DE559326C

DE559326C - Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere fuer Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE559326C
Application number: DESCH89915D
Authority: DE
Inventors: Anton Gerstadt
Original assignee: F A SCHEU GmbH
Current assignee: F A SCHEU GmbH
Priority date: 1929-04-05
Filing date: 1929-04-05
Publication date: 1932-09-19

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 19. SEPTEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 49 a GRUPPE

F. A. Scheu G. m. b. H. in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. April 1929 ab

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe, das insbesondere für Werkzeugmaschinen Verwendung finden soll, das sich aber auch für andere Zwecke, z. B. für Kraftwagen, verwenden läßt. Έβ handelt sich hierbei um Getriebe derjenigen Art, bei denen die zu schaltende Geschwindigkeit mittels einer Wählscheibe o. dgl. vor der eigentlichen Schaltbewegung, eingestellt wird.

Es ist bei Getrieben dieser Art bekannt, einen besonders gestalteten, zweiarmigen Hebel in bezug auf ein Daumenwellenpaar einzustellen und hierauf das Daumenwellenpaar mittels des zweiarmigen Hebels um einen entsprechenden Betrag zu drehen. Diese Bewegung der Daumenwellen wird durch zwei Gestänge auf die Verschiebegabeln der Getrieberäder übertragen. Ein derartiges Getriebe erfordert, zwecks Ermöglichung einer etwas größeren Anzahl von Geschwindigkeitsschaltungen, bei der verhältnismäßig geringen Schubbewegung, die durch die Daumenwellen hervorgebracht werden kann, eine solche Anordnung der Schieberäder, daß beim Schalten von dem einen auf · das andere äußerste Räderpaar durch, die dazwischenliegenden Räder hindurchgeschaltet werden muß; ein Vorgang, der ständig zu Stößen und Hemmungen Veranlassung gibt. Das bekannte Getriebe kann daher auch nur für geringe Geschwindigkeiten Verwendung finden, und aus diesem Grunde fehlt bei dem bekannten Getriebe eine Einrichtung zum Stillsetzen der Räder während des Schaltens. Das Schalten kann somit nur während des Laufes des Getriebes stattfinden, wenn man nicht jedesmal die Hauptantriebswelle ausschalten will, was aber einen erheblichen Zeitverlust bedeuten würde. Außerdem werden durch die bei dem bekannten Getriebe zwischen dem Daumenwellenpaar und den Verschiebegabeln erforderlichen Übertragungsteile nach längerer oder kürzerer Betriebsdauer Ungenauigkeiten in den Schaltbewegungen auftreten.

Durch die Erfindung sollen die erwähnten Nachteile behoben und es soll ein Schaltgetriebe geschaffen werden, das bei Verwendung einfachster Mittel, selbst bei größten Umlaufgeschwindigkeiten, ein einfaches und sicheres Schalten ermöglicht.

Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß ein oder mehrere längsverschiebbare und drehbare, mit Mitnehmern besetzte Schaltwalzen oder -scheiben verwendet werden, durch deren Drehung die Mitnehmer in den Bereich der zu schaltenden Zahnräder kommen und durch deren Längsverschiebung die betreffenden Zahnräder mit verschoben werden.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Anton Gerstadt in Berlin-Charlottenburg.

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Die einstellbaren Mitnehmer wirken somit unmittelbar auf die Getrieberäder bzw. deren Verschiebegabeln ein.

Gemäß der Erfindung erfolgt das Drehen der Sclialtwalze oder Schaltwalzen unmittelbar mittels der Wählscheibe o. dgl., um die Mitnehmer in bezug auf die Verschiebegabeln einzustellen, während das Längsverschieben zwecks Mitnahme der Verschiebegabeln mittels eines Schalthebels o. dgl. erfolgt.

Zweckmäßig steht der Schalthebel mit einer Vorwärts- und Rückwärts lauf kupp lung in Verbindung, derart, daß beim Schalten der Getrieberäder der Schalthebel die Antriebsi5-kupplungen ausgerückt hat. Beim Schaltvorgang ist das Getriebe somit selbsttätig vom Antrieb abgekuppelt.

Auf der Zeichnung ist das Getriebe nach der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch dargestellt, und zwar zeigen

Abb. ι einen Grundriß des Getriebes, Abb. 2 einen Querschnitt durch eine Schaltwalze mit Anordnung mehrerer ^% Schiebe- »5 wellen,

Abb. 3 die Anordnung eines Schalthebels mit Blockierung in Seitenansicht und teilweisem Schnitt,

Abb. 4 eine zweite Ausführungsform einer Einzelheit und

Abb. 5 die Abwicklung einer Schaltwalze mit den Schaltstiften.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich ist, sind auf der Antriebswelle 1 die Antriebsscheibe 2, die Vor- und Rücklaufkupplungen 3 und 4 mit den Zahnrädern 6 und 7 angeordnet, die durch den Hebel 46 und Muffe 5 ein- und ausgeschaltet werden. In das Rad 6 greift das auf der Vorgelegwelle 8 befestigte Zahnrad 9 und in das Rad 7 unter Vermittlung eines Zwischenrades 10 das ebenfalls fest auf der Welle 8 sitzende Rad 11 ein. Auf dieser Welle 8 sind außerdem die Räder 12, 13, 14 und 15 befestigt, in welche die auf der Keilwelle 20 verschiebbar angeordneten Räder 16, 17, 18 und 19 eingreifen können. Die Räder 16 und 17 werden durch eine auf Welle 21 verschiebbar angeordnete Führungsgabel 22 und die Räder 18 und 19 durch die Führungsgabel 23 nach rechts oder links verschoben. In einem bestimmten Abstand von der Welle 21 ist eine Welle 28 drehbar gelagert, auf welcher eine Walze 29 verschiebbar, aber durch einen Keil nicht auf der Welle drehbar angeordnet ist. Auf dieser Walze sind mehrere, der Anzahl der zu schaltenden Ge- _# schwindigkeiten entsprechende Stifte 30 bis 35 angeordnet. An den Führungsgabeln 22 und 23 sind seitlich, je zwei Ansätze 24und25 So bzw. 26 und 27 vorgesehen, die, wie aus Abb. ι und 2 ersichtlich, rechts und links den jeweils der Führungsgabel 22 oder 23 gegenüberstehenden Schaltstift übergreifen. Auf dem rechten Ende der Welle 28 ist eine Wählscheibe 60 befestigt, die auf ihrem Umfang die zu schaltenden Geschwindigkeitszahlen trägt. Ein Zeiger 58 gibt jeweils die eingeschaltete Geschwindigkeit an; ein Knopf 59 dient zur Verdrehung der Welle 28 mit Wählscheibe 60 und Schaltwalze 29. Die Längsverschiebung der Schaltwalze 29· erfolgt durch die Hebel 37 und die Zahnsegmente 38 und 39.

An dem Zahnsegment 39 ist der Schaltoder Ausrückhebel 40 derart schwenkbar angeordnet, daß derselbe sowohl in der Achsrichtung des Zahnsegmentes vor und zurück als auch um die Achse des Zahnsegmentes 39 geschwenkt werden kann. Damit der Hebel 40 nur von seiner Mittelstellung aus vor oder zurück oder nach rechts oder nach links geschwenkt werden kann, ist ein Blockierschild 42 mit Kreuzschlitz, wie in Abb. 1 und 3 dargestellt, vorgesehen. Der Hebel 40 ist an seinem unteren Ende mit der Zugstange 43 verbunden, die über den Hebel 44 und eine Gelenkstange 45 mit dem Kupplungshebel 46 in Verbindung steht. An dem Hebel 44 ist eine Rolle 50 gelagert, die in einem Ausschnitt eines um den Zapfen 49 drehbaren Doppelhebels 47 eingreift. Der Hebel 47 verschiebt außerdem eine auf Welle 20 durch Schiebekeile verbundene Bremsscheibe 48.

Bei der in Abb. 1 gezeichneten Mittelstellung des Hebels 40 ist ersichtlich, daß die Bremse 48 gelöst ist, die Kupplungsmuffe 5 ebenfalls in Mittelstellung steht, somit das Getriebe von Hand leicht gedreht werden kann. Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgendermaßen: Wie aus Abb. 1 ersichtlich, steht der Hebel 40 in der Mitte des Blockierschildes 42, so daß derselbe entweder vor oder zurück oder nach rechts oder nach links geschwenkt werden kann. Beim Schwenken des Hebels nach links wird die Schaltwalze

29 nach rechts verschoben. Dadurch wandert der Schaltstift 30 bis nahe an den Ansatz 27 der Führungsgabel 22, und beim Schwenken des Hebels 40 nach rechts wandert der Stift

30 bis nahe an den Ansatz 26 der Führungsgabel 22, d. h. wenn also der Hebel 40 in der Mittelstellung steht, steht auch der Schaltstift 30 in der Mitte zwischen den Ansätzen und 27, wodurch der Räderblock 16 und 17 beim Verschieben der Schaltwalze 29 keine Verschiebung nach rechts oder links erfährt. Ist jedoch der Schaltstift 35, welcher der Führungsgabel 23 gegenübersteht, um eine Zahnradbreite nach links versetzt, so stößt der Schaltstift 35 beim Verschieben der Walze 29 nach links gegen den Ansatz 24 und verschiebt dadurch die Führungsgabel 23 und

mit ihr den Räderblock i8 und 19 nach links. Beim Zurückschwenken des Hebels 40 wandert der Stift 35 bis nahe an den Ansatz 25, was keine Verschiebung der Führungsgabel verursacht. Die Ansätze 24 und 25 an der Gabel 23 sowie die Ansätze 26 und 27 an der Gabel22 sind so weit auseinander gerückt, daß der wSchaltstift 30 oder 35 bei der größten Längsbewegung der Schaltwalze die Ansätze ίο der Gabeln 22 und 23 gerade berührt.

Ist nun der Räderblock 18 und 19 ganz nach links verschoben, und es soll z. B. bei der nächsten zu wählenden Geschwindigkeit nur das Rad 14 mit dem Rad 17 kämmen, so t5 wäre die Schaltwalze so weit zu drehen, daß die Schaltstifte 32 und 34 den Ansätzen 24 bis 27 gegenüberstehen. Beim nunmehrigen Schwenken des Hebels 40 nach links und rechts würde zuerst der Stift 34 die Gabel 23

zo so weit nach rechts schieben, bis der Räderblock 18 und 19 wieder in der in Abb. 1 gezeichneten Stellung steht, und hierauf würde der Stift 32 beim Verschieben nach links die Gabel 22 um eine Radbreite nach links verschieben, so daß das Rad 14 mit dem Rad 17 in Eingriff käme und die gewünschte Geschwindigkeit eingestellt ist. Hierauf wird die Walze 29 wieder durch den Hebel 40 in Mittelstellung gebracht, und somit kann durch den Hebel 40 entweder der Vor- oder der Rücklauf eingeschaltet werden.

Sollte z. B. der Räderblock 18 und 19, nachdem er am weitesten nach links geschoben war, ganz nach rechts verschoben werden müssen, so daß die Räder 13 und 18 in Eingriff kommen, so müßte die Schaltwalze 29 so weit gedreht werden, daß der Schaltstift 33 zwischen die Ansätze 24 und 25 zu stehen kommt. Hierauf wird der Schalt- bzw. Ausrückhebel 40 aus der eingerückten Stellung in die Mitte zurückgeschwenkt, dann wird zuerst durch die Rolle 50 an dem Hebel 44 die Bremsscheibe 48 für einen Moment an die Gegenscheibe 61 angedrückt, d. h. da auch inzwischen die Kupplungsmuffe 5 in die Mittelstellung geschoben wurde, das Getriebe stillgesetzt, worauf das Schwenken des Hebels 40 nach rechts und links vor sich gehen kann. Hierdurch verschiebt sich die Schaltwalze nach rechts und links, was zur Folge hat, da der Schaltstift 33 um die doppelte Zahnradbreite von dem Schaltstift 35 nach rechts versetzt ist, daß das Rad 19 aus dem Rad 12 herausgezogen und das Rad 18 in das Rad 13 hineingeschoben wird, worauf wiederum das Einrücken des Vor- oder Rücklaufes am Hebel 40 erfolgen kann.

Wie ersichtlich, muß die Schaltwalze 29 jeweils eine Längs verschiebung zulassen, die der doppelten Radbreite entspricht. Ferner müssen die Ansätze 24 und 25 bzw. 26 und 27 so weit voneinander entfernt sein, daß die Schaltstifte, die in Tätigkeit treten müssen, zwischen den Ansätzen hin und her geschoben werden können, ohne daß eine Verschiebung der Führungsgabeln 22 und 23 erfolgt.

In Abb. 5 ist ein Schema dargestellt, aus welchem hervorgeht, wie die Schaltstifte beispielsweise bei Verwendung von drei Räderblocks A, B und C auf dem Umfang der Schaltwalze 29 verteilt sein müssen, wenn das Getriebe mit acht verschiedenen Geschwindigkeiten ausgerüstet werden würde. Beispielsweise wiederholen sich bei Block A und B die Stellungen der Schaltstifte bei 100 bis 400 und 500 bis 800 Umdrehungen. Es könnte dann die Einrichtung getroffen werden, daß die Schaltstifte für den Block B gespart werden, wenn man die Führungsgabel 22, wie in Abb. 2, auf einer besonderen Welle an die Stelle der Führungsgabel 23° lagerte, und zwar müßte dann die Stellung 100 mit der Gabel 23 und die Stellung 700 mit der Gabel 23" arbeiten. Würde z. B. ein Getriebe für sechzehn Geschwindigkeiten eingerichtet und die Stellungen der Schaltstiftefür Block C wurden sich wiederholen, so könnte eine weitere Führungsgabel 23* Verwendung finden, die, wie Abb. 2 zeigt, unter 90⁰ versetzt angeordnet ist.

In Abb. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Führungsgabeln gezeichnet, bei der die Gabel 51 nur einen Ansatz 52 besitzt. Hierbei müßte aber die Schaltwalze 53 mit zwei Stiftgruppen, z. B. 54 und 55, ausgerüstet sein.

Sofern bei Getrieben mit mehr als vier Geschwindigkeiten noch weitere Wellen mit Schieberädern als gemäß Abb. 1 zur Verwendung kommen, so können diese Wellen entweder durch einen weiteren Block C oder durch ein auf Welle 20 befestigtes Rad 56 (Abb. 1) weiter angetrieben werden. Bei einer größeren Anzahl von Geschwindigkeiten, d. h. wenn mehr als zwei Räderblöcke oder aber Räderblöcke mit mehr als zwei Rädern verschoben werden müssen, werden mehrere zwangsläufig verbundene Schaltwalzen angeordnet, die sowohl entweder jede einzeln mit einer Gabel zusammen arbeiten können, oder aber es können auch zwei Walzen auf eine Gabel gleichzeitig arbeiten, wobei die Längsverschiebung der Walzen verschieden groß gewählt werden kann.

Bei Schaltungen, die sich periodisch wiederholen, können mehrere Radsätze durch dieselben gemeinsamen Schaltstifte verschoben werden, wenn die entsprechenden Führungsgabeln 23, 23« und 23^s in gleichem Abstand um die Schaltwalze und um entsprechende Winkel, z. B. 90⁰ oder 135⁰ oder i8o°, versetzt gelagert sind.

Claims

Patentansprüche:

ι. Geschwindigkeitswechselgetriebe, insbesondere für Werkzeugmaschinen, bei welchem die Geschwindigkeitsschaltung mit einer Wählscheibe o. dgl. vorbereitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die das Verschieben der Zahnräder bewirkenden Mitnehmer auf einer oder mehreren Walzen als feste Ansätze angeordnet sind, die durch das beim Einstellen der Wählscheibe erfolgende Drehen die entsprechenden Mitnehmer in den Bereich der zu schaltenden Zahnräder bewegen und bei dem anschließenden Längsverschieben diese Zahnräder mit ihren Gegenrädern in oder außer Eingriff bringen.
2. Geschwindigkeitswechselgetriebenach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen der Mitnehmer (30 bis 35) in bezug auf Verschiebegabeln (22,23) der Zahnräder unmittelbar mittels der Wählscheibe (60) und das Längsverschieben der die Mitnehmer tragenden Schaltwalzen (29) zwecks Mitnahme der Verschiebegabeln (22,23) mittels eines Schalthebels (40) erfolgt.
3. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (40) gleichzeitig mit einer Vor- und Rückwärtslaufkupplung (3,4) im Antrieb in Verbindung steht, derart, daß beim Bewegen des Schalthebels (40) zum Verschieben der Wechselräder die Antriebskupplungen (3, 4) ausgerückt werden.
4. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (40) gleichzeitig eine Getriebebremse (48) derart steuert, daß sie beim Ausrücken der Vor- oder Rücklaufkupplung (3, 4) wirkt, beim Verschieben der Getrieberäder jedoch unwirksam ist.
5. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (40) durch ein vierrastiges Blockierschild derart geführt ist, daß er von seiner Mittelstellung aus entweder nur das Schalten der gewählten Geschwindigkeit oder das Ein- und Ausrücken des Antriebes bewirken kann.
6. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (30 bis 35) in bezug auf die Verschiebegabeln (22,23) der Wechselräder derart auf den Schaltwalzen (29) angeordnet sind, daß sie bei der Längsverschiebung dieser Walzen nach beiden Richtungen entweder eine Gabel gar nicht oder die Gabeln in der einen oder anderen Bewegungsrichtung mitnehmen.
7. GeSiChwindigkeitsweohselgetriebie nach Anspruch, ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebegabeln (23, 23⁰ und 23*) in der gleichen Ebene radial um die Schaltwalze (29) herum und um den den Mitnehmern entsprechenden Winkel (90 °, I2O° oder i8o°) versetzt gelagert sind, um mehrere Wechselräder durch die gleichen Mitnehmer verschieben zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen