DE3243050C2

DE3243050C2 -

Info

Publication number: DE3243050C2
Application number: DE19823243050
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. Liebers; Peter Dipl.-Ing. O-6502 Gera De Boehme; Gerhard O-6500 Gera De Boerner; Dieter Dipl.-Ing. O-6502 Gera De Guenther
Original assignee: Union Werkzeugmaschinenfabrik Gera O-6500 Gera De GmbH
Current assignee: UNION WERKZEUGMASCHINENFABRIK GERA GMBH, O-6500 GE
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1992-11-26
Also published as: DE3243050A1; DD204640A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Anwendung der Erfindung ist auch an anderen Werkzeugmaschinen 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 1 28 788). Dieser Aufbau hat zur Folge, daß bei der Bearbeitung des Spindelstockes Lagerbohrungen herzustellen sind, die in ihrer Maßhaltigkeit 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 Getriebebauelemente 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 Gesamtheit dieser bearbeitungs- und montagebedingten Maß- und Gestaltabweichungen bestehen primär in Störungen der Gleichmäßigkeit der Übertragung der Drehbewegung im Getriebe. Dies führt zu Schwingungserscheinungen und auch zur Entstehung von Schallwellen im hörbaren Frequenzbereich, die über die Spindelstockwände nach außen gelangen.

Ein weiterer Nachteil dieser herkömmlichen Spindelstockbauweise ist die Nebenfunktion des Spindelstockgehäuses als Behälter für das Getriebeöl. Durch die Erwärmung des Getriebeöls beim Lauf des Getriebes wird der Spindelstock mit seinen wesentlichen Bestandteilen Hauptlagerung und Führungsbahnen thermisch beeinflußt.

Meistens ist bei den im Spindelstock untergebrachten Hauptantrieben als letztes Abtriebelement 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, Vorschubwechselgetriebe als selbständige Baueinheiten auszubilden und schwenkbar in den Spindelstock 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 16 02 788 ist ein Planetenwechselgetriebe angeordnet, das eine Welle und über diese eine Spindelhülse und eine Spindel antreibt. Zwischen dem als Einhängegetriebe ausgebildeten Planetenwechselgetriebe und der angetriebenen Welle sind jedoch noch weitere Wellen und Zahnräder direkt im Spindelstock angebracht, so daß auch hier die angeführten Nachteile bezüglich des Gesamtgetriebes nicht beseitigt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb nach der Art des Oberbegriffes des 1. Patentanspruches so weiter zu entwickeln, daß die vollständige Montierbarkeit des Getriebes außerhalb des Spindelstockes ermöglicht wird und damit der Herstellungsaufwand für den Hauptantrieb verringert sowie der Einfluß von Zahnkräften auf die Hauptspindel beseitigt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Getriebe in einem Gehäuse als komplette sämtliche Übersetzungselemente enthaltende vormontierte in den Spindelstock einhängbare und schwenkbare Einheit gekapselt ist, daß die letzte Antriebswelle eine Hohlwelle ist, die von dem aus der Hauptlagerung herausragender Teil der Hauptspindel konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen ist und daß das Gehäuse des Getriebes geteilt ist, wobei die Teilfuge durch die Mitte der Lagerbohrungen der einzelnen Getriebewellen verläuft.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Getriebe um die gemeinsame Achse von Hohlwelle und Hauptspindel schwenkbar ist und daß das Gehäuse des Getriebes in der Arbeitslage in 3 Aufnahmen am Spindelstock fixiert ist, wobei die 3 Aufnahmen als 2 Zentrierungen des Spindelstockes konzentrisch zur Bohrung der Hauptlagerung und als eine Befestigungsstelle ausgebildet sind. Von Vorzug ist hierbei, daß die 3 Aufnahmen am Spindelstock mit schalldämmenden Material ausgekleidet sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Hohlwelle und der sie konzentrisch und axial verschiebbar durchdringende Teil der Hauptspindel gegenseitig so ausgebildet sind, daß ein Drehmoment übertragbar ist. Weiterhin gewährleistet die Erfindung durch das öldicht gestaltete Gehäuse des Getriebes, daß der Spindelstock in den erforderlichen Ölkreislauf des Getriebes nicht einbezogen ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Getriebe in einem getrennten Gehäuse montiert und im Spindelstock untergebracht ist. Damit werden Schallausbreitung und Schwingungseinflüsse auf die Maschine vermieden.

Durch die Trennung des Ölkreislaufes des Getriebes vom Spindelstock werden thermische Beeinflussungen ausgeschlossen und Genauigkeitsbeeinflussungen des Spindelstockes vermieden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Anwendungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung ist in Fig. 1 ein Spindelstock einer Waagerecht-Bohr- und Fräsmaschine dargestellt, der die Hauptlagerung 2 der Hauptspindel 3 trägt. Zwischen dem Antriebsmotor 4 und der Hauptspindel 3 ist ein Getriebe 5 zwischengeschaltet, 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 Emission 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 Übertragung des Körperschalles auf die schallabstrahlenden Wände des Spindelstockes 1 nicht möglich. Entsprechend der Erfindung werden die wenigen verbliebenen Kontaktstellen zwischen dem Getriebe 5 und dem Spindelstock 1 (Zentrierungen 10 und Befestigungsstelle 11) mit einem schalldämmenden Material ausgestattet. Die letzte Welle des Getriebes 5 ist als Hohlwelle 9 ausgebildet, die von der aus der Hauptlagerung 2 herausragenden Hauptspindel 3 konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen wird. Dabei ragt eine in die 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 Lage 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 Spindelstock 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 Hauptspindel 3 nach erfolgten Lösen der Befestigungsstelle 11. Das Gehäuse 6 ist als zweiteiliger Kasten ausgeführt, 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 einzulegen. Diese konstruktiv ermöglichte Montageweise 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 Schmieröl ausgeschlossen.

Ein weiterer Vorteil der Gestaltung des Getriebes 5 als vormontierte in den Spindelstock 1 einhängbare Einheit besteht in der Durchführbarkeit einer auf diese Baugruppe bezogenen separaten Funktions- und Lärmprüfung.

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 - Getriebewelle

Claims

1. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine, mit einem Getriebe zur Anpassung der Drehzahlbereiche von Antriebsmotor und Hauptspindel, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (5) in einem Gehäuse (6) als komplette, sämtliche Übersetzungselemente enthaltende, vormontierte, in den Spindelstock (1) einhängbare und schwenkbare Einheit gekapselt ist, daß die letzte Abtriebswelle eine Hohlwelle (9) ist, die von dem aus der Hauptlagerung (2) herausragenden Teil der Hauptspindel (3) konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen ist und daß das Gehäuse (6) des Getriebes (5) geteilt ist, wobei die Teilfuge (7) durch die Mitte der Lagerbohrungen (8) der einzelnen Getriebewellen (12) verläuft.

2. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (5) um die gemeinsame Achse von Hohlwelle (9) und Hauptspindel (3) schwenkbar ist und daß das Gehäuse (6) des Getriebes (5) in der Arbeitslage in drei Aufnahmen am Spindelstock (1) fixiert ist, wobei die drei Aufnahmen als zwei Zentrierungen (10) des Spindelstockes (1) konzentrisch zur Bohrung der Hauptlagerung (2) und als eine Befestigungsstelle (11) ausgebildet sind.

3. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Aufnahmen am Spindelstock (1) mit schalldämmendem Material ausgekleidet sind.

4. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (9) und der sie konzentrisch und axial verschiebbar durchdringende Teil der Hauptspindel (3) gegenseitig so ausgebildet sind, daß ein Drehmoment übertragbar ist.

5. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) des Getriebes (5) öldicht gestaltet ist und daß der Spindelstock (1) in den erforderlichen Ölkreislauf des Getriebeöls nicht einbezogen ist.