DE1043752B

DE1043752B - Easier switching on electrically driven slide gears of machine tools

Info

Publication number: DE1043752B
Application number: DEW18939A
Authority: DE
Inventors: Paul Enders
Original assignee: Waldrich H A GmbH; HA Waldrich GmbH
Current assignee: Waldrich H A GmbH; HA Waldrich GmbH
Priority date: 1956-04-26
Filing date: 1956-04-26
Publication date: 1958-11-13

Description

Schalterleichterung an elektrisch angetriebenen Schieberadgetrieben von Werkzeugmaschinen Bei Großwerkzeugmaschinen mit großem Regelbereich namentlich des Hauptantriebes ist die Regelbarkeit der Antriebsmotore im allgemeinen nicht ausreichend, um den in der Endstufe geforderten großen Drehzahlbereich abzugeben. Es werden deshalb mechanische Getriebestufen zwischengeschaltet. Zum Schalten dieser Stufen stehen zwei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, einmal über Kupplungen und zum anderen durch Schieberäder. Bei den zur Zeit im Werkzeugmaschinenbau üblichen großen Leistungen bei verhältnismäßig geringen Drehzahlen müssen von den Getrieben große Drehmomente übertragen werden. Der Einbau von Reibungskupplungen mit ständiger Schaltbereitschaft ist wegen der großen Abmessungen, die diese annehmen würden, nicht ratsam und auch nicht üblich. Die Verwendung von Klauenkupplungen oder Schieberädern setzt voraus, daß die miteinander zu verbindenden Kupplungshälften oder Radpaare im Augenblick des Schaltens eine bestimmte Stellung zueinander einnehmen, bevor der Schaltvorgang durchgeführt werden kann, wobei Zahn auf Lücke stehen muß, bevor die Kupplung oder das Schieberad durch axiale Verschiebung mit dem Gegenrad oder Gegenkupplung in Eingriff gebracht werden kann.Easier switching on electrically driven sliding gear drives of machine tools Namely for large machine tools with a large control range of the main drive, the controllability of the drive motors is generally not sufficient to deliver the large speed range required in the output stage. Mechanical gear stages are therefore interposed. To switch this There are two different levels available, one via couplings and on the other hand by sliding wheels. With those currently used in machine tool construction high performance at relatively low speeds must be from the gearboxes large torques are transmitted. The installation of friction clutches with constant Switching readiness is due to the large dimensions that these would assume not advisable and also not common. The use of dog clutches or sliding gears requires that the coupling halves or pairs of wheels to be connected to one another take a certain position to each other at the moment of switching before the switching process can be carried out, tooth must be on gap before the clutch or the sliding wheel by axial displacement with the counter wheel or Mating clutch can be brought into engagement.

Bisher war es vielfach üblich, diese Schaltbewegung bei auslaufendem Motor auszuführen. Der Hauptantriebsmotor wurde dabei abgeschaltet, dann durch Einflußnahme von außen das zu verschiebende Rad oder der zu verschiebende Kupplungsteil aus seiner bisherigen Lage axial verschoben und schließlich mit einem anderen Rad oder Kupplungsteil in Eingriff gebracht. Der die Maschine bedienende Arbeiter mußte dabei - um die Zahn-auf-Lücke-Stellung der Teile herbeizuführen -, nach seinem Gefühl bei auslaufender Maschine mit dem zu verschiebenden Rad oder Kupplungsteil diese Stellung finden. In vielen Fällen, namentlich bei schweren Maschinen mit erheblichen Rotationsmassen kam es hierbei zu Zahnbruch und sonstigen ernsthaften Beschädigungen der Maschine. Diese wurden meist dadurch verursacht, daß die noch vorhandene Geschwindigkeit des Betriebes vom Bedienungsmann geringer eingeschätzt wurde, als sie in Wirldichkeit war, ganz abgesehen von Schaltvorgängen, die bei langsam laufendem Motor unter Leistung durchgeführt wurden, ohne denselben abzuschalten.So far it was common practice to use this switching movement when the Engine run. The main drive motor was switched off, then by influencing it from the outside the wheel to be moved or the coupling part to be moved from its previous position axially shifted and finally with a different wheel or coupling part engaged. The worker operating the machine had to - for the To bring about a tooth-on-the-gap position of the parts -, according to his feeling when running out Machine with the wheel or coupling part to be moved will find this position. In many cases, especially in the case of heavy machines with considerable rotational masses This resulted in broken teeth and other serious damage to the machine. These were mostly caused by the fact that the speed of the Operation was rated lower by the operator than it was in reality was, quite apart from gearshifts, underpowered when the engine was running slowly without turning it off.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden bereits Schalterleichterungen an elektrisch angetriebenen Schieberadgetrieben von Werkzeugmaschinen vorgeschlagen, bei denen die Verschiebung der Räder freigegeben wird, sobald die Maschine von der Betriebsdrehzahl auf eine langsame Pendelbewegung umgesteuert ist. Dabei wird durch das Pendeln - d. h. das langsame Hin- und Herdrehen des Motors abwech-selnd in beiden Richtungen - das Auffinden einer die Verschiebung der Getriebeteile ermöglichenden Zahnauf-Lücke-Stellung erleichtert, und es soll in verstärktem Maße ein schnelles, leichtes und schonendes Einrücken des neuen Ganges gewährleistet sein. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß das Einrücken eines neuen Ganges zwar in verstärktem Maße schnell, leicht und schonend erfolgt, daß aber dieses verstärkte Maß noch wesentlich hinter dem an sich erwünschten Maß zurückbleibt. Das hat zur Folge, daß es auch bei Anwendung der bekannten Schalterleichterung noch zu Zahnbruch kommt und das Einrücken des neuen Ganges auf jeden Fall noch zu lange dauert und nicht schonend genug erfolgt.In order to avoid these disadvantages, switching facilities on electrically driven sliding gear mechanisms of machine tools have already been proposed, in which the displacement of the wheels is released as soon as the machine is reversed from the operating speed to a slow pendulum movement. The oscillation - ie the slow turning back and forth of the motor alternately in both directions - makes it easier to find a tooth-gap position that enables the shifting of the transmission parts, and it is intended to increase rapid, easy and gentle engagement of the new gear can be guaranteed. In practice, however, it has been shown that the engagement of a new gear takes place to a greater extent quickly, easily and gently, but that this increased level still falls significantly short of the level desired per se. The consequence of this is that even with the use of the well-known switch relief, teeth breakage and the engagement of the new gear in any case still takes too long and is not done gently enough.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden.The invention is based on the object of overcoming these disadvantages.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pendelbewegung durch unsymmetrische Umsteuerung des auf höchste Erregung geschalteten Hauptantriebsmotors erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß der Winkelweg der Pendelung in jeder Drehrichtung verschieden ist, weil nämlich jede Umkehrlage des Hauptantriebs einer anderen Winkelstellung der einzurückenden Getriebeteile relativ zueinander entspricht. Die Wahrscheinlichkeit, in der Nähe des Umkehrpunktes des Antriebs - also bei geringster Relativgeschwindigkeit der einzurückenden Teile - eine Zahn-auf-Lücke-Stellung zu finden, wird dadurch erheblich vergrößert. Wie die Praxis zeigt, liegt diese erhebliche Vergrößerung in einer Größenordnung, die ausreicht, um ein schnelles, leichtes und schonendes Einrücken des neuen Ganges im erwünschten Maße zu gewährleisten.According to the invention, the object is achieved in that the pendulum movement by asymmetrical reversal of the main drive motor, which is switched to maximum excitation he follows. This ensures that the angular path of the pendulum oscillation in every direction of rotation is different because, namely, each reversal of the main drive has a different angular position corresponds to the gear parts to be engaged relative to one another. The probability, near the reversal point of the drive - i.e. at the lowest relative speed of the parts to be engaged - to find a tooth-to-space position is thereby considerably enlarged. As practice shows, this is a considerable increase on an order of magnitude that is sufficient for a quick, easy and gentle To ensure engagement of the new gear to the desired extent.

Das Abbremsen des Hauptantriebsmotors auf die geringe bei der Pendelung verwendete mittlere Drehzahl kann reibungslos durch Einschaltung der höchsten Felderregung oder noch wirksamer dadurch vorgenommen werden, daß der Hauptantriebsmotor, mindestens während der Verschiebung der Getriebeteile, auf ein Netz geringerer Spannung umgeschaltet ist.Braking the main drive motor to the low level when swinging mean speed used can go smoothly by switching of the highest field excitation or, even more effectively, by the fact that the Main drive motor, at least during the shifting of the gear parts, on Mains lower voltage is switched.

Die zur Hervorrufung der Pendelbewegung erforderliche periodische Umsteuerung des Hauptantriebsmotors kann durch Verwendung einer Nockenschaltwelle erfolgen, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Um die erwähnten verschieden großen Ausschläge in jeder Drehrichtung hervorzurufen, können die den verschiedenen Drehrichtungen zugeordneten locken der Schaltwelle jeweils verschieden lang ausgeführt sein. Der zeitliche Ablauf der Pendelbewegungen kann auch durch Verschiebung der Nocken gegeneinander in Umfangsrichtung der Schaltwelle oder durch Änderung der Antriebsgeschwindigkeit der Schaltwelle willkürlich beeinflußt werden.The periodic movement required to produce the pendulum motion The main drive motor can be reversed using a camshaft which is driven by an electric motor. To the mentioned different cause large deflections in each direction of rotation, the different Direction of rotation assigned to lock the selector shaft in each case of different lengths be. The timing of the pendulum movements can also be changed by shifting the Cams against each other in the circumferential direction of the control shaft or by changing the Drive speed of the selector shaft can be arbitrarily influenced.

Die Bedienung des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes wird noch weiter vereinfacht durch Anwendung eines Fußschalters zur Betätigung der Einrichtautomatik, insbesondere für den der Schaltwalze zugeordneten Motor. Für eine vollautomatische Anlage wird ein Vorwählschalter verwendet, welcher gleichzeitig oder mit geringer Verzögerung, zweckmäßig über entsprechend eingestellte Schaltschütze, die Schaltung des Antriebsmotors, die Verschiebung und die Schaltung des Walzenmotors vornimmt.The operation of the change gear according to the invention is still further simplified by using a foot switch to operate the automatic set-up, especially for the motor assigned to the shift drum. For a fully automatic A preselector switch is used in the system, which simultaneously or with less Delay, expediently via appropriately set contactors, the circuit of the drive motor, the shifting and switching of the roller motor.

Die Erfindung sei an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten automatischen Anlage veranschaulicht. Diese wirkt folgendermaßen: Es wird z. B. der Übergang von einer anderen Getriebestufe auf die Getriebestufe I gewünscht. Hierfür hat der Bedienungsmann nur den Vorwählschalter 1 in die Stellung I zu bringen. Die Schütze 2, 3. ziehen an. Infolge der Betätigung der diesen zugeordneten Schalterkontakte (gleiche Bezugszeichen) versucht der 3!Zotor 4, die ihm zugeordnete Getriebeschaltgabel nach links zu bewegen, und der Motor 5 versucht die ihm zugeordnete andere Getriebeschaltgabel nach rechts zu führen. Die beiden Schütze 2 und 3 setzen über weitere Schaltkontakte das @Toclzenschaltwerk 6 in Bewegung, wodurch die Schütze 7, 8 abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Sie schalten dabei die beiden Einr ichteschütze 9, 10 des Hauptantriebsmotors. Der Hauptmotor, welcher zuvor durch weitere nicht dargestellte Schaltmittel an ein Netz niedrigerer Spannung gelegt werden kann, fängt also an zu pendeln, und zwar ungleichmäßig, da das Schütz 7 wegen der größeren Länge des ihm zugeordneten Schaltnockens 11 des Nockenschaltwerks 6 einen längeren Impuls erhält als das Schütz 8, dem der kürzere Schaltnocken 12 des Nockenschaltwerks 6 zugeordnet ist. Die Zahnräder bleiben hierbei nicht Zahn auf Zahn stehen, sondern gleiten ineinander, wobei wegen der verschieden langen Ausschläge jeder Umkehrlage der Pendelung eine andere Relativstellung der miteinander in Eingriff zu bringenden Zähne oder Schaltklauen entspricht, so daß ein rasches selbsttätiges Auffinden einer das Einrücken der Zahnräder oder Klauen ermöglichenden Stellung mittels der durch die Motore 4 bzw. 5 zu betätigenden Gabeln sichergestellt ist. Haben die Gabeln ihre Endstellung erreicht, so wird ihr Antrieb durch die Endschalter 13, 14 stillgesetzt.The invention is based on the schematically illustrated in the drawing automatic plant illustrated. This works as follows: It is z. B. the transition from another gear stage to gear stage I is desired. To do this, the operator only has to move preselection switch 1 to position I. Contactors 2 and 3 pick up. As a result of the actuation of the switch contacts assigned to them (same reference numbers) tries the 3! Zotor 4, the gear shift fork assigned to it to move to the left, and the motor 5 tries the other gear shift fork assigned to it lead to the right. The two contactors 2 and 3 set additional switching contacts the @Toclzenschaltwerk 6 in motion, whereby the contactors 7, 8 alternately and be turned off. You switch the two equipment contactors 9, 10 of the main drive motor. The main engine, which was previously replaced by others not shown Switching means can be connected to a network with a lower voltage, so begins to commute, and unevenly, since the contactor 7 because of the greater length of the his associated switching cam 11 of the cam switch mechanism 6 a longer pulse received as the contactor 8 to which the shorter switching cam 12 of the cam switch mechanism 6 assigned. The gears do not stay tooth on tooth, but slide into each other, with each reversal position because of the different lengths of excursions the pendulum a different relative position to be brought into engagement with each other Teeth or claws corresponds, so that a quick automatic location of a the engagement of the gears or claws by means of the through the motors 4 or 5 actuated forks is ensured. Got the forks When it reaches its end position, its drive is stopped by the limit switches 13, 14.

Der -Schaltvorgang ist bei den anderen Getriebestufen im Prinzip gleich. Die Schaltgabeln werden nur jeweils in andere Richtung versetzt, wozu die übrigen dargestellten Schaltschütze (ohne Bezugszeichen) dienen, wie aus der Zeichnung ohne weiteres deutlich wird.The shifting process is basically the same for the other gear stages. The shift forks are only moved in the other direction, including the rest contactors shown (without reference numerals) are used, as shown in the drawing without further becomes clear.

Claims

PATEI`TA \ PROMOTIONS: 1. Easier switches on electrically driven ones Sliding wheel drives from Werkzeu! Gma, schinen, in which the shifting of the wheels is released as soon as the machine goes from operating speed to a slow one Pendulum movement is reversed, characterized in that this pendulum movement by asymmetrical reversal of the main drive motor, which is switched to maximum excitation he follows.

2. Device according to claim 1, characterized in that the main drive motor switched to a network with a lower voltage during the shifting of the gears is.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized by a cam switching shaft (6) to control the pendulum movement.

4. Device according to claim 3, characterized in that that the cams (11, 12) of the selector shaft assigned to the different pendulum directions (6) are each of different lengths.

5. Device according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the cams (11, 12) are displaceable in the circumferential direction of the switching shaft (6) and are detectable.

6. Device according to spoke 3, 4 or 5, characterized in that that the drive speed of the selector shaft is adjustable.

7. Establishment according to claim 1 or one or more of the following claims, characterized by means of a foot switch for operating the automatic set-up. B.

Facility according to claim 1 or one or more of the following claims, characterized by using a foot switch to drive the shift drum.

9. Establishment according to one or more of the preceding claims, characterized by one Pre-selection switch, which switches the circuit at the same time or with a slight delay of the drive motor, the shifting of the gear wheels and the switching of the roller motor undertakes. Documents considered: German Patent No. 923 340; U.S. Patent No. 2,670,632.