DE1750845C - Schaltgetriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit einem Triebstock-Schaltrad, an dessen Umfang mehrere Triebstockrollen auf radialen, in einer gemeinsamen Ebene liegenden Achsen mit gleichem Winkelabstand gelagert sind, und das um seine Achse unter der Steuerung einer Kurventrommel schrittweise drehbar ist, welche um eine in der Ebene der Triebstockrollenachsen liegende, seitlich zur Schaltradachse versetzte und senkrecht zu dieser verlaufende Achse antreibbar ist und auf ihrem Umfang Sperr- und Schaltbereiche aufweisende Führungsbahnen sowie eine Rippe trägt, die radial auswärts konvergierende Flanken hat, auf denen die Rollen beidseitig ablaufen.

Bei diesem aus der USA.-Patentschrift 3 199 37' 5^ bekannten Schaltgetriebe sind die Triebstockroilen zylindrisch ausgebildet, so daß sie die im Querschnitt geradlinigen Flanken der Rippe — theoretisch — jeweils entlang einer Linie berühren. Da die Rollen auf einer kreisbogenförmig gekrümmten, sich um die Kurventrommelachse drehenden Rippe ablaufen, muß jede Zylinderrolle an ihrem der Achse des Schaltrades zugewandten Ende einen größeren Weg zurücklegen, als an ihrem anderen, von der Schaltradachse her gesehen äußeren Ende. Dies führt zwangläufig zu Schlupf und sowohl erhöhtem als auch ungleichmäßigem Verschleiß. Ferner muß sichergestellt sein, daß sich die Kurventrommcl im Sperrbereich nicht um ihre Achse verdrehen kann, jegliches Spiel also ausgeschlossen ist. Bringt man zu diesem Zweck eine gewisse Vorspannung auf, so muß dies bei dem bekannten Getriebe dadurch geschehen, daß das Schnltrad zur Kurventrommel hin gedrückt wird. Dabei verändert sich aber nicht nur der Abstand der Achsen von Kurventrommel und Schaltrad, womit eine entsprechende Störung der Getriebegeometne einhergeht, sondern die Vorspannkraft fuhrt auch zu einer Aufspreizung der jeweils im Eingriff befindlichen Rollen mit ihren Achsen, so daß der ordnungsgemäße Kontakt der Rollen mit den Rippenflanken verlorengeht Um die damit verbundenen Nachteile zu vermeiden, müssen bei dem bekannten Schaltgetriebe die Rippenflanken von Hand überaus sorgfälti° nachgearbeitet werden, um auch unter Vorspannung den ordnungsgemäßen Ablauf der Tnebstockrollen auf den Flanken der Kurventrommelnppe zu erzielen.

Der Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden und insbesondere das Aufbringen einer Vorspannung m der Sperrstellung auf einfache Weise zu ermöglichen.

Ausgehend von dem einleitend beschriebenen Schaltgetriebe wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils die Mantellinie der sich auswärts verjüngenden Rollen und der Flankenquerschnitt gleichsinnig, aber zur Bildung punktförmiger Abwälzberührung' unterschiedlich stark gekrümmt sind, derart, daß der den geometrischen Ort aller in der Rollenachsebene hegenden Wälzpunkte bildende Wälzkreis entlang der gesamten Führungsbahnen (Sperr- und Schaltbereiche) im wesentlichen derselbe ist, und daß die zu einer Führungsbahn gehörigen Flankenflächen Abwälzungen eines Drehkörpers sind, der in der Wälzpunktebene jeder Rolle einen geringfügig größeren Durchmesser als diese hat.

Auf diese Weise wird eine — an sich bekannte — punktförmige Berührung und Abwälzung zwischen den Flanken der Rippe und den jeweils im Eingriff befindlichen Rollen erzielt, und zwar derart, daß nicht nur im Gegen· atz zu dem au^c der deutschen Patentschrift 376 321 bekannten Schaltgetriebe mit Punktberührung zwischen Kurventrommelrippe und Triebstockroilen es möglich ist, eine Vorspannung zwischen den Rollen und der Rippe aufzubringen, sondern daß darüber hinaus diese Vorspannung keine Störung des geometrisch einwandfreien Ablaufs der Rollen auf den Rippenflanken mit sich bringt. Ferner ist vorteilhaft, daß die Vorspannkraft mit zunehmender Annäherung der Triebstock- und Kurventrommelachsen progressiv zunimmt.

Vor allem aber erlaubt die erfindungsgemäße Ausbildung eine Herstellung der Kurventrommelnppe derart, daß die Beseitigung jeglichen Spieles durch Vorspannung ohne Änderung des Abstandes der Kurventrommel- und Schaltradachsen erfolgen kann. Wenn man nämlich mit einem Fräser arbeitet, dessen Außeukontur derjenigen der herzustellenden Rippenflanken entspricht, und dessen Drehachse zur Herstellung des Schaltbereichs der Kurventrommelrippe bzw. -nute um die (spätere) Schaltradachse schwenkbar ist, dann kann man entweder die Drehachse des Fräsers parallel zu dessen Sperrbereichs-Normalstellung von der Kurventrommel weg verschieben, so daß der Schwenkpunkt der Drehachse gegenüber der (späteren) Schaltndachse versetzt ist, oder man kann den Winkel der Fräserdrehachse gegenüber der Verbindungslinie der Schaltrad- und Kurventronimelachsen im Sperrbereich vergrößern, wodurch in beiden Fällen eine Rippe entsteht, welche etwas breiter als die für den theoretischen Fall eines von jeglichem Toleranzspiel freien Schalt-

getriebe* richtige Rippe ist. Wird dann beim Zusammenbau des Schaltgetriebes der vorgegebene Achsabstand eingehalten, so besteht zwischen Schaltrad und Kurventrommel eine Vorspannung, durch die das in jedem praktischen Falle auftretende Toleranzspiel 5 aufgehoben wird, ohne daß es besonderer Einstellung oder gar Nacharbeitung bedarf. Dennoch kommt es beim Betneb des Schaltgetriebes im Schaltbereich nicht zu einem Verklemmen der jeweiligen Rolle in der Nut, weil der in jeder Schnittebene einen etwas größeren Durchmesser als die Rollen besitzende Fräser ein Nutprofil schafft, welches auf Grund der Krümmungsrelation von Fräser und Rolle sowie auf Grund der »pendelnden« Fräserführung trotz Aufhebung der Vorspannung und damit einhergehender Auswärtsbewegung der Rolle in Richtung ihrer Drehachse dieser ausreichenden Durchmttsspieiraum gibt.

Weitere Vorteile des erfindun^sgemäßen Schaltgetr.-bes liegen in der geringen Anfällig' eit der sich so zur Basis hin stark erweiternden Rippe der Kurventrommel gegen Verwerfungen beim Harten sowie in d. r Möglichkeit, die sich ebenfalls /u ihrer Basis hin erweiternden Rollen mit Achsen von ansprechend gr.ißem Durchmesser und damit hoher. Widerstandsrr ment auszustatten.

\uf Grund aller dieser I:igcnschai-;-n zeichnet sich d. erfindungsgemäße Schalt^· rieix durch relativ {!■•ringen Herstellungsaufu mu. grolie Laufruhe (S. hwingungsfreiheit) und ge ring.· η \\ r-chleiß aus.

i>ie nachfolgende Beschreibung veranschaulicht d'c Erfindung an einem Ausführungsbeispiel des erfi··dungsgemäßen Schaltgetriebes und -.einer Herstclli.ng. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 das Schaltgetriebe ;n Seitenansicht, in Achsrichtung des im Sperrbereich befindlichen S<_haltradf*s gesehen,

F i g. 2 eine Endansicht des Schaltgetriebes gemäß der Linie 2-2in Fig. 1, teilweise weggehrochen,

F i g. 3 eine vergrößerte Darstellung der Profile der zusammenwirkenden Flächen der Rollen und der Rippen- bzw. Nutflanken gemäß der Linie 3-3 in F i g. 2 mit zur Verdeutlichung verzerrten räumlichen Verhältnissen,

F i g. 3 a die räumlichen Beziehungen der Krümmungsmitten der Profile einer Flanke und einer Rolle in vergrößerter und idealisierter Darstellung,

F i g. 3 b eine stark vergrößerte Darstellung der Beziehung zwischen den Wälzkreisen der Rolle und des Fräsers bei seitlich versetzter Fräserschwenk- b° achse,

Fig.4 eine Teildarstellung des Getriebes gemäß Fig. 1, jedoch mit im Schaltbereich befindlicher Rolle,

F i g. 5 eine Endansicht gemäß der Linie 5-5 der Fig. 4,

F i g. 6 eine vergrößerte, idealisierte Darstellung gemäß der Linie 6-6 der F i g. 5,

Fig.7 eine schematische Teildarstellung der Herstellung einer Kurventrommel,

Fig.8 die Schnitt-Abwicklung der Rippe bzw. Nuten der Kurventrommel nach F i g. 1 in Flöhe der Wälzkreisbögen und gemäß der über den Umfang der Kurventrommel verlaufenden Linie 8-8 in Fig. 2,

Fig.9 ein vergrößerter Schnitt der Rippe mit der Darstellung eines Fräsers und einer Rolle in der Sperrstellung gemäß Fig. 1 und den Linien ^c)-9 in F i g. 8 unter Vergrößerung der Krümmungsunterschiede und des Betrages der Versetzung der Schwenkachse des Bearbeitungswerkzeuges und der Drehachse des Schaltrades,

F i g. 9 a eine der F i g. 9 entsprechende scherriatische Darstellung einer Anordnung, bei der die Schwenkachse des Fräsers und die Schaltradachse zusammenfallen, aber der Fräser weiter als in F i g. 9 ausgeschwenkt ist,

Fig. 10 die in Fig. 9 dargestellte Anordnung mi: im Schaltbereich befindlichen Fräser und Rolle und Fig. 11 bis 12a ein Schaltgetriebe in schematischer Darstellung mit andersartigem Profil der Rippenflanken und der Rollen.

Bei der Herstellung des Schaltgetriebes wird eine idealisierte punktförmige Berührung zwischen den Rollen und der Kurventrommel angenommen, deren geometrischer Ort bezogen auf die Rolle deren mittlere Umfangslinie sein kann. lJieser geometrische Ort ermöglicht beim Entwurf und bei der Herstellung des Getriebes Toleranzen, die die tatsächliche Wälzkurve gegenüber der idealisierten Wälzkurve In Richtung der jeweiligen Rollenachse auswandern lassen. Entsprechend haben die Flanken der Nut bzw. Rippe der Kurventrommel eine Wälzlinie, die zwischen den LJmfangsrändern des Flankenprofil:; liegt. Solange der geometrische Ort der punk'förmigen Abwälzung sowohl auf der Rolle als auch auf den Flanken der Nut bzw. Rippe zwischen diesen Extremlagen verläuft, kann eine tatsächliche Auswanderung der Wälzlinie aus der idealisierten Wälzlinie während des Betriebs in Kauf genommen werden.

Analog zu Getrieberädern kann die Ortskurve der theoretischen punktförmigen Abwälzung auf einer Rolle des Schaltrades als Wälzkreis betrachtet werden, wenn das Schaltrad um seine Achse gedreht wird, wobei angenommen ist, daß die theoretisch punktförmige Berührung in einem bestimmten radialen Abstand von der Schaltradachse auftritt. Zugleich kann die Ortskurve der theoretischen punktförmigen Berührung auf den Flanken der Nut bzw. Rippe bei der Drehung des Schaltrades und einem festgelegten radialen Abstand des Berührungspunktes auf den Flanken von der Achse der Kurventrommel und als deren Wälzkreis betrachtet werden. Dieses wird im folgenden an Hand der Herstellung einer Kurventrommel im einzelnen dargelegt.

Die senkrecht zur Achse des Treibers verkaufende und die Achse des Schaltrades aufnehmende Ebene sei als Symmetrieebene der Schaltradachie betrachtet. In ähnlicher Weise wird die senkrecht zu der Schaltradachse verlaufende und die Achse der Kurventrommel aufnehmende Ebene als Symmetrieebene der Kurventrommel angesehen. Diese zwei F.benen verlaufen senkrecht zueinander und schneiden sich in einer sowohl zu der Schaltradachse als auch zu der Kurventrommelachse senkrecht verlaufenden Linie, die die Versetzungslinie LG zwischen den Zentren der Kurventrommel und des Schsltradcs bildet.

Fig. 1 zeig» ein montiertes Schaltgetriebe. Auf der Welle 10 ist eine Kurventrommel Xl fest angeordnet und ist mit einer über den Umfang fortlaufenden Kurvennut verschen, die im einzelnen später beschrieben und von der Rippe 15 begrenzt wird, welche sich über einen Sperrbereich und den Schaltbereich 19 erstreckt.

Das mit der Kurventrommel H zusammenwirkende Schaltrad Il sitzt auf einer Schaltradwelle 23,

und seine Achse 23 α verläuft seitlich versetzt und keit und der Anfälligkeit der Kurventrommel bei der senkrecht zu der Achse 10a der Kurventrommel 12. Wärmebehandlung in Verbindung mit der Auswahl Das Schaltrad 22 hat mehrere gleichartig ausgcbil- und Bearbeitung des Ausgangsmaterials auf. dct«. und mit Abstand angeordnete Rollen 25, die je- Die Fig. 3, 3a und 9 zeigen ein einfaches Verweils von einem Achsbolzen 26 drehbar gehalten 5 fahren zur Bestimmung einer glockenförmigen RoI-sind. Die Rollen können dabei mit Mitteln zur Ver- lenform. Es muß dabei berücksichtigt werden, daß ringerung der Reibung versehen sein. Das Schaltrad die Wölbungsunterschiede zw/ chen der Rolle und kann so viele Achsbolzen und Rollen aufweisen, wie der Kurvennutflanken bei günstigem Aufbau gering notwendig sind, und obwohl auf der Zeichnung zur sind und zwei Radien aufweisen, die etwa um 3 bis Vereinfachung der Darstellung nur sechs gezeigt io 5 ⁰Ze voneinander abweichen und in praktischen sind, versteht es sich von selbst, daß jede gewünschte Schaltgetrieben Differenzen von einigen hundertstel gerade oder ungerade Anzahl gewählt werden kann. Millimetern aufweisen. Demgemäß ist die Rolle 29 wobei der Radius des Schaltrades gleichermaßen ver- nur aus Zweckmäßigkeitsgründen in der Stillstandsänderbar ist, so daß bei jeder vollen Umdrehung der lage des Schaltradcs betrachtet, wobei der theoreti-Kurventrommel jede gewünschte Winkelbewegung 15 sehe Wälzpunkt 29 a etwa mittig zwischen den Enddes Schaltradcs erreicht werden kann. flächen 29 b und 29 c der Rolle gewählt ist. Die RoI-

Fig. 1 zeigt die Kurventrommel und das Schaltrad lcnlängen und -durchmesser werden im allgemeinen

im Sperrbereich, wobei benachbarte Rollen 28 und wie bei Kugel- oder Rollenlagern bestimmt. 29 sich auf den Flanken der Rippe 15 abwälzen. Um Der Wälzkreis 27 der Rolle ist durch den Abstand

ein Spiel des Schaltrades 22 in dessen Stillstandslage ao zwischen der Schaltradachse 23 a und dem Punkt

zu vermeiden, ist es notwendig, daß die Rollen auf 29 a bestimmt. Der Grund dafür, daß der Punkt 29 a

den Flanken der Rippe im Sperrbereich fest anliegen. etwa mittig zwischen den Rollenendflächen angcord-

Dicses spielfreie Zusammenwirken wird bei bekann- net ist, liegt darin, daß die bei der Herstellung und

ten Schaltkurventrieben durch die Verstellung des den Betneb eines Schaltgetriebes auftretenden ToIe-

Abstandes der Treiberwelle und der Schaltradwelle 45 ranzen aufgenommen werden sollen und die Berüh-

im Sinne des Vorspannens erreicht. Durch die noch rungskurve der Rolle dann innerhalb oder außerhalb

zu beschreibende Herstellung von Schaltkurventrie- des Wälzkreises 27 verläuft. Von dem Punkt 29 α ist

ben wird die Vorspannung auch bei den dabei die Linie Ra zu dem Punkt 29 d an der Kante der

üblicherweise auftretenden Toleranzen aufrcchterhal- Roiienendfiäche 29 b eingezeichnet. Der Mittei-

ten. Der Kreis 27 ist ein theoretischer Wälzkreis in 30 punktÄft auf der Linie Λα wird anschließend ermit-

der Symmetrieebene der Kurventrommelachse und teil, wobei dieser auf der einen oder anderen Seite

bildet den geometrischen Ort aller Wälzpunkte einer des Punktes 29 d oder aber vorzugsweise mit dem

Rolle, wenn diese um die Schaltradachse bewegt Punkt 29 d zusammenfallend, je nach den Betriebser-

wird. fordernissen gewählt wird. Es ist selbstverständlich.

Die Rollen 25 des Schaltrades führen zwei ver- 35 ^daß insoweit ein zweidimensionales Diagramm vorschiedene Bewegungen aus, nämlich eine diskontinu- Hegt (F i g. 3 a). Von dem Mittelpunkt Rb ist der Boierliche Bewegung um die Schaltradachse und eine gen 29 e durch den Punkt 29 a eingetragen, der sich unregelmäßige Drehung um die Achsen 26 a der zwischen den Rollenenden 29 6 und 29 c erstreckt. Achsbolzen 26. In der Sperrstellung des Schaltrades Der Bogen 29 e stellt das Rollenprofil dar, wobei die und der Kurvenlrommel drehen sich die Rollen 28 40 durch den Bogen 29 e beschriebene Wälzfläche, die und 29 in entgegengesetzter Drehrichtung um ihre um die Rollenachse 26 a gedreht wird, die Wirkzugehörigen Achsbolzen, wenn sich die Kurventrom- fläche der Rolle bildet.

mel 12 um ihre Achse dreht. Wenn die Drehungen Der nächste Schritt dient der Bestimmung der Arder Kurventrommel und des Schaltrades in Richtung beitsbereiche 40 α des Fräsers 40 (vgl. dazu F i g. 7 der auf der Zeichnung dargestellten Pfeile verlaufen, 45 und 9) zur Herstellung der Kurvennut in einem unbeso dreht sich, vom zugehörigen Achsbolzenende aus arbeiteten Rohling. Der aus härtbarem Stahl beslegcsehen. die Rolle 29 im Gegenuhrzeigersinn und die hende Rohling der Kurventrommel 12, der auf der Rolle 28 im Uhrzeigersinn. Im Schaltbereich erfolgt Welle 10 fest angeordnet utid um die Achse 10 a eine Drehrichtungsumkehr der jeweils führenden drehbar ist, kann bereits mit einer anbearbeiteten Rolle, im Beispiel der Rolle 29. F i g. 4 und 5 zeigen so Kurvennut versehen sein, um die von dem Fräser 40 die theoretische Stellung einer Rolle des Schaltrades zu verrichtende Arbeitsleistung zu verringern. Der in dem Augenblick ihrer Drehrichtungsumkehr. Fräser 40 wird von einem Elektromotor 42 um seine

Die theoretisch punktförmigc Abwälzung zwischen Achse 41 mit hoher Drehzahl angetrieben. Der ge-

dcn Rollen eines Schaltrades und den damit zusam- samte Fräskopf, der aus dem Fräser 4f, einer An-

mcnwirkcnden Kurvennutflanken wird bei Belastung 55 triebswelle, deren Achse mit der Frasachse 41 zu-

zu einer fiächenförmigen Wälzberührung, wobei we- sammenfällt, und einem Elektromotor 42 mit einer

gen der relativ geringen Unterschiede zwischen der Vorschubvorrichtung 42 a zur Bewegung des Fräsers

Krümmung der Rollen und der Flanken im Bereich in Längsrichtung der Achse 41 für die Veränderung

von 3 Ws 5"/« die Verformungen innerhalb der EIa- der Schnitt-Tiefe besteht, ist um eine Schwenkachse

stizitätsgrcnzcn liegen und somit eine Fehlfunktion 60 43 bewegbar. Die Schwenkachse 43 verläuft parallel

vermieden wird. zur Schaltradachse 23 a. Wie auf der Zeichnung dar-

Von allen möglichen Ausführungsformcn werden gestellt, ist die Schwenkachse des Fräsers 43 entlang da«; glockenförmig ausgebildete RoIIcnprofil und das der Linie LC gegenüber der Achse 10a dt,- Kurvenkonkav gekrümmte Flankcnprofif der Kurvennut be- trommel versetzt.

vorzugt, insbesondere bei hohen zu erwartenden Be- 65 Die I.ini·- 29.·.' verläuft, ausgehend vom Wäl/punk»

lastungen. Diese Baufotni schafft eine maximale 29«. --enkrecht zur Rollenachse 26a und außerhalb

Bicilc der Rippe im Bereich der Grundfläche der des {•cpenüberliegendcn Rollcnprofilpunktcs 29/1 /11 Kunennut und weist Vorteile hinsichtlich der 1-estig- dem Punkt 29/. Der Atetand zwischen den Punkten

29/ι und 29/ ist gleich dem gewünschten Schaltbereichs-Freiraum zwischen der Rolle und der Flanke der Rippe 15 auf der Linie 29 g. Der Punkt 29/ sollte zwischen der Außenkante 40 c des Fräsers und der Linie 40 rf, auf der der Wirkbereich 4Oo und der frei laufende Bereich 40 b des Fräsers zusammenstoßen, liegen. Der Punkt 29/ muß nicht notwendigerweise in den Mittelpunkt zwischen den Linien 40 c und 40 rf fallen, die die Länge des Wirkbe-

Rolle. Die Kurvennutmitte, die durch den Mittelpunkt 29 A- des Fräsers bestimmt ist, liegt damit in jedem Sperrbereich außerhalb dta Rollenmittelpunktes 29 «j und außerhalb der Rollenachse 26 a. Wenn der 5 Fräser aus seiner einen Endlage auf der einen Seite der Linie LC über die Linie LC hinweg in die andere Endlage geschwenkt wird, wird die seitliche Versetzung zwischen den Mittelpunkten 29 m und 7.9 k zunächst geringer, verschwindet auf der Linie LC und

reiches 40« des Fräsers 40 in axialer Richtung bc- io nimmt mit der Bewegung in die andere Endlage zu. stimmen. Der zylindrische Bereich 40 b des Fräsers Die seitliche Versetzung der Mitte 29 A des Frä-

40 weist einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser des Fräsers bei 40 d entspricht, so daß der rückwärtige frei laufende Bereich 40 b stufenweise vorge-

sers. bezogen auf die Rollenmitle 29 m, zur Beibehaltung der Wälzpunkte 29 a sowohl auf der Rolle als auch auf der Kurvennutflanke kann auch dadurch ersetzt ^vcrden kann, wenn der Bereich 40a des Frä- 15 reicht werden, daß die Schaltradachsc 23a als MU-scrs verschleißt. In der Mitte zwischen den Punkten telpunkl für die Schwenkbewegung des Fräsers vor-29 a und 29/ befindet sich der Punkt 29 A auf der
Achse 41 des Fräsers 40, die senkrecht zu der zwi

schen den Punkten 29 a und 29/ gezogenen Linie

gesehen wird, wobei die Fräserachse 41 nunmehr durch die Achse 23 α verläuft und die Schwenkbewegung mit einer genügend großen Versetzung beginnt,

29j? verläuft. Die Fräserachse 41 ist gegenüber der ao so daß das Fräserprofil 40b die Kurvennut erzeugt Rollcnachse 26 a seitlich versetzt und läuft zu dieser und den Wälzpunkt auf der Rolle und den Kurvenparallel, wobei der Betrag der seitlichen Versetzung nutprofilen festlegt. Es ist dabei klar, daß die Achse zwischen den Achsen 26 a und 41 gleich der Hälfte 41 des Fräsers 40 zur Erreichung der Schaltradachse des gewünschten Freiraums zwischen der Rolle und 23 geringfügig geneigt ist und dadurch die Ortskurve der äußeren Kurvcnnutflanke ist. Der Mittelpunkt as der Wälzpunktc, wie bei 29a in Fig.9 dargestellt. 29 A des Fräsers ist gegenüber, der Linie LC seitlich nach oben in Richtung auf die Mittellinie LC verversetzl und liegt außerhalb der Rollenachse 26 a, schoben wird. Diese Verschiebung ist jedoch so gedie durch den Rollcnmittelpunkt 29 m verläuft. Die ringfügig, daß die Lageänderung des Wälzkreises 27 Achse &\ des Fräsers kreuzt die Verbindungslinie LC kaum bemerkbar ist. Das wichtigste dabei ist. daß zwischen den Mittelpunkten der Kurventrommel und 30 der Fräser in jeder Endlage derart festgelegt ist, daß des Schaltrades bei 43 und bestimmt dadurch die der dahci auf der Kurvcnnutflanke her°estel!te Wä!z-Schwcnkachsc des Fräsers zur Herstellung der Kur- kreis für die Rollen des Schaltrades erhalten bleibt, vennut. Der Schnittpunkt des Wälzkreises 27 der Rolle mit

Die Profilwölbung 40 p im Fräserbereich 40« geht der Fräserachse 41 in der Rollensperrlage liegt somit durch den Berührungspunkt 29 a und endet an den 35 immer außerhalb des Schnittpunktes des Wälzkreises Linien 40 c und 40 rf. Der Wölbungsradius der Pro- 27 mit der Rollenachse 26 α und auch außerhalb dec filwölbung 40 p des Fräsers ist geringfügig größer als Linie LC. Es ist von großer Wichtigkeit, daß die zuder Wölbungsradius des Rollenprofils 29 e. Der Mit- sammengehörigcn Punkte auf dem Fräser bzw. auf telpunkt Rb des Profilbogens des Fräsers kann etwas der Rolle (wie beispielsweise die Punkte 29 k und außerhalb des Mittelpunktes Rb des Rollenprofils 40 29 m oder in radialer Richtung danebenliegende auf der Linie Ra liegen. Die Radien des Rollen- und Punkte), über die der Wälzkreis 27 verläuft, unterdes Fräserprofils sollten eine Differenz von 3 bis 5 ·, 0" schiedliche Bogenlängen aufweisen, wobei der aufweisen, um eine gute Wirkung des Schaltgetriebes Fräserbogen immer der längere Bogen ist. unter Last zu gewährleisten. Wenn keine große BeIa- Es ist charakteristisch für das beschriebene Schalt-

stung erwartet wird, kann der Wölbungsradius des 45 getriebe, daß unabhängig davon, ob die Schwenk-Fräserprofils um jeden gewünschten Betrag größer achse 43 des Fräsers gegenüber der Schaltradachse sein als der Wölbungsradius des Rollenprofils. 23 α versetzt ist oder nicht, der Winkel zwischen den

Eine Steuerkurve dient zur Steuerung des Fräsers Wälzpunkten der Rollen und der Kurvennutflanken während der Bearbeitung der Kurventrommel. Die in der Spcrrlage sowoh! bei der Herstellung der Kur-Schwenkbewegung des Fräsers 40 um die Schwenk- 50 vennut als auch beim Einbau des Schaltrades genau achse 43 muß zeitlich auf die Drehung der Kurven- gieich ist und auf diese Weise eine feste Anlage der trommel 12 abgestimmt sein. Wenn sich der Fräser Rollen an den Kurvennutflanken während der Sperr-40 in der einen Endstellung seines Schwenkbereiches lage geschaffen ist. In herkömmlichen Schaltgetriebefindet (wie in Fig.7 dargestellt), muß die Kurven- ben ist der Winkel zwischen den Sperrlagen der RoI-trommel um die Hälfte des Sperrbereichs gedreht 55 len der gleiche wie zwischen den Endlagen des Fräwerden. bevor der Fräser 40 in seine andere Endlage sers. Dort ist es zur Schaffung einer spielfreien Sperrlage daher notwendig, daß das Schaltrad und die Kurventrommel gegeneinander vorgespannt werden. Daraus folgt, daß die Raumanordnung des Systems 60 während der Herstellung der Kurvennut sich von der Raumanordnung eines betriebsiertigen uud zwecks spielfreier Sperrtage vorgespannten Schaltgetriebes wesentlich unterscheidet

In F i g 8 ist die Abwicklung der Rippe bzw. Kur-

tronunel festgelegt wurde, als Wälzpunkt für eine 65 vennirt dargestellt. Im Verhältnis zu einer verwickel-Schaltradrolle zu bestimmen. Der gesamte Freiraum ten dreidimensionalen Darstellung muß Fig.8 als zwischen einer Rolle und der äußeren Kurvennut- Näherungsdarstellung der gewünschten theoretischen flanke liegt während der Sperrstellung außerhalb der Eigenschaften angeschen werden. Gemäß Fig.7,9

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geschwenkt wird, in der er sich erneut in einer Endstellung befindet. Der Tiefenvorschub des Fräsers zur Vertiefung der Kurvennut wird vorgenommen, wenn sich dieser in einer Endstellung befindet.

Die seitliche Versetzung der Fräser- und Rollenmittelpunkte 29 m und 29 k in den Endlagen dient dazu, den Ort der vorgesehenen punktförmigen Wälzberührung 29 a, der bei der Bearbeitung der Kurven-

und K) überschneiden sich im Bereich eines Schaltwinkel.', des Schaltrades (das ist der Winkel zwischen zwei Schaltradsperrlagen) der Wälzkreis 27 und der Schwenkbogen 44 des Fräsers im Bereich der Sperrlagen der Rollen. Zwischen den Sperrlagen steigt der Wälzkreis 27 über den Schwenkbogen 44 des Fräsers. Die Absenkung des Wälzkreises 27 bei LC unter den Sciiwenkbogen des Fräsers ist sehr gering und kleiner als der Versetzungsbetrag zwischen den Achsen 43 und 23 a, falls eine Versetzung vorgesehen ist. Sie ist noch kleiner oder verschwindet ganz, wenn keine Versetzung der Achsen vorgesehen ist. In jedem Fall ist der Freiraum der Rollen zwischen den Sperrlagen im Schaltbereich aufrechterhalten.

Die Versetzung zwischen den Achsen 43 und 23 a, sofern diese vorgesehen ist, beträgt im allgemeinen zwischen etwa 0,05 und 0,13mm. In Fig. 8 liegen den Rippenbereichen 15 a und 15 b der Rippe 15 Kreise 48 an, die einen Querschnitt des Fräsers 40 in verschiedenen Stellungen entlang der Kurvennut während deren endgültiger Bearbeitung darstellen. Die Kreise 49 stellen einen Rollenquerschnitt in verschiedenen Stellungen dar und weisen daher einen etwas kleineren Durchmesser auf als die Kreise 48. Die Linien 48 L und 49 L sind die Ortskurven der Fräser- bzw. Rollenwälzkreismittelpunkte. Der Kurvennutbereich 19 c· weist den theoretischen Übergangspunkt auf. Die Ortskurven 48 L und 49 L .chneiden sich im Punkt P. Dort ist die Rolle theoretisch mit keiner der beiden Kurvennutflanken in Berührung, wie in F i g. !0 dargestellt ist. Die Wciierdrehung der Kurvcntrcmmcl beim Schaltvorgang hängt vom Freiraum zwischen der Rolle und der Kurvennut sowie der Kurvennutneigung im Schaltbercich ab.

Fig.9a zeigt eine abgewandelte Herstellungsart der Kurventrommel. Die Achse 41 des Fräsers 40 ist etwas geneigt, so daß der gesamte Fräskopf um eine Achse schwenkt, die mit der Schaltradachse 23 α zusammenfällt. In der Praxis ist die Größe der Neigung sehr gering. Bei einem Schaltgetriebe mit einem Wälzkreisradius der Rollen im Bereich von 75 bis 100 mm liegt der Betrag der seitlichen Versetzung der Achsen 23 a und 43 bei etwa 0,05 bis 0,12 mm. In einer solchen Anordnung ist es jedoch notwendig, die Endstellungen bei jeder Schwenkung des Fräsers so zu wählen, daß die vorgesehenen Wälzpunkte für den Fräser und für die Rollen nach Fertigstellung des Treibers gleich sind. Wie in Fig.9a dargestellt ist, kann der vorgesehene Walzpunkt 129 a geringfügig von dem Punkt 29 a abweichen, der sich bei der

