DE953030C

DE953030C - Schaltvorrichtung zur absatzweisen Schaltung eines drehbaren Maschinenteiles, insbesondere eines Drehtisches einer Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE953030C
Application number: DEC8251A
Authority: DE
Inventors: John J Rusher
Original assignee: Champion Spark Plug Co
Current assignee: Federal Mogul Ignition LLC
Priority date: 1953-10-03
Filing date: 1953-10-03
Publication date: 1956-11-22

Description

AUSGEGEBEN AM 22. NOVEMBER 1956

C 8251 XII /47h

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur absatzweisen Schaltung eines drehbaren Maschinenteils, insbesondere eines Drehtisches einer Arbeitsmaschine, an dem ein Zahnrad gleichachsig befestigt ist, das von einer Zahnstange aus gedreht wird.

Bei solchen zahnstangengesteuerten Drehtischen ist die Aufgabe zu lösen, bei der einen Bewegung der Zahnstange den Drehtisch zu drehen und bei der anderen Bewegung der Zahnstange diesen stehenzulassen. Bei den bekannten Schaltvorrichtungen dieser Art ist das von der Zahnstange gesteuerte Zahnrad auf der Drehtischachse lose gelagert, und zwischen dem Zahnrad und dem Drehtisch ist ein Klinkengesperre vorgesehen, das in der einen Bewegungsrichtung der Zahnstange den Drehtisch mitnimmt und in der anderen Bewegungsrichtung ausklinkt. Solche Klinkengesperre sind aber unzuverlässig, besonders dann, wenn die Klinken unter Federdruck stehen, wie dies bei den bekannten Konstruktionen der Fall ist. Die Klinken kuppeln dann nicht immer zuverlässig aus, und es besteht auch die Gefahr der ungenauen Tischstellung. Im übrigen ist es auch bekannt, längs verschiebbare Schaltwellen mit Zahnrädern zu versehen, die eine dem Verstellbereich der Schaltstange entsprechende Breite haben und durch eine senkrechte zur Schaltwelle verschiebbare Zahn-

stange, die mit dem Zahnrad kämmt, eine Verdrehung der Schaltwelle trotz axialer Verstellung zu ermöglichen. Es ist des weiteren bei solchen Konstruktionen bekannt, die Schaltwelle selbst teilweise als Zahnstange auszubilden. Jedoch war bei dieser bekannten Konstruktion der Zahnstangenteil der Schaltwelle gegenüber dem übrigen Teil der Zahnstange drehbar, so daß bei Drehung der Schaltwelle die Zahnstange in ihrer Eingriffslage blieb.

Die Erfindung besteht darin, daß die Zahnstange drehbar gelagert, an einem Teil ihres Umfanges als Zahnsegment mit in Achsrichtung der Zahnstange verlaufenden Zähnen ausgestaltet ist und zwischen dem als Zahnsegment ausgebildeten und dem mit dem Zahnrad kämmenden und mit Zähnen versehenen Umfangsteil einen zahnfreien Abschnitt aufweist, wobei mit dem Zahnsegment der drehbaren Zahnstange eine senkrecht zu dieser verschiebbare Zahnstange kämmt.

Wird die den Drehtisch antreibende Zahnstange in der einen Richtung bewegt, so nimmt sie den Drehtisch infolge des Zahneingriffes zwischen Zahnrad und Zahnstange mit. Am Ende dieser Schaltbewegung wird jedoch durch die senkrecht zur erstgenannten Zahnstange angeordnete zweite Zahnstange die ersterwähnte gedreht, so daß der zahnfreie Abschnitt gegenüber dem Zahnrad des Drehtisches steht und bei Rückbewegung der Zahnstange kein Eingriff mit dem Drehtisch stattfindet und dieser stehenbleibt! Am Ende der Rückbewegung wird durch Verschiebung der zweiten Zahnstange die erste Zahnstange wieder in Eingriff mit der Zahnstange des Drehtisches gebracht. Auf diese Weise wird eine einwandfreie absatzweise Steuerung des Drehtisches erzielt, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Drehtisch eine falsche Endstellung einnehmen kann.

Die drehbare Zahnstange ist vorteilhaft als Hülse ausgebildet und auf einer Stange drehbar gelagert, deren Enden in bekannter Weise als druckflüssigkeitsbeaufschlagte Kolben ausgebildet sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung zu ersehen. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι einen senkrechten Schnitt durch die S chaltvorrichtung,

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch die Schaltvorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Schaltung,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich dem in Fig. 1 mit einer zusätzlichen Sicherung der Stellungen des geschalteten Tisches.

Ein bewegliches Schaltglied, im vorliegenden Falle ein solches in Form eines runden Tisches 1, ist drehbar um eine senkrechte Achse angeordnet. Dieser Tisch ist auf einer Nabe 2 befestigt, die auf einem Pfeiler 3 drehbar gelagert ist. Ein Zahnrad 4, dessen Zähne vorteilhaft bogenförmig ausgebildet sind, ist konzentrisch auf der Nabe 2 unterhalb des Tisches 1 befestigt.

Eine Schaltstange 5 ist seitlich in einem bestimmten Abstand vom Umfang des Zahnrades 4 in dessen Mittelebene angeordnet. Auf der Stange 5 ist eine Hülse 6 drehbar, aber in axialer Richtung unverschieblich gelagert, so daß sich die Hülse 6 mit der Stange 5 bewegen muß. Die Hülse 6 ist auf einer Seite mit Zahnsegmenten 7 versehen, die mit den Zähnen des Zahnrades 4 kämmen und in oder außer Eingriff mit dem Zahnrad durch Drehung der Hülse 6 auf der Stange 5 gebracht werden können. Die Zähne 7 erstrecken sich über einen Winkelbereich von etwa 90⁰ über dem Umfang der Hülse 6. Über einen weiteren Winkelbereich 8 ist der Umfang der Hülse frei von Zähnen. Bei Drehung der Hülse 6 derart, daß dieser Bereich 8 in Zähnen des Zahnrades 4 gegenübersteht, besteht also kein Zahneingriff mehr zwischen dem Zahnrad 4 und der Hülse 6, so daß bei Axialverschiebung der Hülse das Zahnrad 4 nicht gedreht wird. Die Stange 5 ist an einem Ende mit einem Kolben 9 versehen, der in einen Zylinder 10 hineinragt, und am anderen Ende mit einem Kolben 11, der sich in einen Zylinder 12 erstreckt. Durch die Leitung 13 kann Druckflüssigkeit in den Zylinder 10 und durch die Leitung 14 in den Zylinder 11 eingeführt werden, um eine Verschiebung der Stange 5 in der einen oder anderen Richtung zu bewirken.

Die Hülse 6 ist an einem Teil ihres Umfanges mit Zähnen 16 versehen, die sich in Längsrichtung der Hülse erstrecken. Der Winkelumfang dieses Zahnsegmentes ist größer als 90⁰ und liegt sowohl den Zähnen 7 als auch dem zahnfreien Bereich 8 der Hülse gegenüber. Die Zähne 16 sind in dauerndem Eingriff mit den Zähnen einer Zahnstange 17, die in einer Führung 18 senkrecht verschiebbar zur Achse der Hülse 6 und parallel zur Achse des Pfeilers 3 angeordnet ist. Vermittels der Stange 19 ist die Zahnstange 17 durch eine Führung 20 hindurch mit einem Kolben 21 in den Zylinder 22 verbunden. Durch Leitungen 23 und 24 kann an beiden Enden des Zylinders 22 Druckflüssigkeit zur Beaufschlagung des Kolbens 21 eingeführt werden. DerZylinder 22 ist am Rahmenteil 25 befestigt und durch eine Stellschraube 26 in der Längsrichtung verschiebbar.

Zu Beginn des Schaltvorganges ist die Zahnstange 17 in ihrer untersten Stellung und die Zahn- no Stangenzähne 7 auf der Hülse 8 kämmen mit dem Zahnrad 4, das mit dem Schalttisch 1 fest verbunden ist. In Fig. 3 ist die Schaltanlage schematisch dargestellt. Zunächst wird die Stirnseite des Kolbens 21 im Zylinder 22 beaufschlagt, um die Zahnstange 17 anzuheben und die Hülse 6 so zu drehen, daß ihr zahnfreier Teil 8 in den Bereich der Zähne des Zahnrades 4 gelangt. Danach wird der Kolben 11 im Zylinder 12 beaufschlagt, so daß die Stange 5 und ihre Hülse 6 nach links verschoben werden. Dabei verschieben sich die Zähne 16 der Hülse 6 gegenüber denen der Zahnstange 17 in Längsrichtung. Hierbei wird durch die Leitung 23 Druckflüssigkeit in den Zylinder 22 eingeführt, wodurch die Zahnstange 17 nach unten geschoben und die Hülse 6 wieder gedreht wird, so daß ihre Zähne 7

mit dem Zahnrad in Eingriff kommen. Schließlich wird der Kolben 9 im Zylinder 10 durch Zuführung von Druckflüssigkeit in die Leitung 13 beaufschlagt, wodurch die Stange 5 nach rechts verschoben wird und das Zahnrad 4 mit dem Tisch 1 die gewünschte Bewegung ausführt. Damit ist der Schaltvorgang beendet. Die Zahnstange 17 und die Stange 5 werden also nacheinander betätigt, um zunächst die Zahnstange 17 nach oben, dann die

ίο Stange 5 nach links, hierauf die Zahnstange 17 nach unten und schließlich die Stange 5 nach rechts zu verschieben, um das Zahnrad 4 und damit den Tisch ι zu drehen.

In Fig. 3 ist die automatische Steuerung der Zahnstange 17 und der Stange 5 schematisch dargestellt. Durch die Pumpe 30 wird Druckflüssigkeit aus einem Behälter 31 entnommen, die durch die Leitung 32' oder die Leitung 33 wieder in diesen zurückfließt. Ein Ventil 34 in der Leitung 32 ist

ao verstellbar, um zunächst die Druckleitung 24 zu beaufschlagen und dadurch die Zahnstange 17 anzuheben. Dabei wird gleichzeitig die Verbindung zwischen der Leitung 23 mit der Rückleitung 32' hergestellt. Im späteren Verlauf des Schaltvorganges wird durch das Ventil 34 der Zylinder 22 beaufschlagt, um die Zahnstange abzusenken, wobei gleichzeitig die Druckleitung 24 mit der Rückleitung 32' verbunden wird. Ein zweites Ventil 35 ist in der Zweigleitung 33 angeordnet und steuert die abwechselnde Beaufschlagung der Kolben 9 bzw. 11 über die Leitungen 13 und 14, die zu den Enden der Zylinder 10 und 12 führen. Dabei wird zunächst die Stange 5 nach links verschoben, wenn die Hülse 6 in der Nullstellung steht (die Hülse 6 mit dem Zahnrad 4 nicht im Eingriff ist). Nach Drehung der Hülse 6 derart, dlaß die Zähne 7 mit dem Zahnrad 4 im Eingriff sind, wird die Stange 5 bei Beaufschlagung des Kolbens 9 nach rechts verschoben.

Das Ventil 34 weist normalerweise die Stellung auf, ini der die Druckleitung 32 mit der Leitung 23 und die Leitung 24 mit der Rückleitung 32' verbunden sind. Demzufolge befindet sich die Zahnstange 17 normalerweise in der unteren, dargestellten Lage. Das Ventil 35 verbindet normalerweise die Druckleitung 32 über die Leitung 13 mit dem Zylinder 10 und den Zylinder 12 über die Leitung 14 mit der Rückleitung 33, so daß die Stange 5 sich in ihrer rechten Endlage befindet.

Während jeder Schaltung macht eine Steuerwelle 40 eine vollständige Umdrehung, wobei sie von dem Motor 41 angetrieben -wird. Die Steuerwelle 40 weist Nocken 42 und 43 auf, von denen die Ventile 34 und 35 gesteuert werden. Solange die Nocken 42 und 43 mit den Ventilen 34 und 35 im Eingriff sind, verbinden die Ventile 34 und 35 die Leitungen 24 und 14 mit der Druckleitung 32 und die Leitungen 23 und 13 mit dem Behälter 31. Der Steuernocken 42 bleibt so lange mit dem Ventil 34 in Berührung und demzufolge wird die Zahnstange 17 so lange in ihrer oberen Stellung gehalten, bis der Nocken 43 vermittels des Ventiles 35 die Verschiebung der Stange 5 in'die linke Endlage bewirkt hat. Erst danach kommt der Nocken 42 wieder außer Berührung mit dem Ventil 34. Die Zahnstange 17 kehrt in die untere Lage zurück, und die Zähne 7 kommen dadurch wieder in Eingriff mit dem Zahnrad 4. Darauf gibt der Nocken 43 das Ventil 35 wieder frei, so daß der Zylinder 10 wieder beaufschlagt wird und die Stange 5 in ihre rechte Endlage zurückschiebt, wodurch die Schaltbewegung des Tisches 1 bewirkt wird.

In Fig. 4 ist noch eine automatische Sicherung der einzelnen Stellungen des Tisches dargestellt, durch die erreicht wird, daß der Tisch stets die vorgeschriebene Stellung einnimmt und bei jeder Schaltung um den vorgeschriebenen Betrag gedreht, im anderen Falle aber die Maschine stillgesetzt wird. Zu diesem Zweck ist die Kolbenstange 50 mit einer Traverse 51 versehen, an deren einem Ende die mit der Zahnstange 17 versehene Stange I9_O, während am anderen Ende der Sicherungsstift 52 parallel zur Kolbenstange 50 angebracht sind. Der Tisch 1 ist an jeder Schaltstation mit einem nahe dem Tischrand gelegenen Loch 53 versehen. Wird nach erfolgter Schaltbewegung der Sicherungsstift angehoben, so greift dieser in dias Loch S3 ein und sichert den Tisch gegen Weiterdrehung, bis der Sicherungsstift 52 wieder abgesenkt wird. Befindet sich der Tisch jedoch nicht in der richtigen Stellung, so daß der angehobene Sicheiungsstift 52 demzufolge nicht in das Loch 53 eingreifen kann, wird die Maschine stillgesetzt.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt. Es sind weitgehende Abweichungen in der Konstruktion möglich, ohne daß der Schutzumfang der Erfindung dadurch verlassen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltvorrichtung zur absatzweisen Schaltung eines drehbaren Maschinenteils, insbesondere eines Drehtisches einer Arbeitsmaschine, an dem ein Zahnrad gleichachsig befestigt ist, das von einer Zahnstange aus gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (6) drehbar gelagert, an einem Teil ihres Umfanges als Zahnsegment mit in Achsrichtung der Zahnstange verlaufenden Zähnen (16) ausgestaltet ist und zwischen dem als Zahnsegment ausgebildeten und dem mit dem Zahnrad (4) kämmenden und mit Zähnen (7) versehenen Umfangsteil einen zahnfreien Abschnitt (8) aufweist, wobei mit dem Zahnsegment der drehbaren Zahnstange (6). eine senkrecht zu dieser verschiebbare Zahnstange (17) kämmt.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, .dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (6) als Hülse ausgestaltet und auf einer Stange (5) drehbar gelagert ist, deren Enden als druckflüssigkeitsbeaufsclilagte Kolben (9, 11) ausgebildet sind.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2. da,-durch gekennzeichnet, daß auch die Zahnstange

(i7) hydraulisch betätigt wird und von einer Schaltwalze (40), ein Ventil (35), das in den Druckmittelleitungen (13, 14) für die Beaufschlagung der Kolben (9, 11) angeordnet ist und ein Ventil (34), das in den Druckmittelleitungen (23, 24) zur Beaufschlagung des die Zahnstange (17) steuernden Kolbens (21) angeordnet ist, derart gesteuert werden, daß bei Stellung der Zahnstange (17) in der einen Endstellung, in welcher der verzahnte Teil der Hülse (6) mit dem Zahnrad (4) nicht im Eingriff steht, die Verschiebung der Hülse (6) in der einen Richtung bewirkt wird, während bei Stellung der Zahnstange (17) in der anderen Endstellung, in der die Verzahnung der Hülse (6) mit dem Zahnrad (4) in Zahnstangeneingriff steht, die Rückführung der Hülse (6) in die Ausgangslage bewirkt wird.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Zahnstange (17) ein Sperrstift (52) angeordnet und mit dieser fest verbunden ist, der in der einen Endstellung der Zahnstange (17), in welcher der verzahnte Teil der Hülse (6) mit dem Zahnrad (4) nicht im Eingriff steht, in ein Sperrloch (53) des Drehtisches (1) eingreift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 244 684,- 725 353; französische Patentschrift Nr. 524774;
USA.-Patentschrift Nr. 2 601 760.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen