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Kupplungseinrichtung zum formschlüssigen Schalten einer kbtriebswelle
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungseinrichtung zum formschlüssigen Schalten
eIner Abtriebawelle im Raster einer halben Umdrehung mit einer koaxial angeordneten
Antriebswelle, vorzugsweise für elektrisch betriebene Schreibmaschinen oder ernschreibmaschinen
al3 Antriebe von richtungen zum mechanischen Decodieren von in binär codierter Form
vorliegenden Informationen in entsprechende Funktionsvorgänge, insbesondere zum
Verstellen von Wegsummengetrieben.
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Bei Typenwalzendruckern für hohe Arbeitsgeschwindigkeiten ist es erforderlich,
den Typenträger möglichst schnell in die Abdruckstellung zu bewegen. Um diese Forderung
zu erfüllen, ist es naheliegend und bekannt, zum Einstellen der benötigten Wegsummengetriebe
Hilfsantriebe zu verwenden, welche in Abhängigkeit von Pinstellkriterien formschlüssig
die jeweiligen Veränderungen der einzelnen Einstellstufen des Wegsummengetriebes
bewirken. Dar-über hinaus ist anzustreben, daß der Typenträger nicht nach jedem
Abdruck in eine Ausgangsstellung zurückbewegt werden muß, da dies Zeitverlust bedeutet,
sondern daß der Typenträger von einer Abdruckstellung direkt in die nächste Abdruckstellung
bewegt werden kann.
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Zum Einstellen eines Typenträgers, auf welchem eine Mehrzahl von Typen
angeordnet ist, in die Abdruckstellung, können wahlweise je nach Konzeption Planetenrad-,
Hebel-, Differential- oder Seilzug-Wegsummengetriebe in bekannter Art Anwendung
Winden. Der Antrieb der einzelnen Einstellstufen kann
beispielsweise
jeweils durch gesondert wirksame Einstellantriebsorgane, z.9. Elektromagneten, oder
aber durch einen gemeinsamen Antrieb über individuell schaltbare Kupplungselemente
erfolgen. Der individuelle Antrieb über Elektromagneten erfordert einen sehr hohen
Aufwand in der Energieversorgung. Deshalb ist ein gemeinsamer Antrieb ausgehend
von einem Elektromotor über einzelne Kupplungsverbindungen trotz des höheren Aufwands
an Getriebeelementen in den meisten Anvwendungsfällen vorzuziehen. In diesem Zusammenhang
ist es zweckmäßig, die Antriebswelle über ein entsprechendes Getriebe intermittierend
anzutreiben, so daß zu den Schaltzeitpunkten die Antriebswelle kurzzeitig stillsteht.
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Eine Möglichkeit, die einzelnen Stufen eines Wegsummengetriebes, über
das eine Typenwalze einstellbar ist, in Abhängigkeit von den Einstellkriterien unter
Ausnutzung eines Hilfsantriebes zu verstellen, ist durch eine Einrichtung bekannt
geworden (amerikanische Patentschrlft 3 089 413), bei der als Antriebselelement
eine mit einer gradzahligen Anzahl von Stillstandsperioden pro Umdrehung angetriebene
Welle vorgesehen ist und die Kupplungsglieder mit zwei in gegenläufigen Betätigungsrichtungen
arbeitenden Spulen derart ausgebildet sind, daß die Welle in jeder Stillstandsperiode
immer nur in einer der beiden Betätigungsrichtungen mit den Stellgliedern kuppelbar
ist, und sich diese kuppelnden Betätigungsrichtungen von Stillstandsperiode- zu
Stillstandsperiode umkehren, wobei durch ein nach Maßgabe der Vellenposition in
den aufeinanderfolgenden Stillstandsperioden abgeeitetes Steuersignal die Zuordnung
der Datenimpulse von-den beiden Spulen eines jeden Kupplungsgliedes alternierend
umgeschaltet wird. Diese alternierende Umschaltung der Zuordnung der Datenimpulse
zu den beiden Spulen erfordert einen erhöhten schaltungstechnischen Aufwand.
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Es ist eine weitere Kupplungseinrichtung zum Schalten der einzelnen
Einstellstufen eines Wegsummengetriebes bekannt geworden (DAS 1 246 797), bei der
im Bereich des auf einer Antriebswelle frei drehbar gelagerten Nockens, in dessen
Achsbohrung ein Mitnahmenut angeordnet ist, ein Keil in einem senkrecht zur Achse
in der Antriebswelle durchgehend verlaufenden Kanal verschieblich gelagert ist und
bei der im Bereich des Keils den Keil wahlweise in einer der beiden Verstellrichtungen
-entweder in Richtung auf die Mitnahmenut in der Abtriebswelle oder entgegengesetzt-
beeinflussende Einstellelemente angeordnet sind. Zwar ist die Ansteuerung einer
derart ausgebildeten Kupplungsanordnung im Gegensatz zu der erstgenannten bekannten
Anordnung wesentlich vereinfacht, jedoch besteht auch bei dieser Anordnung vom Konzept
her nicht die Möglichkeit, ohne besondere Zuhilfenahme von getrennten Steuerelementen
die Abtriebswelle, wenn keine Verstellung durch die Antriebswelle erfolgen soll,
formschlüssig ortsfest zu arretieren.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kupplungseinrichtung
bereitzusstellen, welche aus ihrer Konzeption heraus eine universelle Anwendungsmöglichkeit
und Funktionstüchtigkeit bietet oder ermöglicht. Insbesondere ist gefordert, daß
die Kupplungseinrichtung einfach ansteuerbar ist und daß das Abtriebsglied bei ununterbrochenem
An liegen des gleichen Steuerkriteriums zu den Schaltzeitpunkten in einer der beiden
Einstellagen verharrt.
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Diese gestellte Aufgabe wird durch eine Kupplungseinrichtung gelöst,
die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Abtriebswelle gegen
tangentiale Verschiebung gesichert und radial verschiebbar ein mit jeweils einer
von zwei auf der Antriebswelle um 1800 versetzt angeordneten Kupplungsnuten in Eingriff
bringbarer Kupplungsschieber angeordnet ist und daß im Bereich der Kupplungsnuten
in der Schaltstellung
Je ein von zwei Kupplungsbetätigungsorganen,
durch weiche im Kuppiungszeitpunkt in Abhängigkeit von der Stellung eines Steuerhebels
der Kupplungsschieber wahlweise betätigbar ist, angeordnet ist.
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Der Aufbau einer derartigen erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung
bietet die Möglichkeit, durch manigfache Ausgestaltungen die Kupplungseinrichtung
für die verschiedensten Bedürfnisse optimal anzupassen. Insbesondere bietet dieser
Aufbau auch die Möglichkeit, die Kupplungseinrichtung prinzipiel1 in beiden Drehrichtungen
zu betreiben.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Kuppiungseinri
chtung dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle ein die Kupplungsbetätigungsorgane
außerhalb der Schaltphasen von der Ku£>plungseinrichtung und dem Steuerhebel
entgegen der Kraft eines Federelementes abhebender und in der Schaltstellirng freigebender
Nocken angeordnet ist. Diese Maßnahme ermöglicht es, den Steaerb hebel mit sehr
geringem Kraftaufwand zu verstellen, und während der Schaltphasen den Kupplungsschieber
durch die auf die Kupplungsbeffi5tlgungsorgane einwirkende Feder zu betätigen. Die
Verstellkräfte für den Kupplungsschieber überwiegen somit erheblich die Kräfte,
die zur Ansteuerung der Gesamtanordnung benötigt werden.
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Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße
Kupplungseinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle ein weiterer
Nocken zur Steuerung des Magnetankers angeordnet und derart ausgestaltet ist, daß
zum Zeitpunkt einer möglichen Anderung des Erregungszustandes der Magnetanker dem
die elektrischen Steuerkriterien auswertenden Elektromagneten angeboten ist.
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Es ist bekannt, daß die Kraft eines Elektromagneten auf einen
Magnetanker
einen größeren Wert erreicht, je näher der Anker. im Bereich der Elektromagnetpole
liegt. Durch die genannte Maßnahme ist es möglich, relativ kleine Elektromagneten
zur Ansteuerung der Gesamtanordnung zu verwenden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, daß ortsfest im Mitnahmebereich des auf der Abtriebswelle
angeordneten Hupplungsschiebers durch die Antriebswelle eine Kulisse mit einer zur
gemeinsamen Drehachse konzentrischen, kreisförmig verlaufenden und damit den Kupplungsschieber
im Eingriff mit einer der Kupplungsnuten der Antriebswelle fesselnden Führungsbahn
angeordnet ist. Es ist somit möglich, daß die Kupplungsbetätigungsorgane tatsächlich
lediglich während der Schaltphasen auf den Kupplungsschieber einwirken. Während
der Mitnahmephase des auf der Abtriebswelle angeordneten Kupplungsschiebers durch
die Antriebswelle können die Kupplungsbetätigungsorgane somit abgehoben werden,
ohne daß zu befürchten ist, daß sich die Kupplungsverbindung zwischen der Antriebswelle
und der Abtriebswelle ungewollt von alleine löst.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kupplungsbetätigungsorgane um 180°
versetzt Nuten zur Arretierung des aus der Antriebswelle ausgekuppelten Kupplungsschiebers
und damit der Abtriebswelle gegen Verdrehung angeordnet sind. Diese Weiterbildung
wertet die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung erheblich auf, indem dadurch gewährleistet
wird, daß die nicht mit der Antriebswelle über den Kupplungsschieber gekuppelte
Abtriebswelle tatsächlich durch Formschluß in der eingestellten Lage verharrt.
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Insbesondere bei Verwendung der Kupplungseinrichtung für die Eingangssturen
von Wegsummengetrieben ist dies von erheblicher Bedeutung, da sich Einstellvorgänge
in beliebigen Einstellstufen in dem llbersetzungsverhältnis annähernd
entsprechenden
Kräfteverhältnis auf sämtliche, also auch auf die nichtbetätigten Einstellstufen
kräftemäBig auswirken. Kraftschlüssige Rastvorrichtungen können die gestellten Anforderungen
an die unbedingte Beibehaltung der Einstell-Bagen nic-ht entfernt mit gleicher Sicherheit
befriedigen, da eine Erhöhung der Rastkräfte in diesen Fällen jeweils auch eine
Erhöhung der Verstellkräfte funktionsbedingt nach sich zieht.
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Bevorzugt sind die Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung
dadurch gekennzeichnet, dÄß die Kulisse in Drehrichtung im Bereich nach den Arretiernuten
für den Kupplungsschieber und die Antriebswelle im Bereich der Kupplungsnuten eine
zu ihren Radien flach auslaufende Ausnehmung bzw.
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flach auslaufende Abflachungen aufweisen, so daß bei Gegenoberlage
einer Arretiernut der Kulisse und einer Kupplungsnut der Antriebswelle anschließend
an diese Nuten ein den Kupplungsschieber gerade vollkommen freigehender Spalt gebildet
wird. Diese Vorsichtsmaßnahme dient zur Schonung insbesondere des Kupplungsschiebers
und der Kupplungs- bzw.
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Arretiernuten. Werden nämlich Schaltvorgänge durch die Kupplungsbetätigungsorgane
nur.teilweise'ausgeführt, so greift im vorliegenden Fall der Kupplungsschieber entweder
nur in die Arretiernut der Kulisse oder aber nur in die Kupplungsnut der Antriebswelle
ein. Durch die flach zu ihren Radien auslaufenden Ausnehmungen bzw. Abflachungen
wird von der Kulisse bzw. der Antriebswelle der Kupplungsschieber auf jeden Pall
in die Nut vollkommen eingerückt, in die er bereits teilweise eingefallen ist.
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Diese Maßnahme zur Sicherung von Kupplungsschäden schränkt die Wirksamkeit
der Kupplungseinrichtung insoweit ein, daß diese Kupplungseinrichtung lediglich
iii einer Drehrichtung funktionsfähig ist. Diese Einschränkung kann jedoch beseitigt
werden durch eine Kupplungseinrlchtung welche derart gestaltet ist, daß die Kulisse
symmetrisch im Bereich der
fi,rretiernuten für den Kupplungsschieber
und die Antriebswelle im Bereich der Kupplungsnuten zu ihren Radien flach verlaufende
Ausnehmungen bzw. flach verlaufende Abflachungen aufweist, so daß bei Gegenüberlage
der Arretiernut der Kulisse und der Kupplungsnu.t der Antrietswelle anschließend
an diese Nuten ein den Kupplungsschieber gerade vollkommen freigebender Spalt gebildet
wird und daß auf der Antriebswelle ein den Kupplungsbetätigungshebel zur Lösung
der Kupplungsverbindung durch den Kupplungsschieber und damit der Abtriebswelle
von der Antriebswelle in definierter Schaltstellung freigebender Nocken angeordnet
ist.
