DE923340C

DE923340C - Schaltraedergetriebe fuer Werkzeugmaschinen, insbesondere Fraesmaschinen

Info

Publication number: DE923340C
Application number: DEW11059A
Authority: DE
Inventors: Hubert Fussangel; Werner Gennrich
Original assignee: Fritz Werner AG
Current assignee: Fritz Werner AG
Priority date: 1953-04-21
Filing date: 1953-04-21
Publication date: 1955-02-10

Description

Schalträdergetriebe für Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen Bei Werkzeugmaschinen ist es zur Erleichterung des Einrückens der Zahnräder von Zahnräderwechselgetrieben bekannt, das Getriebe während des Schaltens mit sehr langsamer Tourenzahl umlaufen zu lassen, wozu entweder ein besonderer Hilfsmotor vorgesehen wird oder ein Hilfsantrieb dient, der vom ständig laufenden Hauptantrieb über entsprechende Zwischengetriebe abgeleitet ist. In beiden Fällen besteht die Möglichkeit, daß das treibende Rad das anzutreibende Rad schon mitnimmt, wenn die Zähne noch in ungünstiger Stellung zueinander stehen, so daß die für das Einrücken der Zähne erforderliche Relativbewegung zwischen den beiden Zahnrädern nicht erzielbar ist und die Zahnräder infolgedessen nicht oder nur teilweise miteinander zum Eingriff gelangen. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, die Zähne der Zahnräder an den einander zugewandten Stirnseiten verhältnismäßig stark abzuschrägen, damit der in axialer Richtung sich auswirkende Verschiebedruck die erforderliche Relativdrehung der Zahnräder zueinander herbeiführt. Derartige Abschrägungen sind jedoch verhältnismäßig umständlich in der Herstellung und verringern außerdem die Tragfähigkeit der Zähne, so daß diese entsprechend überdimensioniert werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein müheloses und sicheres Einrücken auch bei Zahnrädern zu ermöglichen, deren Zähne sehr wenig oder gar nicht abgeschrägt sind.
Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, daß dem antreibenden Zahnrad während des Einrückvorganges eine oszillierende, zweckmäßig etwa nach einer Sinuskurve verlaufende Bewegung erteilt wird.
Getriebe zur Erzeugung einer hin und her gehenden Drehbewegung sind an sich bekannt. Diese Getriebe dienen jedoch zum unmittelbaren Antrieb von Maschinen, z. B. Waschmaschinen, die ihrer Aufgabe nach eine solche Bewegung ausführen müssen, dagegen nicht zur Schalterleichterung anderer Getriebe.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung .dargestellt ist. Es zeigen Abb. i und 2 einige Zähne je eines an- und abtreibenden Zahnrades in verschiedener Stellung zueinander, wobei die Zähne des einen Rades in Draufsicht und diejenigen des anderen Rades im Schnitt gezeichnet sind, Abb.3 eine bekannte Zahnform mit an einem Ende stark abgeschrägten Zahnflanken.
Abb. q. den Hilfsantrieb zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung in: Seitenansicht, Abb.5 denselben Hilfsantrieb, teilweise geschnitten, in Vorderansicht.
In Abb. i ist mit i das antreibende und mit 2 das getriebene Zahnrad bezeichnet. Das erstere Rad ist zum Zwecke des Ein- und Aüsrückens im Sinne des Pfeiles A verschiebbar, was in bekannter Weise mechanisch oder hydraulisch erreicht werden; kann. Die Zähne 3 und q. der Zahnräder sind an den einander zugewandten Enden bei 3' und q.' nur sehr wenig abgerundet. Stehen daher, wie in dieser Abbildung dargestellt, die Zahnräder i und 2 Zahn auf Zahn, so kann kein Einrückens der Räder erfolgen, solange sie ihre Stellung zueinander beibehalten.
Wird nun gemäß den älteren Ausbildungen das treibende Rad i langsam gedreht, so besteht die Möglichkeit, daß sich die Zähne 3 beispielsweise in der in Abb. 2 wiedergegebenen Stellung verkeilen. Der treibende Zahn 3 greift dann etwas hinter den getriebenen Zahn q. und bewirkt daher die Mitnahme desselben. Um ein weiteres Einrücken der Räder zu ermöglichen, müßte das Rad 2 im Drehsinn voreilen. Infolge der geringen Abschrägungen 3' und q.' ergibt jedoch der in der einen Richtung des Pfeiles A sich auswirkende Verschiebedruck keine senkrecht dazu gerichtete Kraftkomponente, so däß auch bei größter Druckaufwendung kein weiteres Eindringen der Zähne 3 in die Lücken der Zähne q. erzielt werden kann.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn die bekannte Zahnform 5 der Abb. 3 gewählt wird. In diesem Fall bewirken die starken Ab-sclirägungen 5', selbst wenn nahezu Zahn auf Zahn trifft, eine zusätzliche Drehung des angetriebenen Rades, die das Ineinandergleiten der Zähne ermöglicht. Diese Abbildung läßt jedoch gleichzeitig auch erkennen, daß durch die Abschrägungen ein wesentlicher Teil der tragenden, Fläche der Zähne verlorengeht, so, daß die eingangs erwähnten Nachteile auftreten. Erfindungsgemäß wird daher dem treibenden Zahnrad 3 eine oszillierende Bewegung im Sinne des Pfeiles B der Abb. i erteilt. Im Laufe dieser Bewegung müssen offenbar die Zähne 3 und q., gleichgültig wie ihre Ausgangslage zueinander war, zwangläufi:g in eine solche Stellung zueinander gelangen, daß die Zähne 3 genau den Lücken zwischen den Zähnen q. gegenüberstehen, so daß das Ineinanderschieben der Zähne mit geringstem Kraftaufwand erfolgen kann. Geht man beispielsweise von der Stellung der Abb.2 aus, so wird zwar auch bei der Drehung des Rades i in der einen Richtung das Rad :2 zunächst mitgenommen. Bei der unmittelbar darauf erfolgenden Drehung des Zahnrades i in entgegengesetzter Richtung lösen sich jedoch,die Zähne 3 von,den Zähnen q. und werden, sobald sie den Lücken zwischen den Zähnen q. gegenüberstehen, durch den Verschiebedruck ohne jede Reibung in diese Zähne engeschoben.
Um die erstrebte Wirkung zu erzielen, muß die oszillierende Bewegung in Richtung des Pfeiles B mindestens einer Zahnteilung der jeweils in Eingriff zu bringenden Räder entsprechen. Da die Drehzahlen der zu schaltenden Räder entsprechend den Übersetzungsverhältnissen des Getriebes verschieden sind, der oszillierende Antrieb jedoch für das ganze Getriebe der gleiche ist, wird die erwähnte Bewegung zweckmäßig so bemessen, daß für das die kleinste Drehzahl übertragende Zahnrad das Getriebes die oszillierende Bewegung einer Zahnteilung entspricht, alle anderen treibenden Zahnräder daher eine entsprechend größere Bewegung ausführen.
Der oszillierende Antrieb nach der Erfindung kann beispielsweise in der in Abb. q. und 5 gezeigten Weise verwirklicht werden.
Gemäß diesen Abbildungen ist ein bei 6 angedeuteter Hilfsmotor vorgesehen, der über eine Schnecke 7 ein Zahnrad 8 antreibt. An die Nabe 9 dieses Zahnrades ist bei io eine Schwinge ii angelenkt, die mit einem Zahnsegment 12 verbunden ist. Das Zahnsegment, welches auf einem Zapfen 13 drehbar gelagert ist, greift in ein Zahnrad 14 ein, dessen Welle 15 über eine Lamellenkupplung 16 mit einer das Abtriebszahnrad 17 tragenden Hohlwelle 18 verbunden werden kann. Dieses Abtriebszahnrad steht in ständigem Eingriff mit dem Antriebszahnrad des nicht dargestellten Zahnräderwechselgetriebes der Werkzeugmaschine. Dieses Getriebe kann in beliebiger bekannter Weise ausgebildet sein.
Zur Betätigung der Lamellenkupplung 16 dient ein entweder hydraulisch öder elektrisch arbeitender Verstellmoter i9, dessen Stange über einen gabelförmigen Winkelhebel 2o die Verschiebung der Schaltmuffe 21 der Kupplung 16 bewirkt.
Mit dem Winkelhebel 21 ist eire weiterer Hebelarm 22 verbunden, der mit einem bei 23 schematisch dargestellten elektrischen Endschalter derart zusammenarbeitet, daß der beschriebene Hilfsantrieb nur bei ausgekuppeltem Hauptantrieb eingeschaltet werden kann, und umgekehrt. Beim normalen Arbeiten der Werkzeugmaschine ist die Kupplung 16 gelöst und damit die Verbindung des vorstehend beschriebenen Hilfsantriebes zu dem nicht dargestellten schaltbaren Getriebe der Maschine unterbrochen. In diesem Fall laufen lediglich der Kupplungsteil 18 und das Zahnrad 17 leer mit. Soll nun eine Schaltung des Werkzeugmaschinengetriebes auf eine andere Drehzahl vorgenommen werden, so wird zunächst die Verbindung zum Hauptantrieb unterbrochen bzw. dieser stillgesetzt, was auch ein Abbremsen des Getriebes zur Folge hat. Gleichzeitig mit der Schaltung des Getriebes, die mechanisch, hydraulisch oder auch elektrisch erfolgen kann, wird dann die Kupplung 16 des vorstehend beschriebenen Hilfsantriebes eingerückt. Der Hilfsmotor 6 ist schon vorher eingeschaltet worden oder wird jetzt ebenfalls mit angelassen. Dieser Motor treibt dann über das Schneckengetriebe 7, 8 und die Schwinge i i das Zahnsegment 1z so an, daß es eine Pendelbewegung um seinen Lagerzapfen 13 ausführt. Diese Bewegung wird durch das Zahnrad 14 in eine oszillierende Bewegung der Welle 15 und der damit gekuppelten Welle 18 umgewandelt, die sich ihrerseits über Zahnrad 17 auf das Antriebszahnrad des nicht dargestellten Zahnräderwechselgetriebes und damit auf alle mit diesem Antrieb in Verbindung stehenden Zahnräder des Getriebes überträgt. Die oszillierende Bewegung der Getriebezahnräder ermöglicht dann die" mühelose und sichere Durchführung des eigentlichen Schaltvorganges, wie weiter oben an Hand der Abb. i und 2 beschrieben wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schalträdergetriebe für Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen, mit einem der Schalterleichterung dienenden, an Stelle des Hauptantriebes zeitweilig einschaltbaren Hilfsantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsantrieb eine oszillierende, zweckmäßig etwa nach einer Sinuskurve verlaufende Bewegung der treibenden Zahnräder des Getriebes bewirkt. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierende Bewegung mindestens einer Zahnteilung des die kleinste Drehzahl übertragenden Zahnrades des Getriebes entspricht. 3. Getriebe nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (6) des Hilfsantriebes und dem Antriebsrad des Getriebes der Werkzeugmaschine ein Hilfsgetriebe (7 bis 18) angeordnet ist, welches die gleichsinnige Drehbewegung des Hilfsmotors (6) in eine oszillierende Bewegung dieses Antriebsrades umwandelt. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hilfsgetriebe (7 bis 18) eine zweckmäßig in Abhängigkeit von der Kupplung des Hauptantriebes arbeitende Kupplung (i6) vorgesehen ist. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 664691.