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Mechanische Schalteinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung
betrifft eine mechanische Schalteinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe mit zwei
oder mehr Schaltgabeln, die mittels einer axial verschieblichen und drehbaren Hauptschaltstange
wahlweise schaltbar sind, wobei ein oder mehrere auf der Hauptschaltstange sitzende
Schaltritzel durch Verschieben der Hauptschaltstange in Eingriff mit Zahnstangen
an den Getriebeschaltgabeln gelangen und durch Drehen der Hauptschaltstange die
Schaltgabeln schalten.
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Es sind mechanische Schalteinrichtungen bekannt, mit denen zwei oder
mehr Schaltelemente innerhalb eines Getriebes betätigt werden. Die Schaltelemente
können in Gruppen zusammengefaßt oder einzeln angeordnet sein und haben die Aufgabe,
bei ihrer Betätigung einen Schaltvorgang durchzuführen. Die aus Zahnstangen, Hebeln,
Nockenleisten oder ähnlichen Übertragungsmitteln bestehenden Schaltelemente sowie
die von diesen Schaltelementen in Bewegung gesetzten Maschinenteile bewirken Schaltvorgänge,
deren gleichzeitige Anzeige und Registrierung außerhalb der betreffenden Maschine
jedoch nicht ohne weiteres möglich ist.
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Es sind auch Schalteinrichtungen bekannt, bei denen eine Anzeige und
Registrierung der Schaltvorgänge zwar möglich ist, jedoch fehlt eine Sicherung,
daß ein weiterer Schaltvorgang nicht eingeleitet werden kann, bevor der vorhergehende
Schaltvorgang vollständig durchgeführt worden ist.
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Es ist ferner bekannt, bei Zahnräderwechselgetrieben mit mehreren
Schaltgabeln eine gemeinsame Hauptschaltstange vorzusehen. Diese - Hauptschaltstange
kann axial verschieblich und drehbar sein und Schaltritzel aufweisen, die durch
axiales Verschieben der Hauptschaltstange wechselweise in als Zahnstangen ausgebildete
Getriebeschaltgabeln eingreifen und diese in ihren Führungen verschieben, wenn die
Hauptschaltstange gedreht wird.
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Weiterhin ist es bekannt, Schaltstangen von Getrieben mit Kerben zu
versehen und durch gestenfest gelagerte, federbelastete Kugeln zu verrasten. Auch
Anzeigescheiben werden in dieser Weise verrastet.
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Schließlich ist es auch schon bekannt, die Einstellung eines Wechselgetriebes
anzuzeigen mittels drehbarer Scheiben mit am Umfang angeordneten Markierungen, die
in einem Ablesefenster sichtbar werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Schalteinrichtung
zu schaffen, um die jeweilige Einstellung der Schaltgabeln jeder Schaltgruppe eines
Wechselgetriebes mittels Anzeigescheiben mit Markierungen, die beim Drehen der Hauptschaltstange
in ein Ablesefenster eingedreht werden, gut sichtbar anzuzeigen und zugleich dafür
zu sorgen, daß die Hauptschaltstange erst dann verschoben und mit einer Schaltgabel
in Eingriff gebracht werden kann, wenn die vorhergehende Schaltbewegung zu Ende
geführt worden ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeder Getriebeschaltgabel
eine axial unverschiebliche, drehbare Anzeigescheibe mit am Umfang angeordneten
Markierungen zugeordnet ist und jede Anzeigescheibe Aussparungen besitzt, die in
den Einschaltstellungen der zugeordneten Schaltgabel mit den Aussparungen der benachbarten
Anzeigescheiben fluchten, und daß ein Mitnehmer an der Hauptschaltstange vorhanden
ist, der jeweils in eine der Aussparungen derjenigen Anzeigescheibe eingreift, die
der zu schaltenden Schaltgabel zugeordnet ist.
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Die Anzeigescheiben verhindern ein Verschieben der Hauptschaltstange,
wenn der Schaltweg nicht vollständig zurückgelegt ist. Die Schaltritzel und der
Mitnehmer sind mit der Hauptschaltstange drehfest verbunden, so daß das Schalten
und das Anzeigen der Schaltstellung immer gleichzeitig erfolgen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, anwendbar beispielsweise
bei einer Vielspindelbohrmaschine, ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt Fig.I einen Längsschnitt durch die Führung der Hauptschaltstange in einem
Getriebegehäuse sowie durch die Anzeigeeinrichtung, Fig. 1I einen Querschnitt durch
die Anzeigeeinrichtung längs der Linie 0-0 in Fig. I, Fig. III eine an einem Getriebe
angebaute Anzeigeeinrichtung mit Ablesefenster in Ansicht,
Fig.
IV ein Schieberadgetriebe mit Schaltritzel und Schaltgabel im Schnitt längs der
Linie Z-Z in Fig. I.
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Die Hauptschaltstange 2 ist in einem Getriebegehäuse 27 bzw. in einer
Bohrung 1 dreh- und verschiebbar gelagert. Mit der Schaltstange 2 fest verbunden
oder mit ihr aus einem Stück gefertigt sind die Schaltritzel 6, die mit den im Gehäuse
27 angeordneten Getriebeschaltgabeln 7 durch Verschieben der Hauptschaltstange 2
in Eingriff gebracht werden können. Die Schaltstange 2 ist mit Rastrillen 8 versehen,
in die eine im Getriebegehäuse 27 gelagerte, federbelastete Rastkugel 9 eingreift.
Der an der Schaltstange 2 angebrachte Mitnehmer 10 ist den Anzeigescheiben 11 zugeordnet.
Die Schaltstange 2 wird durch ein Handrad 12 verstellt, wobei durch Drehen der Hauptschaltstange
2 eine Gabel 7 verschoben und dadurch der Schieberäderblock 13 (Fig. IV) mit einem
Zahnrad 14 in Eingriff gebracht wird. Der Räderblock 13 ist drehfest mit der Welle
15 verbunden. In. Anwendung auf eine Vielspindelbohrmaschine kann die Getriebewelle
15 mit einer der Bohrspindeln drehfest in Verbindung stehen.
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Bei jeder Drehung des Handrades 12 steht die Hauptschaltstange 2 über
den Mitnehmer 10 mit einer der Anzeigescheiben 11 in Wirkverbindung. Im Fenster
4 des Gehäuses 17 werden alle Schaltvorgänge angezeigt. Den Getriebewellen bzw.
Bohrspindeln 15
sind Nummern 16 auf dem Gehäuse 17 und auf dem handradseitigen
Schaft der Schaltstange 2 zugeordnet. Die Spindelnummern 16 in Verbindung mit den
Drehzahlwerten 5 geben beim Ablesen den augenblicklichen Stand der Schaltung für
alle Spindeln 15 an. Eine Anzeigescheibe ist - als Käfig 18 ausgebildet, in dem
die anderen Scheiben 11 lagern. Die Anordnung der Drehzahlwerte 5 auf den Scheiben
11 sowie der Ablesefenster 19 im Käfig 18 richtet sich nach dem mit x gekennzeichneten
Schaltweg 20 der Schaltgabeln 7. Die Scheiben 11 werden durch Rastkugeln
21 gegen ungewolltes Verdrehen gesichert; alle Kugeln 21 werden gemeinsam
von einer einzigen Schraubenfeder 22 radial in Rastkerben 23 gedrückt.
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Die Distanzbuchsen 24 und die Gleitbuchsen 25 bestimmen den Abstand
zwischen den Schaltritzeln 6 auf der Hauptschaltstange 2. Die Gleitbuchsen 25 führen
außerdem die Schaltstange 2 in der Bohrung 1. Die Scheiben 11 und der Käfig 18 besitzen
gleiche Nuten 26, durch die der Mitnehmer 10 axial hindurchgeschoben werden kann.
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Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung nach der Erfindung ist wie
folgt: Mit der axial verschieblichen und drehbaren Hauptschaltstange 2 ist für jede
Gruppe von Schaltgabeln 7 je ein Schaltritzel 6 drehfest verbunden. Die Anordnung
der Schaltritzel 6 ist derart gewählt, daß immer eines der Schaltritzel 6 mit einer
der Schaltgabeln 7 in Eingriff steht, wobei der Mitnehmer 10 gleichzeitig in eine
dieser Schaltgabel 7 zugeordnete Anzeige- und Registrierscheibe 11 eingreift. Um
alle Schaltgabeln 7 nacheinander mit einem Schaltritzel6 in Eingriff zu bringen,
muß die Schaltstange 2 jeweils um eine bestimmte Strecke axial verschoben werden.
Die Schaltstange 2 ist mit Rastrillen 8 versehen, in die eine im Getriebegehäuse
27 gelagerte, federbelastete Rastkugel 9 eingreift, wodurch der axiale Weg der Schaltstange
2 mit den Schaltritzeln 6 von einer Schaltgabel ? zu einer anderen festgelegt wird.
Nach jeder axialen Verschiebung der Schaltstange 2 greift der Mitnehmer 10 in eine
andere Anzeigescheibe 11 ein. Soll nun die Schaltgabel 7, in die ein Schaltritzel
6 der Hauptschaltstange 2 eingreift, betätigt werden, so wird das Handrad 12 gedreht,
wodurch die Schaltgabel 7 verschoben und der Räderblock 13 mit einem Zahnrad 14
in Eingriff gebracht wird. Durch diesen Schaltvorgang ändert sich die Drehzahl der
Spindel 15; die neue Drehzahl wird durch die Anzeigescheibe 11, die beim Drehen
des Handrades 12 von dem Mitnehmer 10 ebenfalls gedreht worden ist, im Fenster 4
angezeigt.
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Wenn der Mitnehmer 10 in den Käfig 18 der Scheiben 11 eingreift,
drehen sich alle Scheiben 11 gleichzeitig, und eine ganze Gruppe von neuen
Drehzahlwerten 5 wird im Fenster 4 sichtbar. Dieser Vorgang zeigt an, daß alle Spindeln
15 durch ein vorgeschaltetes Gruppengetriebe eine andere Drehzahl erhalten haben.
Dieses Gruppengetriebe wird ebenfalls durch das Handrad 12 über die Hauptschaltstange
2, ein Schaltritzel 6 und eine Schaltgabel 7 geschaltet. Die Anordnung der Drehzahlwerte
5 auf den Scheiben 11 und die Anordnung -der Gruppenfenster 19 im Käfig 18 richtet
sich nach dem in Fig. IV mit x bezeichneten Schaltweg 20, den die betreffende Schaltgabel
7 zurücklegen muß. Die Scheiben 11 werden durch Rastkugeln 21 gegen ungewolltes
Verdrehen in der oben beschriebenen Weise gesichert.
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Beim Drehen des Handrades 12 wird jeweils eine Schaltgabel 7 verschoben
und ein Schaltvorgang durchgeführt. Gleichzeitig dreht sich die betreffende Anzeigescheibe
11 und bringt einen Drehzahlwert oder eine Markierung in das Fenster 4. So wird
angezeigt, welche Stellung die Schaltgabel im Getriebe eingenommen hat. Durch axiales
Verschieben der Schaltstange 2 kommt eine andere Schaltgabel 7 und eine andere Registrierscheibe
11 mit der Schaltstange 2 in Eingriff, und der Schaltvorgang beginnt von vorn. Auf
diese Weise werden alle Schaltgabeln 7 betätigt, und alle durchgeführten Schaltvorgänge
werden im Anzeigefenster 4 angezeigt. Wird ein Schaltvorgang nicht zu Ende geführt,
so decken sich die Aussparungen 26 der den Schaltvorgang anzeigenden Anzeigescheibe
11 nicht mit den Aussparungen in den benachbarten Anzeigescheiben. In diesem Fall
kann die Hauptschaltstange nicht axial verschoben werden, weil der Mitnehmer 10
an den benachbarten Anzeigescheiben anstößt und so ein Verschieben der Stange 2
verhindert. Hierin besteht eine zuverlässige Sicherung dafür, daß jeder Schaltvorgang
zu Ende geführt werden muß, bevor eine weitere Schaltung vorgenommen werden kann.