DE2512717C3 - Überlastkupplung, insbesondere für die Wagenaufzugseinrichtung einer Büromaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Überlastkupplung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Mit der US-PS 31 99 312 ist eine Überlastkupplung bekanntgeworden, bei der zwei koaxial zueinander angeordnete Wellen, die je einen eine im wesentlichen V-förmige Ringnut aufweisenden Kupplungsbund aufweisen, über ein elastisches Kupplungsglied reibschlüssig miteinander verbunden sind. Dieses Kupplungsglied besteht aus einem manschettenartigen Gummiring, an dessen Innenmantel zwei in der Form den Ringnuten angepaßte Kupplungs-Wülste angeformt sind, die durch Eigenspannkraft in die Ringnuten eingreifen und die über den Gummiring die beiden Wellen elastisch miteinander verbinden. Durch V-förmige Ausbildung sowohl der Ringnute als auch der Kupplungswülste ergibt sich dabei zwischen diesen eine verhältnismäßig feste, reibschlüssige Verbindung, die eine sichere Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellen gewährleistet. Um die Lage der beiden Kupplungsbünde an die Abmessungen des Kupplungsgliedes anpassen zu können, sind diese auf den zugeordneten Wellen gegenseitig einstellbar angeordnet. Diese Überlastkupplung hat sich, gemessen an der ihr zugrundeliegenden Aufgabe, bewährt, da sie in der Lage ist, zum einen große Kräfte zu übertragen und zum anderen, bei Überwindung ihres Haftreibungswiderstandes stark zu rupfen, um hierdurch ein wahrnehmbares Überlastsignal zu erzeugen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derart aufgebaute Überlastkupplungen nicht für alle Anwendungsbereiche erfolgreich eingesetzt werden können, insbesondere nicht bei solchen Maschinen, bei denen die sogenannte Überlastfunktion für Funktionssteuerungen sehr häufig benötigt wird.

Für eine Überlasteinrichtung, die z. B. als eine Rutschkupplung in der motorischen Wagenaufzugsvorrichtung für den Typenträgerwagen einer Büromaschine vorgesehen ist, läßt sich die angeführte Überlastkupplung nidit ohne weiteres einsetzen; da, obwohl bei einer solchen Einrichtung zwar ebenfalls verhältnismäßig große Mitnahmekräfte für den massebehafteten Typenträgerwagen benötigt werden, hier ein möglichst gleichmäßiges und von Schmiermitteln weitgehend unbeeinflußbares Kräftemoment an dem Typenträgerwagen dann ständig anliegen muß, wenn dieser während seiner Aufzugsbewegung gegen einen sogenannten linken Randsteller läuft und durch vorläufige Aufrechterhaltung der Antriebskräfte so lange an diesem in Anlage verbleibt, bis eine Wagenaufzugskupplung abgeschaltet worden ist. Während dieser Zeitspanne müssen sich die in der gesamten Randstellereinrichtung und auch an Teilen des Typenträgerwagen selbst aufgetretenen, z. B. durch verschieden lange Aufzugswege auch unterschiedlichen elastischen Verformungen und Prellerscheinungen so aufheben können, daß der Wagen aus einer sogenannten Überzugsposition am Randsteller heraus mit gleichen Ausgangsverhältnissen in die erste von einem Schrittschaltwerk vorgegebene Schreibspalte — durch eine Wagenzugeinrichtung gezogen — gelangen kann. Dieses setzt jedoch eine möglichst rupffrei arbeitende Schlupfkupplung voraus. Desweiteren dürfen solche Kupplungen durch Verschleiß oder Erwärmung ihr Reibungsverhalten nicht verändern, wenn sie, wie bei Büromaschinen allgemein üblich, sehr häufig beaufschlagt werden.

Diese Forderung kann die eingangs angeführte Überlastkupplung nicht erfüllen, wofür sie allerdings auch nicht geschaffen worden ist. Ein weiterer Nachteil der Überlastkupplungen der bekanntgewordenen Art ist im Hinblick auf solche Einsatzgbiete, bei denen das Drehmoment zur Überwindung der Reibkräfte stets annähernd gleich bleiben muß, zudem noch darin zu sehen, daß diese bekanntlich nach Überwindung ihres Haftreibungswiderstandes dazu neigen, noch bei einem wesentlich geringeren Drehmoment weiterhin durchzurutschen, was dann zu einem äußerst ungleichmäßigen Schlupfvorgang führt.

Mit der DT-OS 14 72 414 ist weiterhin eine als eine Schlupfkupplung wirksame Überlastkupplung bekanntgeworden, die im wesentlichen aus einem Kupplungsglied, welches durch eine in sich zu einem geschlossenen Ring verbundene Schraubenfeder gebildet wird, und aus einem mit einer eine glatte Oberfläche aufweisenden Umfangsnut für das Kupplungsglied versehenen Bund an einer anzutreibenden Welle besteht. Das Kupplungs-

glied liegt in einem vorgespannten Zustand in der Kupnlungsnut, wodurch eine reibschlüssige Verbindung dieser Glieder erreicht wird. Das Antriebsglied wird durch ein auf einer zu der anzutreibenden Welle achsparallel angeordneten zweiten Welle befestigtes Antriebsrad gebildet, welches reibschlüssig mit dem Kupplungsglied zusammenarbeiten kann. Diese Überlastkupplung zeichnet sich durch einen besonder:» einfachen konstruktiven Aufbau aus und gewährleistet z. B. an Magnetbandgeräten eine ausreichend starke Mitnahmewirkung für die Wickeltrommeln und beim Fehlen eines Bandnachlaufes auch einen ausreichend gleichmäßigen Schlupf. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß sich mit einer derart aufgebauten Überlastkupplung nur verhältnismäßig kleine Kräfte sicher übertragen lassen, da die Mitnahmekräfte z. B. durch die Einwirkung von unbeabsichtigt zwischen die Reibflächen gelangten Schmiermitteln noch erheblich geringer werden können, die jedoch für die dieser bekanntgewordenen Einrichtung zugrundeliegenden Aufgabe immer noch ausreichen.

Mit der US-PS 32 13 642 ist eine weitere Überlastkupplung bekanntgeworden, bei der die hier miteinander zwar formschlüssig, bei Überlast jedoch unter Reibwirkung nachgiebig miteinander in Wirkverbindung stehenden Funktionsglieder aus Materialien bestehen, die den Verschleiß erheblich herabsetzen. Diese Überlastkupplung ist jedoch eigens dafür geschaffen worden, daß bei Überlasterscheinungen starke Rupferscheinungen auftreten, die ein deutliches Signal ergeben. Auch diese Überlastkupplung ist deshalb nicht für den Einsatz an solchen Maschinen geeignet, bei denen ein gleichmäßiger Schlupf für eine Funktionssteuerung benötigt wird.·

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Überlastkupplung so auszubilden, daß mit ihr, wie an sich bekannt, größere Kräfte übertragen werden können, wobei das Drehmoment zur Überwindung der Reibkräfte jedoch stets annähernd gleich bleiben soll.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel und deren Anordnung.

Vorteilhafte, den Gegenstand der Erfindung zweckmäßig weiterbildende Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Hierdurch wird erreicht, daß das Kupplungsglied einen ausreichend starken Reibungswiderstand vorfindet, der im speziellen (Umfangsnut mit Rastkerben) dadurch erreicht wird, daß die einzelnen Windungen der Schraubenfeder über die Rasten hinweggezogen werden müssen. Da die Schraubenfeder hierbei um ein gewisses Maß gedehnt wird, erfolgt dieses nicht für alle Windungen gemeinsam, sondern von Windung zu Windung kurzzeitig versetzt, was nahezu einen ruckfreien Reibungsverlauf zwischen dem Kupplungsglied und der zweiten Welle gewährleistet und wodurch der bei reinen Rutschkupplungen bekanntlich zu überwindende Haftreibungswiderstand beim Durchrutschen nicht wieder geringer wird, sondern nahezu gleich bleibt.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Überlastkupplung dargestellt, die nachfolgend beschrieben sind. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht in Achsrichtung,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 3 eine Einzelheit,

