DE1207746B

DE1207746B - Steuerbares Stufengetriebe

Info

Publication number: DE1207746B
Application number: DEZ8738A
Authority: DE
Inventors: Dr H C Konrad Zuse
Original assignee: Zuse KG
Current assignee: Zuse KG
Priority date: 1961-05-10
Filing date: 1961-05-10
Publication date: 1965-12-23
Also published as: US3234819A

Description

Steuerbares Stufengetriebe Die Erfindung betrifft ein steuerbares Stufengetriebe, insbesondere zum Antrieb von Schlitten an Koordinatenzeichentischen, Werkzeugmaschinen u. dgl., mit jeweils gesondert von einer gemeinsamen Antriebswelle zu- und abschaltbaren Eingängen von Getriebestufen, wobei die einzelnen Stufen in fortlaufender Reihe untereinander und mit dem Getriebeausgang über Addiergetriebe verbunden sind. Mit Stufen bezeichnet man dabei wahlweise und unabhängig voneinander in den Bewegungsablauf innerhalb des Getriebes einbeziehbare Teilgetriebe, wobei das aus derartigen Stufen zusammengesetzte Stufengetriebe üblicherweise einen einheitlichen Ein-und Ausgang besitzt.
Derartige Stufengetriebe sind z. B. in Form von Dualstufengetrieben bekannt. Zum Bestreichen eines größeren in einer Dualzahlenreihe abgestuften Drehzahlbereiches sind dort eine große Anzahl von Getriebestufen, d. h. also Teilgetrieben, erforderlich, wodurch der Getriebeaufbau sehr umfangreich wird und wodurch sich außerdem die Fehlerquellen bezüglich der Einstellgenauigkeit vervielfachen.
Ein bekanntes Dualstufengetriebe ist derart aufgebaut, daß von einer einheitlichen Antriebswelle aus einzelne Getriebestufen wahlweise antreibbar sind, wobei die Bewegungen der einzelnen Getriebestufen durch Addiergetriebe einander überlagert und die resultierende Bewegung einem einheitlichen Getriebeausgang zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein steuerbares Stufengetriebe zu schaffen, das einfach und räumlich gedrängt aufgebaut ist, das einen größeren Drehzahlbereich mit geringerer Stufenzahl beherrscht und das somit auch kleinere Fehlerquellen bezüglich der Einstellgenauigkeit einschließt, weil jedes Getriebe bzw. jede Getriebestufe aus fertigungstechnischen Gründen mit einem gewissen Spiel behaftet ist, so daß sich also ein umso kleineres Gesamtspiel ergibt, je weniger Getriebestufen miteinander zusammenwirken.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe besteht jede der Stufen aus einem Getriebe, das in an sich bekannter Weise mindestens zwei nicht gleichzeitig angetriebene Eingänge aufweist, wobei eine vorteilhafte Ausgestaltung darin besteht, daß zwei der Eingänge in einander entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
Bei mechanischen Rechenwerken ist es bekannt, ein aus einzelnen Staffelwalzen bestehendes Multiplikanden-Einstellwerk wahlweise entweder direkt von der Antriebswelle oder aber von der Antriebswelle aus über ein Multiplikator-Einstellwerk anzutreiben. Mit einem Stufengetriebe der eingangs geschilderten Art ist ein solches Rechenwerk schon deshalb nicht zu vergleichen, weil die einzelnen Staffelwalzen zwangweise gekuppelt sind und nicht etwa gesondert und nach Belieben von der Antriebswelle aus antreibbar sind. Zudem sind alle Staffelwalzen jeweils entweder direkt oder aber über das Multiplikator-Einstellwerk mit der Antriebswelle verbunden. Ein unterschiedlicher Antrieb verschiedener Staffelwalzen ist nicht möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Eingangswelle des Getriebes in mehrere, vorzugsweise zwei Antriebswellen aufgeteilt ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß jede Stufe als Addiergetriebe ein Umlaufrädergetriebe aufweist, dessen erstes Zentralrad über steuerbare Kupplungen mit den Antriebswellen wahlweise kuppelbar ist und dessen Umlaufräderträger mit dem zweiten Zentralrad des Umlaufrädergetriebes der nachfolgenden Stufe verbunden sind.
Schließlich ist es vorteilhaft, daß das übersetzungsverhältnis von einer Stufe zur nächstfolgenden nach dem Tertialsystem aufgebaut ist. Dadurch kann unabhängig von der Ausgestaltung der einzelnen Getriebestufen eine Reduzierung der Anzahl der Getriebestufen erreicht werden, so daß auch hierdurch eine Verringerung der Fehlerquellen und eine räumlich gedrängte Bauweise ermöglicht wird.
In der nachfolgenden Beschreibung ist die Erfindung an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt ein Schema eines Stufengetriebes nach der Erfindung, das als Tertialstufengetriebe aufgebaut ist.
Die Stufen 1, Il des Stufengetriebes sind auf einer feststehenden Achse C angeordnet. Jede Stufe I, 1I weist als Addiergetriebe 1, 2 ein Umlaufrädergetriebe auf, welches die Summierung aus den entsprechenden Drehbewegungen zum Ausgang weiterleitet. Hierzu ist der Träger 3 der Umlaufräder 4 des Addiergetriebes 1 der Stufe I über eine Hohlwelle 5 drehfest mit dem inneren Zentralrad 6 des Addiergetriebes 2 der nachfolgenden Getriebestufe 11 verbunden.
Der Antrieb für das Stufengetriebe ist in die Antriebswellen A und B aufgeteilt, welche ständig gegenläufig, aber mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen. Auf den Antriebswellen A und B sitzen je Stufe Mitnehmerscheiben 7 a, 7 b bzw. 8 a, 8 b, welche am Umfang verteilt abwechselnd entgegengesetzt in axialer Richtung ein- und ausrückbare Mitnehmerrollen 9 a, 9 b bzw. 10 a, 10 b tragen. Diese Mitnehmerrollen arbeiten in eingerückter Stellung mit einem Malteserkreuzpaar 11,12 in Stufe I bzw. 13, 14 in Stufe II zusammen, wobei die Malteserkreuze eines jeden Paares über jeweils ein Differentialgetriebe 15 bzw. 16 miteinander verbunden sind. In eingerückter Stellung greifen diese Mitnehmerrollen in die Schlitze der Malteserkreuze ein, wobei die gegenseitige Zuordnung der Mitnehmerscheibe und der Malteserkreuze derart getroffen ist, daß die Mitnehmerrollen -stoßfrei, also genau in Richtung der radial verlaufenden Schlitze der Malteserkreuze in den Bereich der Malteserkreuze einlaufen. Der Umlaufräderträger 17 bzw. 18 eines jeden dieser Differentialgetriebe 15 bzw. 16 ist jeweils über eine Getriebeverbindung 19, 19' mit dem äußeren Zentralrad 20 bzw. 21 des zugeordneten Addiergetriebes 1 bzw. 2 verbunden.
Die im dargestelltenAusführungsbeispiel gezeigten zwei Getriebestufen I und II können auch aus einer ganzen Reihe von Getriebestufen herausgegriffen sein, wobei dann das innere Zentralrad 22 des rechts liegenden Addiergetriebes 1 mit dem Umlaufräderträger des vorhergehenden Addiergetriebes und der Umlaufräderträger 23 des links gezeigten Addiergetriebes mit dem inneren Zentralrad der nächstfolgenden Stufe verbunden sein muß. Bei der ersten, nicht dargestellten Stufe des Getriebes ist das innere Zentralrad drehfest gehalten, während bei der letzten Stufe der Umlaufräderträger des Addiergetriebes mit dem Getriebeausgang des Gesamtgetriebes verbunden ist.
Mit der beschriebenen Anordnung kann jeder Getriebestufe wahlweise eine erste Geschwindigkeit von der Antriebswelle A her und eine zweite Geschwindigkeit von der Antriebswelle B her zugeführt werden. Als dritte mögliche Geschwindigkeit ist der Stillstand anzusehen.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuerbares Stufengetriebe mit jeweils gesondert von einer gemeinsamen Antriebswelle zu- und abschaltbaren Eingängen von Getriebestufen, wobei die einzelnen Stufen in fortlaufender Reihe untereinander und mit dem Getriebeausgang über Addiergetriebe verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Stufen (I, Il) aus einem Getriebe besteht, das in an sich bekannter Weise mindestens zwei nicht gleichzeitig angetriebene Eingänge (7a, 7b; 8a, 8 b) aufweist.
2. Stufengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Eingänge (7a, 7b; 8a, 8b) in einander entgegengesetzter Drehrichtung antreibbar sind.
3. Stufengetriebe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle des Getriebes in mehrere, vorzugsweise zwei gleichzeitig angetriebene Antriebswellen (A, B) aufgeteilt ist.
4. Stufengetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3; dadurch gekennzeichnet, daß jede Stufe als Addiergetriebe (1, 2) ein Umlaufrädergetriebe aufweist, dessen erstes Zentralrad (20, 21) über steuerbare Kupplungen (9a, 9b, 11, 12; 10 a; 10b, 13, 14) mit den Antriebswellen wahlweise kuppelbar ist und dessen Umlaufräderträger (3, 23) mit dem zweiten Zentralrad (22, 6) des Umlaufrädergetriebes der nachfolgenden Stufe verbunden sind.
5. Stufengetriebe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das übersetzungsverhältnis von einer Stufe zur nächstfolgenden nach dem Tertialsystem aufgebaut ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 370 799, 562 409, 971296, 1164186; 2. Zusatzpatentschrift Nr. 23 345 zur französischen Patentschrift Nr. 519 496; Prof. Dr.-Ing. A. W i dm ai e r, »Atlas für Getriebe- und Konstruktionslehre«, Verlag Konrad Wittwer, Stuttgart, 1954, Blatt 91, Ziffer 33.12 und 33.13.