DE916867C

DE916867C - Speed change and / or reversing gear

Info

Publication number: DE916867C
Application number: DEH7824A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hindmarch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-03-14
Filing date: 1951-03-11
Publication date: 1954-08-19

Description

Geschwindigkeitswechsel- und/oder -wendegetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechsel-und/oder Wendegetriebe, das besonders als Wechselgetriebe für den Spindelantrieb bei Spinnmaschinen geeignet ist, aber auch für sonstige Zwecke und besonders in solchen Fällen benutzt werden kann, in denen es auf eine besonders weiche und stoßfreie Änderung der Geschwindigkeit oder der Drehrichtung bei der Antriebsübertragung ankommt.Speed change and / or reversing gear The invention relates on a change and / or reversing gear, which is especially used as a change gear for the spindle drive is suitable for spinning machines, but also for other purposes and can be used especially in those cases in which there is a special need smooth and bumpless change in speed or direction of rotation in the Drive transmission arrives.

Werden die Spindeln einer Spinnmaschine ständig mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben, so nimmt mit zunehmender Wicklungszahl der Durchmesser und demgemäß auch die Geschwindigkeit des Spinnfadens beim Aufwickeln ständig zu. Dies führt zu häufigem Fadenbruch. Es ist daher erwünscht, das Getriebe so einzurichten, daß die Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens bei zunehmendem Spulendurchmesser verlangsamt, die Drehzahl der Spulen also vermindert werden kann. Da die Geschwindigkeitsänderung während des Umlaufens der Spulen erfolgen muß, darf sie nicht stoßweise vor sich gehen, weil sonst der Wickelvorgang gestört wird und der Fäden reißen kann.The spindles of a spinning machine are constantly changing Speed driven, the diameter and increases with the number of windings accordingly, the speed of the spun thread as it is wound up constantly. this leads to frequent thread breakage. It is therefore desirable to set up the transmission in such a way that that the winding speed of the thread slows down as the bobbin diameter increases, the speed of the bobbins can therefore be reduced. As the speed change must take place during the rotation of the coils, it must not intermittently in front of you because otherwise the winding process will be disturbed and the threads may tear.

Das Getriebe nach der Erfindung ist als Kupplungsgetriebe ausgebildet und weist in einzelne Getrieberäder eingebaute, durch Druckmittel beaufschlagte Reibungskupplungen auf, so daß die Umschaltung des Getriebes für den Wechsel der Geschwindigkeit oder der Drehrichtung der angetriebenen Welle durch Ein- und Ausrücken der Reibungskupplungen erfolgen kann. Derartige Kupplungsgetriebe mit durch Druckmittel beaufschlagten Reibungskupplungen sind an sich bekannt. Das Getriebe nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Druckmittelzuführungsleitungen der Einrückkammern der Reibungskupphingen außer ihren Absperrvorrichtungen einstellbare Drosselvorrichtungen, z. B. Nadelventile, enthalten, mit denen die Geschwindigkeit der Druckmittelzuführung zu den Reibungskupplungen und somit auch die Einrückdauer der Kupplungen regelbar ist.The transmission according to the invention is designed as a clutch transmission and has pressurized medium built into individual gear wheels Friction clutches on, so that the switching of the gearbox for changing the Speed or the direction of rotation of the driven shaft by engaging and disengaging the friction clutches can take place. Such clutch transmission with by pressure medium applied friction clutches are known per se. The transmission according to the invention indicates in that the pressure medium supply lines of the engagement chambers of the friction clutch rings are adjustable except for their shut-off devices Throttling devices, e.g. B. needle valves, with which the speed the pressure medium supply to the friction clutches and thus also the duration of engagement the clutches can be regulated.

Die Kupplungen können in bekannter Weise so ausgebildet sein, daß die zu kuppelnden Teile mit kreisförmigen Stegen und Rillen von V-förmigem Querschnitt ineinandergreifen. Zweckmäßig weisen die Einrückkammern dieser Kupplungen Lecköffnungen für den Druckmittelauslaß auf, die so klein bemessen sind, daß nach dem Absperren der Druckmittelzufuhr zu den Einrückkammern der Kupplungseingriff nur langsam nachläßt. Auf diese Weise entsteht beim Umschalten der Kupplung des Getriebes in derjenigen Kupplung, deren Einrückkammer von der Druckmittelzufuhr abgeschaltet wird, ein langsam zunehmender Schlupf zwischen den Kupplungsteilen, während bei entsprechender Drosselung der beim Umschalten an die Druckmittelzuführung angeschlossenen Kupplung mit dem langsamen Füllen der Einrückkammer ein allmählich abnehmender Schlupf zwischen den Kupplungsteilen entsteht, so daß ein besonders weicher Übergang von einer Geschwindigkeit oder einer Drehrichtung der angetriebenen Welle zur anderen gewährleistet ist.The couplings can be designed in a known manner so that the parts to be coupled with circular webs and grooves of V-shaped cross-section interlock. The engagement chambers of these clutches expediently have leakage openings for the pressure medium outlet, which are so small that after the shut-off the supply of pressure medium to the engagement chambers, the clutch engagement only slowly decreases. In this way, when the clutch of the transmission is switched over in that Clutch, the engagement chamber of which is switched off by the pressure medium supply, is a slow one increasing slip between the coupling parts, while with appropriate throttling the coupling connected to the pressure medium supply when switching over with the slow filling of the engagement chamber a gradually decreasing slip between the Coupling parts arises, so that a particularly smooth transition from one speed or one direction of rotation of the driven shaft to the other is guaranteed.

Die in den Druckmittelzuführungsleitungen der Einrückkammern der Kupplungen befindlichen Absperrventile stehen zweckmäßig derart in Wirkverbindung, daß sie sich zwar gemeinsam schließen, aber nur abwechselnd öffnen lassen, so daß nicht mehrere Kupplungen zugleich eingerückt werden können. Diese Absperrvorrichtungen können z. B. durch Steuerzylinder mit kolbengesteuerten Öffnungen gebildet sein. Da diese Absperrvorrichtungen nur zum Öffnen und Schließen der Druckmittelleitungen, nicht aber zum Drosseln der Druckmittelzuführung benutzt werden. lassen sie sich auf ein fache Weise so einrichten, daß sie mit einer Fernsteuerung bedienbar sind.Those in the pressure medium supply lines of the engagement chambers of the clutches located shut-off valves are expediently in operative connection that they can be closed together, but only opened alternately, so that not several clutches can be engaged at the same time. These shut-off devices can e.g. B. be formed by control cylinders with piston-controlled openings. Since these shut-off devices are only used to open and close the pressure medium lines, but not be used to throttle the pressure medium supply. let yourself set up in a simple way so that they can be operated with a remote control.

Das erfindungsgemäße Kupplungsgetriebe kann z. B. aus einem Getriebesatz bestehen, der eine antreibende und eine angetriebene Welle aufweist, die mit der anzutreibenden Vorrichtung gekuppelt ist. Die treibende oder getriebene Welle kann mit konstanter Geschwindigkeit und nur in einer Richtung umlaufen oder derart mit Wechsel- und Wendegetrieben zusammenwirken, däß mehrere Geschwindigkeitsgänge in jeder Drehrichtung geschaltet werden können. Weiterhin kann das Kupplungsgetriebe nach der Erfindung eine Mehrzahl von treibenden Wellen und eine angetriebene Welle oder umgekehrt oder eine Mehrzahl beider Wellen aufweisen, wobei dann die Umschaltung der Geschwindigkeit und/oder Drehrichtung aller dieser Wellen in der gleichen Weise geregelt wird.The clutch transmission according to the invention can, for. B. from a gear set exist, which has a driving shaft and a driven shaft that is connected to the device to be driven is coupled. The driving or driven shaft can rotate at constant speed and only in one direction or so with Change gears and reversing gears work together, so that several speed gears in can be switched in any direction of rotation. Furthermore, the clutch transmission according to the invention a plurality of driving shafts and a driven shaft or vice versa or have a plurality of both waves, in which case the switchover the speed and / or direction of rotation of all these shafts in the same way is regulated.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des Getriebes nach der Erfindung, und zwar zeigt Fig. I einen Schnitt durch ein als Wechselgetriebe ausgebildetes Kupplungsgetriebe mit schematisch dargestellten Druckmittelleitungen, Fig. 2 einen Schnitt durch ein als Wendegetriebe ausgebildetes Kupplungsgetriebe mit ebenfalls nur schematisch angedeuteten Druckmittelleitungen und Fig.3 eine andere Anordnung der Steuerungsvorrichtung für die Druckmittelleitungen des Kupplungsgetriebes nach Fig. 2.The drawings show embodiments of the transmission according to Invention, namely Fig. I shows a section through a designed as a change gear Clutch transmission with pressure medium lines shown schematically, FIG. 2 a Section through a clutch gear designed as a reversing gear with also pressure medium lines indicated only schematically and FIG. 3 shows a different arrangement the control device for the pressure medium lines of the clutch transmission Fig. 2.

Bei dem Getriebe nach Fig. I sind auf der mit dem Antriebsmotor gekuppelten Antriebswelle A zwei Zahnräder B und C von verschiedenem Durchmesser angeordnet, die mit den als Zahnräder ausgebildeten Außengliedern von Öldruckreibungskupplungen D und E im Eingriff stehen. Die Außenglieder der Kupplungen sind mit ringförmigen Rillen und Stegen von V-förmigem Querschnitt ersehen, die in entsprechende V-förmige Rillen der auf der Abtriebswelle H sitzenden inneren Kupplungsglieder F1, F und G1, G eingreifen. In der ausgerückten Stellung drehen sich die Außenglieder der Kupplungen auf den Naben der Innenglieder, die auf der Abtriebswelle axial verschiebbar sind, sich aber mit ihr drehen. Wird eine Reibungsberührung zwischen den Außen- und Innengliedern einer Kupplung hergestellt, so dreht sich die Abtriebswelle in der gewünschten Richtung mit einer Geschwindigkeit, die dem Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden durch die Kupplung mit der Abtriebswelle verbundenen Getrieberädern entspricht. Als Druckmittel zum Ein- und Ausrücken der inneren Kupplungsglieder läßt sich Flüssigkeit, vorzugsweise Öl, oder Gas verwenden. Das unter Druck stehende 0l wird durch axiale und radiale Kanäle der Abtriebswelle zu den inneren Kupplungsgliedern geleitet. Die Zuführung des Öls erfolgt an drei Umfangsrillen I, L und K der Abtriebswelle. kann jedoch auch in anderer Weise erfolgen, z. B. durch axiale und radiale Kanäle in den Lagergehäusen und Lagern oder durch Kanäle in den Innen- und Außengliedern der Kupplungen selbst. Das Drucköl kann auch von einer Kupplung zur anderen oder von einem Kupplungsglied zum anderen geleitet werden.In the gearbox according to Fig. I are coupled to the drive motor Drive shaft A has two gears B and C of different diameters arranged, the outer links of oil pressure friction clutches designed as gears D and E are engaged. The outer links of the couplings are ring-shaped Grooves and ridges of V-shaped cross-section can be seen in corresponding V-shaped Grooves of the inner coupling members F1, F and, which are seated on the output shaft H G1, G intervene. In the disengaged position, the outer links of the rotate Couplings on the hubs of the inner links, which can be moved axially on the output shaft are, but rotate with it. If there is frictional contact between the outer and inner links of a clutch are made, the output shaft rotates in the desired direction at a speed equal to the gear ratio between the two gear wheels connected to the output shaft by the coupling is equivalent to. As a pressure medium for engaging and disengaging the inner coupling members liquid, preferably oil, or gas can be used. The one under pressure Oil becomes the inner coupling members through axial and radial channels of the output shaft directed. The oil is supplied to three circumferential grooves I, L and K of the output shaft. however, it can also be done in other ways, e.g. B. through axial and radial channels in the bearing housings and bearings or through channels in the inner and outer links the clutches themselves. The pressure oil can also be transferred from one clutch to the other or be passed from one coupling member to the other.

Um ein weiches Ein- und Ausrücken der Kupplung beim Umschalten der Geschwindigkeit zu erleichen, ist nach der Erfindung eine Einstellvorrichtung vorgesehen, die die Zuführungsgeschwindigkeit der Druckflüssigkeit zu den Kupplungen regelt. Diese Regelung kann auch bei Kupplungsgetrieben verwendet werden, die mehr als zwei Geschwindigkeiten und mehr als zwei Wellen aufweisen. Der Öldruck wird durch eine Pumpe erzeugt, die einen feil des Getriebes bildet oder getrennt von ihm angetrieben wird. Dabei sind Mittel vorgesehen, um den Öldruck ständig auf einem bestimmten Wert zu halten.To ensure a smooth engagement and disengagement of the clutch when switching over the To achieve speed, an adjusting device is provided according to the invention, which regulates the feed rate of the hydraulic fluid to the clutches. This scheme can also be used with clutch transmissions that have more than two Have speeds and more than two waves. The oil pressure is controlled by a Pump generated, which forms a part of the transmission or is driven separately from it will. Means are provided to keep the oil pressure constantly at a certain level Worth keeping.

Die Zuführung des Öls erfolgt aus einer Hauptflüssigkeitsleitung M, in der der erforderliche Öldruck erzeugt wird, sobald oder bevor sich die Antriebswelle zu drehen beginnt. Die Ölleitungen enthalten zwei Steuerzylinder P und Q, deren Koll)°n die Ölzuführung zu den Umfangsrillen der Abtriebswelle ein- und abschalten. Die als Absperrventile wirkenden Steuerkolben sind mit Betätigungsstangen versehen, die in geeigneter Weise ver bunden sind.The oil is supplied from a main liquid line M, in which the required oil pressure is generated as soon as or before the drive shaft starts to turn. The oil lines contain two control cylinders P and Q, whose Koll) ° n the oil supply to the circumferential grooves of the output shaft a- and switch off. The control pistons, which act as shut-off valves, have operating rods provided that are connected in a suitable manner.

In der Schließstellung beider Absperrventile wird das Drucköl über die Leitung L1 der Umfangsrille I der Abtriebswelle zugeführt, die über Kanäle und Löcher in dauernder Verbindung mit den Kammern U1, U und T1, T zwischen den Innen- und Außengliedern der Kupplungen steht, so daß alle inneren Kupplungsglieder ausgerückt sind und die Abtriebswelle in Ruhe bleibt. Wird nunmehr das durch den Zylinder O gebildete Absperrventil geöffnet, so wird die Olzuführung über die Leitung K1 und die Umfangsrille K mit einer Kammer Y zwischen den Innengliedern der Kupplung D verbunden, diese Kammer also mit Drucköl beaufschlagt und die Kupplung eingerückt. In den Leitungen M1 und M2 sind jedoch Einstellmittel V und W, z. B. Nadelventile, vorgesehen, durch die die Geschwindigkeit geregelt werden kann, mit der der Druck in der Kupplungskammer zunimmt. Hierdurch wird die Dauer des Einkuppelns geregelt. Erst wenn die Kupplungskammer Y vollständig mit Flüssigkeit unter vollem Druck gefüllt ist, ist die Kupplung ganz eingerückt und überträgt die gewünschte Drehzahl auf die Abtriebswelle.In the closed position of both shut-off valves, the pressure oil is over the line L1 of the circumferential groove I supplied to the output shaft, which via channels and Holes in permanent connection with the chambers U1, U and T1, T between the inner and outer links of the clutches so that all inner clutch links are disengaged and the output shaft remains at rest. If now the cylinder O The shut-off valve formed is opened, so the oil supply via line K1 and the circumferential groove K with a chamber Y between the inner members of the clutch D. connected, that is, pressurized oil is applied to this chamber and the clutch is engaged. In the lines M1 and M2, however, setting means V and W, z. B. needle valves, provided, by means of which the speed at which the pressure can be regulated increases in the clutch chamber. This regulates the duration of the engagement. Only when the clutch chamber Y is completely filled with liquid under full pressure the clutch is fully engaged and transmits the desired speed the output shaft.

Soll nun eine Drehzahländerung stattfinden, ohne daß die Abtriebswelle zur Ruhe kommt, gleichgültig ob sie unter Belastung steht oder nicht, so wird das Absperrventil O durch Betätigung seiner Kolbenstange Q in seine Schließstellung zurückgebracht und gleichzeitig das andere Absperrventil N durch seine Kolbenstange P geöffnet. Das Schließen des Absperrventils O ruft einen langsamen Abfall des Öldruckes in der vorher gefüllten Kammer Y hervor, aus der das Öl langsam durch Abschlelldern ausläuft. Das in den Kammern zwischen den Innen- und Außengliedern befindliche Drucköl sucht die inneren Kupplungsglieder zusammenzudrücken, jedoch kann dies erst erfolgen, wenn der Öldruck in der Kammer Y auf einen bestimmten Wert gefallen ist. Die Zeit, bis dieser Wert erreicht wird, hängt von der Größe und Form der Leck- oder Entleerungsöffnungen der Innenkammer ab. Diese Entleerungsöffnungen können durch eine oder mehrere radiale Bohrungen I, 2 und 3 gebildet sein, die das Öl nach außen leiten. von wo es aus dem Getriebegehäuse in den Kreislauf zurückkehrt.If a speed change should now take place without the output shaft comes to rest, regardless of whether it is under stress or not, so it will Shut-off valve O by actuating its piston rod Q into its closed position brought back and at the same time the other shut-off valve N through its piston rod P open. Closing the shut-off valve O causes the oil pressure to drop slowly in the previously filled chamber Y, from which the oil slowly drips off expires. The pressurized oil in the chambers between the inner and outer links tries to compress the inner coupling links, but this can only be done when the oil pressure in chamber Y has fallen to a certain value. The time, until this value is reached depends on the size and shape of the leakage or drainage openings the inner chamber. These drainage openings can be through one or more radial Bores I, 2 and 3 be formed, which direct the oil to the outside. from where it came from the gear housing returns to the circuit.

Durch Öffnen des Absperrventils N wird Flüssigkeit von der Leitung M über das Einstellmittel W, die Leitung M2, die Leitung L1 und die Rille L in die Kammer X zwischen den Innengliedern G1, G der Kupplung E geleitet und diese Kupplung eingerückt. Während die durch das Absperrventil O betätigte Kupplung D langsam auskuppelt, wird die durch das Absperrventil N betätigte Kupplung E langsam eingerückt und übernimmt den Antrieb der Ausgangswelle. In der eigentlichen Übergangszeit weist die Kupplung E einen langsam abnehmenden, die Kupplung D einen langsam steigenden Schlupf zwischen ihren Außen- und Innengliedern auf, bis die Kupplung E voll eingerückt und die Kupplung D voll ausgerückt ist. Der Zeitraum, in dem dieser Übergang vor sich geht, wird durch die Stellung der Nadelventile V, W und die Anzahl und Größe der Entleerungsöffnungen I, 2 und 3 der Kupplungen geregelt.By opening the shut-off valve N, liquid is removed from the line M through the adjusting means W, the line M2, the line L1 and the groove L into the Chamber X passed between the inner members G1, G of the clutch E and this clutch indented. While clutch D, activated by shut-off valve O, slowly disengages, the clutch E actuated by the shut-off valve N is slowly engaged and takes over the drive of the output shaft. In the actual transition period, the clutch E a slowly decreasing, the clutch D a slowly increasing slip between their outer and inner links until the clutch E is fully engaged and the clutch D is fully disengaged. The period of time this transition will take place will by the position of the needle valves V, W and the number and size of the drainage openings I, 2 and 3 of the clutches are regulated.

In ähnlicher Weise geht das Ein- und Ausrücken von Kupplungen vor sich, wenn das Getriebe mehr als zwei Geschwindigkeiten und einen Wechsel der Drehrichtung der angetriebenen Welle ermöglicht. Das Getriebe ist dann mit einer entsprechenden Anzahl von Absperrventilen versehen. Die getrennten Zylinder der Absperrventile können auch durch einen Steuerzylinder ersetzt sein, der mehrere Zuführungs- und Abführungsleitungen aufweist, die durch einen gemeinsamen Kolben gesteuert werden. Statt der mit Kolben versehenen Absperrventile können auch andere Ventile verwendet werden.The engagement and disengagement of clutches proceeds in a similar manner if the gearbox has more than two speeds and a change in the direction of rotation the driven shaft allows. The transmission is then with a corresponding Number of shut-off valves provided. The separate cylinders of the shut-off valves can also be replaced by a control cylinder that has several feed and Has discharge lines which are controlled by a common piston. Instead of the stop valves provided with pistons, other valves can also be used will.

Gemäß Fig. 2 läßt sich die Erfindung auch auf Wendegetriebe anwenden. In diesem Fall ist eines der beiden Getriebe mit einem Zwischenrad versehen, das die Drehrichtung der angetriebenen Welle umkehrt.According to FIG. 2, the invention can also be applied to reversing gears. In this case, one of the two gears is provided with an intermediate gear that reverses the direction of rotation of the driven shaft.

Zur Fernschaltung der Absperrventile können die Kolbenstangen der Absperrventile durch Spulen S1, S2 betätigt werden. Die beiden Spulen werden durch elektrischen Strom erregt, der durch einen Schalter N1 ein- und ausgeschaltet wird. Die Spulen können auch durch andere, z. B. pneumatische, hydraulische und sonstige Anordnungen ersetzt werden, die sich für eine Fern- und Mehrfachbedienung eignen.The piston rods of the Shut-off valves are operated by coils S1, S2. The two coils are going through excited electric current, which is switched on and off by a switch N1. The coils can also be used by others, e.g. B. pneumatic, hydraulic and others Arrangements are replaced that are suitable for remote and multiple control.

Gemäß Fig. 3 kann die Kupplungssteuerung für das Wendegetriebe nach Fig. 2 auch so ausgebildet sein, daß zwar der Flüssigkeitsdruck die Kupplungen immer ausgekuppelt zu halten sucht, ein Absperrventil N jedoch das Drucköl entweder der Vorwärts- oder der Rückwärtskupplung zuleitet und das Auskuppeln .einer dieser beiden Kupplungen durch das andere Absperrventil O bewirkt wird, das die Druckölleitung zum ersten Steuerventil völlig abschließt.According to FIG. 3, the clutch control for the reversing gear can according to Fig. 2 also be designed so that although the fluid pressure always the clutches seeks to keep disengaged, a shut-off valve N, however, either the pressurized oil Forward or reverse clutch feeds and disengaging .one of these two Couplings is effected by the other shut-off valve O, which is the pressure oil line to the first control valve closes completely.

Das Kupplungsgetriebe nach der Erfindung kann auch Verwendung finden, wenn eine oder mehrere Wellen beim Umschalten der Drehzahl oder Drehrichtung zum Stillstand kommen sollen. In diesem Fall wirkt die ölbetätigte Kupplung als Bremse, wobei das angetriebene Glied an ein festes Glied angeschaltet ist.The clutch transmission according to the invention can also be used if one or more shafts when switching the speed or direction of rotation to Should come to a standstill. In this case, the oil-operated clutch acts as a brake, wherein the driven member is connected to a fixed member.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Speed change and / or reversing gears, especially for spinning machines, which are switched by engaging and disengaging friction clutches that are pressurized and built into individual gear wheels and their parts with annular webs and grooves of V-shaped cross-section interlock, characterized in that the pressure medium supply lines (! 111, 1L12) of the engagement chambers (X, Y) of the friction clutches apart from their shut-off devices (N, O) adjustable throttle devices, e.g. B. needle valves (V, W), with which the engagement time of the clutches can be regulated.

2. Transmission according to claim I, characterized in that the engagement chambers (X, Y) of the couplings have leakage openings (I, 2, 3) for the pressure medium outlet, which are so small that after shutting off the pressure medium supply to the Engagement chambers the clutch engagement only slowly decreases.

3. Transmission according to claim I or 2, characterized in that the pressure medium supply lines (M1, M2) of the engagement chambers located shut-off devices (N, O) in such an operative connection stand that the shut-off devices can only be opened alternately.

4. Transmission according to any one of the preceding claims, characterized in that the shut-off devices (N, O) of the pressure medium supply lines for the engagement chambers (X, Y) of the clutches are provided with a remote control (NI, Sf, S2). Referenced publications: German patent specification No. 398 817.