CH373239A - Umlaufräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

  Umlaufräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen    Die Getriebe der Standard-Werkzeugmaschinen  bilden einen festen Bestandteil dieser Maschinen, in  denen sie infolge ihres allgemein     anzutreffenden    Auf  baues als Mehrwellen-Getriebe einen ansehnlichen  Raum einnehmen. Ausserdem beeinflusst das Getriebe  die Arbeitsgenauigkeit .der Werkzeugmaschine durch  Schwingungs- und Wärmeübertragung ungünstig. Bei  dem heutigen Stand der Fertigungstechnik - insbe  sondere in der Klein- und Grossserienfertigung - ist  es erwünscht, die Fertigungsmaschinen ihrem jewei  ligen Verwendungszweck anzupassen, ohne hierdurch  die Möglichkeit einer kurzfristig     durchführbaren    Um  stellung aufzugeben.  



  Bei der Ausrüstung von Sondermaschinen, insbe  sondere für Grossserien, spielt die Getriebeausrüstung  der einzelnen Einheiten eine noch grössere Rolle. Bei  diesen Maschinen wird oft mit Rücksicht auf zukünf  tig erforderliche Umstellungen -die Möglichkeit univer  saler Verwendung gefordert. Diese Gesichtspunkte  sind bei der Erstellung neuer Anlagen im Hinblick  auf die aufzuwendenden Investitionsmittel von Bedeu  tung, und zwar sowohl .bei Gross-     als    auch bei Klein  serien. Ausserdem ist es bei Fertigungsstrassen wichtig,  eine reparaturbedürftige Einheit schnell auswechseln  zu können.  



  Voraussetzung zur Lösung der geschilderten Auf  gaben ist, die zum Einsatz kommenden     Werkzeug-          maschinen    einer Normung zu unterziehen.  



  Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, den  Antrieb von Werkzeugmaschinen einschliesslich Son  dermaschinen zu vereinheitlichen und dadurch eine  kurzfristig durchführbare Anpassung an die gestellten  Aufgaben getriebseitig zu ermöglichen. Dies wird  erreicht, wenn das Getriebe nach vorliegender Er  findung nicht einen festen Bestandteil der Werk-    zeugmaschine, sondern eine für sich geschlossene  Einheit bildet, die getrennt vom Werkzeugmaschinen  ständer angeordnet werden kann. Das Getriebe be  steht aus einer Getriebegruppe oder aus einzelnen  Getriebegruppen, die in beliebiger Anzahl anein  andergereiht sein können.

   Jede Getriebegruppe setzt  sich aus einem Umlaufrädergetriebe und aus mit  dieses umschliessenden Reibmitteln versehenen schalt  baren Reibkupplungen zusammen, :durch     die    einen  Teil des Umlaufrädergetriebes wahlweise mit denn  Getriebegehäuse oder mit einem anderen Teil des  Umlaufrädergetriebes gekuppelt werden kann. Die  Betätigung der Kupplungen     kann    mechanisch, hydrau  lisch oder elektrisch erfolgen.

   Besonders vorteilhaft  ist die Anwendung elektromagnetischer Lamellen  kupplungen, sowohl mit als auch ohne Schleifring,  insbesondere bei     programmgesteuerten        Werkzeug-          und        Sondermaschinen.    Bei dieser     Ausführung    ist die  Zuordnung von zwei Kupplungen zu jeder Getriebe  gruppe zweckmässig derart, dass durch Einschalten der  einen     Kupplung,das    Sonnen- oder     Hohlrad    oder der  Planetenträger festgehalten und eine von 1 :

   1 ver  schiedene     Übersetzung    der Getriebegruppe erreicht  wird, während beim Einschalten der anderen Kupp  lung ein     Umlaufen    der Getriebegruppe als Block  erreicht wird, so dass -die     Übersetzung    1 : 1 ist. Bei  Einschaltung beider Kupplungen einer Gruppe wird  das Getriebe blockiert und damit der Abtrieb fest  gehalten. Selbstverständlich kann auch eine anders  geeignete Zusammenstellung der Getriebegruppen und       ihre    Verbindung mit den Kupplungen gewählt wer  den. So können verschieden zusammengestellte Ge  triebegruppen miteinander     kombiniert    werden.

