Schaltvorrichtung für aus einer Klauenkupplung und einer Lamellenkupplung bestehende Doppelkupplungen zum Einschalten von zwei verschiedenen Geschwindigkeiten bei Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen. Vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für aus einer Klauenkupp lung und einer Lamellenkupplung bestehende Doppelkupplungen zum Einschalten von zwei verschiedenen Geschwindigkeiten bei Werk zeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen, wobei die Klauenkupplung der niedrigeren Tourenzahl zugeordnet ist. Die Erfindung bezweckt eine solche Ausbildung der Schalt vorrichtung, dass ein möglichst stossfreies Einkuppeln der Klauenkupplung erzielt wird, so dass eine Beschädigung der Kupp lungsklauen vermieden wird.
Die Erfindung besteht darin, dass das gemeinsame Schalt organ für die beiden Kupplungen unter der Wirkung einer Feder mit Vorspannung steht, die bei Betätigung des Betätigungs- organes zwecks Einschaltung der Lamellen kupplung zusammengedrückt wird und mit einem Dämpfer zusammenwirkt, welcher dazu dient, beim Umschalten der Doppel kupplung derart, dass die Lamellenkupplung aus- und die Klauenkupplung eingeschaltet wird, eine Verzögerung der Einschaltung der Klauenkupplung herbeizuführen, wobei der Dämpfer einen mit einer Dämpfungsflüssig keit, beispielsweise mit Öl, gefüllten Zylin der und einen in demselben verschiebbaren Kolben aufweist,
welcher Kolben eine Über- strömbohrung zum langsamen Überströmen des Zylinderinhaltes von einer Zylinderseite zur andern Zylinderseite besitzt. Um aber ein rasches Auskuppeln der eingeschalteten Lamellenkupplung und ein sicheres Einkup peln der einzuschaltenden KlauenkupplLmg zu erzielen, erfolgt die Ausbildung zweck mässig derart, dass der Dämpfer nur über einen mittleren Teil des gesamten, beim er wähnten Umschalten ausgeführten Schalt weges bei ausgeschalteten Kupplungen wirkt, wobei Dämpfer und Feder eine Dreistufigkeit des Schaltvorganges beim erwähnten Um schalter bewirken, derart,
dass der eiste das Ausschalten der Lamellenkupplung bewir kende Schaltweg und der letzte das Einschal ten der Klauenkupplung bewirkende Schalt weg mit voller Geschwindigkeit zurückgelegt werden, während der mittlere Schaltweg langsamer zurückgelegt wird. Dabei kann die Ausführung derart sein, dass die Kupp lungshälften der einzuschaltenden Klauen kupplung bei eingeschalteter Lamellenkupp lung sich in einer Entfernung voneinander befinden, die etwas grösser ist als die Summe der zwei ersten Schaltwege.
Vorteilhaft kann der Kolben eine zusätzliche Bohrung grossen Querschnittes besitzen, welche Bohrung erst nach einem Teil der Relativbewegung des Kolbens in bezug auf den Zylinder freige geben wird, wobei diese Relativbewegung erst nach Ablauf eines Teils der gesamten Schaltbewegung beginnt. Dabei kann die Bohrung grossen Querschnittes bis in die Kol benstange reichen und dort rechtwinklig ab gebogen sein und nach aussen münden. Es ist dabei möglich, dass die Kolbenstange derart unter Federwirkung steht, dass der Kolben so lange in einer Grenzstellung gehalten wird, bis die Kolbenstange durch. einen An schlag zu einer Relativbewegung in bezug auf den Zylinder gezwungen wird.
Schliess lich kann über die ganze Zylinderlänge eine Umführungsleitung mit selbsttätigem Ab schlussorgan, zweckmässig einem Kugelrück schlagventil, vorgesehen sein.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt in zwei Stellungen veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt das Beispiel in einer Zwi schenlage bei ausgerückter Lamellen- und Klauenkupplung; Fig. 2 stellt die Lage der Einzelteile der Vorrichtung bei eingerückter Lamellenkupp lung dar.
Die Antriebswelle 1, die mit hoher Tou renzahl umläuft, trägt die eine Hälfte einer Lamellenkupplung x. deren zweite Hälfte auf der zum Arbeitstisch führenden Welle 2 sitzt. Auf dieser Welle 2 sitzt weiter lose eine Antriebsscheibe 3, die eine Tourenzahl entsprechend dem Arbeitsvorschub aufweist. Diese Antriebsscheibe 3 trägt die eine Hälfte y'' einer Klauenkupplung y, deren zweite Hälfte y' längsverschiebbar auf der Welle 2 aufgekeilt ist. Der Teil y' kann über einen zweiarmigen Hebel 4 den Anpressdruck auf die Lamellenkupplung x ausüben.
