DE202009011705U1

DE202009011705U1 - Mehrfach-Zahnradmechanismus für Maschinenwerkzeuge

Info

Publication number: DE202009011705U1
Application number: DE200920011705
Authority: DE
Original assignee: POWER NETWORK INDUSTRY CO Ltd; Power Network Industry Co Ltd Ping-Jen City
Current assignee: POWER NETWORK INDUSTRY CO Ltd; Power Network Industry Co Ltd Ping-Jen City
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-08-29

Abstract

Mehrfach-Zahnradmechanismus für Maschinenwerkzeuge, umfassend einen ersten Zahnradsatz (2) mit einer ersten zentralen Bohrung (20) und Zähnen (21), die auf einer Außenseite der Bohrung angeordnet sind;
einen zweiten Zahnradsatz (5) mit einer zentralen Bohrung (50) und Zähnen (51), die auf einer Außenseite der Bohrung angeordnet sind;
mehrere erste Planetenzahnräder (31), die zwischen den ersten und zweiten Zahnradsätzen (2, 5) durch erste Stifte (35) drehbar angebracht sind; einen Antriebssatz (6);
mehrere zweite Planetenzahnräder (34), die durch zweite Stifte (36) mit dem Antriebssatz (6) drehbar verbunden sind;
einen ersten Zahnradring (33) mit äußeren Zähnen (331), die auf einer äußeren Umfangsfläche des Rings ausgebildet sind und mit inneren Zähnen (332), die auf einer inneren Umfangsfläche des Rings ausgebildet sind, wobei die zweiten Planetenzahnräder (34) in dem inneren Umfang des ersten Zahnradrings (33) angeordnet sind und mit den inneren Zähnen (332) in Eingriff stehen;
des weiteren umfassend ein Motorgetriebe...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein einen Mehrfach-Zahnradmechanismus für Maschinenwerkzeuge und insbesondere einen Mechanismus zur Einstellung der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Maschinenwerkzeuge.
2. Stand der Technik
Herkömmliche Maschinenwerkzeuge verwenden einen Zahnradsatz zur Einstellung der Drehzahl des Motors des Maschinenwerkzeugs, um dadurch die gewünschte Drehzahl der Antriebswelle zu erhalten. Der herkömmliche Mechanismus zur Einstellung der Drehzahl der Antriebswelle bietet im allgemeinen drei Betriebsarten, nämlich geringe Drehzahl, konstante Drehzahl und hohe Drehzahl. Der herkömmliche Mechanismus weist jedoch einen komplizierten Aufbau und hohe Herstellungskosten auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Mehrfach-Zahnradmechanismus für Maschinenwerkzeuge zu schaffen, bei dem der Mechanismus weniger kompliziert aufgebaut ist und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
Der Mechanismus weist einen Hebel auf, der sich aus einem Gehäuse eines Maschinenwerkzeugs heraus erstreckt, und die Benutzer können diesen Hebel axial verschieben, um den Mechanismus zu steuern, so daß sie die verlangte Ausgangsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl erhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Mehrfach-Zahnradmechanismus für Maschinenwerkzeuge erste und zweite Zahnradsätze auf sowie einen Ausgangssatz, mehrere erste Planetenzahnräder, die zwischen den ersten und zweiten Zahnradsätzen drehbar angeschlossen sind, einen ersten Zahnradring mit inneren Zähnen und äußeren Zähnen, mehrere zweite Planetenzahnräder, die drehbar mit dem Ausgangssatz verbunden sind und mit den inneren Zähnen des ersten Zahnradrings in Eingriff stehen, sowie einen zweiten Zahnradring mit inneren Zähnen und seitlichen Zähnen, einen Betriebszahnradring und ein Motorzahnrad. Das Motorzahnrad erstreckt sich durch zwei entsprechende Mittelbohrungen der ersten und zweiten Zahnradsätze, und die ersten und zweiten Planetenzahnräder stehen mit dem Motorzahnrad in Eingriff. Der Betriebszahnradring ist mit dem zweiten Zahnradring verbunden, der den Betriebszahnradring so antreibt, daß er sich axial bewegt. Sobald der Betriebszahnradring mit dem ersten Zahnradsatz in Eingriff kommt und die inneren Zahnräder sowie die Seitenzahnräder des zweiten Zahnradrings entsprechend mit den ersten Planetenzahnrädern und den äußeren Zähnen des ersten Zahnradrings in Eingriff stehen, treibt das Motorzahnrad den Ausgangs- oder Antriebssatz mit geringer Drehzahl an. Sobald der Betriebszahnradring und die inneren Zähne des zweiten Zahnradrings beide mit den ersten Planetenzahnrädern in Eingriff kommen und die Seitenzähne des zweiten Zahnradrings in die äußeren Zähne des ersten Zahnradrings eingreifen, treibt das Motorzahnrad den Ausgangssatz mit konstanter Drehzahl an. Wenn der Betriebszahnradring und die inneren Zähne des zweiten Zahnradrings entsprechend mit den ersten Planetenzahnrädern und dem zweiten Zahnradsatz in Eingriff treten, und die Seitenzahnräder des zweiten Zahnradrings mit den äußeren Zähnen des ersten Zahnradrings in Eingriff treten können, treibt das Motorzahnrad den Ausgangssatz mit hoher Drehzahl an.
Der Mehrfachzahnradmechanismus der vorliegenden Erfindung ist weniger kompliziert, wenn er mit dem herkömmlichen Mechanismus verglichen wird, und kann mit niedrigen Kosten hergestellt werden, so daß der Mehrfach-Zahnradmechanismus der vorliegenden Erfindung auf dem Markt wettbewerbsfähiger ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird den auf diesem Gebiet tätigen Fachleuten durch Lesen der detaillieren Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung verständlich, unter zwar Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen sind:
1 ein Mehrfach-Getriebemechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Antriebswelle mit geringer Drehzahl angetrieben wird;
1A eine Schnittansicht längs der Linie 1A-1A in 1;
1B eine Schnittansicht längs der Linie 1B-1B in 1;
1C eine Schnittansicht längs der Linie 1C-1C in 1;
2 einen Mehrfach-Zahnradmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Antriebswelle mit konstanter Drehzahl läuft;
2A eine Schnittansicht längs der Linie 2A-2A in 2;
2B eine Schnittansicht längs der Linie 2B-2B in 2;
2C eine Schnittansicht längs der Linie 2C-2C in 2;
3 einen Mehrfach-Zahnradmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die Antriebswelle mit hoher Drehzahl läuft;
3A eine Schnittansicht längs der Linie 3A-3A in 3;
3B eine Schnittansicht längs der Linie 3B-3B in 3; und
3C eine Schnittansicht längs der Linie 3C-3C in 3.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Insbesondere in den 1, 1A, 1B und 1C ist ein Mehrfach-Zahnradmechanismus der vorliegenden Erfindung für Maschinenwerkzeuge dargestellt, der ein Motorzahnrad 1, einen ersten Zahnradsatz 2 mit einer ersten zentralen Bohrung 20 und Zähnen 21, die auf seiner Außenseite ausgebildet sind, einen Betriebszahnradring 4, einen zweiten Zahnradsatz 5 mit einer zweiten zentralen Bohrung 50 und Zähnen 51, die auf seiner Außenseite ausgebildet sind, mehrere erste Planetenzahnräder 31, die zwischen den ersten und zweiten Zahnradsätzen 2, 4 durch Stifte 35 drehbar verbunden sind, einen Ausgangs- oder Antriebssatz 6, mehrere zweite Planetenzahnräder 34, die mit dem Ausgangssatz 6 durch zweite Stifte 36 verbunden sind, einen ersten Zahnradring 33 mit äußeren Zähnen 331, die auf einem Außenumfang des Rings ausgebildet sind, und innere Zähne 332, die auf einem Innenumfang des Rings ausgebildet sind, aufweist. Das Maschinenwerkzeug ist mit einer Antriebswelle 8 versehen, die mit niedriger Drehzahl, konstanter Drehzahl und hoher Drehzahl betrieben werden kann. Der erste Zahnradsatz 2 arbeitet mit einem ersten Lager 71 zusammen und befindet sich in einem Gehäuse 7 des Maschinenwerkzeugs. Der Betriebszahnradring 4 weist auf seinem äußeren Umfang mehrere Rippen 42 auf, und diese Rippen 42 stehen mit Nuten 73 in Eingriff, die in dem Innenumfang des Gehäuses 7 ausgebildet sind. Durch diese Anordnung kann der Betriebszahnradring 4 in Bezug auf das Gehäuse 7 axial bewegt werden und in Bezug auf das Gehäuse 7 sich nicht drehen. Die zweiten Planetenzahnräder 34 sind innerhalb des inneren Umfangs des ersten Zahnradrings 33 angeordnet und stehen mit den inneren Zähnen 332 des ersten Zahnradrings 33 in Eingriff.
Das Motorzahnrad 1 ist mit einem Motor (nicht dargestellt) verbunden und erstreckt sich durch die ersten und zweiten zentralen Bohrungen 20, 50 der ersten und zweiten Zahnradsätze 2, 5, und die ersten Planetenzahnräder 31 sowie die zweiten Planetenzahnräder 34 stehen mit dem Motorzahnrad 1 in Eingriff. Der Antriebssatz 6 ist mit einem Verbindungsmechanismus 81 verbunden, der wiederum mit der Antriebswelle 8 in Eingriff steht.
Ein zweiter Zahnradring 32 ist auf einer Seite mit Seitenzähnen 322 versehen, und innere Zähne 321 sind auf einem Innenumfang des zweiten Zahnradrings 32 ausgebildet. Die ersten Planetenzahnräder 31 sowie der zweite Zahnradsatz 5 befinden sich innerhalb des Innenumfangs des zweiten Zahnradrings 32. Die inneren Zähne 321 stehen mit den ersten Planetenzahnrädern 31 in Eingriff, und die Zähne 51 des zweiten Zahnradsatzes 5 sowie die Seitenzähne 322 greifen in die äußeren Zähne 331 des ersten Zahnradrings 33 ein. Der zweite Zahnradring 32 ist mit einem Hebel 320 auf seiner Außenseite verbunden, und dieser Hebel erstreckt sich durch das Gehäuse 7, so daß der Benutzer den Hebel 320 in axialer Richtung entlang der Mittelwelle des Motorzahnrads 1 betätigen kann, um dadurch die inneren Zähne 321 des zweiten Zahnradrings 32 so zu steuern, daß sie mit den ersten Planetenzahnrädern 31 und den Zähnen 51 des zweiten Zahnradsatzes 5 in oder außer Eingriff treten. Die Seitenzähne 322 des zweiten Zahnradrings 32 werden in axialer Richtung des zweiten Zahnradrings 32 bewegt und stehen mit den äußeren Zähnen 331 des ersten Zahnradrings 33 in dauerhaftem Eingriff.
Der Betriebszahnradring 4 weist innere Zähne 41 auf, die innerhalb eines Innenumfangs des Rings ausgebildet sind, und der erste Zahnradsatz 2 befindet sich innerhalb des inneren Umfangs des Betriebszahnradrings 4, und die inneren Zähne 41 des Betriebszahnradrings 4 stehen mit den Zähnen 21 des ersten Zahnradsatzes 2 in Eingriff. Der Betriebszahnrad 4 ist mit dem zweiten Zahnradring 32 so verbunden, daß der Betriebszahnradring 4 in axialer Richtung mit dem zweiten Zahnradring 32 bewegt werden kann, um den Eingriff zwischen den inneren Zähnen 41 und den Zähnen 21 des ersten Zahnradsatzes 2 zu steuern.
Die 1, 1A bis 1C zeigen die Antriebswelle 8 des Mehrfachzahnmechanismus, die mit geringer Drehzahl betrieben wird, wobei dann, wenn der Benutzer den Hebel 320 in 1 in Richtung nach links zieht, die inneren Zähne 41 des Betriebszahnradrings 4 mit dem ersten Zahnradsatz 2 in Eingriff treten und die inneren Zähne 321 sowie die Seitenzähne 322 des zweiten Zahnradrings 32 mit den ersten Planetenzahnrädern 31 bzw. dem ersten Zahnradring 33 in Eingriff kommen. Der Betriebszahnradring 4 ist an dem Gehäuse 7 befestigt, und der erste Zahnradsatz 2 steht mit den inneren Zähnen 41 des Betriebszahnradrings 4 in Eingriff, so daß der erste Zahnradsatz 2 stationär bleibt. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich das Motorzahnrad 1 im Uhrzeigersinn und treibt die ersten Planetenzahnräder 31 im Gegenuhrzeigersinn an, während die ersten Planetenzahnräder 31 den zweiten Zahnradring 32 im Gegenuhrzeigersinn treiben. Der zweite Zahnradring 32 treibt den ersten Zahnradring 33 im Gegenuhrzeigersinn an, und die ersten und zweiten Zahnradsätze 2, 5 sind stationär. Wenn der zweite Zahnradsatz 5 stationär ist, fungieren die ersten und zweiten Planetenzahnräder 31, 34 als Leerlaufzahnräder und rotieren langsam im Gegenuhrzeigersinn, so daß die Antriebswelle 8 sich mit geringer Drehzahl dreht.
Die 2, 2A bis 2C zeigen die Antriebswelle 8 des Mehrfachzahnradmechanismus der vorliegenden Erfindung, wie sie mit konstanter Drehzahl läuft, wobei dann, wenn der Benutzer den Hebel 320 in 2 in Richtung nach rechts zieht, die inneren Zähne 41 des Betriebszahnradrings 4 und die inneren Zähne 321 des zweiten Zahnradrings 32 beide mit den ersten Planetenzahnrädern 32 in Eingriff stehen. Das Motorzahnrad 1 dreht sich im Uhrzeigersinn und treibt die ersten und zweiten Planetenzahnräder 31, 34 im Gegenuhrzeigersinn an, um die Übertra gungskraft auszugleichen. Da die ersten Planetenzahnräder 31 mit den ersten und zweiten Zahnradsätzen 2, 3 durch die ersten Stifte 35 drehbar verbunden sind, und die ersten und zweiten Zahnradsätze 2, 5 nicht befestigt sind, kann sich das erste Planetenzahnrad 31 um das Motorzahnrad 1 in dem zweiten Zahnradring 32 und den Betriebszahnradring 4 drehen, sobald das Motorzahnrad 1 die ersten Planetenzahnräder 31 im Gegenuhrzeigersinn antreibt. Zu diesem Zeitpunkt sind der Betriebszahnradring 4 und der zweite Zahnradring 32 fixiert, so daß dann, wenn das Motorzahnrad 1 sich im Uhrzeigersinn dreht, der Antriebssatz 6 sich ebenfalls im Uhrzeigersinn dreht und die Antriebswelle 8 antreibt, so daß sie sich mit konstanter Geschwindigkeit dreht.
Die 3, 3A und 3C zeigen die Antriebswelle 8 des Mehrfach-Zahnradmechanismus der vorliegenden Erfindung, die hier mit hoher Drehzahl betrieben wird, wobei dann, wenn der Benutzer in 3 den Hebel 320 nach rechts zieht, die Innenzähne 41 des Betriebszahnradrings 4 mit den ersten Planetenzahnrädern 31 in Eingriff treten und die Innenzähne 321 des zweiten Zahnradrings 32 mit den Zähnen 51 des zweiten Zahnradsatzes 5 in Berührung treten. Das Motorzahnrad 1, das sich im Uhrzeigersinn dreht, treibt die ersten Planetenzahnräder 31 und den zweiten Zahnradsatz 5 im Gegenuhrzeiger an. Der zweite Zahnradring 32 wird von dem zweiten Zahnradsatz 5 angetrieben, und der zweite Zahnradring 32 treibt den ersten Zahnradring 33 im Uhrzeigersinn an. Die zweiten Planetenzahnräder 34 beschleunigen den Antriebssatz 6, so daß sich die Antriebswelle 8 mit hoher Drehzahl dreht.
Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich für den auf diesem Gebiet tätigen Fachmann, daß eine Vielfalt von Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden kann, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert werden soll.

Claims

Mehrfach-Zahnradmechanismus für Maschinenwerkzeuge, umfassend einen ersten Zahnradsatz (2) mit einer ersten zentralen Bohrung (20) und Zähnen (21), die auf einer Außenseite der Bohrung angeordnet sind; einen zweiten Zahnradsatz (5) mit einer zentralen Bohrung (50) und Zähnen (51), die auf einer Außenseite der Bohrung angeordnet sind; mehrere erste Planetenzahnräder (31), die zwischen den ersten und zweiten Zahnradsätzen (2, 5) durch erste Stifte (35) drehbar angebracht sind; einen Antriebssatz (6); mehrere zweite Planetenzahnräder (34), die durch zweite Stifte (36) mit dem Antriebssatz (6) drehbar verbunden sind; einen ersten Zahnradring (33) mit äußeren Zähnen (331), die auf einer äußeren Umfangsfläche des Rings ausgebildet sind und mit inneren Zähnen (332), die auf einer inneren Umfangsfläche des Rings ausgebildet sind, wobei die zweiten Planetenzahnräder (34) in dem inneren Umfang des ersten Zahnradrings (33) angeordnet sind und mit den inneren Zähnen (332) in Eingriff stehen; des weiteren umfassend ein Motorgetriebe (1), das sich durch die ersten und zweiten zentralen Bohrungen (20, 50) der ersten und zweiten Zahnradsätze (2, 5) hindurch erstreckt, wobei das erste Planetenzahnrad (31) und das zweite Planetenzahnrad (34) mit dem Motorzahnrad (1) in Eingriff steht; einen zweiten Zahnradring (32) mit Seitenzähnen (322) auf einer Seite des Rings und inneren Zähnen (321) auf einem inneren Umfang des zweiten Zahnradrings (32), wobei das erste Planetenzahn (31) und der zweite Zahnradsatz (5) in dem Innenumfang des zweiten Zahnradrings (32) angeordnet sind, die inneren Zähne (321) mit dem ersten Planetenzahnrad (31) und den Zähnen (51) des zweiten Zahnradsatzes (5) in Eingriff stehen, die Seitenzähne (322) mit den äußeren Zähnen (331) des ersten Zahnradrings (33) in Berührung stehen; und schließlich umfassend ein Betriebszahnradring (4) mit inneren Zähnen (41), die auf einer inneren Umfangsfläche des Rings ausgebildet sind, wobei der erste Zahnradsatz (2) in dem inneren Umfang des Betriebszahnradrings liegt und die inneren Zähne (41) des Betriebszahnradrings (4) mit den Zähnen (21) des ersten Zahnradsatzes (2) in Eingriff stehen und der Betriebszahnradring mit dem zweiten Zahnradring (32) verbunden ist.
Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite innere Zahnradring (32) einen Hebel (320) aufweist.