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Dokumentenidentifikation DE102005059263B4 12.04.2007
Titel Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine
Anmelder Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 München, DE;
NILES-SIMMONS Industrieanlagen GmbH, 09117 Chemnitz, DE
Erfinder Thomas, Volker, 09123 Chemnitz, DE;
Robotta, Reinhard, 09306 Erlau, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 12.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005059263
Offenlegungstag 06.07.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse B23Q 5/00(2006.01)A, F, I, 20051212, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Drehmaschine gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Antriebsbetriebe ist aus der DE 34 38 309 C1 bekannt, wobei das Zwischenzahnrad durch einen Schieber in einer Gleitführung radial verschiebbar ist.

Weiterhin ist aus der DE 40 05 181 C1 ein Getriebe für den Werkstückspindelantrieb an programmgesteuerten Drehmaschinen bekannt. Dieses Getriebe besteht aus einem Getriebegehäuse, einer von einem drehwinkelregelbaren Motor angetriebenen Eingangswelle, mehreren schaltbaren Zahnradsätzen und einer Ausgangswelle zum Antrieb der Werkstückspindel, wobei in einem am Maschinenständer angeordneten Tragrahmen eine Verzahnung gelagert ist, die zur Erzielung einer Vorspannung im Direktgang in je ein auf der Eingangswelle und der Ausgangswelle aufgekeiltes Zahnrad einrückbar ist. In zwei Schenkeln des Tragrahmens ist eine zur Eingangswelle und zur mit dieser gleichachsigen Ausgangswelle achsparallele Welle gelagert, auf der zwei die Verzahnung bildende Stirnräder befestigt sind. Der Tragrahmen ist auf einer zur Getriebeachse parallelen Achse motorisch verschwenkbar gelagert. Zur Einstellung einer Winkelversetzung ist mindestens ein Stirnrad in seiner Winkellage gegenüber dem anderen Stirnrad einstellbar auf der Welle befestigt. Für die ausgerückten Stirnräder ist am Tragrahmen eine Arretiervorrichtung vorgesehen, die eine Klinke mit an der Welle angreifendem Bremsbelag und eine Druckfeder aufweist, durch welche die Klinke an einen einstellbaren, ortsfesten Betätigungsanschlag andrückbar ist.

Für den Hauptantrieb von Drehmaschinen oder Bearbeitungszentren sind entsprechend der jeweiligen Bearbeitungsaufgabe entweder hohe Drehzahlen (Feinbearbeitung) oder große Drehmomente (Schruppbearbeitung) erforderlich. Zur Realisierung der hohen Drehzahlen kommen beispielsweise Motorspindeln zum Einsatz. Um große Drehmomente zu erzeugen, werden sogenannte Torque-Motoren eingesetzt. Diese beiden Antriebsvarianten sind jedoch auf den jeweiligen Einsatzbereich begrenzt bzw. optimiert. Demgemäß sind Motorspindeln für höchste Drehzahlen geeignet, können aber nur relativ niedrige Drehmomente zur Verfügung stellen. Die Torque-Motoren liefern genügend hohes Drehmoment, sind jedoch wegen ihrer speziellen Bauart für höchste Drehzahlen nicht geeignet.

Um dieses Problem zu lösen, wurde bereits vorgeschlagen, ein Schaltgetriebe zwischen dem Antriebsmotor und der Werkzeugmaschinenspindel einzusetzen. Ein derartiges Schaltgetriebe weist zumindest zwei Schaltstufen auf, wobei eine erste Schaltstufe eine hohe Drehzahl bei niedrigem Moment auf die Werkzeugmaschinenspindel überträgt, während die zweite Schaltstufe ein hohes Moment bei niedriger Drehzahl auf die Werkzeugmaschinenspindel überträgt.

Moderne Drehmaschinen und Bearbeitungszentren verfügen häufig über eine sogenannte C-Achse. Sie wird bei Fräs- oder Bohrbearbeitung am Werkstück für die Teilfunktion oder bei Fräsbearbeitung mit tangentialem Vorschub am Werkstück (langsame Drehzahl) verwendet. Insbesondere für die Teilfunktion muß der Antrieb spielfrei sein, weil es sonst im Rahmen des Verdrehspiels des Antriebs zu Teilungsungenauigkeiten am Werkstück kommt. Bei der Verwendung eines voran genannten Schaltgetriebes ist jedoch zur Realisierung der hohen Drehzahl ein gewisses Mindestspiel erforderlich. Somit kann der Antrieb einer C-Achse nicht in zufriedenstellender Weise über das Schaltgetriebe erfolgen.

Dieses Problem wird bei bisherigen Werkzeugmaschinen durch die Verwendung mehrerer paralleler Antriebe gelöst, wobei ein Zusatzantrieb eingeschwenkt werden kann, und der Hauptantrieb von der Maschinenspindel abgekoppelt wird. Das Getriebe eines derartigen Zusatzantriebs arbeitet immer mit niedrigen Drehzahlen und kann somit praktisch spielfrei ausgeführt werden. Diese Ausführung mit parallelen Antriebssystemen führt jedoch zu einem hohen konstruktiven Aufwand. Insbesondere müssen die Antriebskomponenten zweimal vorgesehen werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringem konstruktivem Aufwand in unterschiedlichen Fertigungsaufgaben einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Dadurch wird ein Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine geschaffen, das einerseits spielbehaftet bei hohen Drehzahlen oder hohen Drehmomenten (verschiedene Schaltstufen bei Drehbearbeitung) oder andererseits spielfrei im C-Achs-Betrieb (Winkelpositionierung oder langsamer Winkelvorschub bei Bohr- oder Fräsbearbeitung) arbeiten kann.

Durch die radiale Verschiebbarkeit des Zwischenzahnrades kann das Spiel in dem Antriebsgetriebe geändert werden, so daß das Zwischenzahnrad von dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad wegbewegt wird, um ein großes Spiel vorzusehen, während das Zwischenzahnrad in radialer Richtung auf das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad zu bewegt wird, um so das Spiel entsprechend zu verringern.

Das Zwischenzahnrad an einem Träger gelagert, wobei das Zwischenzahnrad zusammen mit dem Träger verschiebbar ist, um das Zwischenzahnrad radial zu verschieben.

Die Verschiebung des gesamten Trägers mit dem darauf gelagerten Zwischenzahnrad ermöglicht einen einfachen Aufbau und eine zuverlässige Betriebsweise.

In bevorzugter Weise weist der Träger einen Befestigungsabschnitt auf, der radial beabstandet zu dem Zwischenzahnrad angeordnet ist, wobei der Befestigungsabschnitt an einem Gehäuse gelagert ist und der Träger um diesen Befestigungsabschnitt schwenkbar ist, um das Zwischenzahnrad radial zu verschieben.

Die Schwenkbewegung des Trägers zusammen mit dem Zwischenzahnrad ermöglicht eine einfache Bewegungsführung für das Zwischenzahnrad, wobei durch die Länge des Abstandes die Annäherung an die Linearität dieser Bewegung festgelegt werden kann.

Der Träger mit dem Befestigungsabschnitt ist an dem Gehäuse fixiert, wobei der Träger elastisch verformbar ist, um das Zwischenzahnrad radial zu verschieben.

Durch die elastische Verformung des Trägers, um die Schwenkbewegung auszuführen, erfolgt diese Bewegung spielfrei. Weiterhin ist bei entsprechender Auslegung des Trägers der konstruktive Aufwand gering und der Träger selbst liefert eine entsprechende Gegenkraft bzw. Rückstellkraft.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Befestigungsabschnitt des Trägers einen Abschnitt mit verminderter Biegesteifigkeit auf. Es ist bevorzugt, daß der Abschnitt mit verminderter Biegesteifigkeit eine verminderte Querschnittsfläche aufweist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsabschnitt des Trägers verschiebbar an dem Gehäuse befestigt.

Durch die verschiebbare Anordnung des Trägers an dem Gehäuse kann die Ausgangslage des Zwischenzahnrades in einfacher Weise eingestellt werden. Dies ermöglicht zum einen einen erweiterten Einsatzbereich des Getriebes und erlaubt zum anderen die Anpassung an entsprechende Toleranzen der übrigen Elemente des jeweiligen Getriebes.

Es ist bevorzugt, daß ein erster Anschlag vorgesehen ist, um eine Verschiebung des Zwischenzahnrades in Richtung auf das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad zu begrenzen, und ein zweiter Anschlag vorgesehen ist, um eine Verschiebung des Zwischenzahnrades in Richtung von dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad zu begrenzen.

Durch die in bevorzugter Weise vorgesehenen Anschläge wird die maximale Verschiebung, d.h. der maximale Verschiebeweg in beide Richtungen begrenzt, so daß das Spiel zwischen den Zahnrädern in zuverlässiger Weise innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gehalten werden kann.

In bevorzugter Weise sind der erste und der zweite Anschlag einstellbar.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Zwischenzahnrad zwischen den Anschlägen und dem Befestigungsabschnitt an dem Trägers gelagert.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Antriebsgetriebes umfasst eine Verschiebeeinrichtung, die mit dem Träger verbunden ist, um den Träger zusammen mit dem Zwischenzahnrad radial zu verschieben.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verschiebeeinrichtung kraftgesteuert, um das Zwischenzahnrad radial zu verschieben.

In bevorzugter Weise ist die Verschiebeeinrichtung zwischen dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad angeordnet.

Es ist bevorzugt, daß das Antriebszahnrad auf einer Antriebswelle gelagert ist, das Abtriebszahnrad auf einer Abtriebswelle gelagert ist, und das Zwischenzahnrad auf einer Zwischenwelle gelagert ist, wobei das Antriebszahnrad, das Abtriebszahnrad und das Zwischenzahnrad eine erste Schaltstufe bilden, die Antriebswelle, die Abtriebswelle und die Zwischenwelle parallel zueinander angeordnet sind, ein weiteres Antriebszahnrad auf der Antriebswelle gelagert ist, ein weiteres Abtriebszahnrad auf der Abtriebswelle gelagert ist, und ein weiteres Zwischenzahnrad auf der Zwischenwelle gelagert ist, das weitere Antriebszahnrad, das weitere Abtriebszahnrad, und das weitere Zwischenzahnrad eine zweite Schaltstufe bilden, wobei die Zwischenwelle als Schaltwelle ausgebildet ist und die Zwischenwelle an dem Träger gelagert ist, um die Zwischenzahnräder radial verschiebbar zu lagern.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Antriebsgetriebes für eine Werkzeugmaschine.

Wie in der Figur gezeigt, weist dieses Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine, im Speziellen für eine Drehmaschine, ein Gehäuse 1 auf, in dem ein Antriebszahnrad 2 gelagert ist. Dieses Antriebszahnrad 2 ist mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor verbunden, wobei diese Verbindung sowohl starr als auch über eine Kupplung ausführbar ist. Weiterhin ist in dem Gehäuse 1 ein Abtriebszahnrad 4 gelagert. Dieses Abtriebszahnrad ist mit einer (nicht gezeigten) Werkzeugmaschinenspindel verbunden, wobei diese Verbindung ebenfalls starr oder über eine Kupplung ausgeführt werden kann. Das Antriebszahnrad 2 und das Abtriebszahnrad 4 sind jeweils mit einem Zwischenzahnrad 3 in Eingriff, so daß eine Kraftübertragung von dem Antriebszahnrad 2 auf das Abtriebszahnrad 4 erfolgt. Das Zwischenzahnrad 3 ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses 1 gelagert. Das Zwischenzahnrad 3 ist in dem Träger 5 gelagert, der mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden das Antriebszahnrad 2, das Abtriebszahnrad 4 und das Zwischenzahnrad 3 im wesentlichen das Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine, wobei der Antrieb mit einer (ersten) Übersetzung erfolgt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigt die 1 die Zahnräder 2, 3 und 4 einer ersten Schaltstufe eines schaltbaren Antriebsgetriebes für die Werkzeugmaschine. Bei dieser ersten Schaltstufe ist das gezeigte Antriebszahnrad 2 auf einer Antriebswelle gelagert und das gezeigte Abtriebszahnrad 4 auf einer Abtriebswelle gelagert. Das gezeigte Zwischenzahnrad 3 ist auf einer Zwischenwelle gelagert, wobei diese Zwischenwelle als Schaltwelle ausgebildet ist.

Parallel zu der gezeigten ersten Schaltstufe ist eine zweite Schaltstufe (nicht gezeigt) ausgebildet, bei der ein weiteres Antriebszahnrad auf der Antriebswelle gelagert ist und ein weiteres Abtriebszahnrad auf der Abtriebswelle gelagert ist. Ein weiteres Zwischenzahnrad ist auf der als Schaltwelle ausgebildeten Zwischenwelle gelagert. Die zweite Schaltstufe zeigt somit denselben Grundaufbau wie die voran beschriebene erste Schaltstufe. Die zweite Schaltstufe ist mit einem von der ersten Schaltstufe unterschiedlichen (zweiten) Übersetzungsverhältnis ausgebildet, wobei die Kraftübertragung durch axiale Verschiebung der Schaltwelle entweder über die erste Schaltstufe oder über die zweite Schaltstufe erfolgt. Dabei ist in Abhängigkeit der Schaltposition der Schaltwelle jeweils nur eines der Zwischenzahnräder mit den zugehörigen An- und Abtriebszahnrädern im Eingriff.

Die Zahnräder des Antriebsgetriebes des Ausführungsbeispiels sind als geradverzahnte oder schrägverzahnte Stirnräder ausgebildet. Die Schaltbetätigung zwischen den jeweiligen Schaltstufen erfolgt bei Stillstand der Werkzeugmaschine.

Alternativ zu dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Zwischenwelle als Schaltwelle axial verschoben wird, um die darauf angeordneten Zwischenzahnräder in jeweiligen Eingriff mit den An- und Abtriebszahnrädern zu bringen, kann auch eine axial fixierte Zwischenwelle verwendet werden, auf der die Zwischenzahnräder verschiebbar gelagert sind.

Wie in der Figur gezeigt, ist das Zwischenzahnrad 3 an einem Träger 5 gelagert, der als ein Zusatzgehäuse ausgebildet ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenwelle, die das Zwischenzahnrad 3 trägt, an einem Lagerabschnitt des Trägers 5 drehbar gelagert. Der Träger 5 ist über einen Befestigungsabschnitt 6 an dem Gehäuse 1 befestigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Schraubverbindung an dem Befestigungsabschnitt 6 vorgesehen. Wie in der Figur gezeigt, ist der Befestigungsabschnitt 6 von dem Lagerabschnitt beabstandet, so daß der Befestigungsabschnitt 6 radial bezüglich des Zwischenzahnrades 3 beabstandet ist. Eine Ebene, die durch den Lagerabschnitt und den Befestigungsabschnitt 6 des Trägers 5 bestimmt ist, ist im wesentlichen parallel zu einer Ebene angeordnet, die durch die Drehzentren des Antriebs- und des Abtriebszahnrades 2, 4 bestimmt ist.

Bei einer Schwenkbewegung des Lagerabschnitts des Trägers 5 um den Befestigungsabschnitt 6 bewegt sich somit das Zwischenzahnrad 3 im wesentlichen auf das Antriebszahnrad 2 und das Abtriebszahnrad 4 zu, oder von diesen weg, um so das Spiel zwischen den Zahnrädern 2, 3 und 4 zu verändern bzw. einzustellen.

Der Befestigungsabschnitt 6 des Ausführungsbeispiels ist über eine Schraubverbindung mit dem Gehäuse 1 verbunden, wobei diese Schraubverbindung derart ausgebildet ist, daß die Lage des Trägers 5 in dem Gehäuse 1 einstellbar ist. Wie in der Figur gezeigt, erfolgt diese Einstellung im wesentlichen in Richtung der Ebene, die durch den Befestigungsabschnitt und den Lagerabschnitt bestimmt ist, so daß der Träger 5 im wesentlichen parallel zu der Ebene bewegt werden kann, die durch die Drehzentren des Antriebs- und Abtriebszahnrades 2, 4 bestimmt ist. Dadurch kann die Lage des Zwischenzahnrades in der Ausgangsposition an Fertigungstoleranzen der Zahnräder angepaßt werden.

Zwischen dem Lagerabschnitt und dem Befestigungsabschnitt des Trägers ist der Träger 5 in Form eines Biegebalkens ausgebildet. Dieser Biegebalken ist elastisch verformbar und ermöglicht so eine Schwenkbewegung des Lagerabschnitts um den Befestigungsabschnitt 6, wodurch das Zwischenzahnrad mit Bezug auf das Antriebszahnrad 2 und das Abtriebszahnrad 4 verschoben wird. In Abhängigkeit von der Länge dieses Biegebalkens des Träges 5, d.h. in Abhängigkeit vom Abstand des Lagerabschnittes von dem Befestigungsabschnitt wird der Radius der Schwenkbewegung des Zwischenzahnrades 3 bezüglich der An- und Abtriebszahnräder 2, 4 festgelegt. Mit zunehmender Länge dieses Biegebalkens nähert sich die Bewegung einer Linearbewegung an. Weiterhin erhöht sich bei gleichbleibender Kraft der Verschiebeweg mit zunehmendem Abstand zwischen dem Lagerabschnitt und dem Befestigungsabschnitt 6 des Trägers 5.

An dem Befestigungsabschnitt 6 ist ein Abschnitt 7 vorgesehen, der eine verminderte Biegesteifigkeit aufweist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser Abschnitt 7 als Taillierung mit verminderter Querschnittsfläche ausgebildet.

Bezüglich des Lagerabschnitts weist der Träger 5 gegenüberliegend zu dem Befestigungsabschnitt einen Auskragungsabschnitt auf, der sich zwischen zwei Anschläge 9, 10 erstreckt. Dieser Auskragungsabschnitt, der Lagerabschnitt und der Befestigungsabschnitt liegen im wesentlichen in derselben Ebene. Die genannten Anschläge sind einstellbar ausgebildet und bestimmen den maximalen Verschiebebereich des Zwischenzahnrades. Ein erster Anschlag 10 bestimmt somit das minimale Spiel zwischen den Zahnrädern, während ein zweiter Anschlag 9 das maximale Spiel zwischen den Zahnrädern festlegt.

Die Einstellung des ersten Anschlags 10 kann so gewählt werden, daß das Spiel zwischen den Zahnrädern auf Null reduziert wird. Wenn bei Spiel Null zwischen den Zahnrädern die Auskragung noch nicht mit dem Anschlag 10 in Kontakt ist, kann in Abhängigkeit der elastischen Verformung der Elemente eine Vorspannung zwischen den Zahnrädern erreicht werden, so daß Spielschwankungen beim Umlauf der Zahnräder sicher ausgeglichen werden und kein Spiel zwischen den Zahnrädern auftritt, wenn diese umlaufen.

Um den Träger zusammen mit dem Zwischenzahnrad zu verschieben, ist eine Verschiebeeinrichtung 8 vorgesehen, die, wie in der Figur gezeigt, an dem Gehäuse 1 gelagert ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verschiebeeinrichtung als Hydraulikeinrichtung mit doppelt wirkendem Kolben ausgebildet, wobei diese Verschiebeeinrichtung zwischen dem Antriebszahnrad 2 und dem Abtriebszahnrad 4 angeordnet ist. Eine Kolbenstange erstreckt sich zwischen den beiden Zahnrädern in Richtung zu dem Lagerabschnitt des Trägers 5 und ist an diesem befestigt. In Abhängigkeit des Drucks, der auf jeweiligen Kolbenflächen wirkt, wird der Träger 5 zusammen mit dem Zwischenzahnrad 3 verschoben, um das Spiel zwischen den Zahnrädern einzustellen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt diese Verschiebung durch die elastische Verformung des Trägers 5.

Die Verschiebeeinrichtung 8 wirkt auf den Träger 5, der dadurch z. B. am Anschlag 9 zur Anlage kommt (Drehbetrieb mit Spiel im Getriebe). Wenn die Verschiebeeinrichtung in umgekehrter Richtung wirkt, kommt entweder der Träger 5 am Anschlag 10 zur Anlage oder die Bewegung des Trägers 5 wird vorher beendet, weil die Zahnflanken des Zwischenrades 3 an den Zahnflanken des Abtriebsrades 4 oder des Antriebsrades 2 anliegen (spielfreier oder extrem spielarmer Zustand des Getriebes für den C-Achs-Betrieb).

Für den normalen Drehbetrieb (hohe oder niedrige Drehzahlen) wird der Träger 5 am Anschlag 9 zur Anlage gebracht, so dass das Getriebe mit einem für diese Betriebsart notwendigen Spiel laufen kann und sich nicht unzulässig erwärmt. Für den C-Achs-Betrieb (nur Positionierbewegung oder ganz langsamer Winkelvorschub) wird der Träger 5 in Richtung zum Anschlag 10 bewegt und durch diesen oder vorher durch die Anlage der Zahnflanken der Zahnräder 2, 3, 4 gestoppt.

Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine, wobei die Zwischenwelle des dem Hauptantriebsmotor nachgeschalteten Schaltgetriebes in einem separaten Zusatzgehäuse oder Träger 5 gelagert wird. Dieses Zusatzgehäuse kann innerhalb des eigentlichen Getriebegehäuses um einen bestimmten Betrag geschwenkt werden. Der Schwenkpunkt ist so gewählt, daß sich das auf der in diesem Zusatzgehäuse gelagerten Welle befindliche Zahnrad auf die Zahnräder der fest im eigentlichen Getriebegehäuse gelagerten An- und Abtriebswellen des Schaltgetriebes zu oder von diesen wegbewegt. Durch die so realisierte Achsabstandsänderung kann das in der einen Endstellung in normaler Größe vorhandene, für die einwandfreie Funktion des Schaltgetriebes erforderliche Zahnspiel für die C-Achsfunktion praktisch auf Null gebracht werden. Durch Zurückschwenken des Zusatzgehäuses wird das ursprüngliche Spiel wieder hergestellt. Die justierbaren Anschläge begrenzen die Endlage der Schwenkbewegung und verhindern, daß sich ein zu großes Zahnspiel einstellt, und daß die Zahnräder unter zu hoher Vorspannung laufen. Eine definierte Vorspannung ist bei Bedarf einstellbar. Der Schwenkpunkt ist justierbar ausgeführt, um für die in der Regel unterschiedlich großen Räder auf der An- und Abtriebswelle den Spielausgleich zu optimieren. Der Schwenkpunkt ist justierbar ausgeführt, damit das Zahnspiel zwischen den Räderpaaren 2/3 und 3/4 gleichzeitig auf Null eingestellt werden kann.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in dem Getriebegehäuse 1 die Antriebswelle und die Abtriebswelle eines zweistufigen Schaltgetriebes mit den zugehörigen Zahnrädern 2 und 4 gelagert. Die Schaltwelle befindet sich mit ihrer Lagerung in dem separaten Zusatzgehäuse oder Träger 5. Dieses Zusatzgehäuse ist mit dem Getriebegehäuse verschraubt, wobei dessen Lage zu den Wellen mittels geeigneter Elemente, z.B. Langlöcher, in der dargestellten Weise (Doppelpfeil) einstellbar ist. Die erforderlichen Wege zur Ausschaltung des Zahnspiels der Getriebezahnräder bei gewünschter C-Achsfunktion sind sehr klein, so daß die Bewegung des Trägers durch eine elastische Verformung an der Biegestelle ausreicht. Dadurch ist eine genau definierte Lage des Trägers ohne störende Lagerspiele gewährleistet. Zur Erleichterung des Verbiegens und zur exakten Definition des „Drehpunktes" ist die Biegestelle in geeigneter Weise, z.B. in Form einer Taillierung 7, biegeweich gestaltet. Die für das Schwenken des Trägers erforderlichen Kräfte werden beispielsweise durch einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder aufgebracht. Bei einem entsprechenden Kraftüberschuß wird der Träger mit ausreichend hoher Vorspannung an die wegbegrenzenden Anschläge angelegt, so daß jegliche unerwünschte Lageveränderung für beide Endlagen ausgeschlossen werden kann. Die Anschläge können, wie in der Figur gezeigt (Doppelpfeil) eingestellt werden.

Bei einer normalen Betriebsweise des Schaltgetriebes ist der Hydraulikzylinder derart mit Druck beaufschlagt, daß das Zwischengehäuse bzw. der Träger 5 am rechten Endanschlag anliegt und das Zahnspiel zwischen den Zahnrädern eine normale Größe aufweist. Bei der C-Achsfunktion wird die gegenüberliegende Seite des Hydraulikzylinders mit Druck beaufschlagt derart, daß das Zwischengehäuse bzw. der Träger an dem linken Endanschlag 10 anliegt. In dieser Stellung läuft das Getriebe entsprechend der Justierung der Anschläge mit vermindertem Zahnspiel bzw. ohne Zahnspiel oder mit definierter Vorspannung.

Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Drehmaschine mit einem Antriebszahnrad 2, das mit einem Antriebsmotor verbindbar ist, einem Abtriebszahnrad 4, das mit einer Werkzeugmaschinenspindel verbindbar ist, und einem Zwischenzahnrad 3, das mit dem Antriebszahnrad 2 und dem Abtriebszahnrad 4 in Eingriff ist, und radial verschiebbar gelagert ist.

Das Zwischenzahnrad 3 ist an einem Träger 5 gelagert, wobei das Zwischenzahnrad 3 zusammen mit dem Träger 5 verschiebbar ist, um das Zwischenzahnrad 3 radial zu verschieben. Der Träger 5 weist einen Befestigungsabschnitt 6 auf, der radial beabstandet zu dem Zwischenzahnrad 3 angeordnet ist. Der Befestigungsabschnitt 6 ist an einem Gehäuse 1 gelagert und der Träger 5 ist um diesen Befestigungsabschnitt 6 schwenkbar, um das Zwischenzahnrad 3 radial zu verschieben.

Der Träger 5 ist mit dem Befestigungsabschnitt 6 an dem Gehäuse 1 fixiert, wobei der Träger 5 elastisch verformbar ist, um das Zwischenzahnrad 3 radial zu verschieben. Der Befestigungsabschnitt 6 des Trägers 5 weist einen Abschnitt 7 mit verminderter Biegesteifigkeit auf. Der Abschnitt 7 mit verminderter Biegesteifigkeit weist eine verminderte Querschnittsfläche auf.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist der Befestigungsabschnitt 6 des Trägers 5 verschiebbar an dem Gehäuse 1 befestigt.

Ein erster Anschlag 10 ist vorgesehen, um eine Verschiebung des Zwischenzahnrades 3 in Richtung auf das Antriebszahnrad 2 und das Abtriebszahnrad 4 zu begrenzen. Ein zweiter Anschlag 9 ist vorgesehen, um eine Verschiebung des Zwischenzahnrades 3 in Richtung von dem Antriebszahnrad 2 und dem Abtriebszahnrad 4 zu begrenzen. Der erste und der zweite Anschlag 10, 9 sind einstellbar. Das Zwischenzahnrad 3 ist zwischen den Anschlägen 9, 10 und dem Befestigungsabschnitt 6 an dem Träger 5 gelagert.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine Verschiebeeinrichtung 8 angeordnet, die mit dem Träger 5 verbunden ist, um den Träger 5 zusammen mit dem Zwischenzahnrad 3 radial zu verschieben. Die Verschiebeeinrichtung 8 ist kraftgesteuert, um das Zwischenzahnrad 3 radial zu verschieben. Die Verschiebeeinrichtung 8 ist zwischen dem Antriebszahnrad 2 und dem Abtriebszahnrad 4 angeordnet.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine als Schaltgetriebe ausgeführt, und das Antriebszahnrad 2 ist auf einer Antriebswelle gelagert, das Abtriebszahnrad 4 ist auf einer Abtriebswelle gelagert, und das Zwischenzahnrad 3 ist auf einer Zwischenwelle gelagert. Das Antriebszahnrad 2, das Abtriebszahnrad 4 und das Zwischenzahnrad 3 bildet eine erste Schaltstufe. Die Antriebswelle, die Abtriebswelle und die Zwischenwelle sind parallel zueinander angeordnet. Ein weiteres Antriebszahnrad (nicht gezeigt) ist auf der Antriebswelle gelagert, ein weiteres Abtriebszahnrad (nicht gezeigt) ist auf der Abtriebswelle gelagert, und ein weiteres Zwischenzahnrad (nicht gezeigt) ist auf der Zwischenwelle gelagert. Das weitere Antriebszahnrad, das weitere Abtriebszahnrad, und das weitere Zwischenzahnrad bilden eine zweite Schaltstufe. Die Zwischenwelle ist als Schaltwelle ausgebildet und die Zwischenwelle ist an dem Träger 5 gelagert, um die Zwischenzahnräder radial verschiebbar zu lagern.


Anspruch[de]
Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Drehmaschine mit einem Antriebszahnrad (2), das mit einem Antriebsmotor verbindbar ist, mit einem Abtriebszahnrad (4), das mit einer Werkzeugmaschinenspindel verbindbar ist, und einem Zwischenzahnrad (3), das mit dem Antriebszahnrad (2) und dem Abtriebszahnrad (4) in Eingriff ist, wobei das Zwischenzahnrad (3) radial verschiebbar ist, an einem Träger (5) gelagert und zusammen mit dem Träger (5) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5) elastisch verformbar ist, um das Zwischenzahnrad (3) radial zu verschieben. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5) einen Befestigungsabschnitt (6) aufweist, der radial beabstandet zu dem Zwischenzahnrad (3) angeordnet ist, wobei der Befestigungsabschnitt (6) an einem Gehäuse (1) gelagert ist und der Träger (5) um diesen Befestigungsabschnitt (6) schwenkbar ist, um das Zwischenzahnrad (3) radial zu verschieben. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5) mit dem Befestigungsabschnitt (6) an dem Gehäuse (1) fixiert ist. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (6) des Trägers (5) einen Abschnitt (7) mit verminderter Biegesteifigkeit aufweist. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (7) mit verminderter Biegesteifigkeit eine verminderte Querschnittsfläche aufweist. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (6) des Trägers (5) verschiebbar an dem Gehäuse (1) befestigt ist. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Anschlag (10) vorgesehen ist, um eine Verschiebung des Zwischenzahnrades (3) in Richtung auf das Antriebszahnrad (2) und das Abtriebszahnrad (4) zu begrenzen, und ein zweiter Anschlag (9) vorgesehen ist, um eine Verschiebung des Zwischenzahnrades (3) in Richtung von dem Antriebszahnrad (2) und dem Abtriebszahnrad (4) zu begrenzen. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Anschlag (10, 9) einstellbar sind. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das das Zwischenzahnrad (3) zwischen den Anschlägen (9, 10) und dem Befestigungsabschnitt (6) an dem Trägers (5) gelagert ist. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Verschiebeeinrichtung (8), die mit dem Träger (5) verbunden ist, um den Träger (5) zusammen mit dem Zwischenzahnrad (3) radial zu verschieben. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung (8) kraftgesteuert ist, um das Zwischenzahnrad (3) radial zu verschieben. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung (8) zwischen dem Antriebszahnrad (2) und dem Abtriebszahnrad (4) angeordnet ist. Antriebsgetriebe für eine Werkzeugmaschine nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (2) auf einer Antriebswelle gelagert ist, das Abtriebszahnrad (4) auf einer Abtriebswelle gelagert ist, und das Zwischenzahnrad (3) auf einer Zwischenwelle gelagert ist, wobei das Antriebszahnrad (2), das Abtriebszahnrad (4) und das Zwischenzahnrad (3) eine erste Schaltstufe bilden, die Antriebswelle, die Abtriebswelle und die Zwischenwelle parallel zueinander angeordnet sind, ein weiteres Antriebszahnrad auf der Antriebswelle gelagert ist, ein weiteres Abtriebszahnrad auf der Abtriebswelle gelagert ist, und ein weiteres Zwischenzahnrad auf der Zwischenwelle gelagert ist, das weitere Antriebszahnrad, das weitere Abtriebszahnrad, und das weitere Zwischenzahnrad eine zweite Schaltstufe bilden, wobei die Zwischenwelle als Schaltwelle ausgebildet ist und die Zwischenwelle an dem Träger (5) gelagert ist, um die Zwischenzahnräder radial verschiebbar zu lagern.






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