DE1221069B

DE1221069B - Schieberaedergetriebe

Info

Publication number: DE1221069B
Application number: DEK43518A
Authority: DE
Inventors: John Gilbert Osburn; Jack P Spridco
Original assignee: Kearney and Trecker Corp
Current assignee: Kearney and Trecker Corp
Filing date: 1961-04-20
Publication date: 1966-07-14

Description

Schieberädergetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein vielstufiges, hy- draulisch oder pneumatisch geschaltetes Schieberädergetriebe mit mehreren im Kraftfluß hintereinander angeordneten zweistufigen Grundgetrieben, wobei jedes Grundgetriebe zwei Wellen aufweist, auf deren einer ein Schieberäder-Zweierblock verschieblich und wechselweise in eines von zwei Gegenrädern auf der anderen Welle einrückbar ist.
Die Erfindungsaufgabe besteht darin, bei einem Vielstafengetriebe dieser Gattung das Druckmittelschaltsystem in möglichst einfacher Weise auszugestalten, insbesondere mit wenigen Leitungen und Schaltventilen auszukommen.
Es sind zwar Druckmittelschaltvorrichtungen für Wechselgetriebe bekannt, deren Druckmittelsystem dasienige nach der Erfindung an Einfachheit übertreffen, jedoch haben dabei die Getriebe nur wenige Schaltstafen, oder die Schaltvorrichtungen weisen zusätzliche mechanische Umschaltmittel auf, um einen oder mehrere Schaltzylinder wechselweise auf verschiedene Getriebeschaltorgane einwirken zu lassen. Getriebe der obengenannten Gattung weisen aber bei bestimmten Anwendungen - z. B. bei lochkartengesteuerten Werkzeugmaschinen - gewisse Vorzüge auf, und deshalb ist das Ziel der Erfindung, speziell für ein solches Getriebe ein einfaches Druckmittelschaltsystem zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß a) jedem Schieberäderblock ein hydraulischer bzw. pneumatischer Schaltzylinder zugeordnet ist, b) jeder Schaltzylinder entgegen einer Rückstellfeder mit dem Druckmittel beaufschlagbar ist, c) die beiden Schaltstellungen jedes Schaltzylinders den beiden Einrückstellungen des zugeordneten Schieberäderblocks entsprechen.
In weiterer Ausgestaltung eines solchen Getriebes wird vorgeschlagen, eine pneumatische Feder im Schaltzylinder einzubauen und den Schaltkolben als Differentialkolben auszubilden, dessen kleinere Kolbenfläche ständig mit dem Arbeitsdruck der Druckluft beaufschlagt ist und dessen größere Fläche beim Umschalten mit dem gleichen Arbeitsdruck beaufschlagt, beim Zurückschalten in die Ausgangsstellung entlüftet wird.
Die Schaltventile für die Schaltzylinder können in Gruppen zusammengefaßt und durch einen Gruppen-Wählschalter betätigbar sein, wobei ein Hauptabsperrventil vorgesehen ist, das während der Verstellung des Gruppen-Wählschalters geschlossen ist.
Für diese in den Unteransprüchen angegebenen Ausgestaltungseinzelheiten wird nur im Zusammenhang mit einem Getriebe nach dem Hauptanspruch Schutz beansprucht.
Ein Ausführungsbeispiel des Schieberädergetriebes nach der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines vielstufigen Schieberädergetriebes aus mehreren Grundgetrieben mit auf einer Welle angeordneten Schieberäder-Zweierblöcken und den zugeordneten Gegenrädern zeigt, F i g. 2 eine schematische Ansicht, die einen der den Schieberäderblöcken zugeordneten Schaltzylinlinder darstellt.
Zum Antrieb des in F i g. 1 dargestellten Getriebes dient ein Motor (nicht dargestellt), der die Getriebeeingangswelle 10 treibt. Die Welle ist innerhalb eines geeigneten Getriebegehäuses drehbar gelagert und weist ein Paar Zahnräder 11 und 12 auf, die als Gegenräder für einen Schieberäder-Zweierblock 13 dienen. Der Schieberäder-Zweierblock 13 weist zwei Zahnräder auf und ist auf der Welle 14 so angeordnet, daß er verschieblich und wechselweise in eines der beiden Gegenräder auf der Welle 10 einrückbar ist. In Fig. 1 ist der Schieberäder-Zweierblock in einer Stellung gezeigt, in der sein größeres Zahnrad im Eingriff mit dem Zahnrad 11 steht, wobei ein niedriges übersetzungsverhältnis vorliegt. Er ist von der in Fig. 1 gezeigten Stellung in eine zweite Stellung verschiebbar, um sein kleineres Zahnrad in Eingriff mit dem Zahnrad 12 zu bringen und die Welle 14 mit einem verhältnismäßig hohen Übersetzungsverhältnis anzutreiben. Der Schieberäder-Zweierblock-13 ist lediglich in zwei Stellungen verschiebbar, um entweder mit dem Zahnrad 11 oder mit dem Zahnrad 12 im Eingriff zu stehen, während eine Zwischen- oder Neutralstellung nicht existiert. Die Verschiebung erfolgt durch eine Stellgabel 15, die durch einen Druckmittelzylinder in jede der zwei Stellungen bewegbar ist, die den zwei Stellungen des Schieberäder-Zweierblocks entsprechen. Eine Drehbewegung des - Schieberäderblocks 13 verursacht eine entsprechende Bewegung der Welle 14, da mittels einer Gleitfeder oder eines Vielkeilprofils eine Verbindung zwischen dem Schieberäder-Block und der Welle 14 geschaffen ist. Die Zahnräder 21 und 22 eines weiteren Grundgetriebes sind mit der Welle 14 drehfest verbunden. Sie stellen die Gegenräder für den Schieberäder-Zweierblock 23 dar. Letzterer ist auf der Welle 24, die drehbar im Getriebegehäuse gelagert ist, in zwei Stellungen verschiebbar; wenn sich der Schieberäder-Block 23 in der in F i g. 1 dargestellten Position befindet, steht sein größeres Zahnrad im Eingriff mit dem Zahnrad 21, um Kraft von der Welle 14 auf die Welle 24 zur Drehung mit relativ kleiner Drehzahl zu übertragen. Der Schieberäder-Zweierblock 23 ist von der dargestellten Position nach rechts verschiebbar, um mit seinem kleineren Zahnrad in Eingriff mit dem Zahnrad 22 zu kommen und Kraft zur Drehung der Welle 24 mit verhältnismäßig hoher Drehzahl zu übertragen. Es bestehen nur zwei Arbeitsstellungen des Schieberäder-Zweierblocks 23 und keine Zwischen- oder Neutralstellung. Eine Stellgabel 25 ist druckmittelbetätigt und so angeordnet, daß der Schieberäder-Zweierblock 23 zwischen seinen zwei Stellungen verschoben werden kann.
Die Drehung des Schieberäder-Zweierblocks 23 verursacht eine entsprechende Drehung der Welle 24. Zwei Zahnräder 31 und 32 eines dritten Grundgetriebes sind zur Drehung mit der Welle 24 verkeilt und so angeordnet, daß sie als Gegenräder mit den zwei Zahnrädern des Schieberäder-Zweierblocks 33 in Eingriff gebracht werden können. Letzterer weist eine Gleitfeder- oder Vielkeilverbindung mit einer Ausgangswelle 34 auf, so daß er in zwei Stellungen verschiebbar ist. In F i g. 1 ist der Schieberäder-Zweierblock33 so dargestellt, daß sein größeres Zahnrad ün Eingriff mit dem Zahnrad 31 steht, um Kraft von der Welle 24 zur Drehung der Welle 34 mit relativ kleiner Drehzahl zu übertragen. Der Schieberäder-Zweierblock 33 ist entlang der Welle 34 von der in F i g. 1 dargestellten Position nach rechts verschiebbar, um mit seinem kleinen Zahnrad in Eingriff mit dem Zahnrad 32 zu kommen und eine Drehung der Ausgangswelle 34 mit relativ hoher Drehzahl zu bewirken. Der Schieberäder-Zweierblock 33 ist in gleicher Weise wie die Schieberäder-Zweierblöcke 13 und 23 zur Einnahme von zwei Stellungen ausgebildet, um entweder mit dem Zahnrad 31 oder mit dem Zahnrad 32 im Eingriff zu stehen. Eine Zwischen- oder Neutralstellung existiert nicht.
Eine Stellgabel 35 ist druckmittelbetätigt und zum Ausüben der Schiebebewegung ausgebildet, um den Schieberäder-Zweierblock aus einer Arbeitsstellung in die andere zu schieben.
Fig. 2 stellt einen hydraulischen bzw. pneumatischen Schaltzylinder 30 zum Betätigen. der Stellgabel 25 dar, die zum Verschieben des Schieberäderblocks 23 in seine beiden Stellungen dient. Jedem Schieberäderblock nach Fig. 1 sind identische Schaltzylinder zugeordnet.
Der Schaltzylinder 30 nach F i g. 2 umfaßt einen Kolben 27 und einen Zylinder 26, um die Stellgabel 25 von der in F i g. 1 gezeigten Stellung nach rechts gegen den ständig durch eine Rückstellfeder 29 ausgeübten Druck zu verschieben. Der Kolben 27 weist eine Kolbenstange 20 auf, deren eines Ende gleichachsig am Kolben 27 befestigt ist und die sich von dem Zylinder 26 auswärts erstreckt, wobei ihr äußeres Ende mit der Stellgabel 25 verbunden ist. Wenn das Druckmittel durch die Leitung 28 von links, wie in F i g. 2 dargestellt, dem Zylinder zugeführt wird, wird der Kolben nach rechts gegen den Druck der Feder 29 gedrückt, um die SteRgabel 25 nach rechts zum Eingreifen des Schieberäderblocks 23 in das Zahnrad 22 zu bewegen. Wenn am linken Ende des Zylinders 26 der Druck aufhört, drückt die Rückstellfeder 29 die Kolbenstange 20 und den Kolben 27 bis zur linken Grenzstellung, wobei eine entsprechende Bewegung des Schieberäderblocks 23 erfolgt und der Eingriff mit dem Zahnrad 21 hergestellt wird.
In F i g. 2 ist als Rückstellfeder 29 eine mechanische Schraubenfeder zum Drücken der Stellgabel 25 und des zugeordneten Kolbens 27 nach links dargestellt. Zur Ausübung dieser Funktion kann die RüksteRfeder 29 jedoch auch als pneumatische Feder ausgebildet werden und im Schaltzylinder 30 eingebaut sein. Der Schaltkolben kann ein Differentialkolben sein, dessen kleinere Kolbenfläche ständig mit dem Arbeitsdruck von Druckluft beaufschlagt ist, während die größere Kolbenfläche beim Umschalten mit dem gleichen Arbeitsdruck beaufschlagt und beim Zurückschalten in die Ausgangsstellung entlüftet wird.
Die Schaltventile für die Schaltzylinder können in Gruppen zusammengefaßt und durch einen Gruppenwählschalter betätigt werden, wobei ein während der Verstellung des Gruppenwählschalters geschlossenes Hauptabsperrventil vorgesehen sein kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Vielstufiges, hydraulisch oder pneumatisch geschaltetes Schieberädergetriebe mit mehreren, ün Kraftfluß hintereinander angeordneten zweistufigen Grundgetrieben, wobei jedes Grundgetriebe zwei Wellen aufweist, auf deren einer ein Schieberäder-Zweierblock verschieblich und wechselweise in eines von zwei Gegenrädern auf der anderen Welle einrückbar ist, gemeinsam gekennzeichnet durch die folgenden an sich bekannten Maßnahmen: a) Jedem Schieberäderblock (z.B. 23) ist ein hydraulischer bzw. pneumatischer Schaltzylinder (z. B. 30) zugeordnet; b) jeder Schaltzylinder ist entgegen einer Rückstellfeder (z. B. 29) mit dem Druckmittel beaufschlagbar; c) die beiden Schaltstellungen jedes Schaltzylinders entsprechen den beiden Einrückstellungen des zugeordneten Schieberäderblocks.
2. Pneumatisch geschaltetes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (z. B. 29) eine im Schaltzylinder (z. B. 30) eingebaute pneumatische Feder ist, wobei der Schaltkolben ein Differentialkolben ist, dessen kleinere Kolbenfläche ständig mit dem Arbeitsdruck der Druckluft beaufschlagt ist und dessen größere Fläche beim Umschalten mit dem gleichen Arbeitsdruck beaufschlagt, beim Zurückschalten in die Ausgangsstellung entlüftet wird. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile für die Schaltzylinder (z. B. 26) in Gruppen zusammengefaßt und durch einen Gruppenwählschalter betätigbar sind. 4. Getriebe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Hauptabsperrventil, das während der Verstellung des Gruppenwählschalters geschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 506 223, 571931, 695 882, 851734, 896 895, 899 138, 939 309, 966 581; USA.-Patentschriften Nr. 2 835 136, 2 928 290; H. Rognitz, Stufengetriebe an Werkzeugmaschinen (Heft55 der »Werkstattbücher«),
3.Aufl., Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1953, S. 19 bis 21.