-
Antrieb s die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und
-
Fräsmaschine Die Erfindung betrifft das Getriebe des Hauptantriebes
sowie die Anbringung des Getriebes im Spindelstock einer Horizontalbohrw und Fräsmaschine.
-
Die Anwendung der Erfind' g ist auch an anderen Werkzeug~ maschinen
möglich.
-
Im allgemeinen sind die Hauptantriebe von Werkzeugmaschinen in einem
Spindelstock untergebracht, dessen Wandungen zugleich die Lager für die Getriebewellen
aufnehmen (z.B.
-
DD»AP 128788). Dieser Aufbau hat zur Polige, daß bei der Bearbeitung
des Spindelstockes Lagerbohrungen herzustellen sind, die in ihrer Ma@haltigkeit
zueinander sehr präzis sein müssen. Die Montage des Getriebes in einem solchen Spindelstock.
ist relativ kompliziert und daher sehr zeitaufwendig.
-
Die Montageweise, die durch das Zusammenfügen der einzelnen Getriebwbauelemente
innerhalb des Spindelstockgehäuses gekennzeichnet ist, bedingt, daß die Zahnräder
auf die Wellen aufschiebbar sein müssen.
-
Der dabei herbeiführbare Verbund von Welle und Zahnrad ist zwangsläufig
mit einem gewissen radialen Spiel behaftet, zu dem sich die fertigungsbedingten
Abweichungen der Geometrie der Einzelteile - Welle bzw. Zahnrad - addieren.
-
Die Auswirkungen der Geotuntheitr dieser 13earboitunge- und montagebedingten
Maß- und Gestaltabweichungen bestehen primär in Störungen der Gleichmäßigkeit der
Ubertragung der im Getriehe. dies führt zu nungen und auch zur Entstehung von Schallwellen
im hörbaren Frequenzbereich, die über die Spindelstockivände nach außen gelangen.
-
Ein weiterer Nachteil dieser herkömmlichen Spindelstockbauweise ist
die Nebenfunktion des Spindelstockgehäuses als Behälter für das Getriebeöl. Durch
die Erwärmung des Getriebe öls beim Lauf des Getriebes wird der Spindelstock mit
seinen wesentlichen Bestandteilen Hauptlagerung und FWirungsbahnen thermisch beeinflußt.
-
Meistens ist bei den im Spindelstock untergebrachten Hauptantrieben
als letztes Abtriebselement ein Zahnrad direkt auf der Hauptspindel angeordnet,
Dabei wirkt sich der Einfluß von Zahnkräften mindernd auf die Genauigkeit des Laufes
der Hauptspindel unter Last aus.
-
Nach DD-WP 9904 wurde bereits vorgeschlagen, Vorachubwechselgetriebe
als selbständige Baueinheiten auszubilden und schwenkbar in den Spindelstoc einzubauen.
Hierbei ist jedoch nur ein Teil des Gesamtgetriebes als Baueinheit ausgebildet,
wobei diese Einheit wiederum in herkömmlicher Weise aufgebaut ist und somit die
o. g. Nachteile im wesentlichen bestehen bleiben.
-
In einem Spindelstock gemäß der DE-OS 1 602 788 ist ein Planetenwechselgetriebe
angeordnet, das eine Welle und'über diese eine Spindelhülse und eine Spindel antreibt.
Zwischen dem als Einhängegetriebe ausgebildeten Planetenwechselgebrlebe und der
anget@lebenen welle sind jedoch nach weiten@ Wellen und Zahnräder direkt im Spindel
stock angebracht, so daß auch hier die angeführten Nachteile bezüglich des Gesamtgetriebes
nicht beseitigt sind.
-
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Gebrauchseigenschaften einer
Horizontalbobr- und Fräsmaschine zu verbessern
und den Herstellungsaufwand
für deren Hauptspindelantrieb zu verringern.
-
Die Lagerbohrungen im Spindelstock sind im Durchmesser in der Regel
kleiner als die meisten auf den Getriebewellen an-Deraus resulti@rt die Netwendigkeit
des Zusammenfügens der Getriebeelemente im Spindel stock bei der Montage des Hauptspindelantriebes.
-
Wesentlich ftir die Schallentstehung im Getriebe sind die geow metrischen
Fehler der Bauelementepaarungen Weile/Zahnrad, die durch getrennte Bearbeitung der
Einzelteile noch vergrößert werden.
-
An der Schallausbreitung sind die Wandungen des Spindelstockes unmittelbar
beteiligt, da sie mit den als Schallquelle wirkenden Getriebeelementen vielfach
verbunden sind.
-
Die die Hauptspindel antreibenden Zahnkräfte sind zugleich die Ursache
für die Minderung der Genauigkeit des Laufes der belasteten Rauptspindel.
-
Die thermische Beeinflussung der Bestandteile des Spindelstockes durch
das erwärmte Getriebeöl ist dadurch möglich, daß das Getriebeöl außer zu den Getriebeelementen
auch an die Nan dungen des Spindel stockes gelangt.
-
Aus diesen technischen Ursachen der Mängel der bekannten I,ösungen
ergeben sich folgende Aufgaben der Erfindung: - Reduzierung der Schallerzeugung
im Getriebe; - weitgehende Verhinderung der Schallausbreitung über die Wandungen
des Spindelstockes; - Vollständige Montierbarkeit des Getriebes außerhalb des Spindel
stockes; - Beseitigung des Einflusses von Zahnkräften auf die belastete Hauptspindel;
- Verhinderung der thermischen Beeinflussung des Spindelstockes durch das Getriebeöl.
-
Erfindungsgeznäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, daß das Getriebe
in einem Gehäuse gekapselt ist, das als komplette, vormontierte, in den Spindelstock
einhängbare und schwenkbare Einheit sämtliche Antriebselemente enthält. Dabei ist
die letzte Welle des Getriebes eine Hohlwelle, die von dem aus der Hauptlagerung
herausragenden Teil der Hauptspindel konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen
ist.
-
Weiterhin ist das Gehäuse des Getriebes getetlt, wobei die Teilfuge
durch die litten der Lagerbohrungen der einzelnen Getriebewellen verläuft.
-
Das Getriebe ist um die gemeinsame Achse von Hohlwelle und Hauptspindel
schwenkbar, in der Arbeitslage ist das Gehäuse des Getriebes in drei Aufnahmen am
Spindelstock fixiert.
-
Zwei der drei Aufnahmen sind Zentrierungen des Spindelstockes konzentrisch
zur Bohrung der Haupt lagerung, die dritte Aufnahme ist als Befestigungsstelle ausgebildet.
Die drei Aufnahmen am Spindelstock sind mit scaalldämmenden Material ausgekleidet.
Die Hohlwelle und der sie konzentrisch und axial verschiebbar durchdringende Teil
der Haupt spindel sind gegenseitig so ausgebildet, daß ein Drehmoment in an sich
bekannter Weise übertragbar ist.
-
Durch die Abdichtung des Gehäuses des Getriebes gegenüber dem Spindelstock
ist dieser in den erforderlichen Ölkreislauf des Getriebeöls nicht einbezogen.
-
Die Erfindung soll nachstehend an einem gusführungsbeispiel näher
erläutert werden.
-
In der zugehörigen Zeichnung ist in Figur 1 ein Spindelstock einer
Waagerecht- Bohr- und Fräsmaschine dargestellt, der die Hauptiagerung 2 der Hauptspindel
3 trägt. Zwischen dem Antriebsmotor 4 und der Haupt spindel 3 ist ein Getriebe 5
zwischengeschalten, das zur Anpassung des Drehzahlbereiches des Antriebsmotors 4
an das erforderliche Drehzahlbereich der Hauptspindel 3 dient.
-
Das Getriebe 5 ist als geschlossene Baueinheit ausgebildet und beinhaltet
alle zur Erzeugung der Drehbewegung der Hauptspindel 3 erforderlichen Zahnräder,
die zur Erzeugung unterschiedlicher Übersetzungen beispielsweise als Schieberäder
ausgebildet sind. Dabei ist das Gehäuse 6 ein allseitig geschlossener Kasten, der
gleichzeitig als Lärmschutzkapsel-wirkt und der Emmission des beim Ablauf der Verzahnung
entstehenden Schalles einen hohen Widerstand entgegen setzt. Aufgrund der lagerung
der Getriebewellen 12 im separaten Gehäuse 6 - und nicht in den Wänden des Spindelstockes
1 - ist eine direkte Ubertragung des Körperschalles auf die schallabstrahlenden
Wände des Spindelstockes 1 nicht möglich.
-
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die wenigen
verbliebenen Kontaktstellen zwischep dem Getriebe 5 und dem Spindelstock 1 (Zentrierungen
10 und Befestigungsstelle 11) mit einem schalidämmenden Material ausgestattet.
-
Die letzte Welle des Getriebes 5 ist als Hohlwelle 9 ausgebildet,
die von der aus der Hauptlagerung 2 herausragenden nauptspinde) 31 konzentrisch
und axial sei-'schiebar durch drungen wird. Dabei ragt eine in der Hohlwelle 9 befestigte
Paßfeder in eine entsprechende Nut der Hauptspindel 3 und ermöglicht trotz axialer
Verschiebbarkeit der Hauptspindel deren Drehmitnahme.
-
Das Getriebe 5 ist im Spindelstock 1 bezüglich der tage der Hohlwelle
9 mittels Zentrierungen 10 fixiert, die konzentrisch zu der Für die Aufnahme der
Hauptlagerung 2 dienenden Bohrung des Spindelstockes 1 bearbeitet ist. Damit ist
der konzentrische Lauf der Hohlwelle 9 zu der Hauptspindel 3 gewährleistet. Zur
endgültigen Lagebestimmung des Getriebes 5 im SpindeSstock 1 dient eine weitere
Befestigungsstelle 11.
-
Diese Anordnung des Getriebes 5 im Spindelstock 1 ermöglicht zum Zwecke
einer u.U. notwendigen Reparaturdurchführung das Schwenken des Getriebes 5 um die
gemeinsame Achse von Hohlwelle 9 und Haupt spindel 3 nach erfolgten Lösen der Befestigungsstelle
11. Das Gehäuse 6 ist als zweiteiliger Easten ausgerührt, wobei die Teilfuge 7 durch
die Mitten der Lagerbohrungen 8 zur Aufnahme der Lager der Getriebewellen 12 geht.
-
Dadurch ist es möglich, alle Getriebewellen 12 außerhalb des Gehäuses
6 zu montieren und im fertig montierten Zustand in eine Gehäusehälfte einzulegexl
, Diese konstruktiv ermöglichte ontageweise gestattet die Herstellung von spiellosen
Paarungen von Welle und Zahnrad, wie beispielsweise durch Aufschrumpfen, und deren
Endbearbeitung im Verbund als Voraussetzung für hohe geometrische Genauigkeit der
Verzahnung und damit für hohe Laufruhe des Getriebes.
-
Das Gehäuse 6 des Getriebes 5 ist öldicht ausgeführt, Zum Zwecke der
Kühlung des notwendigen Schmieröls wird dieses über eine evtl. Schwenkbewegung des
Getriebes 5 ermöglichende flexible Leitung aus dem Spindelstock 1 herausgeführt,
ohne daß der Spindelstock 1 mit dem beim Lauf des Getriebes 5 sich erwärmenden Getriebeöl
in Berührung kommt. Damit wird eine thermische Beeinflussung der Arbeitsgenauigkeit
der Maschine durch das Schderöl ausgeschlossen.
-
Ein weiterer Vorteil der Gestaltung des Getriebes 5 als vormontierte
in den ;pindelstock 1 einhängbare Einheit besteht in der Durchführbarkeit einer
auf diese Baugruppe bezogenen separaten Funktions- und Lärnrüfung.
-
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 - Spindelstock 2 - Hauptlagerung
3 - Hauptspindel 4 - Antriebsmotor 5 - Getriebe 6 - Gehäuse 7 Teilfuge 8 - Lagerbohrungen
9 - Hohlwelle 10 - Zentrierung 11 - Befestigungsstelle 12 - Getriebewellen