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DE2611799A1 - Werkzeugmaschine mit umlaufender spindel - Google Patents

Werkzeugmaschine mit umlaufender spindel

Info

Publication number
DE2611799A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flywheel
machine tool
tool according
outer rim
rollers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19762611799
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Derrien
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HURE
Original Assignee
HURE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR7508869A external-priority patent/FR2304440A1/fr
Priority claimed from FR7521517A external-priority patent/FR2317047A2/fr
Application filed by HURE filed Critical HURE
Publication of DE2611799A1 publication Critical patent/DE2611799A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H33/00Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
    • F16H33/02Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0032Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
    • B23Q11/0035Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine by adding or adjusting a mass, e.g. counterweights
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30Milling
    • Y10T409/309352Cutter spindle or spindle support
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T74/00Machine element or mechanism
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    • Y10T74/19502Pivotally supported
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  • Turning (AREA)

Description

HURE S.A., Bagneux (Hauts de Seine), Frankreich
Werkzeugmaschine mit umlaufender Spindel
Beanspruchte Prioritäten:
21. März 1975 Frankreich Nr. 75 o8869 9. Juli 1975 Frankreich Nr. 75 21517
Bei gewissen Werkzeugmaschinen mit umlaufender Spindel, insbesondere bei Fräsmaschinen, kann die Schnittkraft von einem bedeutenden Wert aus unmittelbar auf Null abfallen, und ebenso unmittelbar darauf wieder ihren Ausgangswert erreichen. Dies tritt namentlich auf, wenn man in eine Fläche von einer ihrer Kanten her zu hobeln beginnt; dies ist beispielsweise bei Beginn eines jeden Schnitts unvermeidlich. Man findet die gleiche Erscheinung wieder, wenn man mit geradverzahnten oder kaum schräg verzahnten Fräsern arbeitet, wenn beispielsweise ein Fräser der genannten Form mit konstantem Profil eingesetzt wird, wo ein Zahn jeweils mit seiner ganzen Flankenlänge gleichzeitig in Eingriff tritt.
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Diese Erscheinung, die man "unterbrochenen Schnitt" nennt, läßt die Eingriffspaarungen der kinematischen Kette innerhalb ihres Spieles hin- und herschlagen; dies bewirkt einen unschönen Lärm und führt zum Bruch der Werkzeugschneiden, wenn diese im Augenblick ihres Eingriffs während einer wenn auch sehr kurzen Zeit zum Stillstand kommen und anschließend wie von einem Hammerschlag wieder angetrieben werden, wenn nämlich das Spiel der kinematischen Kette des Antriebs plötzlich und unvermittelt wieder aufgehoben ist.
Es ist bekannt, daß eine Schwungscheibe, die auf der Maschinenspindel oder an einer Welle angebracht ist, die vor der Maschinenspindel und in spielfreier Verbindung hiermit angeordnet ist, eine gute Abhilfe dieses genannten Nachteiles darstellt.
Aber damit eine derartige Schwungscheibe wirklich gut wirksam ist, muß sie sehr groß ausgebildet sein, und sie ist in der Tat häufig am hinteren Teil der Spindel und in freier Luft angeordnet; hierdurch schließt sich jedoch die Verwendung solcher Schwungscheiben an Universalfräsmaschinen aus, bei denen die Spindel in jede Richtung einstellbar sein muß. Aus dem gleichen Grund besseren Wirkungsgrades ist die Schwungscheibe manchmal auf einer Antriebswelle angeordnet, die sich schneller als die Spindel dreht. Die Kraftübertragung auf diese muß aber ohne merkliches Spiel erfolgen. Wenn überdies das Schwungrad für Fräser mit verhältnismäßig großem
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Durchmesser verwendbar sein soll, bei denen sich die Spindel nur langsam dreht, dann kann es nachteilig und sogar gefährlich sein, wenn sich die Spindel schnell dreht. Die erforderliche Energie, um die Schwungscheibe in Drehung zu versetzen, ist dabei zu groß, wie auch die Energie, die zum Anhalten verlorengeht; überdies muß aus Gründen der Sicherheit bei einem Unfall die Spindel gewissermaßen augenblicklich zum Stillstand kommen können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit umlaufender Spindel, die ein Schwungrad aufweist, das durch die Spindel-Antriebswelle angetrieben ist, so zu verbessern, daß die aufgezeigten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Schwungrad durch Zwischenschaltung zumindest einer Rolle antreibbar ist, die auf wenigstens einer weiteren Rolle abläuft, die ihrerseits auf der Spindel-Antriebswelle angeordnet ist, wobei eine Einrichtung zum wahlweisen Andrücken oder Ausrücken des Antriebs vorgesehen ist, der von aufeinander ablaufenden Rollen gebildet ist.
So kann man, indem man passend die Durchmesser der verschiedenen Rollen auswählt, über ein Schwungrad,verfügen, das mit der mehr-_ fachen Geschwindigkeit der Spindel umläuft, wobei die Kraftübertragung völlig spielfrei ist, und wobei die Möglichkeit besteht, das Schwungrad außer Eingriff zu setzen, wenn seine Wirkung nicht
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zweckmäßig ist oder gar gefährlich sein würde; die kinetische Energie an der Spindel kann zwei verschiedene Werte einnehmen, von denen der eine sehr groß ist, wenn das Schwungrad in Eingriff steht, und der andere vernachlässigbar klein, wenn das Schwungrad außer Eingriff gesetzt ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Schwungrad auf einer Welle montiert, die eine Rolle trägt, die ihrerseits auf einer zweiten Rolle abläuft, die spielfrei oder fest bzw. einstückig mit der Spindel ausgebildet ist; die Welle ist dabei im Maschinengestell über Lager geführt, die in einer exzentrischen, vorzugsweise nockenbetätigten Büchse angebracht sind; der Nocken gestattet es wahlweise, die Rollen aneinanderzudrücken oder außer Eingriff zu setzen.
Vorzugsweise ist dabei die exzentrische Büchse in Verbindungsbacken angebracht, die beiderseits der Rollen angeordnet sind und die deren zugehörige Lager umgreifen, wobei die Backen schwenkbar am Maschinengestell bzw. Maschinengehäuse angebracht sind.
Eine weitere vorteilhafte Gestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Schwungradrolle über eine Reihe von Planetenrollen angetrieben wird, die von der Spindelachse getragen werden und die in einem Außenkranz umlaufen, wobei eine Einrichtung zum wahlweisen Abbremsen und Feststellen des Außenkranzes bzw. zu seinem freien Durchdrehen vorgesehen ist. Vorteilhafterweise sind dabei
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die Schwungradrollen, die Planetenrollen und der Außenkranz achsparallel zueinander angeordnet, wobei das Abbremsen durch Festklemmen der Flanken des Außenkranzes zwischen beweglichen Bügeln · oder durch eine andere geeignete Einrichtung bewirkt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Planetenanordnung konische Rollen auf, und der Außenkranz ist unverdrehbar, jedoch achsparallel zur Spindelwelle von einer Eingriffsposition, in der er mit den Planetenrädern in Eingriff tritt, zu einer Ausrückposition verschieblich angeordnet.
Die Einrichtung zum Abbremsen und Ausrücken ist vorzugsweise als eine mit hydraulischem Druck arbeitende Einrichtung ausgeführt.
Mit der erfindungsggemäßen Vorrichtung ist es aber in gleicher Weise auch möglich, nicht nur zwei, sondern sogar drei verschiedene Werte kinetischer Energie an der Spindel zu erzielen.
Zu diesem Zweck sind die im folgenden beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung besonders von Vorteil:
So erweist es sich als vorteilhaft, wenn das Schwungrad über eine Reihe von Planetenrollen angetrieben wird, die schlupffrei in einem Außenkranz umlaufen, der so eingerichtet ist, daß er nicht nur frei durchdrehen oder durch eine geeignete Einrichtung festgelegt werden kann, sondern auch noch im Umlauf mit dem Schwungrad fest
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zusammengekoppelt werden kann. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist dabei die Einrichtung zum Zusammenspannen von Schwungrad und Außenkranz als eine elektromagnetische Einrichtung ausgeführt. Vorteilhafterweise ist auch die Einrichtung zum Feststellen des Außenkranzes als eine elektromagnetische Einrichtung ausgeführt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Außenkranz rund um die Hauptwelle axial beweglich angeordnet ist und er ein Teil aufweist, das einen Käfig für eine magnetische Einrichtung bildet, die am Schwungrad angebracht ist; dabei ist das Axialspiel des Außenkranzes so ausreichend groß gewählt, daß sich der Käfig dem Schwungrad nähern und sich daran anlegen kann, wenn die genannte Magnetschaltung erregt ist.
In einer anderen Ausführung der Erfindung ist der Außenkranz axial beweglich rund um die Hauptwelle angeordnet und weist ein Teil auf, das einen Käfig für eine magnetische Einrichtung bildet, die am festen Maschinengestell angebracht ist, wobei das Axialspiel des Außenrings so ausreichend bemessen ist, daß der Käfig gegen die magnetische Einrichtung bewegbar bzw. an dieser anlegbar ist, während sie erregt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Außenkranz rund um die Hauptwelle axial beweglich angeordnet ist und an jeder seiner Flanken ein Teil trägt, das jeweils
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einen Käfig bzw. Anker für eine magnetische Einrichtung bildet, die auf der einen Seite am Schwungrad und auf der anderen Seite am festen Maschinengestell angeordnet ist; dabei ist das Axialspiel des Außenkranzes derart hinreichend bemessen, daß, je nachdem, welche Magneteinrichtung erregt ist, der entsprechende Käfig bzw. Anker sich der entsprechenden Einrichtung nähern und sich an sie anlegen kann.
Vorteilhafterweise weist die magnetische Einrichtung, die am Schwungrad angeordnet ist, eine Spule auf, die innerhalb des Schwungrades angeordnet ist und die von einem elektrischen Strom erregt wird, der vom festen Maschinengestell aus über einen Satz von Schleifkontakten auf Stromabnehmerringe übertragen wird, die am Schwungrad angeordnet sind.
Vorteilhafterweise weist die magnetische Einrichtung, die vom Schwungrad getragen wird, eine Spule, die am festen Maschinengestell angeordnet ist, sowie ein Bündel von Übertragungseinrichtungen für magnetische Kraftlinien auf, das seinerseits das Schwungrad bildet und einen Schwungradkern und einen Außenring aus Weicheisen aufweist, die voneinander durch einen Ring aus amagnetischem Material getrennt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert; es zeigen:
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Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Spindel, durch die Antriebsrollen und durch das Schwungrad bzw. die Schwungräder;
Fig. 2 den Schnitt längs der Linie EF in Fig. 1; Fig. 3 den Schnitt längs der Linie ABC in Fig. 2;
Fig. 4 einen Axialschnitt durch die Spindel und durch einen Planetenantrieb des Schwungrades in eingerückter Stellung;
Fig. 5 den Schnitt längs GH in Fig. 4; Fig. 6 ein Detail beim Ablauf einer Planetenrolle;
Fig. 7 ein Detail der Blockiereinrichtung für den Kranz in nicht blockierter Stellung, die dem ausgekuppelten Schwungrad entspricht;
Fig. 8 einen Axialschnitt durch die Spindel mit Planetenantrieb für das Schwungrad, bei dem konische Rollen in Eingriffsposition dargestellt sind;
Fig. 9 den gleichen Planetenantrieb (Fig. 8) ausgekuppelt;
Fig. Io eine weitere Ausführungsform der Erfindung in teilweisem Axialschnitt, bei der'drei verschiedene Werte kinetischer Energie abgegeben werden können,
Fig. 11 eine weitere Ausführungsform des in Fig. Io dargestellten Ausführungsbeispiels in teilweisem Axialschnitt.
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Auf der Spindel 1 (Fig. 1, 2 und 3), die über die Verzahnung 2 angetrieben wird, ist vorzugsweise mit einem Keil eine große Rolle 3 befestigt, die mit einer beträchtlichen Kraft an die kleine Rolle 4 angedrückt wird. Die kleine Rolle 4, die mit der zugehörigen Welle einstückig ausgebildet ist, trägt beiderseits je ein Schwungrad 5 und 6.
Zum Ausrücken der Schwungräder sind die beiden Rollenlager Io und 11 in einer exzentrischen Büchse 13 angebracht (Fig. 1 bis 3), die einen Hebel 14 aufweist, der über einen Nocken 15 betätigbar ist. Wird dieser Nocken 15 in Richtung des Pfeiles (Fig. 2) verdreht, dann wird der Exzenter 13 veranlaßt, sich um die Achse seiner Lagerungen 16 zu schwenken, wobei die Achse 17 der kleinen Rolle und der Schwungräder von der des großen Schwungrades und der Spindel wegklappt, wobei der Eingriff zwischen kleiner Rolle 4 und großer Rolle 3 getrennt wird.
Um einen zu großen Druck der Rolle 3 zu vermeiden, der die Spindel verbiegen und ihre Präzisionslagerung deformieren könnte, sind die Rollenlager 8, 9, Io und 11 in Verbindungsbacken 18 und 19 angeordnet, die direkt die Gegenkraft zwischen Rolle 4 und Rolle 3 aufnehmen. Dies erfordert das Vorsehen einer Befestigungslasche 2o, die schwenkbar an den Teilen 18 und 19 sowie dem Maschinengestell 12 angeordnet ist.
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- Io -
Um ein besseres Kräftegleichgewicht an der Spindel 1 zu erhalten, wurde eine weitere Ausführungsform der Erfindung erarbeitet, die auf dem Prinzip des Planetenantriebs beruht (Fig. 4, 5, 6 und 7). Die Spindel 1 trägt einen Planetenkäfig 21 für die Planetenrollen 22; die mittlere Sonnenrolle 23 ist einstückig mit ihrer rohrförmigen Hohlachse 24 ausgebildet, die ihrerseits das Schwungrad 25 trägt und die sich auf dem Kugellager 26 abstützt. Die Gruppe der Planetenrollen übernimmt hierbei die Aufgabe des zweiten Lagers. Der Außenkranz 27 mit innenliegender Lauffläche kann festgestellt bleiben, wobei der Planetenantrieb seine Aufgabe als Übersetzungsantrieb von der Spindel 1 auf das Schwungrad 25 erfüllt; in gleicher Weise kann der Außenkranz freigegeben sein, um die Kraftübertragung zu unterbrechen: er läuft dann zusammen mit dem Planetenkäfig 21 und den Planetenrollen 22 um, und das Schwungrad bleibt bewegungslos oder wird weiterhin mit der Geschwindigkeit der Spindel durch Reibungseingriff angetrieben.
Um eine hinlängliche Andrückkraft der Planetenrollen 22 auf der Sonnenrolle 23 und auf der inneren Lauffläche des Außenkranzes 27 zu erreichen, ist dieser wie ein Schrumpfring mit Vorspannung aufgezogen, die errechnet oder - besser noch - experimentell bestimmt werden kann. Um jede radial wirkende Reaktionskraft auf die Welle 28 eines Planetenrades zu vermeiden, kann dieses entsprechend Fig. 6 eingerichtet werden. Der Abstand zwischen den beiden Mittelpunkten O' und O" hat die Größenordnung eines
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hundertstel Millimeters bei einer Planetenrolle von 5o mm Durchmesser. Dies ergibt ein leichtes Spiel in Radialrichtung des Planetenmechanismus, der hierdurch in Tangentialrichtung völlig spielfrei ist.
Der Außenkranz 27 mit nach innen gerichteter Lauffläche wird dadurch festgestellt, daß öl unter Druck in den ringförmigen hydraulischen Zylinder 29 unterhalb des Kolbens 3o eingeführt wird. Dieser Kolben 3o schiebt das Ringteil 3oa in Eingriff mit der ringförmigen Klammer 31, sobald die Zugstangen 32, die die Klammer 33 mit dem Zylinder 29 verbinden, auf diese Schubwirkung reagieren, indem sie eine Spannung zwischen den ringförmigen Klammern 31 und 33 und dem Außenkranz 27 hervorrufen. Der im Maschinengestell 35 verkeilte Ring 34 dient als Abstützung. Die Klammern 31 und 33 weisen eine Konizität in der Größenordnung von 2/lo mm auf (2o%); dies verleiht ihnen ein Verhalten wie elastische Scheiben bzw. Ringe und läßt sie sich gemäß Fig. 7 abspreizen, wenn der Öldruck auf den Ringkolben 3o wieder auf Null zurückgeführt ist; der Außenkranz 27 kann sich dann frei drehen. Diese hydraulische Anordnung ist zwar von besonderem Vorteil; es sind jedoch auch Einsatzfälle denkbar, bei denen sie vorteilhafterweise durch eine andere Einrichtung zum Aufbringen einer Andruckkraft ersetzt werden kann, wie beispielsweise durch eine Gewindeeinrichtung; es kann unter gewissen Umständen auch von Vorteil sein, hierbei Federn zu verwenden, die im Ringteil 24 angeordnet sind, um nicht auf die Elastizität bzw. Nachgiebigkeit der Klam-
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mern 31 und 33 zurückgreifen zu müssen, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
Der Planetentrieb mit Zylinderrollen kann auch vorteilhafterweise durch einen Planetentrieb mit konischen Rollen dargestellt werden, wie aus Fig. 8 und 9 hervorgeht. Hier ist der Punkt 4o der gemeinsame Scheitel des Sonnenrads 41, das fest mit der Hohlwelle 42 und dem Schwungrad 43 verbunden ist, des Planetenrades 44 und des Außenkranzes mit innenliegender Lauffläche 45. Bei dieser Anordnung erzeugt das Schrägkugellager 46, das ebenso ein Kegelrollenlager sein könnte, eine ständige axiale Vorspannung derart, daß die konischen Planetenrollen 44 ständig in Berührung mit der Sonnenrolle 41 bleiben. Der Axialzug an den Planetenrollen wird von Axiallagern 47 aufgenommen. Wenn die Planetenrollen auf der inneren Lauffläche des Außenkranzes 45 abrollen, der durch die Federn 55, 56 an der Drehung gehindert ist, dann zwingen die Planetenrollen 44, die über ihre Wellen 48 in Umlauf gesetzt werden, die ihrerseits fest mit dem auf der Spindel 1 angebrachten Planetenkäfig 49 verbunden sind, der Sonnenrolle 41, der zμgehörigen Welle 42 und dem Schwungrad 43 eine schnelle Drehbewegung auf. Dies tritt ein, wenn man den hydraulischen Zylinder 5o unter Druck setzt, bei dem der Kranz 45 den Kolben bildet.
Sobald der hydraulische Druck auf den Kranz 45 nachläßt, schieben die Federn 51 diesen Kranz zurück, dessen innere Lauffläche dann nicht mehr die Planetenrollen 44 berührt. Die Spindel 1
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und der Planetenkranz 49 drehen sich dann um die gemeinsame Achse, die Planetenrollen 44 rollen dann auf der Sonnenrolle 41 ab, die dann zusammen mit ihrer Welle 42 und dem Schwungrad 43 antriebslos ist bzw. feststeht. Zur gleichen Zeit verschieben die Federn 52 den Boden des hydraulischen Zylinders 53 und den Zylinder 5o derart, daß dessen Stirnfläche 54 mit dem Schwungrad 43 in Berührung tritt und es zum Stillstand bringt.
Bei der Ausführungsform, die es gestattet, daß drei verschiedene Werte kinetischer Energie bereitgestellt werden (Fig. lo), kann der äußere Kranz lol des Planetentriebes durch die elektromagnetische Bremse Io2 zum Stillstand gebracht werden. Das Schwungrad Io3 wird nun von den Planetenrollen Io4 angetrieben, die die Sonnenrolle Io5, die mit dem Schwungrad Io3 fest verbunden ist, mit großer Geschwindigkeit umlaufen lassen.
Die Bremse ist mit einer Spule Io6 versehen, die rund um die Hauptachse angeordnet ist, sowie mit einer magnetischen Einrichtung Io7, deren Joch Io8 mit dem Kranz lol fest verbunden ist. Der Kranz lol und das Joch der magnetischen Einrichtung Io7 werden einerseits von den Planetenrollen Io4, andererseits vom Zylinderrollenlager Io9 abgestützt, das eine leichte axiale Bewegung gestattet. Wenn der elektrische Strom in die Spule Io6 eingeleitet wird, dann wird das Joch Io8 an den Ringkern der magnetischen Einrichtung Io7 angezogen. Die Planetenrollen können dann ihre Funktion als Drehzahlübersetzungseinrichtung wahrnehmen.
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Das Trägheits- bzw. Schwungrad Io3 trägt an seiner einen Seite eine elektromagnetische Kupplung Ho, die eine Spule 111 und eine magnetische Einrichtung 112 aufweist, deren Joch 122 mit dem Kranz lol fest verbunden ist, und die symmetrisch zum Joch Io8 angeordnet ist. Diese Kupplung Ho wird von Bürsten 113 und 114 gespeist/ die an Stromabnehmerringen 115 und 116 anstreifen, die ihrerseits den Strom über die Leitungen 117 und 118 übertragen, die in isolierten Kanälen verlaufen, die in den Körper des Schwungrades eingebracht sind. Wenn die elektromagnetische Kupplung Ho unter Strom gesetzt wird, dann wird der Außenkranz lol fest mit dem Schwungrad verbunden, und Kranz lol, Planetenrollen Io2 und Sonnenrolle Io5 wirken gemeinsam wie ein einziger, mit der Geschwindigkeit der Spindel umlaufender Block. Die kinetische Energie dieses gemeinsamen Blocks ist spürbar geringer als die des Schwungrades, das mit hoher Geschwindigkeit umläuft, wenn der Außenkranz lol unbeweglich ist.
Wenn schließlich weder die Bremse noch die Kupplung erregt werden, dann befindet sich das Schwungrad Io3 im Stillstand und lediglich die Planetenrollen Io4 laufen um, wobei sie den Kranz lol langsam im Gegensinn antreiben. Dies ermöglicht es, daß man für jeden Arbeitsvorgang unter den genannten drei Möglichkeiten sich den Wert kinetischer Energie auswählt, der am besten paßt.
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In der in Fig. 11 dargestellten Ausführung hat man die Verwendung der Bürsten 113, 114 und der Schleifkontaktringe 115, 116 vermieden. Die magnetische Einrichtung weist einen Abschnitt
119, der am Maschinengestell befestigt ist, und ein Bündel von Übertragungseinrichtungen auf, das die magnetischen Kraftlinien überträgt und das aus dem Kern des Schwungrades Io3 selbst und aus einem Weicheisenring 12o gebildet ist, der vom Kern Io3
über einen weiteren Ring 121 isoliert ist, der vorteilhafterweise aus amagnetischem Material, wie beispielsweise Bronze
oder Messing besteht. Diese magnetische Einrichtung wirkt mit
dem Joch 122 am Kranz zusammen, wie es auch bei der in Fig. Io dargestellten Vorrichtung der Fall ist.
Ansprüche
6Ö9841/Q72S

Claims (15)

  1. - 16 -
    Ansprüche
    Werkzeugmaschine mit umlaufender Spindel, die ein Schwungrad aufweist, das durch die Spindel-Antriebswelle angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Schwungrad (5; 6) durch Zwischenschaltung zumindest einer Rolle (4) antreibbar ist, die auf wenigstens einer weiteren Rolle (3) abläuft, die ihrerseits auf der Spindel-Antriebswelle (1) angeordnet ist, wobei eine Einrichtung (14, 15) zum wahlweisen Andrücken oder Ausrücken des Antriebs vorgesehen ist, der von aufeinander ablaufenden Rollen (3, 4) gebildet ist.
  2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungrad (5; 6) auf einer Welle (4) angeordnet ist, die eine Rolle (4) aufweist, die auf einer anderen Rolle (3) abläuft, die einstückig mit der Spindel (1) ausgebildet ist, und daß die Welle (4) im Maschinengehäuse auf Lagern (lo, 11) angeordnet ist, die in einer exzentrischen Büchse (13) angebracht sind, die ihrerseits zum wahlweisen gegenseitigen Andrücken oder Ausrücken der Rollen (3, 4) von einem Nocken (15) betätigbar ist.
  3. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Büchse (13) in Verbindungsbacken (18, 19) angebracht ist, die beiderseits der Rollen (3, 4) angeordnet sind, deren Lager (8, 9, Io, 11) umgeben und schwenkbar am Maschinengehäuse (12) bzw. Maschinengestell angelenkt sind.
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  4. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Rolle (23) des Schwungrades (25) eine Anzahl von Planetenrollen (22, 23) in Eingriff stehen, die an der Spindelwelle (1) angeordnet sind und innerhalb eines Außenkranzes (27) umlaufen, wobei eine Einrichtung (29, 3o, 3oa, 31, 32) zum wahlweisen Abbremsen und Feststellen des Außenringes (27) einerseits oder zum Ermöglichen seines freien Umlaufs andererseits vorgesehen ist.
  5. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (23) des Schwungrades'(25), die Planetenrollen (22) und der Außenkranz (27) zueinander parallele Achsen aufweisen, und daß zum Abbremsen eine Schaltkupplungseinrichtung (3o, 3oa) vorgesehen ist, mittels deren der Außenkranz (27) zwischen beweglichen Bügeln (31, 33) feststellbar ist.
  6. 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetensystem konische Rollen (41, 44) aufweist und daß der Außenkranz (45) in Drehrichtung unbewegbar, jedoch parallel zur Spindelachse zwischen einer Eingriffsstellung aufgrund der Berührung mit den Planetenrollen (44) und einer Ausrückstellung hin- und herbeweglich ist.
  7. 7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bremsen und Freigeben eine mit hydraulischem Druck wirkende Einrichtung ist.
    609841/0726
  8. 8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkranz (lol) beim Umlauf mit dem Schwungrad (Io3) fest verbindbar ist.
  9. 9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum festen Verbinden von Schwungrad (Io3) und Außenkranz (lol) eine elektromagnetische Einrichtung (112) vorgesehen ist.
  10. 10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Feststellen des Außenkranzes eine elektromagnetische Einrichtung (Io7) ist.
  11. 11. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 oder 8 bis
    10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkranz (lol) rund um die Hauptwelle axial beweglich angeordnet ist und ein Teil (122) aufweist, das einen Käfig für eine magnetische Einrichtung (112) bildet, die am Schwungrad (Io3) angebracht ist, wobei das Axialspiel des Außenkranzes (lol) hinlänglich groß ist, um es dem Käfig (122) zu ermöglichen, sich gegen das Schwungrad (Io3) zu bewegen und sich anzulegen, wenn der magnetische Kraftfluß erregt ist.
  12. 12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 oder 8 bis
    11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkranz (lol) rund um die Hauptwelle axial beweglich angeordnet ist und ein Teil (Io8) aufweist, das einen Käfig für eine magnetische Einrichtung (Io7)
    609S41/0726
    bildet, die am festen Maschinengestell angeordnet ist, wobei das Axialspiel des Außenkranzes (lol) hinlänglich bemessen ist, daß der Käfig (I08) gegen die magnetische Einrichtung (Io7) bewegbar und zur Anlage bringbar ist, während der magnetische Kraftfluß erregt ist.
  13. 13. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 und 8 bis
    12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkranz (lol) rund um die Hauptwelle axial beweglich angeordnet ist und auf jeder seiner Seiten ein Teil (Io8; 122) aufweist, das einen Käfig für eine magnetische Einrichtung (Io7; 112) bildet, die auf der einen Seite am Schwungrad (Io3) bzw. auf der anderen Seite am festen Maschinengestell angeordnet ist, wobei das Axialspiel des Außenkranzes (lol) hinlänglich bemessen ist, daß der eine oder der andere der Käfige (Io8; 122) gegen die entsprechende magnetische Einrichtung (Io7; 112) bewegbar und dort anlegbar ist, solange diese erregt ist.
  14. 14. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 und 8 bis
    13, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung (112), die am Schwungrad (Io3) angebracht ist, eine Spule (111) aufweist, die im Schwungrad (Io3) angeordnet ist und die von einem elektrischen Strom speisbar ist, der vom festen Maschinengestell mittels eines Schleifkontakt-Satzes (113, 114) übertragen wird, der an Ringen (115, 116) schleift, die am Schwungrad (Io3) angeordnet sind.
    60984 1/07 26
    2611793
  15. 15. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 und 8 bis
    14, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung am Schwungrad (Io3) eine Spule aufweist, die am festen Maschinengestell angeordnet ist, sowie ein Bündel von Übertragungseinrichtungen für die magnetischen Kraftlinien, das seinerseits
    das Schwungrad (Io3) bildet und einen Schwungradkern und einen Außenring (12o) aus Weicheisen aufweist, die beide durch einen Ring (121) aus nicht-magnetischem Material getrennt sind.
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