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Geschwindigkeitswechselgetriebe für Werkzeugmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe für Werkzeugmaschinen mit zwei
außermittig zueinander liegenden Zahnkränzen, von denen der eine mit der Antriebs-
und der andere mit der Abtriebswelle verbunden- ist. Uni die beiden Zahnkränze herum.
verteilt sind Doppelstirnräder mit zwei Verzahnungen verschiedenen Durchmessers
angeordnet. Wird ein solches Doppelstirnrad in seiner Achsenrichtung längs verschoben,
so gelangen seine beiden Verzahnungen gleichzeitig in Eingriff mit den beiden außermittigen
Zahnkränzen. Eine drehbare Trommel, die zu .dem einen der beiden Zahnkränze gleichachsig
angeordnet ist, gibt jeweils nur eins der Dioppelstirnrädei zur Längsverschiebung
durch eine entsprechende Aussparung frei, sperrt aber die übrigen Doppelstirnräder.
Ferner führt diese Trommel ein Schaltglied für die Längsverschiebung des jeweils
ausgewählten Dopp:elstirnrades.
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Bei einem bekannten Getriebe dieser Art haben die Achsen der Doppelstirnräder
verschiedene radiale Abstände von der Achse der Wähltrommel. Aus diesem Grunde kann
diese nicht unmittelbar mit den Wellen der Doppelstirnräder in Eingriff treten,
Sie- greift vielmehr in verschiebbare Stangen :ein; die auf einem zur Trommel gleichachsigen
Kreise verteilt und ihrerseits durch Mitnehmer mit den Wellen der Dioppelstimräder
verbunden sind. Das Ziel der Erfindung ist es, dieses bekannte Getriebe durch Fortfall
dieser verschiebbaren Stangen und ihrer Mitnehmier zu vereinfachen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wellen der Doppelstirnräder auf einem
zur Trommel gleichachsigen Kreise angeordnet sind und zur Sperrung bzw. zur Verschiebung
unmittelbar mit der Trommel bzw. dem Schaltglied in Einriff kommen.
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Um eine' besonders -einfache Bedienung zu erzielen, kann erfindungsgemäß
die Anordnung in der Weise getroffen werden, daß zur Drehung der Trommel und zum
Verschieben der Schaltgabel ein und dasselbe Handrad o. dgl. dient, das wahlweise
mit
einem Getriebe für das Verschieben der Schaltgabel und mit einem
Antrieb für das Drehen der Schalttrommel kuppelbar ist: Erfindungsgemäß stehen ferner
die beiden Zahnkränze in ständigem Eingriff mit zur Ein- und Ableitung des Antriebes
dienenden Zahnrädern, die durch Verschi-eb:eräder :einer Zwischenwelle unmittelbar
miteinander in Getriebeverbindung gebracht werden können.
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Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß zum Drehen der Trommel
eine Hohlwelle und in dieser ein Gestänge zum Verschieben der Schaltgabel vorgesehen
ist und daß die Hohlwelle in einer zur @exz@entrischen Lagerung der beiden Zahnkränze
bestimmten Buchse gelagert ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist
in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser zeigt Fig. i unter Fortlassung des Gehäuses
einen Längsschnitt durch das Getriebe, Fig. 2 ein Schema zur Veranschaulichung der
Lage der Nebenwellen, Fig. 3 eine Stirnansicht der in Fig. i gezeigten Getriebeteile
von rechts gesehen und Fig.4 einen Längsschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform
des Getriebes unter Fortlassung der in Fig. i ;gezeigten Nebenwellen.
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In Querwänden i, 2 des Getriebregehäuses ist eine Buchse 3 befestigt,
die einen zu ihrer Bohrung exzentrischen Abschnitt und einen mit ihrer Bohrung gleichachsigen
Abschnitt hat. Auf dem exzentrischen Abschnitt, dessen geometrische Achse in F.2
bei A gezeigt ist, ist frei drehbar ein Zahnkranz 12 gelagert, während der
andere Abschnitt, dessen geometrische Achse bei B liegt, frei drehbar einen zweiten
Zahnkranz 4 trägt. Diese beiden Zahnkränze 12 und 4 werden von im Kreise 45 angeordneten
Zwischenwellen 35 umgeben, die parallel zur Buchse 3 verlaufen und in den Wänden
i und 2 je drehbar und verschiebbar angeordnet sind. Auf jeder dieser Zwischenwellen
35 sind zwei Zahnräder 8 und io in demselben Abstand wie die Zahnkränze 12 und 4
befestigt. Werden diese Zwischenwellen von der in Fig. i gezeigten rechten Endstellung
ausgehend nach links verschoben, so gelangen dadurch die Zahnräder 8 und i o außer
Eingriff mit den Zahnkränzen 4 und 12.
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Der Kreis 45 liegt konzentrisch zur Achse des Zahnkranzes 4. Dementsprechend
haben z _6 8 16 , 4 , 16 8 16 _a 8 . 4 1 ' 7' 9' z9' 5 ' :ZI ' 11 ' 23' 3'
i3' 7 die Zahnräder i o durchweg dieselbe Zähnezahl und denselben Teilkreisdurchmesser.
Der Abstand der Zwischenwellen 35 von dem Zahnkranz 12 ist jedoch nicht durchweg
gleich, sondern verschieden, da der Zahnkranz 12 exzentrisch zum Kreis 45 gelegen
ist. Dementsprechend haben die Zahnräder 8 verschiedene Zähnezahl und verschiedene
Teilkreisdurchmesser, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.
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Diejenige der Zwischenwellen, die vom Mittelpunkt der Zahnkränze 4.
und 12 annähernd gleich weit entfernt ist - diese Zwischenwelle ist mit 9 bezeichnet
-, dient dazu, den Antrieb in das Getriebe einzuleiten und von diesem abzuleiten.
Zu diesem Zwecke ist die Welle g von einer mit ihr verkeilten und in der Wand i
drehbar gelagerten Buchse 46 umgeben, die einen Zahnkranz 2o hat, der den Zahnkranz
12 antreibt. Diese Buchse wird irgendwie angetrieben, z. B. durch ein auf ihrem
äußeren Ende befestigtes Zahnrad 2i.
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Der Zahnkranz 4 ist mit der Abtriebsu-elle 23 durch Zahnräder i i
und 22 verbunden. Diese ist in den Wänden i und 2 des Getriebes gelagert, und das
Zahnrad 22 ist ,auf ihr befestigt, während das Zahnrad i i auf einem buchsenförmigen
Ansatz der Wand 2 frei drehbar ist.
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- Zweckmäßig können die beiden Zahnräder 2o und i i, die in ständigem
Eingriff mit den beiden Zahnkränzen 12 und 4. stehen, durch Verschieberäder auf
der Zwischenwelle g unmittelbar in Getriebeverbindung miteinander gebracht werden.
Zu diesem Zwecke können die beiden auf der Welle g befestigten Verschieberäder 13,
14, die zusammen mit dem Zahnrad 2o umlaufen, wahlweise aus der neutralen Mittelstellung,
in der sie außer Eingriff stehen, nach rechts oder nach links verschoben werden.
Sie kommen dann wahlweise in Eingriff mit Zahnrädern 25 und 26, die mit der Abtriebswelle
23 verbunden sind. Trotz kleiner Abmessungen des Getriebes können, wie Fig.2 zeigt,
eine große Anzahl von Zwischenwellen 35 angeordnet werden, so daß sich zahlreiche
verschiedene @esdiw-indigkeitsübersetzungen einstellen lassen.
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Ein Beispiel mag dies erläutern. An Drehbänken zum Schneiden von verschiedenen
Gewindesteigungen sind folgende Übersetzungsverhältnisse erforderlich: Diese Übersetzungsverhältnisse
lassen sich 6o bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung der Zwischenwellen verwirklichen,
wenn für die Räder 8 folgende Zähnezahlen gewählt werden: 18, 19,
20, 21, 22' 23, 24, 25, 26, und wenn außerdem die Zahnräder i o und
20
24 Zähne, das -Zahnrad 21 32 Zähne, die Zahnräder 14, 13, 25 lind 26 28, 30, 35
bzw. 36 Zähne aufweisen. -Um zu vermeiden, daß versehentlich versucht wird, gleichzeitig
zwei Zwischenwellen 35 einzurücken, werden diese i11 ausgerückter Lage jeweils bis
auf eine Zwischenwelle gesperrt. Hierzu dient eine Trommel 15, die gleichachsig
zum Kreis 45 drehbar an,geordnet ist und eine Umfangsnut 16 hat, in welche Bunde36
der Welle35 eingreifen können. An eileer Stelle ist die Umfangsnut 16 unterbrochen,
und zwar durch einen radialen Ausschnitt der Trommel. Diejenige Zwischenwelle ,
die sich jeweils mit ihrem Bunde 36 in dem Ausschnitt befindet, ist frei verschiebbar.
Alle anderen Zwischenwellen sind dann aber dadurch gesperrt, daß ihre Bunde 36 in
die Nut 16 eingreifen.
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In der radialen Aussparung der Schalttrommel ist eine Schaltgabel
17 verschiebbar geführt. Diese dient dazu, die jeweils freigegebene Zwischenwelle
zu verschieben. Sie hat zu diesem Zwecke eine Raste 37, die in der Grundstellung
der Schaltgabel17 ausgerichtet zur Nut 16 liegt und den Bund 36 der freigegebenen
Zwischenwelle ergreift. Durch axiale Vtrs(chiebung der Schaltgabel 17 nach rechts
kann man dann die beiden Wechselräder 8 und i o der betreffenden Zwischenwelle @einrücken.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. i ist in der Buchse 3 eine Wellte
47 drehbar gelagert, auf der die Trommel 15 befestigt ist. Auf einem Kei148
dieser Wellte ist die Schaltgabel 17 verschiebbar. Die Verschiebung er-' folgt durch
eine Hilfsgabel 49, die auf einer parallel zur Welle 49 verlaufenden Führung 5o
verschiebebar ist und m eine Umfangsnut 51 der Nabe der Gabel 17 eingreift.
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Zur Einstellung des gewünschten übersetzungsverhältnisises muß man
zunächst die Trommel 15 in die gewünschte Stellung drehen, was mittels eines nicht
näher gezeigten Handrades geschieht, das über Kegelräder 18 und 19 die Welle 47
antreibt. Nach dieser Vorwählung des gewünschten üb:ersetzungsverhältnisis,es muß
man die Hilfsgabel 49 mittels eines nicht näher gezeigten Handgriffes nach rechts
verschieben. Wenn dies geschehen ist, ist die Tromme115 gesperrt, weil sich der
Bund36 der verschobenen Zwischenweile 3 5 an die Ränder der radialen Aussparung
anlegt. Erst nach Zurückschieben der Gabel 17 in die Ausgangslage; in der alle Wechselräder
ausgerückt sind, kann eine neue Voreinstellung des Getriebes ierfolgen.
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In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Gegenstandes der
Erfindung gezeigt, in welcher ein und dasselbe Stellglied sowohl ztun Vorwählen
als auch zum Einstellen des gewünschten Übersetzungsverhältnisses dient Diese Ausführungsform
unterscheidet sich vor derjenigen der Fig. i nur durch die Ausbil dung der in Fig.
4 ;gezeigten Teile. Die Welle 47 der Fig. i ist ersetzt durch :eine Hohl welle 34.
Auf dieser ist die Trommel 15 befestigt, während auf ihrem rechten Ende diic Gabel
17 verschiebbar geführt ist. Ein durch die Nabe der Gabel 17 verlaufender Stift
25 gleitet in einem Schlitz 3o der Hohlwelle 34. An diesem Stift 29 greift eine
verschiebbare Stange 28 an, die dazu dient, die Gabel 17 zu verschieben.
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Dias Steilorgan, das sowohl zum Drehen der Schalttrommel als auch
zum Verschieben der Schaltgabel dient, ist ein Handrad 24, das auf einer Hohlwelle
25 frei drehbar und verschiebbar gelagert ist und durch Verschiebung auf dieser
Welle- entweder mit der Hohlwelle 25 gekuppelt werden kann, die zu diesem Zwecke
eine Kupplungsklaue 31 hat, oder mit einer Welle 32 gekuppelt werden kann, die zu
diesem Zwecke eine Kupplungsklaue 33 hat. Die Welle 32 ist gegen Verschiebung gesichert
in der Hohlwelle 25 gelagert, während diese selbst in nicht näher veranschaulichten
Lagern des Getriebegehäuses drehbar, aber unverschiebbar ruht. Die beiden Wellen
25 und 32 tragen an ihren unteren Eden Kegelräder 26 und 18, die mit Kegelrädern
27 und i9 kämmen. Dias Kegelrad i9 ist auf der Hohlwelle 34 befestigt und dient
zum Antrieb, der Trommel 15, während das Kegelrad 27 mit einer !entsprechend lang
ausgebildeten Nabe in einer Wandung 52 .des Getriebegehäuses ruht und gegen Verschiebung
durch eine Mutter 53 gesichert ist. Die Nabe des Kegelrades 27 ist mit Innengewinde
versehen und greift in ein Gewinde 54 der Schaltstange 28 ein.
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Für gewöhnlich greifen die unteren Kupplungszähne, die an der Nabe
des Handrades 24 vorgesehen sind, in die Kupplungsklaue 31 ein. Zum Einschalten
eines gewünschten Übersetzungsverhältnisses muß man das Handrad 24 zunächst drehen,
bis ein nicht näher veranschaulichter Zeiger, der mit dem Handrad verbunden ist
und über einer Teilung spielt, das übersetzungsverhältnis anzeigt. Alsdann muß man
das 'Handrad 24 anheben, um seine oberen Kupplu:ngszähll(e in die Klane 33 eingreifen
zu lassen und ,es dann in der Richturig drehen, durch die die Schaltgabel 17 in
dem zum Einrücken der Wechselräder 8, io oder 13,14 erforderlichen Sinne verschoben
wird.
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Die Zwischenwellen 35 können, von der Ruhestellung ausgehend, nur
in einer Richtung verschoben werden, nämlich mit Bezug auf Fig. i nach rechts. Die
Welle g hingegen kann auch nach links verschoben werden.
Aus diesem
Grunde kann man nach Einstellung der Schalttrommel auf die Welle g zwei verschiedene
Übersetzungsverhältnisse dadurch .einschalten, daß man das Handrad 24 nach rechts
oder nach links dreht.
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Statt der in Fig. 4. dargestellten Bauart können noch zahlreiche andere
Anordnungen getroffen werden, um mit Hilfeeines einzigen Stellorgans sowohl das
übersetzungsverhältnis zu wählen als auch es einzuschalten.
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Auch im übrigen kann die Ausführungsform der Erfindung in mannigfacher
flirr. sickt abgeändert werden.
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Es wäre auch möglich, den Zahnkranz 4 nicht nur exzentrisch zum Zahnkranz
12, sondern auch exzentrisch zum Kreis 45 anzuoirdnen. Dias bietet die Möglichkeit,
die Zahnräder i o mit verschiedenen Zähnezahlen zu versehen, was für manche Übersetzungsverhältnisse
erwünscht sein kann. Schließlich ist die Welle 9 entbehrlich, wenn man auf die durch
die Zahnräder 13, 14 ,ermöglichten Übersetzungsverhältnisse verzichten will. In
diesem Falle kann der Abtrieb unmittelbar von dem Zahnrad i i abgenommen werden.