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Geschwindigkeitswechselgetriebe. Die Erfindung bezieht sich auf ein
Geschwindigkeitswechselgetriebe, bei welchem der Antrieb der Arbeitswelle über ein
Umlaufrädergetriebe erfolgt und letzteres noch eine Zusatzbewegung durch ein Reibrädergetriebe
über Schnecke und Schneckenrad erhält. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß
eine der beiden parallel zueinander angeordneten Reibscheiben auf der Schneckenwelle
befestigt ist, so daß der vom Umlaufrädergetriebe rückwirkende Gegendruck eine Verschiebung
der Schneckenwelle in achsialer Richtung und somit ein Anpressen der zwischen den
beiden Reibscheiben verschiebbar
angeordneten Reibrolle an die
Reibscheiben bewirkt. Hierdurch wird erreicht, daß sich der Planetenradträger durch
den Reaktionsdruck der getriebenen Welle nur so rasch rückwärts drehen kann, als
es die mit dem Reibrädergetriebe zwangläufig verbundene selbsthemmende Schnecke
zuläßt, und somit jede gewünschte Umdrehungszahl an der getriebenen Seite eingehalten
werden kann.
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Die bekannten Einrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß die
Kraftübertragung mehr oder weniger durch das Reibrädergetriebe erfolgt, wobei die
an der-getriebenen Seite dem Antrieb entgegenwirkende Kraft nur sehr gering sein
kann und eine sehr hohe Umdrehungszahl notwendig ist. Es sind auch Reibrädergetriebe
in Verbindung mit einem Umlaufrädergetriebe bekannt, bei denen die Reibräder die
Umlaufzahlen zwischen der getriebenen und der treibenden Welle zwangläufig regeln
sollen und deshalb die Reibräder an die Umlaufzahlen der getriebenen Welle gebunden
sind und die Kraft von der treibenden sowohl als auch von der getriebenen Welle
durch das keibrädergetriebe übertragen werden muß. Diese an der getriebenen Welle
rückwirkende Kraft beim Laufen unter Belastung wirkt aber bremsend auf die Reibräder
ein, ja es kann sogar vorkommen, daß die getriebene Seite dadurch ganz zum Stillstand
kommt, wobei die Planetenräder mit erhöhter Geschwindigkeit umlaufen und das Reibrädergetriebe
zerstören. Außerdem haben diese Getriebe den Nachteil, daß die Reibräder, welche
die Kraft übertragen sollen, mittels Federkeils verschiebbar auf ihrer Welle angeordnet
sind, so daß also die Verschiebung unter Belastung erfolgt, was nur durch große
Kraftanstrengung möglich ist.
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Um diese Übelstände zu beseitigen, ist gemäß der Erfindung das Reibrädergetriebe
unabhängig v omUmlaufrädergetr iebe mit gleichbleibender Umlaufzahl angetrieben,
und zwar stehen die Umdrehungszahlen der Antriebscheibe und der Schneckenwelle in
einem solchen Verhältnis zueinander, daß nie ein Voreilen des Planetenradträgers
der Antriebscheibe gegenüber erfolgt, d. h. das Reibrädergetriebe regelt nur das
Zurückweichen des Gehäuses, hat also keine Kraft zum Antreiben der getriebenen Welle
zu übertragen, sondern weicht dem Reaktionsdruck mehr oder weniger schnell aus,
je nachdem, wie es die Reibrolle vorschreibt. Außerdem ist die Reibrolle in an sich
bekannter Weise als Leerlaufrolle an einem mit dem Bedienungshebel in Verbindung
stehenden Schieber gelagert, so daß das Verschieben der Rolle ohne Kraftanstrengung
erfolgen kann.
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Auf der Zeichnung ist ein solches Getriebe zum Antrieb einer Werkzeugmaschinenarbeitsspindel
dargestellt, und zwar ist: Abb. i ein Mittelschnitt durch den Spindelkasten, Abb.
2 ein Ouerschnitt mit der Reibräderanordnung, Abb. 3 eine Rückansicht des Reibrädergetriebes,
Abb. d. eine Erweiterungsmöglichkeit beider Getriebe.
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Wie aus Abb. i hervorgeht, ist die Arbeitsspindel i in dem Spindelkasten
2 gelagert. wobei das hintere Spindelende in der verlängerten Kegelradnabe 3 läuft,
auf welcher die Antriehscheibe q. befestigt ist. Auf der Arbeitsspindel i ist ein
zweites Kegelrad 5 befestigt, welches seinen Antrieb vom Rad 3 über die an dem Planetenradträger
6 lose angeordneten Planetenräder 7 erhält. Der Planetenradträger 6 läuft lose auf
der Spindel i und ist mit einem Schneckenrad 8 fest verkeilt. In das Schneckenrad
8 greift eire Schnecke g ein, `selche auf einer nach hinten aus dem Spindelkasten
herausstehenden Welle io sitzt, auf der auch eine Reibscheibe i i aufgekeilt ist.
Am Spindelkasten 2 ist oberhalb der Welle io ein feststehender Bolzen befestigt,
auf dem die zweite Reibscheibe 12 lose laufend angeordnet ist. An dem Lager der
Welle io ist seitlich, wie in Abb. 3 ersichtlich, ein Auge 13 vorgesehen, in welchem
ein senkrecht stehender Bolzen 14 befestigt ist. Auf diesen Bolzen 1q. ist ein mit
einem seitlichen Auge 15 und einer Zahnstange 16 versehener Schieber 17 angeordnet,
der die Reibrolle 18 trägt. Die Rolle 18 ist mit Leder oder Rohhaut versehen zum
übertragen der Bewegung von der Reibscheibe i2 nach der Reibscheibe i i. In die
Zahnstange 16 des Schiebers 17 greift ein Zahnsegment i9 ein, welches gemeinsam
mit dem Arm 2o auf einer Welle 21 befestigt ist. Die Rolle 18 läuft lose und auf
Kugellager, so daß die Verschiebung ohne Kraftanstrengung vor sich geht.
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Die Wirkungsweise dieses Getriebes ist folgende: Die Antriebscheibe
q. und mit ihr (-las Kegelrad 3 erhalten ihren Antrieb durch (las Vorgelege mit
gleichbleibender Geschwindigkeit, ebenso die Reibscheibe i2. Dreht sich nun das
Rad 3 in Richtung des Pfeiles A und steht die Rolle 18 in der Mitte der Scheibe
12, so daß also dein Schneckenrad 8 keine Bewegung erteilt wird, so werden die Räder
7 die Bewegtang auf das Rad 5 weiterleiten, und zwar dreht sich dann das Rad 5 mit
derselben Geschwindigkeit wie das Rad 3, aber in umgekehrter Richtung. Der Zahndruck,
der dabei auf den Zapfen der Räder 7 lastet, wird auf die Schnecke 9 übertragen,
und da dieselbe selbsthemmend ist, wird der Planetenradträger
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stillstehen. Es ist also gänzlich ausgeschlossen, daß der Zahndruck der Planetenräder
eine Beschleunigung oder Verzögerung auf das Reibrädergetriebe überträgt. Dieser
Druck, der sich in Richtung des Pfeiles A auf den Planetenradträger 6 überträgt,
wird nur ein stärkeres Anpressen der beiden Reibscheiben an die Rolle 18 verursachen.
Wird nun die Rolle 18 mittels des Armes 2o von der Mitte der Scheibe 12 nach unten
bewegt, so wird die Reibscheibe i i und die Schnecke io in Drehung versetzt. Da
aber auf dem Gehäuse 5 der Zahndruck in Richtung des Pfeiles A lastet, kann das
Schneckenrad dec Schnecke nur so rasch folgen, als das Reibrädergetriebe dies vorschreibt.
Wird die Übersetzung des Reibrädergetriebes so groß gewählt, daß die Geschwindigkeit
des Schnekkenrades 8 halb so groß ist als die der Antriebscheibe, so wird das Rad
5 völlig stillstehen und die Planetenräder 7 sich nur um das Rad 5 abrollen. Hierbei
ist jedoch zu beachten, daß jede Kraft, welche z. B. beim Arbeiten der Spindeldrehung
entgegenwirkt, von der Schnecke 9 nur als Schubkraft an das Reibrädergetriebe weitergeleitet
wird. Wie ersichtlich, läßt sich also mit dem Arm 2o jede Geschwindigkeit stoßfrei
einstellen, wobei aber die zum Arbeiten nötige Kraft nur durch die auf der Spindel
i sitzenden Räder übertragen wird und das Reibrädergetriebe somit zur Kraftübertragung
gar nicht in Anspruch genommen wird. Im Gegenteil, je schwerer die Schnitte an der
Spindel sind, je intensiver wird die Berührung der Laufflächen an dem Reibrädergetriebe
stattfinden und jedes Schleifen und Mahlen ausgeschlossen sein, also die Lebensdauer
des Getriebes nicht beeinträchtigt werden. .
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Bei der in Abb. 4 -dargestellten Ausführungsform sind zwischen
dem Planetenra(lträiger 25 und dem Schneckenrad 26 zwei Kegelräder 27 und 28 eingeschaltet,
wobei e#'n drittes Kegelrad 29 auf der Antriebswelle - o lose angeordnet ist und
mit dem auf der Schneckenradwelle 31 ebenfalls lose angeordneten Kegelrad 28 im
Eingriff steht. Die Kegelräder 27 und 29 können jedoch abwechselnd mit der Antriebswelle
3o durch den verschiebbaren Kupplungsteil 32 gekuppelt werden, und ebenso
das Rad 28 durch die Kupplung 33 mit seiner Welle 31. Die beiden Kupphingen 32 und
33 stehen zwangläufig in Verbindung, und zwar so, daß, wenn die Kupplung 32 eingerückt
wird, die Kupplung 33 das Rad 28 freigibt. Hierdurch kann man erreichen, daß die
angetriebene Spindel oder Riemenscheibe 34 genau mit derselben Umlaufzahl und Drehrichtung
wie die Antriebscheibe35 läuft. Dies ist der Fall, wenn die Kupplung 32 in das Rad
27 eingeschoben ist, also die Wirkung des Planetenrädergetriebes ausgeschaltet ist.
Wenn die Kupplung 32 in (las Rad 29 geschoben wird, läuft der Planetenradträger
25 mit derselben Umlaufzahl wie die Antriebscheibe 35, aber in entgegengesetzter
Drehrichtung; dadurch läuft die angetriebene Spindel oder Scheibe 34 mit der dreifachen
Umdrehungszahl als die Antriebscheibe 35, jedoch in entgegengesetzter Drehrichtung
als diese. Diese Kombination, bei welcher in Wirklichkeit natürlich die Kupplungen
32 und 33 als Reibungskupplungen ausgebildet sind, würde bei Werkzeugmaschinen vorteilhaft
sein, wenn z. B. bei schweren Bohrmaschinen nur ein einziger sehr rascher Gang notwendig
ist, wie z. B. beim Bohren kleiner Löcher. Das Reibrädergetriebe hat somit bei keinem
der beschriebenen Beispiele irgendwelche Kräfte zu übertragen, sondern nur der Schnecke
eine bestimmte Umdrehungszahl zu verleihen, welcher das Schneckenrad nacheilen kann,
gleichviel, ob das Reibrädergetriebe auf raschen oder langsamen Gang eingestellt
ist. Es wird somit jeweils an der getriebenen Seite die durch das Reibrädergetriebe
festgelegte C'mlaufzGhl eingehalten, gleichgültig, ob große oder kleine Kräfte übertragen
werden sollen. Das Getriebe eignet sich sowohl zum Antrieb von Werkzeugmaschinen,
insbesondere Abstechmaschinen, als auch bum Antrieb von Kraftfahrzeugen, bei denen
die Umlaufzahlen beim Laufen unter Belastung geändert werden sollen.