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Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung ist dahingehend ausgestaltbar,
daß der Kupplungsschieber in der Schaltlage di E7 durch den ihm gegenüberliegenden
Kupplungsbetätigungshebel in Richtung auf die Einkuppellage mit der Antriebswelle
und über einen die Abtriebswelle durchdringenden Betätigungsstift durch den entgegengesetzt
angeordneten Kupplungsbetätigungshebelin Richtung auf die ausgekuppelte Lage beeinflußbar
ist, und daß die Kupplungsbetätigungshebel gegenläufig wirksam sind.
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Andererseits ergibt sich die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung
dahingehend auszugestalten, daß der Kupplungsschieber in der Schaltlage durch den
ihm gegenüberliegenden Kupplungsbetätigungshebel in Richtung auf die Einkuppellage
mit der Antriebswelle und über einen die Abtriebswelle mit Verstellspiel umgreifenden
Ring durch den entgegengesetzt angeordneten Kupplungsbetätigungshebel in Richtung
auf die ausgekuppelte Lage beeinflußbar ist und daß die Kupplungsbetätigungshebel
gegenläufig wirksam sind. Durch diese Vorkehrungen ist der Kupplungsschieber mit
einfachen Mitteln funktionssicher sowohl in die eingekuppelte als auch in die ausgekuppelte
Lage wahlweise verstellbar. Die Anordnung gewährleistet, daß bei gleicher Einstell-Lage
der Kupplungsbetatigungsorgane infolge Vorliegens
gleicher Einstellkriterien
die Abtriebswelle eine bestimmte Lage einnimmt und beibehält.
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Soll für bestimmte Anwendungszwecke bei Vorliegen eines bestimmten
kriterium eine Kupplungsverbindung zischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle
aufrecht erhalten werden, und diese KupplungsYerbindung bei Vorliegen eines zweiten
Kriteriums gelöst werden, so ist die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung dahingehend
auszugestalten, daß der Kupplungsschieber durch die Kraft einer an ihn angreifenden
Feder in der Richtung in die Arretiernuten der Kulisse und entgegen der Kraft dieser
Feder durch die Kupplungsbetätigungshebel in der Schaltstellung bzw. durch die Kreisbahnsegmente
der Kulisse in der Mitnahmephase in der Kupplungsnut der Antriebswelle einrückbar
ist bzw.
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in dieser Stellung gehalten wird, wobei die Kupplungsbetä--tigungsorgane
durch den Steuerschieber zum Zwecke des Einkuppelns gleichermaßen freigegeben bzw.
zum Zwecke des Auskuppelns gleichermaßen von der Kupplungseinrichtung abgehoben
sind.
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Werden dagegen die Kupplungsbetätigungsorgane gegenläufig durch den
Steuerhebel beeinflußt, so nimmt die Abtriebswelle jeweils eine der beiden möglichen
Einstellagen entsprechend einem vorliegenden Einstellkriterium ein.
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Im folgenden sind Ausführungsbeispiele, welche nach den Merkmalen
der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung aufgebaut sind, im einzelnen näher beschrieben.
Es zeigen: Fig.1 eine vereinfachte Darstellung einer Kupplungseinrichtung, wobei
die einzelnen Funktionselemente in axialer Rich-- tung auseinandergezogen perspektivisch
dargestellt sind, Fig.2 einen Schnitt durch die Kupplungseinrichtung nach Fig.1
in axialer Richtung, Fig. 3 eine andere Ausgestaltung einer Kupplungseinrichtung
in perspektivischer Darstellung,
Zig, 4 einen Schnitt durch die
Kupplungseinrichtung nach Fig.3 in axialer Richtung, Fig.5 einen Schnitt durch eine
nach Fig.2 aufgebaute Kupplungseinrichtung im Bereich des Kupplungsschiebers senkrecht
zur Drehachse, Fig.6 ebenfalls einen Schnitt einer Kupplungseinrichtung, welche
gegenüber der Kupplungseinrichtung nach Fig.2 geringfügig geändert ist, Fig.7 eine
weitere Ausgestaltung einer Kupplungseinrichtung in perspektivischer Darstellungsweise
und Pig.8 eine perspektivisch dargestellte Kupplungseinrichtung, bei welcher die
Auskuppelbewegung durch ein direkt auf den Eupplungsschieber wirkendes Federelement
erfolgt.
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Die erste Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung ist in den Figuren
1 und 2 dargestellt. Auf der Antriebswelle 1, die mit zwei durchgehenden Längsnuten
2 versehen ist, sind die Nockenscheibe 3, der Schaltring 4 und der zu kuppelnde
Exzenter 9 lose aufgeschoben und durch nicht dargestellte Stellringe axial gesichert.
Der Schaltring 4, dessen Innendurchmesser um den Schalthub größer ist als der Durchmesser
der Antriebswelle 1, greift mit seinem Schaltkeil 5 und dem Ansatz 6 in die Radialnute
7 der Abtriebswelle 8, auf der ein Exzenter 9 als Abtriebsorgan angeordnet ist,
ein und ist dadurch drehsicher aber radial verschiebbar mit der Abtriebswelle 8
verbunden. In der gezeichneten Stellung taucht der Schaltkeil 5 in die Längsnut
2 der Antriebswelle 1 ein und verbindet die zu kuppelnde Abtriebswelle 8formschlüssig
mit der Antriebswelle 1.
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Wird der Schaltring 4 nach oben geschoben, so greift der Schaltkeil
5 in eine Arretiernut 10 einer ortsfest angeordneten Kulisse 11 ein und sichert
die Abtriebswelle 8 formschlüssig
gegen unbeabsichtigtes Verdrehen aus seiner Stellung.
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Ist die Antriebswelle 1 mit ihren Kupplungsnuten 2 aus der Schaltstellung
verschwenkt, so wird der Schaltkeit 5 während
einer Halbumdrehung
in der eingenommenen Stellung formschlüssig gehalten. Ist der Schaltk-eil in eine
der beiden Nuten 2 der Antriebswelle 1 eingerückt worden, so hält die Kulisse 11
diesen Schaltkeil 5 in dieser Stellung; ist jedoch der Schaltkeil in der Arretiernut
10 der Kulisse 11 eingerückt worden, so wird diese Lage formschlüssig durch den
Außenmantel der Antriebswelle t während einer Halbumdrehung gehalten.
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Das Verschieben des Schaltringes 4 zum Ein- bzw. Auskuppeln geschieht
kraftschlüssig durch wahlweise einen der beiden Schenkel einer V-förmig gebogenen
Blattfeder 12, welche vorn der Nockenscheibe 4 bei jedem Arbeitsspiel, d.h. während
einer halben Umdrehung der Antriebswelle 1 gespreitzt und in. ihrer Anhaltestellung
wieder freigegeben werden. Im Wirkungsbereich der Enden der Blattfeder 12 liegt
der sichelförmige Ansatz 13 eines Magnetankers 14, welcher in der Phase, während
der die beiden Schenkel der Blattfeder 12 durch die Nockenscheibe 3 gespreitzt sind,
durch einen Elektromagneten 15 bzw. ein Federelement 16 wahlweise in eine von zwei
lagen einstellbar ist. Werden die beiden Schenkel der V-förmig gebogenen Feder 12
durch die Nockenscheibe 3 freigegeben, so stützt sich einer dieser beiden Schenkelenden
der Feder 12 auf dem sichelförmigen Ansatz 13 des Magnetankers 14 ab, während das
andere freie Schenkelende der Feder 12 ungehindert auf den Schaltring 4 einwirken
kann und diesen in Richtung auf die Antriebswelle 1 verstellt bzw. hält. Ist auf
der Seite des Schaltringes 4, auf die der freigegebene Schenkel der Feder 12 einwirkt,
der Schaltkeil5 angeordnet, so wird dieser Schaltkeil 5 in die Nut 2 der Antriebswelle
eingerückt bzw., wenn er bereits vorher eingerückt war, in dieser S»ellung gehalten.
Liegt dagegen der Schaltkeil 5 bezüglich des für die Betätigung des Schaltringes
5 freigegebenen Schenkelendes der Feder 12 in entgegengesetzter Richtung, so wird
eine etwaige Verbindung des Schaltkeiles 5 mit dem Nut 2 der Antriebswelle 1 gelöst
und der Schaltkeil in die Arretiernut 10
der Kulisse 11 eingerückt.
Ist dagegen der Schaltkeil bereits in der Arretiernut 10 der Kulisse 11 eingerückt,
so wird er in dieser Stellung gehalten.
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Aus der Fig.1 ist ersichtlich, daß der obere Schenkel der V-förmig
gebogenen Blattfeder 12 freigegeben wird, wenn der Elektromagnet 15 erregt' und
damit der Magnetanker 14 entgegen der Kraft der Feder 16 angezogen ist.
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Ist der Elektromagnet 15 nicht erregt, so kann der Magnetanker 14
der Kraft der Feder 16 folgen und der sichelförmige Ansatz 13 gibt den unteren Schenkel
der V-förrnig gebogenen Feder 12 frei, während der obere Schenkel dieser Feder 12
am Einwirken auf den Schaltring 4 durch den sichelförmigen Ansatz 1> gehindert
wird.
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Aus der Gesamtkonzeption dieser Kupplungseinrichtung ergibt sich,
daß bei nicht erregtem Elektromagneten 15 der Nocken 9 auf der Abtriebswelle 8 die
gezeichnete Stellung einnimmt bzw. in diese Stellung verdreht wird und daß bei Erregung
des Elektromagneten 15/auf der Abtriebswelle angeordnete Nocken 9 in einer um 1800
verdrehten Stellung gehalten wird bzw. in diese Stellung verdreht wird.
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Die wesentlichen Bestandteile eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Kupplungseinrichtung sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Auf der beidseitig
gelagerten Abtriebswelle 21 ist eine Antriebswelle 22 drehbar gelagert, welche neben
einem Zahnrad 23, über welches die Antriebgwelle 22 intermittierend angetrieben
wird, Nocken nuten 26 trägt. Fest mit der Abtriebswelle 21 verbunden ist eine Buchse
27 mit einer Nut 28 und einem Nockensegment 29.
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In der Nut 28 ist radial verschieblich ein Schaltkeil 30 geführt.
Ein an diesem Schaltkeil 30 angeordneter Schaft 31 durchdringt die durchbohrte Abtriebswelle
21 und die ebenfalls durchbohrte Buchse 27. Über eine ebenfalls fest auf
der
Antriebswelle 1 angeordnete Kurbel 32 wird beispielsweise eine der Einstellstufen
eines Einstellwegsummengetriebes für einen kugelförmigen oder zylinderförmigen Kugelkopf
einer Schreibmaschine angetrieben.
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Im Bereich des Schalt keils ist eine Kulisse 33 mit zwei um 1800 versetzt
angeordneten Arretiernuten 34 ortsfest angeordnet. Daneben sind zwei über ein Federelement
35 gegeneinander verspannte und damit in Richtung auf die Achse der Kupplungseinrichtung
federbelastete Kupplungsbetätigungshebel 36,37 auf Schrenkachsen 38,39 schlvenkbar
gelagert. ,flit ihren abgekröpften Enden liegen die beiden Hebel 36,37 im Wirkungsbereich
des Nockens 24 und des Schaltkeils 30 bzw.
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des an ihm angeordneten Schaftes 31. Einer der beiden Kupplungsbetätigungshebel
36,37, in der gezeichneten Lage der Kupplungsbetätigungshebel 36, wird durch einen
Steuerhebel 40 abgestützt, so daß dieser Kupplungsbetätigungshebel 36 daran gehindert
wird, auf de--SchaltZeil 30 einzuwirken. Der andere, nicht durch den Steuerhebel
40 gehinderte Kupplungsbetätigungshebel 37 kann zwischen den Nockenflanken des Nockens
29 auf den Schaft 31 des Schaltkeils 30 einwirken und diesen Schaltkeil außer Eingriff
mit der Nut 26 der Antriebswelle 22 und gleichzeitig in Eingriff mit der Arretiernut
34 der Kulisse 33 bringen. Damit ist die Abtriebswelle 21 und mit ihr die Abtriebskurbel
32 an einer Verstellung gehindert. Die Betätigung des Steuerhebels 40 erfolgt über
einen Anker 41 eines Elektromagneten 42, wobei ein Hebel 43, welcher infolge der
Kraft einer Feder 44 der Kontur des Nockens 25 folgt, den Anker 41 dem Elektromagneten
42 im Takt der empfangenen Impulse zu Beginn jeweils dieser Impulse anbietet.
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In Fig.3 ist die Kupplung in der Einstellage dargestellt, die dem
nicht erregten Zustand des Elektromagneten 42 entspricht. Während jeder halben Umdrehung
der Antriebswelle 22 werden zuerst die beiden Kupplungsbetätigungshebel 36,37
durch
den Nocken 24 entgegen der Kraft der Feder 35 auseinandergespreizt. Der Steuerhebel
40 wird dadurch freibeweglich. Nun läuft der Hebel 43 in das Nockental des Nockens
25 und legt dabei kurzzeitig den Magnetanker 41 an den Elektromagneten 42 an. Damit
wird auch der St euerhebel 40 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt.
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Bleibt der Elektromagnet 42 stromlos, so wird der Steuerhebel 40 durch
seine an ihm angreifende Feder 45 wieder in die Ausgangsstellung-gebracht, bevor
der Nocken 24 die Kupplungsauslösehebel 36,37 wieder freigibt. Danach ergibt sich
wieder die dargestellte Lage der Eupplungsbetätigungshebel in Bezug auf die Kupplungseinrichtung
und der Schaltkeil 30 bleibt in seiner Lage, wodurch während der nachfolgenden Drehung
der Antriebswelle um 1800 die Abtriebswelle 21 nicht verstellt wird.
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Ist dagegen beim Anlegen des Magnetankers 41 an den Elektromagneten
42 dieser erregt, so bleibt der Steuerhebel 40 verschwenkt und stützt den Kupplungsbetätigungshebel
37 ab, während der Xupplungsbetätigungshebel 36 freigegeben wird und während der
Schaltphase auf den Schaltkeil 30 einwirkt.
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Während des kurzzeitigen Stillstandes der Antriebswelle 22 schnappt
der Schaltkeil 30 in die obere Kupplungsnut 26 der Antriebswelle 22 ein. Damit wird
die Arretierverbindung in der oberen Arretiernut 34 der Kulisse 33 gelöst.und eine
Kupplungsverbindung zwischen der Antriebswelle 22 und der Abtriebswelle 21 hergestellt.
Während der nächsten halben Umdrehung der Antriebswelle 22 wir die Abtriebswelle
21 mitgenommen und in eine um 1800 versetzte Grundstellung gedreht.
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Je nach Erregungszustand des Elektromagneten 42 und damit der Stellung
der Kupplungsbetätigungshebel 36,37 wird die Kupplungsverbindung zwischen Antriebswelle
22 und Abtriebswelle 21 wieder gelöst bzw. aufrechterhalten.
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Da der Schaltkeil 30 sowohl zum Kuppeln der Abtriebswelle 21 mit der
Antriebswelle 22 als auch zum Rasten der Abtriebswelle 21 in der Rastnut 34 der
Kulisse 33 verwendet wird, muß aus Sicherheitzgrlnden die Antriebswelle 22 und die
Kulisse 33 derart dimensioniert sein, daß der Schaltkeil 30 erst dann in die Nut
34 der Kulisse 33 eintaucht, wenn er die Nut 26 der Antriebswelle 22 verlassen hat
und umgekehrt. Andererseits soll jedoch gewährleistet sein, daß der Kupplungsschieber
30 außerhalb der Schaltphase, wenn die Kupplungsbetätigungshebel 36,37 nicht auf
ihn einwirken, entweder durch die Kulisse 33 in der Kupplungsnut 26 der Antriebswelle
22 oder aber durch die Antriebswelle 22 in der Arretiernut 34 der Kulisse 33 je
nach vorher eingenommener gewünschter Schaltstellung gehalten wird.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen entsprechende Ausgestaltungen der Kulisse
33 bzw. der Antriebswelle 22. Nach Fig.5 sind shl die Antriebswelle 22 im Bereich
ihrer Kupplungsnuten 26 mit Abflachungen 46 versehen als auch die Kulisse mit Ausbuchtungen
47 beidseitig der Arretiernuten 34. Diese Ausgestaltung ermöglicht gleichermaßen
einen Betrieb der Kupplungseinrichtung in beiden Drehrichtungen. Dagegen ist die
Verwendung des in Fig.3 dargestellten, auf der Abtriebswelle 21 im Betätigungsbereich
des dem Kupplungskeil 30 zugeordneten Schaftes 31 angeordneten Nockensegments 29
notwendig. Diese Maßnahme ist erforderlich, da bedingt durch die Form der Nocken
24 der jeweilige Kupplungsbetätigungshebel 36,37 bereits vor Beendigung einer Mitnahmephase
der Abtriebswelle 21.durch die Antriebswelle 22 auf den Schaft 31 des Kupplungskeile
30 einwirken würde, wodurch eine vorzeitige Lösung der Kupplungsverbindung zu befürchten
ist.
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Soll jedoch die Kupplungseinrichtung lediglich für eine Drehrichtung
ausgelegt sein, so ist es möglich, auf die Verwendung des Nockensegments 29 auf
der Abtriebswelle 21
zu verzichten. In diesem Fall ist lediglich
die aus Fig.6 ersichtliche einseitige und in Drehrichtung geeher nach der Arretiernut
34 liegende Aussparung 47' neben der Arretiernut 34 der Kulisse 33 vorzusehen.
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Die in Fig.7 dargestellte Ausführungsform und insbesondere die in
dieser Figur der Einfachheit halber nicht wieder gegebenen Ansteuerelemente einer
Kupplungseinrichtung entsprechen im Prinzip der Ausführung nach den Figuren 3 und
4. Lediglich der Schaltkeil 48 und seine Betatigungsorgane 50,51 sind unterschiedlich
ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Schaltkeil 48 auf der Abtriebswelle
21 radial verschwenkbar gelagert und anstelle des in den Figuren 3 und 4 dargestellten
Schaftes 31 ist ein lose eingelegter, radial verschiebbarer Schaltring 49 vorgesehen.
Die Kupplungsbetätigungshebel 50,51, die den Schaltkeil 48 bzw. den Schaltring 49
wahlweise verschieben,. sind derart ausgestaltet, daß sie durch die Rastkerben 34
der Kulisse 33 hindurchgreifen können. Die Ansteuerung der Kupplungsbetätigungshebel
50,51 erfolgt in analoger Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren
3 und 4.
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Nach Pig.8, welche im wesentlichen der Pig.7 entspricht, ist der auf
der Abtriebswelle 21 gelagerte Schaltkeil 48' durch eine Feder 52 belastet. Dadurch
ist der Schaltkeil 48' dauernd bestrebt, eine radial nach außen geschwenkte Lage
einzunehmen, Wird der Schaltkeil 48' nicht durch einen der beiden Kupplungsbetätigungshebel
50,51 beeinflußt, so rastet er im Bereich der Schaltstellung in die Rastnut 34 der
Kulisse 33 ein. Damit ist die Kupplungsverbindung zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle
gelöst. Kann dagegen einer der beiden Kupplungsbetätigungshebel 50,51 freigegeben
durch den Steuerhebel 40' auf den Kupplungskeil 48'
~ rken, so
wird dieser entgegen der Kraft der an ihm angreifenden Feder 52 in die Kupplungsnut
der Antriebswelle 22 eingerastet und während einer Halbumdrehung durch :.e Kulisse
33 in dieser Stellung gehalten.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist der Steuerhebel derart den Kupplungsbetätigungshebeln
50,51 zugeordnet, daß entweder beide Kupplungsbetätigungshebel 50,51 bei einer bestimmten
Stellung des Steuerhebels 40' gleichermaßen freigegeben bzw. abgestützt werden.
Bei Vorliegen eines bestimmten Steuersignals bleibt somit ununterbrochen eine Kupplungsverbindung
zwischen der Antriebswelle 22 und der Abtriebswelle 21 erhalten, während bei Vorliegen
des anderen Steuerkriteriums die Kupplungsverbindung gelöst ist.
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Bei den übrigen Ausführungsformen ist demgegenüber jedem Einstellkriterium
eine bestimmte Einstellage der Abtriebswelle 21 zugeordnet.
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11 Patentansprüche 8 Figuren