DE1103113B

DE1103113B - Spindelantrieb mit Schwungscheibe fuer Langfraesmaschinen

Info

Publication number: DE1103113B
Application number: DEW22798A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hansjuergen Schulz
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1958-02-19
Filing date: 1958-02-19
Publication date: 1961-03-23

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, auf Frässpindeln von Fräsmaschinen eine Schwungscheibe anzuordnen, um einen ruhigen Lauf des Fräsers auch bei unterbrochenem Sohnitt zu gewährleisten. Zur Erzielung eines ruhigen Laufes bei geringer Frässpindeldrehzahl ist dabei aber eine große Schwungmasse erforderlich, die sehr viel Raum beansprucht und außerdem bei hohen Drehzahlen das Abbremsen der Maschine außerordentlich erschwert. Man hat daher schon zwischen der als Riemenscheibe ausgebildeten Schwungscheibe und der Frässpindel eine Synchronisierungskupplung angeordnet, die in gelöster Stellung eine Reibungsbremse zum Stillsetzen der Spindel steuert. Diese Einrichtung erfordert einen beträchtlichen Mehraufwand an Maschinenelementen und bedingt daher eine erhebliche Verteuerung der Fräsmaschinen. Außerdem bedingt diese Anordnung ebenso wie die übrigen bekannten Einrichtungen dieser Art eine große Schwungmasse mit großem Raumbedarf.

Die bei leichteren Fräsarbeiten und kleineren Werkzeugmaschinen übliche Anordnung der Schwungscheibe auf der Frässpindel ist bei Langfräsmaschinen mit großer Leistung und großen Werkzeugen nicht anwendbar, da bei diesen Maschinen die Frässchlitten bekanntlich horizontal an den Seitenständern und vertikal am Querbett angeordnet sind, und der Anbau eines Schwungrades in der erforderlichen Größe an solchen Frässchlitten nicht möglich ist.

Auch eine andere bekannte Anordnung, bei welcher die Frässpindel mit Keilriemen angetrieben wird und die sich mitdrehende Vorgelegewelle wie ein Schwungrad wirkt, befriedigt nicht, weil ein Keilriementrieb bei kleineren Drehzahlen und großen Leistungen nur eine begrenzte Zugkraft hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Frässpindelantrieb zu schaffen, der bei Verwendung einer geringen Schwungmasse auch bei geringer Frässpindeldrehzahl einen ruhig'en Lauf des Fräswerkzeuges garantiert.

Nach der Erfindung ist das im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Schwungscheibe auf einer Vorgelegiewelle befestigt is|t, die durch eine spielfreie Zahnradübersetzung mit der Frässpindel gekuppelt ist und erheblich schneller umläuft als jene.

Da die Ausgleichswirkung mit der zweiten Potenz des Drehzahlanstiegs wächst, ist bei einem Übersetzungsverhältnis von 2:1 die Ausgleichswirkung viermal, bei einem Übersetzungsverhältnis von 4:1 dagegen sechzehnmal so groß als wenn die Schwungscheibe auf der Frässpindel selbst angeordnet wäre. Daraus folgt eindeutig, daß die auf der Vorgelegewelle befestigte Schwungscheibe in jedem Falle erheblich kleiner gehalten werden kann als bei Anordnung derselben auf der Frässpindel.

Spindelantrieb mit Schwungscheibe
für Langfräsmaschinen

Anmelder:

Werkzeugmaschinen-Fabrik

Gildemeister & Comp., Akt.-Ges.,

Bielefeld

Dipl.-Ing. Hansjürgen Schulz, Bielefeld,
ist als Erfinder genannt worden

Spielfreie Zahnradübersetzungen sind an sich bekannt. Bei der .erfindungsgemäßen Anordnung erreicht man aber durch einen solchen Zahnradtrieb einen steifen Antrieb der Frässpindel mit hoher Eigenfrequenz und auch die günstige Wirkung der schnell umlaufenden Massen der Vorgelegewelle auf den Messerkopf. Die Schwungmasse der schnell umlaufenden Vorgelegewelle dient also einmal der Gleichförmigkeit und außerdem der Minderung der Torsionsschwingungen, da die hohe Eigenfrequenz erhalten bleibt.

Bei Pressen und Stanzen mit Exzenter oder Kurbelwelle ist es bekannt, gegenüber dem Abtrieb schneller umlaufende Schwungräder, die entsprechend kleiner gehalten werden können, zu verwenden, jedoch war diese Anordnung nicht geeignet, die beanspruchte Ausbildung eines Frässpindelantriebs nahezulegen, da in der Fachwelt allgemein die Auffassung herrschte, daß bei Fräsmaschinen das Schwungrad auf der Fräserwelle selbst angeordnet und dabei möglichst dicht an den Fräser herangerückt werden müsse.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Abbildung einen Längsschnitt durch einen nach der Erfindung ausgebildeten Frässpindelantrieb.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Frässpindell eine Hülse2 befestigt, auf der in einem gewissen Abstand voneinander ein Zahnrad 3 und eine Buchse 4 mittels Kugellager drehbar, aber axial nicht verschiebbar angeordnet sind.

Zwischen dem Zahnrad 3 und der Buchse 4 ist auf der Hülse 2 ein Kupplungs- und Schaltglied 5 axial verschiebbar, jedoch undrehbar gelagert, das in der in der Zeichnung dargestellten Lage mit der Buchse 4 im Eingriff steht und durch Axialverschiebung mit dem Zahnrad 3 in Eingriff gebracht werden kann.

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Auf der Buchse 4 ist ein aus zwei Teilen 6' und 6" bestehendes Zahnrad undrehbar befestigt, das ständig mit einem auf einer Vorgelegewelle 7 festsitzenden Zahnrad 8 erheblich kleineren Durchmessers im Eingriff steht. Sowohl das Zahnrad 8 als auch die Zahnradteile6' und 6" sind mit einer Schrägverzahnung ausgestattet. Um die erforderliche Spielfreiheit dieser Zahnradübersetzung auch nach längerer Betriebsdauer zu erhalten, ist zwischen den in einem Arbeitsgang gefrästen Zahnradteilen 6' und 6" eine Scheibe 9 angeordnet, die jederzeit gegen eine etwas stärkere Scheibe ausgewechselt werden kann. Durch Vergrößerung des Abstandes zwischen den schrägverzahnten Rädern 6' und 6" findet eine geringfügige Verschiebung der Zahnflanken gegeneinander statt.

Die Vorgelegewelle 7 ist ferner durch ein Zahnräderpaar 10, 11 ständig mit der Antriebswelle 12 gekuppelt, die außerdem noch ein zweites festsitzendes Zahnrad 13 trägt, das über ein auf der Vorgelegewelle 7 frei drehbar gelagertes Zahnrad 14 und ein mit letzterem verbundenes Zahnrad 15 mit dem auf der Frässpindelhülse 2 gelagerten Zahnrad 3 in kraftschlüssiger Verbindung steht.

Befindet sich das Kupplungs- und Schaltglied 5 in der in der Zeichnung dargestellten Lage, so wird das Drehmoment von der Antriebswelle 12 über die schrägverzahnten Räder 11, 10, die Vorgelegewelle 7, die Schrägzahnräder 8, 6', 6" und das Kupplungsglied 5 auf die Frässpindelhülse 2 und damit auf die Frässpindel selbst übertragen. Auf diese Weise wird die Frässpindel 1 mit geringer Drehzahl angetrieben.

Soll die Frässpindel mit einer höheren Drehzahl angetrieben werden, so bringt man das Schalt- und Kupplungsglied 5 durch Axialverschiebung auf der Hülse 2 mit dem Zahnrad 3 in Eingriff. Jetzt erfolgt der Antrieb von der Welle 2 aus, über die Zahnräder 13, 14, 15 und 4.

Auf der Vorgelegewelle 7 ist eine Schwungscheibe 16 befestigt, die den Zweck hat, insbesondere bei langsamem Antrieb der Frässpindel und unterbrochenem Schnitt einen ruhigen Lauf des Fräsers zu gewährleisten.

Da der Teilkreisdurchmesser des Schrägzahnrades 6', 6" etwa viermal so groß ist wie der des damit im Eingriff stehenden Zahnrades 8, kann die Schwungscheibe 16 verhältnismäßig klein und leicht gehalten werden, so daß sie nicht viel Raum in Anspruch nimmt.

Auch bei schnellerem Antrieb der Frässpindel 1 über die Zahnräder 13, 14, 15 und 3 werden die Vorgalegewelle 7, die auf dieser befestigte Schwungscheibe und das verhältnismäßig schwere Zahnrad 6', 6" in Umdrehung versetzt. Das Gewicht des Zahnrades. 6', 6" trägt hier mithin gewissermaßen zur Vergrößerung der Schwungmasse bei, so daß auch bei schneller Umdrehung der Frässpindel 1 ein ruhiger Lauf gewährleistet ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Spindelantrieb mit Schwungscheibe für Langfräsmaschinen, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schwungscheibe (16) auf einer Vorgelegewelle (7) festsitzt, die durch eine spielfreie Zahnradübersetzung (8, 6', 6") mit der Frässpindel (1) gekuppelt ist und erheblich schneller umläuft als jene.

2. Frässpindelantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (8, 6', 6") eine Schrägverzahnung aufweisen und zwischen den auf einem gemeinsamen Träger (4) befestigten Teilzahnrädern (6' und 6") in an sich bekannter Weise eine Scheibe (9) auswechselbar angeordnet ist.

3. Frässpindelantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgelegewelle (7) über ein Zahnfäderpaar (10,11) mit einer Antriebswelle (12) gekuppelt ist, auf der noch ein zweites Zahnrad (13) festsitzt, das über zwei auf der Vorgelegewelle (7) drehbar gelagerte und starr miteinander verbundene Zahnräder (14 und 15) mit einem auf der Frässpindel (1) gelagerten und mit dieser kuppelbaren Zahnrad (3) ständig in kraftschlüssiger Verbindung steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 866 306, 967 489;

deutsche Patentanmeldung W 5898 Ib/49 b (bekanntgemacht am 23. 10. 1952);

Zeitschrift »Werkstattechnik u. Maschinenbau«, Heft 9, 1949, 39. Jg., S. 260 bis 265;

Zeitschrift »Industrie Anzeiger«, Sonderteil »Werkzeugmaschine und Fertigungstechnik«, Verlag W. Girardet Essen, Nr. XII, 4. 12.1953, S. 1301 bis 1310.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen