DE3809400A1 - Antriebsvorrichtung zum verschieben eines beweglichen maschinenteils, insbesondere an schleifmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Ver­ schieben eines beweglichen Maschinenteils, insbesondere an Schleifmaschinen.

Hierbei sind unter einem "beweglichen Maschinenteil" vor­ rangig Supporte, Maschinentische und dergl. von Werkzeug­ maschinen, insbesondere Schleifmaschinen, zu verstehen, die in Führungen linear hin- und herbewegt werden. Bei Schleifmaschinen kann darunter auch ein Abrichtgerät oder ein anderes Aggregat verstanden werden, welches verschieb­ bar an der Schleifmaschine installiert ist. Im weiteren Sinne können hier auch andere Teile in Betracht kommen, wie Hubtore, Schiebetore und dergl. die zum Öffnen und Schließen linear in Führungen verfahren werden.

Bekannte Antriebe für derartige Zwecke, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, sind meist als Spindeltriebe ausgebil­ det.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum Verschieben eines beweglichen Maschinenteils eine Antriebsvorrichtung mit einem völlig anderen Antriebsprinzip anzugeben.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Antriebs­ vorrichtung mindestens ein umlaufendes, endloses Zugmittel umfaßt. Des weiteren besteht die Erfindung darin, daß zur Führung des endlosen Zugmittels eine Rollenanordnung vor­ gesehen ist, in die mindestens eine Übersetzungsstufe in­ tegriert ist. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Übersetzungsstufe durch zwei miteinander gekoppelte Differenzrollen gebildet ist. Diese Kopplung kann so aus­ geführt sein, daß die Differenzrollen auf der gleichen Achse angeordnet und drehfest miteinander verbunden sind. Eine andere Kopplungsmöglichkeit besteht aber erfindungs­ gemäß darin, daß die Differenzrollen auf verschiedenen Achsen angeordnet und durch ein zweites endloses Zugmittel gekoppelt sind. Hierbei ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das zweite endlose Zugmittel über achsgleich zu den Differenzrollen angeordnete Rollen geführt ist. In weiterer Ausgestaltung der Kopplung der Differenzrollen über ein zweites Zugmittel kann erfindungs­ gemäß vorgesehen sein, daß das zweite endlose Zugmittel und die endsprechenden Rollen als ein Verbindungsgetriebe zwischen den Differenzrollen mit mindestens einer zusätz­ lichen Übersetzungsstufe ausgebildet ist. Dabei wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß das Verbindungsgetriebe variable Übersetzungsstufen auf­ weist. Bezüglich der Rollenanordnung sind ebenfalls ver­ schiedene Ausführungen möglich. So ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Differenzrollen am zu verschiebenden Maschinenteil angeordnet sind. Eine andere Ausführung wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß die Differenzrollen an einem ortsfesten Maschinenteil angeordnet sind. Auch die Ausführung der Zugmittel und Rollen kann unterschiedlich­ ster Art sein. Eine günstige Ausführungsform besteht aber erfindungsgemäß darin, daß das bzw. die umlaufenden, end­ losen Zugmittel als Zahnriemen und die genannten Rollen als Zahnriemenscheiben ausgebildet sind.

Gemäß der Erfindung ist des weiteren vorgesehen, daß min­ destens eine der Rollen, über die das Zugmittel geführt ist, eine mit einem Antriebsmotor gekoppelte Treibrolle ist. Eine günstige Anwendungsmöglichkeit der erfindungs­ gemäßen Antriebsvorrichtung wird darin gesehen, daß sie an einer Schleifmaschine vorgesehen ist zum Antrieb eines an dieser verschiebbar angeordneten Abrichtgerätes.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ermöglicht eine kleine und verhältnismäßig leichte Bauweise. Das sonst übliche, aufwendige Übersetzungsgetriebe kann entfallen. Außerdem wird ein geräusch- und schwingungsarmer Lauf ge­ währleistet. Auch bezüglich seiner Herstellungskosten ist die vorgeschlagene Antriebsvorrichtung wesentlich günsti­ ger. Durch vielfältige Ausführungsmöglichkeiten ist die Antriebsvorrichtung sehr vielseitig einsetzbar.

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungs­ beispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Schleifma­ schine mit der erfindungsgemäßen Antriebsvor­ richtung als Tischantrieb und als Supportan­ trieb,

Fig. 2 die Seitenansicht aus Richtung A nach Fig. 1 und die

Fig. 3 bis 12 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der er­ findungsgemäßen Antriebsvorrichtung.

Eine in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schleifmaschine weist ein Maschinenbett 1 und einen Maschinenständer 2 auf. Auf dem Maschinenbett 1 ist ein Support 3 in Führungen 4, 6 (Fig. 1) in Richtung der Z-Achse (Fig. 2) verfahrbar angeordnet. Der Supportantrieb erfolgt durch einen Motor 7 und eine Antriebsvorrichtung 8 a einer erfindungsgemäßen Ausführung, wie sie noch an anderer Stelle näher beschrie­ ben wird. Auf dem Support 3 ist ein Maschinentisch 9 ange­ ordnet, der quer zum Support 3 in der X-Achse verfahrbar ist und in Führungen 11, 12 läuft. Auch für den Tischan­ trieb sind ein Motor 13 und eine Antriebsvorrichtung 8 b der erfindungsgemäßen Ausführung vorgesehen. Auf dem Ma­ schinentisch 9 ist mittels nicht gezeigter Spannmittel ein zu bearbeitendes Werkstück 14 aufgespannt. Der Maschi­ nenständer 2 trägt einen an diesem vertikal in der Y-Achse verfahrbaren Schleifkopf 16, welcher einen Schleifspindel­ motor 17 zum Antrieb einer nicht sichtbaren Schleifspindel aufweist, auf der eine Schleifscheibe 18 zur Bearbeitung des Werkstückes 14 befestigt ist. Die Schleifscheibe 18 ist in ihrem oberen Bereich durch eine Schutzhaube 19 ab­ gedeckt. Ebenso sind Schutzabdeckungen 21 a, 21 b und 22 a, 22 b vorgesehen, um die Supportführungen 4, 6 sowie die Antriebsvorrichtung 8 a des Supports 3 und die Maschinen­ tischführungen 11, 12 sowie die Antriebsvorrichtung 8 b des Maschinentisches 9 möglichst vor Schleifstaub und Kühl­ mittel zu schützen. Zum seitlichen Spritzschutz im Bearbei­ tungsbereich sind weitere Schutzabdeckungen 23 a, 23 b vor­ gesehen. Ein in den Fig. 1 und 2 nur schematisch ange­ deutetes Abrichtgerät 24 läßt sich in eine Abrichtposition zur Schleifscheibe 18 verfahren, um eine in Abständen not­ wendige Abrichtung der Schleifscheibe 18 vorzunehmen. Der zum Verfahren des Abrichtgerätes 24 erforderliche, nicht gezeigte Antrieb kann ebenfalls nach dem erfindungsgemäßen Prinzip der Antriebsvorrichtungen 8 a, 8 b für den Support 3 bzw. für den Maschinentisch 9 ausgebildet sein. Das trifft auch für den in den Fig. 1 und 2 nicht sichtbaren An­ trieb zum Verfahren des Schleifkopfes 16 in der Y-Achse zu.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 8 a, 8 b, die bei der vorstehend beschriebenen Schleifmaschine als Support- und Maschinentischantrieb gezeigt ist, soll im folgenden anhand des Maschinentischantriebes näher beschrieben wer­ den.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, muß die Drehbewegung des Motors 13 in eine lineare Bewegung umgesetzt werden, um den Maschinentisch 9 in Richtung der X-Achse zu bewegen. Die genannte Antriebsvorrichtung 8 a umfaßt hierzu ein um­ laufendes endloses Zugmittel 26, welches über am Support 3, also an einem relativ zur Maschinentischbewegung in der X-Achse festen Teil, angeordnete Endrollen 27, 28 läuft, von denen die eine Endrolle 27 vom Motor 13 angetrieben wird. Die beiden Trume 26 a, 26 b des endlosen Zugmittels 26 sind im Bereich zwischen den Endrollen 27 und 28 über eine am Maschinentisch 9 vorgesehene Rollenanordnung geführt, bestehend aus zwei miteinander gekoppelten Differenzrollen D 1 und D 2 sowie aus einer Anzahl von Umlenkrollen U 1 bis U 4. Die Kopplung der Differenzrollen D 1 und D 2 erfolgt durch ein zweites endloses Zugmittel 29, welches über dreh­ fest mit den Differenzrollen D 1 bzw. D 2 verbundene Rollen 31 bzw. 32 geführt ist. Die Führung des endlosen Zugmittels 26 erfolgt, beginnend an der getriebenen Endrolle 27, im oberen Trum 26 a über die Umlenkrolle U 1, die größere Diffe­ renzrolle D 1, die Umlenkrolle U 2, die zweite Endrolle 28 und zurück im unteren Trum 26 b über die Umlenkrolle U 3, die kleinere Differenzrolle D 2, die Umlenkrolle U 4 zur getriebenen Endrolle 27. Durch die direkte Kopplung der beiden Differenzrollen D 1 und D 2 laufen diese mit gleicher Drehzahl. Aufgrund der Umfangsdifferenz, welche die ge­ koppelten Differenzrollen D 1 und D 2 aufweisen, stellt sich durch das angetriebene endlose Zugmittel 26, welches form- oder kraftschlüssig über die genannte Rollenanordnung ge­ führt ist, eine lineare Tischbewegung ein, welche in ihrer Richtung jeweils durch Änderung der Drehrichtung des An­ triebsmotors 13 umkehrbar ist. Für den Fall, daß sich die getriebene Endrolle 27 gemäß Fig. 1 entgegen dem Uhrzei­ gersinn bewegt, wickelt die große Differenzrolle D 1 im oberen Trum 26 a mehr Zugmittel von rechts nach links auf als die kleinere Differenzrolle D 2 im unteren Trum 26 b von links nach rechts abwickeln kann. Der Maschinentisch 9 bewegt sich dann nach rechts, wobei also die lineare Ver­ stellung aus der Umfangsdifferenz der Differenzrollen D 1 und D 2 resultiert. Durch Umkehr der Drehrichtung der ge­ triebenen Endrolle 27 kehren sich die geschilderten Ver­ hältnisse um, so daß sich der Maschinentisch 9 dann nach links bewegt.

Die Antriebsvorrichtung 8 a für den Support 3 ist in glei­ cher Weise aufgebaut wie die vorstehend beschriebene An­ triebsvorrichtung 8 b für den Maschinentisch 9. Beide An­ triebsvorrichtungen 8 a, 8 b unterscheiden sich hier nur in der Einbaulage, wie dies aus den Fig. 1 und 2 er­ sichtlich ist.

Für die beschriebene Antriebsvorrichtung 8 a, 8 b sind eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungen möglich, die, wie bereits erwähnt, nicht nur auf die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Anwendung an einer Schleifmaschine beschränkt sind.

Die Fig. 3 bis 12 zeigen einige solcher Ausführungs­ beispiele, wobei die Bezeichnungen für die Rollen und Zug­ mittel, soweit gewisse Übereinstimmung gegeben ist, denen in den Fig. 1 und 2 entsprechen, und wobei mit 33 ganz allgemein ein ortsfestes Teil und mit 34 ein relativ zu diesem ortsfesten Teil 33 linear bewegliches Teil bezeich­ net wird. Die Bewegungsrichtung des beweglichen Teiles 34 gibt ein Doppelpfeil 36 an. Ein Doppelpfeil 37 gibt an, welche der Rollen die durch einen nicht gezeigten Motor angetriebene Rolle sein soll.

In den Fig. 3 bis 5 sind Ausführungsvarianten gezeigt, die alle eine Kopplung der Differenzrollen D 1 und D 2 über ein zweites endloses Zugmittel 29 aufweisen, wie das auch bereits in der Ausführung nach der Fig. 1 der Fall war, die vorstehend ausführlich beschrieben wurde. Dabei kommt die Ausführung nach Fig. 3 der in der Fig. 1 gezeigten Antriebsvorrichtung 8 b am nächsten. Gemäß Fig. 3 wirken aber in Umkehrung zu Fig. 1 die große Differenzrolle D 1 auf das untere Trum 26 b und die kleine Differenzrolle D 2 auf das obere Trum 26 a des endlosen Zugmittels 26. Gemäß den Fig. 4 und 5 sind die gekoppelten Differenzrollen D 1 und D 2 so angeordnet, daß sich eine vertikale Lage ihres Kopplungsmittels, des Zugmittels 29, ergibt. Dabei weisen die Endrollen 27 und 28 nach der Fig. 4 in ihrer Anordnung einen Niveauunterschied auf, der zu versetzten Zugmittel­ strängen am zu bewegenden Teil 34 führt. Nach der Fig. 5 liegen die Endrollen 27, 28 auf gleicher Höhe, so daß sich eine symmetrische Anordnung der Zugmittelstränge am zu bewegenden Teil 34 ergibt.

Die Ausführungen nach den Fig. 6 bis 8 weisen zu den bisher beschriebenen Ausführungen gemäß den Fig. 1 bis 5 einen Unterschied in der Kopplung der Differenzrollen D 1 und D 2 auf. Hier ist die Kopplung der beiden Differenzrol­ len D 1 und D 2 derart erreicht, daß beide Differenzrollen D 1, D 2 achsgleich und zueinander verdrehfest angeordnet sind, was jedoch in jedem Falle eine Schränkung des über die Differenzrollen D 1, D 2 geführten endlosen Zugmittels 26 erfordert. Dafür ist aber bei solch einer Kopplung der beiden Differenzrollen D 1, D 2 kein zusätzliches Zugmittel 29 mehr erforderlich. Hierbei stellt die Ausführung nach der Fig. 6 eine Umkehrung zu allen bisher beschriebenen Vari­ anten dar, da hier die Endrollen 27, 28 am beweglichen Teil 34 und die Differenzrollen D 1, D 2 sowie die Umlenk­ rollen U 2, U 3, U 4 am ortsfesten Teil 33 angeordnet sind. Eine derartige Umkehr ist aber auch für alle anderen ge­ nannten Fälle möglich. Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Führungsmöglichkeiten des geschränkten umlaufenden Zug­ mittels 26 mit zwei bzw. vier Umlenkrollen U 1, U 4 bzw. U 1 bis U 4.

Die bisherigen Ausführungsbeispiele waren alle in einer horizontalen Lage gezeigt. Es ist aber durchaus möglich, die Antriebsvorrichtungen auch in jeder anderen Einbau­ lage vorzusehen, beispielsweise in einer vertikalen Lage gemäß den Fig. 9 und 10. In einer solchen Einbaulage könnten sie zum Beispiel zum Antrieb eines Hubtisches die­ nen. Die Ausführung nach der Fig. 9 weist aber noch eine Besonderheit dergestalt auf, daß die Differenzrollen D 1 und D 2 hier gleichgroß sind und ihre Differenzwirkung an­ stelle durch unterschiedliche Durchmesser hier durch unter­ schiedliche Drehzahlen erreicht wird. Dazu bilden die bei­ den mit den Differenzrollen D 1 und D 2 drehfest verbunde­ nen Rollen 31 und 32, die hier unterschiedliche Durchmes­ ser aufweisen, sowie das diese Rollen 31, 32 umschlingende Kopplungszugmittel 29 ein Verbindungsgetriebe mit minde­ stens einer Übersetzungsstufe. Sieht man als Rollen 31, 32 mehrstufige Rollen oder verstellbare Kegelscheiben vor, so sind mit diesem Verbindungsgetriebe 29, 31, 32 variable Übersetzungsstufen möglich.

Wie aus der Fig. 10 ersichtlich ist, können auch zwei der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtungen vorgesehen werden in der Weise, daß das endlose Zugmittel 26 als ein gemein­ sames Zugmittel über beide Vorrichtungen geführt ist, so daß zwischen diesen Synchronität besteht. Eine solche Anordnung ist insbesondere für größere und schwerer zu bewegende Teile 34 geeignet zum Beispiel für schwere Hub­ tische, Hubtore, Schleifspindelköpfe und dergleichen. Wie bereits ausgeführt, müssen das Zugmittel 26 sowie das Kopplungszugmittel 29 form- oder kraftschlüssig über die beschriebenen Rollenanordnungen geführt sein. Eine günstige Ausführung des Zugmittels 26 bzw. 29 besteht deshalb da­ rin, wenn diese als Zahnriemen ausgebildet sind. Die ge­ nannten Rollen haben dann die Form von Zahnscheiben, in welche die Zahnriemen eingreifen. In den Fig. 11 und 12 sind hierzu entsprechende Beispiele angegeben. Dabei zeigt die Fig. 11 einen Ausschnitt aus der Fig. 9. Es ist hier­ aus ersichtlich, daß die Zugmittel 26 und 29 als Zahnrie­ men 38 und 39 und die Differenzrolle D 2 sowie die drehfest mit dieser verbundene Rolle 32 als Zahnscheiben 41 bzw. 42 ausgebildet sind. In der Fig. 12, die einen Ausschnitt aus der Fig. 10 zeigt, ist das geschränkte Zugmittel 26, welches über die gleichachsig und drehfest zueinander an­ geordneten Differenzrollen D 1, D 2 geführt ist, als Doppel­ zahnriemen 43 ausgebildet. Die Differenzrollen D 1, D 2 so­ wie die übrigen Rollen sind dementsprechend hier ebenfalls als Zahnscheiben 41, 43, 46 ausgebildet.

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung läßt, wie aus den gezeigten Beispielen ersichtlich ist, mannig­ faltige Ausführungsformen für die verschiedensten Anwen­ dungen und Einbauverhältnisse zu, wobei über die gezeigten Beispiele hinaus noch weitere Ausführungen denkbar sind.

Claims (13)

1. Antriebsvorrichtung zum Verschieben eines beweglichen Maschinenteils, insbesondere an Schleifmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein umlaufendes, end­ loses Zugmittel (26) umfaßt.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Führung des endlosen Zugmittels (26) eine Rollenanordnung (27, 28, D 1, D 2, U 1 bis U 4) vorge­ sehen ist, in die mindestens eine Übersetzungsstufe inte­ griert ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Übersetzungsstufe durch zwei miteinander gekoppelte Differenzrollen (D 1, D 2) gebildet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenzrollen (D 1, D 2) auf der gleichen Achse angeordnet und drehfest miteinander verbunden sind.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenzrollen (D 1, D 2) auf verschie­ denen Achsen angeordnet und durch ein zweites endloses Zugmittel (29) gekoppelt sind.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite endlose Zugmittel (29) über achs­ gleich zu den Differenzrollen (D 1, D 2) angeordnete Rollen (31, 32) geführt ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite endlose Zugmittel (29) und die entsprechenden Rollen (31, 32) als ein Verbindungsgetriebe zwischen den Differenzrollen (D 1, D 2) mit mindestens einer zusätzlichen Übersetzungsstufe ausgebildet ist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verbindungsgetriebe (29, 31, 32) vari­ able Übersetzungsstufen aufweist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffe­ renzrollen (D 1, D 2) am zu verschiebenden Maschinenteil (9, 34) angeordnet sind.

10. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz­ rollen (D 1, D 2) an einem ortsfesten Maschinenteil (33) angeordnet sind.

11. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die umlaufenden, endlosen Zugmittel (26, 29) als Zahnrie­ men (38, 39, 43) und die genannten Rollen als Zahnriemen­ scheiben (41, 42, 43, 44) ausgebildet sind.

12. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Rollen, über die das Zugmittel (26) geführt ist, eine mit einem Antriebsmotor (13) gekoppelte Treibrolle (27) ist.

13. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einer Schleifmaschine vorgesehen ist zum Antrieb eines an dieser verschiebbar angeordneten Abrichtgerätes (24).