DE3710444A1 - Auxiliary high-speed planetary gear unit for machine tools - Google Patents
Auxiliary high-speed planetary gear unit for machine toolsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Vorsatzschnellaufgetriebe für Werkzeugmaschinen, insbesondere Bohrmaschinen, nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high-speed attachment for Machine tools, especially drills, according to the Ober Concept of claim 1.
Derartige Getriebe sind an sich bekannt, und zwar beispiels weise aus DE 34 03 360 A1.Such gears are known per se, for example as from DE 34 03 360 A1.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein besonders schnell und geräusch arm laufendes Vorschaltgetriebe zu schaffen, mit dem Abtriebs drehzahlen um bis mindestens etwa 30 000 U/min möglich sind und das konstruktiv äußerst einfach sowie insbesondere klein bauend ausgebildet ist. Desweiteren sollen die nach außen wirkenden Dichtungen in beiden Richtungen optimale Dicht heit gewährleisten. Darüber hinaus ist trotz der kleinen Bau weise für eine ausreichende Kühlung des Getriebes zu sor gen.The invention is based on this prior art based on the task of being particularly quick and noisy poor running primary gearbox to create with the output speeds of up to at least about 30,000 rpm are possible and that is extremely simple in construction and especially small is built. Furthermore, they should go out acting seals in both directions optimal sealing guarantee. In addition, despite the small construction to ensure sufficient cooling of the gearbox gene.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des Getrie bes nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.This task is solved by training the transmission bes according to the characterizing features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei insbesondere der Ausbildung der Dichtungen besondere Bedeutung zukommt.Advantageous embodiments of this solution are the subject of the subclaims, in particular the training of Seals are of particular importance.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert.An embodiment is shown in the drawing and explained in more detail below.
Die Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Getriebe in einem Längsschnitt.The drawing shows the transmission according to the invention in one Longitudinal section.
Das Getriebegehäuse 1 ist in der Form eines Hohlzylinders einstückig ausgebildet und über nicht dargestellte Schrau ben drehfest gegenüber dem Spindelgehäuse einer Werkzeug maschine montierbar. An der Antriebsseite weist das Ge triebegehäuse 1 einen nach radial innen ragenden Ring bund auf. Durch die von diesem Ringbund gebildete Öffnung ragt die Antriebswelle 2 des Planetenrad-Umlaufträgers 3, dessen axial eines Ende diese Welle bildet. Die Antriebs welle 2 ist über eine Verzahnung 4 mit der Spindel der Werkzeugmaschine verbindbar. Das axial zweite Ende des Um laufträgers 3 ist eine hohle Stützwelle 5. Axial zwischen Antriebswelle 2 und Stützwelle 5 laufen auf in Flanschen dieser beiden Wellen fixierten Planetenradbolzen 6 die Planetenräder 7. Die Planetenräder 7 kämmen radial außen in einem in das Material des Getriebegehäuses 1 eingear beiteten Hohlrad 8 und radial innen in einem in eine auf das Ende der Werkzeugaufnahmespindel 9 aufziehbare Buchse 10 eingearbeiteten Sonnenrad 11. Die Verzahnung ist jeweils eine Schrägverzahnung. Gegen Verdrehung ist die Buchse 10 durch eine Vielnutverzahnung 28 gesichert. Der Umlaufträger 3 ist in dem Getriebegehäuse 1 über an der Antriebswelle 2 und an der Stützwelle 5 vorgesehene den Umlaufträger axial fixierende Wälzlager 12, 13 drehbar gelagert. Der Außenring des Wälzlagers 12 liegt axial allein antriebsseitig an dem Getriebegehäuse an. Auf der Antriebs welle 2 stützt sich der Lagerinnenring axial allein an ei ner abtriebsseitig in die Welle eingearbeiteten Stufe ab.The gear housing 1 is formed in one piece in the form of a hollow cylinder and can be mounted in a rotationally fixed manner with respect to the spindle housing of a machine tool via screws (not shown). On the drive side, the Ge gear housing 1 has a radially inwardly projecting ring collar. Through the opening formed by this ring collar, the drive shaft 2 of the planet gear carrier 3 extends, the axial end of which forms this shaft. The drive shaft 2 can be connected via a toothing 4 to the spindle of the machine tool. The axially second end of the order carrier 3 is a hollow support shaft 5th The planet gears 7 run axially between the drive shaft 2 and the support shaft 5 in planet flanges 6 fixed in flanges of these two shafts. The planet gears 7 mesh radially on the outside in a ring gear 8 machined into the material of the transmission housing 1 and radially on the inside in a sun gear 11 machined into a bushing 10 that can be drawn onto the end of the tool holding spindle 9 . The toothing is a helical toothing. The bushing 10 is secured against rotation by multi-slot toothing 28 . The rotating carrier 3 is rotatably mounted in the gear housing 1 via roller bearings 12 , 13 which axially fix the rotating carrier on the drive shaft 2 and on the support shaft 5 . The outer ring of the roller bearing 12 lies axially on the drive side only on the gear housing. On the drive shaft 2 , the bearing inner ring is axially supported only on egg ner driven side in the shaft from incorporated stage.
Das zweite Wälzlager 13 greift mit seinem Innenring auf der Stützwelle 5 an, auf der dieser sich an einer antriebssei tig in die Welle eingearbeiten Stufe axial abstützt. Der Außenring des Wälzlagers 13 ist axial lediglich abtriebs seitig durch eine mit Außengewinde in das Getriebegehäuse einbringbare Ringmutter 14 als Spannelement fixiert.The second roller bearing 13 engages with its inner ring on the support shaft 5 , on which it is axially supported on a drive-side part incorporated into the shaft. The outer ring of the roller bearing 13 is axially fixed only on the output side by means of an annular nut 14 which can be inserted into the transmission housing with an external thread as a clamping element.
Innerhalb des Umlaufträgers 3 ist die Werkzeugaufnahmespin del 9 über ebenfalls im Bereich der Antriebswelle 2 bzw. der Stützwelle 5 angreifende axial fixierte Wälzlager 15, 16 gelagert. Die Wälzlager 15, 16 sind jeweils ein Lager paar. Axial abtriebsseitig stützen sich die paarweise an einanderliegenden Innenringe der auf die Buchse 10 aufge zogenen Wälzlager 15 direkt an Sonnenrad 11 ab. Der antriebsseitig liegende Außenring des Wälzlagerpaares 15 stützt sich axial ausschließlich an einem im Inneren der Antriebswelle 2 eingearbeiteten Absatz ab. Die axiale Fix ierung des Außenringes des Wälzlagerpaares 16 besorgt ein abtriebsseitig an der Stützwelle 5 z. B. mit einzelnen Schrauben aufgebrachter Haltering 17, während die Innenringe axial beidseitig auf der Werkzeugaufnahmespindel fixiert sind. Ein besonderes Problem bei einem solchen schnellaufenden Getriebe, bei dem das Werkzeug z. B. mit 30 000 U/min bei einer Ausgangsdrehzahl der Werkzeugmaschine von 6000 U/min rotieren kann, besteht in einer einwandfreien Dichtung des Getriebegehäuses 1 sowohl nach außen als auch insbesondere auf der Abtriebsseite von außen nach innen. Das Erforder nis der Dichtung von außen nach innen ergibt sich daraus, daß das angetriebene Werkzeug unter Bohrwasserkühlung arbeitet, wodurch das Getriebe praktisch rundum von einem Bohrwasser-Sprühnebel umgeben ist. Diese Nebeltröpfchen müssen an einem Eindringen in das Getriebegehäuse, in dem eine Ölnebelschmierung vorliegt, sicher gehindert werden. Zu diesem Zweck sind alle Bohrwasser ausgesetzten Dicht stellen, d. h. diejenigen, an denen die Antriebswelle 2 oder die Werkzeugaufnahmespindel 9 die Getriebegehäuse- Außenwand durchdringen, wie folgt ausgestaltet:Within the revolving carrier 3 , the tool holding spindle del 9 is mounted via axially fixed rolling bearings 15 , 16 which also act in the area of the drive shaft 2 or the support shaft 5 . The roller bearings 15 , 16 are a pair of bearings. Axially on the output side, the paired inner rings of the roller bearings 15 drawn onto the bushing 10 are supported directly on the sun gear 11 . The outer ring of the roller bearing pair 15 lying on the drive side is supported axially exclusively on a shoulder machined inside the drive shaft 2 . The axial fixation of the outer ring of the pair of roller bearings 16 provides an output side on the support shaft 5 z. B. with individual screws applied retaining ring 17, while the inner rings are axially fixed on both sides of the tool holder spindle. A particular problem with such a high-speed transmission, in which the tool z. B. can rotate at 30,000 rpm at an output speed of the machine tool of 6000 rpm, there is a perfect seal of the gear housing 1 both to the outside and in particular on the driven side from the outside inwards. The requirement of the seal from the outside inwards results from the fact that the driven tool works under drilling water cooling, whereby the gearbox is practically completely surrounded by a drilling water spray. These droplets of mist must be prevented from penetrating the gearbox housing, which contains oil mist lubrication. For this purpose, all sealing points exposed to drilling water, ie those on which the drive shaft 2 or the tool holding spindle 9 penetrate the outer wall of the gearbox housing, are designed as follows:
In den Dichtbereichen sind sowohl auf die Antriebswelle 2 als auch auf die Werkzeugaufnahmespindel 9 Dichtringe 18, 19 dichtend aufgezogen, die jeweils axial nach radial außen ab stehende Dichtlippen 20, 21 aufweisen.In the sealing areas, both sealing rings 18 , 19 are mounted on both the drive shaft 2 and the tool holding spindle 9 , each of which has sealing lips 20 , 21 projecting axially outward radially.
Der Dichtring 18 liegt mit seinem Hauptteil axial an dem Innenring des Wälzlagers 12 an. Die Dichtlippe 20 liegt an einem sich radial erstreckenden Wandbereich des Getriebe gehäuses 1 an, der gegenüber der Antriebswelle 2 einen axi alen Dichtspalt bildet. Das Wälzlager 12 ist antriebsseitig gedichtet. Radial außerhalb des Dichtringes 20 ist eine geschlossene Ringkammer 23 ausgebildet, die zur Aufnahme von Dichtfett dient. Auf diese Weise entsteht eine nach innen und außen ausgezeichnet gute Dichtwirkung.The main part of the sealing ring 18 lies axially against the inner ring of the rolling bearing 12 . The sealing lip 20 bears against a radially extending wall area of the transmission housing 1 , which forms an axial sealing gap with respect to the drive shaft 2 . The roller bearing 12 is sealed on the drive side. A closed annular chamber 23 is formed radially outside of the sealing ring 20 and serves to receive sealing grease. In this way, an excellent internal and external sealing effect is created.
Der dicht auf die Werkzeugaufnahmespindel aufgezogene Dicht ring 19 liegt mit seiner von dem Hauptteil nach axial ra dial außen abstehenden Dichtlippe 21 an einem sich radial erstreckenden Außenwandbereich der Ringmutter 14 an. Dieser Außenwandbereich der Ringmutter 14 reicht zur Bildung eines axialen Dichtspaltes bis an die Oberfläche der Werkzeugauf nahmespindel 9 heran. Radial innerhalb der Dichtlippe 21 ist eine mit Dichtfett auszufüllende Ringkammer 23 vorgesehen. Axial außen ist der Dichtring 19 mit einem ringförmigen Schirm 24 abgedeckt, der sich radial mit geringem Abstand neben der Dichtlippe 21 bis nahe an den radialen Wandbe reich der Ringmutter 14 erstreckt, an dem die Dichtlippe 21 anliegt, wodurch von dem Schirm dort ein radialer Dichtspalt entsteht. Der Schirm 24 sorgt dafür, daß das das Getriebe gehäuse umspülende Bohrwasser bereits weitgehendst von der Dichtlippe 21 ferngehalten und nach radial außen abgelenkt wird.The tightly mounted on the tool holder spindle sealing ring 19 lies with its from the main part axially ra dial outwardly projecting sealing lip 21 on a radially extending outer wall region of the ring nut 14 . This outer wall region of the ring nut 14 extends to form an axial sealing gap up to the surface of the tool receiving spindle 9 . An annular chamber 23 to be filled with sealing grease is provided radially inside the sealing lip 21 . Axially on the outside, the sealing ring 19 is covered with an annular screen 24 , which extends radially at a short distance next to the sealing lip 21 to close to the radial wall area of the ring nut 14 , against which the sealing lip 21 rests, whereby there is a radial sealing gap from the screen arises. The screen 24 ensures that the drilling water flushing the gearbox is largely kept away from the sealing lip 21 and deflected radially outward.
Zur Abfuhr der während des Betriebes des Getriebes entsteh enden Reibungswärme ist das Getriebegehäuse auf seiner zy lindrischen Umfangsfläche mit Rippen 25 zur Vergrößerung der wärmeübertragenden Gehäusefläche versehen. Die Wärmeab fuhr erfolgt dort in erster Linie durch auf der Rippenober fläche verdampfendes Bohrwasser, von dem das Getriebegehäu se in Form eines Sprühnebels während des Betriebes voll ständig umspült wird.To dissipate the resulting frictional heat during operation of the transmission, the transmission housing is provided on its zy-cylindrical peripheral surface with ribs 25 to enlarge the heat-transferring housing surface. The heat dissipation takes place there primarily by drilling water evaporating on the surface of the fins, from which the gear housing is continuously washed in the form of a spray during operation.
Eine Verbesserung der Wärmeabfuhr läßt sich noch dadurch erreichen, daß auf die Werkzeugaufnahmespindel 9 eine den Umfang des Getriebegehäuses radial überragende Scheibe 26 drehfest aufgespannt ist. Diese Scheibe 26 sorgt für eine radiale Luftströmung, in deren Sog bohrwasserhaltige Luft axial über das Getriebegehäuse hinweg geleitet wird.An improvement in heat dissipation can also be achieved in that a disk 26, which radially projects beyond the circumference of the transmission housing, is clamped in a rotationally fixed manner on the tool holding spindle 9 . This disk 26 ensures a radial air flow, in the suction of which air containing drilling water is guided axially over the gear housing.
Zur Erhöhung der Sogwirkung kann die Scheibe insbesondere auf der Getriebeantriebsseite mit radial verlaufenden, ggf. gekrümmten, streifenförmigen Erhöhungen versehen sein. In order to increase the suction effect, the disk can in particular on the gearbox drive side with radial, possibly curved, strip-shaped elevations.
Um die axiale Umströmung des Getriebegehäuses noch gezielt weiter zu steigern, kann an dem Umfang des Getriebegehäuses ein axial vor der Ringscheibe 26 endender Ringkanal aus einer fest mit dem Getriebegehäuse verbundenen - strich punktiert angedeuteten - Leitwand 27 gebildet sein. Die Leit wand kann dabei an dem scheibenseitigen Ende nach radial außen zur Erzielung eines guten Strömungsüberganges zur Scheibe hin gekrümmt sein.In order to further increase the axial flow around the gear housing in a targeted manner, an annular channel which ends axially in front of the ring disk 26 can be formed on the periphery of the gear housing from a guide wall 27 which is firmly connected to the gear housing and is indicated by dashed lines. The guide wall can be curved radially outward at the end of the disc to achieve a good flow transition to the disc.
Das nur äußerst wenige Teile umfassende Vorschaltgetriebe ist auf denkbar einfachste Weise zu montieren.The primary gearbox, which has only very few parts is very easy to assemble.
Als erstes wird die Werkzeugaufnahmespindel 9 im dem Um laufträger 3 gelagert. Nach anschließendem Einbau der Pla netenräder 7 kann der mit den Lagern 12, 13 versehene Umlauf träger 3 in das Getriebegehäuse 1 eingeschoben werden. Der letzte Arbeitsgang ist das Einbringen der die Lager 12, 13 fixierenden Ringmutter 14.First, the tool holder spindle 9 is stored in the order carrier 3 . After the subsequent installation of the planet wheels 7 , the rotating carrier 3 provided with the bearings 12 , 13 can be inserted into the gear housing 1 . The last step is the introduction of the ring nut 14 which fixes the bearings 12 , 13 .
Claims (9)
insbesondere für Bohrmaschinen, mit einem Getriebegehäu se, das drehfest mit dem Spindelgehäuse der Werkzeugma schine verbindbar ist, einem in dem Getriebegehäuse dreh bar gelagerten mit der Spindel der Werkzeugmaschine fest verbindbaren Planetenrad-Umlaufträger und einer im Zentrum des Umlaufträgers drehbar gelagerten Werkzeug aufnahmespindel, gekennzeichnet durch die Merk male
- a) das Getriebegehäuse (1) ist ein einteiliger Hohlzy linder, der an einem Ende einen radial nach innen ragenden Ringbund aufweist, an seinem anderen Ende verschließbar ist und mit einem eingearbeiteten Hohl rad (8) für den Eingriff der Planetenräder (7) ver sehen ist,
- b) der Umlaufträger (3) besitzt in Achsrichtung einen zentralen einseitig verschlossenen Hohlraum zur Auf nahme der mit Wälzlagern (15, 16) versehenen Werk zeugaufnahmespindel (9),
- c) der radial nach innen ragende Ringbund des Getriebe gehäuses (1) und das geschlossene Ende des Umlauf trägers (3) liegen gemeinsam auf der Getriebeantrieb seite,
- d) auf das antriebsseitig gelegene Ende der Werkzeug aufnahmespindel (9) ist das von den Planetenrädern (7) anzutreibende Sonnenrad (11) als Buchse (10) aufgezogen, die zumindest an ihrem antriebsseitigen Ende zur Aufnahme von einem Teil der die Werkzeug aufnahmespindel (9) in dem Umlaufträger (3) führen den Wälzlager (15, 16) dient und auf der Werkzeug aufnahmespindel durch eine Vielnutverzahnung dreh fest gesichert ist,
- e) die Lager (12, 13, 15, 16) zwischen Umlaufträger (3) und Getriebegehäuse (1) einerseits und Werkzeug aufnahmespindel (9) andererseits sind axial jeweils über nur ein einziges Spannelement (14 bzw. 17) fixiert.
in particular for drilling machines, se with a Getriebegehäu fixed for rotation machine with the spindle housing of the Werkzeugma is connectable to a rotating in the gear housing mounted bar with the spindle of the machine tool can be firmly connected planetary planet carrier and a rotatably mounted in the center of the planet carrier tool holding spindle, characterized by the characteristics
- a) the gear housing ( 1 ) is a one-piece Hohlzy cylinder, which has a radially inwardly projecting collar at one end, can be closed at its other end and with a built-in hollow wheel ( 8 ) for the engagement of the planet gears ( 7 ) see ver is
- b) the circulating carrier ( 3 ) has a central cavity closed on one side in the axial direction for receiving the tool receiving spindle ( 9 ) provided with roller bearings ( 15 , 16 ),
- c) the radially inwardly projecting collar of the gearbox housing ( 1 ) and the closed end of the rotating carrier ( 3 ) lie together on the gearbox drive side,
- d) on the drive-side end of the tool-holding spindle ( 9 ), the sun gear ( 11 ) to be driven by the planet gears ( 7 ) is mounted as a bushing ( 10 ), which at least on its drive-side end for receiving part of the tool-holding spindle ( 9 ) guide the roller bearing ( 15 , 16 ) in the rotating carrier ( 3 ) and is secured on the tool holder spindle by means of a multi-slot toothing,
- e) the bearings ( 12 , 13 , 15 , 16 ) between the rotating carrier ( 3 ) and the gear housing ( 1 ) on the one hand and the tool holding spindle ( 9 ) on the other hand are each axially fixed via only a single clamping element ( 14 or 17 ).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873710444 DE3710444A1 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Auxiliary high-speed planetary gear unit for machine tools |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19873710444 DE3710444A1 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Auxiliary high-speed planetary gear unit for machine tools |
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Publication Number | Publication Date |
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DE3710444A1 true DE3710444A1 (en) | 1988-10-20 |
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ID=6324327
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DE19873710444 Withdrawn DE3710444A1 (en) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | Auxiliary high-speed planetary gear unit for machine tools |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8141 | Disposal/no request for examination |