DE3805710A1 - Schaltgetriebe - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Schaltgetriebe nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Im Walzwerksbau, z.B. für die Antriebe der Arbeitswalzen
und Haspeln eines Aluminium-Feinbandwalzwerkes, kommen
zweistufige Getriebe zum Einsatz, die bisher mechanisch
geschaltet werden, um die Walzen und entsprechend auch die
Haspeln in Abhängigkeit von dem erforderlichen Walzmoment mit
einer niedrigeren oder einer höheren Drehzahl anzutreiben. Ein
derartiges zweistufiges Schaltgetriebe weist eine Schaltmuffe
mit einer Außenverzahnung auf, die auf der Eingangswelle
drehfest und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist und
bei Stillstand der Eingangswelle mittels eines hydraulischen
Stellantriebs wahlweise in einen Zahnkranz mit Innenverzahnung
an dem Ritzel des Zahnradpaares der ersten oder zweiten Stufe
eingerückt werden kann. Dieser Schaltvorgang gestaltet sich in
der überwiegend gegebenen Schaltposition, in der beim Einrücken
der Schaltmuffe deren Zähne nicht genau vor den entsprechenden
Zahnlücken der Innenverzahnung des Zahnkranzes an dem Ritzel des
einzuschaltenden Zahnradpaares stehen, umständlich und
zeitraubend. In diesem Fall wird die Schaltmuffe durch den
hydraulischen Stellantrieb in eine Mittelstellung
zurückgefahren, und die Eingangswelle mit der Schaltmuffe wird
durch den Antriebsmotor nochmals in Drehung versetzt. Danach
wird die Eingangswelle durch Abschalten des Motors angehalten
und die Schaltmuffe wird erneut gegen das Ritzel der
einzuschaltenden Getriebestufe verschoben. Falls sich
Schaltmuffe und Ritzel wiederum nicht in der Einrückposition
befinden, muß der Schaltvorgang so lange wiederholt werden, bis
die Muffe in den Zahnkranz am Ritzel eingerückt werden kann.
Die Praxis hat gezeigt, daß der hydraulische Stellantrieb
der Schaltmuffe in deren eingerückter Position verriegelt
werden muß, da anderenfalls die Gefahr besteht, daß die
Schaltmuffe aufgrund von Mikrobewegungen der in Eingriff
stehenden Zahnräder ausrückt. Eine derartige Verriegelung
bietet jedoch auch nicht das gewünschte hohe Maß an
Betriebssicherheit, da es nicht ausgeschlossen werden kann,
daß durch die Mikrobewegungen der Zahnräder ein derart großer
Druck auf die Schaltmuffe ausgeübt wird, daß das Gestänge des
Stellantriebs verbogen wird und dadurch die Schaltmuffe
ausrückt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schaltvorgang
bei dem gattungsgemäßen Getriebe zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein
mehrstufiges Schaltgetriebe mit den Merkmalen im
Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe zeichnet sich
gegenüber dem bekannten Getriebe durch einen wesentlich
vereinfachten und schnelleren Schaltvorgang sowie einen
geringeren Platzbedarf aus, der z.B. im Walzwerksbau von
erheblicher Bedeutung ist und der daraus resultiert, daß die
als hydraulische Spannhülsen ausgebildeten Reibungskupplungen
zum Kuppeln der Antriebsritzel der einzelnen Schaltstufen mit
der Eingangwelle innerhalb der von den Ritzeln in Anspruch
genommenen Längenabschnitte der Eingangswelle entweder auf
die Eingangswelle aufgesetzt oder in die Eingangswelle
eingebaut werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt eines zweistufigen
Schaltgetriebes und
Fig. 2 ein zweistufiges, durch zwei parallel geschaltete
Motoren angetriebenes Schaltgetriebe.
Das in Fig. 1 dargestellte zweistufige Getriebe 1 mit den
Stufen I und II weist zwei Ritzel 2, 3 auf, die mittels je zwei
Kugellagern 4 auf einer motorisch angetriebenen Eingangswelle
5 drehbar gelagert sind und wahlweise die auf einer nicht
dargestellten Ausgangswelle drehfest angeordneten Zahnräder 6
und 7 antreiben. Die Antriebsritzel 2, 3 der Gewindestufen I,
II sind über Reibungskupplungen 8, 9 wahlweise mit der
Eingangswelle 5 kuppelbar.
Die Reibungskupplungen 8, 9 bestehen aus einer
doppelwandigen Spannhülse 10 mit einem an eine Ölpumpe 11
anschließbaren Mantelraum 12, einem zwischen den Kugellagern 4
der Antriebsritzel 2, 3 fest auf der Eingangswelle 5
angeordneten Innenteil 13 und einem durch den Öldruck im
Mantelraum 12 radial ausdehnbaren Außenmantel 14 zur
reibschlüssigen Verspannung der Eingangswelle 5 mit den Naben
15, 16 der Antriebsritzel 2, 3.
Der Mantelraum 12 der Spannhülse 10 der Reibungskupplung
8 der Getriebestufe I ist über einen radialen Kanal 17 im
Innenteil 13, einen zu dem Kanal 17 koaxialen radialen Kanal 18,
einen axialen Kanal 19 und einen weiteren radialen Kanal 20 in
der Eingangswelle 5, den auf dem freien Ende der Eingangswelle
5 über Kugellager 21 abgestützten, drehgesicherten
Hydraulikblock 23 einer Dreheinführung 22, eine
Verbindungsleitung 24 und ein 4/2-Wegeventil 25 an die Ölpumpe
11 angeschlossen.
Der Mantelraum 12 der Spannhülse 10 der Reibungskupplung
9 der Getriebestufe II ist über einen radialen Kanal 26 im
Innenteil 13, einen zu dem Kanal 26 koaxial radialen Kanal 27,
einen axialen Kanal 28 und einen weiteren radialen Kanal 29 in
der Eingangswelle 5, dem Hydraulikblock 23, eine
Anschlußleitung 30 und das 4/2-Wegeventil 25 mit der Ölpumpe 11
verbunden.
Der Hydraulikblock 23 weist zwei radiale Anschlüsse 31, 32
für die Verbindungsleitungen 24, 30 zur Ölpumpe 11 auf. Die
Anschlüsse 31, 32 sind über jeweils einen radialen Kanal 33, 34
im Hydraulikblock 23 und einen Ringkanal 35, 36 in der
Lagerbohrung 37 des Blocks mit den Zuführkanälen 20, 19, 18 in
der Eingangswelle 5 zur Spannhülse 10 der Getriebestufe I bzw.
mit den Zuführkanälen 29, 28, 27 zur Spannhülse 10 der
Getriebestufe II verbunden.
Der auf der Eingangswelle 5 gelagerte Hydraulikblock 23
ist durch einen stirnseitig angebrachten Anschlagstift 38, der
mit einem Gegenanschlag 39 an dem nicht dargestellten
Getriebefundament zusammenwirkt, gegen Verdrehen gesichert.
Das Getriebe 1 kann für beide Stufen mit einer
Überlastungssicherung ausgerüstet werden. Die
Überlastungssicherung der Stufe I weist ein auf der
Eingangswelle 5 angeordnetes, mit dem axialen Zuführkanal 19 zu
der hydraulischen Spannhülse 10 der Reibungskupplung 8 über
einen radialen Kanal 40 in Verbindung stehendes Sicherheitsventil
41 und einen an der Nabe 15 des Antriebsritzels 2 angebrachten
Anschlag 42 zum Öffnen des Sicherheitsventils 41 bei einer
Relativdrehung zwischen Eingangswelle 5 und Ritzel 2 bei
Auftreten einer Überlast auf.
Die nicht dargestellte Überlastungssicherung der Stufe II
ist in gleicher Weise ausgebildet.
Die Stufe I des zweistufigen Getriebes 1 wird durch
Betätigen des Schalters 43 des 4/2-Wegeventils 25 eingeschaltet
und die Stufe II durch Betätigen des Schalters 44 des Ventils
25.
In Abänderung der beschriebenen Ausführungsform kann das
Getriebe z.B. mit drei Schaltstufen ausgerüstet sein. Weiterhin
besteht die Möglichkeit, die Spannhülsen 10 der
Reibungskupplungen 8, 9 in die Eingangswelle 5 einzusetzen.
Die vorbeschriebene Getriebekonzeption eignet sich
besonders für mehrstufige Schaltgetriebe, z.B. ein
zweistufiges Getriebe der in Fig. 2 dargestellten Art mit einem
drehmomentengeteilten Antrieb einer Ausgangswelle 45 durch zwei
parallel geschaltete Motoren 46, 47 und zwei Eingangswellen 48,
49. Die beiden Reibungskupplungen 50, 51 der Stufe I und die
Kupplungen 52, 53 der Stufe II können jeweils gleichzeitig
eingeschaltet werden.
Claims (7)
1. Mehrstufiges Schaltgetriebe insbesondere für
Walzwerksantriebe, mit mindestens zwei auf einer motorisch
angetriebenen Eingangswelle drehbar gelagerten, wahlweise mit
dieser kuppelbaren Ritzeln zweier Schaltstufen zum Antrieb von
auf einer Ausgangswelle drehfest angeordneten Zahnrädern,
gekennzeichnet durch wahlweise einschaltbare
Reibungskupplungen (8, 9) zum Kuppeln der Antriebsritzel (2, 3)
mit der Eingangswelle (5).
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reibungskupplungen (8, 9) eine doppelwandige Spannhülse
(10) mit einem an eine Druckmittelquelle anschließbaren
Mantelraum (12) und einem durch das Druckmittel im Mantelraum
(12) radial ausdehnbaren Außenmantel (14) zur reibschlüssigen
Verspannung von Eingangswelle (5) und Ritzel- bzw. Zahnradnabe
(15, 16) aufweist.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannhülsen (10) der Reibungskupplungen (8, 9) mit ihrem
Innenteil (13) zwischen den Drehlagern (4) der Antriebsritzel
(2, 3) fest auf der Eingangswelle (5) angeordnet sind.
4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spannhülsen (10) der Reibungskupplungen (8, 9) in die
Eingangswelle (5) eingesetzt sind.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spannhülsen (10) der
Reibungskupplungen (8, 9) über Zuführkanäle (17-19; 27-29) in
der Eingangswelle (5) den auf der Eingangswelle (5) über
Drehlager (21) abgestützten, drehgesicherten Hydraulikblock
(23) einer Dreheinführung (22), Verbindungsleitungen (24; 30)
und ein Mehrwegeventil (25) an eine Ölpumpe (11) angeschlossen
sind.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hydraulikblock (23) zwei radiale Anschlüsse (31, 32) für
die Verbindungsleitungen (24, 30) zur Ölpumpe (11) aufweist,
die (31, 32) über jeweils einen radialen Kanal (33, 34) im
Hydraulikblock (23) und einen Ringkanal (35, 36) in der
Lagerbohrung (37) des Blocks (23) mit den Zuführkanälen (20, 19, 18)
in der Eingangswelle (5) zur Spannhülse (10) der Getriebestufe I
bzw. mit den Zuführkanälen (29, 28, 27) in der Eingangswelle
zur Spannhülse (10) der Getriebestufe II verbunden sind.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
gekennzeichnet durch eine Überlastungssicherung mit einem auf
der Eingangswelle (5) angeordneten, mit dem Zuführkanal (19) der
Spannhülse (10) einer Reibungskupplung (8) in Verbindung
stehenden Sicherheitsventil (41) und einem an der Nabe (15) des
zugehörigen Ritzels (2) angebrachten Anschlag (42) zum Öffnen
des Sicherheitsventils (41) bei einer Relativdrehung zwischen
Eingangswelle (5) und Ritzel (2) bei Auftreten einer Überlast.
Priority Applications (6)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |