VARIABLE-RATIO GEARING, ESPECIALLY A PRESELECTION GEARING FOR MACHINE TOOLS

Abstract: 1. A multi-ratio gearbox, more particulary a preselection gearbox for machine tools such as lathes or the like, the gearbox having an input shaft (1) and, extending parallel thereto, an output shaft (2) both having fixedly disposed gears (3 - 6 and 7 - 10 respectively) and gears (13 - 16 and 17 - 20 respectively) which corotate with their shafts but are longitudinally movable thereon, the longitudinally movable gears being so shiftable by associated shift elements (shift forks 11, 12 ; 21, 22) from a freewheel position into an engaged position and vice versa, that in every engaged position only a single gear pair (3, 16 ; 4, 15 ; 5, 14 ; 6, 13 ; 7, 20 ; 8, 19 ; 9, 18 or 10, 17). viz. a fixed gear (3 - 9 or 10) of the input shaft (1) or output shaft (2) is in engagement or meshes with a longitudinally movable gear (13 - 19 or 20) of the other shaft, viz., the output shaft (2) or input shaft (1), characterized in that the input shaft (1) and output shaft (2) are of identical construction and are correspondingly provided in the same sequence with the fixedly disposed and longitudinally movable gears (3 ... 20), and the shafts (1, 2) thus identically devised are disposed in laterally inverted relationship to one another in the gearbox casing (44).

Description: Mehrstufiges Schaltgetriebe, insbesondere Vorwahlschalt getriebe für Werkzeugmaschinen Beschreibung Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Schaltgetriebe, insbesondere Vorwahlschaltgetriebe für Werkzeugmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Schnittbewegung eines Schneidmeissels z. B. einer herkömmlichen Drehmaschine entsteht dadurch, dass sich das von der Arbeitsspindel angetriebene oder mit dieser verbundene Werkstück an dem Schneidmeissel vorbeidreht. Um die Arbeitsspindel in Umdrehungen zu versetzen, ist eine Antriebsorgan und ein Drehzahlwandler erforderlich, der die Antriebsdrehzahl in die gewünschte Arbeitsspindeldrehzahl umwandelt. Als Antriebsorgan verwendet man fast ausschliesslich einen mit der Maschine verbundenen Flansch oder Fussmotor, wobei der Drehstromasynchronmotor (Kurzschlussläufer) mit konstanter Drehzahl vorherrscht. Die früher übliche Antriebsart über einen Riementrieb und Deckenvorgelege ist fast ganz aus den Werkstätten verschwunden. Die Umwandlung der konstanten Eingangsdrehzahl in ein Bündel Spindeldrehzahlen wird unmittelbar im Antriebsmotor oder in einem im Spindelkasten bzw. Bettfuss eingebauten Getriebe vorgenommen. Dieses Getriebe kann ein mechanisches oder hydraulisches sein. Auch eine Kopplung beider miteinander oder mit dem steuerbaren elektrischen Antrieb ist möglich. Das Getriebe ist mit dem Antriebsmotor unmittelbar (Flanschmotor) oder über einen Antriebsriemen (Keilriemen, Flachriemen) (Fussmotor) verbunden. Die Ausgangsdrehzahlen sind gestuft oder stufenlos. Ziel der Erfindung ist die Weiterentwicklung eines gestuften mechanischen Zahnradgetriebes für Werkzeugmaschinen der genannten Art. Bei derartigen Getrieben sind in der Regel sämtliche Zahnräder ständig im Eingriff. Das gewünschte Übersetzungsverhältnis wird durch Kuppeln hergestellt. Aus diesem Grunde nennt man diese Getriebe auch 'Kupplungsgetriebe". Die Kupplungen sitzen längsverschiebbar auf den Wellen und werden von diesen mitgenommen, während die Räder lose auf Hülsen laufen. Der Vorteil dieses Getriebes liegt darin, dass man mit einer minimalen Anzahl von Wellen und Zahnrädern auskommt Nachteilig sind die Hülsen und Kupplungen, die den Aufbau verwickeln und den Wirkungsgrad herabsetzen. Anstelle der früher üblichen Zahn- oder Klauenkupplungen sind in neuester Zeit elektrisch oder hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen getreten. Ausserdem verwendet man #1agnetpulver-, Wirbelstrom- und Induktionskupplungen - Damit ergibt sich eine sehr einfache Schaltbarkeit, weil diese Kupplungen über einen Wahlschalter und Druckknopf betätigt werden und somit das zum Teil recht umfangreiche Schaltgetriebe fortfällt. Der konstruktive und steuerungstechnische Aufwand ist jedoch beachtlich. Ausserdem ist der ständige Eingriff sämtlicher Räder dadurch nicht be seitigt, der eine Herabsetzung des Wirkungsgrades sowie eine hohe Geräuschentwicklung bedingt. Man kennt im Werkzeugmaschinenbau auch sogenannte "Schieberadgetriebe", insbesondere für kleinere Werkzeugmaschinen. Sechsstufige Schieberadgetriebe umfassen jedoch bereits drei Wellen, sieben Zahnräder und eine Kupplung (einfach gebundenes sechsstufiges Getriebe) oder drei Wellen und acht Zahnräder (doppelt gebundenes sechsstufiges Schieberadgetriebe) mit der Folge, dass mindestens zwei Räderpaare ständig im Eingriff sind. Ausserdem müssen bei diesen Getrieben Einradblock und die Kupplung bzw Zweiradblöcke in Eingriff gebracht werden mit entsprechend aufwendigem Betätigungsmechanismus. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrstufiges Schaltgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch einen minimalen Konstruktionsaufwand, minimale Geräuschentwicklung und einfachste Bedienung auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Massnahmen nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäss handelt es sich also um ein Zweiwellengetriebe, wobei jede Welle, nämlich die Antriebs- und Abtriebswelle, jeweils sowohl mit ortsfest angeordneten als auch drehfest, jedoch längsverschieblich gelagerten Zahnrädern bestückt sind. Letztere sollen erfindungsgemäss in an sich bekannter Weise durch jeweils zugeordnete Schaltelemente versetzbar sein, derart, dass in jeder Schaltstufe jeweils nur ein einziges Zahnradpaar miteinander in drehmomentübertragendem Eingriff steht. Speziell kämmt in jeder Schaltstufe jeweils ein ortsfestes Zahnrad der einen Welle mit einem längsverschieblich gelagerten Zahnrad der anderen Welle. Durch diese An- und Zuordnung der Zahnräder auf Antriebs- und Abtriebswelle des Getriebes ist es vglich, dass durch einen einzigen Schaltschritt jeweils nur ein Räderpaar miteinander in Eingriff gebracht wird. Dadurch wird zum einen eine erhebliche Geräuschreduzierung sowie zum anderen eine erhebliche Vereinfachung der Bedienung erreicht. Es sind nur noch zwei Betätigungselemente erforderlich, nämlich ein Vorwählschalter sowie ein Schalter zur Verschiebung des vorge wählen Zahnrades auf der Antriebs- oder Abtriebswelle. Dadurch, dass in jeder Schaltstufe nur ein einziges Zahnradpaar in Eingriff steht, wird auch ein maximaler Wirkungsgrad erreicht. In entsprechender Weise ist der Verschleiss minimal. Konstruktive Details der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird. Von besonderer Bedeutung sind die spiegelbildliche Anordnung der Zahnräder auf Antriebs- und Abtriebswelle. Antriebs- und Abtriebswelle sind also baugleich ausgeführt, wodurch eine rationelle Getriebefertigung möglich ist. Ausserdem ist von besonderer Bedeutung der Vorwahl- und Schalt-echanismus nach den Ansprüchen 8 bis 15, mittels dem man auch bei einem sechs- und mehrstufigen Getriebe mit nur zwei Betätigungselementen zur Usschaltung auskommt. Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsforin eines erfindungsgemäss ausgebildeten achtstufigen Vorwahlschaltgetriebes für Drehmaschinen anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig.l ein erfindungsgemäss ausgebildetes achtstufiges Vorwahlschaltgetriebe im Schnitt längs der durch die übereinander angeordneten Antriebs und Abtriebswelle gebildeten Ebene; Fig. 2 das Getriebe nach Fig. 1 im Schnitt längs Linie II-II in Fig.l; Fig. 3 das Getriebe nach Fig. 1 im Schnitt längs Linie III-III in Fig. 1; und Fig. 4 das Getriebe nach den Fig. 1 bis 3 teilweise im Schnitt längs Fig. IV-IV in Fig. 2, teilweise in Ansicht. Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte achtstufige Vorwahlschaltgetriebe umfasst ein Getriebegehäuse 44, in dem zwei Wellen, nämlich eine Antriebewelle 1 sowie eine Abtriebswelle 2 parallel zueinander drehbar gelagert sind. Die Wellen 1 und 2 sind jeweils kugelgelagert. Die Wellen-Kugellager sind in Fig. 1 mit den Bezugszeichen 51, 52, 53, 54 gekennzeichnet. Die Antriebs- und Abtriebswelle sind jeweils in der gleichen Weise mit Zahnrädern 3, 4, 5, 6, 17, 18, 19, 20 bzw. 7, 8, 9, 10, 13, 14, 15, 16 bestückt, wobei jeweils vier Zahnräder auf der zugeordneten Welle 1 bzw. 2 ortsfest angeordnet und weitere vier Zahnräder drehfest, jedoch längsverschieblich gelagert sind. Die beiden Wellen 1 und 2 ragen aus dem Getriebegehäuse 44 jeweils an gegenüberliegenden Seiten heraus zum Anschluss eines nicht dargestellten Kraftübertragungsmittels. Die vier ortsfest angeordneten Zahnräder 3, 4, 5, 6 bzw. 7. 8, 9, 10 befinden sich jeweils auf derjenigen Wellenhälfte, die sich an den aus dem Getriebegehäuse 44 herausragenden Wellenabschnitt anschliesst. Auf der jeweils anderen Wellen hälfte sind die längsverschieblich gelagerten Zahnräder 13, 14, 15, 16 bzw. 17, 18, 19, 20 angeordnet, wobei diese jeweils zu einem Räderpaar bzw. zwei Zahnräder umfassenden Räderblock zusammengefasst sind und als solche, d. h blockweise, in Längsrichtung der Wellen 1 bzw. 2 aus einer Freilauf-Stellung in eine gewünschte Schaltstellung und umgekehrt versetzbar sind. In ihrer Freilauf-Stellung sind die erwähnten Räderpaare durch Rastmittel, nämlich jeweils durch einen zugeordneten Kugelrastmechanismus 23, 24 bzw. 25, 26 bekannter Bauart arretierbar. In gleicher Weise sind die Räderpaare auch in ihren Schaltstellungen durch dieselben Kugelrastmechanismen arretierbar, wobei die jeweils federbelasteten Rastkugeln Teil der Räderpaare sind und in auf den Wellen 1 und 2 angeordneten Bohrungen 51 bzw. 52 einrasten. Die Rastbohrungen 51, 52 bestimmen die Freilauf- bzw. Schaltstellungen der Räderpaare 13 20 auf den beiden Wellen 1 und 2. Wie Fig. 1 erkennen lässt, befinden sich die Räderpaare 13, 14; 15, 16; 17, 18 und 19, 20 in ihrer Freilauf Stellung jeweils zwischen den beiden zugeordneten, auf der gegenüberliegenden Welle 1 bzw. 2 ortsfest angeordneten Zahnrädern 3, 4 bzw. 5, 6 bzw. 7, 8 bzw. 9, 10. Wie oben dargelegt, sind die bestückten Wellen 1 und 2 jeweils baugleich ausgeführt und im Getriebegehäuse 44 spiegelbildlich zueinander angeordnet. Die Bestückung der Wellen 1 und 2 mit den ortsfest angeordneten und längsverschieblich gelagerten Zahnrädern erfolgt jeweils derart, dass die Zähnezahl der Zahnräder von einem Ende beginnend zum anderen Ende der Welle zunimmt, z. B. wie folgt: Z-20,25,29,34,39,44,50,53. Dies bedeutet, dass aufgrund der erwähnten spiegelbildlichen Anordnung der Zahnräder im Getriebegehäuse 44 Zahnräder mit folgender Zähnezahl miteinander in Eingriff bringbar sind: ZAntrieb = 20 und ZAbtrieb = 53i ZAntrieb = 25 und ZAbtriebZ = 50; ZAntrieb = 29 und ZAbtrieb = 44; ZAntrieb = 34 und ZAbtrieb = 39; ZAntrieb = 39 und ZAbtrieb = 34; ZAntrieb = 44 und ZAbtrieb = 29; ZAntrieb = 50 und ZAbtrieb = 25; und ZAntrieb = 53 und ZAbtrieb = 20. Durch die erwähnten Radpaarungen sind die acht Stufen des Getriebes bestimmt. Als Schaltelemente für die Versetzung der auf Antriebsund Abtriebswelle längsverschieblich gelagerten Zahnräder bzw. Zahnradpaare dienen Schaltgabeln 11, 12 bzw. 21, 22, die in den Zahnrädern bzw. Räderpaaren 13, 14 bzw. 15, 16 bzw. 17, 18 bzw. 19, 20 jeweils zugeordnete Umfangsnuten 27, 28, 29 und 30 eingreifen und mit einem weiter unten noch näher beschriebenen Vorwähl- und Schaltmechanismus unter entsprechender Mitnahme der Zahnräder bzw. Räderpaare in Richtung der Antriebs- bzw. Abtriebswelle versetzbar sind. An jeder Schaltgabel 11, 12, 21, 22 ist ein sich parallel zur Antriebs- und Abtriebswelle erstreckender Betätigungsstab 31, 32, 33 bzw. 34 befestigt, der unter Verschiebung in Stablängsrichtung und damit entsprechender Mitnahme der Schaltgabel sowie der dieser zugeordneten Zahnräder 13, 14 oder 15, 16 oder 17, 18 oder 19, 20 durch einen Schaltstift 35, 36 axial beaufschlagbar ist. Die Betätigungsstäbe 31, 32, 33, 34 liegen in Stablängsrichtung gesehen im gleichen Winkelabstand voneinander auf einem gemeinsamen gedachten Kreis. Zu beiden Seiten der Betätigungsstäbe 31, 32, 33, 34 ist jeweils ein Schaltstift 35 bzw. 36 angeordnet, wobei die beiden Schaltstifte auf demselben gedachten Kreis wie die Betätigungsstäbe liegen und längs desselben schrittweise durch einen Vorwählmechanismus bewegbar sind. Die beiden Schaltstifte 35, 36 sind jeweils auf einer drehbar gelagerten Schalttrommel bzw. Schaltscheibe 37 bzw 38 angeordnet, deren gemeinsame Drehachse 39 mit der Achse des gedachten Kreises, auf dem die Betätigungsstäbe in Richtung ihrer Längsachsen gesehen liegen, zusammenfällt. Die Anordnung der beiden Schaltstifte auf den beiden Schaltscheiben 37, 38 ist so, dass sie um den halben Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Betätigungsstäben 31, 32, 33, 34 versetzt zueinander liegen. Durch den noch näher zu beschreibenden Vorwähimechanismus sind die Schaltscheiben 37, 38 und damit die beiden Schaltstifte 35, 36 bei jedem Schaltschritt um diesen Winkelabstand weiterbewegbar. Im konkreten Fall beträgt der Schaltwinkel 450 Der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Betätigungsstäben beträgt dementsprechend 900. Die beiden Schaltscheiben 37, 38 sind durch einen noch näher zu beschreibenden Schaltmechanismus in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse 39 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar, und zwar synchron, wodurch einer der beiden Schaltstifte 35 oder 36 mit dem jeweils angewählten Betätigungsstab in längsverschiebenden Eingriff bringbar ist, während der gegenüberliegend angeordnete Schaltstift 36 bzw 35 zwischen zwei benachbarten Betätigungsstäben ins Leere geht, bzw. die Schaltstifte 35, 36 in ihre Wählstellung gelangen. Die Axialbewegung der Schaltscheiben 37, 38 bzw. Schaltstifte 35, 36 ist in Fig. 4 durch die Doppelpfeile 53 gekennzeichnet. Jedem Schaltstift 35 bzw. 36 ist auf der gegenüberliegend angeordneten Schaltscheibe 38 bzw. 37 eine Durchgangsborhung 40 bzw. 41 zugeordnet, durch die hindurch der durch den Schaltstift 35 bzw. 36 jeweils axial bewegte Betätigungsstab ausweichen kann. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaltstift 35 dem Betätigungsstab 31 zugeordnet, der mit der Schaltgabel 12 verbunden ist. Die Schaltgabel 12 greift in die dem Räderpaar 13, 14 zugeordnete Umfangsnut 28 ein. Bei gleichzeitiger Axialbewegung der beiden Schaltscheiben 37, 38 aufeinander zu wird der Betätigungsstab 31 durch den Schaltstift 35 axial beaufschlagt und in Fig. 4 unter Mitnahme der Schaltgabel 12 und damit des Räderpaares 13, 14 nach links verschoben, wobei das dem Schaltstift 35 abgewandte Ende des Betätigungsstabes 31 durch die Bohrung 40 in der gegenüberliegend angeordneten Schaltscheibe 38 hindurch ausweichen kann. Der an der Schaltscheibe 38 angeordnete Schaltstift 36 geht dabei zwischen den beiden benachbarten Betätigungsstäben 31, 34 ins Leere. Die Schaltscheiben 37, 38 sind so angeordnet und dimensioniert dass sie bei der erwähnten Axialbewegung aufeinander zu die vom Schaltstift 35 oder 36 nicht beaufschlagten Betätigungsstäbe in einer Ausgangslage halten, insbesondere den in einer vorangegangenen Schaltstellung längsverschobenen Betätigungsstab in die Ausgangslage zurückbewegen, die der erwähnten Freilauf-Stellung der jeweils zugeordneten, auf Antriebs- und Abtriebswelle längsverschieblich gelagerten Zahnräder bzw Räderpaare entspricht. Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Stellung der Schaltscheiben 37, 38 bzw. Schaltstifte 35, 36 wird also die Schaltgabel 12 und damit das Räderpaar 13, 14 nach links verschoben, wodurch das auf der Abtriebswelle 2 längsverschieblich gelagerte Zahnrad 13 mit dem auf der Antriebswelle 1 ortsfest angeordneten Zahnrad 6 in Eingriff kommt. Durch Drehung der beiden Schaltscheiben 37, 38 in der in Fig. 4 dargestellten Stellung um 450 in richtung des Pfeiles 54 (siehe auch Fig. 2 und 3) würde der Schaltstift 36 dem Betätigungsstab 31 zugeordnet werden. Bei Axialbewegung der beiden Schaltscheiben 37, 38 aufeinander zu würde also der Betätigungsstab 31 durch den Schaltstift 36 axial beaufschlagt und in fig. 4 nach rechts unter Mitnahme der Schaltgabel 12 und damit des dieser zugeordneten Räderpaares 13, 14 soweit verschoben werden, bis das auf der Welle 2 längsverschieblich gelagerte Zahnrad 14 mit dem auf der Welle 1 ortsfest angeordneten Zahnrad 5 in Eingriff kommt. Das dem Schaltstift 36 abgewandte Ende des Betätigungsstabes 31 würde bei der letztgenannten Stellung durch die Bohrung 41 in der Schaltscheibe 37 hindurch ausweichen. Auf die beschriebene Art und Weise lassen sich sämtliche auf den beiden Wellen 1 und 2 angeordneten Zahnräder wechselweise miteinander in Eingriff bringen unter Ausbildung der oben genannten Übersetzungsverhältnisse (acht Stufen. Die beiden Schaltscheiben 37, 38 sind auf einer die gemeinsame Drehachse 39 definierenden Welle 46 drehfest, jedoch längsverschieblich gelagert. Zu diesem Zweck weist die Welle 46 zumindest im Axialverschiebungsbereich der beiden Schaltscheiben 37, 38 einen sechseckigen Querschnitt auf. Zur schrittweisen Verdrehung der Welle 46 und damit der Schaltscheiben 37, 38 bzw. Schaltstifte 35, 36 ist auf der Welle 46 ein Schraubenrad 47 befestigt, das mit einem Schraubenrad 48 in Eingriff steht, dessen aus dem Getriebegehäuse 44 herausgeführte Drehachse 55 sich im rechten Winkel zur Welle 46 erstreckt. Am aus dem Getriebegehäuse 44 herausragenden Abschnitt der Drehachse 55 ist ein in Fig. 3 nur teilweise dargestellter Vorwählhebel 50 befestigt. Das Schraubenradgetriebe 47,48 sowie die auf der Welle 46 drehfest, jedoch längsverschieblich gelagerten Schaltscheiben 37, 38 und diesen zugeordneten Schaltstifte 35, 36 einerseits und die dem Schraubenrad 48 zugeordnete Drehachse 55 samt Vorwählhebel 50 andererseits bilden den erwähnten Vorwählmechanismus. Die beiden Schaltscheiben 37, 38 sind schliesslich über Verbindungslaschen 42, 43 mit einer im Getriebegehäuse 44 drehbar gelagerten Schaltwelle 45 gekoppelt, die in gleicher Weise wie die Achse 55 durch das Getriebegehäuse 44 nach aussen geführt und mit einem Schalthebel 49 verbunden ist. Dadurch wird der erwähnte Schaltmechanismus für die Axialbewegung der beiden Schaltscheiben 37, 38 samt zugeordneter Schaltstifte 35, 36 auf der Welle 46 gebildet. Entsprechend den Fig. 2 und 4 sind die Verbindungslaschen 42, 43 jeweils gelenkig an den Schaltscheiben 37, 38 zugeordneten Mitnehmern 56, 57 einerseits und an einem mit der Schaltwelle 45 drehfest verbundenen Doppelhebel 58 andererseits angeschlossen. Diese Mitnehmer 56, 57 sind jeweils an sich parallel zu den Wellen 1 und 2 erstreckenden Führungsstäben 59, 60 für die Längsführung der Schaltgabeln 11, 12 bzw. 21, 22 abgestützt. Die Mitnehmer 56, 57 sind im übrigen gegenüber den Schaltscheiben 37, 38 relativ verdrehbar, so dass sie ein schrittweises Verdrehen der Schaltscheiben 37, 38 bzw. der Schaltstifte 35, 36 um die Drehachse 39 nicht behindern. Der Schalthebel 49 ist im übrigen in Fig. 2 ebenfalls nur teilweise dargestellt. Es sind also zur Umschaltung nur zwei Betätigungselemente, nämlich der Schalthebel 49 und der Vorwählhebel 50, zu bedienen. Es ist ferner durch die beschriebene Mechanik sichergestellt, dass in jeder Schaltstufe nur jeweils ein einziges Radpaar miteinander in Eingriff steht mit der Folge einer minimalen Geräuschentwicklung, eines maximalen Wirkungsgrades und einer maximalen Lebensdauer des Getriebes. Durch die baugleiche Ausführung sowohl der Antriebswelle 1 als auch der Abtriebswelle 2 ist ferner eine äusserst rationelle Fertigung möglich Die obige Beschreibung einer erfindungsgemäss ausgebildeten Ausführungsform eines 8-stufigen Vorwahlschaltgetriebes lässt einen weiteren, hinsichtlich der Bedienung ganz beachtlichen Vorteil erkennen: Der Vorwähimechanismus und damit die Position der Schaltstifte 35, 36 lässt sich auch während des Getriebelaufs und damit während des Betriebs der Maschine betätigen bzw. in eine andere Schaltposition verstellen. Nach einer Umschaltung des Getriebes mittels des erwähnten Schaltmechanismus wird der Schalthebel und damit die Schaltscheiben 37, 38 samt Schaltstiften 35, 36 vorzugsweise in seine Ausgangslage entsprechend Fig. 4 gebracht. Das längsverschobene Zahnrad bzw. Zahnradpaar bleibt dank der oben beschriebenen Arretierung auf der Welle 1 bzw 2 sicher in der geschalteten bzw. versetzten Lage, so dass der Schaltmechanismus ohne Gefahr für den gewählten Zahnradeingriff in die Ausgangs- bzw. Null Lage gebracht werden kann. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn der Schalthebel 49 bzw. die Schaltwelle 45 gegen die Wirkung eines elastischen Elements, z. B. Torsionsfeder o. dgl.,aus der Ausgangs- bzw. Null-Lage entsprechend Fig. 4 in die Schaltstellung bringbar ist. Dann ist gewährleistet, dass der Schaltmechanismus nach der Umschaltung selbsttätig in die Ausgangs- bzw. Null Lage zurückkehrt. Der Vorwählmechanismus ist damit frei zur Bedienung. Ferner ist bei der Erfindung von Vorteil, dass der Vor wählhebel vor- und zurückbewegbar ist, wodurch sich minimale Vorwahlwege erhalten lassen. Sämtliche in den Unterlagen beschriebenen Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims: Mehrstufiges Schaltgetriebe, insbesondere Vorwahlschalt getriebe für Werkzeugmaschinen Patentansprüche 1. Mehrstufiges Schaltgetriebe, insbesondere Vorwahlschaltgetriebe für Werkzeugmaschinen, wie Drehmaschinen oder dergl., mit einer Antriebs (1)- und einer sich parallel dazu erstreckenden Abtriebs (2) -Welle, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebs (1)- und Abtriebs (2) -Welle jeweils sowohl mit ortsfest angeordneten (3, 4, 5, 6; 7, 8, 9, 10) als auch drehfest, jedoch längsverschieblich gelagerten (13, 14, 15, 161 17, 18, 19, 20) Zahnrädern bestückt sind, wobei letztere durch jeweils zugeordnete Schaltelemente (Schaltgabeln 11, 12; 21, 22) versetzbar sind, derart, dass in jeder Schaltstufe jeweils nur ein einziges Zahnradpaar (3, 16; 4, 15; 5, 146, 13; 7, 20 8, 19; 9, 18 oder 10, 17) miteinander in drehmomentübertragendem Eingriff steht. 2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass in jeder Schaltstufe jeweils ein ortsfestes Zahnrad (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10) der Antriebs (1)- oder Abtriebs (2) -Welle mit einem längsverschieblich gelagerten Zahnrad (13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 oder 20) der anderen Welle, nämlich Abtriebs (2)- oder Antriebs ( Welle, in Eingriff steht bzw. kämmt. 3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die auf Antriebs (1)- und Abtriebs (2 > -Welle längsverschieblich gelagerten Zahnräder (13.. .20 > durch die Schaltelemente (11, 12 bzw. 21, 22) jeweils von einer vorbestimmten Freilauf-Stellung in eine Schaltstellung und umgekehrt versetzbar sind. 4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die auf Antriebs (1)- und Abtriebs (2) -Welle längsverschieblich gelagerten Zahnräder (13... .20) in ihrer Freilauf-Stellung sowie in ihren Schaltstellungen jeweils durch Rastmittel, vorzugsweise durch einen Kugelrastmechanismus (23, 24; 25, 26) bekannter Bauart, arretierbar sind. 5. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Antriebs ( und Abtriebs (2) -Welle jeweils gleichermassen, d. h. in gleicher Reihenfolge, mit den ortsfest angeordneten sowie drehfest, jedoch längsverschieblich gelagerten Zahnrädern (3 20) bestückt sind, und dass die derart be stuckten Wellen CI, 2) im Getriebegehäuse (44) spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. 6. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die längsverschieblich gelagerten Zahnräder (l3.... 20) jeweils paarweise als Radblock versetzbar sind, wobei die Freilauf-Stellung eines solchen Radblocks (13, 14 bzw. 15, 16 bzw. 17, 18 bzw. 19, 20) jeweils zwischen zwei zugeordneten ortsfesten Zahnrädern (5, 6 bzw. 3, 4 bzw. 9, 10 bzw. 7, 8) auf der anderen Welle (1 bzw. 2) liegt. 7. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Schaltelemente für die Versetzung der auf Antriebs (1)- und Abtriebs (2)-Welle längsverschieblich gelagerten Zahnräder (13 20) Schaltgabeln (11, 12 bzw. 21, 22) dienen, die in den Zahnrädern bzw. Radblöcken (13, 14; 15, 16; 17, 18; 19,20) jeweils zugeordnete Umfangsnuten (27; 28; 29; 30) ein- oder an den längsverschieblich gelagerten Zahnrädern bzw. Radblöcken zugeordneten Umfangsstegen angreifen und jeweils individuell durch einen Vorwähl- und Schaltmechanismus unter entsprechender Mitnahme der Zahnräder bzw. Radblöcke in Richtung der Antriebs (1)- bzw. Abtriebs (2) -Welle versetzbar sind. 8. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an jeder Schaltgabel (11, 12, 21, 22) ein sich etwa parallel zur Antriebs (1)- bzw. Abtriebs (2) -Welle erstreckender Betätigungsstab (31, 32, 33, 34) befestigt ist, der unter Verschiebung in Stablängsrichtung und damit entsprechend der Mitnahme der Schaltgabel sowie der dieser zugeordneten Zahnräder (Radblöcke 13, 14; 15, 16 17, 18 oder 19, 20) durch ein Schaltorgan, vorzugsweise in Form eines Schaltzapfens bzw. -stiftes (35; 36), axial beaufschlagbar ist. 9. Schaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Betätigungs stäbe (31, 32, 33, 34) in Stablängsrichtung gesehen im gleichen Winkelabstand voneinander auf einem ge meinsamen gedachten Kreis liegen, und dass zu beiden Seiten der Betätigungsstäbe (31... .34) jeweils ein Schaltstift (35 36) angeordnet ist, wobei die beiden Schaltstifte (35; 36) auf demselben gedachten Kreis wie die Betätigungsstäbe (31.... 34) liegen und längs desselben durch einen Vorwählmechanismus schrittweise vor- oder zurückbewegbar sind. 10. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Schaltstifte (35: 36) um den halben Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Betätigungsstäben (31.... 34) versetzt zueinander angeordnet und bei jedem Schaltschritt um diesen Winkelabstand weiterbewegbar sind, insbesondere auch während des Getriebelaufs. 11. Schaltgetriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Schaltstifte (35# 36) jeweils auf einer drehbar gelagerten Schalttrown#el bzw. -scheibe (37; 38) angeordnet sind, deren gemeinsame Drehachse (39) mit der Achse des gedachten Kreises, auf dem die Betätigungsstäbe (31.. 34) - in Richtung ihrer Längsachsen gesehen - liegen, zu saztenfällt, wobei die Schaltscheiben (37 38) durch einen Schaltmechanismus in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse (39) aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegbar sind, wodurch einer der beiden Schaltstifte (35; ; 36) mit dem jeweils angewählten Betätigungsstab in längsverschiebenden Eingriff bringbar ist, während der gegenüberliegend angeordnete Schaltstift zwischen zwei benachbarten Betätigungsstäben ins Leere geht, bzw. die Schaltstifte (35; 36) in ihre Wählstellung gelangen 12. Schaltgetriebe nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass jedem Schaltstift (35 bzw. 36) auf der gegenüberliegend angeordneten Schaltscheibe (38 bzw. 37) eine Öffnung, vorzugsweise Durchgangsbohrung (40 bzw. 41), zugeordnet ist, durch die hindurch der durch den Schaltstift (35 bzw. 36) jeweils axial bewegte Betätigungsstab (31, 32, 33 oder 34) ausweichen kann. 13. Schaltgetriebe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die aufeinander zu bewegten Schaltscheiben (37, 38) die vom Schaltstift (35 bzw 36) nicht beaufschlagten Betätigungsstäbe in einer Ausgangslage halten, insbesondere den in einer vorangegangenen Schaltstellung längsverschobenen Betätigungsstab in die Ausgangslage zurückbewegen, die der Freilauf-Stellung der jeweils zugeordneten, auf Antriebs (1)- und Abtriebs (2) -Welle längsverschieblich gelagerten Zahnräder bzw. Radblöcke entspricht. 14. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Schaltscheiben (37, 38) über Verbindungslaschen (42, 43) mit einer im Getriebegehäuse (44) drehbar gelagerten Schaltwelle (45) gekoppelt sind, die durch das Getreibegehäuse (44) nach aussen geführt und mit einem Schalthebel (49) verbunden ist (Schaltmechanismus). 15. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die zu beiden Seiten der Betätigungsstäbe .3.... 34) angeordneten Schaltscheiben (37: 38) auf einer die gemeinsame Drehachse (39) definierenden Welle (46) drehfest, jedoch längsverschieblich gelagert sind, wobei diese Welle (46) über ein Schnecken- oder Schraubengetriebe (47, 48) mit einem Vorwählorgan, vorzugsweise in Form eines Vorwählhebels (50) wirkverbunden ist. 16. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass es sechsund mehr-stufig, vorzugsweise achtstufig, ist.

Inventors: ROSCH, FRIEDRICH, DIPL.-ING., Rösch, Friedrich, Dipl.-Ing.
Applicants: WEILER WERKZEUGMASCHINEN
Application year: 1985
Main classification: F16H3
IPC codes: F16H63, B23Q5, F16H3