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Antriebsvorrichtung zur Erzeugung einer
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hin- und hergehenden Schaltbewegung Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Schaltvorrichtung zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Schaltbewegung in
einem Getriebe. Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art ist das Antriebsorgan
mit dem Schaltorgan fest verbunden und das Schaltorgan weist einen in eine Nut eines
Getriebsteils eingreifenden Schaltfinger auf. Die Betriebsstellungen sind durch
einen Steuerkörper bestimmt, welcher 0 unter Federwirkung in zwei um 180 versetzten
Stellungen einrastet. Während der Schaltbewegung werden das Antriebsorgan und das
Schaltorgan gegen Federwirkung gemeinsam axial verschoben (CH-PS 564 232). Die axiale
Verschiebbarkeit der Welle und die auf die Welle wirkende Feder bedingen einen umständlichen
Aufbau, und der Anbau beliebiger Betätigungsvorrichtungen ist erschwert. Da das
Antriebsorgan immer genau die gleiche Stellung einnimmt wie das Schaltorgan, muss
auch die Betätigungsbewegung genau in den Grenzen der Betriebsstellungen erfolgen,
was für einen motorischen Antrieb nachteilig ist.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung
der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich sowohl für Handschaltung als auch
für motorische Schaltung, beispielsweise im Falle einer drehzahlprogrammierbaren
Werkzeugmaschine, ohne weiteres eignet, wobei sich die für die eine oder andere
Betätigungsart erforderlichen Einrichtungen nachträglich leicht an die fertig montierte
Antriebsvorrichtung anbauen lassen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäss
darin, dass an einem drehbaren Antriebsorgan ein Mitnehmer für ein Schaltorgan angebracht
ist, welcher Mitnehmer bei bestimmten Betriebsstellungen des Schaltorgans durch
die Drehbewegung des Antriebsorgans mit dem Schaltorgan zur Mitnahme kuppelbar bzw.
aus demselben ausrückbar ist. Eine axiale Verschiebung des Antriebsorgans ist nicht
mehr erforderlich und es braucht daher auch keine Feder auf dasselbe zu wirken.
Es ergibt sich damit ein einfacher Aufbau. Da der
Mitnehmer des
Antriebsorgans aus dem Schaltorgan ausrückbar ist, kann der Antrieb nach Erreichen
je einer Betriebsstellung des Schaltorgans wirkungslos weiterlaufen. An die Genauigkeit
-der Antriebsbewegung sind daher nur geringe Anforderungen zu stellen und es kann
ein sehr einfacher Antriebsmotor, beispielsweise ein Scheibenwischermotor, verwendet
werden. Mit der Welle des Antriebsorgans können beliebige Betätigungseinrichtungen
für Handbetätigung oder motorische Betätigung gekuppelt werden.
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Vorzugsweise ist das Schaltorgan in seinen Betriebsstellungen durch
Rast oder Verriegelung gesichert. Zwischen dem Antriebsorgan und dem Schaltorgan
kann hierbei ein Malteserkreuz-Antrieb angeordnet sein, der zugleich die Schaltbewegung
überträgt und die Verriegelung des Schaltorgans in seinen Betriebsstellungen bewirkt.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und einer
Ausführungsvariante näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt der Antriebsvorrichtung durch die Achse
des Antriebsorgans, Fig. 2 zeigt eine Ansicht zweier Schaltorgane und Fig. 3 zeigt
einen Schnitt durch die Ausführungsvariante.
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Fig. 1 zeigt eine Antriebsachse 1, welche in einer Büchse 2 drehbar
gelagert ist. Die Büchse 2 ist in koaxialen Bohrungen einer Wand 3 eines Getriebsgehäuses
und einer auf das Getriebegehäuse aufgesetzten Platte 4 gehalten und gegen axiale
Verschiebung gesichert. Das äussere, in Fig. 1 rechts liegende Ende der Achse 1
ist mit einer Aussenverzahnung 5 versehen.
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In eine Bohrung 6 der Achse 1 ist ein Stift 7 eingesetzt, mit welchem
ein Handbedienungsknopf 8 verstiftet ist. Die Verzahnung 5 der Achse 1 greift in
die Innenverzahnung 9 einer Scheibe 10, die in einem Ausschnitt 11 der Platte 4
drehbar
gelagert ist. Ein Teil der Scheibe 10 ist durch ein Fenster
12 einer Frontplatte 13 sichtbar, und auf dem sichtbaren Teil der Scheibe 10 können
Hinweise auf die Stellung der Antriebsvorrichtung bzw. der Schaltstellung des Getriebes
eingraviert sein.
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Am inneren, in Fig. 1 links liegenden Ende der Antriebswelle, ist
ein Mitnehmerstift 14 und ein angefräster Verriegelungszapfen 15 eines Maltesergetriebes
angeordnet. Diese Teile sowie ein Bund 16 der Antriebsachse 1 sind auch in Fig.
2 ersichtlich. Wie Fig. 2 zeigt, sind zwei nebeneinander liegende Antriebsachsen
vorgesehen, die je mit einem auf einer gemeinsamen Achse 17 schwenkbar gelagerten
Schalthebel 18a bzw. 18b zusammenarbeiten. Jeder dieser Schalthebel weist einen
Malteserkreuz-artig ausgebildeten Teil mit zwei Schlitzen 19 sowie je seitlich und
zwischen diesen Schlitzen liegenden Verriegelungsausnehmungen 20 auf. Fig. 2 zeigt
beide Schalthebel in einer mittleren Schaltstellung, in welcher der Verriegelungszapfen
15 der zugeordneten Antriebsachse in den mittleren Verriegelungsausschnitt 20 eingreift
und damit den zugeordneten Hebel in der mittleren Schaltstellung verriegelt. Jeder
Schalthebel ist, wie auch Fig. 1 zeigt, mit einem Schaltfinger 21 versehen, dessen
flach gefrästes Ende gemäss Fig. 1 je in eine Mitnehmernut 22 eines angedeuteten
Getriebeteils 23 bzw. 24 eingreift. Die äusseren Enden der Schaltfinger 21 greifen
in nierenförmige Oeffnungen 25 der Vorderwand 3 des Getriebegehäuses. Die äusseren
Enden der Schaltfinger 21 liegen dabei nahe der Platte 4 und sind somit einerseits
durch ihr Eingreifen in die Mitnehmernuten 22 der Getriebeteile 23 und 24 und anderseits
durch Anschlag gegen die Platte 4 gegen unerwünschte Axialverschiebung in den Schalthebeln
18a bzw. 18b gesichert. Diese Schaltfinger können vor der Montage der Platte 4 einfach
von aussen eingeschoben werden.
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Zum Schalten eines Getriebeteils wird der Handbedienungsknopf 8 im
gewünschten Sinne um etwa eine Umdrehung gedreht. Dabei greift der Mitnehmerstift
14 in eine der Mitnehmernuten 19 des zugeordneten Schalthebels 18a oder 18b ein
nachdem der
zylindrische Teil des Verriegelungsbolzens 15 ausser
Eingriff mit dem Einschnitt gelangt ist, und der Schalthebel wird nun verschwenkt,
bis der Mitnehmerstift 14 wieder aus der Mitnehmernut 19 austritt. Der zylindrische
Teil des Verriegelungszapfens 15 tritt dann wieder in den zugeordneten Verriegelungsausschnitt
20 ein und verriegelt den Schalthebel in der neuen Schaltstellung. Die Endstellung
oder Ruhestellung der Antriebsachse 1 ist hierbei nicht kritisch, d.h. es spielt
keine Rolle, wenn die Stellung der Achse um einige Grade von der in Fig. 2 dargestellten
symmetrischen Lage abweicht. Die eingravierten Zeichen auf der Scheibe 10 zeigen
jeweils an, dass die gewünschte Schaltstellung mit genügender Genauigkeit erreicht
ist. Mit anderen Worten genügt es, diese Zeichen annähernd in ihre richtige Stellung
zu bringen, in welchem Falle Gewähr dafür besteht, dass die Schaltbewegung vollständig
ausgeführt worden ist und der zugeordnete Schalthebel in der erreichten Position
korrekt verriegelt ist.
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Diese geringen Anforderungen an die Präzision der Ruhestellung des
Antriebs gestattet auch eine besonders einfache Motorisierung der Antriebsvorrichtung,-
beispielsweise im Falle einer drehzahlprogrammierten Ausführung der Maschine.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, in welcher gleiche Teile gleich
bezeichnet sind wie in Fig. l und in welcher der Antrieb durch einen Motor erfolgt.
Auf der Platte 4 ist anstelle der Frontplatte 13 ein Träger 26 für einen Getriebemotor
27, beispielsweise einen Scheibenwischermotor befestigt. Mit dem Träger 26 ist ein
gedruckter Stromkreis 28 verbunden, auf welchem sich gewisse Teile der Steuerschaltung
befinden. Unter anderem sind auf der gedruckten Schaltung 28 soviele Hall-Generatoren
29 angeordnet als Schaltstellungen zu erreichen sind, und diesen Hall-Generatoren
gegenüber ist an der Scheibe 10 ein Permanentmagnet 30 angeordnet. Die Achse 32
des Getriebemotors 27 ist über eine aussen verzahnte Scheibe 33 und eine innenverzahnte
Hülse 31 mit der Aussenverzahnung 5 der Antriebsachse 1 gekuppelt. Der Motor ist
mittels eines Gewinderinges 34 mit dem Träger 26 verbunden und mittels eines oder
mehrerer Stifte 35 mit dämpfendem Ring 36 gesichert.
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Zum Ausführen einer Schaltbewegung wird der Getriebemotor 27 von einer
Steuerschaltung eingeschaltet, und sobald er eine Umdrehung ausgeführt hat, erfolgt
über einen der Hall-Generatoren, vor welchen der Permanentmagnet 30 gelangt ist,
ein Stopsignal an die Steuerschaltung des Motors. Kann die Schaltbewegung infolge
ungünstiger gegenseitiger Stellung von Getrieberädern nicht in einem Zug erfolgen,
steigt der mechanische Widerstand an und der Stromanstieg im Stromkreis des Motors
27 schaltet auf eine Betriebsart um, bei welcher der dem Schaltgetriebe vorgelagerte
Hauptantriebsmotor in bestimmten Abständen kurze Antriebsimpulse erhält. Das Antippen
dieses Motors erfolgt solange bis das Schieberad widerstandslos in die gewählte
Schaltstellung bewegt werden kann. Aus den oben bereits erwähnten Gründen braucht
der Motor bzw. die Antriebswelle der Schaltvorrichtung keine sehr genauen Endstellungen
zu erreichen, was die sehr einfache und nicht besonders präzise Steuerung mittels
der Hall-Generatoren 29 und des Permanentmagneten 30 erlaubt. Es kann ferner ein
sehr einfacher, billiger Antriebsmotor, beispielsweise ein Scheibenwischermotor
verwendet werden. Obwohl die dargestellten Antriebsvorrichtungen besonders zur Erzeugung
von Schaltbewegungen in Stufengetrieben geeignet sind, konnen sie auch für andere
entsprechende Schaltvorgänge in Getrieben verwendet werden. Das Malteser-Getriebe
kann hierbei in irgendeiner Form realisiert sein, bei welcher ein Mitnehmer bei
bestimmten Schaltstellungen in ein Schaltorgan eingreifen und dasselbe mitnehmen
und dann frei wieder aus demselben austreten kann. Unter diesen Bedingungen kann
man in allen Fällen mit einer einfachen Antriebsbewegung auskommen, deren Endstellungen
nicht sehr präzis zu sein brauchen. Ein besonderer Vorteil der dargestellten und
beschriebenen Antriebsvorrichtungen besteht darin, dass die Antriebsbewegung als
einfache, langsame Drehbewegung mittels einer einfachen Achse durch die eine Wand
des Getriebegehäuses geführt werden kann. Diese eine Antriebsachse kann ohne besonderen
Aufwand leckölfrei durchgeführt werden, was deren Anordnung im Oelbad ermöglicht.
Es ist ausserdem möglich mit der einfachen Antriebsachse nach Belieben ein Handbetätigungsorgan
oder einen Motorantrieb zu verbinden.
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