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Stufenlos regelbares Wechselhubgetriebe Der Gegenstand der Erfindung
betrifft ein stufenlos regelbares Wechselhubgetriebe, insbesondere für selbsttätige
Aufspul- und Wickelvorrichtungen mit einem die Antriebswelle umschließenden und
mit ihr in Reibverbindung stehenden Reibring, der mit seinem Gehäuse in einen parallel
zur Antriebswelle verschiebbaren Schlitten derart schwenkbar gelagert ist, daß seine
Drehachse mit der Antriebswellenachse einen einstellbaren Winkel bildet und der
durch eine Spannvorrichtung gegen die Antriebswelle gedrückt wird.
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Derartige Getriebe sind zur Umwandlung der Drehbewegung einer Antriebswelle
in eine periodisch umkehrbare Schubbewegung bestimmt und dienen beispielsweise dem
selbsttätigen Aufspulen von Drähten, Kabeln, Textilerzeugnissen od. dgl. Die bereits
bekannten Getriebe dieser Art weisen Reibräder oder -Reibrollen auf, die auf dem
Umfang der antreibenden Welle ablaufen und mit ihr eine tangentiale Berührung haben.
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Es sind auch Reibungsgetriebe bekannt, bei denen die Reibelemente
als die Antriebswelle umschließende Ringe ausgebildet sind. Derartige Reibringe
haben gegenüber den zuerst genannten Reibrädem oder Reibrollen den Vorteil, daß
die Kraftübertragung auf der Linie des Schmiegungskreisbogens erfolgt, wogegen die
Übertragung bei Rollen und Rädern nur punktförmig ist. Wesentlich für den Kraftschluß
ist weiterhin, mit welchem Druck die Reibringe gegen die Antriebswelle angepreßt
werden.
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Dieser Anpreßdruck kann auf verschiedene Arten erzeugt werden. Bei
älteren vorgeschlagenen Reibungsgetrieben mit Reibring wird dieser Anpreßdruck durch
eine Schraubenfeder bewirkt, die auf den äußeren Ring des als Kugellager ausgebildeten
Reibringes drückt. Dieser Druck überträgt sich über die Kugeln auf den inneren Ring,
den eigentlichen Reibring, und preßt den Reibring an die Antriebswelle an.
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Um die Geschwindigkeit der Vorschubbewegung und den damit verbundenen
Schwenkwinkel der Reibringe regulieren zu können, sehen die vorgeschlagenen Reibringgetriebe
eine mittels eines Fühlhebels wirksam werdende Kurvensteuerung vor.
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Nachteilig wirkt sich bei diesen Reibungsgetrieben jedoch aus, daß
der Anpreßdruck durch die vorgesehene Druckfeder nicht variabel gestaltet bzw. gänzlich
aufgehoben werden kann, so daß z. B. das Ringgestell nicht von Hand aus auf der
Antriebswelle verschiebbar ist. Zum anderen gestattet auch die vorgeschlagene Kurvensteuerung
keine kurzzeitige Geschwindigkeitsänderung beim Vorschub, schon gar nicht während
des Laufs der Maschine, was genauso
wie der variable Anpreßdruck - dringende Erfordernisse
bei der Verwendung des Reibungsgetriebes zum Aufspulen usw. sind.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der bekannte Reibring lose,
d. h. ohne axiale Führung, in seinem radial verschiebbaren und schwenkbaren Gehäuse
untergebracht ist und durch eine innerhalb des Reibringes im Gehäuse befestigte
Spannrolle gegen die Antriebswelle gedrückt wird.
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Das Gehäuse ist mit zwei diametral entgegengesetzt angeordneten Schwenkzapfen
in einem Schlitten beweglich gelagert. Zur Herstellung des erforderlichen Anpreßdruckes
drückt eine Druckschraube mittels einer Kugel auf den oberen Schwenkzapfen des Gehäuses
und spannt damit über eine Spannrolle den Reibring mit seiner gegenüberliegenden
Innenfläche gegen die Antriebswelle mit einem einstellbaren Anpreßdruck fest. Der
Reibring kann hierbei als einfacher Ring mit verhältnismäßig geringer Wandstärke
vorgesehen werden, was eine vereinfachte und billige Herstellung einschließt. Die
elastische Verformbarkeit eines derartigen Ringes ist größer, so daß auch die Keilanpressung
an der Übertragungsstelle zwischen Welle und Ring günstiger ist, ja sich sogar noch
mit steigender Belastung verbessert, weil der Ring lose gelagert und im Gehäuse
nur durch die Spannrolle geführt ist. Durch die freie Beweglichkeit des Ringes verlagert
sich seine Mitte stets in Angriffsrichtung und die Antriebswelle zieht den Reibring
förmlich auf sich hinauf. Durch diese Maßnahme ist eine größtmögliche Kraftschlüssigkeit
erreichbar, die vermittels der Spannvorrichtung veränderbar ist bzw. sogar
völlig
aufgehoben werden kann, so daß der Schlitten von Hand aus in jede gewünschte Stellung
auf der Welle gebracht werden kann. Der Druck auf den oberen Gehäuseschwenkzapfen
kann auch durch andere Mittel, z. B. hydraulisch, pneumatisch, elektromagnetisch
od. ä., erzeugt werden.
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Zur Begrenzung des Steigungswinkels dient ein an sich bekannter verstellbarer
Anschlag, der erfindungsgemäß gemeinsam mit der Spannvorrichtung symmetrisch zur
Schwenkachse des Gehäuses angebracht ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß
sowohl die Schubkraft als auch die Geschwindigkeit des Vorschubes in einfacher Weise
mit einem Handgriff auch während des Betriebes einstellbar sind. Zur Umkehrung der
Schubbewegung ist weiterhin eine federnd gelagerte Schaltstange vorgesehen, die
im Zusammenwirken mit entsprechenden Anschlagringen das Gehäuse mit dem Reibring
jeweils in die entgegengesetzte Schräglage schwenkt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Querschnitt durch das Getriebe senkrecht zur
Antriebswelle.
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Abb. 2 das Getriebe in Längs ansicht und teilweise im Längsschnitt.
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Die drehbare und in axialer Richtung unverschiebbar gelagerte Antriebswelle
1 wird von dem Reibring 3 umschlossen, der in dem um seine senkrechte Symmetrieachse
schwenkbaren Gehäuse 2 angeordnet ist und in seiner Lage zur Antriebswelle 1 durch
die um den Bolzen 24 drehbare Spannrolle 6 gehalten wird. Am Gehäuse 2 sind der
obere und der untere Schwenkzapfen 21 bzw. 22 angebracht, die im Zapfenlager 13
bzw. unmittelbar im parallel zur Antriebswelle 1 verschiebbaren Schlitten 16 geführt
werden. Das obere Schwenkzapfenlager 13 ist in bekannter Weise auf dem Schlitten
16 befestigt und in seinem oberen Teil mit Außen- und Innengewinde versehen.
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Die Gewindebohrung des Schwenkzapfens 13 nimmt die Druckschraube
4 auf, deren Druck über die Kugel 5 auf den oberen Gehäuseschwenkzapfen 21 übertragen
wird und sich in vollem Maße als Reibungsdruck an der Berührungsstelle des Reibringes
3 mit der Antriebswelle 1 auswirkt.
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In der in der Zeichnung dargestellten Nullstellung des Getriebes
liegen die Drehachsen der Antriebswelle 1 und des Reibringes 3 parallel zueinander,
so daß der Reibring ohne Axialvorschub auf der Stelle umläuft. Sobald das Gehäuse2
aus dieser Nullstellung nach der einen oder anderen Seite geschwenkt wird, bewegt
es sich mit dem Schlitten 16 parallel zur Antriebswelle in der gleichen Richtung,
wobei der Steigungswinkel mit dem Schnittwinkel der Drehachse und dem Schwenkwinkel
des Gehäuses übereinstimmt.
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Der Steigungswinkel des Reibringes 3 wird durch die gleichachsig
mit der Druckschraube 4 angeordnete, senkrecht verschiebbare Anschlaghülse 8 geregelt.
Diese Anschlaghülse stützt sich über die Druckfeder 10 gegen das obere Schwenkzapfenlager
13 ab und wird in ihrer Lage durch die Stellmutter 11 gehalten. Bei der Drehung
der Stellmutter 11 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt sich die Anschlaghülse 8 nach
oben. Dabei wird ihre Verdrehung gegenüber dem Schwenkzapfenlager 13 durch den Führungsstift
14 verhindert, der in den senkrechten Schlitz 15 der Anschlaghülse 8 eingreift.
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Der obere Schwenkzapfen 21 des Gehäuses 2 trägt den Anschlagstift
9, der in dem keilförmigen Aus-
schnitt 23 der Anschlaghülse 8 geführt wird. Bei
der Linksdrehung der Stellmutter 11 verschiebt sich der Ausschnitt 23 senkrecht
nach oben, so daß der Anschlagstift 9 nach rechts oder links gegen die schrägen
Kanten des Ausschnittes um einen bestimmten Winkel ausschwenken kann. Dieser Schwenkwinkel,
d. h. auch der Schlittenvorschub je Umdrehung der Antriebswelle, ist um so größer,
je mehr die Anschlaghülse 8 nach oben verschoben wird. Das Maß des Vorschubs wird
durch den Anzeiger 12 an der senkrechten Skala der Anschlaghülse 8 und durch die
Feinskala 7 der Stellmutter 11 mit größter Genauigkeit kenntlich gemacht.
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Zur Erzeugung des Schwenkmomentes an der Schwenknase des Gehäuses
2 wird ein in der Zeichnung nicht dargestellter Kippschalter in bekannter Ausführung
verwendet, unter dessen Federwirkung der Anschlagstift 9 an den schrägen Kanten
des Ausschnittes 23 der Anschlaghülse8 zum Anliegen kommt.
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In den Endstellungen des verschiebbaren Schlittens 16 stößt die federnd
im Gehäuse 2 geführte und exzentrisch zur Schwenkachse angeordnete Schaltstange
18 gegen die auf der Antriebswelle 1 in axialer Richtung verstellbar angebrachten
Anschlagringe 19 bzw. 20 und schwenkt dadurch das Gehäuse 2 mit dem Reibring 3 in
die entgegengesetzte Schräglage, so daß die Vorschubrichtung des Schlittens 16 umgekehrt
wird. Zur Sicherung einer geradlinigen Schlittenbewegung ist parallel zur Antriebswelle
1 die Führungsstange 17 angeordnet, die von dem gabelförmig ausgebildeten Schlittenunterteil
umfaßt wird.
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Zur Vergrößerung der Kraftübertragung können selbstverständlich auch
mehrere Reibringe in einem Getriebe verwendet werden, wenn für einen synchronen
Lauf und für synchrones Schwenken der Ringe Sorge getragen wird.