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Umsteuergetriebe zum Bewegen des Werkstückträgers, insbesondere für
Stirnradschleifmaschinen Die Erf ndung " bezieht sich auf ein Umsteuergetriebe zum
Bewegen des Werkstückträgers, insbesondere für Stirnradschleifmaschinen, mit einem
Kegelräderwendegetriebe mit Leerlaufeinrichtung und einer verschiebbaren Zahnkupplung
für Vorwärts- und: Rückwärtsgang, die auf der umzusteuernden Welle mittels Keiles
und Nut verschiebbar ist.
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Zum Ausrücken bzw. Umsteuerneiner-unter Last stehenden Zahnkupplung
ist erforderlich, den wirksamen Tragflächen: der Kupplungszähne eine gewisse Neigung
gegenüber der Längsachse der Kupplung zu geben. Beim Einrücken können diese schrägen
Tragflächen beider Kupplungshälften so aneina.nderkommen, daß sich nur ihre äußeren
Enden berühren-, die Kupplung also nicht ganz einfällt, es sei denn, daß einer der
Kupplungsteile in der Richtung des Kraftflusses zurückweicht, wozu jedoch eine Kraft
erforderlich ist, deren Größe von der jeweils vorliegenden Last abhängt. Diese erforderliche
Kraft wird unter Umständen so groß, daß sie beim Umschalten weder von Hand noch
mechanisch aufgebracht werden kann. Die Kupplung überträgt dann die Last nur mit
den äußeren Kuppelzahnenden oder rutscht 'wieder heraus. Bei selbsttätigen Umschaltkupplungen,
wie sie in Stirnradschleifmaschinen verwendet werden, ist dies besonders nachteilig
und führt zum Versagen derselben, da bei diesen Kupplungen erst durch den vollen
Eingriff der Kupplungsteile auf der einen Seite die Vorbedingung für das später
zu erfolgende Umschalten auf die andere Seite gegeben ist.
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Es ist bekannt, bei einem Dreikegelräderumkehrgetri.ebe mit zwischen
den Kegelrädern angeordneter verschiebbarer Kupplungsmuffe eine Leerlaufeinrichtung
zur Erzielung eines stoßfreien Kuppelns dadurch einzuschalten, daß auf jedem Teil
einer aus zwei Teilen bestebenden angetriebenen Welle eine Scheibe angeordnet ist
und daß an diesen beiden Scheiben die Enden von Seilen befestigt sind, die um die
beiden Wellenteile bzw. eine diese umgebende Büchse herumgewickelt sind. Bei jeder
Änderung der Drehrichtung wird zunächst der eine Wellenteil angetrieben, wodurch
sich die Seile abwickeln und hierauf wieder aufwickeln, bis sie die erforderliche
Spannung haben, um den zweiten Wellenteil mitzunehmen. Der angetriebene Wellenteil
muß daher mehrere Umdrehungen ausführen, bis die Seile aus dein Spannungszustand
für die eine Drehrichtung in den Spannungszustand für die andere Drehrichtung gelangt
sind. Hierdurch ergibt sich aber in nachteiliger Weise eine sehr länge Leerlaufzeit.
Da sich ferner die Seile durch ständiges Ab-und Aufwickeln sowie Anspannen längen
und da sich die Seilspannung je nach der Belastung der Maschine ändert, sind ein
genaues
Bestimmen der Leerlaufzeit und ein vollkommen zwangsläufiger
Antrieb bei diesem bekannten Getriebe nicht möglich. Da außer-(lern die Gefahr eines
Reißens der Seile besteht, liißt sich ein derartiges Getriebe beispielsweise bei
einer Stirnradschleifmaschine; bei der die Antriebsrichtung ständig wechselt und
bei der ein vollkommen zwangsläufiger Antrieb erforderlich ist, nicht verwenden.
1in übrigen beansprucht das bekannte Getriebe einen verhältnismäßig großen Raum,
der beispielsweise bei einer Stirnradschleifinaschine infolge der sonstigen erforderlichen
Getriebe nicht zur Verfügung steht.
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Durch die Erfindung wird ein Umsteuergetriebe geschaffen, das bei
einem von vornherein genau festgelegten L eerlaufweg und bei geringster Raumbeanspruchung
einen zwangsläufigen Antrieb ermöglicht.
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Inn wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß die Zahnkupplung
mit einer auf der uinzusteueriideii Welle lose drehbaren Hohlwelle verschiebbar
verbunden ist und daß die Hohlwelle mit einem Anschlag versehen ist, deren eine
radiale Anschlagfläche in der einen Drehrichtung gegen die radiale Anschlagfläche
eines an der umzusteuernden Welle vorgesehenen entsprechenden Anschlages anliegt,
wiihrend beim Unisteuern die andere radiale Anschlagfläche der Hohlwelle erst nach
Zurücklegung eines bestimmten Leerweges mit der anderen Anschlagfläche des Anschlages
der umzusteuernden Welle in Berührung kommt.
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Bei einem mit Schnellang versehenen Urnsteuergetriebe kann die Anordnung
derart sein. daß ein auf der Hohlwelle lose drehbares Antriebsrad für den Schnellgang
einen Anschlag; mit zwei radialen Anschlagfliichen hat, die wechselweise gegen die
entsprechend ausgebildeten Anschlagfliichen eines mit der Hohlwelle verbundenen
Anschlages zur Anlage kommen, und daji das angetriebene Rad auf der Schnellgangwelle
lose drehbar ist und finit einem ebenfalls auf der Schnellgangwelle lose drehbaren
Kupplungsteil: durch einen Anschlag des angetriebenen Rades und einen Anschlag des
Kupplungsteiles mitgenommen wird, von denen der eine gegenüber dein andern bei der
Bewegungsumkehr so lange leerläuft, bis er auf der entgegengesetzten Seite des anderem
Abschlages zur Anlage koilnlit.
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L m ztl verhindern, daß bei der Schnellgangl:upplung, die vor dem
Umlaufrichtungswechsel ausgerückt und nach diesem wieder eingerückt wird, der Leerlauf
nicht unmittelbar beim Richtungswechsel, sondern erst nach dein Wiedereinrücken
der Schnellgangl:upplung erfolgt, kann das L msteuergetriebe nach der Erfindung
derart ausgebildet- sein, daP (las auf der Schnellgangwelle lose drehbare Rad finit
dein ebenfalls lose drehbaren Kupplungsteil durch einen nachgiebigen Mitnehiner
verbunden ist. der bei Belastung des Kupl>-Lungsteiles z. B. durch Einrücken einer
auf der Schnellganbwelle verschiebbaren Klanenkupplung die Verbindung löst. Durch
die Verwendung des nachgiebigen Mitnehmtrs erfolgt der Leerlauf der Schnellgangkupplung
somit erst dann, wenn diese wieder eingerückt wird.
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Auf der Zeichnung; ist der Gegenstand der Erfindung in einer beispielsweisen
Ausführungsform und in Anwendung bei einer Stirnradschleifmaschine dargestellt.
Es zeigen: Abb. i schematisch die in Betracht koininenden Teile der Maschine im
Grundriß. wobei das Getriebe, das sich unterhalb des Maschinentisches befindet,
der Deutlichkeit halber auseinandergezogen dargestellt ist.
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Abb. a einen Teil des Getriebes in einer anderen Stellung.
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Abb. 3 einen Schnitt nach Linie I-1 der Abb. a, Abb. 4., 6 und R einen
anderen Teil rles Getriebes in verschiedenen Stellungen.
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Abb. >, ; und 9 die entsprechenden Schnitt: nach Linie 1I-II
(Abb..1), III-I11 (-ebb. 6) und IV-IV (Abb. S) und Abb. io einen Schnitt nach Linie
@"-@- den-Abb. i.
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Der 'lisch i der Maschine ist auf einem Grundhestell in Richtung des
Pfeiles .4 hin und her verschiebbar. Diese Bewegung erfolgt mittels einer Gewindespindel
2, die in eine an der -Unterseite des Tisches i befestigte Mutter 3 eingreift. Auf
(lern Tisch i ist ein Rundtisch d drehbar, der einen senkrechter Zapfen 3 zum Aufspannen
des zu schleifenden Zahnrades )- trugt. Zur Erzielung der Abw1ilzbewegung
des zu schleifenden Rades r gegenüber einer nicht dargestellten Schleifscheibe erhält
der Rundtisch .I je nach der Bewegungsrichtung des Tisches i eine Drehbewegung in
der einen oder anderen Richtung, und zwar mittels eines Schneckenrades 6, in das
eine Schnecke 7 eingreift. Diese ist auf einer Welle S urdrehbar, jedoch längs verschiebbar
angeordnet.
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Zum Antriebe der Gewindespindel z und der Schneckenwelle ,9 dient
folgende Einrichtung Auf der Welle eines Elektromotors 9 ist ein Ritzel io
befestigt, das in ein Zahnrad ii eingreift. Dieses ist mit einem Kegelrad 12 eines
Kegelradwendegetriebes verbunden. Das Kegelrad 13 dieses Wendegetriebes ist auf
einer Welle 1.1 und das Kegelrad 131 auf einer die Welle 1.1 umgebenden' 1Iolllwelle
13 frei drehbar. Auf dieser Hohlwelle ist eine an beiden Stirnseiten finit Kupplungsklauen
versehene Kupplungsmuffe i6 undrelibar, jedoch längs verschiebbar angeordnet, so
dalli die
Kupplungsklauen der Muffe 16 mit den Gegenklauen des Kegelrades
13 oder 13' in Eingriff gebracht werden können. Das Verschiebender Muffe
16 erfolgt mittels eines Gabelhebels 17, der auf einem Zapfen 18 drehbar ist. Auf
den Gabelhebel 17 wirken Anschläge i9 ein, die auf einer am Tisch i befestigten
Stange :2o einstellbar sind. Durch die Hinundherbewegung des Tisches i erfolgt somit
das jeweilige Umschalten der Kupplung und die Änderung der Bewegungsrichtung.
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' Auf der Hohlwelle 15 ist eine Mitnehmerscheibe 21 befestigt, die
seitlich einen Nocken 22 hat, der sich bei der in Abb. i und io durch Pfeile angedeuteten
Drehrichtung der Teile gegen den Nocken 23 einer auf der Kupplungswelle 4 befestigten
Scheibe 24 legt und diese mitnimmt, so daß die Welle 14 gedreht wird. Auf dieser
ist ein Zahnrad 25 befestigt, das in ein Zahnrad 26 eingreift. Letzteres ist während
der Schleifarbeit der Maschine in der weiter unten beschriebenen eise mit seiner
`Felle 27 gekuppelt. Auf dieser ist ein Zahnrad 28 befestigt, das in ein auf der
Gewindespindel 2 angeordnetes Zahnrad 29 eingreift. Zwischen der Gewindespindel
2 und der Schneckenwelle 8 sind Wechselrüder 3o angeordnet, um die Rollbewegung
des Werkstückes r rnit der Längsbewegung des dieses tragenden Tisches i in Einklang
zu bringen.
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Wird bei dieser Anordnung die Kupplung am Ende einer Bewegung des
Tisches i umgeschaltet, d. h. die Kupplungsmuffe 16 mit den Klauen des Kegelrades
131 in Eingriff gebracht (Abb.2) und somit` die Drehrichtung umgekehrt, so entfernt
fch der Nocken 22 von dem Nocken 23 und führt einen Leerlauf von nahezu 36o° in
der neuen Drehrichtung aus, bis er an der entgegengesetzten Seite wieder auf den
Nocken 23 trifft und diesen mitnimmt (Abb.3). Während des Kupplungsvorganges sind
somit die Kupplungsklauen entlastet und können selbst bei L i n gt «instigem Aufeinandertreffen
in der Antriebsrichtung nachgeben, wodurch in jedem Falle ein vollständiger Eingriff
erreicht wird. Um das Rad r am Ende eines jeden Arbeitsweges des Tisches i möglichst
schnell aus dem Bereich der sich in einer Ebene bewegenden Schleifscheibe zu bringen
und beispielsweise das Rad um einen Zahn .'weiterschalten zu können, ist folgende
Einrichtung vorgesehen: Auf der Welle 27 ist eine an beiden Stirnseiten mit Kupplungsklauen
versehene KupplungsmuJ=e ; i undrehbar, aber längs verschiebbar angeordnet. Während
'des Schleifvorganges greift die Muffe 3, mit ihren Klauen in die Gegenklauen
der Nabe 261 des lose drehbaren Rades 26 ein und verbindet dadurch dieses Rad mit
der Welle 27. Auf dieser Welle ist außerdem ein mit Gegenklauen versehener Kupplungsteil
32 frei drehbar, der einem seitlichen Nocken 33 hat. Gegen letzteren liegt ein Nocken
3.1. an, der seitlich ar. einem lose auf der Welle -27 drehbaren Zahnrade 35 sitzt.
In dieses greift ein größeres Zahnrad 36 ein, das auf der Hohlwelle 15 lose drehbar
sitzt und einen seitlicherf Nocken 3; aufweist, gegen den sich in seitlich an der
Mitnehmerscheibe 2i sitzender Nocken 38 anlegt. Die sich drehende Scheibe 21 nimmt
hierdurch das Rad 36 mit. Solange die Kupplungsmuffe 31 in der aus Abb. i ersichtlichen
Stellung mit der Nabe des Zahnrades 26 in Eingriff ist, d. h. solange der Schleifvorgang
dauert, laufen die Teile 32, 35, 36 lose auf ihren Wellen. Hierbei nimmt das Rad
35, den Kupplungsteil 32 dadurch mit, daß eine in dem Rade 35 gelagerte, unter der
Wirkung einer Feder 39 stehende Kugel ,.o in eine Vertiefung des Kupplungsteiles
32 eingreift. Es wird hierdurch eine nachgiebige Verbindung zwischen den Teilen
32 und 35 geschaffen. Der Mitnehmernocken 3.. liegt hierbei in der Drehrichtung
vor dein Nocken 33.
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Das Umschalten der Isuppluiigsinuife 31 erfolgt mittels eines um einen
Zapfen 41 drehbaren Gabelhebels ,42, auf den ein am Tisch i befestigter, nicht dargestellter
Anschlag einwirkt.
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Erfolgt nach beendigtem Schleifvorgang das Einschalten des Eilganges,
d. h. das Umschalten der Kupplungsmuffe 31 zum Eingriff mit dem Kupplungsteil
32, so wird bei der in Abb. i angedeuteten Drehrichtung der Teile die durch
die federnde Kugel -.o bewirkte Verbindung _unterbiochen, weil der Kupplungstei132
zurückgehalten `wird, und der Nocken 34. durchläuft einen Weg von nahezu 36o`=';
bis er auf der entgegengesetzten Seite des Nockens 33 sich gegen diesen anlegt und
den Kupplungsteil 32 und somit die Welle -27 mitnimmt (s. Abb..I und 5). Während
dieses Leerlaufes konnten aber die Kupplungsklauen vollständig zum Ein,5riff kommen,
und es. erfolgt die Eilbewegung, bis sich das Rad r nicht mehr irn Bereiche der
Schleifscheibe befindet. Dann erfolgt selbsttätiges Ausrücken der Eilgangküpplung
31, 32 und in bekannter `'eise die Teilschaltung des zu bearbeitenden Rades r.
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In gleicher Weise verlaufen die Vorgänge, wenn nach erfolgter Umkehr
der Drehrichtung, d. h. nach erfolgter Umschaltung des Wendegetriebes 12, 13, 131,
die Eilgangkupplung 31, 32 wieder eingeschaltet wird, um das Rad r wieder
in den Bereich der Schleifscheibe zu bringen.
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Bei der vorherigen Drehrichtung lag der Treibnocken 34 in der Drehrichtung
hinter
dem Nocken 33 des Kupplungsteiles 3 2 (Abb.4 und 5). Hat
sich die Drehrichtung geändert, so erfolgt die 1Iitnahrne des Kupplungsteiles 3-2
nur noch durch '",'erinittlung der federnden Kugel 4o (Abb. ö und 7). Erfolgt dann
das Verschieben der Kupplungsmuffe 31, so löst sich die federnde Verbindung zwischen
dem Zahnrad 35 und dem Kupplungsteil 3a, und der Treibnocken 34 durchläuft einen
Weg von ungefähr 36o°, bis er auf der entgegengesetzten Seite des Nockens 33 sich
gegen diesen legt (Abb. 8 und g). Während dieses Leerlaufe: hat aber der Kopplungsvorgang
stattgefunden.