F i e. 4 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungs

beispiels,

F i g. 5 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels und

F i g. 6 eine Einzelheit der erfindungsgemäßen Überlastkupplung.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist eine erste Welle 1, die mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung verbunden ist, mit einem an ihr befestigten Arm 2 versehen, der als Anlenkpunkt für die beiden Enden eines aus einer Schraubenfeder bestehenden Kupplungsgliedes 3 dient. Dieses Kupplungsglied 3 umspannt eine zweite Welle 4, die mit einem die Reibkräfte erhöhenden Zwischenglied 5 für die Aufnahme des Kupplungsgliedes 3 versehen ist, die zur ersten Welle 1 achsparallel angeordnet ist und die mit einer anzutreiben Einrichtung, z. B. der Wagenaufzugseinrichtung einer Büromaschine, in Wirkverbindung steht.

Das Zwischenglied S wird durch einen Bund der Welle 4 gebildet, der an seinem Außenmantel mit einer Umfangsnut 6 versehen ist. Diese Umfangsnut 6 weist in Achsrichtung verlaufende Rastk.erben 7 auf (s. F i g. 3), die in einer Anzahl und in solchen Abständen voneinander vorgesehen sind, welche im wesentlichen denen der Windungen des Kupplungsgliedes 3 entsprechen.

Die Umfangsnut 6 ist V-förmig ausgebildet, wodurch sich zwar symmetrische, kegelzahnradähnliche Hälften ergeben, die beide mit Rastkerben 7 versehen sind, die jedoch dem schraubenlinienartigen Verlauf der Windungen des Kupplungsgliedes 3 entsprechend zueinander versetzt sind, wodurch ein maximaler Rasteingriff des Kupplungsgliedes 3 in die Rastkerben 7 erreichbar ist.

Wie die Fig.2 weiterhin zeigt, kann das Zwischenglied 5 und somit auch die Umfangsnut 6 für eine Einstellbarkeit des Überlastmomentes zweiteilig ausgebildet sein, und zwar derart, daß der Bund der Welle 4 aus einer ersten, mit dieser fest verbundenen Scheibe, die nur mit einem der durch die V-förmige Ausbildung der Umfangsnut 6 gebildeten konusartigen Rastringe versehen ist, und aus einer zweiten Scheibe 9 besteht, die den anderen Rastring trägt. Die zweite Scheibe 9 ist auf der Welle 4 mittels einer Lagerbohrung 10 koaxial angeordnet und mit der ersten Scheibe 8 mittels z. B. Nietbolzen 11 vernietet. Die zweite Scheibe 9 ist gegen die Reibkraft der Nietverbindung gegenüber der ersten Scheibe 8 in Drehrichtung verstellbar und zwar mittels einer hier nicht näher beschriebenen Justiervorrichtung 12 (DT-AS 18 10 969). Durch ein Verdrehen der beiden Scheiben 8 und 9 gegeneinander wird erreicht, daß die Rastkerben 7 beider Scheiben zwischen einer für einen maximalen Rasteingriff des Kupplungsgliedes 3 miteinander fluchtenden Lage (bezogen auf den Steigungswinkel des Kupplungsgliedes 3) und einer für einen minimalen Rasteingriff zueinander auf Lücke stehenden Lage verstellbar sind.

In der Fig.4 ist ein konstruktiv abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Überlastkupplung dargestellt, bei dem der das Zwischenglied 21 bildende Bund der zwc'ten Welle 22 ebenfalls aus zwei Scheiben 23 und 24 besteht, die mit je einer kegelzahnradähnlichen Rastverzahnung versehen sind und gemeinsam eine V-förmige Umfangsnut 26 für das Kupplungsglied 25 bilden. Die Scheibe 24 ist auf der Welle 22 in Achsrichtung verstell- und befestigbar angeordnet, wodurch für das Kupplungsglied 25 verschiedene Angriffsdurchmesser in der Umfangsnut 26 einstellbar sind. In F i g. 4 ist die Einstellage mit dem minimalen und

