CH666704A5 - Rotations-schaftmaschine. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Rotationsschaftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei gattungsgemässen Rotationsschaftmaschinen besteht die Gefahr, dass beim Umschalten von einer Tieffachstellung in eine Hochfachstellung oder umgekehrt an den Flanken des Kupplungskeils und an den Keilraststellen Reibung und damit erhöhter Verschleiss eintritt, weil die Nullstellung nicht gesichert ist und daher im Zeitpunkt des Keilumschaltens eine Relativbewegung zwischen Kurbelstange und Exzenterscheibe eintreten könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dafür zu sorgen, dass das Umschalten verschleissfrei und ohne Beeinträchtigung der Betriebssicherheit vor sich geht.

Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die an der Kurbelstange befindliche Keilraststelle eine mit der Exzenterscheibe zusammenwirkende automatische Nullstellungsrastvorrichtung aufweist.

Nunmehr ist sichergestellt, dass beim Umschalten des Kupplungskeils die Kurbelstange und damit auch die Exzenterscheibe die einmal erreichte Nullstellung nicht unter der Wirkung der Schwerkraft verlassen kann.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung besitzt die

Nullstellungsrastvorrichtumg eine an der Kurbelstange ein-und ausschaltbar gelagerte, eine Raste für den Kupplungskeil aufweisende, durch die Exzenterscheibe ein- und ausschaltbare Rastanordnung. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Rastanordnung nicht eher eingeschaltet und damit in der Aufnahmestellung für den Kupplungskeil steht, bis die Nullstellung erreicht und durch vorübergehendes Einrasten gesichert ist.

Vorteilhaft besitzt die Exzenterscheibe einen mit der Rastanordnung der Kurbelstange zusammenwirkenden Schaltnocken. Ein solcher Schaltnocken kann sowohl das Ein- und Ausschalten der Rastanordnung als auch das Einrasten in der Nullstellung bewirken.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist die Rastanordnung der Kurbelstange eine mit dem Schaltnocken der Exzenterscheibe zusammenwirkende Nullstellungsraste auf. In eine solche Nullstellungsraste kann dann zum Beispiel der erwähnte Schaltnocken einrasten.

Die Rastanordnung der Kurbelstange kann vorteilhaft aus einer federbelastenden, mit einem Anschlag zusammenwirkenden Schwinge bestehen. Eine solche Schwinge wird zum Beispiel zum Ausschalten etwas vom Kupplungskeil wegbewegt, zum Einschalten auf den Kupplungskeil zubewegt.

Der erwähnte Schaltnocken besteht nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorteilhaft aus einer an der Exzenterscheibe drehbar gelagerten Rolle.

Die Erfindung bietet unter anderem den Vorteil, beim Umschalten des Kupplungskeils Störungen und Verschleiss auszuschalten und damit zur Betriebssicherheit der Rotationsschaftmaschine beizutragen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Schaftantriebsschema in der Tieffachstellung, Fig. 2 ein Schaftantriebsschema in der Hochfachstellung, Fig. 3 eine Vorderansicht des eingelegten Kupplungskeils, Fig. 4 eine Rückansicht des Kupplungskeils,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Kupplungskeil, Fig. 6 eine Vorderansicht des Kupplungskeils in eingekuppeltem Zustand,

Fig. 7 eine Rückansicht des Kupplungskeils in eingekuppeltem Zustand,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Kupplungskeil in eingekuppeltem Zustand,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch den Kupplungskeil längs der in Fig. 7 gezeichneten Linie IX-IX,

Fig. 10 eine Schemazeichnung der Rotationsschaftmaschine beim Verlassen der Tieffachstellung,

Fig. 11 eine Schemazeichnung der Maschine in erreichter Hochfachstellung,

Fig. 12 eine Schemazeichnung der Maschine beim Verlassen der Hochfachstellung,

Fig. 13 eine Schemazeichnung der Maschine beim Wiedererreichen der Tieffachstellung,

Fig. 14 eine schematische Teilansicht der Maschine in der Tieffachstellung,

Fig. 15 eine Teilansicht der Maschine zu Beginn des Verlassens der Tieffachstellung.

Gemäss Fig. 1 ist ein Schaft 1 über ein Gestänge 2 durch die Kurbelstange 3 in eine Tieffachlage gebracht worden. Die Kurbelstange 3 ist auf einer Exzenterscheibe 4 gelagert. Ein Kupplungskeil 5 arretiert die Exzenterscheibe 4 gegen die Kurbelstange 3. Die Antriebswelle 6 kann frei rotieren, ohne die Exzenterscheibe 4 mitzunehmen. Wird der Kupplungskeil 5 aber so radial verschoben, dass er in die Rastnut 7 der Antriebswelle 6 einrastet, bewegt sich die Exzenterscheibe 4 um 180 Grad, bis der Kupplungskeil 5 in die zweite der beiden Keilraststellen 8,9 der Kurbelstange 3 einrasten kann.

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Die Kurbelstange 3 bewegt dabei den Schaft 1 in die in Fig. 2 dargestellte Hochfachstellung, und die Antriebswelle 6 kann wieder frei rotieren.

Gemäss Fig. 3 bis 8 besitzt der Kupplungskeil 5 eine offene Schaltnut 10, in die gemäss Fig. 10 bis 13 eines der beiden Schaltstücke 11,12 der Schaltstange 13 beziehungsweise 14 einrasten kann. Auf Einzelheiten des Schaltkeils 5 wird später noch eingegangen.

Gemäss Fig. 10 bis 13 sind die beiden Schaltstangen 13,14 auf ortsfesten Achsen 15,16 schwenkbar gelagert und an ihren äusseren Enden über Gleitlager 17,18 mit einer längsverschiebbaren Steuerstange 19 verbunden. Die Steuerstange 19 steht gelenkig mit einem Waagehebel 20 in Verbindung. An dem Waagehebel 20 sind zwei Platinen 21,22 angelenkt, die mit Tastnadeln 23 beziehungsweise 24 verbunden sind. Die Tastnadeln 23 und 24 tasten eine Papierkarte 25 ab, die über einen Kartenzylinder 26 geführt ist, der Öffnungen zum Durchtasten der Nadeln besitzt.

Beim Durchtasten der Tastnadeln 23,24 durch Löcher in der Papierkarte 25 fallen die Tastnadeln in den Kartenzylinder 26 ein und bringen dabei die Platinen 21 und 22 zum Herabfallen gegen wechselweise hin- und herbewegte Mitnehmer 27,28.

Die Steuerstange 19 wird durch eine Druckfeder 29 nach links in eine Endstellung gezogen. Die Druckfeder 29 stützt sich gegen ein ortsfestes Auflager 30 und gegen das Gleitlager 18 ab. Durch Nocken 31 bis 34 sind die Gleitlager 17 und 18 unter Zwischenlage von Druckfedern 35,36 auf der Steuerstange 19 abgefedert fixiert, um das Abtastergebnis von den Nadeln 23,24 auf den Kupplungskeil 5 zu übertragen. Der Waagehebel 20 findet eine Raststellung an mindestens einem der beiden ortsfesten Auflager 37,38.

Gemäss Fig. 10 bis 11 weisen die beiden diametral gegenüberliegenden Keilraststellen 8,9 je eine mit der Exzenterscheibe 4 zusammenwirkende automatische Nullstellungsrastvorrichtung 50 beziehungsweise 51 auf.

Unter Zuhilfenahme eines insbesondere in den Fig. 3 bis 9 dargestellten Wälzlagers 40 ist die Exzenterscheibe 4 leichtgängig in der Kurbelstange 3 gelagert. Gemäss Fig. 10 bis 13 ist auf die Antriebswelle 6 mit Hilfe eines Keils 42 eine Scheibe 43 aufgekeilt, die an ihrem Aussenrand zwei einander diametral gegenüberliegende Rastnuten 44 und 45 für den Kupplungskeil 5 aufweist. Die Exzenterscheibe 4 ist unter Verwendung eines insbesondere in den Fig. 4, 5,7 bis 9 dargestellten Wälzlagers 41 leichtgängig auf einer konzentrischen Schulter 46 (Fig. 5) der Scheibe 43 gelagert.

Die erwähnten Teile sind im Inneren eines geöffnet dargestellten Gehäuses 47 angeordnet, aus dem das Ende der Kurbelstange 3 zwecks Verbindung mit dem Gestänge 2 herausragt.

Wie insbesondere auch Fig. 14 zeigt, besitzt die Nullstellungsrastvorrichtung 50 eine an der Kurbelstange 3 ein- und ausschaltbar gelagerte Rastanordnung 52 in Form einer durch eine Feder 54 belasteten, mit einem Anschlag 56 zusammenwirkenden Schwinge. Die Schwinge 52 ist um einen Schwenkpunkt 58 schwenkbar an der Kurbelstange 3 gelagert. In gleicher Weise besitzt die andere Nullstellungsrastvorrichtung 51 eine an der Kurbelstange 3 ein- und ausschaltbar gelagerte Rastanordnung 53 in Form einer Schwinge. Die Schwinge 53 arbeitet mit einem Anschlag 57 zusammen und ist im Schwenkpunkt 59 schwenkbar an der Kurbelstange 3 gelagert. Die Schwinge 53 ist durch eine Feder 55 belastet.

Für den Kupplungskeil 5 weist die Rastanordnung 52 eine Raste 60 und die Rastanordnung 53 eine Raste 61 auf.

Auf folgende Weise sind die beiden Rastanordnungen 52, 53 jeweils durch die Exzenterscheibe 4 ein- und ausschaltbar:

Die Exzenterscheibe 4 besitzt einen mit der jeweiligen Rastanordnung 52 beziehungsweise 53 der Kurbelstange 3

zusammenwirkenden Schaltnocken 62, der aus einer an der Exzenterscheibe 4 drehbar gelagerten Rolle besteht. Die jeweilige Rastanordnung 52 beziehungsweise 53 weist eine mit dem Schaltnocken 62 zusammenwirkende Nullstellungsraste 63 beziehungsweise 64 auf. Soll nun die Kurbelstange 3 auf später noch zu erläuternde Weise von der in Fig. 14 dargestellten Tieffachstellung in die Hochfachstellung gebracht werden, so wird zunächst der Kupplungskeil 5 aus der Raste 60 nach links herausgezogen und in die Rastnut 44 der durch einen Keil 42 mit der Antriebswelle 6 verbundenen Scheibe 43 eingerastet. Beim Drehen der Antriebswelle 6 in Richtung des gebogenen Pfeils 65 schaltet der Schaltnocken 62 die Rastanordnung 52 aus, indem er gemäss Fig. 15 an der Innenkontur 66 der Rastanordnung beziehungsweise Schwinge 52 entlangrollt, sie dabei anhebt, so dass sie ihre Anlage an dem Anschlag 56 verliert, wie es Fig. 15 zeigt. Sobald der Schaltnocken 62 seinen Kontakt mit der Innenkontur 66 verliert, schaltet sich automatisch die Rastanordnung 52 unter der Wirkung der Feder 54 wieder ein.

Betrachtet man Fig. 15, so wird auch klar, dass der Schaltnocken 62 auch beim Einfahren des Kupplungskeils 5 in die Raste 60 wirksam ist. Beim Einfahren in die Raststellung nimmt zuvor der Schaltnocken 62 in der Nähe des Schwenkpunktes 58 Kontakt mit der Innenkontur 66 auf, wobei die Schwinge 52 wieder gegen die Kraft der Feder 54 anghoben wird. Das bedeutet das Auschalten der Rastanordnung 52, die sich sich erst dann wieder einschaltet, wenn der Schaltnocken 62 in die Nullstellungsraste 63 gerät und damit die Keilraststelle 8 in der Nullstellung der Kurbelstange 3 und der Exzenterscheibe 4 fixiert ist.

Das gleiche gilt entsprechend für die Funktion der Rastanordnung 53.

Der insbsondere in den Fig. 3 bis 9 dargestellte Kupplungskeil 5 ist in der Keilführung 49 der Exzenterscheibe 4 längsverschiebbar gelagert. Die Keilführung 49 bildet in der Exzenterscheibe 4 einen etwa rechteckigen Durchbruch, der gemäss Fig. 4 in eine radial nach aussen weisende Gleitfläche 70 begrenzter Breite ausläuft. Die Gleitfläche 70 dient gemäss Fig. 5 dem Aufgleiten der Rastnase 71 einer Sperrklinke 72. Die Sperrklinke 72 ist um eine Achse 73 schwenkbar in einem Durchbruch 74 des Kupplungskeils 5 gelagert und durch eine Druckfeder 75 belastet. Die Sperrklinke 72 besitzt ausserdem einen Schaltnocken 76.

Mit einigen Partien liegt der Kupplungskeil 5 auf der Exzenterscheibe 5 beziehungsweise der Kurbelstange 3 auf. Es sind dies Seitenpartien 67, 68, die der Führung dienen, und eine Rastnase 69, die dem Einrasten in die Rasten 60,61 der Keilraststellen 8,9 dient. Die Fig. 7 und 9 deuten an, dass der Kupplungskeil 5 zwei Längsbohrungen aufweist, in die Druckfedern 77 beziehungsweise 78 eingelassen sind. Die Druckfedern stützen sich auf der einen Seite gegen den Kupplungskeil 5, auf der anderen Seite gegen die radial aus-senliegende Wandung der Keilführung 49 ab und versuchen, den Kupplungskeil in Richtung auf die Antriebswelle 6 zu verschieben.

Bei der in Fig. 10 dargestellten Tieffachstellung haben die Tastnadeln 23 und 24 in der Papierkarte 25 Löcher gefunden, so dass die Platinen 21 und 22 gegen die Mitnehmer 27 und 28 herabgezogen werden. Die Mitnehmer sind also in der Lage, auf den Waagehebel 20 einzuwirken und ihn wechselseitig von den Auflagern 37 beziehungsweise 38 abzuheben. Dabei wird die Steuerstange 19 nach rechts gezogen, wie es Fig. 10 zeigt. Die Steuerstange 19 nimmt dabei die Schaltstangen 13 und 14 mit, wodurch der Kupplungskeil 5 aus der Keilraststelle 8 herausgezogen und in die Rastnut 44 der Scheibe 43 eingerastet wird. Das Einrasten geschieht bei Stillstand der Scheibe 43, weil die Antriebswelle 6 nach jeder halben Umdrehung in ihrer Drehbewegung für einen kurzen

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Moment innehält. Die Fig. 7 bis 9 zeigen die Lage des Kupplungskeils 5 im eingekuppelten Zustand, und zwar nach dem Herausgleiten des Schaltstücks 11 beziehungsweise 12 aus der Schaltnut 10. Die Rastnase 71 der Sperrklinke 72 ist hinter der radial aussenliegenden Begrenzungsfläche der Keilführung 49 eingerastet, so dass der Kupplungskeil 5 nicht nur durch die Kraft der Federn 77, 78, sondern durch mechanische Verriegelung in der Rastnut 44 festgehalten wird, auch dann, wenn bei der anschliessenden Drehbewegung der Exzenterscheibe 4 Fliehkräfte auf den Kupplungskeil 5 einwirken.

Beim Weiterdrehen der Antriebswelle 6 in Richtung des Pfeils 65 schaltet der Schaltnocken 62 zunächst die Rastanordnung 52 vorübergehend aus, wie es Fig. 15 zeigt. Dann schaltet der Schaltnocken 62 die Rastanordnung 53 zunächst aus und erst beim Erreichen der Nullstellung wieder ein, damit der Schaltkeil 5 reibungsfrei einrasten kann. Dieses Einrasten geschieht auf folgende Weise:

Nach etwa einer halben Umdrehung der Exzenterscheibe i rastet das Schaltstück 12 in die Schaltnut 10 des Kupplungs-ceils 5 ein, entriegelt dabei durch Niederdrücken des Schalt-îockens 76 die Sperrklinke 72 und dirigiert den Kupplungs-:eil 5 in die Raste 61 der Keilraststelle 9. Damit ist die Hoch-achstellung erreicht, die in den Fig. 3 und 11 dargestellt ist.

Die Hochfachstellung bleibt nun solange erhalten, bis nustergemäss nach Fig. 12 die Tastnadeln 23,24 aus dem Cartenzylinder 26 verdrängt werden und auf der Papierkarte 15 zur Anlage kommen. Hierdurch geraten die Platinen 21, 22 .usser Eingriff mit den Mitnehmern 27, 28, wodurch sich der

Waagehebel 20 unter der Wirkung der Druckfeder 29 gegen die Auflager 37, 38, anlegt. Zugleich bewirkt die Druckfeder 29 das Verschieben der Steuerstange 19 nach links, wodurch beide Schaltstangen 13, 14 gegen den Uhrzeigersinn schwen-5 ken. Hierbei bewegt das Schaltstück 12 der Schaltstange 14 den Kupplungskeil 5 in eine der beiden Rastnuten 44,45 hinein. Beim Beispiel nach Fig. 6 und Fig. 12 ist dies die Rastnut 44. Der Kupplungskeil 5 und die Exzenterscheibe 4 werden nun durch die rotierende Scheibe mitgenommen, und die in io Fig. 11 dargestellte Hochfachstellung wandelt sich in die in Fig. 13 dargestellte Tieffachstellung. Solange gemäss Fig. 13 die beiden Tastnadeln 23 und 24 nicht durchrasten können, bleibt die in Fig. 13 erreichte Tieffachstellung unverändert und stabil erhalten.

15 Fig. 5 zeigt den Kupplungskeil 5 mit eingerastetem Schaltstück 12. Das Schaltstück 12 hat die Sperrklinke 72 durch Niederdrücken des Schaltnockens 76 entriegelt. Unter der Wirkung der Druckfeder 75 rastet aber die Sperrklinke 72 jedesmal wieder ein, sobald sich ein Schaltstück 11 bezie-2o hungsweise 12 nach dem Einkuppeln des Kupplungskeils 5 aus dessen Schaltnut entfernt hat.

Bei jedem Umschaltvorgang des Kupplungskeils 5 sorgt die automatische Nullstellungsrastvorrichtung dafür, dass zwischen Kurbelstange und Exzenterscheibe keine Relativbe-25 wegung eintreten kann. Damit sind Kupplungs- beziehungsweise Umschaltstörungen verhindert.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.

9 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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1. Rotationsschaftmaschine mit einem Kupplungskeil zwischen einer Antriebswelle und einer aus einer Exzenterscheibe und einer die Exzenterscheibe tragenden Kurbelstange gebildeten für die Schaftbewegung, einer radial in der Exzenterscheibe verlaufenden Keilführung, mindestens einer in der Antriebswelle oder in einer mit der Antriebswelle verbundenen Scheibe gelegenen Rastnut für den Kupplungskeil, zwei sich diametral gegenüberliegenden Keilraststellen an der Kurbelstange und mit zwei mustermässig steuerbaren Schaltstangen, die jeweils mit einem Schaltstück in eine offene Schaltnut des Kupplungskeils eingreifen, um ihn längs der Keilführung entweder in die Rastnut oder in eine der beiden Keilraststellen hinein zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Kurbelstange (3) befindliche Keilraststelle (8, 9) eine mit der Exzenterscheibe (4) zusammenwirkende automatische Nullstellungsrastvorrichtung (50, 51) aufweist.

2. Rotationsschaftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullstellungsrastvorrichtung (50, 51) eine an der Kurbelstange (3) ein- und ausschaltbar gelagerte, eine Raste (60, 61) für den Kupplungskeil (5) aufweisende, durch die Exzenterscheibe (4) ein- und ausschaltbare Rastanordnung (52, 53) besitzt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Rotationsschaftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (4) einen mit der Rastanordnung (52, 53) der Kurbelstange (3) zusammenwirkenden Schaltnocken (62) besitzt.

4. Rotationsschaftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastanordnung (52, 53) der Kurbelstange (3) eine mit dem Schaltnocken (62) der Exzenterscheibe (4) zusammenwirkende Nullstellungsraste (63,64) aufweist.

5. Rotationsschaftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastanordnung (52, 53) der Kurbelstange (3) aus einer federbelasteten, mit einem Anschlag (56, 57) zusammenwirkenden Schwinge besteht.

6. Rotationsschaftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltnocken (62) aus einer an der Exzenterscheibe (4) drehbar gelagerten Rolle besteht.