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WO9314902A2

Spindle drive device for machine tools

Abstract

A spindle drive device for machine tools, comprising a motor shaft for holding a workpiece, and a spindle drive motor and an engageable planetary gear provided between the spindle drive motor and the motor shaft, for a differentially geared spindle drive. The planetary gear which consists of at least three elements, namely a sun gear, a planetary gear carrier having a sun gear and a ring gear, has an input gear element connected to rotate with the motor. drive, as well as an output gear element in driving relation with the drive shaft. In order to improve the rolling properties of the motor shaft, the motor of drive comprises a hollow shaft-shaped rotor, surrounding the motor shaft and located coaxially with respect thereto. The planetary gears are arranged all around the axis of the motor shaft. The rotor is rotatably connected to an input gear element of the sun gear and its output gear member is also rotatably connected to the drive shaft.

WO9314902A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 8

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21 claims: 13 independent, 8 dependent

  1. 1
    A N S P R U C H E 1. Spindelantriebseinrichtung für Werkzeugmaschinen, mit einer Arbeitsspindel zum Halten eines zu bearbeitenden Werkstücks, einem Spindelantriebsmotor und einem zwi¬ schen diesem und der Arbeitsspindel vorgesehenen schalt¬ baren Planetengetriebe für einen Spindelantrieb mit un¬ terschiedlichen Getriebeübersetzungen, wobei das wenig¬ stens drei Getriebeelemente, nämlich ein Sonnenrad, ei¬ nen Planetenradträger mit einem Planetenradsatz und ein Hohlrad, aufweisende Planetengetriebe ein mit dem An¬ triebsmotor drehfest verbundenes Eintriebsgetrie¬ beelement sowie ein mit der Arbeitsspindel in Antriebs¬ verbindung stehendes Abtriebsgetriebeelement besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (16) einen zur Arbeitsspindel (12;12';12") koaxialen, letztere umfassenden, hohlwellenartigen Rotor (20;20';20") auf¬ weist und die Planetenräder (30;30';30") um die Ar¬ beitsspindelachse (12a;12a';12a") herum angeordnet sind und daß der Rotor drehfest mit dem Eintriebsgetrie¬ beelement (28;28';42") des Planetengetriebes und des¬ sen Abtriebsgetriebeelement (32;42';32") drehfest mit der Arbeitsspindel verbunden ist.
  2. 2
    Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im schnellen Gang des Planetengetriebes dessen Planeten¬ räder (30;30';30") gegenüber dem Planetenradträ¬ ger (32;32';32") unverdrehbar gehalten sind und das Eintriebsgetriebeelement (28;28';42") drehfest mit dem Abtriebsgetriebeelement (32;42';32") verbunden ist.
  3. 3
    Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß zum Schalten des Planetengetriebes dessen zwi¬ schen Eintriebs- und Abtriebsgetriebeelement (28;28';42" bzw. 32;42';32") liegendes mittleres Getriebeele¬ ment (42;32';28") in Richtung der Spindelachse (12a;12a';12a") zwischen einer ersten, dem langsamen Gang und einer zweiten, dem schnellen Gang zugeordneten Schaltstellung verschiebbar sowie in seiner ersten Schaltstellung unverdrehbar gehalten und in seiner zwei¬ ten Schaltstellung frei drehbar ist sowie Eintriebs- und Abtriebsgetriebeelement drehfest miteinander verbindet.
  4. 4
    Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Getriebeelement (42;32';28") in seiner ersten Schaltstellung drehfest mit einem Getriebegehäu¬ se (14;14';14") verbunden ist.
  5. 5
    Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Getriebeelement (42;32';28") in eine dritte Schaltstellung schiebbar ist, in der es sowohl mit dem Getriebegehäuse (14;14';14"), als auch mit wenigstens einem der beiden anderen Getriebeelemente (28 bzw. 32;28' bzw. 42';42" bzw. 32") drehfest verbunden ist.
  6. 6
    Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß am mittleren Getrie¬ beelement (42) und an einem der anderen Getriebeelemen¬ te (32 bzw. 28) Rastmittel (70a, 70b) zum Halten des mittleren Getriebeelements wenigstens in seiner zweiten Schaltstellung vorgesehen sind.
  7. 7
    Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 6, gekennzeichnet durch einen am Getriebegehäu¬ se (14;14';14") in Richtung der Spindelachse (12a;12a';12a") zwischen einer ersten und einer zweiten Schaltstellung verschiebbar gehaltenen Schieber (56;56';56"), welcher in Richtung der Spindelachse über einen ersten Mitnehmer (64;64';64") mit dem mittleren Getriebeelement (42;32';28") gekoppelt ist.
  8. 8
    Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenge¬ triebe zu wenigstens einem seiner drei Getriebeelemen¬ te (28, 42, 32;28', 32', 42';42", 28", 32") ein äqui¬ valentes viertes Getriebeelement (50;32a';28a") be¬ sitzt und daß eine Stellvorrichtung (56;56';56") vor¬ gesehen ist, um im langsamen Gang des Planetengetriebes zur Beseitigung eines Spiels des letzteren die beiden einander äquivalenten Getriebeelemente (42, 50;32', 32a';28", 28a") gegeneinander zu verdrehen.
  9. 9
    Einrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Schieber (56;56';56") in seiner er¬ sten Schaltstellung in Umfangsrichtung verstellbar und über einen zweiten Mitnehmer (66;66';66") mit dem vierten Getriebeelement (50;32a';28a") gekoppelt ist.
  10. 10
    Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Stellvorrichtung (62a, 62b) zum Verstellen des sich in seiner ersten Schaltstellung befindlichen Schiebers (56) aus einer mittleren Position heraus wahlweise in der einen oder anderen Umfangsrichtung.
  11. 11
    Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 - 10, gekennzeichnet durch eine Stellvorrichtung (60a, 60b) zum gesteuerten Verschieben des Schiebers (56) in Richtung der Spindelachse (12a) .
  12. 12
    Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Stellvorrichtung (62a, 62b bzw. 60a, 60b) zwei Stellelemente aufweist, welche an einander gegenüberliegenden Bereichen des Schiebers (56) an¬ greifen.
  13. 13
    Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (42) das mittlere Getriebeelement bildet.
  14. 14
    Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnen¬ rad (28) das Eintriebsgetriebeelement bildet.
  15. 15
    Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Hohlrad (42) in seiner zweiten Schaltstellung keine Berührung mit dem Getriebegehäu¬ se (14) hat.
  16. 16
    Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebe einen zweiten Planetenradsatz (30a;30a';30a") aufweist, dessen Planetenräder zur Spielbe¬ seitigung gegenüber den Planetenrädern (30;30';30") des anderen Planetenradsatzes verstellbar sind.
  17. 17
    Einrichtung nach den Ansprüchen 13, 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites, um die Spindelach¬ se (12a) verdrehbares Hohlrad (50) vorgesehen ist, mit dem die zweiten Planetenräder (30a) kämmen.
  18. 18
    Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlräder (42, 50) gemeinsam in Richtung der Spindelachse (12a) verschiebbar sind und daß in der zweiten Schaltstellung die zweiten Planetenräder (30a) und das zweite Hohlrad (50) außer Eingriff sind.
  19. 19
    Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenrä¬ der (30;30';30") in gleichen Winkelabständen vonein¬ ander um die Arbeitsspindelachse (12a;12a';12a") herum angeordnet sind.
  20. 20
    Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenrä¬ der (30a;30a';30a") des zweiten Planetenradsatzes in gleichen Winkelabständen voneinander um die Arbeits- spindelachse (12a;12a';12a") herum angeordnet sind.
  21. 21
    Verwendung einer Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche bei einer Drehmaschine mit zwei einander gegenüberliegenden, koaxialen Arbeitsspin¬ deln, von denen mindestens eine in Spindelachsrichtung verschiebbar ist, für einen Antrieb der verschiebbaren Arbeitsspindel.
Independent claims21