DE1447404C - Ausruckbares Schnttschaltgetriebe mit sich kreuzenden Wellen insbesondere fur feinwerktechmsche Gerate hoher Takt frequenz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein ausrückbares Schrittschaltgetriebe mit sich kreuzenden Wellen, insbesondere für feinwerktechnische Geräte hoher Taktfrequenz, bei dem ein fest auf der im Betriebszustand ständig umlaufenden Antriebswelle angeordnetes, mit einem Schaltzahnrad in Eingriff stehendes Schaltrad im Bereich eines bestimmten Winkelweges über ein schneckenartig ausgebildetes Teilstück mindestens eine Schrittschaltung pro Umdrehung bewirkt.

Schrittschaltgetriebe mit sich kreuzenden Wellen sind seit langem bekannt. Ihre Verwendung beschränkte sich früher im wesentlichen auf das kinotechnische Gebiet, wo sie vielfach zur Bildfortschaltung benutzt werden.

Jedoch auch bei Schaltwerken für z. B. elektrische Waschmaschinen finden schrittweise und ruckartig fortschaltende Getriebe der vorerwähnten Gattung Verwendung, wie die deutsche Patentschrift 1 101 891 zeigt. Das dort beschriebene Ausführungsbeispiel sieht eine Antriebsschnecke vor, welche sich im Verlauf der Drehung der Antriebswelle entsprechend der Steigung einer stationären Auflauframpe in Achsrichtung verschiebt, wobei durch die Steigung der Schneckengänge diese Bewegung gegenüber der fortzuschaltenden Scheibe ausgeglichen wird. Nach einer Umdrehung verliert die Schnecke die Abstützung an der Auflauframpe und schnellt unter der Wirkung einer Feder in die Ausgangslage zurück. Dabei dreht sie die Scheibe um einen Schaltschritt weiter. Das Ausrücken geschieht in diesem Falle in der Weise, daß die Schnecke samt Antriebsmotor außer Eingrifflage mit der Steuerscheibe geschwenkt wird.

Schrittschaltwerke dieser Art sind jedoch nur für Schaltfolgen sehr niedriger Frequenz zu verwenden, da sich schon allein von der Geräuschentwicklung her höhere Taktfolgen verbieten und auch die Art des Ausrückens durch die große zu bewegende Masse keine schnelle Schaltfolge im sogenannten Start-Stop-Betrieb zuläßt.

Weiterhin ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 847 662 ein aussetzendes Fortschaltgetriebe mit sich kreuzenden Wellen bekanntgeworden. Aus fertigungstechnischen Gründen ist hier das mit einem steigungslosen Zahnprofil versehene, antreibende Schaltrad mit Ausnehmungen versehen, in das ein planes Teil eingefügt ist, welches an seinem Umfangsteil mit einem schneckenförmigen Gewinde versehen ist.

Mit diesem Getriebe ließe sich eine relativ hohe Schaltfolge erreichen, jedoch muß der Antrieb bei jeder Unterbrechung der Fortschaltung über ein separates Kupplungsglied unterbrochen werden. Dies führte beim Start-Stop-Betrieb zu einer erheblichen Verringerung der Taktfolge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrittschaltgetriebe zu schaffen, bei dem zum Unterbrechen der Fortschaltung keine zusätzliche Kupplung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schaltzahnrad auf der Abtriebswelle axial verschiebbar gelagert ist und über eine von der Antriebswelle zyklisch bewegte Mechanik in den Zeiten zwischen den einzelnen Schaltphasen in und außer Eingriff mit dem Schaltrad bringbar ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Notwendigkeit einer zusätzlichen Kupplung umgangen wird und durch Verringerung der jeweils zu beschleunigenden Massen wesentlich günstigere Verhältnisse geschaffen werden, die zudem mit den Vorteilen einer kompakten Bauweise und größtmöglicher Laufruhe verbunden sind.

An Hand eines Alisführungsbeispieles wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

ίο Fig. 1 zeigt das ausrückbare Schrittschaltgetriebe gemäß der Erfindung in der Ausgangsstellung;

Fig. 2 zeigt den Gegenstand der Fig. 1 in der Arbeitsstellung, in der eine Transportschaltung unterbleibt;

Fig. 3 zeigt den Gegenstand der Fig. 1 in der Arbeitsstellung, in der eine Transportschaltung durchgeführt wird.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, besteht das ausrückbare Schrittschaltgetriebe aus dem auf der Antriebswelle 1 fest angeordneten Schaltrad 2 und dem auf der Abtriebswelle 17 axial verschiebbaren Schaltzahnrad 16. Über die Ringnut 16 b seines Führungsansatzes 16 α steht das Zahnrad 16 in formschlüssiger Verbindung mit dem auf der feststehenden Achse 7 drehbar gelagerten Schalthebel 12, der in der Ruhestellung durch die Feder 13 in Gegenlage gegen den Anschlag 14 gehalten¹ wird und das Zahnradio in dieser Stellung gemäß der Darstellung außer Eingriff mit dem Schaltrad 2 hält. Das Zahnradio ist über einen Nutenkeil 17« undrehbar mit der Abtriebswelle 17 verbunden. Zur Drehsicherung im ausgerückten Zustand steht das Zahnrad 16 in Eingriff mit einem stationären Zahnsegment 18. Dieses ist so angeordnet, daß es das Zahnrad 16 nur im eingerückten Zustand freigibt. Die Betätigung des Schalthebels 12 erfolgt in beiden Bewegungsrichtungen formschlüssig und gibt daher die größte Gewähr im Hinblick auf die Schaltgenauigkeit und die Schaltfrequenz. Der Einrückvorgang, der in zeitlicher Übereinstimmung mit einer bestimmten Stellung des Schaltrades 2 erfolgen muß, wird durch eine auf der Antriebswelle 1 angeordnete Exzentereinrichtung 4 gesteuert. Die Exzenterbewegung wird über den Exzenterhebel 5 auf einen Winkelhebel 6 übertragen, der auf der Achse 7 drehbar gelagert ist und an seinem freien Ende ein drehbar gelagertes Schaltglied 8 trägt. Dieses Glied 8 liegt im Ruhezustand oder im später noch näher zu beschreibenden freigegebenen Zustand durch die Auslöseklinke 9 federnd gegen den Anschlag 6 b an, so daß es bei einer Drehbewegung des Winkelhebels 6 im Gegenuhrzeigersinn gegen die Nase 12 a des Schalthebels 12 stößt und diesen entgegen der Wirkung der Feder 13 bewegt, wodurch das Schaltzahnrad 16 in Eingriff mit dem Schaltrad 2 gelangt. Nach Beendigung des an diesen Vorgang anschließenden Schaltvorganges wird der Schalthebel 12 und damit das Schaltzahnrad 16 durch den in entsprechender Winkelstellung auf der Antriebsachse 1 angeordneten Rückführnocken 3 zwangsweise in die Ausgangsstellung zurückbewegt. In der Ruhestellung steht das Schaltglied 8 über seinen Klinkenansatz 8 a in Eingriff mit der Auslöseklinke 9. Diese ist drehbai auf einem fest angeordneten Bolzen 10 gelagert und liegt im Ruhezustand federnd gegen einen Anschlag 11 an. Diese Klinke steht über ihren Ansatz 9« in kraftschlüssiger Verbindung mit dem Anker eines Elektromagneten oder eines anderen Auslösegliedes,

das ausschließlich der Transportsteuerung vorbehalten ist.

In der nachfolgenden Funktionsbeschreibung soll von der in Fig. L dargestellten, momentanen Winkelstellung der sich mit dem Einschalten des Gerätes kontinuierlich drehenden Antriebswelle 1 ausgegangen werden.

Zu diesem Zeitpunkt, der einen neuen Arbeitszyklus einleitet, ist durch eine zuvor erfolgte oder unterbliebene Ansteuerung der Auslöseklinke 9 festgelegt, ob im Verlauf des nachfolgenden Arbeitszyklus eine Fortschaltung der Abtriebswelle 17 erfolgen soll oder nicht. In der nachstehenden Betrachtung soll zuerst der Fall der Schrittschaltunterdriikkung behandelt werden, bei der die Auslöseklinke 9 die in Fig. 1 dargestellte Ruhelage beibehält. Dadurch bleibt der Klinkenansatz 8 α in Eingriff mit der Auslöseklinke 9. Dieses hat bei der nun nachfolgenden, exzentergesteuerten Drehung des Winkelhebels 6 um die Achse 7 im Gegenuhrzeigersinn zur Folge, daß das auf einem Kreisbogen um die Achse 7 bewegte Schaltglied 8 gemäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird und daher aus dem Wirkungsbereich der Nase 12 α gelangt. Damit bleibt der Schalthebel 12 unter der Wirkung der Feder 13 in seiner durch den Anschlag 14 bestimmten Ruhelage stehen, so daß auch das Zahnrad 16 in der ausgerückten Stellung verbleibt.

In der nachfolgenden zweiten Hälfte des Arbeitszyklus führt der Winkelhebel 6 eine rückläufige Schwenkbewegung aus, so daß alle Teile in die in Fig. 1 dargestellte Lage zurückkehren.

In Verbindung mit dem nächsten Arbeitszyklus und der Fig. 3 soll nun der funktionsmäßige Ablauf einer Schrittschaltung beschrieben werden. Spätestens mit Beginn der rückläufigen Bewegung des Winkelhebels 6 kann eine Neueinstellung der Auslöseklinke 9 vorgenommen werden, die im vorliegenden Fall zur Betätigung der Klinke 9 durch die dafür vorgesehenen Auslösemittel führen, so daß zu dem in der F i g. 1 dargestellten Zeitpunkt mit Sicherheit der Klinkenansatz 8 α des Schaltgliedes 8 von der Auslöseklinke 9 freigegeben ist. Dadurch verbleibt bei der unmittelbar anschließenden Rückdrehung des Winkelhebels 6 im Gegenuhrzeigersinn das Schaltglied 8 in seiner federgefesselten Anschlaglage. Gemäß Fig. 3 kommt dadurch das Schaltglied8 gegen die Nase 12 α des Schalthebels 12 zu liegen, so daß dieser nunmehr im Verlauf der Drehbewegung des Winkelhebels 6 entgegen der Wirkung der Feder 13 nach links geschwenkt wird und damit das Schaltzahnrad 16 in Eingriff mit dem Schaltrad 2 bringt. Durch den gemeinsamen Drehpunkt des Winkelhebels 6 und des Schalthebels 12 tritt zwischen den Berührungsflächen der Nase 12 α und dem Schaltglied 8 während der gemeinsamen Verschwenkung keine relative Bewegung auf, so daß der Verschleiß auf das unvermeidbare Maß beschränkt ist. Das Ineingriflbringen des Zahnrades 16 mit dem Schaltrad 2 vollzieht sich durch eine entsprechende Exzenterlage im Bereich des steigungslosen Zahnprofils, so daß praktisch nur die sich aus der Beschleunigung ergebenden Massenkräfte zu überwinden sind, die bei der möglichen Gestaltung der einzelnen Glieder nicht sehr groß zu sein brauchen. Außerdem hat diese Kupplungsart noch die Vorteile, daß der Kupplungsvorgang sehr erschütterungsfrei, geräuscharm und nahezu verschleißlos vor sich geht. Wie bereits beschrieben, gelangt das Zahnrad 16 im Moment des Ineingriffgehens mit dem Schaltrad 2 außer Eingriff mit Zahnsegment 18. Die Endlage ist erreicht, wenn der Schalthebel 12 in Anlage gegen den Anschlag 15 kommt. Dieser Anschlag 15 ist einstellbar und zur Vermeidung von Prellerscheinungen elastisch gelagert oder mit einem entsprechenden elastischen Überzug versehen. Zu diesem Zeitpunkt hat sich das kontinuierlich umlaufende Schaltrad 2 so

ίο weit gedreht, daß das schneckenartig ausgebildete Teilstück 2 a in das Schaltzahnrad 16 einläuft und dieses und damit die Welle 17 um den vorbestimmten Schrittschaltwinkel verdreht. Während dieser Zeit wird das Schaltglied 8 durch die rückläufige Bewegung des Winkelhebels 6 innerhalb der zweiten Hälfte des Arbeitszyklus in ihre Grundstellung zurückgeführt. Damit steht der Schalthebel 12 wieder unter dem Einfluß der Feder 13. Diese ist jedoch gegenüber den während des Schaltvorganges auf das Schaltzahnrad 16 einwirkenden Schlepp- und Reibungskräften klein bemessen, so daß erst nach Beendigung des Schaltvorganges die Feder 13 wirksam wird. Ihre Bedeutung als Rückführmittel ist jedoch unwesentlich im Hinblick auf die durch den Rückführnocken 3 unmittelbar nach dem Schaltvorgang einsetzende zwangsweise Rückführung des Schalthebels 12 über seinen Rückführansatz 12 b und damit des Schaltzahnrades 16 in die ausgerückte Ruhelage. Zu diesem Zeitpunkt hat auch das Schaltglied 8 gemäß Fig. 1 wieder seine Ausgangsstellung erreicht, in der es mit seinem Klinkenansatz 8 a in den Wirkungsbereich der Auslöseklinke 9 ragt. Je nach deren inzwischen erfolgten Einstellung wird im Verlauf des sich anschließenden Arbeitszyklus in der vorbeschriebenen Weise eine Schrittschaltung durchgeführt oder unterdrückt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Ausrückbares Schrittschaltgetriebe mit sich kreuzenden Wellen, insbesondere für feinwerktechnische Geräte hoher Taktfrequenz, bei dem ein fest auf der im Betriebszustand ständig umlaufenden Antriebswelle angeordnetes, mit einem Schaltzahnrad im Eingriff stehendes Schaltrad im Bereich eines bestimmten Winkelweges über ein schneckenartig ausgebildetes Teilstück mindestens eine Schrittschaltung pro Umdrehung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltzahnrad (16) auf der Abtriebswelle (17) axial verschiebbar gelagert ist und über eine von der Antriebswelle (1) zyklisch bewegte Mechanik in den Zeiten zwischen den einzelnen Schaltphasen in und außer Eingriff mit dem Schaltrad

(2) bringbar ist.

2. Ausrückbares Schrittschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltzahnrad (16) formschlüssig mit einem ortsfest gelagerten Schalthebel (12) verbunden ist,

daß dieser Schalthebel durch ein von der Antriebswelle (1) her exzentergesteuertes Schaltglied (8) zwangsweise über eine Nase (12α) in die eingerückte Stellung bewegt wird und daß ein Rückführnocken (3) nach Beendigung des Schalt-

Vorganges den Schalthebel zwangsweise in die ausgerückte Grundstellung zurückführt.

3. Ausrückbares Schrittschaltgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Sclialtglicd (8) am freien Ende eines Winkellicliels (6) drehbar gelagert ist. der durch die Exzentercinrichlung gesteuert wird, daß das Sclialtglicd in der Grundstellung federnd gegen einen im Winkclhebcl befestigten Anschlag (6 b) anliegt und daß dem Sclialtglicd eine ortsfest gelagerte Auslöseklinkc (9) zugeordnet ist, die im Ruhezustand mit einem Klinkenansatz (8 a) des Schaltgliedes im Eingriff steht.

4. Ausrückbares Schrittschaltgetriebe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (12) und der Winkelhcbel (6) eine gemeinsame Drehachse (7) besitzen.

5. Ausrückbares Schrittschaltgetriebe nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltzahnrad (16) beim Übergang in den ausgerückten Zustand in Eingriff mit einem ortsfest gelagerten Zahnsegment (18) gelangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen