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Die Erfindung betrifft einen Riementrieb für Werkzeugmaschinen, z. B. Drehmaschinen, bestehend aus zwei formschlüssig und ständig miteinander gekuppelten, mit Stufenkonen versehbaren Getriebewellen, z. B. einer Antriebs- und einer Vorgelegewelle, und einer dritten Getriebewelle, welche stets einen
Stufenkonus trägt, reibungsschlüssig mittels eines einzigen Riemens wahlweise mit einer der beiden zuvor genannten Getriebewellen verbindbar ist und z. B. auf der Werkzeugmaschinenspindel sitzt, wobei die drei
Getriebewellen ortsfest, also in unveränderlichem gegenseitigem Abstand voneinander gelagert sind. Ein
Riementrieb mit diesen Merkmalen wurde etwa aus der US-PS Nr. 2, 564, 160 bekannt. Die formschlüssige, also ständige Kupplung erfolgt hiebei durch miteinander kämmende Zahnräder.
Die formschlüssige, also ständige Kupplung der beiden Getriebewellen kann aber durch einen
Zahnriemen erfolgen. Ständig miteinander gekuppelt können etwa auch die Vorgelegewelle und die
Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine sein, so dass die wahlweise reibungsschlüssige Verbindung in diesem Fall von der Motorwelle entweder zur Werkzeugspindel (bei frei umlaufendem Vorgelege) oder zur
Vorgelegewelle erfolgt.
In der vorgenannten US-PS wird für eine Ausführungsvariante, bei der zur wahlweisen reibungs- schlüssigen Verbindung der dritten Getriebewelle mit einer der beiden ständig miteinander gekuppelten
Wellen zwei Riemen vorgesehen sind, die wahlweise aufgezogen werden können, vorgeschlagen, bei geringerer Drehzahl eine erhöhte Riemenspannung anzuwenden. Für jene Ausführungsvariante, bei der jedoch für die Drehzahlgruppe mit kleinerer Drehzahl der gleiche Riemen verwendet wird wie für die
Drehzahlgruppe mit der höheren Drehzahl, wird in der US-PS von der Erkenntnis, eine höhere Spannung im Leertrum bei den niederen Drehzahlen zu erreichen, überhaupt kein Gebrauch gemacht. Vielmehr ist dort die Anordnung so getroffen, dass die drei Wellen Eckpunkte eines gleichschenkeligen Dreiecks sind.
Damit ist der Zentralabstand zwischen der in der Spitze des Dreiecks angeordneten Welle und den wahlweise mit dieser Welle zu verbindenden, in den beiden Eckpunkten des Dreiecks angeordneten Wellen gleich. Da nun weiters für die Drehzahlgruppe mit der niederen Drehzahl auf der im einen Eckpunkt befindlichen Welle der gleiche Stufenkonus verwendet wird wie auf der im andern Eckpunkt befindlichen
Welle, ist die theoretische Fadenlänge des Riemens in beiden Stellungen gleich. Eine unterschiedliche
Riemenspannung wird daher hier nicht erreicht.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einem Riementrieb der eingangs erwähnten Art, die theoretische Erkenntnis, nämlich die Drehzahlgruppe geringerer Drehzahl mit einer grösseren Spannung im Leertrum auszurüsten als die Drehzahlgruppe mit höherer Drehzahl, konstruktiv zu verwirklichen.
Die Erfindung sieht hiezu vor, dass das Leertrum des Riemens über eine an sich bekannte federbelastete
Spannrolle geführt ist, deren Druckkraft auf das Leertrum des Riemens beim Umlegen des Riemens in eine Lage verminderter Drehzahl der getriebenen Welle zunimmt, wobei bei direktem Antrieb der Werkzeugspindel durch die Motorspindel, also ohne Vorgelegewelle, die Spannrolle an dem der Vorgelegewelle näher gelegenen Trum des Riemens anliegt, oder dass die theoretische Länge des längselastischen Riemens bei grösserem zu übertragenden Drehmoment grösser als bei kleinerem zu übertragenden Drehmoment ist.
Findet ein längs elastischer Riemen-wie vorerwähnt-zur Verwirklichung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe Anwendung, erfolgt zweckmässig die Dimensionierung der Stufenscheiben derart, dass der Riemenlage für die jeweils niedrigste Drehzahl einer Drehzahlgruppe, die grösste theoretische Riemenlänge entspricht, so dass der längselastische Riemen in dieser Lage die grösste Längsspannung aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen : die Fig. 1 und 2 in Seitenansicht schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Riementriebes in zwei verschiedenen Stellungen, die Fig. 3 und 4, ebenfalls in schematischer Seitenansicht eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Riementriebes in zwei verschiedenen Stellungen des Riemens, und Fig. 5 die Anordnung der Spannrolle bei einem erfindungsgemässen Riementrieb.
Zwei Getriebewellen --1 und 2-- sind ständig miteinander formschlüssig gekuppelt. Zur Kupplung der Getriebewellen --1 und 2-- findet hiebei ein Zahnriemen --7-- Verwendung. Statt eines Zahnriemens könnten jedoch auch miteinander kämmende Zahnräder Verwendung finden. Auch eine Zahnkette oder eine GallIsche Kette könnte zur Anwendung kommen. Eine dritte Getriebewelle --3-- kann reibungsschlüssig durch einen Riemen --4-- wahlweise mit einer der beiden ständig miteinander gekuppelten Getriebewellen --1, 2--in Verbindung gebracht werden. Auf den Getriebewellen --1, 2 und 3-- sind Stufenkonen
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befestigt.
Der wahlweise mit einer der beiden ständig miteinander gekuppelten Getriebewellen --1, 2-- verbindbare Riemen --4-- besitzt bei der Drehzahlgruppe mit grösserem zu übertragenden Drehmoment eine stärkere Spannkraft als bei der Drehzahlgruppe mit kleinerem zu übertragenden Drehmoment. Fig. 5 lässt dies unschwer erkennen, wo der Riemen --4-- in zwei Lagen eingezeichnet ist, die unterschiedlichen
Drehzahlen entsprechen.
Der Riemen --4-- steht hiebei unter dem Einfluss einer am Ende eines
Schwenkarmes --8-- gelagerten Spannrolle --5--, welche unter dem Einfluss einer Feder --6-- steht, die in jener Stellung, in der der Riemen --4-- auf die grosse getriebene Riemenscheibe --9-- aufläuft, ein grösseres Drehmoment auf den Schwenkarm --8-- der Rolle --5-- ausübt, wogegen das auf den
Schwenkarm --8-- der Rolle --5-- durch die Feder --6-- ausgeübte Drehmoment geringer ist, wenn der
Riemen --4-- auf die kleinere Scheibe --10-- der getriebenen Welle umgelegt ist.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die durch den Zahnriemen - ständig miteinander gekuppelten Getriebewellen --1, 2-- von der Motorspindel --M-- und der Vorgelegewelle --Vg-- gebildet. Fig. 1 veranschaulicht hiebei die Lage des Riemens --4-- bei der niedersten Drehzahl der ersten Drehzahlgruppe für die Werkzeugspindel --As--. Die Werkzeugspindel --As-- könnte eine Drehspindel, eine Frässpindel oder auch eine Bohrspindel sein. Fig. 2 veranschaulicht den Riemen --4-- in einer Lage, die der geringsten Drehzahl der zweiten Drehzahlgruppe und damit auch der niedersten Drehzahl der Werkzeugspindel --As-- überhaupt entspricht. Die Achse der Rolle--S-- befindet sich hiebei in der Stellung wogegen sich in Fig. l die Achse der Rolle --5-- in der
Stellung befindet.
In die Fig. 1 wurde hiebei in unterbrochenen Linien auch die Stellung --5"-- der Rolle --5-- für die niedrigste Drehzahl eingetragen. Die Scheibendurchmesser und der Achsabstand zwischen der Vorgelegewelle --Vg-- und der Werkzeugspindel --As-- werden so gewählt, dass den verschiedenen Drehzahlen unterschiedliche Lagen der Rolle --5-- entsprechen, was dazu ausgenutzt werden kann, unterschiedliche Kräfte mittels einer Feder-6- (Fig. 5) auf die Rolle --5-- auszuüben. Die
Anordnung ist hiebei so getroffen, dass die Rolle --5-- auf den Riemen --4-- dann den grössten Druck ausübt, wenn sich der Riemen --4-- in der der geringsten Drehzahl der Werkzeugspindel --As-entsprechenden Lage befindet.
Das vorstehend für die Fig. 1 und 2 im Zusammenhang mit der Belastung des Riemens --4-- durch die Rolle --5-- Gesagte gilt analog auch für die Ausführungsform gemäss den Fig. 3 und 4, wo jedoch die durch den Zahnriemen --7-- ständig miteinander gekuppelten Getriebewellen --1, 2-- von der Arbeitsspindel-As-und der Vorgelegewelle-Vg-- gebildet werden. Beim Umlegen des Riemens --4-- von der in Fig. 3 gezeigten Stellung in die Lage gemäss Fig. 4 verlagert sich die Achse der Spannrolle --5-- aus der Stellung --5'-- in die Stellung in welcher ein erhöhter Druck auf den Riemen --4-- ausgeübt wird.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen findet zur wahlweisen Kuppelung der Getriebewellen nur ein Riemen --4-- Verwendung, der im Bedarfsfall von dem einen Stufenkonus auf den andern Stufenkonus umgelegt wird.
Statt durch eine Spannrolle, kann die unterschiedliche Spannkraft des Riemens auch durch Anwendung eines längselastischen Riemens erzielt werden. Hiebei ist darauf zu achten, dass die Durchmesser der Scheiben der Stufenkonen und der Achsabstand der Stufenkonen so ausgelegt wird, dass bei der niedrigsten Drehzahl, die grösste theoretische Riemenlänge zur Verbindung der zusammenarbeitenden Scheiben der Stufenkonen vorhanden ist.
Wird von einer Spannrolle Gebrauch gemacht, so ist die Anordnung so zu treffen, dass der Riemen - bei der der Höchstdrehzahl einer jeden Drehzahlgruppe entsprechenden Lage bereits einen Durchhang aufweist.
Wie aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich, ist die Achse der Vorgelegewelle --Vg-- gegenüber der theoretischen, mit --2'-- bezeichneten Lage (die für den Riemen --4-- die gleiche Vorspannung wie beim Lauf auf dem Stufenkonus der ersten Drehzahlgruppe ergeben würde) verschoben, um einen grösseren Durchhang als beim Laufen über den Stufenkonus der ersten Drehzahlgruppe und eine platzsparende Bauform zu erreichen.