DE1043752B - Schalterleichterung an elektrisch angetriebenen Schieberadgetrieben von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

• Schalterleichterung an elektrisch angetriebenen Schieberadgetrieben von Werkzeugmaschinen Bei Großwerkzeugmaschinen mit großem Regelbereich namentlich des Hauptantriebes ist die Regelbarkeit der Antriebsmotore im allgemeinen nicht ausreichend, um den in der Endstufe geforderten großen Drehzahlbereich abzugeben. Es werden deshalb mechanische Getriebestufen zwischengeschaltet. Zum Schalten dieser Stufen stehen zwei verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, einmal über Kupplungen und zum anderen durch Schieberäder. Bei den zur Zeit im Werkzeugmaschinenbau üblichen großen Leistungen bei verhältnismäßig geringen Drehzahlen müssen von den Getrieben große Drehmomente übertragen werden. Der Einbau von Reibungskupplungen mit ständiger Schaltbereitschaft ist wegen der großen Abmessungen, die diese annehmen würden, nicht ratsam und auch nicht üblich. Die Verwendung von Klauenkupplungen oder Schieberädern setzt voraus, daß die miteinander zu verbindenden Kupplungshälften oder Radpaare im Augenblick des Schaltens eine bestimmte Stellung zueinander einnehmen, bevor der Schaltvorgang durchgeführt werden kann, wobei Zahn auf Lücke stehen muß, bevor die Kupplung oder das Schieberad durch axiale Verschiebung mit dem Gegenrad oder Gegenkupplung in Eingriff gebracht werden kann.
• Bisher war es vielfach üblich, diese Schaltbewegung bei auslaufendem Motor auszuführen. Der Hauptantriebsmotor wurde dabei abgeschaltet, dann durch Einflußnahme von außen das zu verschiebende Rad oder der zu verschiebende Kupplungsteil aus seiner bisherigen Lage axial verschoben und schließlich mit einem anderen Rad oder Kupplungsteil in Eingriff gebracht. Der die Maschine bedienende Arbeiter mußte dabei - um die Zahn-auf-Lücke-Stellung der Teile herbeizuführen -, nach seinem Gefühl bei auslaufender Maschine mit dem zu verschiebenden Rad oder Kupplungsteil diese Stellung finden. In vielen Fällen, namentlich bei schweren Maschinen mit erheblichen Rotationsmassen kam es hierbei zu Zahnbruch und sonstigen ernsthaften Beschädigungen der Maschine. Diese wurden meist dadurch verursacht, daß die noch vorhandene Geschwindigkeit des Betriebes vom Bedienungsmann geringer eingeschätzt wurde, als sie in Wirldichkeit war, ganz abgesehen von Schaltvorgängen, die bei langsam laufendem Motor unter Leistung durchgeführt wurden, ohne denselben abzuschalten.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden bereits Schalterleichterungen an elektrisch angetriebenen Schieberadgetrieben von Werkzeugmaschinen vorgeschlagen, bei denen die Verschiebung der Räder freigegeben wird, sobald die Maschine von der Betriebsdrehzahl auf eine langsame Pendelbewegung umgesteuert ist. Dabei wird durch das Pendeln - d. h. das langsame Hin- und Herdrehen des Motors abwech-selnd in beiden Richtungen - das Auffinden einer die Verschiebung der Getriebeteile ermöglichenden Zahnauf-Lücke-Stellung erleichtert, und es soll in verstärktem Maße ein schnelles, leichtes und schonendes Einrücken des neuen Ganges gewährleistet sein. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß das Einrücken eines neuen Ganges zwar in verstärktem Maße schnell, leicht und schonend erfolgt, daß aber dieses verstärkte Maß noch wesentlich hinter dem an sich erwünschten Maß zurückbleibt. Das hat zur Folge, daß es auch bei Anwendung der bekannten Schalterleichterung noch zu Zahnbruch kommt und das Einrücken des neuen Ganges auf jeden Fall noch zu lange dauert und nicht schonend genug erfolgt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden.
• Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pendelbewegung durch unsymmetrische Umsteuerung des auf höchste Erregung geschalteten Hauptantriebsmotors erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß der Winkelweg der Pendelung in jeder Drehrichtung verschieden ist, weil nämlich jede Umkehrlage des Hauptantriebs einer anderen Winkelstellung der einzurückenden Getriebeteile relativ zueinander entspricht. Die Wahrscheinlichkeit, in der Nähe des Umkehrpunktes des Antriebs - also bei geringster Relativgeschwindigkeit der einzurückenden Teile - eine Zahn-auf-Lücke-Stellung zu finden, wird dadurch erheblich vergrößert. Wie die Praxis zeigt, liegt diese erhebliche Vergrößerung in einer Größenordnung, die ausreicht, um ein schnelles, leichtes und schonendes Einrücken des neuen Ganges im erwünschten Maße zu gewährleisten.
• Das Abbremsen des Hauptantriebsmotors auf die geringe bei der Pendelung verwendete mittlere Drehzahl kann reibungslos durch Einschaltung der höchsten Felderregung oder noch wirksamer dadurch vorgenommen werden, daß der Hauptantriebsmotor, mindestens während der Verschiebung der Getriebeteile, auf ein Netz geringerer Spannung umgeschaltet ist.
• Die zur Hervorrufung der Pendelbewegung erforderliche periodische Umsteuerung des Hauptantriebsmotors kann durch Verwendung einer Nockenschaltwelle erfolgen, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Um die erwähnten verschieden großen Ausschläge in jeder Drehrichtung hervorzurufen, können die den verschiedenen Drehrichtungen zugeordneten locken der Schaltwelle jeweils verschieden lang ausgeführt sein. Der zeitliche Ablauf der Pendelbewegungen kann auch durch Verschiebung der Nocken gegeneinander in Umfangsrichtung der Schaltwelle oder durch Änderung der Antriebsgeschwindigkeit der Schaltwelle willkürlich beeinflußt werden.
• Die Bedienung des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes wird noch weiter vereinfacht durch Anwendung eines Fußschalters zur Betätigung der Einrichtautomatik, insbesondere für den der Schaltwalze zugeordneten Motor. Für eine vollautomatische Anlage wird ein Vorwählschalter verwendet, welcher gleichzeitig oder mit geringer Verzögerung, zweckmäßig über entsprechend eingestellte Schaltschütze, die Schaltung des Antriebsmotors, die Verschiebung und die Schaltung des Walzenmotors vornimmt.
• Die Erfindung sei an Hand der in der Zeichnung schematisch dargestellten automatischen Anlage veranschaulicht. Diese wirkt folgendermaßen: Es wird z. B. der Übergang von einer anderen Getriebestufe auf die Getriebestufe I gewünscht. Hierfür hat der Bedienungsmann nur den Vorwählschalter 1 in die Stellung I zu bringen. Die Schütze 2, 3. ziehen an. Infolge der Betätigung der diesen zugeordneten Schalterkontakte (gleiche Bezugszeichen) versucht der 3!Zotor 4, die ihm zugeordnete Getriebeschaltgabel nach links zu bewegen, und der Motor 5 versucht die ihm zugeordnete andere Getriebeschaltgabel nach rechts zu führen. Die beiden Schütze 2 und 3 setzen über weitere Schaltkontakte das @Toclzenschaltwerk 6 in Bewegung, wodurch die Schütze 7, 8 abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Sie schalten dabei die beiden Einr ichteschütze 9, 10 des Hauptantriebsmotors. Der Hauptmotor, welcher zuvor durch weitere nicht dargestellte Schaltmittel an ein Netz niedrigerer Spannung gelegt werden kann, fängt also an zu pendeln, und zwar ungleichmäßig, da das Schütz 7 wegen der größeren Länge des ihm zugeordneten Schaltnockens 11 des Nockenschaltwerks 6 einen längeren Impuls erhält als das Schütz 8, dem der kürzere Schaltnocken 12 des Nockenschaltwerks 6 zugeordnet ist. Die Zahnräder bleiben hierbei nicht Zahn auf Zahn stehen, sondern gleiten ineinander, wobei wegen der verschieden langen Ausschläge jeder Umkehrlage der Pendelung eine andere Relativstellung der miteinander in Eingriff zu bringenden Zähne oder Schaltklauen entspricht, so daß ein rasches selbsttätiges Auffinden einer das Einrücken der Zahnräder oder Klauen ermöglichenden Stellung mittels der durch die Motore 4 bzw. 5 zu betätigenden Gabeln sichergestellt ist. Haben die Gabeln ihre Endstellung erreicht, so wird ihr Antrieb durch die Endschalter 13, 14 stillgesetzt.
• Der -Schaltvorgang ist bei den anderen Getriebestufen im Prinzip gleich. Die Schaltgabeln werden nur jeweils in andere Richtung versetzt, wozu die übrigen dargestellten Schaltschütze (ohne Bezugszeichen) dienen, wie aus der Zeichnung ohne weiteres deutlich wird.

Claims (9)

1. PATEI`TA\SPRUCHE: 1. Schalterleichterung an elektrisch angetriebenen Schieberadgetrieben von Werkzeu!gma,schinen, bei der die Verschiebung der Räder freigegeben wird, sobald die Maschine von der Betriebsdrehzahl auf eine langsame Pendelbewegung umgesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Pendelbewegung durch unsymmetrische Umsteuerung des auf höchste Erregung geschalteten Hauptantriebsmotors erfolgt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptantriebsmotor während der Verschiebung der Getrieberäder auf ein Netz geringerer Spannung umgeschaltet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Nockenschaltwelle (6) zur Steuerung der Pendelbewegung.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen Pendelrichtungen zugeordneten Nocken (11, 12) der Schaltwelle (6) jeweils verschieden lang sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (11, 12) in Umfangsrichtung der Schaltwelle (6) verschiebbar und feststellbar sind.
6. 6. Einrichtung nach Ansprach 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsgeschwindigkeit der Schaltwelle einstellbar ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Fußschalter für die Bedienung der Einrichtautomatik. B.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Fußschalters für den Antrieb der Schaltwalze.
9. 9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Vorwählschalter, welcher gleichzeitig oder mit geringer Verzögerung die Schaltung des Antriebsmotors, die Verschiebung der Getrieberäder und die Schaltung des Walzenmotors vornimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 923 340; USA.-Patentschrift Nr. 2 670 632.