DE2321542B1 - Einspindel-Drehautomat - Google Patents

Description

der Erfindung besteht darin, daß sie den Einsatz von Antriebsmotoren relativ geringer Leisiung ermöglicht, da für Drehzahlen, die eine große Zerspa-Bungsleistung ermöglichen, durch Aufaddieren der Drehzahlen der beiden Antriebsmotoren bzw. deren Leistungen erzielen lassen. Günstigerweise wird man hierbei den in seiner Drehzahl veränderbaren Antriebsmotor so ausbilden, daß sich auch seine Drehrichtung ändern läßt.

Was das Getriebe anbelangt, dessen Eingangsleistung durch die beiden einander überlagerten Leistungen der beiden Antriebsmotoren bestimmt wird, so ermöglicht die Erfindung verschiedene konstruktive Losungen. Bei einer bevorzugten Konstruktion ist hierbei das Getriebe als ein als Umlaufgetriebe ausgelegtes Planetengetriebe ausgebildet, dessen koaxiale Weilen durch die Antriebswelle und die Motorwelle des einen Antriebsmotor* gebildet sind. Der die gemeinsam umlaufenden und mi; den; auf den koaxialen Wellen angeordneten Zentralrädern kämmenden Planetenräder tragende Stege ist dabei durch den anderen Antriebsmotor antreibbar. Ein solches Getriebe ermöglicht es, ohne Kupplungen auszukommen und erlaubt mit geringem technischen Aufwand den Drehzahlbereich optimal auszulegen. Hierbei is? es vorteilhaft, den in seiner Drehzahl veränderbaren und in der Drehrichtung umsteuerbaren Antriebsmotor koaxial zur Antriebswelle anzuordnen.

Selbstverständlich können auch beide Antriebsmotoren derart ausgebildet sein, daß sich deren Drehzahl verändern läßt, wodurch bei einer entsprechenden Wahl der erzielbaren Drehzahiverhälinisse durch beide Motoren eine feine Abstufung der Drehzahlen erzieibar ist. Üblicherweise ist es jedoch für die Erzeugung der für alle gängigen Drehoperationen erforderlichen Anzahl von Drehzahlen der Hauptspindel bei Verwendungeines Planetengetriebes ausreichend, wenn lediglich der eine Antriebsmotor in seiner Drehzahl veränderbar und in seiner Drehi ichtung umkehrbar ist und wenn der andere, den Sieg des Pianetengeiriebes antreibende Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl ständig umläuft. Em derartiger Getriebeaufbau bietet einen weiteren wirtschaftlichen Vorteil insofern, als der ständig umlaufende Antriebsmotor zugleich zum Antrieb eines Zusatzaggregates, insbesondere einer Kühlmittel- und/oder Hydraulikpumpe, mitverwendet werden kann.

Sofern der koaxial zur Abtriebswelle de? Getriebes angeordnete Antriebsmotor nach dem Ausschallen (•ei ausläuft, wird durch die von dem mit konstanter Drehzahl ständig umlaufenden Antriebsmotor auf einer Kreisbahn um die Zentralräder herumbewegten Planetenräder auf die Abtriebswelle keine Antriebskraft übertragen. Dies bedeutet, daß im Falle eines auf zwei Drehzahlen umschaltbaren, koaxial zur Abtriebswelle angeordneten Antriebsmotor sowohl bei Rechts-als auch bei Linkslauf desselhen die Abtriebswelle mit jeweils zwei verschiedenen Drehzahlen antreibbar ist, so daß durch die in das Getriebe überlagert eingeleiteten Drehzahlen der beiden Antriebsmotoren schließlich vier resultierende Drehzahlen an der Abtriebswelle erhältlich sind. Sofern nun in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung der in seiner Drehzahl veränderbare und in seiner Drehrichtung umkehrbare Antriebsmotor abbremsbar ausgebildet ist, so läßt sich dadurch die Abtriebswelle mit einer zusätzlichen Drehzahl antreiben, wobei der Spindelantrieb dann ausschließlich durch den konstant umtaufenden Antriebsmotor erzeugt wird. Sofern hierbei der Automat mit einer Spindelbremse .'um Abbremsen der Hauptspindel ausgestattet ist, muß bei Einschalten dieser Spindelbremse der abbremsbare Antriebsmotor gleichzeitig für einen freien Auslauf umschaltbar sein, um den durch den ständig umlaufenden Antriebsmotor bewirkter« Spindelantrieb zu unterbrechen. Die durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Hauptantrieb erhältlichen Drehzahlen lassen sich schließlich in einfacher Weise noch abwandeln, wenn, gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung, in bekannter Weise zum Antrieb der Hauptspindefdurch die Abtriebswelle keilriemengetriebene Stufenscheiben dienen, die auf der Hauptspindel bzw. Abtriebswelle gegenseitig auswechselbar angeordnet sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen den Hauptantrieb aufnehmenden Teil des Gehäuses eines Einspindel-Drehautomaten,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 ein Drehzahlschaubild.

2S Im Spindelstock IO eines Einspindel-Drehautomaten ist eine Hauptspinde! 12 drehantreibbar gelagert und mittels einer Spindelbremse 14 abbremsbar. An ihrem Vorderende trag! sie eine Spannvorrichtung 16 zum Spannen eines z.B. durch einen Revolverkopf 18 zu bearbeitenden Werkstückes 2β. Der Hauptspindel 12 ist im Bettkasten des Drehautomaten ein Hauptantrieb zugeordnet, der ein als Umlaufgetriebe ausgebildetes Planetengetriebe 22 aufweist, dessen parallel zur Arbeitsspindel angeordnete Ablriebswelle 24 über einen Keilriemen 26 die Arbeitsspindel antreibt. Der Keilriemen läuft auf Stufenscheiben 28. 30, die gegenseitig auswechselbar auf der Hauptspindel 12 bzw. der Getriebeabtriebswelle 24 angeordnet sind. Das eine, mit 32 bezeichnete Zentralrad des PIaneiengetriebes ist auf der Abtriebswelle 24 drehfest angeordnet, während das andere Zcntralrad 34 durch das Antriebsritze! eines ersten Antriebsmotors 36 gebildet ist, der mit seiner Motorweile 38 koaxial zur Abtriebswelle am Bettkasten montiert ist. Mit 40 ist der Steg des Planeiengetriebcs bezeichnet, auf dessen Lagerachse 42 zwei gemeinsam umlaufende Planetenräder 44, 46 drehbar gelagert sind. Der Steg wird angetrieben durch eine Keilriemenscheibe 50, die mit einer im Bettkasten gelagerten Lagerbuchse 48 diehfest verbunden ist. In der Lagerbuchse 48 ist die Abtriebswelle 24 drehbar gelagert. Die Keilriemenscheibe 50 wird von einem Keilriemen 52 und einer Keilriemenscheibe 54 in Drehung versetzt, die auf einer von einem zweiten Antriebsmotor 56 antreibbaren Antriebswelle 58 sitzt, durch welche gleichzeitig beispielsweise eine Huiraulikpumpe 60 und/oder eine Kühlmittclpumpc angetrieben wird. Während der erste Antriebsmotor 36 polumschaltbar und reversierbar ist, läuft der zweite Antriebsmotor 56 konstant mit gleicher Drehzahl und in der gleichen Drehrichtung.

Zur Erzielung günstiger Drehzahlvcrhältnisse ist der erste Antriebsmotor 36 z. B. mit 1400 bzw. 2800 U/min. und der zweite Antriebsmotor 56 mit 1420 U/min, antreibbar.

Die Wirkungsweise des Hauptantriebes ist nun folgende:

Vom zweiten Antriebsmotor 56 wird in das Plane-

tengetriebe eine Grunddrehzahl eingeleitet, durch die jedoch die Abtriebswelle 24 dann nicht in Drehung versetzt wird, wenn der erste Antriebsmotor 36 auf freien Auslauf geschaltet, d.h. nicht abgebremst ist. In diesem Falle rollen sich die beiden Planetenräder 44, 46 während der Rotation der Keilriemenscheibe 50 an den Zentralrädern ab, so daß keine Drehmomentübertragung auf die Abtriebswelle eri'olgt. Durch den zweiten Antriebsmotor 56 wird damit in das Pianetengetriebe eine ideelle Grunddrehzahl eingeleitet. Um nun die Antriebsleistung dieses Antriebsmotors 56 für den Antrieb der Hauptspindel 12 nutzen zu können, ist die Motorwelle 38 bzw. der erste Antriebsmotor 36 abzubremsen, so daß sich das Planetenrad 46 am Zentralrad 34 abwälzt und dadurch über das Planetenrad 44 ein Drehmoment auf die Abtriebswelle 24 übertragen wird. Sofern der zweite Antriebsmotor 56 noch polumschaltbar ist, kann die Hauptspindel 12 von diesem Motor allein mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden.

Im allgemeinen sind jedoch ausreichende Drehzahlen für das Drehen, Bohren und Gewindeschneiden erhältlich, wenn lediglich der erste Antriebsmotor 36 polumschaltbar und reversierbar ist und er zweite Antriebsmotor 56, wie oben erwähnt, mit gleichbleiben der Drehzahl konstant umläuft.

Betrachtet man diese Situation bei der vorliegenden Konstruktion als gegeben, so wird die Hauptspindel durch das Planetengetriebe erst dann angetrieben, wenn auch der erste Antriebsmotor 36 eingeschaltet worden ist und dadurch der vom Antriebsmotor 56 erzeugten ideellen Grunddrehzahl zwei weitere Drehzahlen über- bzw. unterlagen werden. Man erhält somit auf Grund des möglichen Wechsels der Drehrichtung beim Antriebsmotor 36 insgesamt vier resultierende Drehzahlen Nl bis N4 der Hauptspindel, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Wahl der Motordrehzahlen 2800/1400 U/min, zu 1420 U/min, führt dazu, daß bei gleichem Drehsinn beider Motoren sich die durch den Antriebsmotor 56 eingeleitete ideelic Grunddrehzahl durch die möglichen Drehzahlen des ersten Antriebsmotors 36 entsprechend erhöht bzw. bei reversierlem Antriebsmotor 36 entsprechend verkleinert. Aus dem Schaubild der F i g. 3 ist zu ersehen, daß bei reversiertem Antriebsmotor 36 bei 2800 U/ min. die Abtriebswelle mit einer kleinen Drehzahl im Linkslauf in Betrieb gesetzt wird, was z. B. zuim Aufschneiden von Linksgewinde ausgenützt werden kann. In diesem Falle wird man die niedrige Drehzahl im Rechtslauf für das Gewindeabschneiden nutzen. Je

ίο nach der Höhe der ideellen Grunddrehzahl kann demgemäß das Drehzahlverhältnis zwischen Nl und Ni bzw. Λ/2 und Ni beliebig gewählt werden, wobei Nl bzw. Λ/2 zum Drehen und Bohren geeignet sind. Beispielsweise können die Drehzahlen Nl: Ni ein

'5 Drehzahlverhältnis von etwa 14 :1 und die Drehzahlen Λ/2: Ni ein Drchzahlverhältnis von ungefähr 10:1 ergeben. Das Einstellen der ideellen Grunddrehzahl wird noch erleichtert durch die Keilriemenstufenscheiben 50, 54; darüber hinaus lassen sich durch Wechseln der Keilriemenstufenscheiben 28, 30 alle Abtriebsdrehzahlen variieren. Soll die Hauptspindel 12 mit Hilfe der Spindelbremse 14 abgebremst werden, so ist gleichzeitig der erste Antriebsmotor 36 auf freien Auslauf umzuschalten, was durch eine geeignete Schaltvorrichtung zur Betätigung der Spindelbremse bewerkslelligt werden kann. Auf Grund dessen, daß sich beim Betrieb des ersten Antriebsmotors 36 die beiden auf der Eingangsseite des Stufen- bzw. Planetengetriebes 22 eingeleiteten Motorleistungen aufaddieren, können Nl und N2 für große Zerspanungsleistungen entsprechend hoch gewählt werden, wobei der erste Antriebsmotor 36 relativ klein ausgebildet sein kann. Dies wiederum ermöglicht das kurzzeitige Umschalten von einer zur anderen Drehzahl und auf Grund dessen, daß die überwiegende Masse des Getriebes ständig sich im Umlauf befindet, sind bei Schaltungen nur ein Bruchteil der zum Hauptantrieb gehörenden Massen zu beschleunigen bzw. abzubremsen, so daß die hierbei entstehenden unvermeidlichen Energieverluste relativ gering sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einspindel-Drehautomat, dessen Hauptspindel mit unterschiedlichen Drehzahlen und in wechselnden Drehrichtungen durch eine An triebsweile eines durch wenigstens einen Antriebsmotor angetriebenen Getriebes antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Getriebe (22) zwei Antriebsmotoren (36, 56) zugeordnet sind, daß mindestens die Drehzahl des einen Antriebsmotors (36) veränderbar und die Drehrichtung eines der beiden Motoren (36. 56) umkehrbar ist und daß in das Getriebe (22) die Drehzahlen beider Antriebsmotoren (36, 56) gleichzeitig einleitbar sind.

2. Einspindel-Drehautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in seiner Drehzahl veränderbare Antriebsmotor (36) auch in seiner Drehrichtung umkehrbar ist.

3. Einspindel-Drehautomat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) als ein als Umlaufgetriebe ausgelegtes Planetengetriebe ausgebildet ist, dessen koaxiale Wellen durch die Abtriebswelle (24) und die Motorwelle (38) des einen Antriebsmotors (36) gebildet sind und daß der die gemeinsam umlaufenden und mit den auf den koaxialen Wellen (24, 38) angeordneten Zentralrädern (32,34) kämmenden Planetenräder ; 44, 46) tragende Steg (40) durch den anderen Antriebsmotor (56) antreibbar ist.

4. Einspindel-Drehautomat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in seiner Drehzahl veränderbare und in der Drehrichtung umsteuerbare Antriebsmotor (36) koaxial zur Antriebswelle (24) angeordnet ist.

5. Einspindel-Drehautomat nac!i einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, daduich gekennzeichnet, daß der den Steg (40) des Planetengetriebes (22) antreibende Antriebsmotor (56) ^ mit konstanter Drehzahl ständig umläuft und zugleich zum Antrieb eines Zusatzaggregates (60) - insbesondere einer Kühlmittel- und/oder Hydraulikpumpe - dient.

6. Einspindel-Drehautomat nach einem der *5 vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der koaxial zur Antriebswelle (24) angeordnete Antriebsmotor (36) abbremsbar ist.

7. Einspindel-Drehautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise zum Antrieb der Hauptspindel (12) durch die Abtriebswelle (24) keilriemengetriebene Stufenscheiben (28, 30) dienen, die auf der Hauptspindel (12) bzv.. Abtriebsweile (24) gegenseitig auswechselbar angeordnet sind.

8. Einspindel-Drehaiiiomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptspindel (12) in be- 6n kannter Weise mittels einer Spindelbremse (14) abbremsbar ist und bei Einschalten dieser Spindelbremse (14) der abbremsbare Antriebsmotor (36) gleichzeitig auf einen freien Auslauf umschaltbar ist.

Die Erfindung betrifft einen Einspindel-Drehautomaten, dessen Hauptspindel mit unterschiedlichen Drehzahlen und in wechselnden Drehrichtungen durch eine Abtriebswelle eines durch wenigstens einen Antriebsmotor angetriebenen Getriebes antreibbar ist.

Der Hauptantrieb gattungsgemäßer Drehautomater, ist derart zu gestalten, daß der größte auf der Maschine zu bearbeitende Werkstückdurchmesser mögliehst mit der kleinsten und der kleinste Durchmesser mit der größten Geschwindigkeit bearbeitet werden kann. Außerdem soll ein Langsamgang für das Gewindeschneiden und eine kleine bis mittlere Drehzahl in einer der Bearbeitungsdrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung für das Gewindeabschneiden zur Verfügung stehen.

Um hierbei den Anforderungen insbesondere im Hinblick auf die Drehbearbeitung mittels Harrmerallwerkzeugen gerecht zu werden, für die im Vergleich zu den für das Gewindeschneiden erforderlichen Drehzahlen sehr viel höhere Drehzahlen gefordert werden, legt man den Hauptantrieb üblicherweise so aus, daß sich Spindeldrehzahlen in einem Verhältnis 10: 1 bis 20: 1 einstellen lassen.

Die verschiedenen Konstruktionsprinzipe, die für den Hauptantrieb von Einspindel-Drehautomaten Anwendung finden, haben üblicherweise folgenden Aufbau:

Einem Schaltkupplungsgetriebe mit drei oder vier Kupplungen ist eine eingebaute Wendestufe zugeordnet. Dieses Konstruktionsprinzip bietet technologisch die größten Vorteile, ist jedoch kostenmäßig ungünstig.

Ein Schaltkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungen für Schnell- und Langsamgang ist durch einen polumschaltbaren Motor antreihbar, der zum Gewindeschneiden reversierbar ist. Auch diese Konstruktion erfordert einen beträchtlichen technischen Aufwand.

Der Hauptantrieb wird durch einen dreifach-polumschaltbaren Antriebsmotor mit einem Drehzahlverhältnis von beispielsweise 1 : 4 gebildet. Bei einem solchen Hauptantrieb stehen die notwendigen hohen Drehzahlvcrhältnisse nicht zur Verfugung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Hauptantrieb für einen Spindeldrehautomaten zu schaffen, der in konstruktiver Hinsicht einfach und dementsprechend preisgünstig herzustellen ist und mit dessen Hilfe sich für die verschiedenen, auf solchen Automaten durchzuführenden Bearbeitungsoperationen günstige Drehzahlverhältnisse herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Getriebe zwei Antriebsmotoren zugeordnet sind, daß mindestens die Drehzahl des einen Motors veränderbar und die Drehrichtung eines der beiden Motoren umkehrbar ist und daß in das Getriebe die Drehzahlen beider Antriebsmotoren gleichzeitig einleitbar sind. Ein sich durch diese Merkmale auszeichnender Hauptantrieb verfügt damit über ein Getriebe, bei dem sich die Drehzahl seiner Abtriebswelle durch das Überlagern zueinander veränderbarer Drehzahlen der beiden Antriebsmotoren in bestimmten Stufen oder gegebenenfalls stufenlos in weiten Grenzen variieren läßt, wobei sich durch die mögliche Umkehrung der Drehrichtung des einen Motors die für ein Gewindeabschneiden erforderliche Änderung der Drehrichtung der Hauptspindel bewerkstelligen läßt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil