(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. B23B 5/32 ( ) B23Q 5/14 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2010/38 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2009/35 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2011/03 (73) Uprawniony z patentu: Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG, Erkelenz, DE PL/EP T3 (72) Twórca(y) wynalazku: HANS J. NAUMANN, Chemnitz, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Ewa Balińska POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH SP. Z O.O. ul. Bluszczańska Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 1 83P27130PL00 EP B1 Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych Wynalazek dotyczy portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych pojazdów szynowych zgodnie z częścią nieznamienną zastrzeżenia 1. Taka maszyna znana jest na przykład z US A. Ze starego prospektu firmowego podmiotu zgłaszającego znana jest portalowa tokarka do zestawów kołowych, typ 165". Jest to w pełni automatyczna, wysokowydajna tokarka o konstrukcji portalowej. Znana portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych nadaje się do obróbki profili kołowych używanych, posiadających nowe ogumienie, nowo zamontowanych oraz nowych zestawów kołowych; wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie czołowe zestawów kołowych również" mogą być poddawane obróbce. Znana portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych jest przeznaczona do wszystkich rodzajów zestawów kołowych lokomotyw, wagonów silnikowych, wagonów osobowych oraz wagonów towarowych. Nie stanowią przeszkody znajdujące się na zestawie kołowym obudowa łożysk rolkowych, koła zębate, przekładnia, tarcze hamulcowe, ani puste w środku wałki drążone. Wspornik portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych tworzy rodzaj bramy nad torem warsztatowym (w postaci przerzucanego pomostu). Obydwa wrzecienniki są przesuwne w poprzecznym kierunku w stosunku do toru warsztatowego. Na każdym wrzecienniku zamontowany jest napęd główny z silnikiem i przekładnią. Przestrzeń między obydwoma wrzeciennikami jest całkowicie wolna (pusta). Zestawy kołowe mogą zostać wtoczone bez przeszkód do portalowej

3 2 tokarki do obróbki zestawów kołowych i ponownie z niej wytoczone na zewnątrz. Każde z wrzecion głównych jest wspierane osiowo przez osiowe łożysko rolkowe o dużej średnicy, które przylega bezpośrednio do wieńca zębatego tarczy tokarskiej. Duże łożysko osiowe przekazuje występujące siły osiowe bezpośrednio na obudowę wrzeciennika. Łożysko osiowe ma średnicę 1100 mm. Każda z dwóch tarcz tokarskich jest napędzana przez jeden silnik; obydwa silniki są elektrycznie synchronizowane. System zabierający dla zestawu kołowego jest ustawiony tak, że mimo wielokrotnego mocowania na różnych zestawach kołowych podczas jednego etapu obróbki na zestawie kołowym zauważa się tylko minimalne karby lub nacięcia od uchwytu albo odkształcenia opon na kołach. Aby można było poddawać obróbce różne, wymienione na początku zestawy kołowe w sposób ekonomiczny, przewidziane jest automatyczne przestawianie średnicy układu mocowania systemów zabierających. Do wyboru są trzy różne systemy zabierające: 4-szczękowy osiowy system zabierający lub 3- szczękowy zabierający system promieniowy albo 3-szczękowy zabierający system promieniowo-osiowy. Precyzyjne, automatyczne centrowanie zestawów kołowych w celu zamocowania między tulejami wrzecionowymi (kłami) wrzecion głównych na zestawach kołowych o różnej masie jest osiągane dzięki elektronicznej synchronizacji środków zestawów kołowych ze środkiem maszyny. Wbudowany w suporcie maszyny przycisk gwarantuje bezproblemowe zatrzymanie podnoszenia zestawu kołowego o każdej średnicy; obrzeże (zakończenie obrzeża) koła stanowi przy tym punkt odniesienia do centrowania. Do podnoszenia oraz do centrowania zestawu kołowego służy dźwignik lub

4 3 podnośnik do zestawów kołowych, który jest umieszczony między wrzeciennikami na torze warsztatowym. Uruchamiany hydraulicznie podnośnik lub dźwignik do zestawów kołowych jest automatycznie opuszczany podczas obróbki zestawu kołowego. Zapewnione dzięki temu usuwanie wiórów z dużej powierzchni to podstawowy warunek w pełni zautomatyzowanej" eksploatacji maszyny. Oto zalety znanej i sprawdzonej portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych typu 165 CNC. Wynika z tego postawienie nowego zadania przed niniejszym wynalazkiem, polegającego na stworzeniu lepszego i tańszego napędu wrzecion głównych. Jednocześnie mają zostać obniżone koszty konserwacji maszyny, powstające w trakcie jej eksploatacj i. To zadanie, stanowiące cel wynalazku jest rozwiązane poprzez cechy znamienne według zastrzeżenia 1. Wynalazek polega na tym, że pierwszy stopień przekładni odboczkowej jest ukształtowany jako napęd pasowy, drugi stopień jako przekładnia planetarna, a trzeci stopień jako przekładnia zębata czołowa. Wszystkie trzy rodzaje przekładni są powszechnie i często stosowanymi w maszynach elementami w korzystnej cenie rynkowej. Wykonanie pierwszego stopnia przekładni jako napędu pasowego ma tę dodatkową zaletę, że otrzymuje się "miękki" napęd tarczy tokarskiej. Taki "miękki" napęd obrabiarki chroni narzędzia skrawające i przedłuża okres ich eksploatacji. Szczególnie korzystne jest, gdy poszczególne stopnie przekładni posiadają parametry przełożenia wymienione w zastrzeżeniach patentowych 3 do 5. W efekcie uzyskuje się całkowity stosunek przełożenia wszystkich stopni

5 4 przekładni łącznie wynoszący między 20 do 1 a 160 do 1, korzystnie 60,51 do 1. Portalowe tokarki do obróbki zestawów kołowych typu 165 są wyposażone w suport bliźniaczy lub podwójny. Tego rodzaju suport bliźniaczy ogranicza poszczególne suporty narzędziowe do obróbki profili tarcz kołowych. W odnośnym przypadku przebudowano również bramę/portal portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych w ten sposób, że dwa niezależne od siebie suporty narzędziowe zamontowano przesuwnie wzdłużnie i poprzecznie na portalu. Te sterowane niezależnie od siebie suporty narzędziowe umożliwiają zarówno reprofilację tj. obróbkę profili tarcz kołowych, jak i reprofilację tj. obróbkę profili tarcz hamulcowych, które znajdują się między tarczami kołowymi na wale zestawu kołowego. Jako kolejne ulepszenie znanej portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych przewiduje się zastosowanie silników elektrycznych do napędu wrzecion głównych, których liczbę obrotów można zmieniać w zakresie od 750 obrotów na minutę do 4500 obrotów na minutę. Poza tym portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych ma budowę modułową. Oprócz dwóch obudów wrzecienników, z których każda występuje w wersji prawostronnej i lewostronnej (prawej i lewej), łożyska wrzecion głównych, tarcze tokarskie, urządzenie centrujące i napędy są identyczne. Ponieważ elementy są identyczne, te wymienione elementy mogą być zamienne ze sobą. Taka jednakowa budowa jest korzystna ze względu na koszty produkcji. Wreszcie wrzecienniki, oprócz tego, że nadają się do portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych, mogą być stosowane także w tokarkach z płaskim łożem do obróbki

6 5 zestawów kołowych. W zasadzie tokarki z płaskim łożem do obróbki zestawów kołowych są skonstruowane podobnie, jak portalowe tokarki do obróbki zestawów kołowych, ale w przeciwieństwie do nich, z uwagi na niskie łoże maszyny, zestaw kołowy jest podnoszony i wkładany do tokarki za pomocą dźwigu lub wtaczany po przesuwanym wzdłużnie torze, który podczas obróbki jest z powrotem wysuwany. W dalszej części następuje dokładny opis wynalazku w przykładzie wykonania. Kolejne rysunki pokazują w widoku perspektywicznym, w zmniejszonej skali i w uproszczeniu: - fig. 1 widok ogólny portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych, - fig. 2 wrzeciennik prawostronny i - fig. 3 schemat przekładni napędu wrzecion głównych portalowej tokarki do obróbki zestawów kołowych. Portalowa tokarka 1 do obróbki zestawów kołowych posiada wspornik 2 maszyny, który tworzy rodzaj bramy nad torem warsztatowym 45 w postaci przerzuconego pomostu. Wspornik 2 maszyny składa się z belki poprzecznej 3, opartej po obu stronach toru warsztatowego 45 na podporach 4 i 5. Podpory 4 i 5 są ze sobą połączone podciągiem (nie pokazanym). Na portalowej tokarce 1 do obróbki zestawów kołowych znajduje się zestaw kołowy 6, zawierający dwie tarcze kołowe 7 i 8 oraz dwie tarcze hamulcowe 9 i 10. Na czopach osiowych 11 i 12 zamocowany jest i wycentrowany na portalowej tokarce 1 do obróbki zestawów kołowych zestaw kołowy 6. Mocowanie i centrowanie zestawu kołowego 6 na czopach osiowych 11 i 12 odbywa się za pomocą tulei wrzecionowych 13, widocznych przy lewym wrzecienniku 14 portalowej tokarki 1 do obróbki zestawów kołowych. Tuleja

7 6 wrzecionowa odpowiadająca tulei wrzecionowej 13 znajduje się na prawym wrzecienniku 15 portalowej tokarki 1 do obróbki zestawów kołowych. Wtaczanie zestawu kołowego 6 i podnoszenie do mocowania między tulejami wrzecionowymi 13 odbywa się za pomocą podnośnika lub dźwignika do zestawów kołowych 46 w znany sposób. W przypadku pokazanego na fig. 2 prawego wrzeciennika 15 można zauważyć silnik napędowy 16, osadzony na prawym wrzecienniku 15. Liczby obrotów silników 16 i 17 obu wrzecienników 14 i 15 można ze sobą zsynchronizować i są one regulowane w zakresie od 750 obrotów na minutę do 4500 obrotów na minutę. Wokół napędzającego zębnika 18 silnika 16 owinięty jest kilkukrotnie pasek klinowy napędu 19, który działa na koło pasowe 20. Lewy wrzeciennik 14 również posiada elementy obrabiarki 21 i 22, odpowiadające elementom 18 i 20. Dla uproszczenia nie przedstawiono napędu paska klinowego między obydwoma kołami pasowymi 21 i 22 lewego wrzeciennika 14. Silniki napędowe 16 i 17 z zębnikami 18 i 21, paskiem klinowym napędu 19 oraz koła pasowe 20 i 22 tworzą pierwszy stopień przekładni napędu obu głównych wrzecion 23 wrzecienników 14 i 15. Obydwa wrzeciona główne 23 obu wrzecienników 14 i 15 są identyczne, dlatego fig. 3 ogranicza się do przedstawienia tylko wrzeciona głównego 23 prawego wrzeciennika 15. Wrzeciono główne 23 na swoim przednim końcu, zwróconym w stronę zestawu kołowego 6, ma tarczę tokarską 24. Taka sama tarcza tokarska 25 należy również do lewego wrzeciennika 14. Tarcze tokarskie 24 i 25 wyposażone są w kolejne urządzenia (elementy) (niepokazane), służące do obrotowego uchwycenia zestawu kołowego 6 za obie tarcze kołowe 7 i 8, i są już znane na podstawie stanu techniki. Tarcza tokarska 24 osadzona jest w obudowie 26 prawego wrzeciennika 15 najpierw w łożysku osiowym 27,

8 7 charakteryzującym się znacznie mniejszą średnicą niż łożyska osiowe, znane na podstawie obecnego stanu techniki. Kolejne podpory wrzeciona głównego 23 składają się z przedniego łożyska promieniowego 28 i tylnego łożyska promieniowego (niepokazanego) na tylnym końcu 29 obudowy 26 wrzeciennika. Koło pasowe 20 tworzy wejście przekładni planetarnej 30, której wyjście tworzy zębnik 31 z uzębieniem koła czołowego. Zębnik 31 z uzębieniem koła czołowego zazębia się z kołem zębatym walcowym 32, zamontowanym w sposób zabezpieczony przed przekręcaniem na wrzecionie głównym 23. Przełożenie i 1 między zębnikiem silnika 18 a kołem pasowym 20 wynosi 2,8 do 1, przełożenie i 2 w przekładni planetarnej 30 wynosi 6,14 do 1, a przełożenie i 3 między obydwoma kołami zębatymi walcowymi (czołowymi) 31 i 32 wynosi 3,52 do 1, w wyniku czego przełożenie łączne i 4 między silnikiem napędowym 16 a wrzecionem głównym 23 wyrażone wartością i 4 wynosi i 4 = 60, 51 do 1. Kolejne silniki 33 na podporach 4 i 5 z przynależnym napędem pasowym 34 i kołem pasowym 35 przewidziane są do ustawiania obu wrzecienników 14 i 15 w kierunku osiowym 36. W prowadnicach poziomych 37 i 38 belki poprzecznej 3 prowadzone są dwa suporty narzędziowe 39 i 40. Suporty narzędziowe 39 i 40 utrzymują narzędzia obróbkowe 41 i 42, za pomocą których może być wykonywane profilowanie tarcz hamulcowych 9 i 10. Do profilowania obrysu tarcz kołowych 7 i 8 przewidziane są dalsze narzędzia tokarskie 47 i 48, zaznaczone na suportach narzędzi 39 i 40. Ponadto za pomocą narzędzi 47 i 48 możliwa jest poprzez toczenie obróbka tarcz kołowych 7 i 8 również po ich zewnętrznej stronie 43 oraz po wewnętrznej stronie 44 od strony

9 8 czołowej. Cała obróbka profili obrysu tarcz kołowych 7 i 8, tarcz hamulcowych 9 i 10, stron zewnętrznych 43 i stron wewnętrznych 44 zestawu kołowego 6 za pomocą narzędzi obróbkowych (obrabiarek) 41 i 42 oraz 47 i 48 to obróbka skrawaniem. Wykaz oznaczeń odsyłających 1 Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych 2 Wspornik maszyny 3 Belka poprzeczna 4 Podpora 5 Podpora 6 Zestaw kołowy 7 Tarcza kołowa 8 Tarcza kołowa 9 Tarcza hamulcowa 10 Tarcza hamulcowa 11 Czop osiowy 12 Czop osiowy 13 Tuleja wrzecionowa 14 Lewy wrzeciennik 15 Prawy wrzeciennik 16 Silnik napędowy 17 Silnik napędowy 18 Zębnik napędu 19 Pasek klinowy napędu 20 Koło pasowe 21 Zębnik napędu 22 Koło pasowe 23 Wrzeciono główne 24 Prawa tarcza tokarska 25 Lewa tarcza tokarska 26 Obudowa wrzeciona 27 Łożysko osiowe

10 9 28 Łożysko promieniowe 29 Tylny koniec 30 Przekładnia planetarna 31 Zębnik z uzębieniem koła zębatego czołowego 32 Silnik 33 Silnik 34 Napęd pasowy 35 Koło pasowe 36 Kierunek osiowy 37 Prowadnica pozioma 38 Prowadnice poziome 39 Suport narzędziowy 40 Suport narzędziowy 41 Narzędzie do obróbki (obróbkowe) 42 Narzędzie do obróbki (obróbkowe) 43 Zewnętrzna strona zestawu kołowego 44 Wewnętrzna strona zestawu kołowego 45 Tor warsztatowy 46 Podnośnik (dźwignik) zestawu kołowego 47 Narzędzie tokarskie 48 Narzędzie tokarskie Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG Pełnomocnik:

11 10 83P27130PL00 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych pojazdów szynowych ze wspornikiem maszyny tworzącym bramę nad torem warsztatowym w postaci przerzuconego pomostu, wyposażonym po obu stronach toru warsztatowego we wrzeciennik z wrzecionem głównym i napędem wrzeciona głównego, z elektrycznie synchronizowanym silnikiem i przekładnią, przy czym wrzeciono główne posiada tarczę tokarską, znamienna tym, że przekładnia (16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 30,31) napędu wrzeciona głównego (23) wrzeciennika (14, 15) wykonana jest jako kilkustopniowa przekładnia odboczkowa (19, 30, 31, 32), która posiada napęd pasowy (18, 19, 20), przekładnię planetarną (20, 30, 31) oraz przekładnię zębatą czołową (31, 32) oraz wprowadza ruch obrotowy wrzeciona głównego (23) na końcu (29) wrzeciona głównego (23) odwróconym od tarczy tokarskiej (24, 25). 2. Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych według zastrz. 1, znamienna tym, że przełożenie i 1 napędu pasowego (18, 19, 20) wynosi między 2:1 a 4:1, korzystnie wynosi i 1 = 2,8:1. 3. Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych według zastrz. 1, znamienna tym, że przełożenie i 2 przekładni planetarnej (20, 30, 31) wynosi między 5:1 a 8:1, korzystnie wynosi i 2 = 6,14:1. 4. Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych według zastrz. 1, znamienna tym, że przełożenie i 3 przekładni

12 11 zębatej czołowej (31, 32) wynosi między 2:1 a 5:1, korzystnie wynosi i 3 = 3,52:1. 5. Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych według zastrz. 2 do 4, znamienna tym, że łączne przełożenie i 4 wszystkich stopni przekładni (19, 30, 31, 32) wynosi między 20:1 a 160:1, korzystnie wynosi i 4 = 60,51:1. 6. Portalowa tokarka do obróbki zestawów kołowych według zastrz. 1, znamienna tym, że liczba obrotów silnika (16, 17) napędu wrzeciona głównego (23) jest regulowana w zakresie od n znam = 1500 m -1 do n = maks 4500 min -1. Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG Pełnomocnik:

13

14

15