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Vorrichtung zum Kuppeln einer Welle mit einem lose darauf gelagerten
Getriebeteil Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln einer Welle mit
einem lose darauf gelagerten Getriebeteil vermittels eines axial verschiebbaren
Stellorganes.
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In der allgemeinen Getriebetechnik kommt es oft vor, -daß ein Getriebeteil
zeitweise mit einer Welle gekuppelt werden muß. Diese Aufgabe ist schon auf die
verschiedensten Arten gelöst worden. Z. B. sind die sog. Ziehkeilgetriebe bekannt
und Anordnungen, bei denen durch axiale Verschiebung z.B. eines Zahnrades des Getriebes
der Eingriff mit einem anderen Zahnrad unterbrochen wird.
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Bei diesen bekannten Kupplungsvorrichtungen ist aber die betreffende
Welle bzw. das Getriebeteil, das im eingerückten Zustand der Kupplung angetrieben
wird, im gelösten Zustand der Kupplung frei drehbar und an sich nicht arretiert.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
eine
einfache, leicht bedienbare Vorrichtung zum stufenlosen Kuppeln einer Welle ilt
einem darauf lose gelagerten Getriebeteil zu schaffen, itt der es außerdem möglich
ist, die Welle vom Getriebeteil zu lösen, d. h. unabhängig davon drehbar zu flachen,
und wahlweise die Welle in gelösten Zustand der Kupplungsteile in jeder beliebigen
Winkelposition zu arretieren, d. Ii. gegen Drehung zu sperren.
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Die bisherigen Kupplungsvorrichtungen sind für die Lösung dieser Aufgabe
nicht brauchbar.
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Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß das axial verschiebbare
Stellorgan in einer Axialbohrung der Welle gelagert und mit einen Doppelkonus versehen
ist, der auf zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Gruppen von Klemmkörpern
einwirkt, die radial beweglich in der Wellenwandung gelagert sind und von denen
sich die eine Klemmkörpergruppe im Innern des Getriebeteils und die andere im Innern
eines die Welle umschließenden feststehenden Geräteteiles befindet, Der besondere
Vorteil, der damit erzielt wird, besteht darin, daß man nit einem einzigen axial
verschiebbaren Stellorgan in der Lage ist, drei verschiedene Funktionszustände herzustellen,
nämlich: die Welle stufenlos, d. h. in jeder beliebigen relativen Winkelstellung
zwischen Welle und Getriebeteil, mit dem Getriebe teil festzukuppeln und damit eine
rutschfeste Antriebsverbindung.
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herzustellen, außerdem in einer axialen Zwischenstellung des
Stellorganes
die Verbindung zwischen der Welle und dem Getriebeteil zu lösen und die Welle relativ
zum Getriebeteil drehbar zu machen und außerdem in einer dritten Axialstellung des
Stellorganes im gelösten Zustand zwischen Welle und Getriebeteil die Welle selbst
zu arretieren und gegen jede Verdrehung zu sichern.
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Das dieser Erfindung zugrunde liegende Problem tritt beispielsweise
bei sog. Numerierwerken auf, bei denen auf der mit dem Getriebeteil zu kuppelnden
Welle ein fest mit ihr verbundenes Numerierwerk sitzt, das dazu benutzt wird, irgendwelche
unter der Welle durchlaufende Papiere an einer ganz bestimmten Stelle mit einer
Nummer oder einem sonstigen Kennzeichen zu bedrucken. Da dabei meist eine Vielzahl
von gleichen Papierbogen genau an der gleichen Stelle bedruckt werden müssen, ist
es erforderlich, daß die Transportmittel der Papierbogen mit der das Numerierwerk
tragenden Welle synchron angetrieben werden, d.h. mit der Welle in getrieblicher
Verbindung stehen. Um andererseits die Numerierung, d.h. den Abdruck des Numerierwerkes
in Durchlaufrichtung der zu bedruckenden Blätter verändern zu können und den Abdruck
bei anderen Papierblättern auf eine andere Stelle zu bringen, ist es erforderlich,
die Möglichkeit einer relativen Winkelverstellung zwischen der Welle mit dem Numerierwerk
und einem die Welle antreibenden Getriebeteil vorzusehen.
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Andererseits kommt es bei solchen Einrichtungen auch vor, daß das
Numerierwerk ganz stillgesetzt werden muß, wobei es
erforderlich
ist die Welle mit dem Numerierwerk in einer Winkelstellung zu arretieren, bei der
das Numerierwerk den Durchlauf der einzelnen Papierbogen nicht stört.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung geschaffen, die
alle diese Bedingungen auf einfache Weise erfüllt und die außer einer einfachen
und leichten Bedienung des Stellorganes auch eine Unterbringung der benötigten Teile
auf engstem Raume ermöglicht.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stellorgan
vermittels eines Gewindeansatzes mit der Welle verbunden ist und am freien Ende
einen Handgriff trägt. Dadurch lassen sich die von dem Stellorgan beeinflußten Klemmkörper
beider Gruppen mit den notwendigen Kupplungs- bzw. Arretierkräften in die jeweils
wirksame Position bringen, so daß sich einerseits eine garantiert rutschfeste Verbindung
zwischen der Welle und dem Getriebeteil und andererseits zwischen der Welle und
dem feststehenden Geräteteil mit Sicherheit und ohne großen Kraftaufwand seitens
der Bedienungsperson erzielen läßt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß das zu kuppelnde Getriebeteil, das feststehende Geräteteil, die Klemmkörper
und das Stellorgan auf bzw. in einem verlängerten Lagerzapfen der Welle angeordnet
sind. Diese Anordnung ist sowohl fertigungstechnisch als auch räumlich besonders
vorteilhaft.
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Zweckmäßigerweise ist dabei der Lagerzapfen an seinem Ende mit einem
Innengewinde und das Stellorgan mit einem Gewindeansatz versehen.
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Das feststehende Geräteteil ist eine außerhalb des Getriebeteiles
auf dem Lagerzapfen sitzende, in einem Bügel, einer Abdeckhaube od. dgl. verdrehsicher
angeordnete Buchse.
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Dabei besteht außerdem die sehr vorteilhafte Möglichkeit, auf dem
freien Ende des Lagerzapfens eine Stellscheibe anzubringen, die beispielsweise zwischen
dem Handgriff des Stellorganes und einer Wand des Gerätegehäuses angeordnet ist,
so daß mit dieser Stellscheibe die Welle von Hand bei gelöster Kupplung leicht eingestellt
werden kann.
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Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird nun im folgenden die Erfindung
näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine Numerierwerksanordnung, Fig.
2 die Kupplungsvorrichtung der Numerierwerkswelle im Schnitt, Fig. 3 und 4 die Kupplungsanordnung
der Numerierwerkswelle in zwei verschiedenen Funktionsstellungen, wobei in Fig.
4 außerdem eine Ausführungsform dargestellt ist, bei welcher auf dem Lagerzapfen
der Numerierwerkswelle eine zusätzliche Stellscheibe sitzt.
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Das in Fig. i dargestellte Numerierwerk i besitzt eine auf einem Pfeiler
2 festsitzende Einfärbvorrichtung 3, eine umlaufend antreibbare Welle 4, auf welcher
eine mit der Welle umlaufende Typenwalze 5 exzentrisch vermittels einer Haltevorrichtung
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befestigt ist. In der Umlauiebene des Nuserierwerks befindet sich ein Gegendruckzylinder
7. In den seitlich angeordneten Gehäusen 9 und 10 befinden sich einerseits die Lagerplatinen
für die Pfeiler 2, die Welle 4 und den Gegendruckzylinder 7 sowie doren Lager und
Antriebselemente. Die über dem Gegendruckzylinder 7 an dessen Enden angeordneten
Winkell und 11' stellen schematisierte Papierführungen dar.
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Das vom Numerierwerk i zu bedruckende Papier läuft zwischen dem Gegendruckzylinder
7 und der Typenwalze 5 in einer zur Zeichenebene senkrecht stehenden Ebene hindrch
und wird dabei von der sich zusammen mit der Welle 4 um deren Achse rotierend angetriebenen
Typenwalze 5 bedruckt.
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Außen am Gehäuse 10 befindet sich ein Einstellknopf 12. Der Einstellknopf
12 ist Teil der in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellten Kupplungsanordnung, die
sich in dem Gehause 10 befindet.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die vorerwähnten Pfeiler 2 an einer
Lagerplatine 13 verschraubt. Die Welle 4 ist vermittels eines Kugellagers 14 in
der Lagerplatine 13 bzw. in einer darin befestigten Lagerbuchse 15 vermittels eines
Lagerzapfens 16 drehbar gelagert. Der Lagerzapfen 16 ist über das Kugellager 14
bzw. die Lagerbuchse 15 hinaus verlängert.
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Außerhalb der Lagerbuchse 15 sitzt auf dem Lagerzapfen 16 frei drehbar
eine Buchse 17, auf der ein Zahnrad 18 vermittels Schrauben 19 befestigt ist. In
ciner zylindrischen
Bohrung 20 der Buchse 17 befindet sich ein Kunststoffgleitlager
21 in Form von zwei getrennten Ringen, die einen gewissen axialen Abstand voneinander
haben. Die beiden Ringe 21 sind in die Bohrung 20 der Buchse 17 eingepreßt.
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Aiißerlialb der Buchse 17 ist der Lagerzapfen 16 von einer Hülse 22
umgeben, die verdrehfest in einem Bügel 23 angeordnet ist. Der Bügel 23 ist mit
der Platine 13 verschraubt.
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Der Lagerzapfen 16 besitzt eine koaxiale Sackbohrung 24 und am äußeren
Ende ein Innengewinde 25, das als Feingewinde ausgebildet ist. In diescs Innengewinde
ist eine Gewindespindel 26 eingeschraubt, die am äußeren Ende den Einstellknopf
12 trägt und am inneren Ende einen Doppelkonus 27 besitzt. Der Doppelkonus 27 besitzt
einen vorderen Kegel 28 und einen hinteren Kegelansatz 29. In axialen Bewegungsbereich
des vorderen Kegels 28 sind in der Wandung 30 des Lagerzapfens 16 radial beweglich
in entsprechenden Bohrungen zylindrische Klelamkörper 31 gelagert, deren innere
Enden ebenfalls konisch sind. Die Klemmkörper 31 sitzen zumindest annähernd in der
axialen Mitte der Buchse 17 zwischen den beiden Lagerringen 21.
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Im Bewegungsbereich des Kegelansatzes 29 und in der axialen Mitte
der Hülse 22 sind in der Wandung des Lagerzapfens 16 in entsprechenden Bohrungen
weitere Klemmkörper in Form von Kugeln 32 angeordnet.
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In der in Fig. t dargestellten Lage der Spindel 26 und des Doppelkonus
27 drückt der Kegelansatz 29 die Kugeln 32 gegen die Innenwand der Hülse 22, wodurch
die Welle 4 gegen Verdrehung gesperrt ist. Durch Verdrehen des Einstellknopfes 12
in entsprechender Drehrichtung kann die Spindel 26 axial in Richtung des pfeiles
39 verstellt und dadurch die Kugeln 32 gelockert werden, so daß die Welle 4, wie
das in Fig. 3 dargestellt ist, sowohl relativ zur Buchse 17 mit dem Zahnrad 18 als
auch zur Hülse 22 frei drehbar ist. Wird die Spindel 26 noch weiter in den Lagerzapfen
16 in Richtung des Pfeiles 33 hineingeschraubt, so werden durch den Konus 28 die
Sletnibrper 31 nach außen gedrückt gegen die Innenwand der Buchse 17, so daß eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Lagerzapfen 16 und der Buchse 17 mit dem
Zahnrad 18 zu-Stande kommt, wie das in der Fig. 4 dargestellt ist. In der Stellung
der Spindel 26 bzw. des Doppelkonus 27 ist die Welle 4 mit den Zahnrad 18 gekuppelt,
das bedeutet, daß bei einem Antrieb des Zahnrades 18 auch die Welle 4 mit dem Numerierwerk
in Umdrehung versetzt wird. Das Zahnrad 18 steht über weitere nicht dargestellte
Zahnräder- mit dem Getriebe, das auch den Papiervorschub bewirkt in getrieblicher
Verbindung.
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In der in Fig. 3 dargestellten Axialstellung der Spindel 26 und des
Axialkonus 27 ist eine Winkelverstellung der Welle 4 relativ zum Zahnrad 18 möglich,
was beispielsweise notwendig ist, wenn die Stelle des Numerierwerkabdruckes auf
den durchlaufenden Papierbogen geändert werden soll.
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Damit das Numerierwerk, wenn es nicht benötigt wird, sicher in einer
nicht wirksamen Winkellage gehalten werden kann, wird die Gewindespindel 26 durch
entsprechende Verdrehung des Einstellknopfes 12 in die in Fig. 2 dargestellte Lage
gebracht, in welcher sie die Welle 4 vermittels der Kugeln 32 und der feststehenden
Hülse 22 gegen jegliche Verdrehung arretiert.
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Wichtig dabei ist, daß sowohl die Klemmkörper 31 als auch die Kugeln
32 eine stufenlose kraftschlüssige Verbindung zwischen der Welle 4 und der Buchse
17 bzw. der Hülse 22 ermöglichen, damit jede beliebige Winkelstellung zwischen der
Welle 4 und diesen beiden Teilen einstellbar ist.
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In der Fig. 4 ist gleichzeitig noch eine mögliche weitere Ausführungsform
dargestellt, bei der der Lagerzapfen 16 bis außerhalb des Gehäuses 10 verlängert
und zusätzlich mit einer Stellscheibe 35 versehen ist. Diese Stellscheibe hat den
Vorteil, daß man die Welle von Hand leichter verstellen kann, indem man in der neutralen
Stellung der Spindel 26 gemäß Fig. 3 die Stellscheibe 35 von Hand verdreht.
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Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die Betätigung des
Einstellknopfes 12 selbstverständlich bei stillstehender Buchse 17 erfolgt.