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Schaltvorrichtung für Zahnräder-Wechselgetriebe Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schaltvorrichtung für Rädergetriebe, insbesondere an Bohr-, Gewindeschneid-
und anderen Werkzeugmaschinell, bei denen sich der Wechsel der Drehzahlen durch
die selbsttätige Verschiebung der Schieberäder vollzieht, welche zugleich mit der
Einschaltung der vor dem Rädergetriebe angeordneten Reibungskupplung erfolgt.
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Die Erfindung ist eine weitere Ausbildung und Verbesserung des Gegenstandes
des Patents 756 397, nach welchem das Kupplungsgestänge mit einem 'Schaltdehner
zusammenwirkt. Bei dem Gegenstand des Hauptpatents handelt es sich um einen nicht
steuerbaren Schaltdehner, der immer -dann in Funktion tritt, wenn die Kupplung einsgeschaltet
wird. Es ist aber zweckmäßig, daß der Schaltdehner nur dann wirksam ist, wenn die
Kupplung in Verbindung mit einer Getriebeverstellung einschaltet, dagegen die Einschaltbewegung
nicht verzögert, wenn eine Wendekupplung unter Beibehaltung der Getriebeei@nstellun:g
von Rechts- auf Linkslauf geschaltet wird, wie dies beim Gewindeschneiden beispielsweise
notwendig ist. Nach der Erfindung erfolgt dies dadurch, daß der Zylinder des Schaltdehners
für den mit einer engen Durchlaßöffnung versehenen Kolben mit einer die beiden Zylinderseiten
miteinander verbindenden, in Abhängigkeit von der Stellung des Kupplungsschalthebels
steuerbaren Umgehungsleitung versehen ist, die beim Einschalten der Kupplung
geschlossen,
bei eingeschalteter Kupplung geöffnet und erst bei ausgeschalteter Kupplung wieder
geschlossen ist.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß in der Umgehungsleitung
ein von dem Kupplungsschalthebel und der Kupplung steuerbarer Hahn angeordnet ist,
der nach dem Einschalten der Kupplung geöffnet bleibt, wenn der Schalthebel, ohne
in die Nullstellung einzurasten, in beliebiger Richtung geschaltet wird.
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Eine besonders einfache und sicher wirkende Schaltvorrichtung erhält
man, wenn der in der Umgehungsleitung angeordnete Hahn als in einem Zylinder verschieblicher
Steuerkolben ausgebildet und hydraulisch steuerbarr ist, dessen. Zylinder einen
Teil der Umgehungsleitung bildet: Zu diesem Zweck ist nach der Erfindung der Druckmittelzufluß
zu dem Steuerkolben .durch das Zusammenwirken eines vom Schalthebel der Schaltodea'
Wendekupplung bei seiner Bewegung aus der Raste seiner Nullstellung in die Schaltbahn
verstellten Kolbenschiebers und eines in der Einschaltstellung der Kupplung beaufschlagten
Hilfsschiebers steuerbar. Je nach der Stellung dieser beiden in Wirkung zueinander
stehenden Schieber wird der die Umgehungsleitung steuernde Steuerkolben verstellt.
Dabei wirken diese beiden Schieber so zusammen, daß die Umgehungsleitung geöffnet
bleibt, wenn die Kupplung ohne Inanspruchnahme der Nullstellung des Schalthebels
in beliebiger Richtung geschaltet wird, daß sie in dem Augenblick aber geschlossen
ist, in dem der Schalthebel in die Raste seiner Nullstellung aus der Schaltbahn
herausbewegt wird. Der Kolbenschieber steuert die Druckmittelzuflußleitung und ;die
Abflußleitungen für den Steuerkolben und den Hilfsschieber. Beide werden von Rückstellfedern
beaufschlagt; so daß ihre Verstellung entgegen der Kraft der Rückstellfeder durch
.das Druckmittel erfolgt. Damit die Schaltvorrichtung in Verbindung mit einer Wendekupplung
in beiden Richtungen arbeitet, ist an (dem Kupplungsgestänge ein als symmetrische
Hohlkurve ausgebildetes Kurvenstück angebracht. Eine baulich gedrängte Ausführungsform
erhält man dann, wenn der Kolbenschieber und der Hilfsschieber ineinander beweglich
in einem Gehäuse angeordnet sind: Der Gegenstand der Erfindung ist in einer beispielsweisen
Ausführungsform in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i ein Schema der
Gesamtanordnung mit dem den Umgehungskanal aufweisenden Schaltdehner, Abb. - bis
5 den Kolbenschieber sowie den Hilfsschieber in verschiedenen Stellungen zueinander.
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Der Schalthebel i der Schalt- oder Wendekupplung 2 bewegt sich in
einer Schaltbahn: 3 zum Einschalten der Kupplung auf Rechtslauf oder Linkslauf.
Die: Schaltbahn besitzt eine Raste 4 für die Nullstellung sowie Rasten 5 und 6 für
Rechtslauf und Linkslauf. In die Raste 4 wird der Hebel durch eine Druckfeder 7
gedrückt, wenn sich der Schalthebel in der Mitte der Schaltbahn befindet. Ebenso
tritt diese Feder in Wirkung; wenn der Schalthebel. seine Endstellung einnimmt.
Aus der Raste 4 der Mittelstellung müß der Schalthebel i entgegen der Kraft .der
Feder 7 herausgenommen werden, bevor er -die Schaltbewegung in der Schaltbahn 3
ausführen kann. Beim Aufundabbewegen des Schalthebels wird die Stange 8 mit dem
Zahnsegment 9 gedreht. Das Zahnsegment steht im Eingriff mit der Verzahnung io einer
Federbüchse i'i, die sich je mach der Stellung des Schalthebels am Kupplungsgestänge
in auf und ab schiebt. Hierbei wird eine der in der Büchse i(i angeordneten Federn:
i@3; 14 zusammengedrückt, so daß die Kupplung infolge der Druckwirkung der Federn
eingeschaltet wird. Die Einschaltbewegung des Kupplungsgestänges r2 wird aber durch
den am Ende des Kupplungsgestänges angeordneten Schaltdehner verzögert, der aus
einem Zylinder 115 und einem darin beweglichen Kolben i:6 besteht, der mit
einer Durchlaßöffnung @ü7, die als Drosselschlitz wirkt, versehen ist. Der Kolben
1,6 ist beispielsweise mit dem Gestänge lin verbunden, während der Zylinder ;i 5
ortsfest angeordnet ist. Der Zylinderraum oberhalb und unterhalb des Kolbens r6
ist mit Ö1 gefüllt. Beide Zylinderseiten sind miteinander durch eine Umgehungsleitung
18 verbünden. Diese Umgehungsleitung führt durch einen Nebenzylinder i9, in dem
sich der Steuerkolben 2o unter Einfluß des zuströmenden Druckmittels und einer Rückstellfe@der
2m hin und her bewegt. Der Steuerkolben besitzt zwei Kolbenflächen 22 und 2 I, die
so zueinander angeordnet sind, daß sie die Einmündungen .der Umgehungsleitung i8
in den Zylinder i9 in der einen Endstellung des Steuerkolbens verschließen. Der
Steuerkolben oo besitzt außerdem Bohrungen 24, die den Raum zwischen den beiden
Kolben a2 und -23 mit dem Raum unter dem Kolben 23 verbinden. In seiner unteren
Endstellung liegt der Steuerkolben 12o gegen einen Absatz 25 im Zylindergehäuse
an. Die Druckmittelzuflußleitung 26 leitet :das Druckmittel unter den Kolben 23.
Auf der entgegengesetzten Seite besitzt der Steuerkolbenzylinder eine Luftöffnung
127, damit sich der Steuerkolben frei bewegen kann.
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Der Schalthebel i betätigt, sobald er aus seiner Raste genommen wird,
über ein Gestänge 28, 29, 30 ein Ritzel 31, das in eine Zahnstange 32 eingreift,
die,den Kolbenschieber 33, der in einem Gehäuse 34 beweglich ist, entsprechend verstellt.
Der Kolbenschieber 33 steuert durch seine Bewegung die Abflußleitungen 35 und 36
für den Steuerkolben 2o und einen Hilfsschieber 37 sowie die von dein Akkumulator
kommende Zuflußleitung 38. Die Leitung s216 ist ebenfalls an dem Gehäuse 34 angeschlossen.
Der Kolbenschieber 33 und der Hilfsschieber 37 sind in einem Gehäuse ineinander
beweglich angeordnet. Der Hilfsschieber 37 besitzt einen Fühlstift 39, der mit einem
am Kupplungsgestänge @i2 angeordneten Kurvenstück 40 zusammenwirkt, das als zweiseitige
symmetrische Hohlkurve entsprechend der Aufundabbewegung des Kupplungszestän.aes
ausaebildet ist. Bei der
Bewegung des Hilfsschiebers 37 nach rechts
wird eine Feder .aa zusammengedrückt, die sich einmal gegen den Boden der Innenbohrung
42 des Kolb.enschiebers 33, zum anderen gegen die Kolbenfläche _1 .3 legt. Um die
freie Beweglichkeit beider Schieber 33 und 37 zu sichern, sind Bohrungen 4:1. und
.I5 im Kolbenschieber 33 und im Gehäuse 34 vorgesehen. Die Bohrung .4.4 verbindet
die als Zylinder für den Hilfsschieber 37 vorgesehene Innenbohrung .1.2 mit der
rechten Kolbenfläche 46 des Kolbens 33. Die Bohrung 45 befindet sich in dem rechten
Boden des Gehäuses 34..
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In der Abb. 2 ist die Stellung der Schieber 33 und 37 zueinander dargestellt,
die der Abb. @i eiltspricht. Die Kupplung befindet sich in der Mittelstellung. Der
Kolben 16 des Schaltdehners befindet sich ebenfalls in der Mittelstellung. Der Steuerkolben
-20 nimmt durch den Druck der Feder 2#i seine untere Endstellung ein, weil die Leitung
a6 mit der Abflußleitung 35 verbunden ist. Die vorn Akkumulator kommende Zuflußleitung
38 wird durch den Kolbenschieber 33 abgeschlossen. Der Idilfsschieber 37 nimmt durch
die Kraft .der Feder :I1 seine linke Endstellung ein, da das Druckmittel, das ihn
bisher zurückgehalten hat, über die Leitung 36 ins Freie entweichen kann.
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Beim Einschalten der in der Zeichnung beispielsweise dargestellten
Wendekupplung wird der Schalthebel i aus der Raste .4 in die Schaltbahn 3 bewegt.
Hierbei wird der K olbe@nschieber 33 über sein Schaltgestänge 30, 31,
32 z nach links bewegt, wie es in der Abb. 3 dargestellt ist. Die Leitung
38 steht mit der Bohrung 4.7 im Kolbenschieber 33 in Verbindung. Der Druckmittelzufluß
ist aber noch durch die beiden Kolben des Hilfsschiebers 3'7 abgeschlossen. Demzufolge
befindet sich der Steuerkolben 20 in der in Abb. i gezeichneten Stellung, in der
die Umgehungsleitung 18 verschlossen ist. Die Kupplung rückt also mit Verzögerung
ein. Bei der Bewegung des Kupplungsgestänges 12 kommt das Kurvenstück d.o in Wirkungsverbindung
mit dem Fühlstift 39 des Hilfsschiebers 37 und bewegt diesen nach rechts
entgegen der Kraft der Feder 41. Bei dieser Bewegung wird der Zufluß des Druckmittels
durch die Öffnung .a.7 und zum Zylinderraum _.2 des Hilfsschiebers 37 freigegeben,
der sich unter Einwirkung des Druckmittels nach rechts in seine Endstellung bewegt.
Gleichzeitig ist auch der Durchfluß des Druckmittels von der Leitung 38 zur Leitung
26, freigegeben. Der Steuerkolben : o bewegt sich also entgegen der Kraft der Feder
21 nach oben und öffnet die Umgehungsleitung 18. Beim Schalten der Kupplung von
Rechts- auf Linkslauf und umgekehrt pendelt das im Schaltdehner befindliche Öl durch
die Kanäle ,18, den Zylinder rzg und durch die Bohrungen i2,4 ohne Dämpfung hin
und her. Die jetzt eingenommene Stellung der Schieber zueinander ist in der Abb.
5 g - eichliet. Der Fühlstift 39 hat sich von dem ez, Kurvenstück
.Io abgehoben, so daß er also -die Bewegung des Kupplungsgestänges bei der Schaltung
der Kupplung von Rechtslauf auf Linkslauf und irriig-lzelirt nicht behindert. Diese
Schaltung geschieht ohne jede Verzögerung, da der Schaltdehner nach Öffnen der Umgehungsleitung
18 außer Wirkung gesetzt ist.
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Sobald der Schalthebel i wieder bei Nullstellung in seine Raste .4
eingelegt wird, wird der Steuerkolben 33 durch das Gestänge 30, 31, 32 wieder nach
rechts geschoben. In dieser Stellung ist die Druckmittelzuflußleitung 38 abgeschlossen.
Die Abflußleitung 35 ist wieder mit der Leitung 26 verbunden. Der Steuerkolben 2o
bewegt sich also unter Wirkung seiner Rückstellfeder 2'1 in die in Abb. i gezeichnete
untere Stellung, in der er die Umgehungsleitung 18 «-leder verschließt. Die Abflußleitung
3'6 wird durch die Bohrung, 48 im Kolbenschie:b.er 33 mit dem Innenraum .1.2 des
Hilfsschiebers 37 verbunden. Demzufolge kann sich der Hilfsschieber unter Wirkung
seiner Rückstellfeder .I1 in die in Abb. i bzw. 2 gezeichnete linke Endstellung
bewegen. Damit ist die Ausgangsstellung, wie sie in Abb. 2 dargestellt ist, wieder
erreicht. Die nächste Schaltung der Kupplung kann nun wieder verzögert erfolgen,
gleichgültig ob die Kupplung auf Rechtslauf oder auf Linkslauf geschaltet wird.