DE4233948A1

DE4233948A1 - Spindle drive for column type drill - has coupling bush which can be axially moved on spindle by cam to engage high speed pulley drive on one side or low speed pulley drive on other side

Info

Publication number: DE4233948A1
Application number: DE19924233948
Authority: DE
Inventors: Ludwig Probst; Horst Hartmann
Original assignee: ALZMETALL WERKZEUGMASCH
Current assignee: ALZMETALL WERKZEUGMASCH
Priority date: 1992-10-08
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2012-10-09
Also published as: DE4233948C2

Abstract

An externally toothed bush (8) is rotationally fixed on the spindle drive sleeve (3) but can slide between a lower position where it engages a pulley (7) corresponding to one speed range, and an upper position where it engages a pulley (6) corresponding to a second speed range. Rotatably mounted on the coupling bush (8) is a switch ring (10) with a pair of diametrically opposite S-shaped cam slots (16,17) and an actuating handle (13). Guide pins fixed to the machine housing engage in the slots, so that when the switch ring is turned it moves axially into end positions (18,19) corresponding to engagement of the coupling bush (8) in one or other of the pulleys (6,7). USE/ADVANTAGE - Simple, reliable and low-cost design. Easy for operator to use.

Description

Es ist bekannt, die Antriebsdrehzahl der Hauptspindel von Säulenbohrmaschinen mit mehrstufigen Schaltge trieben oder stufenlos mittels Kegelscheibengetrieben der entsprechenden Bearbeitungsaufgabe anzupassen. Bei den letztgenannten Getrieben gelingt dies in wei ten Grenzen bereits mit gutem Erfolg; da jedoch die Anforderungen an Qualität und vor allem an die Dreh zahlen ständig wachsen, genügen die so realisierbaren Übersetzungsverhältnisse dem heute geforderten Niveau nicht mehr. Aus Kostengründen wird eine einfache Lö sung angestrebt, die in der Regel mit einem zweiten, parallelen Kegelscheibensatz, der extra schaltbar ist oder mit einem schaltbaren Getriebe ausgeführt ist.It is known the drive speed of the main spindle of pillar drilling machines with multi-stage switchgear driven or infinitely variable by means of conical disk drives to adapt to the corresponding processing task. With the latter gearboxes, this is achieved in white borders with good success; however, since the Requirements for quality and especially for the shoot numbers grow constantly, the realizable are enough Gear ratios to the level required today no more. For cost reasons, a simple Lö solution, usually with a second, parallel conical disc set, which is extra switchable or is designed with a switchable gear.

Die bisher bekannten Lösungen zur Schaltung von mehr stufigen Antrieben für Säulenbohrmaschinen sind auf wendig in Konstruktion, dadurch teuer und müssen zur Sicherung einer hohen Zuverlässigkeit mit einem Min destgrad an Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden. Außerdem sind zusätzliche Anzeigeelemente erforder lich, die dem Bediener den eingeschalteten Schaltzu stand eindeutig erkennen lassen. Besonders bei elek trisch schaltbaren Einrichtungen ist die entsprechen de Anzeige eine zusätzliche Fehlerquelle.The previously known solutions for switching more stage drives for column drills are on manoeuvrable in construction, therefore expensive and have to be Ensuring high reliability with a min least degree of manufacturing accuracy. Additional display elements are also required Lich, the switching on the operator stood clearly. Especially with elek tric switchable devices is the corresponding display an additional source of error.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Antriebsan ordnung für Säulenbohrmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß die Schalteinrichtung einfach, kostengünstig herstellbar, zuverlässig im Betrieb sowie einfach und über sichtlich bedienbar ist.It is therefore an object of the invention to provide a drive regulation for pillar drilling machines according to the generic term of claim 1 to improve in that the Switching device simple, inexpensive to produce, reliable in operation as well as simple and over is visibly operable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmalen.According to the invention, this task is characterized by the drawing part of claim 1 mentioned Features resolved. Advantageous configurations and Further developments of the invention result from the in the subordinate claims contained features.

Mit dem drehbaren Ring, der in seiner Mantelfläche mindestens eine durchgängige Aussparung für den Ein griff eines an der Bohrmaschine fixierten Führungs stiftes aufweist und den zwei an deren Enden befind lichen Raststellungen, die jeweils eine Schaltstel lung vorgeben. Die Raststellungen befinden sich in verschiedenen Ebenen entlang der Axialrichtung des Ringes und ermöglichen so ein definiertes axiales Verschieben und Halten des Ringes. Womit eine einfa che und zuverlässige Lösung vorgeschlagen ist.With the rotatable ring in its outer surface at least one continuous recess for the one grabbed a guide fixed to the drill has pin and the two are at their ends Lichen rest positions, each a switching point specify. The rest positions are in different planes along the axial direction of the Ring and thus allow a defined axial Move and hold the ring. With which a simple che and reliable solution is proposed.

Die Schaltung der jeweiligen Stufe kann vom Bediener durch Drehen des Ringes erreicht werden. Der Ring ist zu diesem Zweck mit einem aus dem Gehäuse der Bohr maschine, im vom Bediener einsehbaren Bereich, her ausgeführten Griff versehen. Der Griff dient je nach Stellung am Gehäuse gleichzeitig als Schaltstufenan zeiger, so daß auf zusätzliche Anzeigeelemente ver zichtet werden kann.The operator can switch the respective stage can be achieved by turning the ring. The ring is for this purpose with a drill from the housing machine, in the area visible to the operator provided handle. The handle serves depending on Position on the housing simultaneously as a switching stage pointer, so that ver on additional display elements can be waived.

Die Ausführung der kulissenförmigen Aussparung in der Mantelfläche des Ringes ist günstigerweise S- bzw. Z- förmig gestaltet und dabei der Abstand des oberen und unteren Balkens so groß, daß die jeweilige Schalt stellung eindeutig erreicht und die andere vollstän dig getrennt wird. Der Verbindungsnut der Aussparung weist eine Steigung zwischen oberer und unterer Nut auf, die in Verbindung mit der Grifflänge eine opti male Schaltkraft garantiert. Der bzw. die Führungsstifte ragen in diese Aussparungen hinein und können vorzugsweise zur Vermeidung von erhöhtem Ver schleiß und zur Verringerung der Schaltkraft mit ei ner drehbaren und am Stift gehaltenen Außenhülse ver sehen sein. Die Aussparungen können die Mantelfläche vollständig oder nur teilweise durchbrechen. Im letz teren Fall muß die Tiefe eine ausreichende Führung und sicheres Halten durch die Stifte gewährleisten.The execution of the backdrop-shaped recess in the The outer surface of the ring is advantageously S- or Z- shaped and the distance between the top and lower bar so large that the respective switching position clearly reached and the other fully dig is separated. The connecting groove of the recess shows a slope between the upper and lower groove on, which in connection with the handle length an opti Male switching force guaranteed. The or the Guide pins protrude into these recesses and can preferably to avoid increased Ver wear and reduce the switching force with egg ver rotatable and held on the pin outer sleeve to be seen. The recesses can be the outer surface break through completely or partially. In the last In the other case, the depth must have adequate guidance and ensure secure hold by the pins.

Die Anordnung von mindestens zwei Aussparungen ver bessert die Führung des Ringes, da ein Verkanten bei der Schaltbewegung verhindert wird. Es können auch mehr als zwei Aussparungen eingebracht sein, die nicht unbedingt symmetrisch sein müssen. Ihre Lage kann entsprechend der Befestigung der Führungsstifte verschoben sein, es muß jedoch ein gleicher Bewe gungsverlauf während des Schaltens in jeder Ausspa rung gegeben sein.The arrangement of at least two recesses ver improves the guidance of the ring, as it tilts the switching movement is prevented. It can too more than two recesses are made, the don't necessarily have to be symmetrical. Your location can according to the attachment of the guide pins be moved, but it must be the same move the course of switching during switching in each recess be given.

Üblicherweise ist die Hauptspindel der Säulenbohrma schine im angetriebenen Bereich mit einem Außen-Viel keilprofil versehen, auf dem eine Mitnehmerhülse mit entsprechenden Innenprofil angreift. Über die Mitneh merhülse wird die Drehbewegung auf die Hauptspindel übertragen. Um diese letztendlich mindestens zweistu fige Schaltung auszuführen, kann der Ring jeweils eine Riemenscheibe, die beispielsweise von einem stu fenlos regelbaren Kegelscheibensatz angetrieben wird, mittels eines an ihm befestigten Mitnehmerelementes, die Riemenscheibe und die Mitnehmerhülse form schlüssig in Eingriff bringen und dadurch das An triebsmoment mit der entsprechenden Drehzahl auf die Hauptspindel übertragen.The main spindle is usually the column drilling machine seem in the driven area with an outside lot wedge profile, on which a driving sleeve with attacks the corresponding inner profile. About taking the rotary motion on the main spindle becomes transfer. In the end, at least two The ring can be used to implement the circuit a pulley, for example, from a stu continuously adjustable conical pulley set is driven, by means of a driver element attached to it, the pulley and drive sleeve form engaging conclusively and thereby the on drive torque at the corresponding speed Transfer main spindle.

Beim Wechsel der Schaltstufe wird lediglich der Griff von Hand verdreht, dabei dreht sich der Ring und wird mit der Stiftführung in der Kulissenführung in axia ler Richtung verschoben. Der Eingriff des Mitnehmer elementes zwischen Mitnehmerhülse und der einen Rie menscheibe wird gelöst und anschließend gleitet bei weiterer Verschiebung des Ringes das Mitnehmerelement auf der Mitnehmerhülse entlang, bis es in formschlüs sigen Eingriff mit einem Profil auf der anderen Rie menscheibe gebracht ist und das entsprechende andere Übersetzungsverhältnis wirkt.When changing the switching level, only the handle twisted by hand, the ring turns and turns with the pin guide in the slide guide in axia shifted in the direction. The driver's intervention element between the driving sleeve and the one belt The lens is loosened and then slides in further displacement of the ring the driver element along the drive sleeve until it is in a positive fit engagement with a profile on the other side is brought and the corresponding other Gear ratio works.

Diese Lösung wirkt sich besonders positiv aus, wenn das gesamte Antriebskonzept einer Baureihe modular aufgebaut ist und die einzelne Maschine je nach Be stellung aus Baukastenelementen für den Antrieb zu sammengestellt wird. Dabei können verschiedene An triebsmotoren mit verschiedenen Getrieben kombiniert werden und diese Zweistufenschaltung unabhängig von der gewählten Ausführung ohne zusätzliche Anpassung verwendet werden.This solution has a particularly positive effect if the entire drive concept of a modular series is set up and the individual machine depending on the loading position from modular elements for the drive is put together. Different types can drive motors combined with different gears and this two-stage circuit is independent of the selected version without additional adjustment be used.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungs beispiel erläutert werden.The invention is intended to be carried out in one embodiment example will be explained.

Dabei zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Ausschnitt des Hauptspindelan triebes einer Säulenbohrmaschine im Schnitt; Figure 1 shows a section of the main spindle drive of a column drill in section.

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Hauptspindel antrieb; Fig. 2 is a plan view of the main spindle drive;

Fig. 3 und 4 einen Schaltring mit integriertem Griff. FIGS. 3 and 4 a switching ring with integrated handle.

Aus der Darstellung eines Hauptspindelantriebes (Fig. 1) einer Säulenbohrmaschine ist erkennbar, daß die Hauptspindel 1 mit einem Außen-Vielkeilprofil in ihrem oberen Bereich außerhalb der Pinole 2 versehen ist. Auf dem Außen-Vielkeilprofil der Hauptspindel 1 ist eine Mitnehmerhülse 3 mit einem entsprechenden Innen-Vielkeilprofil aufgesetzt. Die Mitnehmerhülse 3 ist im Bohrmaschinengehäuse mehrfach drehbar gelagert und gegen axiales Verschieben gesichert.From the illustration of a main spindle drive ( Fig. 1) of a pillar drilling machine it can be seen that the main spindle 1 is provided with an outer multi-spline profile in its upper region outside the quill 2 . On the outer multi-spline profile of the main spindle 1 , a driving sleeve 3 with a corresponding inner multi-spline profile is placed. The driver sleeve 3 is rotatably mounted in the drill housing several times and secured against axial displacement.

An den äußeren Enden der Mitnehmerhülse 3 befinden sich Radiallager 4, 4′, 5 und 5′ auf denen Riemen scheiben 6 und 7, um die Mitnehmerhülse 3 drehbar ge lagert sind. Im Bereich der Mitnehmerhülse 3, der zwischen den Riemenscheiben 6 und 7 liegt, ist die Mitnehmerhülse 3 mit einem Außen-Vielkeilprofil ver sehen, in das ein Mitnehmerelement 8 formschlüssig und axial verschiebbar eingepaßt ist. Das Mitnehmere lement 8 ist mit dem Innenring eines Radiallagers 9, das in einem Ring 10 zumindest in axialer Richtung gehalten ist, verbunden.At the outer ends of the driving sleeve 3 there are radial bearings 4 , 4 ', 5 and 5 ' on which belt pulleys 6 and 7 are rotatably supported about the driving sleeve 3 GE. In the area of the driving sleeve 3 , which lies between the pulleys 6 and 7 , the driving sleeve 3 is seen with an external multi-spline profile, in which a driving element 8 is positively and axially displaceably fitted. The entrainment element 8 is connected to the inner ring of a radial bearing 9 , which is held in a ring 10 at least in the axial direction.

Die Riemenscheiben 6 und 7 werden über die Keil- oder Zahnriemen 11 und 12 bei laufendem Antriebsmotor ständig angetrieben, die Übertragung des Antriebsmo mentes mit der entsprechenden Drehzahl erfolgt jedoch nur auf die Hauptspindel 1, wenn der Ring 10 in einer Stellung ist, in der das Mitnehmerelement 8 in eine der beiden Riemenscheiben 6 oder 7 formschlüssig ein greift und dadurch die Mitnehmerhülse 3, die Haupt spindel 1 antreibt. In diesem Beispiel ist in den Riemenscheiben 6 und 7 ein Innen-Vielkeilprofil ein gearbeitet in das das ebenfalls hülsenförmige Mitneh merelement 8 mit einer entsprechenden Außenprofilie rung einschiebbar ist.The pulleys 6 and 7 are continuously driven via the V-belts or toothed belts 11 and 12 while the drive motor is running, but the transmission of the drive torque with the corresponding speed takes place only on the main spindle 1 when the ring 10 is in a position in which Driver element 8 in one of the two pulleys 6 or 7 positively engages and thereby the driver sleeve 3 , the main spindle 1 drives. In this example, an inner multi-spline profile is worked into the pulleys 6 and 7 , into which the likewise sleeve-shaped entrainment element 8 can be inserted with a corresponding outer profiling.

Die Riemenscheiben 6, 7 können von einem nicht darge stellten Kegelscheibengetriebe angetrieben werden, so daß sich zwei Schaltstufen ergeben, in denen die Drehzahl der Hauptspindel 1 stufenlos regelbar ist.The pulleys 6 , 7 can be driven by a cone pulley gear not shown Darge, so that there are two switching stages in which the speed of the main spindle 1 is infinitely variable.

Der Ring 10 wird, wie in der Fig. 2 gezeigt, mittels zweier Führungsstifte 14, 15, die in Aussparungen 16, 17 der Mantelfläche des Ringes 10 eingreifen, gehal ten und geführt. Bei Drehung des Ringes 10 an dessen Griff 13, um die Achse der Hauptspindel 1 gleiten die Führungsstifte 14, 15 in den Aussparungen 16, 17 und es werden durch die Aussparungen 16, 17, Raststellen 18, 19 (Fig. 3) vorgegeben. In diesen Raststellen 18, 19 wird der Ring 10 in bestimmten Stellungen ge genüber der Mitnehmerhülse 3 und jeweils einer Rie menscheibe 6 oder 7 gehalten, nachdem er während der Drehung in axialer Richtung entlang der Mitnehmerhül se 3 ausgelenkt wurde. The ring 10 is, as shown in Fig. 2, by means of two guide pins 14 , 15 which engage in recesses 16 , 17 of the outer surface of the ring 10 , held and guided. When the ring 10 rotates on its handle 13 , around the axis of the main spindle 1, the guide pins 14 , 15 slide in the recesses 16 , 17 and the recesses 16 , 17 provide locking points 18 , 19 ( FIG. 3). In these rest areas 18 , 19 of the ring 10 is held in certain positions ge compared to the driving sleeve 3 and each a Rie mens disc 6 or 7 after it has been deflected during rotation in the axial direction along the driving sleeve 3 .

Der mögliche Schaltweg richtet sich dabei nach dem axialen Abstand der Raststellen 18 und 19, da der Ring 10 um diese Wegstrecke verschiebbar ist. Es muß dabei jedoch gesichert sein, daß dieser Abstand so groß ist, daß ein gleichzeitiger Eingriff des Mitneh merelementes 8 in die beiden Riemenscheiben 6 und 7 ausgeschlossen ist.The possible switching path depends on the axial distance between the locking points 18 and 19 , since the ring 10 is displaceable by this distance. However, it must be ensured that this distance is so large that simultaneous engagement of the drive element 8 in the two pulleys 6 and 7 is excluded.

Der für das manuelle Schalten erforderliche Kraftauf wand ergibt sich aus dem Anstieg des die Raststellen 18 und 19 verbindenden Bereiches der Aussparungen 16, 17 und der Länge des Griffes 13, der die Länge des Betätigungshebelarmes vorgibt.The Kraftauf wall required for manual switching results from the increase in the locking points 18 and 19 connecting area of the recesses 16 , 17 and the length of the handle 13 , which specifies the length of the operating lever arm.

Je nach Stellung des Griffes 13, kann der Maschinen bediener mit Hilfe einer an der Gehäuseaußenwand an gebrachten Markierung, die eingeschaltete Schaltstufe erkennen. Dabei wird der Griff 13 durch einen im Ge häuse schräg verlaufenden Schlitz geführt. Der Nei gungswinkel dieses Schlitzes entspricht dem Anstiegs winkel des die Raststellen 18, 19 verbindenden Berei ches der Aussparungen 16, 17, unter Berücksichtigung der Stärke des Griffes 13, so daß dieser berührungs frei mit dem Gehäuse der Bohrmaschine auch während des Schaltvorganges ist und die eigentliche Führung allein durch die kulissenförmige Aussparungen 16, 17 erfolgt.Depending on the position of the handle 13 , the machine operator can recognize the switched-on switching stage by means of a marking on the outer wall of the housing. The handle 13 is guided through a slant in the Ge housing slit. The inclination angle of this slot corresponds to the angle of increase of the locking points 18 , 19 connecting areas of the recesses 16 , 17 , taking into account the strength of the handle 13 , so that it is free of contact with the housing of the drill even during the switching process and the actual Guided solely through the backdrop-shaped recesses 16 , 17 .

In der Fig. 4 ist erkennbar, daß sich die Aussparun gen 16, 17 symmetrisch gegenüberliegen und die Man telfläche des Ringes 10 nicht vollständig durchstoßen ist, so daß die Führungsstifte 14, 15 nicht in das Innere des Ringes 10 hineinragen und das Radiallager 9 ausschließlich vom Ring 10 gehalten wird. In Fig. 4 it can be seen that the Aussparun conditions 16 , 17 are symmetrically opposite and the Man telfläche the ring 10 is not completely penetrated, so that the guide pins 14 , 15 do not protrude into the interior of the ring 10 and the radial bearing 9 exclusively is held by the ring 10 .

Hierzu kann das Lager 9, wie in Fig. 3 erkennbar, mit einem Bund 20, der in den normalen Ringdurchmes ser hineinragt und einem Innenfederring 21, der in eine Innennut im Ring 10 einsetzbar ist, allein ge halten werden, so daß ein axiales Verrutschen des Radiallagers 9 gegenüber dem Ring 10 verhindert wird. Auf eine gesonderte Verdrehsicherung des Radiallagers 9 gegenüber dem Ring 10 kann verzichtet werden.For this purpose, the bearing 9 , as can be seen in Fig. 3, with a collar 20 which protrudes into the normal Ringdurchmes water and an inner spring ring 21 which can be inserted into an inner groove in the ring 10 , ge alone, so that axial slipping of the radial bearing 9 relative to the ring 10 is prevented. A separate anti-rotation lock of the radial bearing 9 with respect to the ring 10 can be dispensed with.

Claims

1. Drive arrangement of a pillar drilling machine with pulley sets which can be switched in two stages, which are driven jointly by a drive motor and in which the main spindle is partially provided with an external splined profile which is guided in an appropriately designed internal multiple spline profile of a driving sleeve which can be moved in the axial direction, thereby the Antriebsmo element is transferred via the driver sleeve to the main pin del, characterized in that the mechanical switching element is a rotatable ring ( 10 ) which has at least one continuous recess ( 16 , 17 ) in its outer surface for engaging at least one the drilling machine fixed Füh approximately pin ( 14 , 15 ) and two locking positions ( 18 , 19 ) at the outer ends of the recess ( 16 , 17 ) are available, each specifying a switching position and in different planes along the axial direction of the ring ( 10 ) are located, which have a defined axial Ver push and hold the ring ( 10 ).

2. Drive arrangement according to claim 1, characterized in that the link-shaped recess ( 16 , 17 ) is S-shaped.

3. Drive arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that two recesses ( 16 , 17 ) in the ring ( 10 ) are introduced.

4. Drive arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the ring ( 10 ) a radial bearing ( 9 ) is rigidly fixed in the axial direction.

5. Drive arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the ring ( 10 ) or on the radial bearing ( 9 ), a driver element ( 8 ) is BEFE Stigt.

6. Drive arrangement according to claim 5, characterized in that on the radial bearing ( 9 ) attached driver element ( 8 ) positively sig on the driver sleeve ( 3 ) and with a pulley ( 6 , 7 ), for transmitting the drive torque, also in a positive engagement is feasible.

7. Drive arrangement according to claim 6, characterized in that the driver element ( 8 ) is sleeve-shaped and for positive connection has an outer and inner multi-spline profile, the dimensions of an outer multi-spline profile on the driving sleeve ( 3 ) and an inner multi-spline profile on one Belt pulley be ( 6 , 7 ) are adapted.