DE2721123C2 - Schieberadgetriebe für eine Schaltung im Stillstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schieberadgetriebe für eine Schaltung im Stillstand mit einem Schieber, mindestens einem antreibbaren Radpaar und einem in der entsprechenden Verschiebestellung auf ein anzutreibendes Rad wirkenden Abtriebsrad.

Bei derartigen Schieberadgetrieben, insbesondere wenn sie bei Werkstückspindelantreben von Mehrspindel-Drehautomaten eingesetzt werden, müssen nach dem Abschalten der Werkstückspindelantriebe und dem Stillsetzen der Wellen Zahnräder durch axiales Verschieben miteinander in Eingriff gebracht werden. Um nun das Einschieben des Abtriebsrades in das anzutreibende Rad zu erleichtern, werden in der Praxis die entsprechenden Zähne an ihren Stirnseiten abgeschrägt. Stehen jedoch die beiden Zahnräder mit ihrem Zahnprofil genau voreinander, ist selbst dann ein Ineingriffbringen nicht mehr möglich.

Bei einem bekannten Schieberadgetriebe der gattungsgemäßen Art (DE-AS 22 55 992) wird ein verschleißarmes und zuverlässiges Ineingriffschieben der Zähne der betroffenen Zahnräder dadurch gewährleistet, daß für diese Stillstandsschaltung einem der betroffenen Zahnräder eine Relativdrehung zum anderen gegeben wird, im Gesamtsystem ferner auch eine Abfederung vorhanden ist, so daß es durch die Relativdrehzahl mit Sicherheit zu einem Ineinanderschieben der zu schaltenden Zahnräder kommt. Dies wird dort jedoch mit einem außerordentlich großen baulichen Aufwand erreicht. So ist dort eine von einem Motor über einen Schneckentrieb antreibbare Schaltwelle vorgesehen, die einen Spindelabschnitt aufweist, auf dem ein Mutternteil sitzt, das die Drehbewegung der Schaltwelle in eine translatorische Bewegung für einen als Zwischenrad ausgebildeten Schieber umsetzt. Auf der Schaltwelle sitzt ferner ein abgefedertes Hilfszahnrad, und auch das Übertragungselement vom Mutternteil auf den Schieber ist abgefedert. Die Räder des Zwischenradblockes müssen einerseits mit dem Hilfszahnrad auf der Schaltwelle und andererseits mit dem anzutreibenden Rad in Eingriff gebracht werden. Das Hilfszahnrad ist dort ferner von einer in Umfangsrichtung wirkenden Blattfeder beaufschlagt die dazu dient nach dem Eingriff der Zahnräder einen Stoß durch das stillstehende Rad auf die Schaltwelle zu vermindern. Am eigentlichen Schaltvorgang ist die Blattfeder nicht beteiligt

ίο Bei einem weiteren bekannten Schieberadgetriebe, das jedoch nicht für eine Stillstandsschaltung gedacht oder geeignet ist (GB-PS 3 30 W3), ist es bekannt bei systemimmanent dort vorhandener Relativdrehzahl zwischen zwei ineinanderzuschiebenden Zahm ädern im Bedarfsfall das eine Zahnrad durch Abfederung in axialer Richtung ausweichen zu lassen, bis die Zahnprofile der betroffenen Zahnräder so passend zueinander stehen, daß ein Ineinanderschieben möglich ist Die Zahnräder sitzen dabei mittels eines Gewindes auf einer auf der Welle befindlichen und abgefederten Muffe. Es ist auch eine Relativbewegung der Zahnräder gegenüber der Muffe möglich, doch dient die diesbezügliche Ausgestaltung dazu, nach dem eigentlichen Schaltvorgang, also bei bereits in Eingriff stehenden Zahnrädern, Stöße durch auftretende Trägheitsmomente im Hinblick auf die womöglich recht beträchtlichen Differenzdrehzahlen abzumildern. An eine Verdrehung der Zahnräder zum Zwecke des Ineinanderschiebens zu schaltender Zahnräder ist dort weder gedacht, noch ist dies mit der dortigen Einrichtung möglich, noch ist es überhaupt bei der systemimmanent vorhandenen Relativdrehzahl überhaupt als Problem existent.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schieberadgetriebe der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß eine verschleißarme, funktionssichere Stillstandsschaltung mit denkbar einfachen konstruktiven Mitteln gewährleistet wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches.

Im Verhältnis zu dem vorbekannten komplizierten Schaltwellentrieb wird beim Anmeldungsgegenstand in einfacher Weise im Bedarfsfall, nämlich dann, wenn bei den zu schaltenden Rädern Zahn vor Zahn steht, die vorhandene geradlinige Verschiebebewegung des Schiebers dadurch, daß das entsprechende breite Abtriebsrad laufend mit dem Zwischenrad in Eingriff steht, über die Schrägverzahnung der betroffenen Räder in eine Relativbewegung des Zwischenrades zum stehenden, ebenfalls schrägverzahnten anzutreibenden Rad umgesetzt, wobei die axiale Komponente der Bewegung des Abtriebsrades im Verhältnis zum Zwischenrad, die für die Erzeugung dieser Relativdrehung erforderlich ist, durch die Feder gegeben wird. Diese Ausgestaltung gewährleistet auch, daß nicht etwa die Wechselräder des Schieberadgetriebes schrägverzahnt ausgebildet werden müssen.

Durch die im Unteranspruch 2 gekennzeichnete weitere Ausgestaltung ist es möglich, mit einer relativ schwach dimensionierten Feder auszukommen.

Durch die im Unteranspruch 3 gekennzeichnete Ausgestaltung wird die Verdrehung des Zwischenrades so klein wie möglich gehalten.

Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Schieberadgetriebes wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.

Das in der Zeichnung dargestellte Schieberadgetriebe dient dem Sonderantrieb der Spindel 1 eines Mehrspindel-Drehautomaten. Die Spindel 1 wird von einem

Zentralrad 2 des Hauptantriebes des Mehrspindel-Drehautomaten über Kupplungen 3 angetrieben. Über die Schaltmuffe 4 der Kupplung 3 wird ferner eine Bremse 5 betätigt. Auf der Spindel 1 isi ein weiteres Antriebsrad 6 für einen zweiten Antrieb angeordnet, wobei der zweite Antrieb aus dem Motor 8 und dem Schieberadgetriebe besteht für welches das Zahnrad 6 das anzutreibende Rad darstellt

Das Schieberadgetriebe beinhaltet Wechselräder 9 und 10, denen ein Abtriebsrad 1 ί nachgeordnet ist Das Abtriebsrad 11 seinerseits wird jedoch nicht direkt mit dem anzutreibenden Rad 6 in Verbindung gebracht sondern steht ständig mit einem Zwischenrad 12 in Eingriff, das schräg verzahnt ist und axial gegen die Kraft einer Feder 16 verschiebbar ist Das anzutreibende Rad 6 ist ebenfalls schräg verzahnt ebenso wie das Abtriebsrad 11, welches darüber hinaus um den Verschiebeweg breiter als das Zwischenrad 12 ist

Die Räder 9, 10, 11 und 12 des Schiebrradgetriebes sind in einem Schieber 13 gelagert an dem die Kolbenstange 14 eines Hydraulikzylinders angreift. Der Motor 8 ist über eine Keilwelle 15 mit dem Schieberadgetriebe verbunden. Die Feder 16 drückt das Zwischenrad gegen den entsprechenden Bund des Schiebers 13.

Soll die Spindel 1 vom Sonderantrieb angetrieben werden, wird sie von dem Zentralrad 2 durch die Kupplung 3 getrennt und durch die Bremse 5 zum Stillstand gebracht Die Bremse 5 wird dann gelöst so daß die Spindel 1 frei drehbar ist Daraufhin wird über die Kolbenstange 14 der Schieber 13, gesehen auf die Zeichnung nach rechts, verschoben. Kommt es hierbei nichi zu einem Einrücken der Zähne des Zwischenrades 12 in die des anzutreibenden Rades 6, wird das Zwischenrad 12 gegen die Kraft der Feder 16 zurückgedrängt Die Zähne des Zwischenrades 12 gleiten dabei dann in der Schrägverzahnung des Abtriebsrades U, mit dem sie aufgrund seiner Breite dauernd im Eingriff bleiben. Hierdurch entsteht eine vorbestimmte Verdrehung des Zwischenrades 12. Durch diese Verdrehung gelangen die Zähne des Zwischenrades 12 mit Sicherheit vor die Zahnlücken des anzutreibenden Rades 6, so deß dann eine Einschiebung durch die Kraft der Feder 16 unter leichter Drehung der Spindel 1 infolge der Schrägverzahnung erfolgt.

Die Drehrichtung und die Zahnschräge des Zwischenrades 12 sind dabei so gewählt, daß die durch das Antriebsmoment des Motors 8 erzeugte Kraftkomponente in axialer Richtung in gleicher Achsrichtung wirkt wie die Kraft der Feder 16.

Der axiale Verschiebeweg ist dabei in Abhängigkeit von der Zahnschrägung so groß gewählt, daß die maximale Verdrehung des Zwischenrades 12 geringfügig größer ist als die halbe Zahnteilung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schieberadgetriebe für eine Schaltung im Stillstand mit einem Schieber, mindestens einem antreibbaren Radpaar und einem in der entsprechenden Verschiebestellung auf ein anzutreibendes Rad wirkenden Abtriebsrad, gekennzeichnet durch ein schrägverzahntes und in bekannter Weise axial gegen die Kraft einer Feder (16) verschiebbares, dem Abtriebsrad (11) nachgeordnetes und mit ihm in Eingriff stehendes Zwischenrad (12), wobei das Abtriebsrad (11) entsprechend schrägverzahnt ist und um den Verschiebeweg breiter als das Zwischenrad (12) ist

2. Schieberadgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Schrägungswinkel des Zwischenrades (12) bedingte und in Achsrichtung auf das Zwischenrad (12) wirkende Komponente des Antriebsmomentes des Schieberadgetriebes richtungsgleich mit der Kraft der Feder (16) ist

3. Schieberadgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der maximale Verschiebeweg des Zwischenrades (12) in Abhängigkeit vom Schrägungswinkel so gewählt ist daß die maximale Verdrehung des Zwischenrades (12) geringfügig größer als die halbe Zahnteilung ist.