   Für       Standard-Werkzeugmaschinen    für     Einzelfertigung     bzw. allgemeine Verwendung wird eine entsprechende      Anzahl Getriebegruppen zusammengestellt, die der  Maschine einen ausreichenden     Drehzahlbereich    ver  leiht. An das Getriebe kann ein elektrischer Antriebs  motor angeflanscht sein. Beide Teile bilden dann  zusammen eine Einheit, die beispielsweise getrennt  von der Werkzeugmaschine aufgestellt wird.

   In die  sem Falle kann das Getriebegehäuse in gleicher  Weise wie das Motorgehäuse mit Kühlrippen versehen  sein, die dann     ebenfalls    von der Kühlluft des Elektro  motors bestrichen werden, um die bei hoher Schalt  folge sich entwickelnde Wärme abzuführen.     Seitlich     kann das Getriebegehäuse einen Kasten erhalten, der  zur Zuführung des Kraftübertragungsmittels für die  Schaltkupplungen dient, die auf diese Weise gegen  Beschädigungen geschützt sind. Ausserdem kann die  Funktion der Schaltkupplungen bei     abgenommenem     Deckel kontrolliert werden.  



  Zweckmässig enthält das Getriebegehäuse einen  Ölsumpf, aus dem eine in beiden Drehrichtungen der  Antriebswelle fördernde Ölpumpe das Öl in zentrale  Bohrungen der Antriebs-, Zwischen- und Abtriebs  wellen fördert, von denen aus das Öl durch radiale  Bohrungen zu den Lagern und sonstigen Getriebe  teilen gelangt. Bei Anordnung von Lamellenkupp  lungen können die Lamellen durch das von den  einzelnen Getrieben abgeschleuderte Öl geschmiert  werden.  



  In beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand  der     Erfindung    in einigen verschiedenen Ausführungs  formen gezeigt, und zwar     zeigen     Fig. 1 bis 3 Beispiele von aneinandergereihten  Getriebegruppen mit verschiedenen Umlaufräderge  triebeformen,  Fig. 4 den Gesamtaufbau eines aus mehreren Ge  triebegruppen zusammengesetzten Getriebes,  Fig. 5 die äussere Ansicht eines Getriebes mit an  geflanschtem Elektromotor.  



  In Fig. 1 ist 1 die antreibende Welle, 2 eine  Zwischenwelle und 3 die Abtriebswelle oder eine  weitere Zwischenwelle, sofern noch weitere Getriebe  gruppen der gleichen oder einer anderen Form ange  schlossen sind. Jede     Getriebegruppe    weist ein Umlauf  rädergetriebe und zwei als     Elektromagnete        ausgebildete     Kupplungsteile K1, B1 bzw. K2, B2 auf. Während die  Kupplungsteile K1, K2 mit der Antriebswelle 1 bzw.  Zwischenwelle 2 umlaufen, sind die beiden Kupp  lungsteile B1, Bz wie angedeutet fest mit dem Ge  triebegehäuse 4 verbunden. Die Anker k1, k2 bzw.  b1, b2 stehen mit den von ihnen umschlossenen  Hohlrädern 5 bzw. 6 in trieblicher Verbindung.

    Durch Einschalten der Kupplung K1, k1 oder/und der  Kupplung     K2,        k2    wird ein Direktgang der einen oder  anderen Getriebegruppe bzw. beider     Getriebegruppen     erzielt. Durch Einschalten der Kupplung B1, bi oder       B2,        b2    wird das Hohlrad 5 oder 6 festgehalten und  eine Untersetzung erreicht. Werden beide Kupplungen  einer Gruppe, also K1, k1 und B1, bi oder K2, k2  und     B2,        b2    eingeschaltet, wird die Gruppe     blockiert,     das heisst die Abtriebswelle 3 festgehalten. In Fig. 2  ist die gleiche Anordnung wie in Fig. 1 ,gezeigt, jedoch    mit anderer Umlaufrädergetriebeform.

   Ausserdem ist  bei dieser Ausführung jeweils nur ein Anker zwischen  den beiden Kupplungsteilen K1, B1 bzw. K2, B2 der       betreffenden    Getriebegruppe angeordnet. Dies  schliesst den Vorteil geringeren     Raumbedarfes    der  einzelnen Getriebegruppe ein; anderseits gibt diese  Anordnung nicht die Möglichkeit der Blockierung der  Abtriebswelle.  



  In Fig. 3 ist ein drittes Beispiel aneinanderge  reihter Getriebegruppen gemäss der Erfindung gezeigt,  bei der wiederum .eine andere Form des Umlaufräder  getriebes gewählt wurde. Gegenüber der Ausführung  nach Fig. 2 wurde jedoch hier die abtriebsseitig lie  gende Getriebegruppe mit zwei Ankern     k2,        bz    zwi  schen dien     Kupplungsteilen        K2,        Bz    ausgerüstet, um ein  Blockieren der Abtriebswelle zu ermöglichen.  



  Die verschiedenen Getriebegruppenformen nach  Fig. 1 bis 3 und andere Formen können beliebig zu  sammengebaut werden, je nachdem die Forderung  nach Grösse der     Übersetzung    und ihrer Änderung  bzw. einer bestimmten Drehzahlreihe lautet.  



  In Fig.4 ist beispielsweise der Gesamtaufbau  eines aus mehreren Getriebegruppen zusammen  gesetzten Getriebes nach vorliegender Erfindung ge  zeigt. Es ist 1 der Wellenstummel des Antriebsmotors,  der mit der Welle 2 drehfest verbunden ist. Mit 3  ist die Abtriebswelle bezeichnet. Auf .der Welle 2 sind  drei aneinandergereihte Getriebegruppen I, II, III  angeordnet. Die Einleitung des Antriebsmoments       erfolgt    über den Steg 4 der     Getriebegruppe    I, der  mit der Welle 2 drehfest verbunden ist, während die  übrigen Teile der drei Getriebegruppen drehbar auf  der Welle 2 gelagert sind. Jede der drei Getriebe  gruppen weist radial aussen zwei Reibungskupplungen,  beispielsweise elektromagnetische Lamellenkupplun  gen, auf. Der eine Teil K1 bzw. KZ bzw.

   K3 dieser  Kupplungen steht in trieblicher Verbindung mit  einem Element der zugeordneten     Getriebegruppe.,     während die Kupplungsteile     B1,        Bz,        B3    fest mit dem  Getriebegehäuse 5 verbunden sind.

   Zwischen den  Kupplungsteilen     K1,        B1    und     K2,        B2    der Getriebe  gruppen I und     II    ist je ein einziger     Anker        Al    bzw.     A2     vorgesehen, während in der Getriebegruppe     III    jeder  der beiden Kupplungsteile K3,     B3    ein separater  Anker     A3    bzw. A4 zugeordnet ist.

   Durch die Anord  nung der beiden Anker     A3    und     A4    ist die Möglich  keit gegeben, die     Abtriebswelle    3 durch Einschalten  der beiden Kupplungen     K3,   <I>A,</I> und     B3,        A4    zu     blok-          kieren.        Im    unteren Teil des Getriebegehäuses 5 ist  ein Ölsumpf 6 vorgesehen, aus dem eine in beiden  Drehrichtungen     wirksame    Ölpumpe 7 Schmieröl in  die Zentralbohrung 8 der Welle 2 fördert. Von dieser  Zentralbohrung wird das Schmieröl durch radiale       Bohrungen    9 den Lagerstellen und Getriebeteilen  zugeleitet.

   Von den Getriebeteilen     abgeschleudert     gelangt das Öl zu den Kupplungen. Hierdurch erhalten  insbesondere die Lamellen etwa     angeordneter    elektro  magnetischer     Lamellenkupplungen    die notwendige  Kühlung und Schmierung. Schliesslich fliesst das Öl  an der Innenseite des Getriebegehäuses wieder dem           Ölsumpf    zu. Ist nun an das Getriebe ein Elektro  motor angeflanscht und wird das Getriebegehäuse in  gleicher Weise wie der Motor mit Kühlrippen ver  sehen, zwischen denen die Kühlluft des Elektromotors  entlangstreicht (Fig. 5), wird auch die Wärme abge  leitet, die das an der Gehäuseinnenseite     zurückflie-          ssende    Öl mit sich führt.  



  In Fig. 5 weist das Getriebegehäuse einen seitlich  angeordneten Kasten 10 auf, :der durch den Deckel  11 dicht verschlossen ist. Dieser Kasten dient zur  Aufnahme der Stromzuführungen für elektromagne  tische Lamellenkupplungen oder zur Aufnahme ent  sprechender Teile bei mechanischer bzw. hydrau  lischer Steuerung der Kupplungen.  



  In den erläuterten     Ausführungsbeispielen    nach vor  liegender Erfindung sind je mehrere Getriebegruppen  aneinandergereiht, wobei die Anzahl beliebig sein  kann. Dies schliesst nicht aus, dass     im    gegebenen  Bedarfsfall nur eine Getriebegruppe angeordnet ist.  Ebenso gehört es zum Umfang der vorliegenden Er  findung, die durch die Getriebegruppen sich ergeben  den Drehzahlstufen in der Weise zu überbrücken,  dass als Antriebsmotor     ein    regelbarer Motor ange  ordnet wird, wodurch praktisch eine stufenlose Dreh  zahlregelung der Abtriebswelle erreicht werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Umlaufräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen, gekennzeichnet durch ein aus einer Getriebegruppe oder aus einzelnen aneinander gereihten Getriebegruppen gebildetes Getriebe, wobei jede Gruppe sich zusammensetzt aus einem Umlauf rädergetriebe und aus mit dieses umschliessenden Reibmitteln versehenen schaltbaren Reibkupplungen, durch die ein Teil des Umlaufrädergetriebes wahl weise mit dem Getriebegehäuse oder mit einem andern Teil des Umlaufrädergetriebes gekuppelt werden kann. UNTERANSPRÜCHE 1. Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I, gekennzeichnet durch elektromagnetisch betätigte Lamellenkupplungen mit oder ohne Schleif ring. 2.

   Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass jede Getriebegruppe radial aussen zwei Reibkupplungen aufweist, wobei ein Teil der einen Kupplung fest mit dem Gehäuse und der entspre chende Teil der .andern Kupplung trieblich mit einem Teil des Umlaufrädergetriebes verbunden ist. 3. Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Unter anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektro magnetischen Lamellenkupplungen einer Getriebe gruppe einen gemeinsamen Anker besitzen. 4. Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede der elektromagnetischen Lamellenkupplungen der mit dem Abtrieb in un mittelbarer Verbindung stehenden Getriebegruppe einen separaten Anker aufweist. 5.

   Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse mit einem Ölsumpf ausgestattet ist. 6. Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine in beiden Drehrichtungen wirksame Ölpumpe angeordnet ist, deren Saugseite mit .dem Ölsumpf, deren Druckseite mit Zentralboh rungen in .den .Antriebs-, Zwischen- und Abtriebs wellen in Verbindung steht. 7.

   Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebelager und andere zu schmierende Getriebeteile durch radiale Bohrungen in den Antriebs-, Zwischen- und Abtriebswellen mit den Zentralbohrungen dieser Wellen verbunden sind. B. Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent- anspruch I und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse mit einem seitlich angeordneten, mittels eines Deckels dicht ver schlossenen Kasten ausgestattet ist. 9.

   Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse Kühlrippen besitzt, deren Anordnung derjenigen eines an das Getriebe angeflanschten Elektromotors gleicht. 10. Umlaufräder-Wechselgetriebe nach Patent anspruch I und Unteransprüchen 1 bis<B>9,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Motor ein regelbarer Elek tromotor ist. PATENTANSPRUCH II Verwendung des Umlaufräder-Wechselgetriebes nach Patentanspruch I als geschlossene Einheit, ge trennt von der durch das Getriebe anzutreibenden Maschine. UNTERANSPRUCH 11.

   Verwendung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe zum Antrieb einer Werkzeugmaschine dient.