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Schmiervorrichtung für die Lamellenkupplung der Eingangswelle eines
Werkzeugmäschinenantriebes Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für die
Lamellenkupplung der Eingangswelle eines Werkzeugmaschinenantriebes, die durch eine
Riemenscheibe angetrieben wird, die auf einem die Eingangswelle umgebenden, am Getriebegehäuse
befestigten Hohlzapfen durch ein Hauptlager gelagert und mit der Welle durch die
Lamellenkupplung verbunden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigem Antrieb
mit einer Schmiervorrichtung zu versehern, die mit einem Mindestaufwand an Öl auskommt.
Da eine Energievernichtung in der Kupplung nur beim jedesmaligen Einrücken stattfindet,
wäre es eine Ölverschwendung, wenn man die Kupplung mit einem stetigen Ölstrom schmieren
wollte. Es genügt vielmehr eine intermittierende Schmierung, die jedesmal dann einsetzt,
wenn die Kupplung eingerückt worden ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Welle in denn das Lamellenpaket
tragenden, an der Riemenscheibe befestigtem Ring durch ein WälzlageT abgestützt
ist, das zwischen einer ringförmigen, vom Schmierölstrom- des Hauptlagers gefüllten
Kammer
und den Kupplungslamellen liegt und den Oldurchtritt bei ausgerückter Kupplung und
umlaufendem Wälzlager drosselt und bei eingerückter Kupplung und stehendem Wälzlager
entdrosselt.
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In der ringförmigen Kammer nimmt beim Umlauf der Riemenscheibe infolge
der Fliehkraft die Ölfüllung eine ringförmige Gestalt an. Das ist auch der Fall,
wenn die Welle stillsteht. Dann stoßen jedoch die sich auf ihrem Laufring abwälzenden
Lagerkugeln das Öl der Ölfüllung immer wieder in die Kammer zurück und drosseln
dadurch den Ölstrom, so daß nur ganz wenig Öl zu den Kupplungslamellen gelangt.
Sobald jedoch die Kupplung eingerückt wird und die Welle umzulaufen beginnt, kommen
die Kugeln gegenüber ihren: Laufringen zum Stillstand. Sie können dann den Ölstrom
nicht mehr drosseln, so daß sich die Kammer bis zum Innenradius des äußeren Laufringes
des Lagers entleert und dabei vorübergehend einen entsprechend großen Ölstrom zur
Kupplung gelangen läßt, der ausreicht, um die beim Einrücken der Kupplung frei gewordene
Wärmemenge wieder abzuführen. Nach Einrücken der Kupplung drosseln die Lagerkugeln
wieder den Ölstrom, so daß sich die Kammer wieder auffüllt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehendem.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung wiedergegeben
ist. Diese zeigt einen senkrechten Teilschnitt durch das Spindelstockgehäuse einer
Drehbank mit dem angebauten Gehäuse für den. Riemenantrieb.
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In dem Gehäuse io des Spindelstockes ist die Eingangswelle i i des
Getriebes gelagert, das dein Spindelantrieb dient. Zu diesem Zweck ist in eine Bohrung
12 der Stirnwand des Gehäuses io eine Buchse 13 mit einem Flansch 14 eingesetzt,
der außen. an der Stirnwand des Gehäuses io anliegt und an ihr durch Schraubenbolzen
15 befestigt ist. Die Buchse 13. trägt ein Wälzlager 16, in welchem die Eingangswelle
i i mit Hilfe einer aufgesetzten Buchse 17 gelagert ist.
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Die Buchse 13 bildet einen Hohlzapfen, der zwei Kugellager 18 und
i9 mit einer dazwischenliegenden. Abstandsbuchse 2o trägt. Die Lager 18 und i9 tragen
die Riemenscheibe 2i. Die durch den Riemen, 22 ausgeübte Zugkraft wird von der Riemenscheibe
21 über die Lager 18 und i9 auf den Hohlzapfen 13 und von diesem auf das Gehäuse
io übertragen. Damit die Wella ii durch den Riemenzug nicht beeinflußt wird, hat
sie einen reichlich bemessenen Spielraum 23 in dem Hohlzapfen 13, so daß dieser
sich etwas durchbiegen kann; ohne dabei auf die Welle i i einzuwirken.
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Zur Übertragung des Drehmomentes ist die Riemenscheibe 2i mit der
Welle i i durch eine Kupplung 24 verbunden, die am besten als eine ein- und ausrückbare
Reibungskupplung ausgebildet ist.
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Im vorliegenden Falle handelt es sich dabei um eine Lamellenkupplung,
deren Lamellen 25 abwechselnd innen und außen verzahnt sind. Die innenverzahnten
Lamellen sind gleitend auf Stirnzähnen 26 einer Buchse 27 geführt, die auf dem Ende
der Welle i i in Keilnuten 28 gleitend angeordnet ist. Die außenverzahnten Lamellen
hingegen, greifen mit ihren Zähnen zwischen Finger 29 einer Buchse 3o, die von einem
mit der Riemenscheibe 21 starr verbundenen Ring 31 getragen wird. Dieser Ring ist
nämlich durch Schrauben 32 an einer Scheibe- 33 befestigt, die ihrerseits bei 34
an der Riemenscheibe angeschraubt ist.
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Wird das Lamellenpaket 25 in Achsenrichtung zusammengedrückt, so wird
durch die Reibung das Drehmoment von der Riemenscheibe 21 aus über die Teile 33,
31 und 30, über die Lamellen 25 und die Buchse 27 auf die Welle i i übertragen.
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Das Zusammendrücken der Lamellen erfolgt im vorliegenden Falle auf
elektromagnetischem Wege. Zu diesem Zweck hat der Ring 31 eine Ringnut 35
zur Aufnahme der Erregerwicklung. Der durch diese Wicklung erzeugte Kraftfluß verläuft
durch den Ring 31, die Buchse 3o, eine außen an dem Lamellenpaket anliegende Ringscheibe
36 und die Lamellen 25.
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Der Stromzuführung zu der in der Ringnut 35 befindlichen Wicklung
dient ein Schleifring 37, der elektrisch isoliert auf dein Ring 31 befestigt und
mit dem einen Ende der Wicklung verbunden ist, während das ändere Ende an Masse
liegt. Auf dem Ring 37 schleift eine Kohlebürste 38, die federnd in einem Halter
39 abgestützt ist. Dieser Halter wird von einer Schutzhaube 4o getragen, die die
Riemenscheibe2i umgibt und bei 41 an einer Ringscheibe 42 angeflanscht ist, die
ihrerseits bei 43 an der Stirnwand des Gehäusesio angeschraubt ist und den Flansch
14 des Hohlzapfens 13 umgibt.
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Wird die Magnetwicklung erregt, so gleichen sich die axialen Komponenten
der auf die Lamellen 25 wirkenden Kraft innerhalb der an der Riemenscheibe 21 befestigten
Teile der Kupplung aus, ohne daß irgendein axialer Schaltstoß auf die Welle i i
übertragen würde.
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Diese ist in dem das Laxnellenpaket tragenden, an der Riemenscheibe
2i befestigten Ring 31 durch ein Stützlager 44 abgestützt, das zwischen einer
Schulter der Welle i i und der Buchse27 sitzt. Diese Buchse wird gegen Verschiebung
auf der Welle durch eine weitere Buchse 45 und einen am Ende der Welle i i befestigten
Deckel 46 gehalten.
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Die Buchse 45 ist in einer Bohrung 47 der Haube 4o durch ein weiteres
Wälzlager-48 abgestützt. Zum Schmieren der Lamellenkupplung und der verschiedenen
Wälzlager ist erfindungsgemäß folgende Anordnung getroffen: Das Stützlager 44 ist
von dem Hohlzapfen 13 in einem gewissen Abstand zur Bildung einer Schmierkammer
49 angeordnet, zu welcher eine Ölleitung führt. Diese Ölleitung wird von Bohrungen
5o, 51, 52 und 53 des Hohlzapfens 13 gebildet sowie von einer Ringnut 54 des Hohlzapfens,
der das Öl über eine Bohrung 55 des Gehäuses io zugeführt wird. Die Bohrungen 50,
51 und 52 sind nach außen abgeschlossen.
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Von der Kammer 49 aus gelangt das Schmieröl einerseits zu den auf
dem Hohlzapfen 13 angeordneten
Wälzlagern 18 und i9 der Riemenscheibe2i
und andererseits zu dem Stützlager 44 und durch dieses hindurch zu den Lamellen
25 der Kupplung.
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Das vordere Lager 48 der Antriebswelle i i in der Riemenschutzhaube
4o dient lediglich als Führungslager. Das Lager 44 in dem die Kupplung tragenden
Ring 3 i dient hingegen sowohl zur Zentrierung der Kupplung als auch zum Regeln
des Ölkreislaufes. Ist die Kupplung nämlich ausgerückt, so daß die Welle i i mit
dem inneren Laufring des Lagers 44 feststeht, während der Kugelkäfig des Lagers
44 umläuft, so wird dadurch der Öldurchlauf durch das Lager 44 von der Kammer 49
zur Kupplung 24 erschwert. Dadurch wird Gewähr dafür geboten, daß das Öl vorwiegend
den beiden Riemenscheibenlagern 18 und i9 zuströmt. Das vom Lager i9 aus aus der
Riemenscheibe austretende Öl gelangt in eine Ölableitnut 56 eines am Flansch 14
befestigten Ringes 57 und wird von dort durch eine Bohrung 58 ins Innere des Spindelkopfes
abgeleitet. Der Rücklauf des überschüssigen Öles ist dadurch gesichert, und der
Riemen ist vor dem Zutritt unerwünschten Öles geschützt. Auch das aus der Kupplung
24 austretende Öl kann nicht zu der Riemenscheibe gelangen, denn die Haube
4o ist durch eine innere Trennwand 59 in zwei Kammern unterteilt, deren eine, 6o,
die Kupplung 24 aufnimmt, während die andere, 61, die Riemenscheibe 21 enthält.
Die Trennwand 59 ist so abgekröpft, daß ihr innerer Rand 62 die Nabe der Riemenscheibe
21 umgibt. Sie hat eine Ölnut 63, in die das Öl von der Riemenscheibe durch
eine Schneide 64 abgeschleudert wird. Von der Nut 63 aus gelangt das Öl durch eine
Bohrung 65 zurück in. die Kammer 6o.
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Ist die Kupplung 24 eingerückt, so steht der Kugelkäfig des Lagers
44 gegenüber den Laufringen des Lagers 44 still. Das infolge der Zentrifugalkraft
am Außenumfang entlang laufende Öl tritt durch das Lager 44 hindurch in den Kupplungsraum
ein und gelangt durch die Kupplungslamellen hindurch nach außen in die Kammer 6o
der Haube 4o.
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Da für die Schmierung der Kupplung ein Ölnebel genügt, ist somit für
ausreichende Schmierung Sorge getragen, selbst wenn infolge der Sperrung des Öldurchflusses
durch den Kugelkäfig bei ausgerückter Kupplung 24 eine unmittelbare Berieselung
der Lamellen 25 mit dem Ölstrom nicht erfolgen kann. Elektromagnetische Kupplungen
bedürfen aber im allgemeinen nicht einer solchen Berieselung. Je nach zu erwartender
Schalthäufigkeit der Kupplung ist die Ölzuführung durch Bohrung 55 mittels Docht
oder durch direkten Anschluß an den Verteiler der Ölpumpe vorzunehmen.
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Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher- Hinsicht
abgeändert werden. So wäre es möglich, die Kupplung als mechanische Lamellenkupplung
auszugestalten und in diesem Falle durch Nuten und Bohrungen im Teil 31 das Schmieröl
der Kupplung zuzuleiten.
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Der Elektromotor, der den Riemen 22 antreibt, kann ein Wendemotor
sein, damit man das Getriebe auch in umgekehrter Richtung laufen lassen kann.