-
Die Erfindung betrifft eine Vorschubantriebseinheit für eine Bohr-,
Fräs- oder Schleifmaschine, bei der koaxial zu der die Vorschubspindel antreibenden
Hauptabtriebswelle ein Differentialgetriebe mit zwei Getriebeeingängen angeordnet
ist, wobei der eine Getriebeeingang über eine Außenverzahnung am Getriebekäfig mit
einem Antriebsmotor für einen Eilgang und der andere Getriebeeingang über ein koaxial
neben dem Differentialgetriebe und fest auf der Getriebeeingangswelle angeordnetes
Zahnrad mit einem Antriebsmotor für einen Arbeitsvorschub verbunden ist und wobei
die Wellen der Antriebsmotoren parallel zur Hauptabtriebswelle liegen.
-
Es ist bekannt (bekanntgemachte Patentanmeldung P 37 35 I b / 49a),
auf der Hauptabtriebswelle für den Spindelvorschub einer Werkzeugmaschine ein Differentialgetriebe
anzuordnen, dessen inneres Sonnenrad über ein mehrfaches Schneckengetriebe mit dem
Abtriebsmotor für den Arbeitsvorschub angetrieben ist, während der Planetenradträger
über ein Schneckengetriebe mit dem Antriebsmotor für den Eilgang verbunden ist.
Das äußere Sonnenrad ist mit der Hauptabtriebswelle verbunden. Die Schnekkengetriebe
und das Differentialgetriebe sind in einem Getriebekasten angeordnet, an dem seitlich
quer zueinander die beiden Antriebsmotoren befestigt sind. Diese Anordnung weist
eine verhältnismäßig große axiale Baulänge sowie viele Einzelteile auf. Darüber
hinaus ist auch die Querabmessung der Antriebseinheit infolge des querliegenden
Antriebsmotors für den Eilgang verhältnismäßig groß.
-
Es ist ferner eine Antriebseinheit bekannt (USA.-Patentschrift 2 284
758), deren Vorschubspindel von einem Differentialgetriebe angetrieben ist, wobei
die Außenverzahnung des äußeren Sonnenrades mit einem Antriebsmotor in Antriebsverbindung
ist, während die Außenverzahnung des Getriebekäfigs bzw. des Planetenradträgers
von einem drehzahlgeregelten Antriebsmotor angetrieben ist. Während der erstere
Antriebsmotor das Werkzeug antreibt, kann durch Drehzahlregelung des zweiten Antriebsmotors
der Arbeitsvorschub geregelt werden. Beide Antriebsmotoren liegen parallel zur Hauptabtriebswelle
sowie an einander abgekehrten Seiten des Differentialgetriebes. Der Platzbedarf
für die Unterbringung der Motoren ist erheblich. Außerdem ist die Zugänglichkeit
zum Getriebe erschwert.
-
Der gleiche Nachteil trifft auch bei einem Differentialgetriebe zum
Antrieb eines Geschützturms zu (USA.-Patentschrift 1108 422), bei dem die Hauptabtriebswelle
zwischen den beiden Antriebswellen sowie parallel zu diesen verläuft. Auch andere
bekannte Antriebseinheiten (deutsche Patentschrift 970 564, USA.-Patentschrift 2
519 042) weisen einen erheblichen Platzbedarf sowie verhältnismäßig viele Getriebeteile
auf. Dies ist durch querliegende Antriebswellen oder querliegende Zwischenwellen
bedingt, da Schneckengetriebe und Kegelräder vorgesehen sind. Schließlich ist es
auch bekannt, zur Betätigung eines Spannfutters mit einem Eil- und Spannganggetriebe
ein Exzentergetriebe vorzusehen (deutsche Patentschrift 947 847).
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorschubantriebseinheit
der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß sie eine kurze axiale Baulänge
und eine möglichst gedrängte platzsparende Anordnung ohne herausragende Teile aufweist.
Sie soll ferner einfach aufgebaut und leicht zugänglich sein.
-
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Antriebsmotor
für den Eilgang, der über den Getriebekäfig das in an sich bekannter Weise als Exzentergetriebe
ausgebildete Differentialgetriebe antreibt, und der Antriebsmotor für den Arbeitsvorschub
auf gleicher Höhe beiderseits der Hauptabtriebswelle in einem gemeinsamen Gehäuse
so angeordnet sind, daß das Exzentergetriebe zugänglich an dem der zum Antrieb der
Werkzeugmaschine dienenden Seite der Hauptabtriebswelle entgegengesetzten Wellenende
vor den Motoren liegt.
-
Als ein wesentlicher Vorteil ergibt sich eine sehr einfache und zweckmäßige
Bauweise. Die Antriebsritzel auf den Wellenenden der beiden Motoren kämmen in einfacher
Weise mit der Außenverzahnung des Exzentergetriebes bzw. mit dem Zahnrad auf der
anderen Getriebeeingangswelle. Somit geraten alle weiteren Getriebeverbindungen
in Wegfall. Das Exzentergetriebe vermittelt einerseits einen im wesentlichen unmittelbaren
Antrieb der Hauptabtriebswelle für den Eilgang, während der Arbeitsvorschub langsam
genug ist.
-
Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß die gesamte Antriebseinheit
in einem gemeinsamen Gehäuse kurzer axialer Baulänge angeordnet ist, das keine seitlich
herausragenden Teile aufweist, die den Platzbedarf vergrößern, insbesondere den
freien Raum zwischen eng nebeneinander aufgestellten Werkzeugmaschinen vermindern.
Dadurch ergibt sich eine sehr platzsparende und gedrängte Anordnung und eine günstigere
Aufstellung der Werkzeugmaschinen. Ferner sind die Getriebeteile von der freien
Seite her leicht zugänglich, so daß Zahnräder nötigenfalls leicht ausgewechselt
werden können und die Wartung vereinfacht ist.
-
Ferner ist es möglich, daß für ein Anschlagdrehen bzw. Freischneiden,
beispielsweise beim Bohren von Sacklöchern, der Antriebsmotor für den Arbeitsvorschub
bei festgehaltener Hauptabtriebswelle über das Exzentergetriebe den Antriebsmotor
für den Eilgang in umgekehrter Drehrichtung antreibt, so daß nach Beendigung dieses
Vorgangs beim Einschalten des Antriebsmotors für den Eilgang das Werkzeug über die
Hauptabtriebswelle ohne Zeitverlust im Eilgang zurückgefahren wird.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch die Vorschubantriebseinheit,
F i g. 2 einen Axialschnitt im vergrößerten Maßstab durch das Exzentergetriebe und
F i g. 3 einen Querschnitt durch das Exzentergetriebe.
-
Die F i g. 1 zeigt eine Vorschubantriebseinheit 150, die ein Gehäuse
172 mit einer größeren, auf der linken Seite offenen Kammer 174 und zwei kleinere,
ebenfalls nach links offene Kammern 176 und 178 aufweist. In dem Gehäuse erstreckt
sich eine mittlere Öffnung 180 zwischen den Kammern 176 und 178. In der Kammer 174
ist auf einer Hauptabtriebswelle 184 (F i g. 2) ein Exzentergetriebe
182 drehbar gelagert, wobei ein Wellenende 186 mit geringerem Durchmesser
durch Rollen- oder Nadellager 191 in
einer Bohrung 188 des
Deckels 190 gelagert ist. Der Deckel 190 schließt das linke Ende der Kammer
174
ab. Die Hauptabtriebswelle 184 wird außerdem in der Mitte zwischen ihren
Enden durch ein Lager 192 gestützt, welches im Bereich des linken Endes der Öffnung
180 im Gehäuse 172 angeordnet ist.
-
Das Exzentergetriebe 182 besitzt eine Getriebeeingangswelle 194, welche
drehbar auf der Hauptabtriebswelle 184 angeordnet und durch einen Differentialantrieb
drehbar mit dem Getriebeausgang 196 verbunden ist. Der Differentialantrieb ist innerhalb
des als Getriebekäfig dienenden Gehäuses 198 des Exzentergetriebes angeordnet. Der
Getriebeausgang 196 ist auf der Hauptabtriebswelle 184 verkeilt und kann entweder
von der Getriebeeingangswelle 194 oder von dem Gehäuse 198 angetrieben werden, wobei
der erstgenannte Getriebeeingang eine große Untersetzung verursacht und der letztgenannte
Getriebeeingang die Hauptabtriebswelle im wesentlichen unmittelbar über den Differentialantrieb
antreibt.
-
Auf der Getriebeeingangswelle 194 ist mittels eines Keils
202 ein Zahnrad 200 mit Stirnverzahnung aufgekeilt, das durch eine
mit einem Außengewinde 205 der Getriebeeingangswelle zusammenwirkende Mutter 204
in axialer Richtung gehalten ist. Zwischen dem Deckel 190 und dem Ende der Getriebeeingangswelle
194 ist eine Druckscheibe 206 angeordnet, um die Reibung zwischen
diesen Teilen zu vermindern. Das Zahnrad 200 wird durch das an dem Wellenende
210
des Antriebsmotors 212 verkeilte Antriebsritzel 208
angetrieben.
Der Antriebsmotor 212 ist in der Kammer 178 angeordnet, wobei das Antriebsritzel
208 durch eine Mutter 214 auf dem Wellenende 210 befestigt ist. Die Motorwelle ist
in Lagern 216 und 218 an jedem Ende des Motors gelagert, wobei im Bereich des Lagers
216 Dichtungen 220 angeordnet sind. Am rechten Ende der Welle kann erforderlichenfalls
ein Lüfter 222 angeordnet werden. Ebenfalls kann zwischen einer auf der Welle gebildeten
Schulter und dem Antriebsritze1208 ein Ölabweiser angeordnet werden, um Schmieröl
innerhalb des Gehäuses radial nach außen zu schleudern.
-
Somit treibt der Antriebsmotor 212 die Getriebeeingangswelle
194 über das Antriebsritzel 208 und das Zahnrad 200 an, das
wiederum über den Differentialantrieb innerhalb des Gehäuses 198 den Getriebeausgang
196 und die Hauptabtriebswelle 184
antreibt. Dadurch ist der langsame
Arbeitsvorschub vermittelt. Das rechte Ende der Hauptabtriebswelle 184 ist mit einem
Querschlitz 226 versehen, in den eine Zunge 228 am linken Ende der Welle 160 ragt,
wobei die Welle 160 in Lagern innerhalb des Gehäuses 172 gelagert werden kann und
wobei die Lager innerhalb eines in einer Gegenbohrung 232 im rechten Ende der mittleren
Öffnung 180 angeordneten Halterings 230 angeordnet sind. Die Welle
160 treibt die Vorschubspindel einer Werkzeugmaschine an.
-
Um die Hauptabtriebswelle 184 für den Eilgang anzutreiben,
ist ein zweiter Antriebsmotor 234 innerhalb der Kammer 176 angeordnet, dessen Wellenende
235 durch ein mittels Keilnutverzahnung 240 befestigtes Antriebsritzel
238 treibend mit einer Außenverzahnung 236 des Gehäuses 198 bzw. Getriebekäfigs
verbunden ist. Zwischen dem rechten Ende des Antriebsritzels 238 und einer Schulter
des Wellenendes 235 ist eine Abstandshülse 242 vorgesehen. Die Motorwelle ist in
dem Gehäuse 172 in Lagern 244 und 245 gelagert, wobei im Bereich des Lagers 244
Dichtungen 246 angeordnet sind. Die Lager 216 und 244 für die Wellenenden
210 und 235 sind in Naben 248 und 250 von Deckplatten 252 und 254
angeordnet, welche die linken Enden der Kammern 176 und 178 abschließen.
-
Am unteren Ende des Deckels 190 ist gemäß F i g. 1 eine Bremsvorrichtung
256 angeordnet, welche eine hohle Welle 258 aufweist, die sich durch den Deckel
hindurch erstreckt und die in einem Lager 260 gelagert ist, wobei die Welle 258
durch Keilnutverzahnung gleitend an der Keilnutverzahnung 240
befestigt ist
und sich an dem Antriebsritzel 238 abstützt, um eine axiale Verschiebung des Antriebsritzels
nach links zu verhindern.
-
Die Bremsvorrichtung 256 verhindert bei Erregung oder Betätigung eine
Drehung der Motorwelle des Antriebsmotors 234 und eine Drehung des Gehäuses 198
des Exzentergetriebes. Der Antriebsmotor 212 für den Arbeitsvorschub kann dann eingeschaltet
werden. Andererseits wird beim Einschalten des Antriebsmotors 234 für den Eilgang
und Entregung der Bremsvorrichtung 256 des Gehäuses 198 unmittelbar angetrieben
und treibt daher den Ausgangsteil 196 und die Hauptabtriebswelle 184 über den Differentialantrieb
an.
-
Durch die Anordnung des Exzentergetriebes 182 am linken Ende der Hauptabtriebswelle
184 gemäß F i g. 1 sind die Zahnräder 208 und 200 zum Auswechseln
und das Exzentergetriebe zum Durchführen von Reparaturen durch Entfernung des Deckels
190 leicht zugänglich, ohne daß die gesamte Vorschubantriebseinheit von der Werkzeugmaschine
abgenommen werden muß. Ferner ist die Bremsvorrichtung 256 durch Lösen eines Deckels
260 zugänglich, der an einem gegenüber dem Deckel 190 vorstehenden zylindrischen
Wandabschnitt 262 befestigt ist, worauf die Bremsvorrichtung leicht herausgezogen
werden kann. Ferner ist jeder Antriebsmotor 212 und 234
durch Entfernen
der Deckplatten 252 und 254 zugänglich, ohne daß das Gehäuse 172 von der Werkzeugmaschine
abgenommen werden muß.
-
Das Exzentergetriebe 182 ist in den F i g. 2 und 3 ausführlicher dargestellt.
Die Hauptabtriebswelle 184
ist mit einem Bund 280 versehen, an dem
das Lager 192 angeordnet ist, während an einer Schulter 282 geringeren Durchmessers
der Getriebeausgang 196 mittels des Keils 284 befestigt ist.
-
Die Getriebeeingangswelle 194 ist mittels Rollen-oder Nadellager
288 und 290 drehbar auf dem Wellenende 186 gelagert, und das rechte
Ende der Getriebeeingangswelle 194 ist mit einem exzentrischen Nocken
292 versehen. Außer der Druckscheibe 206,
die an dem linken Ende der
Getriebeeingangswelle 194 anliegt, ist am rechten Ende zur Verminderung der
Reibung eine Druckscheibe 294 vorgesehen. Auf dem exzentrischen Nocken 292 ist mittels
Kugellager 298 ein außen verzahnter Zahnkranz 296 drehbar angeordnet,
wobei die Kugellager 298 durch drei Halteringe 297 axial eingestellt sind.
Der die Außenverzahnung 236 tragende Teil des Gehäuses 198 ist an
dessen Umfang mittels Schrauben 299 od. dgl. befestigt. Das Gehäuse weist ein innenverzahntes
Zentralrad 300 auf, dessen Zähne mit den Zähnen des Zahnkranzes 296 kämmen. Der
Getriebeausgang ist mit einem innenverzahnten Zentralrad 302 versehen und weist
einen sich radial erstreckenden Flansch 304 mit mehreren Öffnungen 306 auf. Die
Zähne des innenverzahnten Zentralrads 302 kämmen
ebenfalls mit dem
Zahnkranz 296. Das Gehäuse 198 ist mit einem von seinem rechten Ende her radial
nach innen vorspringenden Flansch 308 versehen, der zum Zentralrad 302 konzentrisch
angeordnet ist. Somit ist das Gehäuse 198 durch das Zentralrad 302 gegen axiales
Verschieben festgelegt.
-
Die Zähne des Zahnkranzes 296 erfassen gemäß F i g. 3 nur einige Zähne
der Zentralräder 300 und 302, so daß bei Drehung des Nockens 292 durch den Antriebsmotor
212 nacheinander verschiedene Zähne des Zahnkranzes mit verschiedenen Zähnen der
Zentralräder 300 und 302 in Eingriff gelangen. Um die gewünschte Untersetzung zwischen
der Getriebeeingangswelle 194 und dem Getriebeausgang 196 zu erreichen, sind die
Zentralräder 300 und 302 mit verschiedenen Zahnzahlen ausgestattet. Beispielsweise
kann das Zentralrad 302 einen Zahn mehr als das Zentralrad 300 aufweisen, so daß
bei Stillstand des Zentralrads 300 infolge der betätigten Bremsvorrichtung 256 und
bei einer vollen Umdrehung des Nockens 292 im Uhrzeigersinn gemäß F i g. 3 der Zahnkranz
296 über die Kugellager 298 angetrieben wird und verschiedene Zähne des Zahnkranzes
mit jedem Zahn des Zentralrades 300 nacheinander in Eingriff gelangen, bis der Zahnkranz
296 wieder die in F i g. 3 gezeigte Lage einnimmt. Da jedoch das Zentralrad 302
einen Zahn mehr als das Zentralrad 300 aufweist, legt das Zentralrad
302 während der einen Umdrehung des Nockens 292 im Uhrzeigersinn nur eine
Zahnteilung zurück, um die erforderliche große Untersetzung zu vermitteln. Umgekehrt
dreht sich das Zentralrad 302, das einen Zahn weniger aufweist, bei einer Umdrehung
des Nockens 292 im Uhrzeigersinn entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Zahn weiter.
-
Wird jedoch das Gehäuse 198 vom Antriebsmotor 234 angetrieben, so
wird der Zahnkranz 296 unmittelbar angetrieben und treibt das Zentralrad 302 an.
Es ist ferner ohne Einfiuß, ob der Antriebsmotor 212 während des Antriebs des Gehäuses
198 eingeschaltet ist oder nicht, da dies für die Drehzahl des Getriebeausgangs
196 nur einen Unterschied von einem Zahn je Umdrehung ausmacht. In jedem Fall wird
die Hauptabtriebswelle über das Gehäuse 198 im wesentlichen unmittelbar angetrieben.