DE613703C

DE613703C - Geschwindigkeitswechselgetriebe zum Antrieb der Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Drehbaenken

Info

Publication number: DE613703C
Application number: DEH132269D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-06-26
Filing date: 1932-06-26
Publication date: 1935-05-24

Description

Die Erfindung betrifft Geschwindigkeitswechselgetriebe zum Antrieb der Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Drehbänken.

Gegenwärtig werden Geschwindigkeitswechsel häufig mit Schiebezahnrädern oder sogenannten Wechselrädergetrieben erreicht, aber bei diesen Getrieben muß die Antriebsspindel stillgesetzt werden (oder mindestens ihre Laufgeschwindigkeit verlangsamt werden), während das Übersetzungsverhältnis gewechselt wird, was sowohl eine Verschwendung.von Zeit wie von Kraft zur Folge hat.
Hauptzweck der Erfindung ist, ein verbessertes Geschwindigkeitswechselgetriebe zu schaffen, mittels dessen verschiedene Geschwindigkeiten raschestens ohne Anhalten oder Verlangsamen des Laufes der getriebenen Spindel und ohne Einrückstoß erreich-

ao bar sind. In Fällen, wo der Getriebekasten für eine große Zahl verschiedener Geschwindigkeiten eingerichtet ist, braucht durch den Bedienungsmann keine Zeit verschwendet zu . werden, um von einer Geschwindigkeit auf die andere zu schalten, denn durch den Gegenstand der Erfindung wird er in die Lage versetzt, einen Wählteil oder eine entsprechende Vorrichtung auf die gewünschte Geschwindigkeit einzustellen, bevor der Geschwindigkeitswechsel selbst erfolgt. Gemäß der Erfindung ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, die wahlweise auf eine gewünschte Geschwindigkeit einstellbar ist, und mit dieser ist ein Getriebe verbunden, das gestattet, die Kupplungen zu bedienen, die die gewünschte Übersetzung einschalten. Vorzugsweise werden zur Bedienung der Kupplungen Schaltteile benutzt, die mit der Schaltvorrichtung in Verbindung stehen und mittels deren wahlweise eine Vielzahl von im Eingriff stehenden Übersetzungsgetrieben, ein- und ausschaltbar sind. Nachdem der Wählteil zunächst auf die gewünschte Geschwindigkeit gestellt ist, wird er anschließend mit den Schaltgliedern abhängig von ihrer Einstellung in Verbindung gebracht, und er bewirkt die notwendige Schaltung der Kupplungen zur Erzielung der gewünschten Geschwindigkeit.

Es sind bereits Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Vorwählschaltung bekannt, bei denen die Änderung des Übersetzungsverhältnisses durch verschiebbare Zahnräder erfolgt, die in den meisten Fällen während der Aus-

führung des Geschwindigkeitswechsels eine Stillsetzung, ader .Verlangsamung der antreibenden Welle erfordern, weil sonst leicht Stöße und Beschädigungen eintreten können. Im Unterschied hierzu werden die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse beim Gegenstand der Erfindung mit Hilfe von Reibungskupplungen geschaltet, wobei die wirksamen Zahnräder beim Einschalten eines jeden ίο Übersetzungsverhältnisses dauernd in Eingriff bleiben.

Bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe, bei dem die Wähleinrichtung für die neue Getriebeschaltung schon während der vorhergehenden Schaltstufe des Getriebes bedienbar ist, muß, bevor die neue Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet werden kann, eine Kupplung gelöst und eine Bremsscheibe angezogen werden, um die getriebene Welle stillzusetzen; dann erst kann ein geräuschloser Eingriff der verschiedenen Räderpaare erreicht werden. Eine solche Geschwindigkeitsänderung beansprucht aber sehr viel mehr Zeit als die bei dem Gegenstand der Erfindung, durch den eine erhebliche Zeitersparnis erreicht wird, die vom Standpunkt der Herabsetzung der Erzeugungskosten von großer Bedeutung ist. Ein weiterer Nachteil dieser älteren Anordnung besteht darin, daß mit der Hauptkupplung irgendeine Vorrichtung verbunden sein muß, durch die sich die Kupplung lösen läßt, bevor ein anderes Räderpaar in Eingriff gebracht werden kann. Diese zusätzliche Vorrichtung kann zwar einfach gebaut sein, um eine zufriedenstellende Leistung zu erzielen; ihre Anordnung bedeutet indessen immer eine Erhöhung der Kosten der Maschine.

Wenn man nun noch in Betracht zieht, daß eine Werkzeugmaschine im allgemeinen durch wenig geschulte Leute bedient wird, so ist es von Wichtigkeit, ihren Aufbau so einfach und unempfindlich wie möglich zu machen, wenn ein Zubruchgehen von Teilen vermieden werden soll. Dieser Bedingung wird die ältere Bauweise nicht gerecht.

Bei einer anderen Schaltvorrichtung für ein Wechselgetriebe, die auf die gewünschte Geschwindigkeit im voraus einstellbar ist und die zwei unter Federdruck gegeneinander verdrehbare, mit einem Ausschnitt versehene Steuerscheiben aufweist, erfolgt die Schaltung der einzelnen Gänge durch Ein- und Ausrücken der Hauptkupplung, wobei die Umschaltung nur auf die nächsthöhere oder niedrigere Geschwindigkeit erfolgen kann. Eine derartige Bauweise ist daher für Werkzeugmaschinen ungeeignet, zumal die vorbereitende Einstellung der nächsten Geschwin-Ί_ο digkeit durch Zusammenpressen von Federn erfolgt. Im Unterschied hierzu sind die Schaltscheiben der Schaltlehre bei der Anordnung nach der Erfindung frei drehbar und unabhängig von den Kupplungen verstellbar.

Bei einem bekannten Schieb er adwählgetriebe werden die Räder durch gefederte Stoßstangen verschoben, auf die ein längs beweglicher Stellteil einwirkt, nachdem er vorher durch Verdrehen auf die in Betracht kommenden Stoßstangen eingestellt wurde.

Erfindungsgemäß sind die Schaltscheiben des Wählschaltgetriebes nach dem Schalten einer Geschwindigkeitsstufe oder bei stillstehendem Getriebe zusammen mit ihrer Welle für das beliebige Einstellen einer der möglichen Getriebeschaltungen gegenüber den Steuerzapfen der Kupplungsschaltgabeln frei drehbar und nach ihrem Verdrehen durch ein Hilfsgetriebe zwangsläufig gegeneinander und gegen die Steuerzapfen bewegbar.

Die Anordnung kann insbesondere so ge- * troffen sein, daß die Schaltscheiben je an ihrer Innenfläche einer der Zahl der möglichen Getriebeschaltungen entsprechende Anzahl unter sich ungleicher zahnungsartiger Aussparungen tragen, für die je die an der Gegenscheibe gegenüberliegende Aussparung die Ergänzung bildet, und daß die zusammengedrückten Scheiben mit dem jeweils gewählten Aussparungspaar an den Steuerzapfen von beiden Seiten anfassen.

Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Abb. ι ist eine schaubildliche Darstellung . der Räderübersetzungen des Geschwindigkeitswechselgetriebes*

Abb. 2 ist teilweise -ein. Schnitt, teilweise eine Stirnansicht eines mit diesem Wechselgetriebe ausgerüsteten Spindelkastens (von links in Abb. 1 gesehen), welche den Wähler der Schaltvorrichtung und die in einer Gruppe angeordneten Kupplungsschalthebel zeigt, aber nicht die Räderübersetzungen.

Abb. 3 ist ein Grundriß des Wählers und der Schaltvorrichtung mit den zu ihrer Bedienung notwendigen Teilen.

Abb. 4 ist teilweise ein Schnitt, teilweise eine Stirnansicht des Spindelkastens (von rechts in Abb. 1 gesehen), die ebenfalls die Teile zur Bedienung der Schaltvorrichtung darstellt, und

Abb. S ist eine Abwicklung der wirksamen Teile der Schaltvorrichtung.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, das die Anwendung der Erfindung auf den Spindelantrieb eines Drehbankspindelkastens zeigt, welche gestattet, acht Geschwindigkeiten einzustellen, wird der Antrieb von einer . Welle 2 bewirkt, die in passender Weise eine Hauptein- und -ausschaltkupplung 3 und eine nicht dargestellte Bremse trägt und von einem

Elektromotor, einer Riemenscheibe 4 oder in sonstiger Weise angetrieben werden kann.

. Auf dieser Welle sitzen fest zwei verschieden große Zahnräder 5, 6, die mit auf einer gleichlaufenden Zwischenwelle 9 frei drehbaren Zahnrädern 7 und 8 in Eingriff stehen.

Zwischen den Zahnrädern 7 und 8 ist auf der Welle 9 undrehbar eine Doppelreibkupplung 10 vorgesehen, die in ihren beiden äußersten Lagen eines der Räder 7 oder 8 mit der Welle 9 verbinden kann. Auf diese Weise können für die Welle 9 zwei Geschwindigkeiten erzielt werden.
Fest auf der Welle9 sitzen zwei verschieden große Zahnräder 11 und 12, die außerhalb der Zahnräder 7 und 8 und der Kupplung ι ο angeordnet· sind und in ständigem Eingriff mit Zahnrädern 13, 14 auf einer Welle 15 stehen. Die Zahnräder 13, 14 können sich wiederum auf der Welle 15 frei drehen und können wiederum durch eine doppelte Reibkupplung· 16 wahlweise mit der Welle 15 verbunden werden. Auf diese Weise können der Welle 15 vier verschiedene Geschwindigkeiten erteilt werden. Auf der Welle 1S* sitzen wieder fest zwei Zahnräder 17, 18 an deren äußeren Enden und in ständigem Eingriff mit Zahnrädern 19, 20, die auf einer dritten gleichlaufenden Zwischenwelle 21 frei drehbar sind.

Abermals ist eine Reibkupplung 22 vorgesehen, um die Räder 19 und 20 wahlweise mit der Welle 21 zu verbinden. Die Welle 21 kann demnach acht verschiedeneGeschwindigkeiten erhalten. Von ihr wird endlich die Bewegung auf die Drehbankspindel23 mit Hilfe eines Stirnräderpaares 24 übertragen.

Zum Verschieben der Kupplungen 10, 16, 22 in ihre wirksamen Endlagen dienen Gabeln 25, 26 und 27 (Abb. 2), die auf längs verschiebbaren, zu den Zwischenwellen 9, 15, 21 gleichlaufenden Bolzen 28 befestigt sind. Die Gabeln sind so angeordnet, daß Zapfen 29 an ihnen in einer Gruppe zwischen den inneren Stirnflächen von zwei Schaltscheiben 30 (Abb. 2, 3 und S) liegen. Die Schaltscheiben 30 sind achsig verschiebbar, aber undrehbar auf einer Welle 31 angeordnet und bilden zusammen mit den Zapfen 29 das Schaltgetriebe. Die einander gegenüberliegenden Flächen 32 (Abb. 3 und 5) der Schaltscheiben 30 sind mit Aussparungen versehen, in welche die Zapfen29 der Schaltgabeln25, 26 und 27 nach der einen oder anderen Seite eintreten können. Die Aussparungen sind in acht Gruppen verteilt, und jede Gruppe entspricht einer Geschwindigkeit der Hauptspindel. Das ist am besten in der Abwicklung der Schaltscheiben in Abb. 5 dargestellt, wo die acht Gruppen mit A, B, C H bezeichnet sind.

Wenn demnach eine Gruppe sich in wirksamer Lage gegenüber den Zapfen 29 der Ku^plungsschaltgabeln 25 bis 27 befindet und die Scheiben aehsig gegeneinander bewegt werden, so werden die Zapfen mitgenommen und bewegen entweder alle Kupplungen nach rechts oder alle Kupplungen nach links oder teilweise nach der einen und anderen Seite, je nachdem, wie die Aussparungen der ausgewählten Gruppe an den Scheiben 30 liegen, wodurch die ausgewählte, der eingestellten Aussparungsgruppe entsprechende Geschwindigkeit eingeschaltet wird. In Abb. 3 ist beispielsweise die Gruppe C in wirksamer Lage.

Zum Verschieben in der Achsrichtung hat jede Schaltscheibe30 an ihrer Außenseite eine mit einer Ringnut 33 versehene Nabe, und in die Ringnut greifen Winkelhebel 34, deren andere Arme gegeneinandergerichtet sind und mittels Zapfen und Schlitze 35 mit einer Gleitstange 36 verbunden sind. Die Stange 36 liegt in der Ebene der Winkelhebel und kann mittels eines schwenkbaren Handhebels 37 verschoben werden. Der Hebel 37 ist mit der Stange 36 durch einen Zahntrieb 38 ver- bunden. "85

Eine Feder 39 auf der Stange 36 ist so angeordnet, daß sie die Schaltscheiben 30 auseinanderzuschieben sucht. Wenn also die Schaltscheiben mittels des Hebels 37 zum Angriff an den Kupplungsgabelzapfen 29 gebracht worden sind und die ausgewählten Kupplungen eingestellt sind, um die gewünschte Geschwindigkeit hervorzubringen, dann springen die Scheiben nach Freigabe des Hebels 37 wieder auseinander in die in Abb. 3 dargestellte Lage. Infolgedessen ist es also notwendig, daß die Kupplungen von irgendeiner bekannten Bauart sind, die sich selbst im Eingriff erhält, wenn die Schaltscheiben in die Ruhelage zurückgegangen sind. Ferner 10c müssen die Kupplungen so beschaffen sein, z. B. Vielscheibenkupplungen sein, daß sie beim Einschalten allmählich zur Wirkung kommen, um die großen Belastungen stoßlos aufnehmen zu können. Am größten ist die Belastung, wenn von der höchsten auf die kleinste Geschwindigkeit geschaltet wird.

Wenn dieKupplungsgabeln in der beschriebenen Weise freigegeben werden, so liegen die Aussparungen der Schaltscheiben 30 vollkom- no men frei neben den Zapfen 29 der Kupplungsgabeln, und die Schaltscheiben können dann auf eine neue Aussparungsgruppe eingestellt werden. Die Einstellung der Schaltscheiben geschieht z. B. mit Hilfe eines Schnecken- n₅ getriebes 40 (Abb. 3 und 4) und mit Hilfe einer Anzeigescheibe 41 o. dgl., die irgendwo an passender Stelle am Maschinenrahmen gelagert ist und entweder unmittelbar auf der Antriebswelle des Schneckengetriebes 40 sitzt oder, wie auf der Zeichnung dargestellt, durch die Stirnräder 42 mit ihr in Verbindung steht.

Ein federbelasteter Sperrstift 43 (Abb. 2) arbeitet zusammen mit einem achtzahnigen Sperrkranz 44 und sichert die jeweilige Einstellung der Schaltscheiben 30.

Gegebenenfalls kann Preßluft oder eine andere Kraftquelle benutzt werden, um den Hebel 37 zu bewegen, ebenso zum Einstellen der Schaltscheiben 30 und der Anzeigescheibe 41.

Vorstehende Beschreibung betrifft ein Getriebe für acht Geschwindigkeiten, weil wahrscheinlich ein solches Getriebe die meiste Aussicht auf Anwendung hat. Es 'dürfte aber aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres hervorgehen, daß z. B. durch Fortlassen der dritten Zwischenwelle2i ein Vierganggetriebe möglich ist. In diesem Falle wären nur zwei Aussparungen für jede Gruppe der Schaltscheiben 30 notwendig, und es wären nur vier Aussparungsgruppen auf den Scheiben anzuordnen.

In gleicher Weise kann durch Hinzufügung einer weiteren Zwischenwelle und der hierdurch bedingten weiteren Glieder ein Sechzehnganggetriebe gebildet werden. Auch hier kann jeder Gang durch Einstellen der Scheibe 41 in der geschilderten Weise gewählt und mittels des Hebels 37 sofort eingeschaltet werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Geschwindigkeitswechselgetriebe zum Antrieb der Arbeitsspindeln von Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Drehbänken, bei dem die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse mit Hilfe von Kupplungen schaltbar sind, die durch ein mittels eines besonderen Getriebes auf die gewünschte Geschwindigkeit im voraus einstellbares, aus zwei achsig gegeneinander verschiebbaren Scheiben bestehendes Wählschaltgetriebe gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sehaltscheiben (30) des Wählschaltgetriebes nach dem Schalten einer Geschwindigkeitsstufe oder bei stillstehendem Getriebe zusammen mit ihrer Welle (31)' für das beliebige Einstellen einer der möglichen Getriebeschaltungen gegenüber den Steuerzapfen (29) der Kupplungsschaltgabeln (25, 26, 27) frei drehbar und nach ihrem Verdrehen durch ein Hilfsgetriebe (33-38) zwangsläufig gegeneinander und gegen die Steuerzapfen (29) bewegbar sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltscheiben (30) je an ihrer Innenfläche eine der Zahl der möglichen Getriebeschaltungen entsprechende Anzahl (A-HJ unter sich ungleicher zahnungsartiger Aussparungen (32) tragen, für die je die an der Gegenscheibe (30) gegenüberliegende Aussparung die Ergänzung bildet, und daß die zusammengerückten Scheiben (30) mit dem jeweils gewählten Aussparungspaar (A-H) an den Steuerzapfen (29) von beiden Seiten anfassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen