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Drehantrieb mit einem Zahnradpaar für einen begrenzt gegen das Antriebselement
neigbaren tonnenfÖrmigen Typensatzträger Die Erfindung befasst sich mit der insbesondere
über- oder untersetzenden übertragung einer Dreheinstellbewegung auf einen um eine,
die Drehachse kreuzende Neigungsachse neigbaren, tonnenförmigen Typensatzträger
durch verzahnte Getriebeteile. Derartige Typentonnen sind in der DAS 1 036 913
bekanntgeworden
und in der deutschen Patentschrift (Ameldung Sch 30 8739 1139) in Verbindung
mit einer Drehanhalte- und Nicksteuerung angewendet gezeigt. Die Erfindung hat sich
die Aufgabe gestellt, den Drehantrieb von neigbaren Typentonnen auf möglichst einfache,
paarungearme Weise zu erzielen. Wegen des Abstandes der Neigungsachse der Typentonne
von ihrer Drehachse macht ihr Mittelpunkt stets auch eine axiale Bewegung. Wird
also die Drehbewegung zentral-der Typentonne zugeführt, wie dies an der oben als
zweite genannten Stelle dargestllt istg so muss die Antriebewelle mit der-Typentonnen-Drehachse
mittels
eines Kardangelenks mit seinem Schwenkpunkt in Tonnenmittelpunkt verbunden sein
und auch eine axiale Bewegungsmöglichkeit -'neben einer geringen SchwenkbewegungsmÖglichkeit
zum Ausgleich der Pfeilhöhe der Bewegungsbahn des Tonnenmittelpunkts - beispielsweise
in ihrem eigenen Drehantrieb erhalten, was zahlreiche getriebliche B ewegungspaarungen
mit ebensov#iälen Drehlose-Wirkungen erfordert. Die Erfindung ordnet, im gewählten
Anordnungsbeispiel im Innern der Typentonne in HÖhe ihrer Tonnenmittelebene, ein
Hohlzahnrad an, lässt mit diesem ein - axial nicht bewegliches
- Antriebsritzel kämmen mit einem Teilkreiadurchmesser von einem geeigneten
Bruchteil dessen des Innenzahnrades und lässt die Neigungsachse so angeordnet sein,
dass ihre geometrische Achse die Teilkreise von Hohlzahnrad und Ritzel in
ihrem Berührungspunkt in HÖhe des Tonnenmittelpunktes tangiert, so dass die Neigungsbewegung
sich nur zwischen den Verzahnungen in minimalem Ausmass auswirkt. Zu diesem Zweck
wird die Neigungsachse zweckmässig ausserhalb-der Typentonne in zwei etwa symmetrisch
zum Berührungspunkt
der Teilkreise liegenden, miteinander fluchtenden
Lagerungen verkÖrpert. Insbesondere kann für die Aufnahme der Lagerungen ein, die
umlaufende Typentonne umschliessendes Schutzgehäuse herangezogen werden, an dem
zugleich die Verstellglieder für die Nickbewegung angelenkt sein kÖnnen. Die Verlegung
der Schwenkachse fÜr die Ne - igung bei dem Drehantrieb mit Unter- oder Übersetzung
nach der Erfindung in die.Tangente der Teilkreise der miteinander arbeitenden Verzahnungen
in deren Berührungspunkt ist fÜr die Gestaltung von Zahnkupplungen für zwei, aus
einer Fluchtlage heraus schwenkbaren Wellen schon mehrfach bekannt geworden. Im
DRP 56 861 Wolseley 1890/91 ist diese Kippachsenanordnung für eine Achsialzahnpaarung,
im DRP 1 196 023
Wahlmark, 1960/65 für eine AuAsen-Innenzahnkupplung
angewendet gezeigt. Eine ähnliche Anordnung ist auch in den Abbildungen von US-Patent
2 337 520 Brooks, 1942/43 dargestellt. Eine rein schematisch vergleichbare
Kippachsenanordnung für eine Aussenzahnpaarung bringt DBGm 1 885 110 Tesch
1963.
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Drehantriebe mit einem Zahnradpaar für begrenzt gegeneinander neigbare
Getriebewellen für maschinenbauliche Zwecke sind ebenfalls schon mehrfach
bekanntgeworden.
DRP 257 849 Noecker 1911/13
zeigt eine Anordnung mit Ritzel und Kronenrad,
wobei das letztere, samt seiner längsverschieblich und ausschwingbar gelagerten
Achse unter Federdruck stehend, stets im Eingriff mit einem Ritzel mit radialer
Drehachse gehalten wird. Die Begrenzung des Schwenkwinkels ist bei der neigbaren
Zahnpaarung nach der Erfindung - zylindrische Verzahnungen an beiden Rädern
zunächst angenommen -
unter anderem bedingt durch die axiale Breite von Hohlzahnrad
und Ritzel, genauer gesagt, des schmaleren der beiden, in Verbindung mit einer unvermeidlichen
Zahnluft, deren Auswirkung jedoch schon wesentlich geringer bleibt als die
eliminierte Luft der durch die erfindungsgemässe Anordnung eingesparten Bewegungspaarungen.
Eine weitere Verringerung der Zahnluft bringt die Anwendung einer, beispielsweise
im US-Patent 2 744 449 Belden 1950/56 bekanntgewordenen, oberhalb und unterhalb
der die Neigungsachse enthaltenden Mittelebenen beider gepaarten Zahnräder vorzusehenden
Doppelkegel-Zahnpaarung, deren Zahnflanken in der ihnen jeweils zugeordneten der
beiden Neigungsendlagen der Getriebeteile zueinander spielarm oder spielfrei zum
Tragen kommen.
Die Zeichnungen zeigen eine Ausführungsform der Erfindung,
und zwar Fig. 1 einen Schnitt in der Neigungsebene durch einen Typensatzträger
in Tonnenform mit einer Drehantriebsverzahnung nach der Erfindung, und zwar von
einem Ritzel auf ein Hohlrad.
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Fig. 2 einen Schnitt in HÖhe der Mittelebene der Typentonne, Fig.
3 die Verzahnung selbst im Schnitt in starker Vergrösserung für ein zylindrisch
verzahntes Hohlrad.
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In einem Lagerbügel 1, Fig. 1, ist eine Lagerung 2
für
eine Antriebswelle 3 befestigt, welch letztere mit einem Antriebsritzel
4 verstiftet ist. Dieses kämmt mit einem Hohlzahnrad 5, das hier als mit
dem Mantel eines tonnenförmigen Typensatzträgers 6 aus einem Stück bestehend
dargestellt ist. berselbe bedtzt ausserdem eine, mittels eines Bodens
7 mit seinem Mantel verbundene Nabe 8.
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Mit dieser Nabe 8 ist die Typentonne 6 um eine Achse
drehbar. Die Achse 9 ist im Boden 10 eines Gehäuses 11
befestigt,
das die Typentonne an drei Seiten umfasst.
GegenÜber dem Boden
10 ist das Gehäuse 11 durch einen Deckel 19 abgeschlossen,
der mit ihm durch Verzapfungen 111, 191 verbunden und mittels einer Rändelmutter
20 auf der Achse 9 befestigt ist.
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In den beiden Aussenwänden des Gehäuses 11 beiderseits des
Typensatzträgers 6 sind miteinander fluchtende Lagerzapfen 12 befestigt,
die durch-Lageraugen 13 des Lagerbügels 1 hindurchfassen, so dass
das Gehäuse 11 um diese Lagerzapfen 12 schwenkbar ist. Die geometrische Achse
121 der beiden Lagerzapfen 12 tangiert erfindungsgemäss die Teilkreise der Verzahnungen
von Ritzel 4 und Hohlzahnrad 5 in deren Berührungspunkt 1211.
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Dieser Berührungspunkt ist hier zugleich Krümmungsmittelpunkt der
gegenüberliegenden Mantellinie 14 der Tonnenform des Typensatzträgers 6, auf der
eine Anzahl Typen 15 in vier Zeilen 151 bis 154 aufgebracht seien.
Das Gehäuse 11 mit der Typentonne 6 kann durch einen ein- oder beiderseits
bei 16 am Gehäuse 11 angreifenden Stössel 18 von einer geeigneten,
nicht zur Erfindung gehörigen Steuereinrichtung aus so um die Achse 121 geschwenkt
werden, dasseLne der Typenzeilen 151 bis 154 in Drucklage gelangt, die hier
in Höhe der Mittelebene des Ritzels 4 zu denken sein mag. In jeder dieser
vier
Lagen kann eine der Typen 15 der betreffenden Typenzeile auf eine beliebige,
nicht zur Erfindung gehörigen Weise durch den Drehantriebeingestellt und auf einem
Aufzeichnungsträger abgedruckt werden, beispielsweise über ein Farbband derart,
dass dem Lagerbügel 1 eine Bewegung gegen die Aufschlagstelle auf dem Aufzeichnungsträger
erteilt wird.
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In jeder der vier Neigungslagen der Typentonne 6,
die paarweise
symmetrisch zu der in Fig. 1 dargestellten Mittellage liegen, soll die Zahnluft
möglichst gering sein. Die Erfindung lässt sich etwa in der im obengenannten US-Patent
2 744 449 gezeigten Weise so ausgestalteng dass dies ohne Schwierigkeit herzustellende
und den Verzahnungsgesetzen auch nicht annähernd zu unterwerfende Verzahnungsformen
erzielt werden kann, wie letztere beispielsweise als sphärische Verzahnungen mehrfach
andeutend vorgeschlagen wurden, etwa in der französischen Patentschrift
392 679 Lbvy et al 1908.
Die Erfindung schlägt in dieser Richtung daher
weiterhin vor, bei zunächst zylindrischer Ausführung einer der beiden gepaarten
Verzahnungen, z. B. in Fig. 1 und 3
des Hohlzahnrades 6, die
andere, hier die des Ritzels 4, mit einem, um einen Schwenkwinkel l/ für-die äusseren
Typenzeilen
151 und 154 zu der Drehachse 3 des Ritzels 4 geneigt ausgeführten
Zahnnutprofil zu versehen, das in der, in der US-Patentschrift 2 '/44 449 für Kupplungszähne
gezeigten Weise durch normalen Zahnnut-Profilfräser herstellbar ist und dem Zahn
der Gegenverzähnung 5 Raum schafft, derart, dass die beiden entstehenden,
geneigten Zahnnutprofile 411 sich in der Mitte der Zahälänge in einer radial liegenden
Profilkante schneiden, Fig. 1,oder auch dort ein schmales, zylindrisches Zahnnutprofil
41, Fig. 3, zurücklassen, das mit dem gleichen Profilfräser herstellbar ist.
Welche der hier vierundzwanzig Typen einer Typenzeile abgedruckt wird, bestimmt
die im Augenblick des Abdrucks bestehende Drehlage des Ritzels 4 bzw.
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der Antriebswelle 3, die auf eine beliebige Weise steuerbar
sei. Die Ritzeldrehung wird in der Nähe der MittellagedBs Typensatzträgers im wesentlichen
durch die Verzahnungen 4' und 5, Fig. 3, und in seinen beiden Neigungsendlagen,
in denen die Typenzeilen 151 bzw. 154 sich in Drucklage befinden, durch die
Verzahnungen 411 und 5 auf den Typensatzträger 6
übertragen.
Die
Verzahnungen 4e' am Ritzel 4 entstehen also beispielsweise durch Fräsen der Zahnnuten
mittels eines Formfräsers bei, um den Schwenkwinkel 17
gegen den Fräservorschubweg
geneigter Ritzelachse, ähnlich einem auch im US-Patent 2 841 966 Belden
1950/58 dargestellten Vorschlag. Selbstverständlich kann auch jedes Abwälzfräsverfahren
unter dem genannten, grössten Neigungswinkel 17
zur Herstellung der Verzahnung
411 herangezogen werden. Eine Verrundung der Übergangskanten von dem Verzahnungsprofil
41 in die Profile 411 nähert in der Wirkungsweise die dargestellte Verzahnung des
Ritzels 4 den im Schrifttum, wie oben erwähnt, mehrfach angedeuteten und genannten,
beispielsweise im englischen Patent 731 109 gezeigten sphärischen Verzahnungen
an. Da in der, in Fig. 1 und 2 dargestellten Mittellage der Typentonne keine
der Typenzeilen sich in Drucklage befindet, kann der Verzahnungsteil 41 der Ritzelverzahnung
auch,-wiecben bereits erwähnt, bis auf Null weggemindert werden bis zu einer, durch
den Schnitt der beiden Profile 411 erzeugten, in der Ebene der Neigungsachse radial
verlaufenden Schnittkante, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die durch
den
schrägen Verlauf der Zahnnutenflanken 411 entstehende, stumpfe
Keilform der Ritzelverzahnung sichert eine ausreichend kleine Zahnluft auch.in geringen
Neigungslagen in der Nähe der Mittellage. Diese Keilform kann umgekehrt bei nur
zylindrischer Verzahnung - Flanke 4' - des Ritzels 4 auch der Hohlradverzahnung
5 in zwei Zahnflanken gegeben werden, deren Form jener der Ritzelflanken
411 nach Fig. 1 entspricht und nicht gesondert gezeichnet ist. Beide Zahnpaarungen
der Fig. lund 3 bzw. gemäss der Beschreibung am Ende des letzten Absatzes
stellen somit bereits Annäherungenspielarmer Verzahnungen fÜr alle gegenseitigen
Lagen der verzahnten Getriebeteile zueinander in und zwischen ihren Neigungsendlagen
dar.