in Fig.6 ist die Einstellage mit dem maximalen Angriffsdurchmesser dargestellt. Hierdurch kann eine Veränderung des Durchmessers der in sich zu einem geschlossenen Ring verbundenen Schraubenfeder 25 vorgenommen werden, wodurch sich deren Vorspannung und somit auch die Rastkräfte verändern. Da die Rastkerben 7 durch die kegelzahnradähnliche Ausbildung der beiden Scheiben 24 und 23 zu deren kleinerem Durchmesser hin konvergieren (s. F i g. 3), ergibt sich für die einzelnen Windungen des Kupplungsgliedes 25 in jeder der möglichen Verstellagen ein eindeutiger Rasteingriff.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 weist die erste Welle 27 einen Arm 28 auf, an dem die Enden des Kupplungsgliedes 25 angelenkt sind. Der Bereich 29 des Armes 28, der mit den Enden des Kupplungsgliedes 25 verbunden ist, weist für diese ein Langloch 31 auf und ist derart abgewinkelt, daß er parallel zu dem Rastkerben versehenen Rastkegel 30 der mit der Welle 22 fest verbundenen Scheibe 23 verläuft. Hierdurch kann sich das Kupplungsglied 25 beim Verstellen der Rastkraft ungehindert auf dem Rastkegel 30 entlang bewegen, wobei stets eine zur Seele des Kupplungsgliedes 25 mittige Anlenkung desselben an dem Arm 28 erreicht wird.

In der Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überlastkupplung dargestellt. Hier besteht das die Umfangsnut 40 bildende Zwischenglied 41 zwar ebenfalls aus zwei einzelnen Scheiben 42 und 43, von denen jedoch jeweils eine auf der ersten Welle 4 bzw.

ίο auf der zweiten Welle 45 angeordnet ist. Eine der Scheiben 43 ist auf der ihr zugeordneten Welle 44 in axialer Richtung verschiebbar und festsetzbar angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Überlastkupplung, bei dem die beiden Wellen 44 und 45 in axialer Richtung abgestützt sein müssen, wird kein Arm (wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1,2 und 4) zur Ankupplung des Kupplungsgliedes 46 an die erste Welk 44 benötigt, da sich hier die beiden Scheiben 42 und 43 des Zwischengliedes 41 bei Überlast relativ zueinandei bewegen, d. h., daß das Kupplungsglied 46 frei in dei Umfangsnut 40 liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Überlastkupplung, insbesondere für die Wagenuufzugsvorrichtung einer Schreib- oder ähnlichen Büromaschine, die zwischen zwei zueinander achsparallel angeordneten Wellen angeordnet ist, mit einem aus einem elastischen Glied bestehenden und von der ersten Welle antreibbaren Kupplungsglied, das die zweite Welle in einer an einem Bund desselben vorgesehen Umfangsnut mit einem im wesentlichen V-förmigen Querschnitt umspannt, wobei das elastische Glied an zwei Scheiben anliegt, die gegeneinander axial und/oder in Umfangsrichtung verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schraubenfeder ausgebildete Kuppluiigsglied (3; 25; 46) in einer einzigen Umfangsnut (6; 26; 40) angeordnet ist, die mit in der Achsrichtung verlaufenden Rastkerben (7) versehen ist, deren Anzahl und deren Abstände im wesentlichen denen der Windungen des Kupplungsgliedes entsprechen.

2. Überlastkupplung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (1; 27) mit einem Arm (2; 28) versehen ist, an dem die beiden Enden der Schraubenfeder (3; 25) formschlüssig angreifen.

3. Überlastkupplung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der die Umfangsnut (6) bildende Bund aus einem mit der einen Welle (4) fest verbunden und mit Rastkerben (7) versehenen ersten Scheibe (8) und einer ebenfalls Rastkerben aufweisenden zweiten Scheibe (9) besteht, die für eine die Eingriffstiefe der Windungen des Kupplungsgliedes (3) bestimmende, gegenseitige Verstellung der Rastkerben in Drehrichtung an der ersten Scheibe verstellbar befestigt ist.

4. Überlastkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Umfangsnut (26; 40) bildende Bund aus einer mit der einen Weile (22; 45) fest verbundenen und mit Rastkerben (7) versehenen ersten Scheibe (23; 42) und einer ebenfalls Rastkerben aufweisenden zweiten Scheibe (24; 43) besteht, die für eine Änderung des Angriffsdurchmessers für das Kupplungsglied (25; 46) gegenüber der ersten Scheibe in der Achsrichtung verstellbar ist.