DE4233948C2 - Antriebsanordnung einer Säulenbohrmaschine - Google Patents

Description

Es ist bekannt, die Antriebsdrehzahl der Hauptspindel von Säulenbohrmaschinen mit mehrstufigen Schaltge­ trieben oder stufenlos mittels Kegelscheibengetrieben der entsprechenden Bearbeitungsaufgabe anzupassen. Bei den letztgenannten Getrieben gelingt dies in wei­ ten Grenzen bereits mit gutem Erfolg; da jedoch die Anforderungen an Qualität und vor allem an die Dreh­ zahlen ständig wachsen, genügen die so realisierbaren Übersetzungsverhältnisse dem heute geforderten Niveau nicht mehr. Aus Kostengründen wird eine einfache Lö­ sung angestrebt, die in der Regel mit einem zweiten, parallelen Kegelscheibensatz, der extra schaltbar ist oder mit einem schaltbaren Getriebe ausgeführt ist.

Die bisher bekannten Lösungen zur Schaltung von mehr­ stufigen Antrieben für Säulenbohrmaschinen sind auf­ wendig in Konstruktion, dadurch teuer und müssen zur Sicherung einer hohen Zuverlässigkeit mit einem Min­ destgrad an Fertigungsgenauigkeit hergestellt werden. Außerdem sind zusätzliche Anzeigeelemente erforder­ lich, die dem Bediener den eingeschalteten Schaltzu­ stand eindeutig erkennen lassen. Besonders bei elek­ trisch schaltbaren Einrichtungen ist die entsprechen­ de Anzeige eine zusätzliche Fehlerquelle.

Eine solche Lösung ist aus der US 28 13 280 bekannt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Antriebsan­ ordnung für Säulenbohrmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß die Schalteinrichtung einfach, kostengünstig herstellbar, zuverlässig im Betrieb sowie einfach und übersicht­ lich bedienbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den untergeordneten Ansprüchen enthaltenen Merkmalen.

Mit dem drehbaren Ring, der in seiner Mantelfläche mindestens eine durchgängige Aussparung für den Ein­ griff eines an der Bohrmaschine fixierten Führungs­ stiftes aufweist und den zwei an deren Enden befind­ lichen Raststellungen, die jeweils eine Schaltstel­ lung vorgeben. Die Raststellungen befinden sich in verschiedenen Ebenen entlang der Axialrichtung des Ringes und ermöglichen so ein definiertes axiales Verschieben und Halten des Ringes. Womit eine einfa­ che und zuverlässige Lösung vorgeschlagen ist.

Die Schaltung der jeweiligen Stufe kann vom Bediener durch Drehen des Ringes erreicht werden. Der Ring ist zu diesem Zweck mit einem aus dem Gehäuse der Bohr­ maschine, im vom Bediener einsehbaren Bereich, her­ ausgeführten Griff versehen. Der Griff dient je nach Stellung am Gehäuse gleichzeitig als Schaltstufenan­ zeiger, so daß auf zusätzliche Anzeigeelemente ver­ zichtet werden kann.

Die Ausführung der kulissenförmigen Aussparung in der Mantelfläche des Ringes ist günstigerweise S- bzw. Z- förmig gestaltet und dabei der Abstand des oberen und unteren Balkens so groß, daß die jeweilige Schalt­ stellung eindeutig erreicht und die andere vollstän­ dig getrennt wird. Der Verbindungnut der Aussparung weist eine Steigung zwischen oberer und unterer Nut auf, die in Verbindung mit der Grifflänge eine opti­ male Schaltkraft garantiert. Der bzw. die Führungsstifte ragen in diese Aussparungen hinein und können vorzugsweise zur Vermeidung von erhöhtem Ver­ schleiß und zur Verringerung der Schaltkraft mit ei­ ner drehbaren und am Stift gehaltenen Außenhülse ver­ sehen sein. Die Aussparungen können die Mantelfläche vollständig oder nur teilweise durchbrechen. Im letz­ teren Fall muß die Tiefe eine ausreichende Führung und sicheres Halten durch die Stifte gewährleisten.

Die Anordnung von mindestens zwei Aussparungen ver­ bessert die Führung des Ringes, da ein Verkanten bei der Schaltbewegung verhindert wird. Es können auch mehr als zwei Aussparungen eingebracht sein, die nicht unbedingt symmetrisch sein müssen. Ihre Lage kann entsprechend der Befestigung der Führungsstifte verschoben sein, es muß jedoch ein gleicher Bewe­ gungsverlauf während des Schaltens in jeder Ausspa­ rung gegeben sein.

Üblicherweise ist die Hauptspindel der Säulenbohrma­ schine im angetriebenen Bereich mit einem Außen-Viel­ keilprofil versehen, auf dem eine Mitnehmerhülse mit entsprechenden Innenprofil angreift. Über die Mitneh­ merhülse wird die Drehbewegung auf die Hauptspindel übertragen. Um diese letztendlich mindestens zweistu­ fige Schaltung auszuführen, kann der Ring jeweils eine Riemenscheibe, die beispielsweise von einem stu­ fenlos regelbaren Kegelscheibensatz angetrieben wird, mittels eines an ihm befestigten Mitnehmerelementes, die Riemenscheibe und die Mitnehmerhülse form­ schlüssig in Eingriff bringen und dadurch das An­ triebsmoment mit der entsprechenden Drehzahl auf die Hauptspindel übertragen.

Beim Wechsel der Schaltstufe wird lediglich der Griff von Hand verdreht, dabei dreht sich der Ring und wird mit der Stiftführung in der Kulissenführung in axia­ ler Richtung verschoben. Der Eingriff des Mitnehmer­ elementes zwischen Mitnehmerhülse und der einen Rie­ menscheibe wird gelöst und anschließend gleitet bei weiterer Verschiebung des Ringes das Mitnehmerelement auf der Mitnehmerhülse entlang, bis es in formschlüs­ sigen Eingriff mit einem Profil auf der anderen Rie­ menscheibe gebracht ist und das entsprechende andere Übersetzungsverhältnis wirkt.

Diese Lösung wirkt sich besonders positiv aus, wenn das gesamte Antriebskonzept einer Baureihe modular aufgebaut ist und die einzelne Maschine je nach Be­ stellung aus Baukastenelementen für den Antrieb zu­ sammengestellt wird. Dabei können verschiedene An­ triebsmotoren mit verschiedenen Getrieben kombiniert werden und diese Zweistufenschaltung unabhängig von der gewählten Ausführung ohne zusätzliche Anpassung verwendet werden.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungs­ beispiel erläutert werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt des Hauptspindelan­ triebes einer Säulenbohrmaschine im Schnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Hauptspindel­ antrieb;

Fig. 3 und 4 einen Schaltring mit integriertem Griff.

Aus der Darstellung eines Hauptspindelantriebes (Fig. 1) einer Säulenbohrmaschine ist erkennbar, daß die Hauptspindel 1 mit einem Außen-Vielkeilprofil in ihrem oberen Bereich außerhalb der Pinole 2 versehen ist. Auf dem Außen-Vielkeilprofil der Hauptspindel 1 ist eine Mitnehmerhülse 3 mit einem entsprechenden Innen-Vielkeilprofil aufgesetzt. Die Mitnehmerhülse 3 ist im Bohrmaschinengehäuse mehrfach drehbar gelagert und gegen axiales Verschieben gesichert.

An den äußeren Enden der Mitnehmerhülse 3 befinden sich Radiallager 4, 4', 5 und 5', auf denen Riemen­ scheiben 6 und 7 um die Mitnehmerhülse 3 drehbar ge­ lagert sind. Im Bereich der Mitnehmerhülse 3, der zwischen den Riemenscheiben 6 und 7 liegt, ist die Mitnehmerhülse 3 mit einem Außen-Vielkeilprofil ver­ sehen, in das ein Mitnehmerelement 8 formschlüssig und axial verschiebbar eingepaßt ist. Das Mitnehmere­ lement 8 ist mit dem Innenring eines Radiallagers 9, das in einem Ring 10 zumindest in axialer Richtung gehalten ist, verbunden.

Die Riemenscheiben 6 und 7 werden über die Keil- oder Zahnriemen 11 und 12 bei laufendem Antriebsmotor ständig angetrieben, die Übertragung des Antriebsmo­ mentes mit der entsprechenden Drehzahl erfolgt jedoch nur auf die Hauptspindel 1, wenn der Ring 10 in einer Stellung ist, in der das Mitnehmerelement 8 in eine der beiden Riemenscheiben 6 oder 7 formschlüssig ein­ greift und dadurch die Mitnehmerhülse 3, die Haupt­ spindel 1 antreibt. In diesem Beispiel ist in den Riemenscheiben 6 und 7 ein Innen-Vielkeilprofil ein­ gearbeitet in das das ebenfalls hülsenförmige Mitneh­ merelement 8 mit einer entsprechenden Außenprofilie­ rung einschiebbar ist.

Die Riemenscheiben 6, 7 können von einem nicht darge­ stellten Kegelscheibengetriebe angetrieben werden, so daß sich zwei Schaltstufen ergeben, in denen die Drehzahl der Hauptspindel 1 stufenlos regelbar ist.

Der Ring 10 wird, wie in der Fig. 2 gezeigt, mittels zweier Führungsstifte 14, 15, die in Aussparungen 16, 17 der Mantelfläche des Ringes 10 eingreifen, gehal­ ten und geführt. Bei Drehung des Ringes 10 an dessen Griff 13, um die Achse der Hauptspindel 1 gleiten die Führungsstifte 14, 15 in den Aussparungen 16, 17 und es werden durch die Aussparungen 16, 17, Raststellen 18, 19 (Fig. 3) vorgegeben. In diesen Raststellen 18, 19 wird der Ring 10 in bestimmten Stellungen ge­ genüber der Mitnehmerhülse 3 und jeweils einer Rie­ menscheibe 6 oder 7 gehalten, nachdem er während der Drehung in axialer Richtung entlang der Mitnehmerhül­ se 3 ausgelenkt wurde.

