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Antrieb für doppelseitige Drehbänke, insbesondere Radsatzdrehbänke
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für doppelseitige Drehbänke, insbesondere Radsatzdrehbänke,
bei denen beide Planscheiben so anzutreiben sind, daß das Werkstück nur ein möglichst
geringes Drehmoment zu übertragen hat.
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Im allgemeinen besitzen derartige Drehbänke einen einzigen Motor und
ein einziges Getriebe, das über eine Schaftwelle beide Planscheiben der Drehbank
antreibt. Die Drehbänke haben folgenden Nachteil: Die Lage des Antriebsritzels für
die Planscheibenzahnkränze ist durch die sperrige, beide Planscheibenritzel verbindende
Schaftwelle bestimmt. Das Ritzel liegt in der vertikalen Längsebene unter der Planscheibe
oder nur um ein geringes seitlich verschoben. Diese Lage des Ritzels ist in bezug
auf die Laufruhe der Kopfspindel sehr ungünstig, wenn die vertikal nach oben wirkende
Spankraft der Werkzeugschneide größer ist als die vertikal nach unten wirkenden
Gewichte von Kopfspindel, Planscheibe, Mitnahme und Radsatz. Die Kopfspindel wird
daher gegebenenfalls von der Spankraft im Ausmaß ihres Lagerspiels mehr oder weniger
angehoben. Eine solche Lage der Kopfspindel begünstigt Schwingungen an der Maschine,
weil zwar die statische Gewichtskraft konstant bleibt, die dynamische Spankraft
dagegen bei ständig wechselnden Schnittbedingungen starken Schwankungen verschiedener
Frequenz ausgesetzt ist.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung mit einer beiden Planscheiben
gemeinsamen Schaftwelle mit üblichem einseitigem Getriebe ist der, daß die Antriebskraft
des Getriebes auf das eine Planscheibenritzel nur über ein kurzes Stück, auf das
andere Planscheibenritzel dagegen von der ganzen Länge der Schaftwelle übertragen
wird. Infolgedessen ist bei beiden Planscheibenritzeln bei gleicher Beanspruchung
jedels Ritzels der Verdrehwinkel verschieden groß. Dadurch werden im Ritzel und
in der Planscheibe Drehschwingungen erzeugt, weil die Größe der Hauptschnittkraft
bei der Bearbeitung gelaufener Radsätze entlang dem Umriß infolge der wechselnden
Spantiefe und der ebenso wechselnden Festigkeit des Werkstoffes stark schwankt.
Der Umriß eines Radreifens wird außerdem in der Regel von zwei Schruppsupporten
vorgeschruppt und von zwei Schablonensupporten gleichzeitig geschlichtet. Auch das
Anstellen und Absetzen der Werkzeuge dieser Supporte ergibt eine Änderung der Drehkraft.
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Jede Änderung der Drehkraft hat eine Änderung der Kraftverhältnisse
am Planscheibenritzel zur Folge. Bei den üblichen Radsatzdrehbänken wirkt die Zahnkraft
dieses Ritzels im wesentlichen horizontal. Berücksichtigt man, daß die Hauptspindel
bei Radsatzdrehbänken in Gleitlagern mit Lagerspiel gelagert ist, so muß der von
der Hauptspindel geführte Radsatz unter der Einwirkung vorerwähnter Kraft ausweichen.
Infolge der Ausweichbewegung des Radsatzes, die die Supporte nicht mitmachen, entstehen
dann auf der gedrehten Fläche Absätze. Das Profil ist infolgedessen nicht lehrenhaltig.
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Man kennt auch Radsatzdrehbänke mit einem besonderen Antrieb für jeden
Spindelstock und einer Ausgleichswelle dazwischen, um die Achse des Radsatzes von
der Torsion zu entlasten. Auch bei dieser bekannten Anordnung liegt das Antriebsritzel
für die Planscheibe in der vertikalen Längsebene unter der Planscheibe, so daß es
beim Schnitt zum Anheben der Kopfspindel und zu Schwingungen an der Maschine kommt.
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Es sind schließlich doppelseitige Radsatzdrehbänke bekanntgeworden,
bei denen der Gleichlauf beider Antriebsmotoren durch eine elektrische Welle erzwungen
wird. Hierbei kann es vorkommen, daß die Getriebeteile des gerade voll belasteten
Motors elastisch verdreht werden, während die Getriebeteile des nicht belasteten
Motors voreilen und entweder das Werkstück elastisch verdrehen oder durch ihre Verstellung
die Mitnahme außer Eingriff bringen.
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Die Erfindung will bei einer doppelseitigen Radsatzdrehbank, bei der
beide Planscheiben von je einem Kurzschlußankermotor mit nachgeschaltetem Getriebe
angetrieben sind, sowohl Laufruhe und damit größere Standzeit der Werkzeuge als
auch Profilgenauigkeit durch Einsatz rein mechanischer Mittel erreichen.
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Erfindungsgemäß kämmt dazu jeder Planscheibenzahnkranz sowohl mit
dem oberhalb des Arbeitswerkzeuges angeordneten Antriebritzel des zugehörigen Motorgetriebes
als auch mit einem diesem Antriebsritzel annähernd diametral gegenüberliegenden
Ritzel einer an sich bekannten und die beiden Antriebe verbindenden Ausgleichswelle.
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Der Vorteil dieses Antriebes liegt in einer Anordnung des Antriebsritzels,
die einen der auf den Rad-
Satz wirkenden Schnittkraft entgegengesetzten
Zahndruck ergibt. Dadurch wird ein Anheben der Spindel im Rahmen ihres Lagerspiels
vermieden. Ferner wird die Möglichkeit zur Erzeugung von Drehschwingungen in den
Antriebsorganen wesentlich verringert. Dadurch wird die Laufruhe der Drehbank verbessert
und damit die Standzeit der Werkzeuge erhöht.
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Die Schaftwelle selbst kann wesentlich schwächer ausgeführt werden,
weil sie gegenüber üblichen Schaftwellen mit einem einzigen Antriebsmotor nur die
halbe Leistung zu übertragen hat.
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Beide Kurzschlußankermotoren werden von nur einem Schütz gemeinsam
gesteuert. Dadurch müssen beide :Motoren zwangläufig stets gleichzeitig anlaufen
und werden gleichzeitig abgeschaltet.
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Die Stromzuführung zur Einschaltspule für das beiden Motoren gemeinsame
Schütz erfolgt über so viel parallel gelegte Leitungen, als Geschwindigkeitsstufen
im Schaltgetriebe vorhanden sind, wobei gleichzeitig mit jeder geschalteten Stufe
in jedem der beiden Schaltgetriebe ein Kontakt geschlossen wird. Durch diese Anordnung
wird das Einschalten beider Motoren unmöglich, wenn in den beiden Schaltgetrieben
verschiedene Geschwindigkeitsstufen geschaltet sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine Radsatzdrehbank mit einem erfindungsgemäßen Antrieb in Ansicht,
Fig. 2 die Radsatzdrehbank mit dem erfindungsgemäßen Antrieb im Seitenriß, Fig.3
ein Getriebeschema des erfindungsgemäßen Antriebs mit einem Steuerungsplan für die
Motorsteuerung.
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Fig. -1 Schaftwelle und Schaftwellenritzel im schnitt, Fig. 5 eine
Seitenansicht der Darstellung in Fig. 4. Auf dem Bett 1 einer Radsatzdrehbank sind
rechts und links je ein Spindelstock 2 und 3 angeordnet. Die Planscheibe 4 des linken
Spindelstockes 3 hat einen aufgezogenen Zahnkranz 5. Mit dem Zahnkranz 5 kämmt das
Planscheibenritzel 6, das auf der Welle 7 befestigt ist. Auf dem zweiten Ende der
Welle 7 ist ein Zahnrad 8 befestigt, das mit einem Ritzel 9 kämmt. Das Ritzel 9
und zwei weitere Zahnräder 10 und 11 sind auf der Welle 12 befestigt. Mit dem Zahnrad
10 kämmt ein Zahnrad 13 und mit dem Zahnrad 11 ein Zahnrad 14. Die Zahnräder 13
und 14 sind in einem Räderblock vereinigt, der auf einer Welle 15 undrehbar, aber
längsverschiebbar angeordnet ist. Mittels einer Verschiebeeinrichtung kann der Räderblock
13, 14 so verschoben werden, daß wahlweise das Rad 13 mit dem Rad 10 bei außer Eingriff
befindlichem Rad 14 kämmt oder das Rad 14 mit dem Rad 11 bei außer Eingriff befindlichem
Rad 13 kämmt. Verschoben wird der Räderblock 13, 14 von einer Klaue 16, die auf
einer im Spindelstock befestigten undrehbaren Welle 17 längsverschoben werden kann.
Die Mittel für die Verschiebung der Klaue 16 sind nicht dargestellt. Auf der Welle
15 ist ferner eine Keilriemenscheibe 18 befestigt. die mit einer Keilriemenscheibe
19 über einen Treibriemen 20 zusammenarbeitet. Die Keilriemenscheibe 19 ist auf
dem Wellenstumpf eines an dem Spindel.:tock 3 angeschraubten Motors 21 befestigt.
Mit de--i Planscheibenzahnkranz 5 kämmt auch ein Ritzel 22, das auf der Welle 23
befestigt ist. Auf der Nabe des Ritzels 22 ist ein Zahnkranz 24 befestigt (Fig.
4). Zur Befestigung dienen Schrauben 25, die in einem Langloch 41 des Ritzels 22
angeordnet sind (Fig. 5). Zum Zwecke der spielfreien Einstellung werden die Schrauben
25 gelockert, das Ritzel 22 und der Zahnkranz 24 werden so weit gegeneinander verdreht,
bis die Zähne spielfrei arbeiten, und danach werden die Schrauben 25 fest angezogen.
Der rechte Spindelstock 2 ist auf dem Bett verschiebbar. Er ist mit dem gleichen
Getriebe versehen, das beim linken Spindelstock 3 beschrieben ist.
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Die Stromzuführung für die beiden Motoren 21 und 26 erfolgt gemeinsam
über das Schütz 27, das von der Spule 28 beeinflußt wird. Die Spule 28 erhält ihren
Strom von der Phase 29, geschaltet durch einen Druckknopf 30. Die Stromrückführung
nach der Phase 31 erfolgt über die Endschalter 32 und 33. Der Endschalter 32 wird
von der Schaltklaue 16 in Schaltstellung gebracht. Der Endschalter 33 wird von der
Schaltklaue 34 in Schaltstellung gebracht. Zwei weitere Endschalter 35 und 36 befinden
sich in Ausschaltstellung. Sie treten dann in Tätigkeit, wenn beide Schaltklauen
16 und 34 nach links bzw. nach rechts gerückt worden sind, so daß die Räder 11 und
14 miteinander kämmen. In diesem Fall wird der Strom über Endschalter 35 und 36
geführt. Die Endschalter 32 und 33 befinden sich in diesem Falle in Ausschaltstellung.
In der Hauptstromzuleitung zu dem Motor 21 befindet sich ein Wärmeauslöser 37, der
auf den Unterbrechungskontakt 38 arbeitet. Der Unterbrechungskontakt 38 unterbricht
den Steuerstrom für die Spule des Schützes 27, falls der Motor 21 überlastet wird.
In der Hauptstromzuleitung zu dem Motor 26 befindet sich ein Wärmeauslöser 39, der
auf dem Unterbrechungskontakt 40 arbeitet. Der Unterbrechungskontakt 40 unterbricht
den Steuerstrom für die Spule des Schützes 27, falls der Motor 21 überlastet wird.