DE279845C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49«. GRUPPE

Wechselrädergetriebe für Metallbearbeitungsmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. August 1912 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einstell- und Verriegelungsvorrichtung an Wechselgetrieben für Metallbearbeitungsmaschinen, insbesondere Drehbänke, und bezweckt, das Ein- und Ausrücken der verschiedenen Übersetzungen bei Zahnräderwechselgetrieben in bequemer Weise mittels eines einzigen Schalthebels zu bewirken. Bei den seither bekannt gewordenen Maschinen finden für gewöhnlich, damit der

ίο Bedienungsmann in jedem Falle die richtige Geschwindigkeit einschaltet, Geschwindigkeitstabellen Anwendung. Abgesehen von dem Zeitverlust, welchen die Einstellung nach derartigen Tabellen im Gefolge hat, erfordert das Einrücken der die verschiedenen Geschwindigkeiten übertragenden Kupplungen große Erfahrung und Überlegung des Bedienungsmannes. Diesen Übelstand beseitigt nun die vorliegende Erfindung insofern, als hier das zeitraubende Einstellen nach Tabellen in Fortfall kommt und durch Betätigung nur eines einzigen Schalthebels die auf verschiedenen Zwischenwellen eines an sich bekannten Zahnräderwechselgetriebes sitzenden Räder für das gewünschte Übersetzungsverhältnis zwangläufig miteinander in Eingriff gebracht werden. Ähnliche Getriebe sind bereits bekannt geworden.

Das neue Merkmal der vorliegenden Erfindung bestellt darin, daß durch die Betätigung nur eines einzigen Schalthebels zwischen drehbaren Schwingdaumengruppen eine Welle entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Wechselrädergetriebes verschoben und im Anschluß hieran um einen bestimmten Winkel gedreht wird. Diese Drehbewegung der Welle wird dann mittels doppelarmigen Hebels auf zwei Daumen, von denen jeder einer anderen Gruppe angehört, übertragen, welche durch nur je eine Übertragungsstange eine entsprechende Verschiebung und zugleich Verriegelung der das Übersetzungs-Verhältnis des Wechselrädergetriebes ändernden Organe bewirken. · Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß der Aufbau der Einstellvorrichtung äußerst einfach ist, insofern, als zur Einstellung der verschiedenen Geschwindigkeiten nur zwei Übertragungsstangen benötigt werden. Diese neue Vorrichtung ist auf den beiliegenden Zeichnungen zur Darstellung gebracht, und zwar zeigt:

Fig. ι eine Seitenansicht einer mit der neuen Vorrichtung versehenen Drehbank, Fig. 2 einen · wagerechten Schnitt durch dieselbe, Fig. 3 einen Schnitt nach 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 einen wagerechten Schnitt durch die Einstellvorrichtung. Fig. 5 bis 30 sind Einzelheiten, teilweise in vergrößertem Maßstabe (Fig. 8 ist ein Schnitt nach 8-8 in Fig. 1, Fig. 19 bis 22 sind Schnitte nach 19-19 bzw. 20-20 bzw. 21-21 bzw. 22-22 in Fig. 14 ; Fig. 28 bis 30 sind Schnitte nach 28-28 bzw. 29-29 bzw. 30-30 in Fig. 24).

Das Bett der Drehbank ist in bekannter Weise mit Führungsschienen für die verschiebbaren Schlitten versehen. Der Werkstückschlitten 41 ist mit mehreren Werkstückspindeln und an diesen angebrachten Spannfuttern versehen. Auf seiner unteren Seite trägt der Werkstückschlitten eine Mutter 42, durch welche eine Schraubenspindel 43 hindurchgeht (Fig. 2), mit-

tels deren die Weiterschaltung des Werkstückschlittens erfolgt Das auf der Vorderseite des Bettes vorragende Ende 43" der Schraubenspindel 43 ist mit einer Handhabe 44 versehen. Die Verschiebung des nicht gezeigten Werkzeugschlittens erfolgt mittels einer Spindel 45 (Fig. 1 und 2), die von einer mit Riemenscheibe 47 ver-. sehenen Welle 46 angetrieben wird. Letztere ist in einem an dem Bett angebrachten Kasten gelagert. Die Übertragung des Antriebs der Welle 46 auf die Spindeln 43 und 45 erfolgt durch ein Wechselgetriebe. Auf der Spindel 43 sitzt ein Schneckenrad 48 (Fig. 2), mit dem eine Schnecke 49 in Eingriff steht, die auf einer Welle 50 befestigt ist, welche parallel zur Spindel 45 angeordnet ist (Fig. 2 und 5). Die Spindel 45 besteht aus zwei Teilen, die durch ein Universalgelenk (Fig. 5) miteinander verbunden sind. Die ' Spindeln 45, 50 sind durch Zahnräder 51, 52 (Fig. 2) miteinander verbunden, die beide mit einem drehbar auf einem Wellenstumpf gelagerten leerlaufenden Zahnrad 53 in Eingriff stehen. Diese Zahnräder 51, 52 können durch eine nachstehend näher beschriebene Einrichtung mit.

ihren Wellen 45, 50 so gekuppelt werden, daß der Transport des Werkzeugschlittens sowie der des Spindelstockes an sich durchaus unabhängig und einzeln vorgenommen werden kann, der erstere für das Längsdrehen, letzterer für das Plandrehen. Selbstverständlich können auch beide Bewegungen gleichzeitig eingeschaltet werden. Der Antrieb der Zahnräder 51, 52 erfolgt durch ein auf Welle 56 angeordnetes Zahnrad 58.

Das Wechselgetriebe mit den zugehörigen Kupplungen ist in einem an dem Maschinenbett angebrachten Kasten 55 gelagert (Fig. 2 und 5), in den die Antriebswelle 46 eintritt. Das Zahnrad 58 sitzt auf dem vorspringenden Ende einer

Welle 56, die in Lagern innerhalb des Kastens dre'hbar gelagert ist. Mit 57 ist eine ebenfalls in dem Kasten drehbar gelagerte Vorgelegewelle bezeichnet. Auf dieser Welle sind vier Zähnräder 59 bis 62 von verschiedenem Durchmesser starr befestigt, während auf Welle 46 drei Triebräder 63, 64, 65 verschiebbar gelagert sind, die mit den Rädern 59, 60, 62 auf Welle 57' in Eingriff treten können. Die Verschiebung der Triebräder auf Welle 46 erfolgt durch einen Arm 66 (Fig. 3 und 6), der auf einer Schwingwelle 72 sitzt und mit einem Finger,66^a versehen ist, der in eine Ringnut in der die Triebräder tragenden Nabe eintritt. Auf Welle 56 sind drei Zahnräder 67, 68, 69 verschiebbar gelagert, die einen verschiedenen Durchmesser haben, und die mit den Zahnrädern 59, 60, 61 auf Welle 57 in Eingriff treten können. Die Zahnräder 67 bis 69 sitzen auf derselben Nabe, die längsvveise auf Welle 56 durch einen mit einer Nase 70^ (Fig. 3 und 6) versehenen Arm 70 verschoben werden kann. Arm 70 ist auf einer mit Welle 72 parallelen Schwingwelle 71 befestigt. Gemäß.Fig. 2 treten die Wellen 71, 72 durch die Stirnwand des Kastens 55 in denselben ein. Die Wellen sind an ihren vorragenden Enden (Fig. 1 und 6) mit Armen 73, 74 versehen, die nach unten bzw. nach oben gerichtet, sind. Durch Schwingen der Wellen 71, 72 in der einen oder anderen Richtung können die verschiedenen Zahnräder so mit ihren zugehörigen Wellen gekuppelt werden, daß die das Zahnrad 58 tragende Welle 56 mit einer von neun verschiedenen Geschwindigkeiten gedreht werden kann. Die Drehung der Welle 46 kann also auf die angetriebenen Spindeln 43, 45 mit neun verschiedenen Geschwindigkeiten übertragen werden. Die die Kupplungen des Wechselgetriebes betätigende Vorrichtung zum wahlweisen Einrücken und Verriegeln der verschiedenen Triebstellungen des Wechselgetriebes (Wählmechanismus) ist mit den Schwingwellen 71, 72 verbunden. Mit den beiden Armen 73, 74 sind Stangen 75, 76 gelenkig verbunden (Fig. 6), deren mit Schlitzen versehene Enden mit Stiften 77, 78 in Eingriff stehen, die von den Armen 73, 74 vorspringen. Aus Zweckmäßigkeitsgründen sind die beiden Stangen übereinander angeordnet und an Zapfen 79, 80 angelenkt, die von Armen 81, 82, welche an zwei Daumenwellen 83, 84 angeordnet sind, vorspringen (Fig. 5, 18, 27). Diese Daumenwellen sind parallel zueinander in einem Gehäuse 85 drehbar gelagert, das hinter der Stirnwand des Drehbankbettes liegt. Dieses Gehäuse hängt an einer Stange 86 (Fig. 2 und 8), die durch die Wand des Drehbankbettes hindurchragt, und wird ferner von einer Stange 87 gestützt, die durch an den Enden des Gehäuses ausgebildete Naben hindurchgeht. Die Stange 87 geht ferner durch die vordere und hintere Wand des Drehbankbettes hindurch. Wenn die Daumenwellen 83, 84 in der einen oder anderen Richt.ung geschwungen werden, so werden dadurch die Stangen 75, 76 (Fig. 6) längsweise bewegt, wodurch den Wellen 71, 72 eine Teildrehung gegeben wird, wodurch die Stellung der Zahnräder des Wechselgetriebes geändert wird. Da jeder Satz der Zahnräder in drei verschiedene Stellungen bewegt werden kann, so müssen die Daumenwellen 83, 84 so gedreht, werden können, daß sie ebenfalls drei verschiedene Stellungen einnehmen, und ferner müssen sie in neun verschiedene Stellungen mit Bezug zueinander bewegt werden können. Zu diesem Zweck ist jede Daumenwelle mit neun Daumenfiächen versehen (Fig. 18 und 27). Die Daumenfläche 83 ist mit den Flächen a, b, c, d, e, f, g, h und i versehen; die Flächen a, b, c befinden sich in derselben Ebene, die Flächen d, f., h befinden sich in einer zweiten Ebene in einem Winkel von 30 ° zur Ebene der erstgenannten Flächen

und die Flächen e, g und i befinden sich in einer dritten Ebene in einem Winkel von 60 ° zur Ebene der Flächen d, f, h.

Die Daumen welle 84 ist ebenfalls mit neun Flächen a', V, ti', d', ti, f, g', h' und i' versehen. Die Flächen V, f, g' liegen in derselben Ebene, die Flächen af, d', ti in einer zweiten Ebene in' einem Winkel von 60 ^c zur Ebene der erstgenannten Flächen und die Flächen ti, h' und *' in einer dritten Ebene in einem Winkel von 30 ° zur Ebene der .erstgenannten Flächen. Die beiden Daumenwellen sind so in dem Gehäuse gelagert, daß die Flächen α bis i der Daumenwelle 83 den Flächen a' bis V der Daumenwelle 84 gegenüberstehen, so daß neun Paare korrespondierender Flächen vorhanden sind. Die durch das Gehäuse 85 hindurchgehende Stange 87 kann längsweise verschoben werden. Auf der Stange ist ein zweiarmiger Hebel 88 festgekeilt (Fig. 7 und 11), dessen Arme mit 88^a und 88* bezeichnet sind. Die beiden Arme sind gekrümmt und an ihren Enden mit parallelen ebenen Flächen 88^C und 88^rf versehen. Die Arme sind schmal gehalten, damit das Ende jedes Armes nur mit je einer Daumenfläche der beiden Daumenwellen in Berührung treten kann. Die Stange 87 liegt ./wischen den beiden Daumenwellen, und zwar in derselben Ebene mit ihren Achsen. Durch Schwingen der Stange 87 können die Arme 88^a, 88* des Doppelhebels 88 von den Daumenflächen der Daumenwelle zurückgezogen werden, worauf die Stange 87 längsweise verschoben werden kann, wodurch die Arme des Doppelhebels mit jedem beliebigen Paar von Daumenflächen in eine Linie gebracht werden können. Darauf wird die Stange 87 so in ihren Lagern gedreht, daß die Flächen 88^C, 88^ der Arme 88^a, 88* an die ihnen gegenüber befindlichen Daumenflächen angedrückt werden, wodurch die Daumenwellen um ihre Achsen in der einen oder anderen Richtung gedreht werden. Dadurch werden die oben erwähnten Stangen 75, 76 verschoben und das Übersetzungsverhältnis des Wechselrädergetriebes geändert.

Die Daumenflächen sind jedoch so angeordnet, daß, wenn sich der Hebel 88 nacheinander der Fläche a, b oder c der Daumenwelle 83 gegenüber befindet, letztere stehenbleibt, während die andere Daümenwelle 84 infolge der Winkelstellung der Daumenflächen a', V, ti in drei verschiedene Stellungen bewegt werden kann. Die Zahnräder 67, 68, 69 bleiben also ' auch stehen, während die Zahnräder 63/64, 65 nacheinander mit den Zahnrädern 59, 60, 62 auf der Zwischenwelle 57 in Eingriff gebracht werden. In diesem Falle steht das Zahnrad 68 mit dem Zahnrad 60 in Eingriff. Wenn der Hebel 88 nacheinander den Daumenflächen d, d', e, ti, f, f gegenübergebracht wird, so werden die

Zahnräder des Wechselgetriebes so eingestellt, daß die Welle 57 mit drei verschiedenen weiteren Geschwindigkeiten gedreht wird. Durch Verschiebung des Hebels 88, wodurch dessen Arme den Daumenflächen g, g', h, h', i, i' gegenübergebracht werden, werden drei andere Geschwindigkeiten erzielt.

In Verbindung mit der Stange 87 ist ein Me- chänismus vorgesehen, durch welchen die Stange selbsttätig in die verschiedenen Stellungen verschoben wird. Auf dem nach vorn vorspringenden Ende der Stange 87 befindet sich eine Nabe 90 (Fig. 8, 9 und 12), mit der die Stange 87 durch einen Federkeil 91 verschiebbar aber undrehbar., verbunden ist, so daß die Stange S7 gegenüber der Nabe verschoben werden kann. Die Nabe wird durch einen Anschlag 92, der sich an einen an dem Drehbankbett befestigten Block 93 anlegt, an achsialer Verschiebung verhindert. An ihrem äußeren Ende ist die Nabe 90 mit einer seitlichen Erweiterung versehen, die ein Lager für einen Arm 94 bildet, dessen vorstehendes Ende mit einer Handhabe versehen ist, so daß der Arm 94 mit der Hand gedreht werden kann, wodurch die Nabe, um ihre Achse verdreht wird (Fig. 9 und 12). Auf dem Arm 94 befindet sich ein Zahnrad 95 (Fig. 4), das in die Zähne 96 an dem Ende der Stange 87 eingreift. Durch Verdrehung des Armes 94 wird also die Stange 87 längsweise verschoben'. Auf dem Arm 94 ist eine Scheibe 97 befestigt (Fig. 2, 8 und 9), die sich mit dem Arm dreht und aus neun Segmenten besteht, die durch neun gleich weite radiale Schlitze 97'¹ voneinander getrennt sind. Diese Schlitze können durch Drehung der Scheibe einem Stift 98 (Fig. 10 und 12) an Stange

86 gegenübergebracht werden. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zähnen der Stange

87 und den Zähnen des Zahnrades 95 ist so gewählt, daß, wenn die Scheibe 97 neun Zehntel einer vollen Umdrehung gemacht hat, die Stange 87 um ihren ganzen Weg verschoben worden ist, wodurch die Arme 88^α, 88* des Hebels 88 nacheinander den sämtlichen Daumenflächen der. Daumenwellen gegenübergebracht wurden. Auf der Nabe 90 befindet sich ein Stift 99 (Fig. 2), der dicht an dem Umfang der Scheibe 97 anliegt, derart, daß wenn die Mitte eines der Segmente der Scheibe dem Stift 99 gegenübersteht, der der gewünschten Tourenzahl entsprechende Schlitz dem Stift 98 an Stange 86 gegenübersteht. Der Arm 94 wird aus der in Fig. 12 gezeigten Stellung in die in Fig. 9 gezeigte Stellung geschwungen. Darauf wird der Arm 94 in der einen oder anderen Richtung um seine Längsachse gedreht, bis die der gewünschten Tourenzahl entsprechende Zahl auf der Scheibe 97 dem Stift 99 gegenüberkommt. Durch das Schwingen der Nabe 90 wird der Hebel 88 auf Stange 87 von den Daumenflächen entfernt, , so daß durch Drehen des Armes 94 um seine

Längsachse die Arme des Hebels 88 den gewünschten ■ Daumenflächen gegenübergebracht werden. Die Verschiebung der Wechsclräder erfolgt nunmehr durch Ausschwingen der Stange 87 um ihre eigene Achse, wobei der Arm 94 in die in Fig. 12 gezeigte Stellung zurückbewegt wird, wodurch der dem eingestellten Segment entsprechende Schlitz der Scheibe 97 mit dem Stift 98 in Eingriff gebracht wird. Dadurch wird das Zahnrad 95 auf dem Arm 94 in seiner Stellung verriegelt. Wenn also der Arm 94 nach oben geschwungen wird, so werden die Daumen-. wellen durch die Arme 88^Λ, 88^ύ des Hebels 88 so verdreht, daß die gewünschte Geschwindigkeit eingerückt wird.

Damit das Wechselgetriebe während der Verschiebung der Stange 87 von den getriebenen Wellen gelöst wird, sind auf den Wellen 45 und 50 (Fig. 5 und 11 a) die beiden Räder 51 und 52 durch Reibungskupplungen 100, 101 mit ihren Wellen verbunden. Diese Kupplungen werden in der Regel eingerückt gehalten, zu welchem Zweck Stangen 102 vorgesehen sind (Fig. 5). Je eine Stange ist in einer Bohrung der beiden Wellen 45, 50 gelagert und mit einem Querstift 103 versehen, durch welchen die Lamellen der Reibungskupplung in Reibungseingriff gebracht werden. Durch eine Druckfeder 104 wird jede Stange 102 so nach links in Fig. 5 gedrückt, daß die Kupplungen eingerückt sind. Die Feder 104 legt sich mit einem Ende gegen einen Bund 105 auf dem Ende, jeder Stange 102 an. Wenn die Stangen entgegen dem Druck der Federn nach rechts in Fig. 5 verschoben werden, so werden die Reibungskupplungen gelöst, in welchem Falle die Zahnräder 51, 52 leerlaufen. Zwischen dem Mechanismus zur Verschiebung der Stange 87 und einem Querkopf 106, der mit sich gegen die Enden der Stange 102 legenden Schrauben 107 versehen ist, ist eine Verbindung hergestellt. Der Querkopf 106 kann auf der Welle 54 verschoben werden, was durch den exzentrischen Teil einer Schwingwelle 108 geschieht, die durch einen an dem Bett ausgebildeten Lappen 109 hindurchgeht, und deren inneres Ende in einer Bohrung der Welle 54 gelagert ist. An ihrem vorderen Ende ist die Welle mit einem nach unten vorspringenden Arm 110 versehen, an dem eine Stange in angelenkt ist (Fig. 9), die durch eine Öffnung in dem Block 93 hindurchgeht. Die Nabe 90 ist mit einem Daumenansatz 112 versehen (Fig. 13), der in der Nähe des einen Endes der Stange in vorragt. Wenn also der Arm 94 in die in Fig. 9 gezeigte Stellung bewegt wird, so wird durch den Daumen 112 die Stange in nach links verschoben, wodurch Welle 108 geschwungen und der Querkopf 106 nach rechts

. in Fig. 5 bewegt wird, wodurch die Reibkupphingen 100 und 101 gelöst werden. Um den Querkopf 106 in dieser Stellung zu halten, bis die Stange 87 in die gewünschte Stellung gebracht ist,. ist der Block 93 mit einer Fangklinke 114 versehen (Fig. 9 und 13), die auf der Oberkante der Stange in aufruht und in der in Fig. 9 gezeigten Stellung in eine Vertiefung in der Stange in einfällt. Dadurch wird der ! Querkopf 106 in seiner Stellung gehalten. Wenn der Arm 94 dann in die aufrechte Stellung zurückbewegt wird, so wird die Fangklinke 114 durch einen an dem Anschlag. 92 der Nabe 90 sitzenden Stift 115 ausgehoben, so daß die Stange in und der Querkopf 106 unter dem Einfluß der Federn 104 in ihre ursprünglichen Stellungen zurückgehen können.

Claims (3)

Patent-An sprüci-ie:

1. Wechselrädergetriebe für Metallbearbeitungsmaschinen, dessen verschiedene Geschwindigkeiten durch Verschieben von auf verschiedenen Wellen sitzenden Zahnrädern erzielt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die. Vorrichtung zum Verschieben der Zahnräder aus zwei drehbaren Schwingdaumengruppen (83, 84) besteht, welche in verschiedene Winkelstellungen zueinander gebracht werden können und deren Bewegungen auf die zu verschiebenden Zahnräder übertragen werden. ,

2. Wechselrädergetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingdaumen aus zwei parallel zueinander in einem Gehäuse (85) drehbar gelagerten Wellen (83, 84) mit zusammenwirkenden Daumenflächen von verschiedener Winkelstellung bestehen, zwischen denen eine mit einem zweiarmigen Hebel (88) versehene, drehbeweglich gelagerte Stange (87) derart verschiebbar gelagert ist, daß ihre Hebelarme (88^Λ, 88*) mit je einem Paar der verschiedenen einander gegenüberliegenden Daumenflächen in Berührung gebracht werden können und durch Verdrehen der Stange (87) gleichzeitig eine Verdrehung der Daumenwellen (83, 84) bewirkt wird.

3. Wechselrädergetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erleichterung der Bedienung der auf die Einstellvorrichtung einwirkenden Stange (87) ein um zwei einen Winkel miteinander bildende Achsen drehbeweglich gelagerter .Schaltarm (94) vorgesehen ist, der einerseits ein mit einer an der Stange (87) vorgesehenen Zahnung (96) in Eingriff stehendes Zahnrad (95), andererseits eine sich mit ihm drehende, mit radialen Schlitzen (97*) versehene Segmentscheibe (97) trägt, wodurch bei Drehung des Schaltarmes (94) um seine eigene Achse die Stange (87) in ihrer Längsrichtung ver-

schoben wird und hierbei die Hebelarme (88^a, 88*) in die erforderliche Stellung zu den Daumenflächen (84, 83) gebracht werden, dagegen bei Drehung des Schaltarmes (94) um die andere Achse die Stange (87) mit ihren Hebelarmen (88^a, 88*) auf die Flächen der Daumenwellen (84, 83) zur Einwirkung gebracht wird und schließlich mittels der Segmentscheibe (97), deren Schlitze (97") in der Schlußstellung mit einem feststehenden Zapfen (98) im Eingriff stehen, die ganze Vorrichtung verriegelt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.