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Publication number: DES0039515MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 5. Juni 1954 Bekanntgemacht am 28. Juni 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb von umlaufenden Spindeln von Werkzeugmaschinen, beispielsweise von Fräs- und Bohrmaschinen, und insbesondere auf einen Antrieb der erwähnten Art mit als Untersetzung^- und/oder als Wechselgetriebe dienenden Pianietengetrieben.

In diesen Einrichtungen ergibt sich jedoch auf Grund des in den Gliedern der Antriebsübertragung vorhandenen Spiels in beiden Drehrichtungen ein Rattern des von der Spindel getragenen Werkzeugs, was zu Unregelmäßigkeiten in der 'Bearbeitung führt.

Dieses Spiel macht sich besonders beim Fräsen unterbrochener Flächen durch die plötzliche Veränderung der Bearbeitungskraft bemerkbar, welche beim Übergang von einem Zahn zum anderen von Null auf den Höchstwert ansteigen kann.

Andererseits wiederholen sich, wenn im Profil der Getriebezähne der Vorrichtung Unregelmäßigkeiten vorhanden sind, diese Fehler peripdisch, wodurch sich periodische Fehler auf der bearbeiteten Fläche ergeben.

Es sind bereits Zahnradgetriebe bekannt, bei welchen ein Rad in Richtung seiner Breite in zwei Teile unterteilt ist, welche durch elastische Mittel winkelig gegeneinander verspannt sind, um das Spiel zwischen den Zähnen der beiden im Eingriff stehenden Räder aufzuheben.

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Die Erfindung hat ein Planetengetriebe der vorerwähnten Art zum Gegenstand, bei welchem dieses Prinzip in besonderer Weise angewendet wird, um das Spiel zwischen Aden Zähnen aufzuheben, und zwar nicht nur von zwei Rädern allein, sondern ·';■.■ des gesamten aus Sonnenrad, Planetenrädern und Ringrad bestehenden Planetengetriebes.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das in Richtung seiner Breite, in zwei Teile unterteilte Zahnrad das Ringrad des Planetengetriebes ist und daß die Planetenräder in Richtung ihrer Breite für den Eingriff mit den beiden entsprechenden Teilen des Ringrads ebenfalls in zwei Teile unterteilt sind, um das Spiel der Verzahnungen aller Räder des Planetengetriebes aufzuheben. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei im Gehäuse festem Ringrad des Planetengetriebes einer der Teile dieses Ringrads starr im Gehäuse befestigt, während das relative Drehmoment des anderen Teils des Ringrads gegenüber dem festen Teil durch einen Druckfinger erzielt wird, der im Gehäuse beweglich angeordnet ist und unter der Wirkung einer Feder steht, so daß auf den beweglichen Teil des Ringrads ein dem Drehsinn der Spindel entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment ausgeübt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile dir Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt

Fig. ι einen Axialschnitt durch eine Antriebsvorrichtung für die Spindel einer Werkzeugmaschine gemäß der-Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. i, _; - . ...

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. ι und

Fig. 4 einen Axialschnitt in vergrößertem Maßstab des in. Verbindung mit dem innenverzahnten Ringrad eines der beiden Planetengetriebe verwendeten Druckfingers.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird die Spindel 1 der Werkzeugmaschine, in welcher ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise ein Fräs- oder Bohrwerkzeug, befestigt sein kann, von einer unmittelbar von einem Motor oder von einem Wechselgetriebe kommenden Welle 2. über eine im folgenden näher zu beschreibende Antriebsübertragungseinrichtung angetrieben.

Auf das Ende der Antriebswelle 2 ist ein Ritzel 3 aufgekeilt, welches mit einer in einer Aussparung eines Reglerschwungrades 5 ausgebildeten Innenverzahnung 4 in Eingriff steht, um die Welle 2 mit dem Schwungrad 5 zu kuppeln. Das Reglerschwungrad 5 ist fest mit einem Sonnenrad 6 verbunden, welches mit zwei Planetenradsätzen kämmt, und zwar einerseits mit den Planetenrädern 7, 7', 7" und andererseits mit den .Planetenrädern8, 8', 8". '

Die entsprechenden Planetenräder der beiden Planetensätze sind frei drehbar auf gemeinsamen Achsen 9 gelagert, welche von einem fest mit der Spindel 1 verbundenen Planetenträger 10 getragen werden.

Der erste, zum ersten: Planetengetriebe gehörige Planetenradsatz 7, 7', 7" steht außerdem in Eingriff mit einem innenverzahnten Ringrad 11, welches, beispielsweise mittels Schrauben 12, am Maschinengehäuse befestigt ist.

Der zweite, zum zweiten Planetengetriebe gehörige Planetenradsatz 8, 8', 8" kämmt mit einem innenverzahnten Ringrad 13, welches jedoch nicht wie das Ringrad i'i an einem Teil der Maschine, beispielsweise am Spindelkasten, befestigt ist, sondern im Verhältnis zu diesem Teil der Maschine, beispielsweise dem Spindelkasten, unter der Wirkung eines in einer der Drehrichtung der Spindel 1 entgegengesetzten Richtung wirkenden Druckfingers 14 eine geringfügige Drehbewegung ausführen kann. · ■ ,

Das innenverzahnte Ringrad 13 kann mittels eines Bundringes 15, der beispielsweise auf eine Schulter des genannten Spindelkastens aufgeschraubt ist, in Richtung der Achse des letzteren festgehalten werden.

Der Druckfinger 14 steht unter der Wirkung einer Feder, wobei die Feder 16 in einer Richtung und die Feder 1.7 in entgegengesetzter Richtung wirksam ist (Fig. 4). Je nach der Drehrichtung der Spindel wird entweder die Feder 16 oder die Feder 17 unter Spannung gesetzt, so daß der vom Druckfinger 14 ausgeübte. Druck der Drehrichtung der Spindel entgegengesetzt ist.

Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 4 dargestellt, der Finger 14 am Ende eines Zylinders 18 angebracht sein, in welchem ein Gleitstück 19 verschiebbar ist, auf das sich die Federn 16, 17 mit einem Ende abstützen, während sie mit ihren entgegengesetzten Enden auf Scheiben 20, 21 aufsitzen, deren Lage durch Verdrehen in den mit Innengewinden versehenen Enden 22, 23 des Rohres 18 eingestellt werden kann. Das Gleitstück 19 kann von außen mittels eines Exzentergliedes 24 betätigt werden, welches mit der die Umkehr der Drehrichtung der Spindel 1 steuernden Einrichtung verbunden ist. Dieses Exzenterglied besitzt einen Zapfen 25, welcher in einer Aussparung 26 des Gleitstückes 19 derart verstellbar ist, daß entweder die Feder 16 (Stellung nach Fig. 4) oder aber die Feder 17 gespannt wird (im letzteren Falle greift der Zapfen 25 an der rechten Wand der Ausspa-. rung 26 an).

Wenn man annimmt, daß der Zapfen 25 die in Fig. 4 gezeigte Stellung einnimmt, in welcher die Feder 16 gespannt ist, wirkt der Druckfinger 14 so auf das Ringrad 13 ein, daß dieses das Bestreben hat, sich in Richtung des Pfeiles Z₁ zu drehen.

Wenn man ferner annimmt, daß das Sonnenräd 6 unbeweglich ist, so hat die Wirkung der Feder 17 auf das Ringrad 13 das Bestreben, die Spindel 1 in der gleichen Richtung, d. h. in Richtung des Pfeiles Z₁, zu drehen.

Unter diesen Bedingungen wird, wenn sich die Spindel 1 in Richtung des Pfeiles f₂ dreht, durch die Wirkung der Feder 17 auf das Ringrad 13 eine Gegenkraft erzeugt, welche einerseits das Flanken-

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spiel der Getriebezähne aufnimmt und andererseits' das auf das Vorhandensein dieses Spiels zurückzuführende Rattern des Werkzeuges verhindert. Auf diese Weise werden Unregelmäßigkeiten in der Bearbeitung des Werkstückes vermieden.

Wenn die Spindel entgegen der im vorhergehenden beschriebenen Richtung umlaufen soll, d. h. in Richtung des Pfeiles f_v ist der Vorgang derselbe, vorausgesetzt, daß nunmehr die Feder 17 zur Wirkung kommt, so daß der Finger 14 auf das Ringrad 13 einen Druck in Gegenrichtung, d. h. in Richtung des Pfeiles f₂, ausübt. Zu diesem Zweck braucht lediglich der Zapfen 25 gegen die rechte Wand der Aussparung 26 des Gleitstückes 19 zur Anlage gebracht zu werden. Wie bereits angedeutet, kann die Bewegung des Zapfens 25 mittels eines Exzentergliedes 24 mit der die Umkehr der Drehrichtung der Spindel bewirkenden Einrichtung gekoppelt sein.

Ein weiteres "Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Zähnezahl der Planetenräder 7, 7', 7" zur Zähnezahl des innenverzahnten Ringrades 11 teilerfremd ist und daß die Achsen 9 dieser drei Planetenräder nicht gleichmäßig, sondern in leicht unregelmäßiger Weise um das Sonnenrad 6 verteilt angeordnet sind. So haben beispielsweise die Planetenräder 8, 8', 8" 23 Zähne, während das feststehende Ringrad 11 64 Zähne besitzt; ferner sind die Achsen 9 der drei Planetenräder 8, 8', 8" nicht in regelmäßigen Abständen von 120⁰ um das Sonnenrad 6 angeordnet, sondern in Abständen von 122° SS' 36", 118° 32' 12" und 118° 32' 12".

Durch diese Anordnung wird die Wiedergabe

der einzelnen, in den Profilen der Verzahnung vorhandenen Fehler vermieden, die sich andernfalls als, periodisch auftretende Fehler in der bearbeiteten Fläche bemerkbar machen würden.

Claims

Patentansprüche:

i. Antrieb für die umlaufende Spindel von Werkzeugmaschinen mit einem Planetengetriebe, das mit einer Vorrichtung für den Ausgleich des Spiels zwischen den Verzahnungen ausgerüstet ist, welche darin besteht, ein Zahnrad in Richtung seiner Breite in zwei Teile zu unterteilen und diese einem relativen Drehmoment auszusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß das in Richtung seiner Breite in zwei Teile unterteilte Zahnrad das Ringrad (11, 13) des Planetengetriebes ist und daß die Planetenräder für den Eingriff mit den beiden entsprechenden Teilen des Ringrades ebenfalls in Richtung ihrer Breite in zwei Teile (7, 8) unterteilt sind, um das Spiel der Verzahnungen aller Räder des Planetengetriebes aufzuheben.
2. Antrieb nach Anspruch 1 mit einem im Gehäuse festen Ringrad des Planetengetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß eines (11) der Teile des Ringrads starr im Gehäuse befestigt ist, während das relative Drehmoment des anderen Teils (13) dieses Ringrads gegenüber dem festen Teil (11) durch einen Druckfinger (14) erzielt wird, der im Gehäuse beweglich angeordnet ist und unter der Wirkung einer Feder (16 bzw. 17) steht, so daß auf den beweglichen Teil (13) des Ringrads ein dem Drehsinn der Spindel (1) entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment ausgeübt wird.
3. Antrieb nach Anspruch 1 für eine in beiden Drehrichtungen drehbare Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfinger (14) unter der Wirkung der einen oder anderen von zwei in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Federn (16, 17) steht, wobei die Feder, welche auf den Druckfinger wirken soll, durch ein Exzenterglied (25) bestimmt wird,'welches die eine oder die andere der genannten Federn unter Spannung setzt und entsprechend der Drehrichtung der Spindel betätigt wird.
4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl des innenverzahnten Ringrades (11 bzw. 13) zur Zähnezahl der Planetenräder (7 bzw. 8) teilerfremd ist und die Achsen (9) der letzteren in leicht unregelmäßiger Weise um die Achse des Sonnenrades (6) verteilt angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 142 751, 191 631, 168, 544 445;

dänische Patentschrift Nr. 38 311.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen