<Desc/Clms Page number 1>
Steuerbares Stufengetriebe, insbesondere Dual-bzw.
Tertial-Stufengetriebe für programmgesteuerte Zeichentische
Die Erfindung bezieht sich auf ein steuerbares Stufengetriebe, insbesondere Dual- bzw. Tertial-Stu- fengetriebe für programmgesteuerte Zeichentische, Differentialanalysatoren, zur Steuerung von Schlitten in Werkzeugmaschinen u. dgl.
Ein steuerbares Dualstufengetriebe ist in der deutschen Patentschrift Nr. 971296 beschrieben. Dieses i besteht im wesentlichen aus einer Hintereinanderschaltung von Differentialgetrieben. Es ist so gebaut, dass die Umschaltung von einer Übersetzungsstufe auf die andere während des Laufens erfolgen kann. Die ein- zelnen Übersetzungsstufen entsprechen dabei einer Reihe von Dualzahlen, d. h. einer Summe von 2er-Po- tenzen, die an Kupplungsauslösehebeln eingestellt werden. Die bei diesem bekannten Stufengetriebe ver- wendeten Kupplungen arbeiten zwar schlupffrei, nicht aber stossfrei.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Stufengetriebe, vorzugsweise der eingangs beschrie- benen Art, unter Verwendung von stoss- und schlupffrei arbeitenden Kupplungen so aufzubauen, dass eine möglichst einfache und raumgedrängte Bauform erreicht wird.
Dieses Problem wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass wenigstens eine von der Antriebswelle des Gesamtgetriebes angetriebene Antriebseinheit mit zwei phasenverschobene periodische Schwingbewe- gungen vollführenden Abtrieben vorhanden ist, an die alle Kupplungseinheiten angeschlossen sind und dass die Abtriebe der Antriebseinheit mit dem Abtrieb jeder Kupplungseinheit über formschlüssig greifende
Kupplungsglieder phasengerecht kuppel- und entkuppelbar sind.
Der Getriebeaufbau wird hiedurch vereinfacht, da die die Schwingbewegungen erzeugenden Glieder nur einmal erforderlich sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Antriebseinheit neben zwei Schwingabtrieben zusätzlich einen eine gleichförmige Bewegung vollführenden Abtrieb aufweisen, an den ebenfalls alle
Kupplungseinheiten angeschlossen sind. Diese Ausbildung der Antriebseinheit ist dann zu wählen, wenn nur während der Ein- und Auskuppeldauer eine beschleunigende bzw. verzögernde Bewegungsphase erfor- derlich ist, um den Abtrieb der Kupplungseinheit auf die vorbestimmte Geschwindigkeit zu bewegen.
Zwischen dem Ein- und Auskuppelvorgang ist der Abtrieb der Kupplungseinheit an die gleichförmige Be- wegung der Antriebseinheit angeschlossen.
Für ein Tertialgetriebe, dessen Stufen z. B. auf Geschwindigkeitsverhältnisse-1, 0, +1 schaltbar sein müssen, sind zweckmässig zwei Antriebseinheiten vorzusehen, von denen jede zwei Schwingabtriebe und einen eine gleichförmige Bewegung vollführenden Abtrieb besitzt, wobei die Drehrichtung der gleichför- migen Abtriebsbewegungen einander entgegengesetzt sind. Jede Getriebestufe weist dann zwei nebenein- ander angeordnete, wechselweise wirksame Kupplungseinheiten auf.
Vorzugsweise umfasst jede Antriebseinheit, von der Antriebswelle des Gesamtgetriebes aus angetrie- ben, eine Kurbelwelle und eine koaxial angeordnete Scheibe, an welch letzterer über Zapfen Schwinghebel gelagert sind, die mit der Kurbelwelle über Pleuelstangen und über Lenker mit Zapfen an koaxial angeordneten Abtriebsrädern verbunden sind.
Ordnet man eine solche Antriebseinheit zentral und die Kupplungseinheiten der Getriebestufen um diese sternförmig an, ergibt sich ein besonders einfacher und zweckmässiger Aufbau des Gesamtgetriebes.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die die in der
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
Fig. 1i sehe Darstellungen der je Getriebestufe verwendeten Schaltvorrichtungen ; Fig. 7 einen Schnitt nach der
Linie VII-VII in Fig. l, wobei allerdings alle Kupplungseinheiten des Getriebes hinzugefügt sind ; Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. l, allerdings unter Berücksichtigung aller Getriebestufen des Getriebes ; Fig. 9 eine schematische Darstellung des Aufbaues der zusammenarbeitenden Getriebestu- fen ;
Fig, 10eine schematische Darstellung eines andern Aufbaues eines Dualstufengetriebes im Querschnitt, ) Fig. 11 einen Längsschnitt durch das Getriebe nach Fig. 10, wobei die einzelnen Getriebestufen zur Erhö- hung der Deutlichkeit aber in eine einzige Radialebene gedreht sind, Fig. 12 eine schematische Darstel- lung eines geänderten Dualstufengetriebes unter Verwendung von Planetengetrieben in den Getriebestu- fen ; Fig. 13 ein Bewegungsdiagramm eines Kupplungs-und Entkupplungsvorganges bei Verwendung einer geänderten Kupplungs- und Antriebseinheit ; Fig. 14 einen Schnitt einer geänderten stoss- und schlupffrei arbeitenden Kupplungseinheit ; Fig.
IS einen Schnitt nach der Linie XV-XV in Fig. 14 ; Fig. 16 eine sche- matischeDarsteIlung einer pneumatischen Schaltvorrichtung für die Kupplungseinheit nach Fig. 14 ; Fig. 17,
18 und 19schematischeDarstellungen des Aufbaues eines Tertialstufengetriebes ; Fig. 20 eine schematische
Darstellung eines geänderten Aufbaues eines Tertialstufengetriebes.
Nach Fig. l, die einen Längsschnitt einer beispielsweisen Ausführungsform einer Getriebestufe eines
Stufengetriebes nach der Erfindung zeigt, treibt die gleichmässig umlaufende Antriebswelle 1 des Stufen- getriebes einmal über die Zahnräder 2,6 die Welle 7 mit einer Kurbel 11 an, zum andern treibt sie über die Zahnräder 2,3, 4,8 eine koaxial zur Kurbelwelle 7 angeordnete Scheibe 9 an. Die Zahnräder 3,4 sitzen dabei auf einer Zwischenwelle 5, die parallel zur Antriebswelle 1 verläuft. Das Zahnrad 8 sitzt lose auf der Kurbelwelle 7, und mit dem Zahnrad 8 ist die Scheibe 9 fest verbunden. Das Übersetzungs- verhältnis ist dabei in. diesem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Relativbewegung der Kurbel 11 zur
Scheibe 9 sich wie 1 : 6 verhält.
Da sich beide Teile gegenläufig bewegen, muss sich die Kurbelwelle 7 fünfmal schneller entgegengesetzt zur Scheibe 9 drehen.
Den eigentlichen Kurbelmechanismus zeigt Fig. 3. An der gleichmässig langsam umlaufenden Scheibe
9 sind zwei Zapfen 10 angebracht, die Lenker 14 und 15 tragen. Diese Lenker werden auf der einen Seite von der Kurbel 11 über Pleuelstangen 12 und 13 in schwingende Bewegungen versetzt. Auf der andern Sei- te übertragen die Lenker diese Bewegungen über Lenker 16,17 auf Kurbelzapfen 18,19. Diese sind ko- axial mit der Kurbelwelle 7 und der Scheibe 9 gelagert und über Zwischenwellen 20,21 mit Zahnrädern
22,23 (Fig. l) verbunden. Durch diesen Mechanismus wird jeweils der gleichmässigen Bewegung der
Scheibe 9 eine Schwingbewegung überlagert. Die beiden Zahnräder 22 und 23 führen Bewegungen ent- sprechend dem in Fig. 2 gezeigten Diagramm aus.
Die Bewegungen I und II werden jeweils durch Überlagerung einer gleichförmigen Bewegung mit einer periodischen Schwingbewegung (annähernd sinusförmig) erzeugt. Dabei ist jeweils die Amplitude der Schwingbewegung so bemessen, dass in den Punkten R bzw. RII die resultierende Bewegung aus der gleichförmigen Bewegung und der Schwingbewegung gleich Null ist. Zu diesen Zeitpunkten kann somit ein-und ausgekuppelt werden.
AT ist die Zeit für eine Schaltperiode. Im Abstand von AT kann die Einstellung des Getriebes ge- wechselt werden. Beim Zuschalten einer Getriebestufe wird erst eine der beiden Bewegungen I, II der An- triebseinheit A mit der Kupplungseinheit K gekuppelt (Fig. 1), so dass ein stossfreies Anlaufen erfolgt.
Nach der Zeit AT wird die zweite Schwingbewegung der Antriebseinheit A dazu geschaltet und es ent- steht am Ausgang der Kupplungseinheit K eine gleichförmige Bewegung aus der Überlagerung der beiden
Schwingbewegungen. Das Stillsetzen erfolgt entsprechend durch Abschalten der beiden Schwingbewegun- gen im Abstand von AT.
Die Kupplungseinheit K weist, wie aus Fig. 1 zu ersehen, ein Addiergetriebe 27 auf, dessen Steg mit der Abtriebswelle 26 der Kupplungseinheit K fest verbunden ist, wogegen die Seitenräder 28 und 29 sich je über einen beiderseits mit Klauen versehenen Kuppiungsring 30 bzw. 31 entweder mit einer ortsfesten Rastscheibe 32,33 oder über Kupplungsscheiben 34, 35 mit Antriebsrädern 24, 25 kuppeln lassen. Die auf der Abtriebswelle 26 frei drehbar sitzenden Antriebsräder 24, 25 werden von den Abtriebsrädern 23, 22 der
Antriebseinheit A mit periodischen, zueinander phasenverschobenen Schwingbewegungen angetrieben.
Die Steuerung der axial verstellbaren Kupplungsringe 30,31 wird an Hand der Fig. 4, 5,6 und 6a eingehender beschrieben. Die Kupplungsringe 30,31, welche axial auf den beiden Eingängen 28,29 des
Addiergetriebes 27 verschiebbar sind (Fig. l), enthalten Klauen 62,64 bzw. 63,65 (Fig. 4), die in die
<Desc/Clms Page number 3>
mit den Antriebsrädern 24,25 verbundenen Kupplungsscheiben 34,35 oder in Ausnehmungen der Rastscheiben 32,33 eingreifen können. Die Axialverschiebung der Kupplungsringe 30,31 erfolgt über Rollen 60,61, die an den Hebeln 68,69 gelagert sind. Diese Hebel schwenken um feste Achsen 66,67 und werden über Gestänge 70,71 in die beiden Schaltstellungen gestellt. Mit den Gestängeenden 78,79 sind Führungshülsen 74, 75 verbunden, in denen Stangen 76,77 axial verschiebbar sind (Fig. 5).
Am einen Ende tragen diese Stangen Rollen 72,73 und am andern Ende sind sie mit dem Anker 80 eines Magneten
EMI3.1
Stellung, also in Höhe der Kulisse 86 ; mit dieser können sie nicht zusammenarbeiten, da sie sich noch in ihrer Ausschaltebene befinden ; damit befinden sich die Kupplungsringe 30,31 in ihren Sperrstellungen ; die Antriebsräder 24,25 laufen frei um ; die Abtriebswelle 26 der Kupplungseinheit steht still.
Einkupplungsvorgang : Der Magnet 82 wird erregt ; beide Rollen 72,73 werden dadurch gleichzeitig abgesenkt und gelangen in die Bahn der Kulisse 85 am Umfang der Scheibe 9 ; da die Rollen 72,73 in
Laufrichtung der Scheibe 9 versetzt angeordnet sind, wird zunächst die eine Rolle, dann die andere durch die nächste ankommende Kulissennase der Kulisse 85 aus der Ausschaltebene in die Einschaltebene ver- schoben ; über die Gestänge 70,71 werden dadurch auch die Kupplungsringe 30,31 nacheinander aus ihrer Sperrstellung in ihre Kupplungsstellung überführt ; die Kulissennasen sind dabei so angeordnet, dass die axiale Verschiebung der Kupplungsringe nur dann erfolgt, wenn die den Antriebsrädern 24,25 der Kupplungseinheit K zugeführten Schwingbewegungen gerade ihre Nullpunkte durchlaufen ;
somit wird zunächst das eine Antriebsrad, dann das andere mit beschleunigender Phase zugeschaltet ; es entsteht nach dem Zuschalten beider Bewegungen an der Antriebsstelle 26 der Kupplungseinheit eine gleichförmige Abtriebsbewegung. Die beiden Schwingbewegungen sind vorzugsweise zueinander um 1800 phasenverschoben.
Entkupplungsvorgang : Der Magnet 82 wird ausgeschaltet ; die Rollen 72,73 werden in ihre Ausgangslage zurückgezogen, bleiben aber dabei in der Einschaltebene ; die Kulisse 86 kann somit jetzt mit diesen Rollen 72,73 zusammenarbeiten ; nacheinander werden die Rollen 72,73 durch die nächste ankommende Kulissennase der Schaltkulisse 86 am Umfang der Scheibe 9 in ihre Ausgangsstellungen zurückgeschoben ; die Kupplungsringe 30,31 werden über die Gestänge 70, 71 in ihre Sperrstellungen zurückverschoben, wobei vorher noch die verzögernden Phasen der Schwingbewegungen wirksam wurden ; die Abtriebswelle 26 der Kupplungseinheit wurde somit stoss- und ruckfrei auf Stillstand verzögert.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, treibt bei jeder Getriebestufe die Abtriebswelle 26 der Kupplungseinheit K das eine Seitenrad 36 eines Differentialgetriebes 38 an, dessen anderes Seitenrad 37 über das Zahnrad 39 angetrieben wird. Die vom Steg des Differentials abgenommene Abtriebsbewegung wird über das Zahnrad 40 auf das Differential einer nachfolgenden Getriebestufe übertragen.
Um einen einfachen Aufbau des Stufengetriebes nach der Erfindung zu erhalten, ist für mehrere Stufen des Gesamtgetriebes, vorzugsweise für alle, nur eine einzige Antriebseinheit A vorhanden, die den je Getriebestufe vorgesehenen Kupplungseinheiten K die phasenverschobenen Schwingbewegungen zuführt.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist die Antriebseinheit A zentral angeordnet. Die Kupplungseinheiten K sind sternförmig um die Antriebseinheit A angeordnet. Mit dem einen Abtriebsrad 23 der Antriebseinheit A befinden sich alle Antriebsräder 24 der Kupplungseinheiten in direktem Eingriff.
Die Fig. 8 und 9 lassen schematisch den Gesamtaufbau des Getriebes und das Zusammenarbeiten der Getriebestufen erkennen. Die kleinste Getriebestufe S, bei der ein Differentialgetriebe nach der Kupplungseinheit entfällt, steht über zwei Zahnräder 41,42 mit dem Zahnrad 39 der nachfolgenden Getriebestufe S in Verbindung. Das Zahnrad 41 ist dabei zum Zahnrad 39 wie 1 : 2 untersetzt. Der Ausgang der Getriebestufe S2 wirkt über die Zahnräder 40,43, 44 auf die Getriebestufe S. Das Zwischenzahnrad 43 ist nötig, um die gleichsinnige Bewegung der einzelnen Stufen zu erreichen. Auch zwischen Stufe S3 und S ist ein Zwischenzahnrad 47 nötig.
Die beiden letzten Stufen S4 und S können direkt über die Zahnräder 51,52 miteinander verbunden werden, da die Stufe S die Rückwärtsstufe darstellt. Über die Welle 54 erfolgt der Abtrieb des Gesamtgetriebes.
Bei dem in Fig. 8 und 9 gezeigten Getriebeaufbau sind die Getriebestufen im Winkelabstand von 60 um die Zentralachse der Antriebseinheit A angeordnet. Die Übersetzungsverhältnisse sind so gewählt, dass während einer Schaltperiode die Scheibe 9 der Antriebseinheit A sich um 300 weiter bewegt. Dementsprechend müssen auch die Rollen 72,73 im Winkelabstand von 300 angeordnet sein. Die Scheibe 9 weist
<Desc/Clms Page number 4>
am Umfang sechs Kulissennasen je Kulisse 85, 86 auf (Fig. 4, 6 und 6a). Dadurch wird bewirkt, dass die Rollen 72,'73 um AT phasenverschoben geschaltet werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen einen geänderten Aufbau des Getriebes, bei dem weniger Zahnräder hintereinander geschaltet sind. Dies wird dadurch erreicht, dass mit Ausnahme der letzten beiden Getriebestufen die Differentialgetriebe der einzelnen Stufen zunächst in bekannter Weise auf einer Mittelachse 90 nebeneinanderliegend in Hintereinanderschaltung aufgebaut sind. Nur die beiden letzten Stufen S4 und Ss sind entsprechend dem vorher beschriebenen Beispiel angeordnet.
Fig. 12 zeigt schematisch einen geänderten Getriebeaufbau, wobei im Stufenausgang Planetengetriebe verwendet werden. Dies hat konstruktiv den Vorteil, dass mit Stirnrädern gearbeitet werden kann.
Nachteilig ist aber, dass Ein- und Ausgang einer Stufe auf Grund der verschiedenen Durchmesser von Innen-und Aussenrad 105,103 in unterschiedlichem Verhältnis auf den Abtrieb wirken. Im Ausführungsbeispiel ist das Durchmesserverhältnis von Innen- zu Aussenrad gleich 1 : 2 gewählt. Dieser Unterschied muss bei den Übertragungen zwischen den einzelnen Stufen wieder ausgeglichen werden, indem die Verbindungsräder zwischen den einzelnen Stufen verschiedene Durchmesser haben (im Ausführungsbeispiel 3 : 2).
Bei Übertragung von Stufe 1 auf Stufe 2 muss dann nicht wie in Fig. 9 das Verhältnis 1 : 2 sondern 3 : 8 gewählt werden.
Da die Planetengetriebe einen etwas grösseren Durchmesser haben als normale Differentialgetriebe, empfiehlt es sich, die Getriebe abwechselnd gegeneinander zu versetzen.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das stossfreie Anlaufen und Stillsetzen der Abtriebswelle der Kupplungseinheit K jeder Getriebestufe dadurch erreicht, dass in der Kupplungseinheit zwei periodische Bewegungen überlagert werden, die zugleich eine gleichförmige Abtriebsbewegung ergeben. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Schwingbewegungen nur für das Zukuppeln bzw. Abkuppeln einer Getriebestufe benutzt werden. Hat die Getriebestufe ihre Endgeschwindigkeit erreicht (Einkupplungszustand), bleibt während der Kupplungsdauer eine gleichförmige Bewegung angeschlossen.
In Fig. 13 sind die entsprechenden Bewegungen in einem Diagramm dargestellt. Entsprechend Fig. 2 sind I und II dieBewegungsdiagramme für die einer Kupplungseinheit K'zugeführten Schwingbewegungen.
Mit III ist die der Kupplungseinheit zugeführte gleichförmige Bewegung bezeichnet. Ihre Maximalgeschwindigkeit entspricht den Maximalgeschwindigkeiten der Schwingbewegungen. Die Phasenlage ist dabei so gewählt, dass ein Kupplungsübergang von jeder Schwingbewegung I oder II zur gleichförmigen Bewegung III nur in dem Augenblick möglich ist, in dem die betreffende Schwingbewegung die maximale Geschwindigkeit erreicht hat.
In stark ausgezogenen Linien ist ein vollständiger Ablauf eines Kupplungsvorganges mit anschlie- ssendem Entkupplungsvorgang dargestellt. Zur Zeit T wird die Abtriebswelle der Kupplungseinheit KI vom Stillstand (Raststellung) auf die Schwingbewegung I übergeben, welche in diesem Augenblick gerade stillsteht. Anschliessend erfolgt durch die Schwingbewegung I eine Beschleunigung der Abtriebswelle. Zur Zeit T hat dieSchwingbewegungI ihre Maximalgeschwindigkeit erreicht. In diesem Augenblick wird die Abtriebswelle von der Schwingbewegung I entkuppelt und mit der gleichförmigen Bewegung III gekuppelt. Die gleichförmige Bewegung III kann nun beliebig lange eingekuppelt bleiben.
Im gewählten Beispiel wird die gleichförmige Bewegung III zum Zeitpunkt T wieder entkuppelt und gleichzeitig die Schwingbewegung II zugekuppelt, welche in diesem Augenblick gerade ihre Maximalgeschwindigkeit besitzt. Die Schwingbewegung II verzögert anschliessend die Bewegung der Abtriebswelle und zum Zeitpunkt T ist die Abtriebswelle wieder mit der Rastscheibe verbunden. Je nach der Phasenlage des Einkuppelns kann dabei selbstverständlich die eine oder die andere Schwingbewegung der Beschleunigung bzw. beim Entkuppeln der Verzögerung dienen.
Fig. 14 zeigt ein konstruktives Ausführungsbeispiel für eine derartige Kupplungseinheit K'.
Die Zahnräder 110 und 111 entsprechen den Zahnrädern 23 und 22 in Fig. l. Sie führen periodische, phasenverschobene Schwingbewegungen I und II aus, welche durch eine Antriebseinheit A (Fig. l) erzeugt werden. Hinzu kommt gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. l das Zahnrad 112, welches gleichmässig umläuft und die Bewegung III in Fig. 13 zuführt. Es ist bei Verwendung einer Antriebseinheit A entsprechend Fig. l mit der Scheibe 9 verbunden. Die zentral gelegenen Antriebsräder 110,111, 112 treiben je Stufe sternförmig angeordnete Räder 113, 114, 115 an. Durch die Räder 113,114 werden Schwingkupplungsglieder 116,117 angetrieben.
Diese besitzen Kupplungsklauen 118,119 (s. auch Fig. 15), die in einer Ebene liegen und miteinander verschachtelt sind, da sie nur eine Relativbewegung zueinander ausführen.
An das Zahnrad 115 ist der Kupplungsring 120 mit den Klauen 121 angeschlossen, der mit einem orts-
<Desc/Clms Page number 5>
festen Rastring 122 mit Rastklauen 123 zusammenarbeitet. Der Abtrieb der Kupplungseinheit K'erfolgt über die Welle 124. Diese trägt eine Hülse 125 mit Mitnehmerschlitzen 125'. Die Kupplung erfolgt durch das Kupplungsglied 126, welches über einen Zapfen 127 in der Abtriebswelle 124 gelagert ist. Das Kupplungsglied 126 trägt zwei Kupplungsbolzen 128 und 129. Der Bolzen 128 dient einmal der drehfesten Verbindung zwischen dem Kupplungsteil 126 und der Abtriebswelle 124 über die Mitnehmerschlitze 125'.
Ferner dient der Bolzen 128 der Kupplung mit den schwingenden Gliedern 116 bzw. 117. Der zweite Kupplungsbolzen 129 dient einerseits der Kupplung mit der Rastscheibe 122 und anderseits der Verbindung mit dem gleichmässig umlaufenden Kupplungsring 120.
Das Kupplungsglied 126 ist axial verschiebbar und kann drei Stellungen einnehmen. In der linken Stellung ist die Rastscheibe 122 eingekuppelt (Stillstand), in der mittleren Stellung ist eines der beiden Schwingkupplungsglieder 116,117 eingekuppelt und in der rechten Stellung ist der gleichförmig umlaufende Kupplungsring 120 eingekuppelt.
Die Schaltsteuerung des Kupplungsgliedes 126 muss stets so erfolgen, dass beim Übergang vom Stillstand der Abtriebswelle 124 auf die gleichförmige Bewegung und umgekehrt stets die mittlere Stellung zur Beschleunigung bzw. Verzögerung zwischengeschaltet wird. Diese Steuerung erfolgt über eine Verbindungsstange 130 und einen Hebel 131, der in der Mitte mit der Verbindungsstange 130 verbunden ist und An seinen Enden 132,133 durch Magnete direkt oder indirekt je in die Stellung "0" bzw. "L" bewegt werden kann. Die Bewegung des Hebels 131 erfolgt phasengerecht entsprechend Fig. 4, 5 so, dass beim Übergang vom Stillstand auf Bewegung zunächst eines der beiden Hebelenden 132 bzw. 133 von der Stellung 0 in L bewegt wird.
Dadurch nimmt die Verbindungsstange 130 zunachst die Mittelstellung M ein, wodurch über eines der Glieder 116, 117 die Beschleunigung der Abtriebswelle erfolgt. Am Ende des nächsten Spiels kann nun der Hebel 130 wieder zurückbewegt werden, oder, falls die Fortsetzung der Bewegung erwünscht ist, auch die andere Seite des Hebels 131 verschoben werden, so dass die Verbindungsstange 130 die rechte Stellung einnimmt. Damit ist die gleichförmige Bewegung phasengerecht eingeschaltet. Der Übergang von der Bewegung zum Stillstand erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge.
Die Verstellung der Hebelenden 132,133 kann ebenso erfolgen wie die der Gestänge 70,71 in Fig. 4 über Magnete und Kulissensteuerung.
Fig. 16 zeigt noch eine Variation der Steuerung der Verbindungsstange 130. Hiebei erfolgt die Steue- rung pneumatisch über einen Zylinder 135 mit dem Kolben 136. Durch Steuerkolben 137, 138 wird ent- weder das vordere oder das hintere Ende des Zylindervolumens 135 mit der bei 139 angeschlossenen Press- luftquelle verbunden. Die Verschiebung der Steuerkolben erfolgt dabei über einen Magneten 140.
Um zu verhindern, dass die Kolben 136 beim Einschalten des Magneten 140 sofort ganz durchschalten (ohne Mittelstellung) und umgekehrt, kann man unter Ausnutzung der Phasenlage die Rastscheibe 122 und den Kupplungsring 120 so ausbilden, dass in jedem Fall bei Wechsel des Bewegungszustandes erst die Mittelstellung eingenommen werden muss, da die Kupplungsklauen 121,123 erst in der richtigen Phasenlage freigegeben werden.
Fig. n, 18,19 zeigen die Anwendung des Prinzips der sternförmigen Getriebestufenanordnung mit zentralen Antriebseinheiten auf ein Tertialstufengetriebe.
Tertialstufengetriebe sind bereits bekannt. Hiefür eignen sich besonders Planetengetriebe. Fig. 17 zeigt den Aufbau und das Zusammenspiel der einzelnen Getriebestufen. Jede Getriebestufe S-S kann für sich vor- und rückwärts geschaltet werden. Der Aufbau ist ähnlich Fig. 12, wobei das Übersetzungsver- hältnis zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stufen 1 : 1 ist und Zwischenräder 107 (Fig. 12) zur Umkehrung der Bewegung entfallen. Zwischen den Stufen Si und S2 muss das Übersetzungsverhältnis 2 : 3 sein.
Fig. 18 zeigt den Aufbau der Kupplungseinheit für eine einzelne Stufe. Es sind zunächst zwei zentrale Antriebseinheiten 150 und 151 vorhanden, u. zw. je eine für jede Umdrehungsrichtung. Die Antriebseinheit 150 weist abtriebsseitig das gleichförmig umlaufende Rad 154 und die beiden phasenversetzt schwingenden Räder 152 und 153 auf. Entsprechend weist die Antriebseinheit 151 abtriebsseitig ein entgegengesetzt zu 154 gleichmässig umlaufendes Rad 155 und die beiden zugeordneten Schwingräder 156. 157 auf.
Der Aufbau dieser Antriebseinheiten kann grundsätzlich gleich dem von Fig. l, 3 durchgeführt werden und braucht dabei im einzelnen nicht beschrieben zu werden.
Es ist ferner entsprechend Fig. 14, 15 eine axial verschiebbare Kupplungsstange 158 mit Kupplungsbolzen 159,160, 161 vorhanden. Der Kupplungsbolzen 159 dient der Beschleunigung und Verzögerung für die eine Bewegungsrichtung und 161 entsprechend der Beschleunigung und Verzögerung für die andere Bewegungsrichtung. Der konstruktive Aufbau dieser beiden Kupplungen entspricht Fig. 14, 15. Der mittlere Kupplungsbolzen 160 dient der Kupplung mit der Rastscheibe 162 bzw. mit den beiden gleichmässig umlaufenden Antriebsrädern 163,164.
Entgegen Fig. H kann die Kupplungsstange 158 fünf Stellungen einnehmen. Die mittlere entspricht der
<Desc/Clms Page number 6>
Raststellung, die beiden äussersten dem gleichmässigen Vorwärts- bzw. Rückwärtsantrieb. Zwischen der Rastposition und den beiden Aussenstellungen liegt jeweils die Übergangsstellung für die Beschleunigung bzw. Verzögerung.
Fig. 19 zeigt die Schaltung der Kupplungsstange 158. Diese ist über die Stange 165 mit dem Hebel 166 verbunden, der an seinen beiden Enden je durch einen pneumatischen Kolben 167 verstellt werden kann. Es wird stets entweder der eine oder der andere Kolben 167, durch die zugehörigen Magnete gesteuert, verstellt. Jeder kann für sich drei Stellungen einnehmen. Dabei wird durch Ausbildung der Rastscheibe 162 und der Kupplungsringe 163,164 entsprechend Fig. 16 dafür gesorgt, dass beim Einschalten bzw. Abschalten eines Zylinders immer erst die mittlere Übergangsstellung eingenommen wird.
Fig. 20 zeigt eine weitere Variation eines Tertialstufengetriebes. Der Aufbau der eigentlichen Getriebestufen entspricht dabei Fig. 17. Der Antrieb der einzelnen Stufen ist in Fig. 20 gezeigt. Es wird das Prinzip entsprechend Fig. l angewandt, wobei die gleichmässige Abtriebsbewegung durch Überlagerung zweier phasenversetzter Schwingbewegungen erzeugt wird. Beide Eingänge des Überlagerungsdifferentials 170 müssen jetzt jedoch in beiden Richtungen antreibbar sein. Dies erfolgt besonders vorteilhaft durch Verwendung einer zweiten Bauachse, auf der die Kupplungseinheiten der entgegengesetzten Richtung angebracht sind.
Die Räder 172,173 werden dabei von dem einen zentralen schwingenden Antriebsrad 23 und die Räder 174,175 von dem andern zentralen schwingenden Antriebsrad 22 angetrieben. 176 und 178 sind die Kupplungseinheiten für die eine Richtung ; 177,179 sind diejenigen für die andere Richtung. Die Umkeh-. rung der Bewegungsrichtung erfolgt über Stirnräder 181,183. Die Kupplungseinheiten selbst können entsprechend Fig. 1-6 konstruiert sein und werden hier nicht im einzelnen beschrieben.
Es ist möglich, mehrere Getriebe um einen gemeinsamen Antriebskern aufzubauen, z. B. lassen sich zwei vierstufige Getriebe in einem 8-fachen Stern anordnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuerbares Stufengetriebe, insbesondere Dual-bzw. Tertialstafengetriebe für programmgesteuer- te Zeichentische, bei dem die Abtriebsdrehbewegung des Gesamtgetriebes durch Addition der Abtriebs- drehbewegungen der einzelnen Stufen mittels mehrerer Addiergetriebe in Hintereinanderschaltung gebil- det wird und jedes einer Getriebestufe zugehörige Addiergetriebe abgeleitet von der Antriebswelle des Gesamtgetriebes über eine steuerbareKupplungseinheit antreibbar ist, wobei der Abtrieb jeder Kupplungseinheit während eines Bewegungsüberganges eine stetig beschleunigende bzw.
verzögernde Bewegungsphase durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine von der Antriebswelle (1) des Gesamtgetriebes angetriebene Antriebseinheit (A) mit zwei phasenverschobene periodische Schwingbewegungen vollführenden Abtrieben (22, 23 ; 110. 111) vorhanden ist, an die alle Kupplungseinheiten (K, K') angeschlossen sind, und dass die Abtriebe der Antriebseinheit (A) mit dem Abtrieb (26 ; 124) jeder Kupplungseinheit über formschlüssig greifende Kupplungsglieder (30, 31 ; 128,129) phasengerecht kuppel- und entkuppelbar sind.