorem osově posunutelné ve skříni. Přímé spojení rotoru elektromotoru s vrtacím vřetenem se proto pro obráběcí stroje s variabilním pracovním vytížením nehodí.

Umístění zdroje kroutícího momentu tvořeného elektromotorem v ose vrtacího vřetene při možnosti regulace otáček nejen elektromotorem, ale i mechanicky, které je proto vhodné pro obráběcí stroje vyšších výkonů je řešeno v EP 18 20 600. Pohonné ústrojí vrtacího vřetene obráběcího stroje je vůči vrtacímu vřetenu výsuvně a neotočně uloženo v pinole. Obsahuje elektropohon a na něj navazující převodové ústrojí kinematicky spojené s vrtacím vřetenem. Převodové ústrojí je řešeno jako planetová převodovka. Středové kolo je tvořeno pastorkem elektromotoru. Na planety planetové převodovky navazují předlohy, jejichž středová kola jsou spojená ve zdvojený pastorek. Každé z kol zdvojeného pastorku odpovídá příslušným ozubeným kolům předloh. Zdvojený pastorek je osově přestavitelný na drážkovém hřídeli. Uvedené provedení umožňuje mimo elektrické i mechanickou regulaci otáček v potřebném rozsahu, a to při dostatečném kroutícím momentu nástroje. Nicméně velikost středových kol a průměr drážkového hřídele neumožňují vytvoření dutiny v ose vrtacího vřetene, tedy i pinoly, vhodné pro umístění ovládacích prvků vrtacího vřetene. Výsun vrtacího vřetene z dutého vřetene se provádí pohybovým šroubem uloženým mimo osu pinoly, jehož moment je odvislý od osové vzdálenosti pohybového Šroubu a pinoly. Silový účinek takto vzniklého momentu vytváří stranové namáhání v kluzných plochách mezi vrtacím vřetenem a dutým vřetenem.

- 1 CZ 303014 B6

Podstata vynálezu

Pohonné ústrojí podle vynálezu je určené pro pohon vrtacího vřetene obráběcího stroje. Pohonné ústrojí je vůči vrtacímu vřetenu výsuvně a neotočně uloženo v pinole. Pohonné ústrojí obsahuje rotační pohon a na něj navazující převodové ústrojí kinematicky spojené s vrtacím vřetenem. Pastorek rotačního pohonu a převodové ústrojí volně obemykají osovou dutinu pinoly určenou pro uložení ovládacích prvků vrtacího vřetene. Převodové ústrojí je tvořeno alespoň jednou předlohou. Pastorek rotačního pohonu je v trvalém záběru s prvním kolem předlohy uložené v předlohových ložiscích. Druhé kolo předlohy je v trvalém záběru s osovým kolem obemykajícím otočně osovou dutinu pinoly, na kterém je podélně přestavitelně a vzájemně neotočně uložena objímka opatřená otočným pouzdrem, které je opatřeno alespoň jedním tlakovým válce. Objímka je opatřena prvními ozuby zaklesnutými do pastorkových ozubů pevně spojených s pastorkem a druhými ozuby zaklesnutými do osových ozubů v osovém kole. Stator rotačního pohonu, předlohová ložiska a tlakový válec jsou suvně a neotočně spojeny s pinolou. Objímka je kinematicky spojená s vrtacím vřetenem. Rotační pohon a převodové ústrojí volně obemykají osovou dutinu pinoly určenou pro uložení ovládacích prvků vrtacího vřetene. Kroutící moment je přímo z pohonného ústrojí přenášen přes kinematické spojení přímo na vrtací vřeteno a tudíž s minimální ztrátou a bez nežádoucích silových účinků na vedení pinoly a vedení vrtacího vřetene v dutém vřetenu. Veškerý přenos kroutícího momentu je veden vnitřkem pinoly, aniž by vytvářel nežádoucí silové účinky, narušoval její kompaktnost. Vytvořením dutiny v ose pinoly lze ovládací prvky soustředit do osy vrtacího vřetene a vyloučit tím nežádoucí namáhání od mimosových silových účinků. Řešení převodu pomocí předloh soustředí pohyblivé díly mimo osu pinoly, která je následně využitelná pro umístění ovládacích prvků vrtacího vřetene.

Pokud je objímka suvně a vzájemně neotočně spojena s dutým ozubeným kolem otočně uspořádaným vůči pinole a je v trvalém záběru s ozubeným kolem druhé předlohy, zatímco ozubené kolo druhé předlohy je v trvalém záběru s dutým kolem spojeným s vrtacím vřetenem drážkováním, dochází k dalšímu snížení otáček pohonného ústrojí aniž by došlo k zaplnění osového prostoru pinoly některou ze součástí převodů.

Pro snadnou montáž a údržbu je vhodné, když stator rotačního pohonu, předlohová ložiska první předlohy, tlakový válec a ložiska druhé předlohy jsou spojeny s pinolou prostřednictvím vestavby, která je s pinolou posuvně spojena.

Přehled obrázků na výkresech

Celkový pohled na uspořádání pohonného ústrojí podle vynálezu v podélném řezu pinoly znázorňuje obr. 1, a detailní řez znázorňující záběr pastorkových ozubů s prvními ozuby objímky znázorňuje obr. 2 a detailní řez znázorňující záběr druhých ozubů objímky s osovými ozuby v osovém kole znázorňuje obr. 3.

Příklady provedení vynálezu

Pohonné ústrojí vrtacího vřetene 2 obráběcího stroje je vůči vrtacímu vřetenu 2 výsuvně a neotočně uloženo v pinole 3. Obsahuje rotační pohon i a na něj navazující převodové ústrojí, které je kinematicky spojené s vrtacím vřetenem 2. Rotační pohon i a převodové ústrojí volně obemykají osovou dutinu pinoly 3 určenou pro uložení vrtacího vřetene 2 a jeho ovládacích prvků. Rotační pohon I je tvořen elektromotorem, jehož stator J3 je uložen v pinole 3. Rotor 12 rotačního pohonu 1 je uložen v ložiscích J4 a opatřen pastorkem 11 uloženým v osovém kole 5 prostřednictvím ložiska 53 a dvojice ložisek 52. Převodové ústrojí je tvořeno alespoň jednou předlohou 4, kde pastorek JJ. rotačního pohonu 1 je v trvalém záběru zj. s prvním kolem 41 předlohy 4 uložené v předlohových ložiscích 43. Druhé kolo 42 předlohy 4 je v trvalém záběru z2 s osovým kolem 5

-2 CZ 303014 Β6 obemykajícím otočně osovou dutinu pinoly 3. Vůči osovému kolu 5 je podélně přestavitelně a vzájemně neotočně uložena objímka 6 opatřená prostřednictvím ložiska 64 otočným pouzdrem 63. Otočné pouzdro 63 je opatřeno alespoň jedním tlakovým válcem 8 spojeným s pinolou 3. Tlakový válec 8 je s otočným pouzdrem 63 spojen pístnicí 8k Objímka 6 je opatřena prvními ozuby 61 zaklesnutými do pastorkových ozubů 15 vytvořených na pastorku ]_L dočasným záběrem z3 nebo druhými ozuby 62 zaklesnutými do osových ozubů 51 v osovém kole 5 dočasným záběrem z4. Stator J_3 rotačního pohonu 1, předlohová ložiska 43 a tlakový válec 8 jsou suvně a neotočně spojeny s pinolou 3. Objímka 6 je kinematicky spojená s vrtacím vřetenem 2 otočně uloženém v ložiskách 21. Objímka 6 je suvně a vzájemně neotočně spojena drážkováním s dutým ozubeným kolem 9 otočně uspořádaným v ložiskách 91 a 92 vůči pinole 3 a je v trvalém záběru z5 s ozubeným kolem 71 druhé předlohy 7. Ozubené kolo 72 druhé předlohy 2 je v trvalém záběru z6 s dutým kolem 23 spojeným s vrtacím vřetenem 2 drážkováním 22. Stator J3, rotačního pohonu i, předlohová ložiska 43 první předlohy 4, tlakový válec 8 a ložiska 73 druhé předlohy 7 jsou spojeny s pinolou 3 prostřednictvím vestavby 31, která je s pinolou 3 posuvně spojena v pérové drážce vytvořené ve vestavbě, zatímco pero je upevněno v pinole. Což není zobrazeno.

Otáčením rotoru 12 s pastorkem U_, který je v trvalém záběru z[ s prvním kolem 4J. předlohy 4 se otáčí druhé kolo 42, které je trvalém záběru z2 s osovým kolem 5. Pastorek li je na konci opatřen pastorkovými ozuby 15. Osové kolo 5 je na vnitřní ploše opatřeno osovými ozuby 5L V jednom dočasném záběru z3 se do pastorkových ozubů L5 zaklesne objímka 6 prvními ozuby 6J_. V druhém dočasném záběru z4 se do osových ozubů 51 zaklesne objímka 6 druhými ozuby 62, a to volitelným posunem objímky 6 tlakovým válcem 8. Posun objímky 6 je umožněn drážkovým spojením objímky 6 s dutým ozubeným kolem 9. Přes druhou předlohu 7 je kroutící moment pomocí drážkování 22 přiveden na vrtací vřeteno 2. Spojení vrtacího vřetene 2 s dutým kolem 23 drážkováním 22 usnadňuje i vzájemnou montáž vrtacího vřetene 2 s druhou předlohou

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   L Pohonné ústrojí vrtacího vřetene (2) obráběcího stroje, které je vůči vrtacímu vřetenu (2) výsuvně a neotočně uloženo v pinole (3), obsahující rotační pohon (1) a na něj navazující převodové ústrojí kinematicky spojené s vrtacím vřetenem (2), vyznačující se tím, že pastorek (11) rotačního pohonu (1) a převodové ústrojí volně obemykají osovou dutinu pinoly (3) určenou pro uložení ovládacích prvků vrtacího vřetene (2), kde převodové ústrojí je tvořeno alespoň jednou předlohou (4), kde pastorek (11) rotačního pohonu (1) je v trvalém záběru (zl) s prvním kolem (41) předlohy (4) uložené v předlohových ložiscích (43) a druhé kolo (42) předlohy (4) je v trvalém záběru (z2) s osovým kolem (5) obemykajícím otočně osovou dutinu pinoly (3), na kterém je podélně přestavitelně a vzájemně neotočně uložena objímka (6) opatřená otočným pouzdrem (63), které je opatřeno alespoň jedním tlakovým válcem (8), kde objímka (6) je opatřena prvními ozuby (61) zaklesnutelnými do pastorkových ozubů (15) pevně spojených s pastorkem (11) a druhými ozuby (62) zaklesnutelnými do osových ozubů (51) v osovém kole (5) , přičemž stator (13) rotačního pohonu (1), předlohová ložiska (43) a tlakový válec (8) jsou suvně a neotočně spojeny s pinolou (3), přičemž objímka (6) je kinematicky spojená s vrtacím vřetenem (2).
2. 2. Pohonné ústrojí vrtacího vřetene podle nároku 1, vyznačující se tím, že objímka (6) je suvně a vzájemně neotočně spojena s dutým ozubeným kolem (9) otočně uspořádaným vůči pinole (3) aje v trvalém záběru (z5) s ozubeným kolem (71) druhé předlohy (7), zatímco ozubené kolo (72) druhé předlohy (7) je v trvalém záběru (z6) s dutým kolem (23) spojeným s vrtacím vřetenem (2) drážkováním (22).

   -3 CZ 303014 B6
3. 3. Pohonné ústrojí vrtacího vřetene podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že stator (13) rotačního pohonu (1), předlohová ložiska (43) první předlohy (4), tlakový válec (8) a ložiska (73) druhé předlohy (7) jsou spojeny s pinolou (3) prostřednictvím vestavby (31), která je s pinolou (3) posuvně spojena.

   2 výkresy

   Přehled vztahových značek t rotační pohon

   11 pastorek

   12 rotor

   13 stator

   14 ložiska

   15 pastorkové ozuby

   2 vrtací vřeteno

   21 ložisko

   22 drážkování

   23 duté kolo

   3 pinola

   31 vestavba
4. 4 předlohy

   41 první kolo

   42 druhé kolo

   43 ložisko
5. 5 osové kolo

   51 osové ozuby

   52 ložiska

   53 ložisko
6. 6 objímka

   61 první ozuby

   62 druhé ozuby

   63 otočné pouzdro

   64 ložisko
7. 7 druhé předlohy

   71 první ozubené kolo

   72 druhé ozubené kolo

   73 ložisko
8. 8 tlakový válec 81 pístnice
9. 9 duté ozubené kolo

   91 ložiska

   92 ložisko zl trvalý záběr z2 trvalý záběr z3 dočasný záběr z4 druhý dočasný záběr z5 trvalý záběr z6 trvalý záběr