DD204640A1

DD204640A1 - Getriebe fuer die hauptspindel einer horizontalbohantrieb fuer die hauptspindel einer horizontalbohrr- und fraesmaschine - und fraesmaschine

Info

Publication number: DD204640A1
Application number: DD23630681A
Authority: DD
Inventors: Dieter Guenther; Juergen Liebers; Peter Boehme; Gerhard Boerner
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Union; Dieter Guenther; Juergen Liebers; Peter Boehme; Gerhard Boerner
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1987-01-21
Also published as: DE3243050C2; DE3243050A1

Abstract

Die Erfindung, die sich auf das Getriebe des Hauptantriebes einer Horizontalbohr- und Fraesmaschine sowie dessen Anbringung im Spindelstock bezieht, hat zum Ziel, die Gebrauchseigenschaften der genannten Maschine zu verbessern und den Herstellungsaufwand fuer deren Hauptspindelantrieb zu verringern. Die Aufgaben, die darin bestehen, die Schallerzeugung im Getriebe zu reduzieren, die Schallausbreitung ueber die Wandungen des Spindelstockes weitgehend zu verhindern, das Getriebe vollstaendig ausserhalb des Spindelstockes zu montieren, den Einfluss von Zahnkraeften auf die belastete Hauptspindel zu beseitigen und die thermische Beeinflussung des Spindelstockes durch das Getriebeoel zu verhindern, werden dadurch geloest, dass das Getriebe in einem Gehaeuse gekapselt ist, das als komplette, vormontierte, in den Spindelstock einhaengbare und schwenkbare Einheit saemtliche Antriebselemente enthaelt. Die letzte Welle des Getriebes ist eine Hohlwelle, die von dem aus der Hauptlagerung herausragenden Teil der Hauptspindel konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen ist (Fig.1). Das Gehaeuse des Getriebes ist geteilt, wobei die Teilfuge durch die Mitten der Lagerbohrungen der einzelnen Getriebewellen verlaeuft. Die Erfindung kann auch an anderen Werkzeugmaschinen angewendet werden.

Description

Titel der Erfindung

Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das Getriebe des Hauptantriebes sowie die Anbringung des Getriebes im Spindelstock einer Horizontalbohrund Fräsmaschine.

Die Anwendung der Erfindung ist auch an anderen Werkzeugmaschinen möglich.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Im allgemeinen sind die Hauptantriebe von Werkzeugmaschinen in einem Spindelstock untergebracht, dessen Wandungen zugleich die Lager für die Getriebewellen aufnehmen (z.E. DD-AP 128788). Dieser Aufbau hat zur Folge, daß bei der Bearbeitung des Spindelstockes Lagerbohrungen herzustellen sind, die in ihrer Maßhaltigkeit zueinander sehr präzis sein müssen. Die Montage des Getriebes in einem solchen Spindelstock ist relativ kompliziert und daher sehr zeitaufv/endig. Die Montageweise, die durch das Zusammenfügen der einzelnen Getriebebauelemente innerhalb des Spindelstockgehäuses ge-, kennzeichnet ist, bedingt, daß die Zahnräder auf die Wellen aufschiebbar sein müssen.

Der dabei herbeiführbare Verbund von Welle und Zahnrad ist zwangsläufig mit einem gewissen radialen Spiel behaftet, zu dem sich die fertigungsbedingten Abweichungen der Geometrie der Einzelteile « Welle bzw. Zahnrad - addieren.

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2BDEZ. 1981*980407

Die Auswirkungen der Gesamtheit dieser Bearbeitungs- und montagebedingten Maß- und Gestaltabweichungen bestehen primär in Störungen der Gleichmäßigkeit der Übertragung der Drehbewegung im Getriebe. Dies führt zu Schwingungserscheinungen und auch zur Entstehung von Schallwellen im hörbaren Frequenzbereich, die über die Spindelstockwände nach außen gelangen.

Ein weiterer Nachteil dieser herkömmlichen Splndelstockbauweise ist die Nebenfunktion des Spindelstockgehäuses als Behälter für das Getriebeöl. Durch die Erwärmung des Getriebeöls beim Lauf des Getriebes wird der Spindelstock mit seinen wesentlichen Bestandteilen Hauptlagerung und Führungsbahnen thermisch beeinflußt.

Meistens ist bei den im Spindelstock untergebrachten Hauptantrieben als letztes Abtriebselement ein Zahnrad direkt auf der Hauptspindel angeordnet. Dabei wirkt sich der Einfluß von Zahnkräften mindernd auf die Genauigkeit des Laufes der Hauptspindel unter Last aus.

Nach DD-WP 990-4- wurde bereits vorgeschlagen, Vorschubwechselgetriebe als selbständige Baueinheiten auszubilden und schwenkbar in den Spindelstock einzubauen. Hierbei ist jedoch nur ein Teil des Gesamtgetriebes als Baueinheit ausgebildet, wobei diese Einheit wiederum in herkömmlicher Weise aufgebaut ist und somit die o. g. Nachteile im wesentlichen bestehen bleiben.

In einem Spindelstock gemäß der DE-QS 1 602 788 ist ein Planetenwechselgetriebe angeordnet, das eine Welle und über diese eine Spindelhülse und eine Spindel antreibt. Zwischen dem als Einhängegetriebe ausgebildeten Planetenwechselgetriebe und der angetriebenen Welle sind jedoch noch weitere Wellen und Zahnräder direkt im Spindelstock angebracht, so daß auch hier die angeführten Nachteile bezüglich des Gesamtgetrie.bes nicht beseitigt sind.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Gebrauchseigenschaften einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine zu verbessern

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und den Herstellungsaufwand für deren Hauptspindelantrieb zu verringern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Lagerbohrungen im Spindelstock sind im Durchmesser in der Regel kleiner als die meisten auf den Getriebewellen anzubringenden Zahnräder, Daraus resultiert die Notwendigkeit des Zusammenfügens der Getriebeelemente im Spindelstock bei der Montage des Hauptspindelantriebes, Wesentlich für die Schallentstehung im Getriebe sind die geometrischen Fehler der Bauelementepaarungen Welle/Zahnrad, die durch getrennte Bearbeitung der Einzelteile noch vergrößert werden.

An der Schallausbreitung sind die Wandungen des Spindelstokkes unmittelbar beteiligt, da sie mit den als Schallquelle wirkenden Getriebeelementen vielfach verbunden sind. Die die Hauptspindel antreibenden Zahnkräfte sind zugleich die Ursache für die Minderung der Genauigkeit des Laufes der belasteten Hauptspindel.

Die thermische Beeinflussung der Bestandteile des Spindelstockes durch das erwärmte Getriebeöl ist dadurch möglich, daß das Getriebeöl außer zu den Getriebeelementen auch an die Wandungen des Spindelstockes gelangt.

Aus diesen technischen Ursachen der Mangel der bekannten Lösungen ergeben sich folgende Aufgaben der Erfindung:

- Reduzierung der Schallerzeugung im Getriebe;

- Weitgehende Verhinderung der Schallausbreitung über die Wandungen des Spindelstockes;

- Vollständige Montierbarkeit des Getriebes außerhalb des Spindelstockes j

-- Beseitigung des Einflusses von Zahnkräften auf die belastete Hauptspindel;

- Verhinderung der thermischen Beeinflussung des Spindelstockes durch das Getriebeöl.

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Erfindungsgeinäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, daß das Getriebe in einem Gehäuse gekapselt ist, das als komplette, vormontierte, in den Spindelstock einhängbare und schwenkbare Einheit sämtliche Antriebselemente enthält. Dabei ist die letzte Welle des Getriebes eine Hohlwelle, die von dem aus der Hauptlagerung herausragenden Teil der Hauptspindel konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen ist. Weiterhin ist das Gehäuse des Getriebes geteilt, wobei die Teilfuge durch die Mitten der Lagerbohrungen der einzelnen Getriebewellen verläuft·

Das Getriebe ist um die gemeinsame Achse von Hohlwelle und Hauptspindel schwenkbar, In der Arbeitslage ist das Gehäuse des Getriebes in drei Aufnahmen am Spindelstock fixiert. Zwei der drei Aufnahmen sind Zentrierungen des Spindelstockes konzentrisch zur Bohrung der Hauptlagerung, die dritte Aufnahme ist als Befestigungsstelle ausgebildet. Die drei Aufnahmen am Spindelstock sind mit schalldämmenden Material ausgekleidet. Die Hohlwelle und der sie konzentrisch und axial« verschiebbar durchdringende Teil der Hauptspindel sind gegenseitig so ausgebildet, daß ein Drehmoment in an sich bekannter Weise übertragbar ist·

Durch die Abdichtung des Gehäuses des Getriebes gegenüber dem Spindelstock ist dieser in den erforderlichen ölkreislauf des Getriebeöls nicht einbezogen.

Ausführun^sbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel· näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung ist in Figur 1 ein Spindelstock einer Waagerecht- Bohr- und Fräsmaschine dargestellt, der die Hauptlagerung 2 der Hauptspindel 3 trägt. Zwischen dem Antriebsmotor 4 und der Hauptspindel 3 ist ein Getriebe 5 zwischengeschalten, das zur Anpassung des Drehzahlbereiches des Antriebsmotors 4 an das erforderliche Drehzahlbereich der Hauptspindel 3 dient.

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Das Getriebe 5 ist als geschlossene Baueinheit ausgebildet und beinhaltet alle zur Erzeugnung der Drehbewegung der Hauptspindel 3 erforderlichen Zahnräder, die zur Erzeugung unterschiedlicher Übersetzungen beispielsweise als Schieberäder ausgebildet sind. Dabei ist das Gehäuse 6 ein allseitig geschlossener Kasten, der gleichzeitig als Lärmschutzkapsel wirkt und der Emmission des beim Ablauf der Verzahnung entstehenden Schalles einen hohen Widerstand entgegen setzt. Aufgrund der Lagerung der Getriebewellen 12 im separaten Gehäuse 6 - und nicht in den Wänden des Spindelstockes T- ist eine direkte Übertragung des Körperschalles auf die schallabstrahlenden Wände des Spindelstockes 1 nicht möglich. Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die wenigen verbliebenen Kontaktstellen zwischen dem Getriebe 5 und dem Spindelstock 1 (Zentrierungen 1.0 und Befestigungsstelle 11 ) mit einem schalldämmenden Material ausgestattet. Die letzte Welle des Getriebes 5 ist als Hohlwelle 9 ausgebildet, die von der aus der Hauptlagerung 2 heräusrägenden Hauptspindel 3 konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen wird. Dabei ragt eine in der Hohlwelle 9 befestigte Paßfeder in eine entsprechende Nut der Hauptspindel 3 und ermöglicht trotz axialer Verschiebbarkeit der Hauptspindel deren Drehmitnahme.

Das Getriebe 5 ist im Spindelstock 1 bezüglich der Lage der Hohlwelle 9 mittels Zentrierungen 10 fixiert, die konzentrisch zu der für die Aufnahme der Hauptlagerung 2 dienenden Bohrung des SpindelStockes 1 bearbeitet ist. Damit ist der konzentrische Lauf der Hohlwelle 9 zu der Hauptspindel 3 gewährleistet. Zur endgültigen Lagebestimmung des Getriebes im Spindelstock 1 dient eine weitere Befestigungsstelle 11. Diese Anordnung des Getriebes 5 im Spindelstock 1 ermöglicht zum Zwecke einer u.U. notwendigen Reparaturdurchführung das Schwenken des Getriebes 5 um die gemeinsame Achse von Hohl- * welle 9 und Hauptspindel 3 nach erfolgtem Lösen der Befestigungsstelle 11. Das Gehäuseöist als zweiteiliger Kasten ausgeführt, wobei die Teilfuge? durch die Mitten der Lagerbohrungen 8 zur Aufnahme der Lager der Getriebewellen 12 geht.

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Dadurch, ist es möglich, alle Getriebewellen 12 außerhalb des Gehäuses 6 zu montieren und im fertig montierten Zustand in eine Gehäusehälfte einzulegen. Diese konstruktiv ermöglichte Montageweise gestattet die Herstellung von spiellosen Paarungen von Welle und Zahnrad, wie beispielsweise durch Aufschrumpfen, und deren Endbearbeitung im Verbund als Voraussetzung für hohe geometrische Genauigkeit der Verzahnung und damit für hohe Laufruhe des Getriebes.

Das Gehäuse 6 des Getriebes 5 ist öldicht ausgeführt. Zum Zwecke der Kühlung des notwendigen Schmieröls wird dieses über eine evtl. Schwenkbewegung des Getriebes 5 ermöglichende flexible Leitung aus deai Spindelstock 1 herausgeführt, ohne daß der Spindelstock 1 mit dem beim Lauf des Getriebes 5 sich erwärmenden Getriebeöl in Berührung kommt. Damit wird eine thermische Beeinflussung der Arbeitsgenauigkeit der Maschine durch das Schmieröl ausgeschlossen.

Ein weiterer Vorteil der Gestaltung des Getriebes 5 als vormontierte in den Spindelstock 1 einhängbare Einheit besteht in der Durchführbarkeit einer auf diese Baugruppe bezogenen separaten Funktions— und Lärmprüfung.

Claims

-?- 236306 8 Erfindungsanspruch

1. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Präsmaschine, mit einem Getriebe zur Anpassung der Drehzahlbereiche von Antriebsmotor und Hauptspindel, gekennzeichnet dadurch, daß das Getriebe (5) in einem Gehäuse (6) als komplette, sämtliche Antriebselemente enthalten-

'de, vormontierte, in den Spindelstock (1;) einhängbare und schwenkbare Einheit gekapselt ist, daß die letzte Abtriebswelle eine Hohlwelle (9) ist, die von dem aus der Hauptlagerung (2) herausragenden Teil der Hauptspindel (3) konzentrisch und axial verschiebbar durchdrungen ist und daß das Gehäuse (6) des Getiiebes(5) geteilt ist, wobei die Teilfuge (7) durch die Kitten der Lagerbohrungen (8) der einzelnen Getriebewellen (1.2) verläuft.

2. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Getriebe (5) um die gemeinsame Achse von Hohlwelle (9) und Hauptspindel (3) schwenkbar ist und daß das Gehäuse (6) des Getriebes(5) in eier Arbeitslage in drei Aufnahmen am Spindelstock (1) fixiert ist, wobei die drei Aufnahmen als zwei Zentrierungen (10) des Spindel Stockes (1) konzentrisch zur Bohrung der Hauptlagerung (2) und als eine Befestigungsstelle (11) ausgebildet sind.

3. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die drei Aufnahmen am Spindelstock (1) mit schalldämmenden Material ausgekleidet sind.

4·. Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hohlwelle (9) und der sie konzentrisch und axial verschiebbar durchdringende Teil der Hauptspindel (3) gegenseitig so ausgebildet sind, daß ein Drehmoment in an sich bekannter V/eise übertragbar ist,

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5· Antrieb für die Hauptspindel einer Horizontalbohr- und Fräsmaschine nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse (6) des Getriebes (5) öldicht gestaltet ist und daß der Spindelstock (1) in den erforderlichen öl~ kreislauf des Getriebeöls nicht einbezogen ist·

HierzuJLjSeten Zeichnungen