Bei den in Fig. 3b und 9 a dargestellten Verfahren sind die Abweichungen der Winke! und Abmes sungen von bekannten Ausführungen, in denen dii Fräser- und Rollenachsen zusammenfielen, wodurcl eine besondere Einstellung zur Erreichung der Vor spannung im Sperrbereich notwendig wurde, sehr ge ring. Diese Abweichung bringt jedoch die Konzep tion zum Ausdruck, durch ein Fräsprofil auf eine fertigen Kurvennutflanke einen Wälzpunkt zu schaf fen, der mit dem Wälzpunkt zwischen der Kurven nutflanke und der Rolle identisch ist. Somit könner

ίο das Schaltrad und die Kurvennut derart zusammen gebaut werden, daß in der Sperrstellung eine fesu Anlage der Rollen an den Kurvennutflanken erreichi und im Betrieb aufrechterhalten wird. Die Vergrößerung der Neigung der Fräserachse 41 gegenüber dei

Rollenachse 26 a ist sehr gering, wobei hier nichl versucht wird, die genauen räumlichen Verhältnisse darzustellen.

In der Ausführungsform nach Fig. 11 weist die Rolle 60 ein konvexes Profil 61 auf und wirkt mit

ao einer Kurvennut mit geradlinigem Flankenprofil 62 zusammen. Die geradlinige Profilierung ist als Krümmung, nämlich mit unendlichem Radius, zu verstehen. Die Linie 63 verläuft senkrecht zu der Kurvennutflankc 62 durch den Wälzpunkt 64 und durch den

as Mittelpunkt 65 zur Herstellung des Rollenprofils 61 Der Unterschied der Wölbungsradien der Kurvennut flanke 62 und des Rollenprofils 61 kann größer als 5 °/o sein, sofern dadurch eine punktförmige Abwälzung erreicht wird.

Fig. 12 zeigt eine zu Fig. H gegensätzliche Aus führung mit einer Rolle 60' von im wesentlichen geradlinigem Profil 6Γ, das mit einer konvex gewölbten Kurvennutflanke 62' zusammenwirkt. Der Punkt 64' stellt den Berührungspunkt der Wälzkurve mit

der Linie 63' dar und weist die gleiche Beziehung zu

den zusammenwirkenden Profilen auf wie die Linie 63 in Fig. 11. Der Punkt 65' ist der Mittelpunkt.

von dem das Profil 62' hergeleitet we-den kann.

Fig. 12a zeigt eine Ausführungsform, bei der die

Rolle 60 a ein konkaves Profil 61a aufweist, das mit einem konvex gewölbten Flankenprofil 62 a der Kurvennut zusammenwirkt. Die Linie 63 a verläuft durch den Wälzpunkt 64 a, während die Wölbungsmittelpunkte der Profile sowohl für die Rolle als auch für

die Kurvennutflanke auf der Linie 63 a liegen können. Die Wölbungsradien beider Profile weisen einen sehr geringen Längenunterschied auf, so daß die punktförmige Berührung sichergestellt ist. In dieser Ausführungsform ist das Rollenprofil 61a mit einem

5«» etvmläowraimibjtag^adjnsäfc.dieStofceflprofil »Sta verseilen. BieSe Pröfflanordnong ist normalerweise die von den verschiedenen Ausführungen am wenigste a gebräuchliche.

Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltgetriebe mit einem Triebstock-Schaltrad, an dessen Umfang mehrere Triebstockrollen auf radialen, in einer gemeinsamen Ebene liegenden Achsen mit gleichem Winkelabstand gelagert sind, und das um seine Achse unter der Steuerung einer Kurventrommel schrittweise drehbar ist, welche um eine in der Ebene der Triebstockroilenachsen liegende, seitlich zur Schaltradachse versetzte und senkrecht zu dieser verlaufende Achse antreibbar ist und auf ihrem Umfang Sperr- und Schaltbereiche aufweisende Führungsbahnen sowie eins Rippe trägt, die radial auswärts konvergierende Flanken hat, auf denen die Rollen beidseitig ablaufen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Mantellinie der sich auswärts verjüngenden Rollen (25) und der Flankenquerschuitt gleichsinnig, aber zur Bildung punktförmiger Abwälzberührung unterschiedlich stark gekrümmt sind, derart, daß der den geometrischen Ort aller in der Rollenachsebene liegenden Wälzpunkte (29 a) bildende Wälzkreis (27) entlang der gesamten Führungsbahnen (Sperr- und as Schaltbereiche) im wesentlichen derselbe ist, und daß die zu einer Führungsbahn gehörigen Flankenflächen Abwälzungen eines Drehkörpers sind, der in der Wälzpunktebene jeder Rolle einen geringfügig größeren Durchmesser als diese hai.