DE4203931A1 - Planetary gearbox, clutch and brake for press drive - is automatically coupled to machine drive shaft by intermediate plate of oldham coupling when unit is assembled to machine frame - Google Patents

Planetary gearbox, clutch and brake for press drive - is automatically coupled to machine drive shaft by intermediate plate of oldham coupling when unit is assembled to machine frame

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Abstract

The drive consists of a planetary gearbox (10), a flywheel (30) running on bearings (31) of the gearbox housing (12,15) and a combined laminated plate clutch and brake (22,23,24,25) acting between the flywheel (30) and gearbox input shaft (20). On the output side of the gearbox is an Oldham coupling with the inner plate (35) fastened to the planet wheel carrier (34) and the outer plate (37) fastened to the machine drive shaft (37). When the gearbox housing flange (11) is assembled to the machine housing (2), the inner and outer plates (35,37) of the Oldham coupling are automatically joined by engagement with the intermediate plate (36). ADVANTAGE - Compact design. Complete unit is easily assembled to machine.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat für Werkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive unit for Machine tools according to the preamble of claim 1.

Antriebsaggregate dieser Art dienen zum Antrieb insbesondere von Pressen, Stanzautomaten, Scheren und dergleichen. Sie umfassen ein Planetengetriebe verbunden mit einem Schwungrad sowie eine Lamellen-Kupplungs-Bremskombination, mit der wahlweise die Getriebeantriebswelle eingeschaltet und gebremst werden kann.Drive units of this type are used to drive in particular of presses, automatic punching machines, scissors and the like. they comprise a planetary gear connected to a flywheel as well as a multi-plate clutch-brake combination with which either the gearbox drive shaft switched on and can be braked.

Bei einem bekannten Antrieb für Werkzeugmaschinen gleicher Art (DE-A 39 11 048) ist der Planetenträger unmittelbar mit einer Hohlwelle zur Aufnahme der Maschinenantriebswelle verbunden. Das Schwungrad ist am Gehäuse zwischen Planetengetriebe und Kupplungs-Bremskombination gelagert.In a known drive for machine tools the same Art (DE-A 39 11 048) is the planet carrier directly with a hollow shaft for receiving the machine drive shaft connected. The flywheel is on the housing between Planetary gear and clutch-brake combination mounted.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einer Weiterentwicklung des vorgenannten Standes der Technik im Hinblick auf eine betriebssichere Verbindung des Aggregats mit einer Werkzeugmaschine durch Aufstecken der kompletten Antriebseinheit.The object of the present invention is Further development of the aforementioned state of the art in With regard to a reliable connection of the unit with a machine tool by plugging in the complete Drive unit.

Diese Aufgabe wird nach dem gleichen Lösungsprinzip entweder durch die Merkmale des Anspruchs 1 als auch durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Kreuzscheibenkupplung als Teil der speziellen Ausführungsform nach Anspruch 1.This task is done according to the same solution principle either by the features of claim 1 as well as by the Features of claim 2 solved. Relate to the subclaims refer to preferred embodiments of the Cross disc clutch as part of the special Embodiment according to claim 1.

Bei einem Antriebsaggregat der Erfindung wird die Maschinenantriebswelle nicht unmittelbar mit dem Abtriebsteil des Planetengetriebes verbunden, sondern mit Hilfe einer dazwischengesetzten Kupplung, deren Teile einfach durch axiales Zusammenstecken verbunden werden können. Eine solche Kupplung kann entweder eine an sich bekannte Kreuzscheibenkupplung sein (Oldham-Kupplung), bestehend aus zwei Kupplungsnaben und einer dazwischenliegenden Zwischenscheibe.In a drive unit of the invention Machine drive shaft not directly with the Output part of the planetary gear connected, but with With the help of an intermediate coupling, its parts simply connected by axial plugging together can. Such a coupling can either be one in itself known cross-plate clutch (Oldham clutch),  consisting of two clutch hubs and one intermediate washer.

Bei diesen Kupplungen erfolgt die Übertragung des Drehmomentes über die Zwischenscheibe, die auf ihren Stirnseiten je eine Führungsnute hat, die um 90° gegeneinander versetzt sind und die auf entsprechenden Leisten der Kupplungsnaben gleiten. Durch eine solche Kupplung werden radiale und axiale Verlagerungen aufgenommen, so daß Zwangskräfte aus möglichen Verlagerungen nicht auf die Maschine übertragen werden. In gleicher Weise wirkt auch die alternativ anwendbare Verzahnungskupplung.With these couplings the transmission of the Torque over the washer on their Each end face has a guide groove that is 90 ° are offset against each other and the corresponding Slip the coupling hubs. By such Couplings are radial and axial displacements added so that constraining forces from possible relocations cannot be transferred to the machine. In the same way the alternatively applicable gear coupling also works.

Bei der Montage geht man so vor, daß in einem ersten Schritt die äußere Kupplungsnabe der Kreuzscheibenkupplung beispielsweise mit Hilfe einer Schrumpfscheibe auf der Antriebswelle der Maschine montiert wird, und daß alsdann die Verbindung des Gehäuses des Aggregats mit dem Maschinenständer vorgenommen wird, wobei sich durch das axiale Anstecken auch das Zusammenfügen der Kupplungen mit der Zwischenscheibe und die Abdichtung des gesamten Innenraumes ergibt. Dadurch ist die Kreuzscheibenkupplung im Innenraum des Gehäuses und somit in den Kreislauf des Schmieröls bzw. Kühlöls eingeschlossen. Das Gleiche gilt für die Ausführungsform mit der Verzahnungskupplung.When assembling, proceed as follows in a first step the outer clutch hub of the cross disc clutch for example with the help of a shrink disk on the Drive shaft of the machine is mounted, and that then the connection of the housing of the unit with the Machine stand is made, whereby by the axial plugging also with the coupling of the couplings the washer and sealing the whole Interior results. This is the cross disc clutch in the Interior of the housing and thus in the circuit of the Lubricating oil or cooling oil included. The same applies the embodiment with the gear coupling.

Gemäß der weiteren Erfindung erreicht man eine optimal kurze Baulänge des gesamten Aggregats dadurch, daß der Lagerhals des Gehäuses, der innen die Kupplungs-Bremskombination aufnimmt, außen für die Lagerung des Schwungrades ausgenutzt wird.According to the further invention, an optimally short one is achieved Overall length of the entire unit in that the bearing neck of the housing, the inside of the clutch-brake combination records, used outside for the storage of the flywheel becomes.

Gemäß der weiteren- Erfindung werden spezielle Ausführungsformen von Kreuzscheibenkupplungen vorgeschlagen, mit Merkmalen, die das Zusammenstecken, also die Montage des Aggregates an einem Maschinenständer erleichtern. According to the further invention, special ones Proposed embodiments of cross-plate couplings, with features that put together, i.e. the assembly of the Lighten aggregates on a machine stand.  

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below described with reference to the accompanying Drawings.

Fig. 1 zeigt im Prinzip einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Antriebsaggregats nach der Erfindung im kompletten Zustand; Fig. 1 shows in principle a longitudinal section through a first embodiment of a drive unit according to the invention in the complete state;

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Teile bei diesem Ausführungsbeispiel bei der Montage an einer Maschine; Fig. 2 shows the arrangement of the parts in this embodiment when mounted on a machine;

Fig. 3 stellt das Planetengetriebe bei einer weiteren Ausführungsform dar und zwar im Betriebszustand; Fig. 3 represents the planetary gear in a further embodiment and that in the operating state;

Fig. 4 zeigt die Einzelteile nach Fig. 3 in der Anordnung bei der Montage; FIG. 4 shows the individual parts according to FIG. 3 in the arrangement during assembly;

Fig. 5 und 6 zeigen Einzelteile einer bevorzugten Ausführungsform einer Kreuzscheibenkupplung; Fig. 5 and 6 show parts of a preferred embodiment of an Oldham coupling;

Fig. 7 zeigt die Einzelteile dieser Kreuzscheibenkupplung zusammengesetzt; Fig. 7 shows the individual parts of this cross disc clutch assembled;

Fig. 8 und 9 stellen eine weitere Ausführungsform einer Kreuzscheibenkupplung in Einzelteilen dar; Fig. 8 and 9 illustrate another embodiment of an Oldham coupling in parts represent;

Fig. 10 zeigt die miteinander verbundenen Einzelteile dieser Kreuzscheibenkupplung; Fig. 10 shows the interconnected parts of this cross disc clutch;

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Stiftes der Kupplungsteile nach Fig. 8 und 9. Fig. 11 shows another embodiment of a pin of the coupling parts according to Fig. 8 and 9.

Zunächst wird auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 Bezug genommen.First, reference is made to the embodiment of FIGS. 1 and 2.

Ein Planetengetriebe 10 des Aggregates wird von einem Getriebegehäuse 12 aufgenommen mit einer Innenverzahnung 13, den Planetenrädern 33 und dem Planetenträger 34. Die Planetenräder kämmen auf einem Sonnenrad (Ritzel) 27 einer Getriebewelle 20.A planetary gear 10 of the unit is received by a gear housing 12 with an internal toothing 13 , the planet gears 33 and the planet carrier 34 . The planet gears mesh on a sun gear (pinion) 27 of a gear shaft 20 .

Antriebsseitig schließt das Gehäuse eine Lamellen-Kupplungs- Bremskombination ein. Sie besteht aus einer fest mit der Getriebewelle 20 verbundenen Kupplungsnabe 21, die ein Lamellenpaket 24 für die Bremse und ein Lamellenpaket 25 für die Kupplung aufnimmt. Dazwischen ist in an sich bekannter Weise verschiebbar ein Kupplungskolben 22 gelagert mit einer zugeordneten Feder 23. Wahlweise kann mit dem verschiebbaren Kupplungskolben gegen das Lamellenpaket 25 für die Kupplung oder das Lamellenpaket 24 für die Bremse gedrückt werden, je nach dem ob eingekuppelt oder gebremst wird.On the drive side, the housing includes a multi-plate clutch / brake combination. It consists of a clutch hub 21 which is fixedly connected to the gear shaft 20 and which receives a disk set 24 for the brake and a disk set 25 for the clutch. In between, a clutch piston 22 is slidably mounted with an associated spring 23 in a manner known per se. Optionally, the sliding clutch piston can be pressed against the disk set 25 for the clutch or the disk set 24 for the brake, depending on whether the clutch is engaged or braked.

Das zugeordnete feststehende Lamellenpaket für die Bremse ist an einem Lamellenträger 17 des Gehäuses befestigt.The associated fixed disk pack for the brake is attached to a disk carrier 17 of the housing.

Die Kupplungs-Bremskombination ist in einem Lagerhals 15 des Gehäuses untergebracht, der auch zur Lagerung eines Schwungrades 30 dient unter Benutzung von Lagern 31. Das Schwungrad ist in Gestalt eines Lamellenträgers 32 fortgesetzt, an dem die Lamellenpakete 25 befestigt sind, die der Kupplung zugeordnet sind.The clutch-brake combination is accommodated in a bearing neck 15 of the housing, which is also used for mounting a flywheel 30 using bearings 31 . The flywheel is continued in the form of a disk carrier 32 , to which the disk packs 25 are attached, which are assigned to the clutch.

Öl kann über eine axiale Bohrung in der Getriebewelle 20 zugeführt werden, wobei es über Druckölkanäle 26 in die Kupplungs-Bremskombination gelangen kann und über weitere Ölkanäle 16 in das Planetengetriebe.Oil can be supplied via an axial bore in the transmission shaft 20 , it being able to get into the clutch / brake combination via pressure oil channels 26 and into the planetary gear via further oil channels 16 .

Abtriebsseitig schließt das Getriebegehäuse 12 eine Kreuzscheibenkupplung ein, bestehend aus einer inneren Kupplungsnabe 35, die fest mit dem Planetenträger 34 verbunden ist, aus einer Zwischenscheibe 36 und aus einer äußeren Kupplungsnabe 37, die drehfest auf der Maschinenantriebswelle 1 aufgebracht ist und zwar mittels einer Schrumpfscheibe 3 und den erforderlichen Verbindungsschrauben. Diese Kupplungsnabe 37 ist an ihrem Umfang mittels eines Dichtungsrings 6 gegenüber dem Getriebegehäuse 12 abgedichtet. Mittels eines Flansches 11 des Gehäuses kann das gesamte Aggregat an einem Maschinenständer 2 befestigt werden. Die Ölkanäle sind so angelegt, daß entweder umlaufend oder durch eine Tauchölung sowohl die Kupplungs-Bremskombination als auch das Planetengetriebe und Kreuzscheibenkupplung geölt bzw. gekühlt werden können.On the output side, the gear housing 12 includes a cross-disk clutch, consisting of an inner clutch hub 35 , which is fixedly connected to the planet carrier 34 , an intermediate disk 36 and an outer clutch hub 37 , which is non-rotatably mounted on the machine drive shaft 1 by means of a shrink disk 3 and the required connecting screws. This clutch hub 37 is sealed on its circumference by means of a sealing ring 6 with respect to the gear housing 12 . The entire unit can be attached to a machine stand 2 by means of a flange 11 of the housing. The oil channels are designed so that both the clutch-brake combination as well as the planetary gear and cross-plate clutch can be oiled or cooled either circumferentially or by immersion oil.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der abtriebsseitigen Elemente bei der Montage, wobei zunächst die äußere Kupplungsnabe 37 mittels Schrumpfscheibe 3 auf der Maschinenantriebswelle montiert wird. Im nächsten Arbeitsgang wird das Getriebegehäuse 12 mittels des Flansches 11 am Maschinenständer 2 befestigt, wobei die Naben und die Zwischenscheibe der Kreuzscheibenkupplung sich automatisch durch Zusammenstecken verbinden. Fig. 2 shows the arrangement of the output-side elements during the assembly, said first outer clutch hub 37 is mounted by means of shrink disc 3 on the engine drive shaft. In the next step, the gear housing 12 is fastened to the machine stand 2 by means of the flange 11 , the hubs and the intermediate disc of the cross-plate coupling automatically connecting by plugging together.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 nimmt das Getriebegehäuse 42 abtriebsseitig eine Verzahnungskupplung auf, bestehend aus einem Zahnkranz 46 mit Innenverzahnung 46a, der fest mit dem Planetenträger 45 verbunden ist, und aus einem Zahnrad 47, mit einer Nabe 47b, die drehfest mittels einer Schrumpfscheibe 49 auf der Maschinenantriebswelle aufgebracht ist. Mittels eines Flansches 41 ist das Gehäuse 40 am Maschinenständer 52 angebracht. Zur Abdichtung zum Zahnrad 47 hin dient ein Dichtungsring 51 am Gehäuse, der an einer Scheibe 47c des Zahnrades anliegt. Durch diese Ausbildung bildet das gesamte Gehäuse 42 des Aggregates einen geschlossenen Innenraum für das Öl, das alle bewegten Elemente einschließlich der Verzahnungskupplung erreicht. In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, the gear housing 42 takes a gear coupling on the output side, consisting of a ring gear 46 with internal teeth 46 a, which is fixedly connected to the planet carrier 45 , and a gear 47 , with a hub 47 b, the is rotatably applied to the machine drive shaft by means of a shrink disk 49 . The housing 40 is attached to the machine stand 52 by means of a flange 41 . A seal ring 51 on the housing, which rests on a disk 47 c of the gear wheel, serves to seal off the gear 47 . As a result of this design, the entire housing 42 of the unit forms a closed interior for the oil, which reaches all moving elements, including the gear coupling.

Aus Fig. 4 geht die Montage hervor. Dabei wird zunächst das Zahnrad 47 der Verzahnungskupplung auf der Maschinenantriebswelle 1 angebracht, dann wird das Gehäuse 42 am Maschinengestell 52 angeschraubt, wobei sich selbsttätig der Eingriff in die Verzahnungskupplung und die Abdichtung des Innenraums ergibt.From Fig. 4, the assembly shows. First, the gear 47 of the gear coupling is attached to the machine drive shaft 1 , then the housing 42 is screwed onto the machine frame 52 , which automatically results in the engagement in the gear coupling and the sealing of the interior.

Fig. 5 zeigt in der Ansicht und im Schnitt eine Zwischenscheibe einer speziellen Kreuzscheibenkupplung, Fig. 6 zeigt in der Ansicht und im Schnitt eine Nabe dieser Kreuzscheibenkupplung und Fig. 7 stellt die zusammenmontierte Kreuzscheibenkupplung mit Zwischenscheibe und den beiden Naben dar. Das Besondere an dieser Kreuzscheibenkupplung besteht darin, daß die Nuten 60a bzw. 60b im zentrischen Bereich nicht durchgehen sondern dort einen vollen Teil stehen lassen, wobei die zugeordneten Führungsleisten 61a bei den Naben entsprechend passend ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung erreicht man, daß die Zwischenscheibe nicht wegrutschen kann wenn sie an einer der bereits montierten Naben angesetzt wird. Fig. 5 shows in view and in section an intermediate plate of a special cross-plate coupling, Fig. 6 shows in view and in section a hub of this cross-plate coupling and Fig. 7 shows the assembled cross-plate coupling with intermediate plate and the two hubs. What is special about this Cross disc clutch consists in that the grooves 60 a and 60 b do not pass through in the central area but leave a full part there, the associated guide strips 61 a in the hubs being designed accordingly. This design ensures that the washer cannot slip away if it is attached to one of the hubs that have already been fitted.

Bei der Kreuzscheibenkupplung nach Fig. 8 bis 10 sind die Nuten 70a und 70b bzw. die Führungsleisten 71a in herkömmlicher Weise radial durchgehend ausgeführt. Zusätzlich ist jedoch eine axiale Bohrung 70b ausgebildet, bemessen für die Aufnahme eines Stiftes. Dabei kann ein Stift 72 aus elastomerem Werkstoff vorgesehen sein (Fig. 10). Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 besteht der Stift 73 aus Metall, wobei er fest mit einer Nabe 71 verbunden ist. Zwischenscheibe 70 und die andere Nabe sind aufsteckbar, wobei die Bohrungen dieser Teile entsprechend der Aufgabe der Kupplung das erforderliche Spiel haben.In the Oldham coupling according to Fig. 8 to 10, the grooves 70 a and 70 b and the guide rails 71 a radially running continuously in a conventional manner. In addition, however, an axial bore 70 b is formed, dimensioned for receiving a pin. A pin 72 made of elastomeric material can be provided ( Fig. 10). In the embodiment according to FIG. 11, the pin 73 consists of metal, wherein it is firmly connected to a hub 71 . The intermediate disk 70 and the other hub can be plugged on, the bores of these parts having the required play in accordance with the task of the coupling.

Claims (5)

1. Antriebsaggregat für Werkzeugmaschinen mit einem Planetengetriebe, auf dessen Gehäuse ein Schwungrad gelagert ist, wobei dieses mittels einer Lamellen- Kupplungs-Bremskombination einkuppelbar ist bzw. gebremst werden kann, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:
  • - das Getriebegehäuse (12) des Planetengetriebes schließt abtriebsseitig eine Kreuzscheibenkupplung (35, 36, 37) ein, mit einer inneren Kupplungsnabe (35), die drehfest mit dem Planetenträger (34) verbunden ist, einer Zwischenscheibe (36) und einer äußeren Kupplungsnabe (37), welche auf die Antriebswelle einer Werkzeugmaschine montierbar ist;
  • - die Teile sind derart bemessen, daß sich die Kupplungsteile beim Anflanschen des Aggregats an einem Maschinenständer automatisch ineinanderfügen;
  • - am Gehäuse (12) ist ein Dichtungsring (6) angebracht, der abdichtend an der äußeren Kupplungsnabe (37) anliegt.
1. Drive unit for machine tools with a planetary gear, on the housing of which a flywheel is mounted, which can be engaged or braked by means of a disk-clutch-brake combination, characterized by the following features:
  • - The gear housing ( 12 ) of the planetary gear includes a cross disc clutch ( 35 , 36 , 37 ) on the output side, with an inner clutch hub ( 35 ), which is non-rotatably connected to the planet carrier ( 34 ), an intermediate disk ( 36 ) and an outer clutch hub ( 37 ) which can be mounted on the drive shaft of a machine tool;
  • - The parts are dimensioned such that the coupling parts automatically fit into one another when the unit is flanged to a machine stand;
  • - On the housing ( 12 ) a sealing ring ( 6 ) is attached, which rests sealingly on the outer coupling hub ( 37 ).
2. Antriebsaggregat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten weiteren Merkmale:
  • - ein Gehäuse (42) des Planetengetriebes schließt abtriebsseitig eine Zahnkupplung ein, bestehend aus einem Zahnkranz (46) mit Innenverzahnung, der drehfest mit dem Planetenträger (45) verbunden ist, und aus einer Zahnnabe (47), die drehfest auf einer Antriebswelle der Werkzeugmaschine montierbar ist;
  • - die Kupplungsteile sind derart bemessen, daß sie sich beim Anflanschen des Aggregats an einem Maschinenständer selbsttätig ineinander fügen;
  • - am Gehäuse ist ein Dichtungsring (51) angebracht, der sich dabei dichtend an einer Scheibe (47c) des Zahnrades (47) anlegt.
2. Drive unit according to the preamble of claim 1, characterized by the further features mentioned below:
  • - A housing ( 42 ) of the planetary gear includes a tooth coupling on the output side, consisting of a ring gear ( 46 ) with internal teeth, which is connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier ( 45 ), and from a toothed hub ( 47 ), which is fixed in terms of rotation on a drive shaft of the machine tool is mountable;
  • - The coupling parts are dimensioned such that they automatically fit into one another when the unit is flanged to a machine stand;
  • - On the housing, a sealing ring ( 51 ) is attached, which lies sealingly against a disc ( 47 c) of the gear ( 47 ).
3. Kreuzscheibenkupplung für ein Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten (60a) einer Zwischenscheibe (60) lediglich bis zu einem vollen Teil im zentrischen Bereich erstrecken und die Führungsleisten (61a) an den Naben entsprechend passend ausgebildet sind.3. cross disc clutch for a drive unit according to claim 1, characterized in that the grooves ( 60 a) of an intermediate plate ( 60 ) extend only up to a full part in the central region and the guide strips ( 61 a) are designed to suit the hubs . 4. Kreuzscheibenkupplung für ein Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenscheibe (70) und die beiden Naben (71), an denen radial durchgehende Nuten und Führungsleisten gebildet sind, in axialen Bohrungen (70b) einen Stift (72) aus elastomerischem Werkstoff aufnehmen.4. Cross disk clutch for a drive unit according to claim 1, characterized in that the intermediate disc ( 70 ) and the two hubs ( 71 ), on which radially continuous grooves and guide strips are formed, in axial bores ( 70 b) a pin ( 72 ) absorb elastomeric material. 5. Kreuzscheibenkupplung für ein Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile durch einen axialen Stift (73) aus Metall verbunden sind, der fest von einer Nabe (71) aufgenommen ist, während Zwischenscheibe (70) und die andere Nabe mit Spiel in ihren Bohrungen aufsteckbar sind.5. cross disc clutch for a drive unit according to claim 1, characterized in that the parts are connected by an axial pin ( 73 ) made of metal, which is fixedly received by a hub ( 71 ), while the intermediate disc ( 70 ) and the other hub with play are pluggable in their holes.
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