CH648387A5

CH648387A5 - Phasensynchronisierte schaltkupplung in einem schrittgetriebe.

Info

Publication number: CH648387A5
Application number: CH2755/80A
Authority: CH
Inventors: Sandro Salicini
Original assignee: Carle & Montanari Spa
Priority date: 1979-04-27
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1985-03-15
Also published as: DD150238A5; FR2455225A1; GB2051299A; JPS55145836A; DE3014358A1; DE3014358C2; BR8002523A; IT1166089B; FR2455225B1; IT7912568A0; US4319495A; GB2051299B

Description

Die Erfindung betrifft eine phasensynchronisierte Schaltkupplung in einem Schrittgetriebe mit einem schrittweise umlaufenden Antriebszahnrad und einem von diesem antreibbaren Abtriebszahnrad, die auf zueinander parallelen Wellen angeordnet und über eine dazu achsparallel verschiebbare Schaltmuffe kuppelbar sind, die einen dem

Antriebszahnrad zugeordneten Schaltzahnkranz und einen dem Abtriebszahnrad zugeordneten Zahnkranz aufweist und mit Hilfe einer Kurventrommel und einem Drehgesperre abwechselnd in eine entsperrte Einrückstellung, in der ihr Schaltzahnkranz mit dem Antriebszahnrad im Eingriff steht, und in eine gesperrte Ausrückstellung, in der ihr Schaltzahnkranz vom Antriebszahnrad getrennt ist, verschiebbar ist.

Die bekannten phasensynchronisierten Schaltkupplungen dieser Art weisen eine sehr komplizierte, aufwendige und kostspielige Konstruktion auf, insbesondere weil sie mit einer Servosteuerung und einer mechanischen Bremse für die Abtriebswelle versehen sind. Ausserdem weisen diese bekannten Ausführungen viele, stark beanspruchte Ver-schleissteile auf. Infolgedessen sind die bekannten Schaltkupplungen auch ziemlich störanfällig und erfordern häufige Wartungs- und Nachstellarbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Servosteuerung, die Bremse und die stark beanspruchten Verschleissteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden und eine phasensynchronisierte Schaltkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine einfachere, wirtschaftlichere,

leichter herzustellende Konstruktion in Verbindung mit einer genaueren Wirkungsweise und einer kleineren Störanfälligkeit bei wesentlich herabgesetzten Wartungs- und Nachstellarbeiten aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch folgende Merkmale gelöst:

a) die Schaltmuffe ist auf einer zu den Wellen des Antriebszahnrads und des Abtriebszahnrades parallelen Welle längsverschiebbar gelagert und steht mit ihrem Zahnkranz in dauerndem Eingriff mit dem Abtriebszahnrad;

b) die Kurventrommel ist drehfest jedoch längsver-schiebbar auf einer kontinuierlich umlaufend angetriebenen Steuerwelle gelagert und weist eine ringförmige Umfangsnut auf, die mit der Schaltmuffe zwecks deren Längsverschiebung im Eingriff steht;

c) die Kurventrommel ist mit einer in sich geschlossenen, kurvenförmigen Umfangsnut versehen, in die wahlweise eine ortsfest gelagerte Stützrolle einführbar ist, die für die Dauer ihres Eingriffs eine hin und her gehende Längsverschiebung der Kurventrommel zwischen einer der Einrückstellung der Schaltmuffe entsprechenden Einschaltstellung und einer der Ausrückstellung der Schaltmuffe entsprechenden Ausschaltstellung bewirkt, wobei eine Einrückfeder (11) vorgesehen ist, die die Kurventrommel bei aus der kurvenförmigen Umfangsnut zurückgezogener Stützrolle ( 14) in die Einschaltstellung drückt.

Das der Schaltmuffe zugeordnete Drehgesperre kann beliebig ausgebildet sein und z. B. aus einem an der Schaltmuffe befestigten Sperrteil und einem ortsfest gelagerten Festhalteteil bestehen. Eine besonders einfache, verschleiss-arme und insbesondere die Schaltmuffe stufenlos in jeder beliebigen Winkelstellung festhaltbare Ausbildung des der Schaltmuffe zugeordneten Drehgesperres ist jedoch bei einer Ausführungs-Form der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgesperre als Zylindergesperre ausgebildet ist und aus einer mit dem Antriebszahnrad drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreiszylindrischen Festhaltescheibe und einer mit der Schaltmuffe drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreiszylindrischen Sperrscheibe besteht, wobei die Sperrscheibe der Sperrmuffe umfangsseitig mit mindestens einer kreisbogenförmigen konkaven Ausnehmung versehen ist, in die die Festhaltescheibe des Antriebszahnrads in der Ausrückstellung der Schaltmuffe eingreift.

Die mit der Umfangsnut der Kurventrommel zusammenwirkende Stützrolle kann ebenfalls beliebig gelagert und ver2

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stellt werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die genannte Stützrolle um eine zur Steuerwelle parallele Achse von und zu der Kurventrommel schwenkbar am Maschinengestell gelagert und durch einen Elektromagnet verstellbar.

Bei einer weiteren platzsparenden Ausführungsform ist das Abtriebszahnrad frei drehbar auf der Steuerwelle gelagert.

Eine erfindungsgemässe phasensynchronisierte Schaltkupplung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt und soll anschliessend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 : einen schematischen Aufriss der Schaltkupplung in entkuppeltem Zustand.

Fig. 2: und 3 eine Abwicklung der Schaltkupplung nach Fig. 1, im Schnitt und in eingekuppeltem bzw. ausgekuppeltem Zustand.

In der Zeichnung ist eine phasensynchronisierte Schaltkupplung zwischen einem schrittweise umlaufenden, auf der Antriebswelle A befestigten Antriebszahnrad 1 und einem von diesem angetriebenen, frei drehbar jedoch axial unver-schiebbar auf einer Steuerwelle C gelagerten Abtriebszahnrad B dargestellt. Die Antriebswelle A und die Steuerwelle C sind zueinander und zu einer zwischengeschalteten Vorgelegewelle 4 parallel. Auf der Vorgelegewelle 4 ist eine Schaltmuffe 3 längsverschiebbar gelagert, die einen mit dem Antriebszahnrad 1 zusammenwirkenden Schaltzahnkranz 2 und einen mit dem Abtriebszahnrad B dauernd im Eingriff stehenden Zahnkranz 5 aufweist. Mit der Schaltmuffe 3 ist ausserdem eine kreiszylinderförmige Sperrscheibe 6 drehfest verbunden, die mit einer am Antriebszahnrad 1 über einen Halter 7 befestigten, kreiszylindrischen Festhaltescheibe 107 zusammenwirkt und umfangseitig zwei kreisbogenförmige, konkave untereinander um 180° winkelversetzte Ausnehmungen 106 aufweist. Die Festhaltescheibe 107 und die Sperrscheibe 6 bilden ein sogenanntes Zylindergesperre als drehgesperre für die Schaltmuffe 3.

Die Schaltmuffe 3 kann durch Längs verschiebung auf der Vorlegewelle 4 abwechselnd in eine in Fig. 2 dargestellte Einrückstellung und in eine in Fig. 3 dargestellte Ausrückstellung gebracht werden. In der Einrückstellung (Fig. 2) ist die Sperrscheibe 6 von der Festhaltescheibe 107 ausgerückt und die Schaltmuffe 3 ist infolgedessen entsperrt, d. h. frei drehbar. Gleichzeitig stehen sowohl der Zahnkranz 5 mit dem Abtriebszahnrad B als auch der Schaltzahnkranz 2 mit dem Antriebszahnrad 1 im Eingriff. Die An- und Abtriebszahnräder 1 und B sind also untereinander über die Schaltmuffe 3 getrieblich gekuppelt und das schrittweise umlaufende Antriebszahnrad 1 treibt das Abtriebszahnrad B synchron, d. h. mit dem selben Takt an. In der Ausrückstellung (Fig. 3) steht zwar der Zahnkranz 5 der Schaltmuffe 3 immer noch mit dem Abtriebszahnrad B im Eingriff, doch der Schaltzahnkranz 2 ist aus dem Antriebszahnrad 1 ausgerückt. Gleichzeitig greift die Festhaltescheibe 107 des Antriebszahnrads 1 in eine umfangseitige, kreisbogenförmige Ausnehmung 106 der Sperrscheibe 6 ein. Die An- und Abtriebszahnräder 1, B sind also voneinander entkuppelt. Gleichzeitig ist die Schaltmuffe 3 durch das eingerückte Zylindergesperre 107,6,106 in ihrer Drehung gesperrt und hält infolgedessen auch das Abtriebszahnrad B in seiner Winkelstellung fest. Das Antriebstzahnrad 1 kann dagegen seine schrittweise Drehbewegung unbehindert weiter ausführen, da sich die mit ihm drehfest verbundene Festhaltescheibe 107 in der kreisbogenförmigen Ausnehmung 106 der Sperrscheibe 6 frei drehen kann.

Zur Längs verschiebung der Schaltmuffe 3 auf der Vorlegewelle 4 ist eine Kurventrommel 8 vorgesehen, die längsverschiebbar auf der Steuerwelle C gelagert und mit dieser über einen Keil 10 drehfest verbunden ist. Die Steuerwelle wird kontinuierlich in der selben Drehrichtung F angetrieben. Die Kurventrommel 8 ist als Mitnehmerscheibe für die Schaltmuffe 3 ausgebildet und weist zu diesem Zweck eine ringförmige Umfangsnut 108 auf, in die dauernd die Sperrscheibe 6 der Schaltmuffe 3 eingreift. Auf der dem Abtriebszahnrad B entgegengesetzten Stirnseite weist die Kurventrommel 8 eine axiale Ausnehmung 208 auf, in der eine schraubenförmige Einrückfeder 11 angeordnet ist. Diese Einrückfeder 11 ist zwischen der Kurventrommel 8 und einem an der Steuerwelle C befestigten Federteller 12 gespannt und hat die Tendenz, die Kurventrommel 8 in der Pfeilrichtung F2 zu verschieben und in eine in Fig. 2 dargestellte, der Einrückstellung der Schaltmuffe 3 entsprechende Einschaltstellung zu bringen, die durch einen Anschlag 13 auf der Steuerwelle C festgelegt ist.

Die Verschiebbare Kurventrommel 8 weist eine kurvenförmige, in sich geschlossene Umfangsnut 9 auf, in die wahlweise eine Stützrolle 14 eingreifen kann. Diese Stützrolle 14 ist auf einem Hebel 15 angeordnet, der um eine zur Steuerwelle C parallele Achse 16 am Maschinengestell 18 schwenkbar gelagert und von einem Elektromagnet 17 verschwenkbar ist. Im gekuppelten Betriebszustand der Schaltkupplung zwischen dem Antriebszahnrad 1 und dem Abtriebszahnrad B ist die Stützrolle 14 aus der kurvenförmigen Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 ausgeschwenkt, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kurventrommel

8 nimmt infolgedessen unter der Einwirkung der Einrückfeder ihre Einschaltstellung ein, in der sich die Schaltmuffe 3 in Einrückstellung befindet und die An- und Abtriebszahnräder 1, B untereinander gekuppelt sind. Zum Entkuppeln der An- und Abtriebszahnräder 1, B wird die Stützrolle 14 während einer Stillstandsphase des schrittweise umlaufenden Antriebszahnrads 1 in die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 eingeschwenkt, wei insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist. Infolgedessen wird die mit der Steuerwelle C umlaufende Kurventrommel 8 auf dieser Welle C zunächst in der Pfeilrichtung Fl verschoben und entgegen der Kraft der Einrückfeder 11 in eine Ausschaltstellung gebracht, in der die von der Kurventrommel 8 mitgenommene Schaltmuffe 3 ihre Ausrückstellung einnimmt und die An- und Abtriebsräder 1, B voneinander entkuppelt sind.

Solange die Stützrolle 14 ihre Eingriffstellung in die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 beibehält, führt die Kurventrommel 8 eine hin und her gehende Verschiebebewegung auf der kontinuierlich umlaufenden Steuerwelle C zwischen der Ausschaltstellung (Fig. 3) und der Einschaltstellung (Fig. 2) aus, da die kurvenförmige Umfangsnut

9 eine in sich geschlossene Kurvennut darstellt. Dabei ist die Umfangsnut 9 derart ausgelegt, dass die Kurventrommel 8 ihre Einschaltstellung jedesmal während einer Stillstandsphase des schrittweise umlaufenden Antriebszahnrads 1 und ihre Ausschaltstellung jedesmal in einer Vorschaltphase des Antriebszahnrads 1 einnimmt. Entsprechend nimmt auch die von der Kurventrommel 8 mitgenommene und auf der Vorlegewelle 4 hin und her verschobene Schaltmuffe 3 ihre Einrückstellung während der Stillstandsphasen des Antriebszahnrads 1 und ihre Ausrückstellung während der Vorschalt-phasen des Antriebszahnrads 1 ein. Das Abtriebszahnrad B bleibt also praktisch vom Antriebszahnrad 1 entkuppelt, solange die Stützrolle 14 in die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 eingreift und obwohl die Schaltmuffe 3 infolge der hin und her gehenden Bewegung der Kurventrommel 8 taktweise kurzzeitig in ihre Einrückstellung gebracht wird.

Zum Wiedereinkuppeln der An- und Abtriebszahnräder 1, B wird die Stützrolle 14 wieder aus der kurvenförmigen

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Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 ausgeschwenkt, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn dies in der in Fig. 2 dargestellten Einschaltstellung der Kurventrommel 8 d. h. in der Einrückstellung der Schaltmuffe 3 geschieht, wird die Kurventrommel 8 durch die Einrückfeder 11 in ihrer gerade eingenommenen Stellung festgehalten. Wenn dagegen die Stützrolle 14 die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurven-trommel 8 in der in Fig. 3 dargestellten Ausschaltstellung dieser Trommel 8, d. h. in der Ausrückstellung der Schaltmuffe 3, oder in einer Zwischenstellung verlässt, wird die Kurventrommel 8 in ihre Einschaltstellung und die Schaltmuffe 3 in ihre Einrückstellung nach Fig. 2 durch die Einrückfeder 11 gebracht. In beiden Fällen werden die An- und Abtriebszahnräder 1, B wieder in eine Stillstandsphase des schrittweise umlaufenden Antriebszahnrads 1, d. h. in der selben Phase ihrer Entkupplung und infolgedessen phasensynchron eingekuppelt.

Bei einer bevorzugten Anwendung der vorstehend beschriebenen phasensynchronisierten Schaltkupplung in Verpackungsmaschinen, insbesondere Einwickelmaschinen, kann das Antriebszahnrad 1 ein beliebiges, im Maschinentakt schrittweise umlaufendes Zahnrad des Maschinenantriebs sein, das über die Schaltkupplung und das Abtriebszahnrad B die Zubringevorrichtung der Papierzuschnitte antreibt. Im Falle einer vorübergehenden, durch einen s Fühler, z. B. durch eine Lichtschranke festgestellten Unterbrechung der Packstückzuführung wird die Stützrolle 14 vom Elektromagnet 17 in die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 eingeschwenkt und das Abtriebszahnrad B wird in der oben beschriebenen Weise vom Antriebszahnrad io 1 entkuppelt. Dadurch wird die Zubringervorrichtung der Papierzuschnitte stillgesetzt, während der Hauptantrieb der Verpackungsmaschine weiterläuft. Nach der Wiederaufnahme der Packstückzuführung wird die Stützrolle 14 aus der Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 ausgeschwenkt und die 15 An- und Abtriebszahnräder 1, B werden in der beschriebenen Weise erneut eingekuppelt.

Die Zubringervorrichtung der Päpierzuschnitte wird infolgedessen wieder angetrieben und zwar genau und automa-20 tisch phasensynchron mit dem Arbeitstakt der Verpackungsmaschine.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

648 387 PATENTANSPRÜCHE

1. Phasensynchronisierte Schaltkupplung in einem Schrittgetriebe mit einem schrittweise umlaufenden Antriebszahnrad und einem von diesem antreibbaren Abtriebszahnrad, die auf zueinander parallelen Wellen angeordnet und über eine dazu achsparallel verschiebbare Schaltmuffe kuppelbar sind, die einen dem Antriebszahnrad zugeordneten Schaltzahnkranz und einen dem Abtriebszahnrad zugeordneten Zahnkranz aufweist und mit Hilfe einer Kurventrommel und einem Drehgesperre abwechselnd in eine entsperrte Einrückstellung, in der ihr Schaltzahnkranz mit dem Antriebszahnrad im Eingriff steht, und in eine gesperrte Ausrückstellung, in der ihr Schaltzahnkranz vom Antriebszahnrad getrennt ist, verschiebbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Schaltmuffe (3) ist auf einer zu den Wellen

(A, C) des Antriebszahnrads (1) und des Abtriebszahnrads

(B) parallelen Welle (4) längsverschiebbar gelagert und steht mit ihrem Zahnkranz (5) in dauerndem Eingriff mit dem Abtriebszahnrad (B);

b) die Kur ventrommel (8) ist drehfest jedoch längsverschiebbar auf einer kontinuierlich umlaufend angetriebenen Steuerwelle (C) gelagert und weist eine ringförmige. Umfangsnut (108) auf, die mit der Schaltmuffe (3) zwecks deren Längs verschiebung im Eingriff steht;

c) die Kurventrommel (8) ist mit einer in sich geschlossenen, kurvenförmigen Umfangsnut (9) versehen, in die wahlweise eine ortsfest gelagerte Stützrolle (14) einführbar ist, die für die Dauer ihres Eingriffes eine hin und her gehende Längsverschiebung der Kurventrommel (8) zwischen einer der Einrückstellung der Schaltmuffe (3) entsprechenden Einschaltstellung und einer der Ausrückstellung der Schaltmuffe (3) entsprechenden Ausschaltstellung bewirkt, wobei eine Einrückfeder (11) vorgesehen ist, die die Kurventrommel bei aus der kurvenförmigen Umfangsnut zurückgezogener Stützrolle (14) in die Einschaltstellung drückt.

2. Phasensynchronisierte Schaltkupplung nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Schaltmuffe (3) zugeordnete Drehgesperre als Zylindergesperre ausgebildet ist und aus einer mit dem Antriebszahnrad (1) drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreiszylindrischen Festhaltescheibe (107) und einer mit der Schaltmuffe (3) drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreiszylindrischen Sperrscheibe (6) besteht, wobei die Sperrscheibe (6) der Schaltmuffe (3) umfangsseitig mit mindestens einer kreisbogenförmigen, konkaven Ausnehmung (106) versehen ist, in die die Festhaltescheibe (107) des Antriebszahnrads (1) in der Ausrückstellung der Schaltmuffe (3) eingreift.

3. Phasensynchronisierte Schaltkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (14) durch einen Elektromagneten (17) um eine zur Steuerwelle

(C) parallele Achse (16) von und zu der Kurventrommel (8) verstellbar ist.

4. Phasensynchronisierte Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (B) frei drehbar auf der Steuerwelle (C) gelagert ist.