In den Teil y' greift ein für beide Kupp lungen gemeinsames Schaltorgan 5 ein, das mit einer Schaltwelle 6 in fester Verbindung steht, also mit derselben auf Bewegung ge kuppelt ist. Die Welle 6 ist in Lagern 7, 8 längsverschiebbar und wird in üblicher Weise über einen ein Betätigungsorgan bildenden Schalthebel 9 betätigt, der mit einem zahn radartig ausgebildeten Teil 9' in eine zahn stangenartige Ausbildung 6' der Welle ein greift.
Zwischen dem Lager 8 und dem Hebel 5 ist auf der Welle 6 unter Vorspan nung eine Schraubenfeder 10 aufgeschoben, welche die über das Schaltorgan 5 längsver schiebbare Hälfte y1 der Klauenkupplung in Eingriff mit der unverschiebbaren Hälfte y dieser Kupplung hält, wenn man den Hebel 9 nicht betätigt. Dieser Lage bei eingeschal teter Klauenkupplung y, die in der Zeich nung nicht dargestellt ist, entspricht die in Fig. 1 strichpunktiert dargestellte Lage des Schalthebels 9.
Mit dem Schaltorgan ist ein Dämpfer z in Verbindung. Dieser besteht aus einem mit die Dämpfungsflüssigkeit bildende Öl ge füllten Zylinder 11, der mit dem Schaltorgan 5 ein Ganzes bildet. In diesem Zylinder 11 ist ein Kolben 12 mit Kolbenstange 13 be weglich gelagert. Der aus dem Zylinder 11 herausragende Teil der Kolbenstange 13 trägt eine Schraubenfeder 14, die sieh einerseits gegen die Aussenseite des Zylinders 11, an derseits gegen einen Kopf 13' der Kolben stange 13 abstützt, daher den Kolben 12 in die linke Grenzstellung bis knapp vor den Zylinderboden drückt, wenn die Kolbenstange nicht am Anschlag 15 anliegt.
Der Anschlag befindet sieh in einem Abstand in von dem Kolbenstangenkopf 13' und ist von einem Teil des Lagerkörpers 7 gebildet.
Der Kolben 12 trägt eine bis in die Kol benstange 13 reichende und dort selbst in der Entfernung n vom Zylinderboden rechtwink lig abgebogene und nach aussen mündende Bohrung 16 grösseren Durchmessers und eine dünne, nur den Kolben durchsetzende Über- strömbohrung 16' kleineren Durchmessers. In den Zylinder 11 ist ein Deckel 17 ein gesetzt, der eine rechteckig gebogene Boh rung 18 besitzt, in der ein Kugelrückschlag ventil 18' eingebaut ist. Die Bohrung 18 mündet in einen im Zylinder 11 längs ver laufenden offenen Behälter 19, der am zwei ten, linken Zylinderende wiederum durch eine Bohrung 20 mit dem Zylinderinnern in Ver bindung steht.
Es ist also über die ganze Zylinderlänge eine Umführungsleitung 18, 19; 20 vorhanden.
Die Wirkungsweise der Schaltvorrich tung ist folgende: Wird der Schalthebel 9 aus der strich punktierten Lage gemäss Fig. 1 von Hand nach links gedrückt (entgegen dem Uhr zeigersinne in Stellung gemäss Fig. 2), so wird die Welle 6 nach rechts verschoben, damit auch bei gleichzeitiger Zusammenpressung der Feder 10 das Schaltorgan 5, welches den Teil y' mitnimmt, der über den Doppelhebel 4 die Lamellenkupplung x einrückt, so dass die Welle 2 mit der hohen Tourenzahl ent sprechend der Welle 1 so lange umläuft, als der Schalthebel 9 von Hand in der in Fig. 2 gezeichneten Schwenklage gehalten wird. Der Bewegung des Schaltorganes 5 folgt auch der Dämpfer z, ohne irgendwelchen Einfluss aus zuüben.
Soll nun aber die Welle 2 mit der Tourenzahl der Antriebsscheibe 3 für den Arbeitsvorschub laufen, so wird der Schalt hebel 9 freigegeben, so dass er unter Ein wirkung der Feder 10 nach rechts (im Uhr zeigersinne) verschwenkt wird. Dabei wird die Welle 6, das Schaltorgan 5 und der Teil y' nach links verschoben und damit die La mellenkupplung x durch die Wirkungsweise der Feder 10 rasch ausgekuppelt. Bei dieser Bewegung wird auch der Zylinder 11 samt Kolben 12 und Kolbenstange 13 nach links mitgenommen, wobei vorerst keine Relativ bewegung zwischen Kolben 12 und Zylinder 11 erfolgt, also der Dämpfer z nicht in Wirksamkeit tritt.
Bei eingeschalteter La mellenkupplung x befindet sich der Anschlag 15 in einer Entfernung m von dem freien Ende der Kolbenstange 13.
Sobald jedoch die Kolbenstange 13 bezw. der Kopf 13' den ersten Schaltweg ne zurück gelegt hat und gegen den Anschlag 15 stösst, kann der Kolben 12 die rasche Linksbewe gung des Zylinders 11 nicht mehr mitmachen. Es erfolgt daher unter Zusammendrücken der Feder 14 eine Relativbewegung von Kolben 12 in bezug auf den Zylinder 11, die jedoch nur sehr langsam möglich ist, da die Zylin derfüllung durch die enge Überströmboh- rung 16' im Kolben 12 von der einen Zy linderseite zur andern Zylinderseite nur lang sam durchtreten kann, weil vorerst die grosse zusätzliche Bohrung 16 durch den Zylinder boden, der sehr stark ausgebildet ist, abge sperrt ist.
Demgemäss bewegt sich auch das Schaltorgan 5 mit dem Teil y' unter der Wir kung der Feder 10 auf einem mittleren Schaltweg n nur langsam nach links und die schon entkuppelte Welle 2 hat genügend Zeit, um an Tourenzahl zu verlieren und eine Tou renzahl anzunehmen, die annähernd der Tou renzahl der Antriebsscheibe 3 entspricht. Zu diesem Zeitpunkt hat sich aber der Kolben 12 mit Kolbenstange schon um das Stück n so weit in das Zylinderinnere verschoben, dass die Mündung der grossen Bohrung 16 frei gegeben wird, das heisst, dass die Bohrung 16 in das Zylinderinnere mündet.
Sobald dies der Fall ist, tritt aber der Dämpfer z ausser Wirksamkeit, da die Flüssigkeit im Zylinder durch die Bqhrungen 16, 16' genügend rasch überströmen kann, also eine rasche Kolben bewegung im Zylinder möglich ist.
Dem gemäss kann sich nunmehr auch das Schalt organ 5, unter der Wirkung der Feder 10, rasch nach links verschieben, womit auch der Teil y' rasch nach hinten verschoben und die Klauenkupplung y rasch und energisch ein gerückt wird, da bei eingeschalteter Lamel- lenkupplung die Entfernung 4 der beiden Kupplungshälften der Klauenkupplung etwas grösser ist als die Summe der Entfernungen <I>ja</I> -f- 7n. Die Flüssigkeit in dem Dämpfer<I>z</I> kann aus dem Behälter 19 durch die Bohrer 18 und das sich öffnende Ventil 18' in den Zylinder nachgefüllt werden.
Bei abermali gem Verschwenken des Schalthebels 9 nach links verschiebt sich der Kolben 12 unter Ein wirkung der Feder 14 nach links, wobei die links vom Kolben befindliche Bremsflüssig keit teils durch die Öffnung 20 in den Be hälter 19 teils durch die Kanäle 16, 16' auf die rechte Kolbenseite übertritt. Dabei wird über das Ventil 18' und den Kanal 18 aus denn Behälter 19 Bremsflüssigkeit nachge saugt.
Wie im vorstehenden beschrieben, erfolgt die Schaltbewegung beim Umschalten der Doppelkupplung derart, dass die Lamellen kupplung aus- und die Klauenkupplung ein geschaltet wird, vorerst rasch, über die Länge m des ersten Schaltweges, das heisst die La mellenkupplung wird sofort ausgekuppelt, so dann tritt aber für eine gewisse Zeit über die Länge n des zweiten mittleren Schalt weges der Dämpfer z bei ausgeschalteten Kupplungen in Wirksamkeit, und die Schalt bewegung wird wesentlich verlangsamt, so dass die Welle 2 Zeit hat, an Tourenzahl zu verlieren.
Sobald dies in genügendem Masse der Fall ist, also bei einer Einrük- kung der Klauenkupplung y eine Gefähr dung der Klauen zufolge grossen Geschwin digkeitsunterschiedes der beiden Kupplungs hälften nicht mehr zu befürchten ist, tritt der Dämpfer ausser Funktion und die wei tere Schaltbewegung, das heisst das Einschal ten der Klauenkupplung, erfolgt auf dem dritten Schaltweg wieder wie erwünscht rasch und energisch, so dass ein unerwünsch tes Auskuppeln infolge mangelhafter Kupp lung oder eine Beschädigung der Klauen ausgeschlossen ist. Dämpfer z und Federn 10 bewirken also beim erwähnten Um schalten der Doppelkupplung eine Drei stufigkeit des Schaltvorganges.
Die Strek- ken n, m entsprechen also dem ersten und dem zweiten Schaltweg. Durch den Dämpfer wird die Einschaltung der Klauenkupp lung verzögert. Auch das Auskuppeln der Klauenkupplung erfolgt, nachdem dieser Schaltvorgang von dem Dämpfer nicht be einflusst wird, rasch, das darauffolgende Einrücken der Lamellenkupplung jedoch, in folge der Anordnung eines Übertragungsglie des zwischen Klauen- und Lamellenkupplung, derart, dass sich die angetriebene Welle nur allmählich beschleunigt.