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Publication number: DEW0015701MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 10. Januar 1955 Bekanntgemaoht am 18. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Vorwählschaltung für ein vielstufiges Schieberadgetriebe, besonders das Gewinderäder- und Vorschubgetriebe einer Drehbank.

Vorwählschaltungen für Getriebe an Werkzeugmaschinen sind bekannt. Neben elektrisch und hydraulisch gesteuerten Schalteinriohtungen, gibt es auch mechanische Einrichtungen, die im wesentlichen darin bestehen, daß eine oder mehrere drehbare und. längs zu verschiebende, mit Mitnehmern besetzte Schalttrommeln, oder Schaltscheiben verwendet werden, durch deren Drehung die Mitnehmer in den Bereich der zu schaltenden Zahnräder kommen, und durch deren Längsverschiebung die betreffenden Zahnräder verstellt werden.

Diese Vorwählschaltungen haben den Nachteil, daß sie nur für . Getriebe mit verhältnismäßig kleiner Stufenzahl verwendet werden können, da sich durch den durch die Lage im Getriebe bedingten verhältnismäßig kleinen Durchmesser der Schaltscheiben oder Schalttrommeln und durch die Breite der Mitnehmer die kleinste Winkelteilung und damit die größtmögliche Anzahl von Schaltstellungen ergibt.

Auch sind Vorwählschaltungen dieser Art bekannt, bei denen vor der Wahl eines neuen Übersetzungsverhältnisses sämtliche Schieberäder außer Eingriff gebracht werden müssen. Durch die dadurch entstehende Unterbrechung des Kraftflusses kommt ein Teil des Getriebes zum Stillstand, und nach Beendigung der Vorwählung ist es nicht mehr möglich, ohne daß die Schieberäder. Schläge oder Stöße verursachen, den laufenden mit dem stehenden Getriebeteil in Eingriff zu bringen. Ein mit

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solch einer Schalteinrichtung ausgerüstetes Getriebe kann nur im Stillstand oder Auslauf geschaltet werden.

Die Erfindung soll diese Nachteile beheben und mit einfachsten Mitteln, d. h. mit möglichst sich wiederholenden gleichartigen Schaltelementen eine Einrichtung schaffen, mit der auch ein vielstufiges (beispielsweise 40 Stufen) Schieberadgetriebe durch Vorwahl des gewünschten Übersetzungsverhältnisses an einer Wählscheibe mit einem Schalthebel leicht und sicher von Hand geschaltet werden kann. Auch soll diese Einrichtung geeignet sein, die Schieberäder bei laufendem Getriebe so schnell zu verschieben, daß der im Moment des Schaltvorganges vom Antrieb abgeschaltete Getriebeteil keine wesentliche Drehzahlminderung erfährt und dadurch nennenswerte Stöße auf die Zahnräder vermieden werden. Beispielsweise soll es bei einer Leit- und Zugspindeldrehbank dadurch möglich werden, die Vorschübe während einer Drehoperation zu wechseln. Bekanntlich besitzt die reine ProduktioDsdrehbank in dieser Beziehung Vorteile, weil hier ein mit Reibungskupplungen ausgerüstetes Getriebe zur Verwendung kommen kann, bei dem der.

Wechsel der Vorschübe ohne Schwierigkeiten während des Laufes möglich ist, während bei einer Leit- und Zugspindeldrehbank ein schlupf loses Vorschubgetriebe Bedingung ist, da es gleichzeitig als Ge-' winderädergetriebe verwendet wird.

Die Erfindung setzt sich aus zwei sich ergänzenden Schalteinrichtungen zusammen, wobei die eine, wie eingangs als bekannt beschrieben, aus zwei, von der Vorwählscheibe auf die gewünschte Getriebestufe drehbaren, zum Schalten axial gegenläufig verschiebbaren Schailtmuffen besteht, die mit ihren in der Verschieberichtung abgestuften Stirnseiten auf Verstellglieder zum Verschieben der Schieberäder wirken, während die andere Schalteinrichtung im wesentlichen aus einer vom Schalthebel schwenkbaren Schaltwelle besteht, auf der koaxial aufgereiht mehrere drehbare mit einer Wendelnut versehene Sdhaltringe sitzen, die sich entsprechend der Stellung einer von der Vorwählscheibe drehbaren, parallel zur Schaltwelle gelagerten Nockenscheibenwelle einzeln mit der Schaltwelle verrasten lassen, wobei nur der verrastete Schaltring die Schwenkbewegung des Schalthebels mitmacht, und das mit der Wendelnut im Eingriff stehende Verstellglied mit dem Schieberad verstellt, während die übrigen Schaltringe durch eine Arretiereinrichtung in der neutralen Stellung, in welcher ihre Schieberäder außer Eingriff stehen, gehalten werden. Die Rasteinrichtung je Schaltring wird von zwei Bolzen gebildet/ wobei der eine, als Rastbolzen bezeichnet, in der Schaltwelle sitzt und durch Federkraft radial nach außen in die Bohrung des Schaltringes drückt, während der andere, als Stößel bezeichnet, so im Schaltring sitzt, daß er in der neutralen Schwenkstellung der Schaltwelle die Verlängerung des Rastbolzens bildet, und von diesem mit seiner über den Sehaltring vorstehenden Stirnfläche gegen eine Nockenscheibe der Nockenscheibenweile gedrückt wird. Gibt die mit Aussparungen versehene Nockenscheibe den Stößel zur Längsverschiebung frei, so kann der Rastbolzen in eine Ausnehmung der Schaltringbohrung einrasten, wodurch der Schaltring mit der Schaltwelle drehgesichert verbunden ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten beispielsweisen Ausführung des Erfindungsgegenstandes.

Abb. ι zeigt einen Schnitt durch einen Teil des Getriebekastens längs der Schaltwelleri;

Abb. 2 ist eine Teilansicht in Richtung dieser Schaltwellen mit weggelassenem Gehäuse;

Abb. 3 zeigt die Frontplatte mit Vorwählscheibe 3 und Schalthebel 2 mit den Schaltwegen α-, b, c, d;

Abb. 4 ist eine Abwicklung der Schaltmuffen, mit Lage der beiden Schaltbügel;

Abb. S zeigt einen Getriebeplan des mit der Vorwählsc'haltung schaltbaren 4ostufigen Getriebes.

- Bei der dargestellten Einrichtung ist angenommen, daß bei dem zu schaltenden Getriebe fünf auf einer Schieberadwelle 8 sitzende Schieberäder 7, ¹J_x, 7₂ . . . abwechslungsweise mit ihren Gegenrädern 4-5, 4-^5! . . . auf der Welle 6 in Eingriff gebracht werden, und außerdem ein in Verbindung stehendes Mäandergetriebe durch wahlweises Verschieben der Räder 26 und 27 auf Welle 25 in die Gegenräder 21 und 22 bzw. 23 und 24 geschaltet wird.

Die Vorwählscheibe 3 sitzt auf der Schaltmuffenwelle 33 und steht über die Zahnräder 32 und 18 in einem Übersetzungsverhältnis von 2:1 mit der Nockenscheibe 16 in Verbindung. Die Nockenscheiben 19, Ig₁ ... sind mit Aussparungen 44 ver- , sehen, die in ihrer Lage derart versetzt sind, daß bei jeder Raststellung der Wählscheibe immer eine Aussparung gegenüber der Schaltringwelle 12 zu liegen kommt. Auf diese Schaltringwelle sind drehbar die Schaltringe 15, IS₁ ... aufgereiht, die mit einer Ausnehmung 13 und einem verschiebbaren Stößel 14 ausgerüstet sind. Jeder Schaltring wird mittels zwei unter Federzug stehenden Rollenhebeln 20, die auf den im Getriebegehäuse 1 gelagerten Stangen 43 sitzen, in seinem um i8o° versetzten Schaltstellungen und seiner neutralen Stellung arretiert. Beim Schwenken des auf der Schaltringwelle 12 befestigten Schalthebels2 in die Stellumgo (vgl. Abb. 3) haben alle Schaltringe die neutrale Stellung, bei der die Stößel 14, ^₁ ... in Richtung Nockenwellenmitte zeigen. Die unter Federdruck stehenden Rastbolzen 11 in der Schaltringwelle drücken, in dieser Stellung auf die Stößel 14, ■ H₁..., deren Weg durch die Nockenscheiben 19 begrenzt wird. Derjenige Stößel, der in eine Aussparung 44 der Nockenscheibe gedrückt wird, gibt durch seine Längsverschiebung die Ausnehmung 13 in seinem Schaltring frei und läßt den Rastbalzen 11 einrasten. Damit ist der Schaltring 15 mit Schalthebel 2 drehgesichert verbunden. Je nach Schwenkrichtung des Schalthebels in Stellung I oder II (vgl. Abb. 3) wird das Schieberad 7 auf Schieberadwelle 8 über die Schaltgabel 9, die mit ihrem Rollenbolzen 10 in die Wendelnut des Schaltringes 15 eingreift, mit dem Gegenrad 4 oder 5

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auf Welle 6 in Eingriff gebracht. Bei jeder Stellung an der Vorwählscheibe können demnach mit dem Schalthebel zwei Getriebestufen geschaltet werden; für das 4ostufige Getriebe sind also nur 20 Winkel-Stellungen der Vorwählscheibe nötig (s. Schalltbeispiele).

Zugleich mit jeder Viertelumdrehung am Schalthebel 2 macht die mit der Schaltringwelle 12 über einen geeigneten Trieb 17 verbundene Welle 40 mit Schubkurvenwalze 41 eine halbe Umdrehung. Den Schiebern 36 und 37 wird durch die um 90⁰ versetzt in die Schubkurve 42 eingreifenden Rollenbolzen 38 und 39 eine gegenläufige Hubbewegung erteilt, welche sich auf die Schaltmuffen 34 und 35 überträgt. Um die Schaltmuffen sind die beiden Schaltgabeln 28 und 29 derart angeordnet, daß sich ihre Bügel 30 und 31, welche die Schaltmuffen in der Schubrichtung umfassen, gegenüberliegen. Durch die Hubbewegung der Schaltmuffen 34 und 35 werden entsprechend ihrer abgestuften Stirnflächen (Abb. 4) die Schaltgabeln 28 und 29 mit ihren Schieberädern 26 und 27 auf Welle 25 verschoben und kommen mit ihren Gegenrädern 21-22 bzw. 23-24 in bzw. außer Eingriff.

Zur Sicherung gegen Fehlschaltungen dient der Sicherungsbolzen 45, der die Hubbewegung des Schiebers 36 mitmacht und bei richtiger Vorwahl immer auf eine Bohrung im Zahnrad 32 trifft. Während des Schaltvorganges blockiert der Sicherungsbolzen die Vorwähleinrichtung.

Schaltbeispiele (Abb. 3)

Da bei jeder Stellung der Vorwählscheibe 3 gleichzeitig zwei Getriebestufen vorgewählt sind, welche im Feld I bzw. II der Vorwählscheibe erscheinen, ist die Schaltung der gewünschten Getriebestufe vom Schaltweg des Schalthebels 2 abhängig. Zum besseren Verständnis sind nachfolgend die vier Schaltmöglichkeiten mit Hebel 2 aufgeführt:

i. Angenommen der Schalthebel steht auf Stellung I, und die gewählte Getriebestufe auf der Vorwählscheibe liegt im Feld II, so ist der Schalthebel nach Schaltweg α zu schalten.

2. Angenommen der Schalthebel steht auf Stellung I, und die gewählte Getriebestufe auf der Vorwählscheibe liegt im Feld I, so ist der Schalthebel nach Schaltweg b zu schalten.

3. Angenommen der Schalthebel steht auf Stellung II, und die gewählte Getriebestufe auf der Vorwählscheibe liegt im Feld I, so ist der Schalthebel nach Schaltweg c zu schalten.

4. Angenommen der Schalthebel steht auf Stellung II, und die gewählte Getriebestufe auf der Vorwählscheibe liegt im Feld II, so ist der Schalthebel nach Schaltweg d zu schalten.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorwählschalteinrichtung für vielstufiges Schieberadigetriebe von Werkzeugmaschinen mit aus zwei sich ergänzenden Schalteinrichtungen, wobei die erste aus zwei von der Vorwählscheibe auf die gewünschte Getriebestufe drehbaren zum Schalten axial gegenläufig verschiebbaren Schaltmuffen besteht, die mit ihren in der Verschieberichtung abgestuften Stirnseiten auf Verstellglieder zum Verschieben der Schieberäder wirken, während die andere Schalteinrichtung mit einer vom Schalthebel schwenkbaren, parallel zur Schieberadwelle gelagerten Schaltwelle ausgerüstet ist, auf der eine Anzahl mit Wendelnut versehene Schaltringe sitzen, durch deren Drehung die in die Wendelnut eingreifenden Schaltglieder mit ihren Schieberädern verschoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese in ihrer neutralen Stellung mit dem Getriebegehäuse arretierten Schaltringe (15) lose auf der Schaltwelle (12) sitzen, und die Übertragung der Drehbewegung von der Schaltwelle auf die Schaltringe durch einen in dieser radial geführten unter Federdruck stehenden Rastbolzen (11) erfolgt, wenn eine Aussparung (44) einer Nockenscheibe (19) der von der Vorwählscheibe (3) drehbaren Nockenscheibenwelle (16) den im Schaltring verschiebbaren Stößel (14) ausweichen läßt und dadurch die Ausnehmung (13) für den Rastbolzen (15) freigibt, während umgekehrt die Trennung des Schaltringes von der Drehbewegung der Schaltwelle dadurch zustande kommt, daß der Stößel (14) duroh die Drehung des Schaltringes in die neutrale Stellung auf die Nockenscheibe (19) trifft und dadurch eine Verschiebung radial zur Schaltringachse erfährt, durch die der Rastbolzen (11) aus der Ausnehmung (13) in die Schaltwelle zurückgeschoben wird.
2. Vorwählschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Aussparungen (44) versehenen Nockenscheiben (19) so> zueinander versetzt angeordnet sind, daß bei jeder Stellung der Vorwählscheibe nur eine Aussparung in den Bereich der Zwischenbolzen (14) kommt und dadurch die Übergabe der Drehbewegung der Schaltwelle (12) von dem einen auf den anderen Schaltring ig leichzeitig in der neutralen Stellung erfolgt.
3. Vorwählschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Schalteinrichtung die axial gegenläufige Ver-Schiebung der beiden Schaltmuffen (34 und 35) bei jeder Viertelumdrehung der Schaltwelle (12) in der einen oder anderen Richtung mittels einer über einen 1:2 übersetzten Antrieb (17) drehbaren Schubkurvenwalze (41) erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 559 326, 613 703, 133, 837 346.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen