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Sicherheitskupplung für Matrizenverteiler an Matrizensetz- und Zeilengießmaschinen
Bei dem Matrizenverteiler von Matrizensetz- und Zeilengiermaschinen, der die Matrizen
nach der Erzeugung der Gußzeile einzeln einer waagerechten Leiste zuleitet und an
dieser durch mittels einer Kupplung von der Zwischenantriebswelle der Maschine aus
in Umdrehung versetzbare Schrauben entlangführt und schließlich an verschiedenen
Punkten der Leiste für die Rückkehr nach den entsprechenden Kanälen des Magazins
freigibt, hat die Kupplung die Aufgabe, bei einer z. B. durch eine sich klemmende
Matrize oder durch eine andere Störung hervorgerufenen Hemmung oder Behinderung
der Drehung der Schrauben die Verbindung zwischen diesen und der Antriebswelle zu
unterbrechen, um eine Beschädigung der Bestandteile des Verteilers zu verhüten.
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Für die Herbeiführung dieser Abschaltung des Matrizenverteilerantriebes
sind Sicherheitskupplungen bekannt, bei denen eine durch die Matrizenklemmung oder
die sonstige Störung der Verteilerwirkung veranlaßte Axialbewegung der Matrizenverschiebungsschrauben
dadurch zur Antriebsunterbrechung herangezogen wird, daß die eine Kupplungshälfte
frei drehbar und die andere drehfest, aber axial verschiebbar auf der antreibenden
Welle angebracht ist und die beiden Kupplungshälften durch Federdruck ineinandergepreßt
werden sowie die längsbewegliche Kupplungshälfte durch die bei einer Störung des
Arbeitens des Verteilers auftretende Axialverschiebung der die Matrizen tragenden
Schraubenwelle ausgelöst und von der anderen Kupplungshälfte entfernt wird. Dabei
findet eine sich aus einer erheblichen Zahl von Hebeln und Anschlägen sowie einer
Stift-und Schlitzführung und einer Schrägbahnscheibe zusammensetzende und daher
nicht nur ziemlich umaändliche, sondern auch nicht besonders schnell ansprechende
und nicht unbedingt zuverlässig wirksame kinematische Kette für die Ausnutzung der
Schraubenwellenverschiebung zur Kupplungstrennung Verwendung.
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Dieses verhältnismäßig langsame und nicht vollkommen sichere Ansprechen
zeigen auch die ebenfalls schon für die Matrizenableger von Matrizensetz- und Zeilengießmaschinen
verwendeten Sicherheitskupplungen mit aus zwei gegeneinander drehbaren und verschiebbaren,
elastisch verbundenen Teilen bestehender getriebener Hälfte und mit ineinandergreifenden
und dabei die Axialbewegung der zwei Kupplungshälftenteile verhindernden und durch
deren Drehbewegung außer Eingriff kommenden und die Lösung der Kupplung durch Federn
zulassenden Anschlägen. Das gleiche gilt auch für die Sicherheitskupplungen für
Matrizenverteiler, die in bekannter Weise mit zwei an einer Antriebsscheibe bzw.
einem schwingbaren Nockenhebel sitzenden Kupplungsstiften und einer diesen tragenden,
mit dem Matrizenverteiler verbundenen Kupplungsscheibe sowie einer federbelasteten,
den Nockenhebel in der Kupplungsstellung festhaltenden, auslösbaren Sperrklinke
arbeiten. Alle diese Sicherheitskupplungen sind wohl bei den bisher üblichen, mit
normaler Ganggeschwindigkeit wirkenden Matrizensetz- und Zeilengießmaschinen für
die Matrizenzeilen ein hinreichend zuverlässiger Schutz, aber sie genügen nicht
den hohen Anforderungen hinsichtlich Empfindlichkeit des Ansprechens und Schnelligkeit
der Wirkungsweise, wie sie bei den neuzeitlichen, wesentlich gesteigerte Arbeitsgeschwindigkeit
aufweisenden, insbesondere den registerstreifengesteuerten Matrizensetz- und Zeilengießmaschinen
auftreten.
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Nach der Erfindung wird für die Matrizenverteiler auch von diesen
Schnelläufern eine die notwendige maximale Ansprechempfindlichkeit und die ebenfalls
notwendige minimale Reaktionszeit mit zuverlässiger Wirkungsweise verbindende lösbare
Sicherheitskupplung unter frei drehbarer Anordnung der einen und unter drehfester,
aber verschiebbarer Anordnung der anderen der beiden für gewöhnlich durch Federdruck
aneinandergepreßten Kupplungshälften auf der antreibenden Welle und unter Verwendung
einer die
Matrizen tragenden, durch ihre Axialverschiebung infolge
einer Störung die längsverschiebbare Kupplungshälfte auslösenden und ihre Entfernung
von der anderen Kupplungshälfte veranlassenden Schraubenwelle dadurch geschaffen,
daß an Ansätze einer nachgiebig auf Mitdrehen mit der einen Kupplungshälfte verbundenen
Scheibe auf der Welle angebrachte Druckglieder zur Trennung der Kupplungshälften
heranführbar sind und ein auf die Längsbewegung der axial verschiebbaren Schraube
ansprechendes Steuerglied für die Sperrung der Scheibe gegen Drehung und damit zur
Veranlassung des Eingriffs der Druckglieder mit den Scheibenansätzen für die Unterbrechung
der Kupplung vorgesehen ist.
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Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Kupplung wird das nach dem
geschilderten Stand der Technik bekannte Prinzip der Ausnutzung einer durch Matrizenklernmung
oder eine ähnliche Störung verursachten Axialbewegung der Matrizenverschiebungsschraube
zur Abschaltung des Verteilerantriebes in einer auch den Ansprüchen von Matrizensetz-
und Zeilengießmaschinen mit stark gegenüber der bisher gebräuchlichen Arbeitsspieldauer
gesteigerter Ganggeschwindigkeit voll genügenden Ausführung verwirklicht, da die
Kupplung mit einer einzigen Steuerbewegung außer Wirkung gesetzt und getrennt wird
und außerdem schon die geringste Verschiebung der Matrizenförderschraube zur Auslösung
des Vorgangs der Kupplungsunterbrechung genügt, so daß eine einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit
der Maschine angepaßte sofortige und rasche sowie dabei gleichzeitig zuverlässige
Sicherheitswirkung der Kupplung erreicht ist.
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Im einzelnen kann die Sicherheitskupplung nach der Erfindung eine
praktisch vorteilhafte Ausführung dadurch erhalten, daß die mit der einen Kupplungshälfte
elastisch nachgiebig verbundene Scheibe gegenüber dieser um einen begrenzten, durch
verstellbare exzentrische Schuhe oder ähnliche Stellglieder verschiebbar ist, während
zu ihrer Sperrung gegen Drehung in ein auf ihr vorgesehene Zahnung eine Hemmklinke
einfuhrbar ist, die auf einem schwenkbaren Bügel gelagert ist, der einen verstellbaren,
in der für gewöhnlich eingenommenen Lage eine Schwenkbewegung des Bügels verhindernden
Finger aufweist, der durch eine Längsbewegung der axial verschiebbaren Schraube
in eine das Einfallen der Hemmklinke in die Zahnung der Auslösescheibe gestattende
Lage überführbar ist.
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Der mit dem verstellbaren Finger versehene schwenkbare Bügel kann
dabei längs seiner Drehachse in Abhängigkeit von der Längsbewegung der axial verstellbaren
Schraube entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbar und der Finger durch die
Bügelverschiebung in eine dieser Feder die Verschwenkung des Bügels und der Hemmklinke
das Einfallen in die gezahnte Scheibe ermöglichende Lage überführbar sein. Ferner
kann der schwenkbare Bügel einen Hebel tragen, der bei einer Längsbewegung der axial
verschiebbaren Schraube ein Warnzeichen zur Wirkung bringt, und ein Knopf kann zur
Rückstellung der selbsttätig getrennten Kupplungshälften von Hand in den wieder
geschlossenen Zustand dienen.
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Die Zeichnung veranschaulicht die für den Matrizenverteiler von Matrizensetz-
und Zeilengießmaschinen bestimmte Sicherheitskupplung nach der Erfindung beispielsweise
in einer Ausführungsform. Fig. 1 zeigt die Kupplung in Rückansicht in Anwendung
bei einer eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aufweisenden Matrizensetz- und Zeilengießmaschine;
Fig.2 ist ein senkrechter Querschnitt nach der Geraden 2-2 in Fig. 1; Fig.3 ist
ein senkrechter Querschnitt nach der Geraden 3-3 in Fig. 2; Fig.4 ist ein senkrechter
Querschnitt nach der Geraden 4-4 in Fig. 1; Fig.5 ist ein waagerechter Querschnitt
nach der Geraden 5-5 in Fig. 1; Fig. 6 ist .ein schräger Querschnitt nach der Geraden
6-6 in Fig. 2; Fig. 7 ist ein schiefer Querschnitt nach der Geraden 7-7 in Fig.
2.
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Gemäß Fig. 1 werden die durch eine Matrizensetz-und Zeilengießmaschine
hindurchgegangenen Matrizen 1.0 beim Ablegevorgang an einer Verteilerleiste 11 durch
zwei obere umlaufende Schrauben 12 und eine untere sich drehende Schraube 13 entlanggeführt,
bis sie an ihren Abgabepunkten angekommen sind, an denen sie unter der Wirkung ihres
Gewichtes je über einen kurzen Magazineinlaß 14 in die entsprechenden Kanäle eines
in Fig. 1 nicht dargestellten Magazins fallen. Die Schrauben 12 und 13 sind an ihren
Enden in einem waagerechten Arm des Rahmens 15 des Matrizenverteilers gelagert.
Die oberen Schrauben 12 haben kein oder nur ein unmerkliches axiales Spiel an den
Enden, während die untere Schraube 13 zwar für gewöhnlich an die senkrechte Fläche
15 n des Verteilerrahmens 15 stößt, aber eine kleine axiale Linksverschiebung
erfahren kann.
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Die Verteilerschrauben 12, 13 werden dauernd durch eine Kupplung von
der in Fig. 1 nicht wiedergegebenen Zwischenantriebswelle der Matrizensetz-und Zeilengießmaschine
aus in Umlauf gehalten, welche durch einen Riemen 19 eine Scheibe 16 in Drehung
versetzt, die frei drehbar auf einer Welle 20 sitzt und an einer axialen Verschiebung
durch einen Bund 21 und einen die Welle diametral durchquerenden Stift 22 verhindert
ist, wie aus Fig. 2 und 3 näher ersichtlich ist. Auf der Welle 20 ist ferner mittels
eines Keiles axial verschiebbar eine weitere Scheibe 23 vorgesehen, die sich mit
mehreren, auf ihrer einen Seitenfläche angebrachten ebenflächigen Polstern 24 aus
Werkstoff von großer Reibungszahl bei normalem Arbeiten des Matrizenverteilers an
die benachbarte Seitenfläche der Riemenscheibe 16 anlegt, so daß sie von dieser
bei deren Drehung mitgenommen wird.
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Auf der Welle 20 ist weiterhin eine gemäß Fig. 2 am Umfang gezahnte
Scheibe 25 frei drehbar, die an der angetriebenen Scheibe 23 auf der Seite der sie
in Aussparungen durchsetzenden Reibungspolster 24 anliegt und mit dieser elastisch
gekuppelt ist. Der Antrieb der oberen zwei Schrauben 12 erfolgt durch ein auf die
Welle 20 aufgekeiltes Zahnrad 26 und ein aus Fig. 1. und 4 ersichtliches übersetzungsgetriebe
29, und die untere Schraube 13 wird durch ein. Zahnrad 30 an dem in Fig. 1 linken
Ende der Welle 20 in Umlauf versetzt, welche den Arm des Verteilerrahmens 15 durchquert,
in welchem (vgl. Fig. 1) die Schrauben 12, 13 an ihrem einen Ende gelagert sind.
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Die Welle 20 ist nach Fig. 1 und 3 an dem den Scheiben 16 und 23 benachbarten
Ende in einem am Verteilerrahmen 15 angebrachten, eine Lagerschale .32 enthaltenden
Bock 31 abgestützt. Die angetriebene Scheibe 23 weist eine die Welle 20 umschließende
Nabe
23 a auf, die an ihrer Innenfläche mit einem Keil 33 versehen ist, mittels dessen
sie in einer Längsnut 34 der Welle 20 axial verschiebbar ist, so daß sie in oder
außer Eingriff mit der treibenden Scheibe 16 angebracht werden kann. Eine die Nabe
23a umfassende, einerseits an der Lagerschale 32 und andererseits an der Scheibe
23 anliegende Schraubenfeder 35 hält die für den Antrieb dieser Scheibe durch die
Riemenscheibe 16 erforderliche Reibungswirkung der Polster 24 beim normalen Arbeiten
des Verteilers aufrecht.
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Wie aus Fig. 2 und 7 näher ersichtlich ist, steht die gezahnte Scheibe
25 mit der angetriebenen Scheibe 13 durch zwei Zugfedern 39 in Verbindung, die einerseits
in Ösen 40 an der Scheibe 25 und andererseits an Stiften 41 der Scheibe 23 verankert
sind. Auf diese Weise wird ein erheblicher Teil des Stoßes abgedämpft, der auftritt,
wenn die Sperrwirkung der Verteilerkupplung, z. B. beim Klemmen einer abzulegenden
Matrize, ausgelöst wird. An der gezähnten Scheibe 25 sind (vgl. Fig. 1 und 2) keilförmige
Schuhe 42 befestigt, die zum Zusammenarbeiten mit dem die Welle 20 durchquerenden
Stift 22 für die Herbeiführung der Sperrwirkung bestimmt sind, für gewöhnlich aber
außer Eingriff mit diesem sind. Ein mit einer exzentrischen Zehe 38a versehener
Stift 38 (vgl. Fig. 2 und 6) ermöglicht eine Feineinstellung der gezahnten Scheibe
25 zur getriebenen Scheibe 23 dadurch, daß er in dieser drehbar und durch eine Schraube
in der jeweiligen Winkellage feststellbar ist und je nach dem Drehwinkel durch seine
an einer Aussparung der Zahnscheibe 25 angreifende Exzenterzehe diese Scheibe gegenüber
der Scheibe 23 verschiebt. Das in Fig. 1 linke Ende der Welle 20, welches den Lagerbock
31 durchsetzt, geht in einen Drehknopf 36 über.
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Um eine Beschädigung der Matrizen oder anderer Teile der Matrizensetz-
und Zeilengießmaschine zu verhindern, wenn eine oder mehrere Matrizen zwischen die
Schrauben 12, 13 geraten, hat die untere Schraube 1.3 gemäß Fig. 1 und 5
die Möglichkeit, sich elastisch nach rechts unter Einwirkung des auf die Schraubenwindungen
stets durch eingeklemmte Matrizen ausgeübten Druckes zu verschieben, und diese Axialverschiebung
der Schraube 13 wird zur Herbeiführung der Unterbrechung der Verteilerkupplung ausgenutzt.
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Zu diesem Zweck ist, wie Fig. 1, 4. und 5 zeigen, ein U-förmiger schwenkbarer
Bügel 43 so ausgebildet und angeordnet, daß er die geringste axiale Verschiebung
der unteren Schraube 13 auf die Verteilerkupplung überträgt. Der Bügel 43 sitzt
frei drehbar auf einer seine beiden Schenkel durchquerenden Welle 44, die an den
Enden fest im Verteilerrahmen 15 gehalten ist. Eine die Welle 44 umschließende Schraubenfeder
45, die mit ihrem einen Ende mit einer auf der Welle 44 verstellbar befestigten
Rininuffe 46 verbunden ist, greift mit ihrem anderen Ende an dem in Fig. 5 linken
Schenkel des Bügels 43 an und sucht diesen einerseits (vgl. Fig. 5) längs der Wel144
zu verschieben und andererseits (vgl. Fig. 4) um die Welle 44 im Uhrzeigerdrehsinr
zu schwenken.
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Von dein Bügel 43 gehen drei Hebel aus, von denen der senkrecht abstehende
Hebel 49 (vgl. Fig. 1, 4 und 5) eine Rolle 50 trägt, die an die rechte Seitenfläche
des Zahnrades 30 durch die Feder 45 angedrückt wird und dadurch, die untere Schraube
in ihrer normalen Linksstellung hält. Der Hebel 49 weist ferner einen verstellbaren
Finger 5? auf, der unter der Einwirkung der Feder 45 im Eingriff mit einem Stift
52 ist, der an einem vom Verteilerrahmen ausgehenden Arm 57 axial verschiebbar befestigt
ist. Der Finger 51 ist derart einstellbar, daß er nur mit einem Teil der ebenen
Stirnfläche des Stiftes 52 in Berührung ist, so daß die geringste Rechtsverschiebung
der unteren Schraube 13 den Finger 51 veranlaßt, von dem Stift 52 abzugleiten und
dadurch der Feder 45 die Verschwenkung des Bügels 43 im Uhrzeigerdrehsinn zu gestatten.
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Ein vom Bügel 43 waagerecht abstehender zweiter Hebel 53 ist (vgl.
Fig. 1, 2 und 5) mit einem fingerartigen Greifer 54 und mit einer zum Eingriff mit
den Zähnen der Scheibe 25 bestimmten Hemmklinke 55 versehen. Die Feder 45 hält die
Klinke 55 genau außerhalb der Bahn der Zähne der Scheibe 25 in dauernder Bereitschaft
für das Einfallen in diese Zähne, was für gewöhnlich durch den Finger 51 verhindert
wird, bis dieser von dem Stift 52 weggezogen wird, wodurch der Eingriff der Klinke
55 in einen der Zähne der Scheibe 25 ermöglicht und damit diese gegen Drehung gesperrt
wird. Unmittelbar hernach kommt der Querstift 22 der weiter umlaufenden Welle 22
zur Einwirkung auf die Schuhe 42 an der Zahnscheibe 25 und drückt diese durch die
keilförmigen Schuhe 42 (vgl. Fig. 1 und 3) nach links, was gleichzeitig die ebenfalls
nach links verschobene angetriebene Scheibe 23 außer Reibungseingriff mit der treibenden
Riemenscheibe 16 bringt. Mit einer einzigen Bewegung ist somit die Kupplung außer
Wirkung gesetzt und getrennt worden. Bei der im Uhrzeigerdrehsinn erfolgenden Verschwenkung
des Bügels 43 kann durch einen dritten, von ihm waagerecht abstehenden Hebel 56
ein Schalter 59 (vgl. Fig. 4) geschlossen und dadurch ein z. B. leuchtendes Warnzeichen
eingeschaltet werden.
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Die Zusammenfassung der Wirkungsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten
Kupplung ergibt, daß bei dem Antrieb für die Verteilerschrauben 12, 13, der die
als Motor arbeitende Riemenscheibe 16, die von dieser durch Reibung mitgenommene
Scheibe 23, die diese tragende Welle 20 und das die Schrauben mit der Welle verbindende
Zahnrädergetriebe 29, 30 umfaßt, der Reibungseingriff zwischen der getriebenen Scheibe
23 und der treibenden Scheibe 25 durch die Druckfeder 35 aufrechterhalten und die
untere Schraube 13 für gewöhnlich durch die Feder 45 an einer axialen Rechtsverschiebung
gehindert wird, während bei fehlerhaftem Arbeiten des Verteilers, z. B. durch Ecken
oder Klemmen von Matrizen, die Schraube 13 eine Rechtsverschiebung erfährt und selbst
die kleinste derartige Verschiebung den Finger 51 von dem Stift 52 entfernt und
so den Eingriff der Hemmklinke 55 in einen Zahn der Auslösescheibe 25 und damit
deren Sperrung gegen weiteres Drehen veranlaßt sowie das Zusammenarbeiten des die
Welle 20 durchquerenden Stiftes 22 mit den Auslöseschuhen an der Scheibe 23 beim
nicht gehemmten Weiterdrehen der Welle 20 den Reibungseingriff der angetriebenen
Scheibe 23 mit der treibenden Riemenscheibe 16 aufhebt.
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Nach der Trennung kann die Kupplung auch rasch und bequem in einem
einzigen Arbeitsvorgang wieder geschlossen werden, sobald die Störung im Betrieb
des Verteilers beseitigt ist. Zu diesem Zweck braucht man nur den fingerartigen
Greifer 54 (vgl. Fig. 1 und 5) nach abwärts zu ziehen, wodurch der Bügel 43
entgegen
dem Uhrzeigerdrehsinn in eine Lage geschwenkt wird, in welcher die Schraubenfeder
45 den Bügel 43 nach links (vgl. Fig. 5) in die normale Stellung schieben kann,
in welcher der Finger 51 wieder zur Berührung mit dem Stift 52 kommt.