Der mögliche Schaltweg richtet sich dabei nach dem axialen Abstand der Raststellen 18 und 19, da der Ring 10 um diese Wegstrecke verschiebbar ist. Es muß dabei jedoch gesichert sein, daß dieser Abstand so groß ist, daß ein gleichzeitiger Eingriff des Mitneh­ merelementes 8 in die beiden Riemenscheiben 6 und 7 ausgeschlossen ist.

Der für das manuelle Schalten erforderliche Kraftauf­ wand ergibt sich aus dem Anstieg des die Raststellen 18 und 19 verbindenden Bereiches der Aussparungen 16, 17 und der Länge des Griffes 13, der die Länge des Betätigungshebelarmes vorgibt.

Je nach Stellung des Griffes 13, kann der Maschinen­ bediener mit Hilfe einer an der Gehäuseaußenwand an­ gebrachten Markierung, die eingeschaltete Schaltstufe erkennen. Dabei wird der Griff 13 durch einen im Ge­ häuse schräg verlaufenden Schlitz geführt. Der Nei­ gungswinkel dieses Schlitzes entspricht dem Anstiegs­ winkel des die Raststellen 18, 19 verbindenden Berei­ ches der Aussparungen 16, 17, unter Berücksichtigung der Stärke des Griffes 13, so daß dieser berührungs­ frei mit dem Gehäuse der Bohrmaschine auch während des Schaltvorganges ist und die eigentliche Führung allein durch die kulissenförmige Aussparungen 16, 17 erfolgt.

In der Fig. 4 ist erkennbar, daß sich die Aussparun­ gen 16, 17 symmetrisch gegenüberliegen und die Man­ telfläche des Ringes 10 nicht vollständig durchstoßen ist, so daß die Führungsstifte 14, 15 nicht in das Innere des Ringes 10 hineinragen und das Radiallager 9 ausschließlich vom Ring 10 gehalten wird.

Hierzu kann das Lager 9, wie in Fig. 3 erkennbar, mit einem Bund 20, der in den normalen Ringdurchmes­ ser hineinragt und einem Innenfederring 21, der in eine Innennut im Ring 10 einsetzbar ist, allein ge­ halten werden, so daß ein axiales Verrutschen des Radiallagers 9 gegenüber dem Ring 10 verhindert wird. Auf eine gesonderte Verdrehsicherung des Radiallagers 9 gegenüber dem Ring 10 kann verzichtet werden.

Claims (5)

1. Antriebsanordnung einer Säulenbohrmaschine mit in zwei Stufen schaltbaren Riemenscheibensätzen, die von einem Antriebsmotor gemeinsam getrieben werden und bei der die Hauptspindel teilweise mit einem Außen-Vielkeilprofil versehen ist, das in einem entsprechend ausgebildeten Innen-Viel­ keilprofil einer Mitnehmerhülse in Axialrichtung verschiebbar geführt ist, dabei das Antriebsmo­ ment über die Mitnehmerhülse auf die Hauptspin­ del übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Schaltelement ein drehbarer Ring (10) ist, der in seiner Mantelfläche mindestens eine durchgän­ gige Aussparung (16, 17) für den Eingriff minde­ stens eines an der Bohrmaschine fixierten Füh­ rungsstiftes (14, 15) aufweist;
zwei Raststellungen (18, 19) an den äußeren En­ den der Aussparung (16, 17) vorhanden sind, die jeweils eine Schaltstellung vorgeben und sich in verschiedenen Ebenen entlang der Axialrichtung des Ringes (10) befinden, die ein definiertes axiales Verschieben und Halten des Ringes (10) ermöglichen
und der Ring (10) oder ein Radiallager (9) mit einem Mitnehmerelement (8) verbunden ist, das form­ schlüssig auf der Mitnehmerhülse (3) geführt und mit einer Riemenscheibe (6, 7), zur Übertragung des Antriebsmomentes, ebenfalls formschlüssig in Eingriff bringbar ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (16, 17) S-förmig ausgebildet ist.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aussparungen (16, 17) im Ring (10) eingebracht sind.

4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ring (10) das Radiallager (9) in dessen axialer Richtung starr befestigt ist.

5. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (8) hülsenförmig ist und zur formschlüssigen Verbindung ein Außen- und Innen-Vielkeilprofil aufweist, deren Abmaße einem Außen- Vielkeilprofil auf der Mitnehmerhülse (3) und einem Innen-Vielkeilprofil an einer Riemenschei­ be (6, 7) angepaßt sind.