DE102010033814B4 - Multi-axis rotary table drive, especially for a multi-spindle wood milling machine - Google Patents
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Abstract
Mehrachsenrundtischantrieb, insbesondere für eine Multispindel-Holzfräsmaschine, mit einer Vielzahl von hintereinander gereihten Rundtischachsen (17), an welchen jeweils ein Spannwerkzeug (18) zur Aufnahme eines Werkstücks anordenbar ist, mit einem Antriebselement (25), welches zur Rundtischachse (17) jeweils mit einem Getriebe (21) gekoppelt ist, so dass das Antriebselement (25) die Rundtischachsen (17) synchron antreibt, dadurch gekennzeichnet, – dass das Antriebselement (25) als eine Hohlwelle (29) ausgebildet ist, – dass das Getriebe (21) zwischen dem Antriebselement (25) und der Rundtischachse (17) als ein Schneckengetriebe (24) ausgebildet ist, – dass eine Schnecke (23) des jeweiligen Schneckengetriebes (24) auf die Hohlwelle (29) aufsteckbar und in einer Eingriffsposition zum Schneckenrad (22) des Schneckengetriebes (24) auf der Hohlwelle (29) befestigbar ist und – dass am jeweiligen Ende der Hohlwelle (29) eine Drehdurchführung (30) zur Einspeisung eines Kühlmediums vorgesehen ist.Multi-axis rotary table drive, in particular for a multi-spindle wood milling machine, with a plurality of successively arranged rotary table axes (17), to each of which a clamping tool (18) for receiving a workpiece can be arranged, with a drive element (25) which to the rotary table axis (17) each with a transmission (21) is coupled, so that the drive element (25) the rotary table axes (17) drives synchronously, characterized in that - the drive element (25) is designed as a hollow shaft (29), - that the transmission (21) between the drive element (25) and the rotary table axis (17) is designed as a worm gear (24), that a worm (23) of the respective worm gear (24) can be plugged onto the hollow shaft (29) and in an engaged position with the worm wheel (22) of the worm gear (24) Worm gear (24) on the hollow shaft (29) can be fastened and - that at the respective end of the hollow shaft (29) has a rotary feedthrough (30) for feeding a cooling medium s is provided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrachsenrundtischantrieb, insbesondere für eine Multispindel-Holzfräsmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a multi-axis rotary table drive, in particular for a multi-spindle wood milling machine, according to the preamble of claim 1.
Bislang ist ein Pantograf bekannt, der teilweise schematisch in
Solche Pantografen weisen den Nachteil auf, dass die Rundtischachsen nur innerhalb eines vorbestimmten Winkels in nur eine einzige Drehrichtung drehbar angetrieben sind. Dadurch ist die Flexibilität in der Bearbeitung der Werkstücke beeinträchtigt. Darüber hinaus weist dieser Antrieb den Nachteil auf, dass ein spielfreier und stufenloser Antrieb nicht möglich ist.Such pantographs have the disadvantage that the rotary table axes are rotatably driven only within a predetermined angle in only a single direction of rotation. As a result, the flexibility in the processing of workpieces is impaired. In addition, this drive has the disadvantage that a backlash-free and continuously variable drive is not possible.
Aus der
Eine solche Anordnung weist den Nachteil auf, dass ein solcher Antrieb aller Werkstückachsen gemeinsam nicht möglich ist. Darüber hinaus weist ein solcher Antrieb im Betrieb den Nachteil auf, dass dieser eine hohe Wärmeentwicklung entfaltet und somit ein in beide Drehrichtungen stufenloser und spielfreier Antrieb nicht möglich ist. Des Weiteren weist ein solcher Aufsatztisch den Nachteil auf, dass bei einer Vielzahl von aneinander gereihten Rundtischachsen eine bauraumsparende Anordnung nicht möglich ist.Such an arrangement has the disadvantage that such a drive of all workpiece axes together is not possible. In addition, such a drive in operation has the disadvantage that this unfolds a high heat development and thus in both directions of rotation stepless and backlash-free drive is not possible. Furthermore, such an attachment table has the disadvantage that a space-saving arrangement is not possible with a plurality of juxtaposed rotary table axes.
Zum spielfreien und stufenlosen Antrieb von Werkstückachsen ist aus der
Solche Schneckengetriebe weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese im Betrieb eine hohe Wärmeentwicklung entfalten, welche in Bauteilen des Getriebes zu Materialausdehnungen führt. Um diese unabhängig zum benachbarten Getriebe zu gestalten, wäre jeweils ein separater Schneckenantrieb an einer Rundtischachse vorzusehen. Ein solcher Bauraum ist bei solchen Multispindel-Holzfräsmaschinen nicht gegeben.However, such worm gears have the disadvantage that they develop a high heat development during operation, which leads to material expansion in components of the transmission. In order to design these independently of the adjacent transmission, a separate worm drive would be provided on a rotary table axis in each case. Such space is not given in such multi-spindle wood milling machines.
Des Weiteren ist aus der
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Mehrachsenrundtischantrieb, insbesondere für eine Multispindel-Holzfräsmaschine, vorzugschlagen, bei dem die Vielzahl der Rundtischachsen synchron, spielfrei, stufenlos und/oder in beide Drehrichtungen verstellbar antreibbar sind.The invention is therefore based on the object, a multi-axis rotary table drive, in particular for a multi-spindle wood milling machine, vorzugschlagen, in which the plurality of Rotary tables synchronous, backlash-free, infinitely and / or adjustable in both directions are driven drivable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Mehrachsenrundtischantrieb gelöst, bei welchem das Antriebselement als eine Hohlwelle ausgebildet ist, sowie einem Getriebe zwischen dem Antriebselement und der Rundtischachse, welches als Schneckengetriebe ausgebildet ist und bei dem die Schnecke des jeweiligen Schneckengetriebes auf eine gemeinsame Hohlwelle aufsteckbar ist und in einer Eingriffsposition zum Schneckenrad des Schneckengetriebes auf der Hohlwelle befestigbar ist.This object is achieved by a multi-axis rotary table drive, in which the drive element is designed as a hollow shaft, and a transmission between the drive element and the rotary table axis, which is designed as a worm gear and in which the worm of the respective worm gear is attachable to a common hollow shaft and in an engagement position to the worm wheel of the worm gear on the hollow shaft can be fastened.
Diese erfindungsgemäße Aufbau des Mehrachsenrundtischantriebs weist den Vorteil auf, dass alle Schnecken des Schneckengetriebes auf einer gemeinsamen Hohlwelle aufsteckbar sind und in der jeweiligen Position zum Schneckenrad exakt und spielfrei einstellbar sind. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz eines solchen Schneckengetriebes einen stufenlosen Antrieb der Rundtischachsen, der auch in beide Drehrichtungen erfolgen kann. Durch die Anordnung von sämtlichen Schnecken auf der gemeinsamen Hohlwelle erfolgt der Antrieb der Rundtischachsen auch synchron. Die Ausgestaltung der Hohlwelle ermöglicht des Weiteren, dass eine zentrale Kühlung bei allen Schneckenradgetrieben gleichzeitig ermöglicht ist, so dass die aufgrund der Reibungsverhältnisse eines Schneckengetriebes entstehende Wärme unmittelbar am Ort der Entstehung gekühlt werden kann. Dies ermöglicht, dass die Wärmeausdehnung minimiert wird, wodurch auch bei einer Vielzahl von hintereinander gereihten Rundtischachsen eine axiale Längenausdehnung der Hohlwelle erheblich minimiert wird oder sogar verhindert wird, wodurch die exakte Position der jeweiligen Schnecke zum Schneckenrad aufrechterhalten bleibt und damit die durch eine Längenausdehnung der Hohlwelle bewirkten Winkelfehler an der Rundtischachse, die mit zunehmender Längenausdehnung größer werden, verringert oder sogar verhindert werden können. Durch die am jeweiligen Ende der Hohlwelle vorgesehene Drehdurchführung ist darüber hinaus ein geschlossener Kreislauf für das Zuführen des Kühlmediums in die Hohlwelle und ein anschließendes Abführen aus der Hohlwelle ermöglicht. Bei dem Kühlmedium kann es sich beispielsweise um Wasser, Öl oder eine sonstige geeignete Kühlflüssigkeit oder Kühlmittel handeln.This inventive construction of the multi-axis rotary table drive has the advantage that all screws of the worm gear can be plugged onto a common hollow shaft and in the respective position to the worm wheel are precisely and without clearance adjustable. In addition, the use of such a worm gear allows a continuous drive of the rotary table axes, which can also be done in both directions. Due to the arrangement of all screws on the common hollow shaft, the drive of the rotary table axes is also synchronous. The design of the hollow shaft also makes it possible for a central cooling to be possible simultaneously in all worm gear drives, so that the heat resulting from the friction conditions of a worm gear can be cooled directly at the place of formation. This allows the thermal expansion is minimized, whereby even with a large number of successively lined rotary tables axial length expansion of the hollow shaft is considerably minimized or even prevented, whereby the exact position of the respective worm to the worm wheel is maintained and thus by a longitudinal expansion of the hollow shaft caused angular errors on the rotary table axis, which become larger with increasing length, can be reduced or even prevented. Moreover, a closed circuit for supplying the cooling medium into the hollow shaft and subsequent removal from the hollow shaft is made possible by the rotary feedthrough provided at the respective end of the hollow shaft. The cooling medium may be, for example, water, oil or any other suitable cooling liquid or coolant.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Schnecke des Schneckengetriebes als ein Paar Teilschnecken ausgebildet ist. Durch die Ausgestaltung von einem Paar Teilschnecken bzw. einer geteilten Schnecke, wird besonders ermöglicht, dass eine spielfreie Einstellung des Schneckengetriebes ermöglicht wird. Durch die Einstellung des Abstandes zwischen den beiden Teilschnecken kann die spielfreie Einstellung erfolgen. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Teilschnecke leicht gegeneinander verdreht und/oder verschoben werden, so dass der jeweilige Zahn der Teilschnecke innerhalb einer Zahnlücke zwischen zwei Zähnen auf die benachbarten Zähne zubewegt wird, so dass diese beginnen, das Schneckenrad zu klemmen. Dabei ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass zunächst die beiden Teilschnecken so zusammengesetzt werden, dass diese eine quasi durchgängige Steigung aufweisen und der Trennschnitt gar nicht erkennbar ist. Im Anschluss daran wird zumindest eine der beiden Teilschnecken gegenüber der anderen Teilschnecke verdreht und/oder axial versetzt, bis der mittlere geteilte Schneckenzahn der Teilschnecken zu breit ist, dass dieser im Schneckenrad zu klemmen beginnt.A further preferred embodiment of the invention provides that the worm of the worm gear is designed as a pair of sub-worms. The design of a pair of partial screws or a split screw, it is particularly possible that a backlash-free adjustment of the worm gear is possible. By adjusting the distance between the two sub-screws, the play-free adjustment can be made. Likewise it can be provided that the sub-screw are slightly rotated against each other and / or moved, so that the respective tooth of the sub-screw is moved within a tooth gap between two teeth on the adjacent teeth, so that they begin to clamp the worm wheel. However, it is preferably provided that initially the two sub-screws are assembled so that they have a quasi-continuous slope and the separating cut is not visible. Following this, at least one of the two sub-worms is rotated relative to the other sub-worm and / or offset axially until the middle divided worm tooth of the sub-worms is too wide that it begins to clamp in the worm wheel.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an jeder Schnecke oder Teilschnecke eine Spannhülse angeformt oder anbringbar ist, welche vorzugsweise in axialer Richtung Schlitze aufweist, die zu einer äußeren Stirnseite der Teilschnecke offen ausgebildet sind. Durch diese Spannhülse wird ermöglicht, dass eine einfache Befestigung der Teilschnecke durch Klemmung auf der Hohlwelle ermöglicht wird. Gleichzeitig ermöglicht diese klemmende Fixierung der Schnecke oder der Teilschnecken auf der Hohlwelle eine axiale Positionierung der Schnecke oder Teilschnecken zum Schneckenrad. Diese Spannhülse kann gemäß einer ersten Ausführungsform unmittelbar an die Teilschnecke oder Schnecke angeformt sein, so dass die Schnecke und Spannhülse oder Teilschnecke und Spannhülse einteilig sind. Alternativ kann diese Anordnung auch zweiteilig oder mehrteilig ausgebildet werden. Die zur Stirnseite offenen Schlitze bzw. die randseitig offenen Schlitze der Spannhülse weisen den Vorteil auf, dass eine Übertragung von Spann- oder Klemmkräften auf die Teilschnecke oder Schnecke verhindert wird.A further preferred embodiment of the invention provides that a clamping sleeve is integrally formed or attachable to each screw or partial screw, which preferably has slots in the axial direction, which are designed to be open to an outer end face of the partial screw. By this clamping sleeve is made possible that a simple attachment of the screw conveyor is made possible by clamping on the hollow shaft. At the same time, this clamping fixation of the worm or the partial worms on the hollow shaft enables an axial positioning of the worm or partial worms to the worm wheel. According to a first embodiment, this clamping sleeve can be formed directly on the partial worm or worm, so that the worm and clamping sleeve or partial worm and clamping sleeve are in one piece. Alternatively, this arrangement can also be formed in two parts or in several parts. The open to the front side slits or the edge open slots of the clamping sleeve have the advantage that a transfer of clamping or clamping forces on the sub-screw or screw is prevented.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf die Spannhülse der Schnecke oder die Teilschnecken ein Klemmring aufsetzbar ist. Ein solcher Klemmring kann beispielsweise als zweiteiliger Klemmring ausgebildet sein, der über ein Befestigungsmittel im radialen Umfang verkleinerbar ist, um eine Spannkraft auf die Spannhülse zu übertragen, damit diese drehgesichert an der Hohlwelle angreift. Durch eine solche Anordnung kann in konstruktiv einfacher Weise eine Klemmung erfolgen. Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, dass diese Klemmung genügt, um die radialen Antriebskräfte von der Hohlwelle auf die Schnecke oder die Teilschnecke zu übertragen, welche wiederum das Schneckenrad angreifen.A further advantageous embodiment of the invention provides that a clamping ring can be placed on the clamping sleeve of the worm or the partial worms. Such a clamping ring may be formed, for example, as a two-piece clamping ring which is reduced in size over a fastening means in the radial circumference, to transmit a clamping force on the clamping sleeve so that it engages against rotation secured to the hollow shaft. By such an arrangement can be done in a structurally simple way a clamping. Surprisingly, it has been found that this clamping is sufficient to transmit the radial drive forces from the hollow shaft to the worm or the partial worm, which in turn attack the worm wheel.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass jede Schnecke oder zumindest eine der Teilschnecken benachbart zur Verzahnung einen Justierabschnitt aufweist, der bevorzugt aus mehreren gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Vertiefungen ausgebildet ist. Diese bevorzugte Ausgestaltung des Justierabschnitts ermöglicht, dass jede Schnecke oder das Paar Teilschnecken bezüglich des Schneckenrads exakt im Abstand zueinander und bezüglich des Gewindegangs einstellbar ist, um einen spielfreien Antrieb zu schaffen. Ein einfaches Positionieren eines Werkzeuges ist bevorzugt durch Vertiefungen ermöglicht, die als Justierabschnitte ausgebildet sind. Alternativ können weitere Geometrien, die beispielsweise den Außenumfang bestimmen, vorgesehen sein, um eine solche Justierung, d. h. Verdrehungen in radialer Richtung und gegebenenfalls Verschiebungen in axialer Richtung der Schnecke oder Teilschnecke zu ermöglichen.Furthermore, it is preferably provided that each worm or at least one of the sub-worms adjacent to the gearing a Adjusting portion which is preferably formed of a plurality of evenly distributed over the circumference arranged recesses. This preferred embodiment of the Justierabschnitts allows each screw or the pair of screw sections with respect to the worm wheel exactly at a distance from each other and with respect to the thread is adjustable to provide a backlash-free drive. A simple positioning of a tool is preferably made possible by depressions, which are formed as adjustment sections. Alternatively, further geometries, which determine, for example, the outer circumference, may be provided in order to allow such an adjustment, ie, rotations in the radial direction and optionally displacements in the axial direction of the worm or partial worm.
Des Weiteren ist an jeder Schnecke oder zumindest an einem Teil der Schnecken zumindest ein Lagersitz für eine radiale Lagerung zum Maschinengestell vorgesehen. Diese Ausgestaltung des Lagersitzes an der Teilschnecke oder an der Schnecke ermöglicht, dass ein Radiallager auf diesem Lagersitz positionierbar ist und nicht unmittelbar an der Hohlwelle angreift oder auf dieser sitzt, um somit mittelbar die Hohlwelle zum Maschinengestell drehbar zu lagern. Diese Anordnung weist des Weiteren den Vorteil auf, dass beispielsweise beim Einsatz eines Rollenkugellagers die Klemm- oder Presskraft einer inneren Lagerschale auf den Lagersitz an der Teilschnecke oder Schnecke wirkt und eine gleichmäßigere Kraftverteilung auf die Hohlwelle erzielt wird.Furthermore, at least one bearing seat for a radial bearing to the machine frame is provided on each screw or at least on a part of the screws. This embodiment of the bearing seat on the screw conveyor or on the worm enables a radial bearing can be positioned on this bearing seat and not directly on the hollow shaft engages or sits on this, so as to indirectly rotatably support the hollow shaft to the machine frame. This arrangement further has the advantage that, for example, when using a roller bearing the clamping or pressing force of an inner bearing shell acts on the bearing seat on the screw or screw and a more uniform distribution of force is achieved on the hollow shaft.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Paar Teilschnecken durch einen Trennschnitt durch die Schnecke herstellbar ist. Hierbei handelt es sich um einen einfachen Trennschnitt bzw. um eine einfache Teilung der Schnecke zur Bildung des Paars Teilschnecken, das anschließend eingesetzt wird. Durch diese Ausgestaltung wird die Herstellung im Vergleich zum Stand der Technik gemäß den eingangs genannten Schneckengetrieben erheblich vereinfacht.Furthermore, it is preferably provided that the pair of partial screws can be produced by a separating cut through the screw. This is a simple separation cut or a simple division of the screw to form the pair of screw sections, which is then used. As a result of this embodiment, the production is considerably simplified in comparison with the prior art according to the worm gears mentioned at the beginning.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass an einem Ende des Antriebselementes, insbesondere am antriebsseitigen Ende der Hohlwelle, ein Festlager vorgesehen ist und die weiteren Lagerungen als Loslager ausgebildet sind. Dies ermöglicht, dass aufgrund der entstehenden Wärme am Schneckengetriebe, welche zu Materialausdehnungen führen kann, ein Längenausgleich geschaffen werden kann.A further preferred embodiment of the invention provides that at one end of the drive element, in particular at the drive-side end of the hollow shaft, a fixed bearing is provided and the other bearings are designed as floating bearing. This allows a length compensation can be created due to the heat generated at the worm gear, which can lead to material expansion.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:The invention and further advantageous embodiments and developments thereof are described in more detail below with reference to the examples shown in the drawings and explained. The features to be taken from the description and the drawings can be applied individually according to the invention individually or in combination in any combination. Show it:
In
Die Rundtischachsen
Aus
In den
Die zweite Teilschnecke
Der Eingriff des Schneckenrades
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei einem Paar Teilschnecken
Durch die Ausgestaltung einer durchgehenden Hohlwelle
Bei einer sehr hohen Anzahl von hintereinander angeordneten Rundtischachsen
Die
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |