DE693568C - inen, insbesondere fuer Drehbaenke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitswechselgetriebe für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, mit einem Stufenrädersatz und einer damit zusammenwirkenden Räderschwinge, die um ihre Antriebswelle, drehbar und auf ihr verschiebbar ist. Die bis jetzt bekannten Zahnräderwechselgetriebe mit einem, oder zwei Stufenradsätzen weisen vielfach eine: auf einer Hilfswelle verschiebbar gelagerte, ein oder mehrere Zwischenzahnräder tragende Schwinge auf, die, wenn das Getriebe von einer Geschwindigkeitsstufe auf eine andere umgeschaltet werden soll, zuerst radial nach außen, dann achsig auf der Hilfswelle und schließlich radial nach innen ähnlich wie eine Nortonschwihge verschoben wird. Ein Nachteil eines solchen Getriebes ist u.a. der, daß das Einrücken dieses letzteren bei Stillstand der Zahnräder gewohnlich nicht erfolgen kann, während bei umlaufenden Zahnrädern die Gefahr des Aufeiiianderschlagens der Zahnköpfe auftritt.

Man kennt auch Geschwindigkeitswechselgetriebe, bei welchen das dem Stufenräderkonus zugeordnete Zwischenrad verschiebbar auf einer Hilfswelle angeordnet ist, die ihrerseits so geführt ist, daß sie zum Einrücken bzw. Ausrücken des Getriebes zu der den Stufenräderkonus tragenden Antriebswelle genähert bzw. von dieser entfernt werden kann, und! wobei Anschlagmittel vorgesehen sind, die die richtige Einrückstellung der genannten Hilfswelle bestimmen. Auch bei diesen bekannten Geschwindigkeitsgetrieben erfolgt das Ineinandergreifen der miteinander in Eingriff zu bringenden Räder in radialer Richtung, was auch wieder die obenerwähnten Nachteile mit sich bringt.

Beim reinen Schubradgetriebe ist es anderseits nicht möglich, eine genaue geometrische Geschwindigkeitsreihe zu erhalten, weil bei einem Zahn weniger des einen Zahnrades es einen Zahn mehr bei dem Gegenzahnrad bedingt und dadurch die Stufe zu groß oder zu klein wird. Weiter bedingt das ausschließliehe Schubradgetriebe entweder lange Wellen oder eine große Anzahl von hintereinander angeordneten Wellen - sowie mehrere Schalthebel, was zu allem noch den Nachteil mit sich bringt, daß eine unmittelbare Ab-

lesung der eingeschalteten Geschwindigkeit unmöglich ist.

Das vorliegende Geschwindigkeitswechselgetriebe ist eine Vereinigung eines Schwingradgetriebes und eines Schubradgetriebes, welche die Vorteile der beiden Getriebearten in vorteilhafter Weise vereinigt und deren Nachteile ausschließt, indem der angewandte Stufenkonus eine möglichst hohe Anzahl von ίο eng zusammengebauten, auf einer Achse sitzenden Rädern beliebiger Abstufung besitzen kann und das · Schwenkrad nur zum Einstellen geschwenkt und dann als Schubrad in eines der Stufenräder hineingeschoben <5 wird. Vor dem Zahneingriff nimmt das dieses Schwingschubrad tragende Schwinglager eine radial gesicherte und auf genauen Teilkreisabstand festgelegte Stellung ein, vrodurch der genaue Zahneingriff gewährleistet ist, was so bisher nur bei Wellen bzw. Rädern möglich war, deren gegenseitiger Abstand unveränderlich ist, wobei aber stets noch ein Ausbiegen der mehr oder weniger langen Achsen in Kauf genommen werden mußte, was aber bei dem Getriebe nach der Erfindung infolge der beidseitig festgelegten Stellungen des Sehwinglagers verhindert wird.

Das Geschwiridigkeitswechselgetriebe gemäß der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß in konzentrischer Anordnung zur Schwingachse der Räderschwinge jedem Stufenrad ein spätestens unmittelbar vor dem Ineinandergreifen der miteinander in Eingriff zu bringenden Räder wirksam werdendes Führungsglied, wie z. B. eine Führungsnut, zugeordnet ist, in welches ein. an der für das Einstellen des Schwenkrades auf eines der Stufenräder nur in der Leerstellung schwenkbaren Räderschwinge angebrachtes Gegenführungsglied¹, wie z.B. eine Führungsnase, achsig einschiebbar ist.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch das im Spindelstockgehäuse einer Drehbank eingebaute Geschwindigkeitswechselgetriebe, und zwar nach der Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 und 3 sind zwei waagerechte Schnitte nach den Linien H-II bzw. III-III in Fig. 1; Fig. 4 zeigt eine Steuervorrichtung in Vorderansicht;

Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1, und
Fig. 6 zeigt eine Einzelheit.

Im Spindelstockgehäuse 1 ist in geeigneter Weise die Hauptspindel 70 (Fig. 1 und 2) der Drehbank gelagert. Hinter der Hauptspindel ist der auf einer Welle 40^s aufgekeilte Ro Stufenradkegel 35 bis 41 angeordnet, welcher mittels dreier Räderpaare 8 5 und 76,84 und 86, 75 und 73 oder mittels eines sonstigen Rädervorgeleges in bekannter Weise im gewünschten Übersetzungsverhältnis mit der Hauptspindel 70 gekuppelt werden kann. 42 ist die Antriebswelle des Getriebes, auf deren einem, aus dem Spindelstockgehäuse 1 herausragenden Ende eine Antriebsriemenscheibe 4 sitzt. Auf der Antriebswelle 42 ist mittels Nut und Feder ein Antriebszahnrad 34 verschiebbar angeordnet, das mit einem in einem auf der Welle 42 lose gelagerten Schwinglager 28 drehbar angeordneten, im folgenden als Schwingschubrad bezeichneten Zahnrad 33 kämmt. In der abnehmbaren Rückwand 18 des Spindelstockgehäuses ι ist ein Schlitten 22 verschiebbar gelagert, an dem zwei im Abstand voneinander angeordnete, zur Führung des Sehwinglagers 28 dienende Auslegerplatten 23, 23" befestigt sind. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist über der Antriebswelle 42 eine die beiden Auslegerplatten 23, 23° durchsetzende Hilfswelle 51^s vorgesehen, auf welcher mittels Nut und Feder ein Zahnrad 50 verschiebbar augeordnet ist, welches beim Verschieben des Schlittens ^22 von der Auslegerplatte 23« durch Vermittlung einer an ihm vorgesehenen Büchse mitbewegt wird. Dieses Zahnrad 50 kämmt mit einem mit dem Schwinglager 28ein Stück bildenden Zahnsegment28^a. Auf dem der Antriebsriemenscheibe 4 .zugekehrten Ende der Welle 51" sitzt ein Zahnritzel 51, welches mit einerWaagerecht angeordneten Zahnstange 5i⁶ (Fig. 1) in Eingriff steht. 47 ist eine fest mit dem Spin- 9:i delstockgehäuse 1 verschraubte Segmentplatte, auf welcher eine der Anzahl der Stufenräder 35 bis 41 entsprechende Anzahl gehärteter, in Übereinstimmung mit der Anordnung der letzteren längs einer Schraubenlinie angeordneter Führungsrasten 48 befestigt sind, die zur Aufnahme einer am Schwinglager 28 vorgesehenen Stütznase 29 dienen, derart, daß durch gegenseitiges Ineingriffbringen dieser letzteren mit der gewünschten Führungsrast tos das Schwinglager 28 in der entsprechenden Schwenkstellung auf genauen Teilkreisabstand festgelegt wird. In Fig. 6 ist eine Abwicklung der Platte 47 mit den Führungen 48 gezeigt. Die Führungsrasten 48 sind u<> zweckmäßig einstellbar, was z. B. dadurch erreicht werden kann, daß die Öffnungen, durch welche sich der Bolzenteil der Führungsrasten 48 erstreckt, schlitzförmig ausgestaltet werden.' »«r>

Außen am Spindelstockgehäuse 1, auf der Bedienungsseite der Drehbank, ist eine feststehende Indexscheibe 54 vorgesehen, mit welcher eine Drehscheibe 55 mit einer dies- und jenseits derselben sich erstreckenden ι an Nabe zusammenwirkt. Auf dem Ende des nach innen ragenden Nabenteils der .Scheibe

55 sitzt ein mit der Zahnstange $i^b kämmendes Zahnrad 53 (Fig. 1 und 2). In einem auf der Außenseite der Drehscheibe 55 befestigten Lagerblock 56° ist ein gabelförmiger Schalthebel 56 drehbar gelagert, an welchem einerseits ein Steuerbolzen 63 und anderseits ein Sicherungsbolzen 59 angelenkt ist. . In der Indexscheibe 55 sind auf einer Kreislinie Rasten 59^& angebracht, in die der Sicherungsbolzen 59 eingreifen kann und die so angeordnet sind, daß jeder von ihnen einer bestimmten Schwenkstellung des Schwinglagers 28 entspricht. Ein auf der Scheibe 55 angeordneter Federstift 122 (Fig. 4) greift für gewöhnlich in eine am Schalthebel 56 vorgesehene Pfanne 121 und hält so den Hebel 56 in seiner Ruhe¹- oder Mittelstellung. Auf dem inneren Ende des Steuerbolzens 63 ist eine Lasche 63" befestigt, die ihrerseits mit dem

ao Schieber eines zu einer Drucköleinrichtung gehörenden Schieberventils. 64 (-Fig. 3) verbunden ist. Mittels dieses Schieberventils 64 kann die in dem Gehäuse, in welchem letzteres eingebaut ist, mündende Speiseleitung 175 wahlweise mit der einen oder andern von zwei Rohrleitungen 176, 177 verbunden werden, die ihrerseits in der in Fig. 3 gezeigten Weise tangential in einem zylindrischen, oben im Spindelstockgehäuse 1 angeordneten Gehäuse 178 münden, in welchem ein gezahntes Kapselrad 180 drehbar g'elagert ist und welches zwischen den beiden Öleintrittsstellen eine Ablauföffnung aufweist. Auf dem unteren Ende der senkrecht verlaufenden Achse des Rades 180 sitzt ein Zahnritzel 181, das niit einer auf den Seitenplatten 23, 23⁰ befestigten Zahnstange 182 kämmt.

Die Arbeitsweise des Geschwindigkeitswechselgetriebes ist wie folgt:

Die Steuerung des Getriebes erfolgt ausschließlich vom Schalthebel 56 aus, und zwar dadurch, daß der Hebel 56 zunächst in Richtung des Pfeiles α (Fig. 2) um seine Drehachse im Lagerblock 56^s verschwenkt wird.

Dies hat zur Folge, daJß einerseits der .Sicherungsbolzen 59 aus der entsprechenden Rast 59^& heraustritt, wodurch die Drehscheibe 55 entsichert ist, und anderseits der Steuerkolben 63 einwärts verschoben wird, damit

5<> Drucköl durch die Leitung 176 in das Kapselradgehäuse 178 strömt und dadurch die Drehung des Kapselrades 180 mit dem Zahnritzel 181 in dem Sinne herbeigeführt wird, daß der Schlitten 22 und die von ihm geführten Teile in Richtung gegen die Riemenscheibe 4 bis in ihre Endstellung verschoben werden, in welcher das Schwingschubrad 33 außer Eingriff mit den Stufenrädern 35-bis 41 ist und außerdem das Schwinglager 28 unge-

fio hindert verschwenkt werden kann. Nun wird die Drehscheibe 55 gedreht, indem der Schalthebel 56 um die Scheibenachse verschwenkt wird, und zwar so· weit, als zur Erreichung einer bestimmten Schwenkstellung des Schwinglagers 28 und damit auch einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe des Getriebes nötig ist. Darauf wird der Hebel 56 in Richtung des Pfeiles b (Fig. 2) über seine von Federstift 122 bestimmte Ruhe-oder Mittelstellung hinaus verschwenkt, wobei der Sicherungsbolzen 59 in Eingriff mit der' ent- sprechenden Rast 59^s gelangt. Außerdem kann nun, infolge der Verschiebung des Steuerbolzen 63 nach außen, Drucköl durch die Leitung 177 in das Gehäuse 178 fließen, so daß das Kapselrad 180 in der Einrückrichtung gedreht und damit durch Verschieben des Schlittens 22 in der entsprechenden Richtung das seitliche Einrücken des Schwingschubrades 33 in das gewünschte Stufenrad bewirkt wird. Beim Loslassen des Schalthebels 56 kehrt dieser unter dem Druck des Federstiftes 122 auf die Pfanne 121: (Fig. 4) selbsttätig in seine Ruhe- oder Mittelstellung zurück. Bei dieser Stellung des Hebels 56 sind ' die beiden Auslaßöffnungen im Gehäuse des Schieberventils 64 vom Schieber dieses letzteren abgedeckt, so daß in beiden Leitungen 176, 177 kein Öldruck mehr vorhanden ist und das Kapselrad 180 und die mit ihm in Triebverbindung stehenden Teile unbeeinflußt in der von ihnen eingenommenen Lage verharren.

,Der oben erläuterte Schaltvorgang: Verschwenken des Schalthebels 56 in Riding des Pfeiles a, dann Verschwenken desselben um die Achse der Scheibe 55 bis zur gewünschten Rast 59* und Verschwenken desselben in Richtung des Pfeiles b wiederholt sich bei jeder Einstellung des Getriebes auf ><>o die gewünschte Geschwindigkeitsstufe.

Die an der Segmentplatte 47 vorgesehenen Führungsrasten 48 einerseits und die in diese eingreifende Stütznase 29 am Schwinglager 28 anderseits sind so zueinander angeordnet, daß die Stütznase 29 schon einige Millimeter in der einen oder andern Führungsrast 48 steckt, bevor das Schwingschubrad 33 mit einem der Stufenräder 35 bis 41 in Eingriff gelangt, so ' daß jeder schädliche radiale Zahndruck auf "0 das Schwinglager schon beim gegenseitigen Berühren der ineinanderzuschiebenden Zähne aufgehoben ist.

Anstatt der am beschriebenen und dargestellten Geschwindigkeitswechselgetriebe vor- ns gesehenen Kapselradeinrichtung zum Verschieben des Schlittens 22 mit dem Schwinglager 28 und dem Schwingschubrad 33 könnte- auch eine andere, den gleichen Zweck . erfüllende Steuervorrichtung, z. B. eine ölgesteuerte Kolbenvorrichtung, verwendet werden. Die vorgesehene Kapselradeinrichtung

ist aber einfacher, billiger und in der Wirkung günstiger als eine Kolbenvorrichtung, weil das Kapselrad mit geringerer Reibung arbeitet, keinen Ölrücklauf benötigt und dadurch einen einfacheren Steuerdruckkolben bedingt und weil weiter das verhältnismäßig große Kapselrad gegenüber dem kleinen in die Zahnstange eingreifenden Ritzel eine günstige Übersetzung bildet, so daß mit geringem Öldruck gearbeitet werden kann, wie er zugleich zum Schmieren der Getriebe und Lager benötigt wird.

Die weitere Übertragung der den Stufenrädern 35 bis 41 übermittelten Drehbewegung wird in bekannter Weise durch ein einfaches oder ein doppeltes Rädervorgelege, Schubräder mit Dreier- oder Viererblock o. dgl. auf die Hauptspindel übertragen, was wieder mit einem einzigen Hebel zu schalten möglich ist, so daß mit dem beschriebenen Getriebe eine Anzahl von Geschwindigkeitsstufen (bis etwa 28) mit nur zwei Schalthebeln und mit direkter Ablesung der betreffenden Geschwindigkeitsstufe erreicht werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Geschwindigkeitswechselgetriebe für Werkzeugmaschinen, insbesondere für Drehbänke, mit einem Stufenrädersatz und einer damit zusammenwirkenden Räderschwinge, die um ihre Antriebswelle drehbar und auf ihr verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in konzentrischer Anordnung zur Schwingachse (42) der Räderschwinge (28) jedem Stufenräd (35 bzw. 36... bzw. 41) ein spätestens unmittelbar vor dem Ineinandergreifen der miteinander in Eingriff zu bringenden Räder wirksam werdendes Führungsglied, wie z. B. eine Führungsnut (48), zugeordnet ist, in welches ein an der für das Einstellen des Schwenkrades (33) auf eines der Stufenräder nur in der Leerstellung schwenkbaren Räderschwinge (28) angebrachtes Gegenführungsglied, wie z. B. eine Führungsnase (29), achsig einschiebbar ist.
2. 2. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung einer an sich bekannten Einhebelsteuerung an der Räderschwinge für die achsige Verschiebung ein mit Drucköl beaufschlagtes Kapselrad (180) oder ein Kolben angreift, deren Treibmittel von dem um eine seine Drehachse senkrecht kreuzende Achse schwenkbaren Schalthebel gesteuert wird und für die radiale Verschwenkung der Räderschwinge (28) ein von dem Schalthebel unmittelbar angetriebener Zahnstangentrieb (53, 51⁶, 51, 5i^a, 50) vorgesehen ist, die nacheinander so wirksam werden, daß das Schwenkrad (33) zuerst aus dem Stufenradkegel (35 bis 41) achsig bis in seine Endlage ausgerückt, dann in die der gewünschten Geschwindigkeitsstufe entsprechende Schwenkstellung übergeführt und schließlich in das betreffende Stufenrad (35, 36... bzw. 41) achsig eingerückt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen