DE19758125A1

DE19758125A1 - Werkzeugmaschinengetriebe

Info

Publication number: DE19758125A1
Application number: DE19758125A
Authority: DE
Inventors: Young Ho Song
Original assignee: Daewoo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Hyundai Doosan Infracore Co Ltd
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1998-07-02
Also published as: FR2757921A1; US5974907A; KR19980059372A; GB9727484D0; ITMI972905A1; IT1296912B1; KR100203808B1; GB2322170B; GB2322170A

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugmaschinengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um Werkstücke in eine gewünschte Form spanabhebend zu bearbei ten, ist es bekannt, numerisch computergesteuerte Drehbänke zu verwen den. Die Drehbank umfaßt im allgemeinen eine Spindel mit einem Spannfut ter zum Halten von zu bearbeitenden Werkstücken und einen elektrischen Antriebsmotor, der zum Antrieb der Spindel mit einer vorbestimmten Dreh geschwindigkeit dient. Beim Drehvorgang ist das Drehmoment der Spindel abhängig von der Schneidlast zu erhöhen oder zu erniedrigen. Dies liegt daran, daß die Spindel ein größeres Drehmoment im Falle eines starken Schneidens im Vergleich zu einem leichten Schneiden benötigt. Das Spin deldrehmoment kann durch Verwendung eines Drehbankgetriebes verändert werden, das zwischen dem Elektromotor und der Spindel angeordnet ist.

Eine typisches Beispiel eines kommerziell erhältlichen Dreh bankgetriebes ist in Fig. 4 dargestellt und umfaßt ein Gehäuse 10 und eine Eingangs- und eine Ausgangswelle 12, 14, die in dem Gehäuse 10 über Lager 16 mit Abstand und parallel zueinander gelagert sind. Am äußeren Ende der Eingangswelle 12 ist eine Eingangsriemenscheibe 18 angeordnet, die von einem Elektromotor angetrieben wird, während auf der Ausgangs welle 14 eine Ausgangsriemenscheibe 20 befestigt ist, die zum Antrieb einer Spindel dient.

Auf der Ausgangswelle 14 sind axial unbeweglich Abtriebszahn räder 22, 24 befestigt, von denen das Abtriebszahnrad 22 einen kleineren Durchmesser als derjenige des Abtriebszahnrads 24 aufweist. Ein bewegli ches Antriebszahnrad 26 mit einem ersten und einem zweiten Radabschnitt 26a, 26b ist axial verschiebbar auf der Eingangswelle 12 zur gleitenden Verschiebung zwischen einer ersten Verschiebeposition, in der der Radab schnitt 26a in kämmenden Eingriff mit dem Abtriebszahnrad 22 steht, um ein reduziertes Drehmoment und eine erhöhte Drehgeschwindigkeit der Aus gangswelle 14 zu erzeugen, und einer zweiten Verschiebeposition ver schiebbar, in der der Radabschnitt 26b mit dem Abtriebszahnrad 24 kämmt, um zu einem erhöhten Drehmoment und einer reduzierten Drehgeschwindig keit der Ausgangswelle zu führen.

Die Verschiebebewegung des Antriebszahnrads 26 in die erste bzw. zweite Verschiebeposition wird mittels einer Verschiebeeinrichtung 30 vorgenommen, die einen doppelt wirkenden Verschiebezylinder 32 um faßt, der ein auf dem Gehäuse 10 montiertes Zylindergehäuse 34 und eine Kolbenstange 36 umfaßt, die verschiebbar in dem Zylindergehäuse 34 mon tiert ist. Das Zylindergehäuse 34 besitzt eine erste Druckkammer 34a und ein zweite Druckkammer 34b, die entsprechend mit einer Flüssigkeitspumpe über Einlaß- und Auslaßöffnungen 34c und 34d in Verbindung steht.

Die Zylinderstange 36 ist an ihrem inneren Ende mit einem Ver schiebejoch 38 versehen, das mit dem Antriebszahnrad 26 an einem Ende hiervon in Eingriff bleibt und verschiebbar auf einer Führungsstange 40 mit dem anderen Ende angeordnet ist. Am inneren Ende der Zylinderstange 36 ist ein Anschlag 41 vorgesehen, um entweder einen ersten Endschalter 42 zu aktivieren, um hierdurch die Weiterbewegung der Kolbenstange 36 zu stoppen, oder einen zweiten Endschalter 44 zu betätigen, um hierdurch die Rückzugsbewegung der Kolbenstange 36 zu beenden. Die ausgefahrene Kolbenstange 36 ermöglicht es dem Verschiebejoch 38, das Antriebszahnrad 26 in die erste Verschiebeposition zu bringen, so daß der Radabschnitt 26a hiervon mit dem Abtriebszahnrad 22 kämmt, wohingegen ein Zurückzie hen der Kolbenstange 36 das Verschiebejoch 38 in die Lage versetzt, das Antriebszahnrad in die zweite Verschiebeposition zu bringen, so daß der Radabschnitt 26b mit dem Abtriebszahnrad 24 kämmt.

Bei einem derartigen Getriebe wird das Verschiebejoch einer starken Abnutzung unterworfen, da es ständig in Reibkontakt mit dem sich drehenden Antriebszahnrad steht. Eine derartige Abnutzung resultiert in einer Fehlausrichtung des Antriebszahnrads in bezug auf die Abtriebs zahnräder in der ersten und zweiten Verschiebeposition. Um eine genaue Ausrichtung sicherzustellen, sollte das verschlissene Verschiebejoch durch ein neues ersetzt werden, was jedoch eine zeitaufwendige Auswech selarbeit erfordert. Da des weiteren das Verschiebejoch auf dem inneren auskragenden Ende der Kolbenstange montiert ist, wird ein starkes Biege moment auf die Kolbenstange während und nach dem Verschiebevorgang aus geübt, wodurch eine Biegedeformation der Kolbenstange und damit eine Leckage der Arbeitsflüssigkeit aus dem Zylindergehäuse bewirkt wird. Zu sätzlich zu diesen Nachteilen muß das Zylindergehäuse des Verschiebezy linders getrennt von dem Getriebegehäuse hergestellt und auf diesem mon tiert werden, wobei es außerdem unvermeidlich ist, die Führungsstange zu verwenden, um eine unerwünschte Drehung des Verschiebejochs und der Kol benstange um die Achse der letzteren zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Werkzeugmaschinenge triebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das in der Kon struktion und Herstellung weniger aufwendig und von höherer Betriebssi cherheit ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Drehbankgetriebe.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 1.

Fig. 4 zeigt im Schnitt ein bekanntes Drehbankgetriebe.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Getriebe für eine Drehbank umfaßt ein Gehäuse 100 für eine nicht dargestellte numerisch computergesteuerte Drehbank. Eine Eingangs- und eine Ausgangswelle 102, 104, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zueinander drehen, sind in dem Gehäuse 100 mit Abstand und parallel zueinander über Wälzla ger 106 gelagert. Am äußeren Ende der Eingangswelle 102 ist eine Ein gangsriemenscheibe 108 befestigt, die über einen nicht dargestellten elektrischen Antriebsmotor drehbar ist. Auf der der Eingangsriemenschei be 108 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 100 ist eine Ausgangsrie menscheibe 110 am äußeren Ende der Ausgangswelle 104 zur Drehung hiermit befestigt, die in Antriebsverbindung mit einer nicht dargestellten Spin del der Drehbank steht.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist ein axial verschiebbares Antriebszahnrad 112 auf der Eingangswelle 102 durch Einsetzen einer Fe der der Eingangswelle 102 in eine Federnot des beweglichen Antriebszahn rads 112 befestigt. Auf diese Weise ist das Antriebszahnrad 112 in der Lage, zwischen einer ersten in Fig. 2 durchgezogen dargestellten Posi tion und einer zweiten strichpunktiert dargestellten Position verscho ben zu werden. Das Antriebszahnrad 112 besitzt einen ersten Radabschnitt 112a und einen zweiten Radabschnitt 112b, dessen Durchmesser, genauer dessen Wälzkreisdurchmesser kleiner als derjenige des ersten Radab schnitts 112a ist.

Ein erstes und ein zweites stationäres Abtriebszahnrad 114, 116 sind auf der Ausgangswelle 104 mit einem geeigneten axialen Abstand hierzwischen befestigt. Die sich mit der Abtriebswelle 104 mit drehenden Abtriebszahnräder 114, 116 können sich nicht in Axialrichtung der Ab triebswelle 104 bewegen. Das Abtriebszahnrad 114 besitzt einen solchen Durchmesser, daß es mit dem ersten Radabschnitt 112a des Antriebszahn rads 112 in Eingriff gelangen kann, wenn das letztere sich in der ersten Verschiebeposition befindet. Das zweite Abtriebszahnrad 116 besitzt einen größeren Durchmesser als das Abtriebszahnrad 114 und gelangt in kämmenden Eingriff mit dem zweiten Radabschnitt 112b des Antriebszahn rads 112, wenn sich letzteres in der zweiten Verschiebeposition befin det.

An der Oberseite des Gehäuses 100 befindet sich eine Verschie beeinrichtung 118, die dazu dient, das Antriebszahnrad 112 entweder in die erste Verschiebeposition, in der der erste Radabschnitt 112a mit dem Abtriebszahnrad 114 kämmt, oder in die zweite Verschiebeposition zu ver schieben, in der der zweite Radabschnitt 112b mit dem zweiten Abtriebs zahnrad 116 kämmt.

Die Verschiebeeinrichtung 118 umfaßt zwei gegenüberliegend voneinander angeordnete Gehäuseabschnitte 120, 122, die auf dem Gehäuse 100 vorgesehen sind, wobei zwischen den inneren Enden der Zylinderge häuseabschnitte 120, 122 ein lang gestreckter Jochkanal 124 belassen ist. Der Jochkanal 124 dient zur Aufnahme eines Verschiebejochs 138 und ist oberseitig durch einen Deckel 126 dicht verschlossen, um eine uner wünschte Leckage von in dem Gehäuse 100 enthaltendem Schmiermittel oder einen Zugang von unerwünschten Materialien wie Spänen und Schneidflüs sigkeit zum Gehäuse 100 zu verhindern. Die Zylinderhausabschnitte 120, 122, die einstückig mit dem Gehäuse 100 ausgebildet sind, besitzen eine Axialbohrung 120a bzw. 122a mit inneren und äußeren Enden. Die äußeren Enden der Axialbohrungen 120a, 122a sind durch Kappen 128, 130 ver schlossen, die jeweils an dem entsprechenden Zylindergehäuseabschnitt 120, 122 mittels Schrauben 132, 134 befestigt sind und Flüssigkeitsöff nungen 128a, 130a aufweisen, die mit einer gemeinsamen, nicht darge stellten Druckquelle verbunden sind.

Durch die inneren Enden der Axialbohrungen 120a, 122a der Zy lindergehäuseabschnitte 120, 122 sind die gegenüberliegenden Enden einer Kolbenstange 136 eingesetzt, die sich unter der Einwirkung eines Druck mediums, beispielsweise aufgedrücktes Öl oder Druckluft, das in die Axi albohrung 120a des Zylindergehäuseabschnitts 120 eingedrückt wird, in Fig. 2 nach links und unter der Einwirkung eines Druckmediums, das in die Axialbohrung 122a des Zylindergehäuseabschnitts 122 eingeführt wird, in Fig. 2 nach rechts bewegen.

Das Verschiebejoch 138, das gabelartig ausgebildet ist, ist am proximalen Ende des Zwischenabschnitts der Kolbenstange 136 über Schraubbolzen 140 oder dergleichen befestigt, so daß es sich mit der Kolbenstange 136 hin- und herbewegen kann. Das Verschiebejoch 138 be sitzt an seinem distalen Ende ein Paar von gabelförmig angeordneten Fin gern 138a, 138b, die zwischen sich den Umfangsabschnitt des Radab schnitts 112a des Antriebszahnrads 112 aufnehmen und hiermit in Eingriff stehen. Jeder Finger 138a, 138b ist mit einem Friktionskissen 142, 144 aus stoßabsorbierendem und geräuschreduzierendem Material versehen, das auswechselbar an der Innenfläche der entsprechenden Finger 138a, 138b durch Schrauben 143, 145 befestigt ist und mit den Seitenflächen des Radabschnitts 112 in Eingriff steht. Die Friktionskissen 142, 144 können durch neue ersetzt werden, wenn sie abgenutzt sind und als nicht länger verwendbar betrachtet werden.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, besitzt das Ge häuse 100 ein Paar von gegenüberliegenden Führungsleisten 146, 148, die in den Jochkanal 124 vorstehen und mit den Flanken des Verschiebejochs 138 in Kontakt stehen, um eine Drehung des Verschiebejochs 138 um die Achse der Kolbenstange 136 zu verhindern. Wenn sich die Kolbenstange 136 nach links oder rechts bewegt, dienen die Führungsleisten 146, 148 dazu, die hin- und hergehende Bewegung des Verschiebejochs 138 längs eines ge raden Wegs zu führen.

Eine Positionsdetektoreinrichtung 150 wird verwendet, um die Position des Verschiebejochs 138 festzustellen, um sicherzustellen, daß das Verschiebejoch exakt in der ersten oder zweiten Verschiebeposition durch Steuerung der Bewegung der Kolbenstange 136 gestoppt wurde. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt die Positionsdetektoreinrich tung 150 einen Anschlag 152, der auf der Oberseite des Verschiebejochs 138 durch eine Schraube 154 befestigt ist, und zwei Endschalter 156, 158, die an dem Gehäuse 100 längs des Bewegungspfads des Anschlags 152 beabstandet zueinander befestigt sind.

Der Hub des Verschiebejochs 138 ist praktisch gleich dem Ab stand der Endschalter 156, 158 als auch gleich demjenigen zwischen den Abtriebszahnrädern 114, 116. Dies bedeutet, daß der Anschlag 152 in Aus richtung mit dem Endschalter 156 gelangt und diesen aktiviert, wenn das Verschiebejoch 138 in die erste Verschiebeposition am Ende seiner links gerichteten Bewegung bewegt wird. Wenn das Verschiebejoch 138 in die zweite Verschiebeposition am Ende der nach rechts gerichteten Bewegung bewegt wird, gelangt der Anschlag 152 in Eingriff mit dem Endschalter 158 und aktiviert diesen.

Obwohl in den Abbildungen nicht dargestellt, sind die End schalter 156, 158 elektrisch mit einer Steuerung verbunden, die die Zu fuhr von Druckmedium zu den Axialbohrungen 120a, 122a der Zylinderge häuseabschnitte 120, 122 steuert. Die Steuerung dient dazu, die Einfüh rung von Druckmedium in die Axialbohrung 120a des Zylindergehäuseab schnitts 120 in dem Fall, daß der Endschalter 156 durch den Anschlag 152 aktiviert wird, zu beenden. Wenn der Grenzschalter 158 aktiviert wird, unterbricht die Steuerung die Zufuhr von Druckmedium zur Axialbohrung 122a des Zylindergehäuseabschnitts 122.

Ein Einführen von Druckmedium in die Axialbohrung 120a des Zy lindergehäuseabschnitts 120 bewirkt, daß sich die Kolbenstange 136 nach links bewegt, wodurch das Verschiebejoch 138 in die erste Verschiebepo sition, in Fig. 2 durchgezogen dargestellt, gebracht wird. Genau wenn das Verschiebejoch 138 die erste Verschiebeposition erreicht, gelangt der Anschlag 152 in Kontakt mit dem Endschalter 156 der Positionsdetek toreinrichtung 150, wie durchgezogen in Fig. 1 dargestellt ist, und ak tiviert diesen. Die Aktivierung des Endschalters 156 führt dazu, daß die Steuerung eine weitere Zufuhr von Druckmedium zur Axialbohrung 120a des Zylindergehäuseabschnitts 120 unterbricht, wodurch das Verschiebejoch 138 in der ersten Verschiebeposition stoppt. Wenn sich das Verschiebe joch 138 in die erste Verschiebeposition bewegt, kämmt der Radabschnitt 112a des Antriebszahnrads 112 mit dem Abtriebszahnrad 114, so daß sich die Ausgangswelle 104 und die Ausgangsriemenscheibe 110 mit einer größeren Geschwindigkeit und einem niedrigerem Drehmoment als die Ein gangswelle 102 und die Eingangsriemenscheibe 108 drehen, wodurch eine erhöhte Geschwindigkeit und ein vermindertes Drehmoment bezüglich der Drehbankspindel resultieren.

Wenn im Gegensatz hierzu das Druckmedium der Axialbohrung 122a des Zylindergehäuseabschnitts 122 zugeführt wird, bewirkt dies, daß sich die Kolbenstange 136 nach rechts bewegt, wodurch das Verschiebejoch 138 in die zweite Verschiebeposition, strichpunktiert in Fig. 2 angedeutet, gebracht wird. In dem Moment, in dem das Verschiebejoch 138 die zweite Verschiebeposition erreicht, gelangt der Anschlag 152 in Kontakt mit dem Endschalter 158 der Positionsdetektoreinrichtung 150, wie strichpunk tiert in Fig. 1 dargestellt ist, und aktiviert diesen. Die Aktivierung des Endschalters 158 führt dazu, daß die Steuerung die weitere Zufuhr von Druckmedium zur Axialbohrung 120a des Zylindergehäuseabschnitts 120 unterbricht, wodurch bewirkt wird, daß das Verschiebejoch 138 in der zweiten Verschiebeposition anhält. Wenn sich das Verschiebejoch 138 in die zweite Verschiebeposition bewegt, kämmt der Radabschnitt 112b des Antriebszahnrads 112 mit dem Abtriebszahnrad 116, so daß sich die Aus gangswelle 104 und die Ausgangsriemenscheibe 110 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit und einem größerem Drehmoment als die Eingangswelle 102 und die Eingangsriemenscheibe 108 drehen, was zu einer reduzierten Ge schwindigkeit und einem vergrößerten Drehmoment bezüglich der Drehbank spindel führt.

Claims

1. Werkzeugmaschinengetriebe mit einem Gehäuse (100),
einer ersten und einer zweiten drehbaren Welle (102, 104), die mit Abstand und parallel zueinander mit unterschiedlichen Drehgeschwin digkeiten drehbar in dem Gehäuse (100) montiert sind,
einem beweglichen Zahnrad (112), das axial verschiebbar mit der ersten Welle (102) zum Verschieben zwischen einer ersten und einer zweiten Verschiebeposition befestigt ist,
einem ersten und einem zweiten stationären Zahnrad (114, 116), die auf der zweiten Welle (104) zum Drehen hiermit befestigt sind, und einer Verschiebeeinrichtung (118) zum Verschieben des bewegli chen Zahnrads (112) entweder in die erste Verschiebeposition, in der das bewegliche Zahnrad (112) mit dem ersten stationären Zahnrad (114) kämmt, oder in die zweite Verschiebeposition, in der das bewegliche Zahnrad (112) mit dem zweiten stationären Zahnrad (116) kämmt, wobei die Ver schiebeeinrichtung (118) ein Verschiebejoch (138) aufweist, das über ei ne Kolbenstange (136) einer Zylindereinrichtung verschiebbar ist und mit dem beweglichen Zahnrad (112) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindereinrichtung aus zwei einander gegenüberliegend angeord neten Zylindergehäuseabschnitten (120, 122) besteht, die an dem Gehäuse (100) vorgesehen sind und die Kolbenstange (136) an gegenüberliegenden Enden aufnehmen, wobei das Verschiebejoch (138) an der Kolbenstange in dem in dem Bereich zwischen den beiden Zylindergehäuseabschnitten (120, 122) befindlichen Abschnitt befestigt ist.

2. Werkzeugmaschinengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gehäuse (100) einen Jochkanal (124) zwischen den Zy lindergehäuseabschnitten (120, 122) zur Aufnahme des an der Kolbenstange (136) befestigten Endes des Verschiebejochs (138) aufweist.

3. Werkzeugmaschinengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (100) ein Paar von gegenüberliegenden Führungsleisten (146, 148) zum seitlichen Führen des Verschiebejochs (138) aufweist.

4. Werkzeugmaschinengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebejoch (138) ein Paar von gabel förmig angeordneten Fingern (138a, 138b) aufweist, die mit dem bewegli chen Zahnrad (112) in Eingriff stehen.

5. Werkzeugmaschinengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Finger (138a, 138b) mit einem Friktionskissen (142, 144) versehen sind, die hieran lösbar befestigt sind und den Kon takt mit dem beweglichen Zahnrad (112) herstellen.

6. Werkzeugmaschinengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektionseinrichtung (150) zum Detek tieren der Position des Verschiebejochs (138) vorgesehen ist.

7. Werkzeugmaschinengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Positionsdetektoreinrichtung (150) einen Anschlag (152) umfaßt, der an dem Verschiebejoch (138) befestigt ist, und zwei Endschalter (156, 158) aufweist, die an dem Gehäuse (100) befestigt sind, wobei die Endschalter (156, 158) derart angeordnet sind, daß je weils einer von ihnen durch den Anschlag (152) in der ersten bzw. zwei ten Verschiebeposition aktivierbar ist.

8. Werkzeugmaschinengetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (126) abnehmbar auf dem Gehäuse (100) zum abdichtenden Verschließen des Jochkanals (124) befestigt ist.

9. Werkzeugmaschinengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylindergehäuseabschnitte (120, 122) eine Axialbohrung zur Aufnahme der entsprechenden Enden der Kolbenstange (136) aufweisen.

10. Werkzeugmaschinengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Zahnrad (112) Radabschnit te (112a, 112b) von unterschiedlichem Durchmesser aufweisen.

11. Werkzeugmaschinengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite stationäre Zahnrad (114, 116) in genauer Ausrichtung mit der ersten und zweiten Verschiebe position des beweglichen Zahnrads (112) angeordnet sind.