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Schaltvorrichtung für Wechselgetriebe Die Erfindung betrifft Schaltvorrichtungen
für Wechselgetriebe und bezieht sich insbesondere auf Einrichtungen, durch welche
es möglich ist, mittels ein und derselben Schaltwelle eine größere Anzahl von Geschwindigkeiten
einzuschalten. Es sind bereits Schaltvorrichtungen bekannt, die es gestatten, durch
Verschiebung und Drehung einer einzigen Schaltwelle bis zu :24 verschiedene Geschwindigkeiten
einzuschalten. Gegenüber diesen bekannten .Vorrichtungen weist die Schaltvorrichtung
nach der Erfindung eine erhebliche Vereinfachung auf, die den Vorteil billiger Herstellung
und geringerer Raumbeanspruchung ergibt. Trotzdem kann man mit der neuen Schaltvorrichtung
achtverschiedene Geschwindigkeiten einstellen, während bisher einfache Schaltvorrichtungen
nur für die Einstellung von bis zu vier verschiedenen Geschwindigkeiten bekannt
geworden sind.
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Im nachfolgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen an einem
Ausführungsbeispiel, einer Radialbohrmaschine, beschrieben, ohne daß die Erfindung
auf diese besondere Ausführungsform beschränkt sein soll. Es zeigt Abb. i einen
senkrechten Schnitt durch einen Teil des Bohrkopfes, Abb. 2 ein waagerechten Schnitt
längs der Linie a-a in Abb, i, Abb. 3 einen senkrechten Schnitt längs Linie b-b
in Abb. 2, Abb. q. einen senkrechten Schnitt längs Linie c-c in Abb. 3 nach Entfernung
einiger Teile zum Zwecke größerer Übersichtlichkeit, Abb. 5 einen Teilschnitt längs
Linie d-d in Abb. 2, und zwar insbesondere die Sperrvorrichtung zur Verhütung einer
ungewollten Verschiebung des Getriebes, und endlich Abb: -6 eine perspektivische
Ansicht eines Sperrteils.
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In dem Radialbohrkopf i ist drehbar und verschiebbar die übliche Bohrspindel2
gelagert, welche einen Bohrstahl oder ein anderes übliches Werkzeug aufnehmen kann.
Die Kraft zur Drehung der Spindel wird in den Bohrkopf durch eine Welle 3 eingeführt,
welche längs des Radialarms, auf welchem der Bohrkopf gleitend angebracht ist, gelagert
ist.
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Zwischen der Welle 3 und der Spindel?,
sind drei Geschwindigkeitswechselvorrichtungen
A, B, und C angeordnet, welche die Geschwindigkeit der Welle 3 zu 32 Spindelgeschwindigkeiten
vervielfältigen können.
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Die Geschwindigkeitswechselvorrichtungen A und B liefern
acht Geschwindigkeiten und entsprechen den Gesch-,vindigkeitswechselvorrichtungen,
die für gewöhnlich durch den-in der Nähe des Antriebsmotors oder einer anderen Kraftquelle
entfernt von dem Bohrkopf angeordneten Getriebekasten geliefert werden.
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Die Geschwindigkeitswechselvorrichtung C ermöglicht eine Vervierfachung
der von den Vorrichtungen A und B gelieferten Geschwindigkeiten.
Die
Kraft wird von der Welle 3 mittels Kegelräder auf eine Welle 4 übertragen, die drehbar
in Lagern 5 und 6 im Bohrkopf gelagert ist. Auf der Welle 4. sind Getrieberäder
7a, 7b, 8a und 8b angebracht, ;die mit Zahnrädern 9a, 9b, Ioa und Iob kämmen können.
Die letztgenannten vier Zahnräder sind paarweise in den unabhängig auf einer Welle
i i verschiebbaren Getriebeeinheiten 9 und io zusammengefaßt. Die erwähntenZahnräder
bilden die erste Geschwindigkeitswechselvorrichtung A, welche vier Geschwindigkeiten
der Welle i i ermöglicht.
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Die zweite Geschwindigkeitswechselvorrichtung B enthält einen auf
der Welle i i befestigten Getriebeblock 12 mit den Rädern i?a und 12b, die mit Getrieberädern
13a und i3 b kämmen können. Diese Getrieberäder bilden einen verschiebbaren Getriebeblock
13, der auf einer im Bohrkopf mit der Welle 4 gleichachsig gelagerten Welle 14 aufgenutet
ist. Auf diese Weise werden durch die Zahnräder I2a, 13a und I2b, I3 b die vier
möglichen Geschwindigkeiten der Welle i i zu acht Geschwindigkeiten der Welle 14
verdoppelt.
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Die dritte Geschwindigkeitswechselvorrichtung C oder das Rädervorgelege
bewirkt vier zusätzliche Geschwindigkeitswechsel, so daß die in der Welle 14 erreichbaren
acht Geschwindigkeiten zu 32 Bohrspindelgeschwindigkeiten vervierfacht werden. Das
Rädervorgelege und seine Verschiebungsvorrichtungen bilden keinen Teil der Erfindung
und werden daher nicht genauer beschrieben; es genügt zu sagen, daß diese Geschwindigkeitswechselvorrichtung
einen auf der Welle 14 verschiebbaren Getriebeblock 15 enthält, der mit einem
auf einer im Bohrkopf gelagerten Welle 17 angebrachten Getriebeblock 16 in Eingriff
gebracht werden kann. Von dem Block 16 und der Welle 17 wird der Antrieb dann wahlweise
zu einem auf der Spindelhülse verschieb- und undrehbar befestigten Getriebeblock
18 übertragen.
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Zur Schaltung des Geschwindigkeitswechsels trägt der Bohrkopf i an
leicht für den Arbeiter von seinem Arbeitsplatz zugänglicher Stelle einen Handhebel
19, welcher acht verschiedene Stellungen einnehmen kann und in jeder dieser
Stellungen zwei der Zahnräder der Geschwindigkeitswechselvorrichtung A und Bin Eingriff
bringen kann. Der Hebel i9 besitzt am einen Ende eine Kugel 2o, welche gegen seitliche
Verschiebung durch Wände 21 und 22 eines Schlitzes 23 festgestellt ist, welcher
in einem Gehäuse 24 am Bohrkopf vorgesehen ist. Das entgegengesetzte Ende des Hebels
i9 ragt durch einen in deni Gehäuse24 angebrachten Schlitz hindurch und ist mit
einem Handgriff 1911 versehen. Der Hebel i9 ist bei 25 an der drehbar und verschiebbar
in Lagern a, b, c am Bohrkopf angeordneten Schaltwelle.26 angelenkt. An der
Welle 26 ist mittels eines Zapfens 27 eine Hülse 28 befestigt, welche an einem Ende
mit einem Zahnsegment 29 und am anderen Ende mit einem Zahnsegment 30 versehen
ist. Das Segment 3o kann in einer äußersten Verschiebestellung der Welle 26 die
Zähne 31 eines Getriebeschiebers 32 erfassen und in der entgegengesetzten äußersten
Lage die Zähne 33 eines Getriebeschiebers 34. In einer Zwischenlage der Welle 26
greift das Segment 29 in die Zähne 35 eines Teils 36 ein. Teil 36 ist an einer senkrecht
in Lagern 38 und 39 des Bohrkopfes beweglichen Welle 37 befestigt. Der Schieber
32 ist auf einer Stange 40 geführt und mit Armen 41 und 42 versehen, die den Getriebeblock
io umgreifen. Auf diese Weise bewirkt der Schieber 32, wie später genauer angegeben
wird, den Eingriff entweder derZahnräder 8a und ioa oder 8b und Iob. Um eine Drehung
des Schiebers 32 auf der Stange 40 zu verhindern, ist der Schieber mit einem gegabelten
Arm 43 versehen, welcher eine Stange 44 umfaßt, auf welcher gleitend Getriebeschieber
34 angebracht ist. Dieser Schieber 34 ist gleichfalls mit Armen 45 und 46 versehen,
welche den Getriebeblock 9 umfassen und dessen Verschiebung auf der Welle i i bewirken.
Ein dem Arm 43 entsprechender Arm 47 ist mit dem Schieber 34 aus einem Stück gefertigt
und umfaßt die Stange 40, um den Schieber gegen Drehung um die Stange 44 zu sichern.
Das andere Ende der Welle 37 ist mit einer Gabel 48 versehen, welche den Getriebeblock
13 zwischen den Zahnrädern 13a und i3 b umfaßt. Wenn also die Welle 37 mittels
des Segments 29 und der Zähne 35 bewegt wird, schiebt die Gabel 48 das Zahnrad I
3a in Eingriff mit dem Zahnrad I2a, und wenn .die Welle in entgegengesetzer Richtung
verschoben wird, bewirkt die Gabel den Eingriff der Zahnräder 13b und I2b.
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Welle 26 kann wahlweise gedreht und verschoben werden, so daß acht
verschiedene Geschwindigkeiten _ in der Geschwindigkeitswechselvorrichtung
A und B hervorgerufen werden. Hierzu sind in dem Gehäuse 24 zwei H-förmige
Schlitze E und F angebracht, die in ihren Mitten durch einen geraden Schlitz G verbunden
sind. Der H-förmige Schlitz E besteht aus den parallelen Schlitzend und
e
und einem Querschlitz f ; der H-Schlitz F besteht entsprechend aus parallelen
Schlitzen g und h und einem Querschlitz i. Die Schlitzed, e, g und
h enden bei d'-, d2, e1, e2, g@, g2 und h'-, h2. In diese Stellungen wird
der Hebel i9 geschoben, um die acht Geschwindigkeiten der Geschwindigkeitswechselvorrichtungen
A und B einzuschalten. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist das Segment 2g, sobald
der
Hebel rg sich im Schlitz G befindet, in Eingriff mit der an
der Welle 37 befestigten Zahnstange 35. Welle 37 trägt die Getriebeschubgabel 48.
Das Segment 30 ist in Mittelstellung zwischen den Zahnstangen 31 und 33,
und die Getriebeblocks 9 und 1o sind außer Eingriff mit den Getriebeblocks 7 und
B. Eine Bewegung des Hebels rg durch den Schlitz G be-,virkt daher nur eine Verschiebung
des Getriebeblocks 13, so daß entweder die Zahnräder 12a und 13a oder rzb und 13b
je nach der Bewegung aus der Mittellage zum Eingriff gebracht werden.
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Bei dieser Bewegung des Hebels i9 gleitet die Kugel 2o zwischen den
Wänden 21 und 22 ohne Verschiebung der Welle 26. Wenn der Hebel 1g quer durch die
Schlitze f und i bewegt wird, bildet die zwischen den Wänden 21 und
22 festgehaltene Kugel 2o einen Drehpunkt für den Hebel, -und die Welle 26 wird
in Achsenrichtung bewegt und bewirkt einen Eingriff des Segments 3o entweder mit
Zahnstange 31 oder mit Zahnstange 33 je nach der Bewegungsrichtung des Hebels. Das
Gehäuse 24 kann neben den Enden der Schlitze d, e, g, h
Marken besitzen, die
die eingestellte Drehgeschwindigkeit angeben.
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Angenommen, die Teile befinden sich in den in Abb. 1, 2 und 4 gezeichneten
Stellungen, so daß also die Zahnräder in ihren Mittellagen sind und der Hebel 19
sich in der Mitte des Schlitzes G befindet, und angenommen, daß der Arbeiter wünscht,
eine bestimmte Drehgeschwindigkeit der Welle 14 einzustellen, dann geben die Marken
die Stellung an, in welche der Hebel bewegt werden muß, damit die gewünschte Geschwindigkeit
eingestellt wird. Wenn beispielsweise die gewünschte Geschwindigkeit bei der Marke
II in Abb. 1 angegeben wäre, das ist am Ende lag des Schlitzes 1a, so wird der Arbeiter
zunächst den Hebel rg entgegen dem Uhrzeigersinne (in Richtung des Pfeiles s in
Abb. r) durch den Schlitz G führen, bis er in den Querschlitz i eintritt. Diese
Bewegung bewirkt, daß das Segment 29 die Zahnstange 35 aufwärts verschiebt, wodurch
Zahnrad 13b mit Zahnrad 12b in Eingriff kommt. Dann wird der Arbeiter den Hebel
1g nach dem Bohrkopf hin schwingen, nämlich in Richtung des Pfeiles t, wodurch die
Welle z6 in Achsenrichtung bewegt wird, das Segment 2g von der Zahnstange 35 löst
und das Segment 30 in Eingriff mit der Zahnstange 31 bringt. Eine weitere Bewegung
des Hebels 1g entgegen dem Uhrzeigersinne nach dem Ende h2 des Schlitzes h bewirkt
wieder eine Drehung der Welle 26, das Segment 30 verschiebt die Zahnstange
31 und dessen Getriebeschubarme 41 und 42 nach oben, so daß das Zahnrad lob in Eingriff
mit dem Zahnrad 8b kommt, wodurch die Triebverbindung vollständig wird.
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Es ist ersichtlich, daß alle anderen sieben Geschwindigkeiten in entsprechender
Weise eingestellt werden können, wobei stets die erreichte Geschwindigkeit durch
die Stellung des Hebels 1g bestimmt ist. Eine Sperrvorrichtung ist vorgesehen, um
die Getriebeschieber und die von ihnen bedienten Getriebe in den eingestellten Lagen
zwangsläufig festzuhalten, wenn sie von den Segmenten 2g ,und 30 gelöst sind.
Diese Einrichtung umfaßt ein Joch 5'0, welches lose auf der Welle 26 angeordnet
ist und Teile 51 und 52 besitzt, die an den beiden Enden der Hülse 28 anliegen.
Hierdurch wird die axiale Verschiebung des Jochs 28 zusammen mit der Welle a6 und
der Hülse 28 gesichert. Dieses Joch ist mit Armen 53, 54 und 55, 56 versehen, deren
jeder an seinem Ende einen einzelnen Zahn 53', 54', 55' und 56' besitzt. Die Zähne
53', 54' befinden sich zu beiden Seiten des Segments 29 und die Zähne 55' und 56'
entsprechend zu beiden Seiten des Segments 3o. Daher wird, sobald die Hülse 28 in
Längsrichtung zur Lösung des Segments 29 von der Zahnstange 35 oder .das Segment
3o entweder von ,der Zahnstange 31 oder 33 verschoben wird, einer der Zähne 53',
54, 55', 56' in Eingriff mit der gelösten Zahnstange gebracht und hält die Getriebeschieber
so gegen zufällige Bewegung fest. Das Joch 50 ist an einer Seite mit Leisten
57 und 58 versehen, welche zwischen sich einen Vierkantzapfen 59 aufnehmen, der
mit einem festen Teil des Bohrkopfes verbunden ist, so daß das Joch gegen Drehung
um die Welle 26 festgehalten wird und die Zähne 53', 54', 55', 56' sich stets in
richtiger Lage zum Eingriff mit den Zähnen der Zahnstangen 31 und 33 befinden.
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Jede der Zahnstangen 31 und 33 besitzt an beiden Enden breite Zähne
31a, 31b und 33a, 33b, welche über die anderen Zähne der Zahnstange herausragen
und bei der Bewegung der Schieber 32 und 34 in Eingriff mit den Zähnen 55' oder
56' kommen und so die Bewegung der Getriebeschieber begrenzen, um ein ordnungsmäßiges
Eingreifen der Zahnräder 7a, 7b und 8a, 8b mit den Zahnrädern ga, gb und roa, lob
zu sichern.
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Sperrjoche nach Art des Jochs 50 sind bereits .bekannt. Die
bekannte Vorrichtung diente jedoch ausschließlich zur Sperrung der nicht zu verschiebenden
Getriebeschieber in ihrer Mittellage und nicht, wie in der vorliegenden Anordnung,
zur Begrenzung der Verschiebung des gerade zu verschiebenden Schiebers bei Erreichung
einer vorbestimmten Lage. Besonders vorteilhaft ist es, daß nach der Erfindung ein
und derselbe Sperrzahn 56' den Schieber 32 in seiner Mittellage
oder
in seinen befden wirksamen Lagen sperren kann. Das gleiche gilt bezüglich des Schiebers
34 von dem Sperrzahn 55'...
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Die Bewegung des. Getriebeblocks 13 nach oben wird durch einen
von der Welle 37 getragenen Zapfen 67 begrenzt, welcher an die untere Seite des
Lagers 39 anstößt. Die tiefste Stellung des Getriebeblocks 13 wird durch den Lagerring
68 bestimmt, gegen welchen der Block zur Anlage kommt.
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An der Welle 26 ist, beispielsweise mittels eines Zapfens 69, eine
an sich bekannte Sperrvorrichtung angebracht, bestehend aus einem Sektor 6o, welcher
mit Sperrschlitzen 61, 62, 63 und 64 versehen ist, in welche eine Federsperrung-
65 eingreift. Die Schlitze 61, 62, 63 und 64 entsprechen vier wirksamen Stellungen
des Hebels i9 um die Achse der Welle 26 herum, d. h. d'-, dz und g1, g2, wobei es
ersichtlich ist, daß die Stellungen ei, e2 und hl, h2 hinsichtlich der Drehlage
der Welle 26 die gleichen sind. Die Sperrung 65 greift in die Schlitze des Sektors
6o ein und verhütet eine ungewollte Bewegung der Welle 26 und der Schaltvorrichtung,
während sie in Eingriff mit einem der Segmente 29 oder 30 steht.