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"Automatische Überlast-Schaltkupplung"
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Die Erfindung betrifft den Antrieb in einer Bindemaschine mit dem
das Bindemittel unter Benutzung nur eines Antriebsmotores schell um das Bindegut
kgetricben, ebenso schnell zurückgezogen und kraftvoll gespannt werden kann.
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Es sind Bindemaschinen bekannt, bei denen die Antriebsvorgänge:Eintreiben,Zurückziehen
und Spannen des Bindemittels mit mehreren Antriebsmotoren bzw.EubantrieDen erreicht
werden. Das Eintreiben und Zurückziehen des Bindemittels wird in der Regel schon
mit einem umkehrbaren Antriebsmotor oder über verschiedene Schaltkupplungen bei
durchlaufendem Motor durchgeführt. Antriebe, die das Bindemittel mit einem scmelllaufenden
Motor vorspannen und dann mit einem Hubantrieb spannen ,haben den Nachteil, daß
das Transportrad~ auf dem Bindemittel mehrere Umdrehungen durchrutscht, ehe der
Motor abbeschaltet ist oder der Hubantrieb die Vorspannung übernommen hat.
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Es sind auch Antriebe bekannt, allerdings nur Luftmotore, mit denen
außer den eintreiben und Zurückziehen, das Bindemittel kraftvoll gespannt werden
kann. Diese Motore sind mit einem automatischen Überlastschaltgetriebe ausgerüstet,welches
in einer Drehrichtung bei einem bestimmten Antriebsmoment in eine r--rößere Untersetzungsstufe
umschaltet und somit auch für den Spannvorgan£ benutzt werden kann.
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Diese bestehen aus mehreren axial hintereinander angeordneten Planetensätzen,
wobei eine Planetenstufe über ein federbelastetes Kupplungsstück bei entsprechendem
Übertragungsmoment zugeschaltet wird.
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Da das Sonnenrad als Kupplungsträger relativ groß sein muß, kann die
Übersetzung einer Stufe auch nicht groß sein.(ca.1:5).
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Bür das Spannen des Bindemittels werden aber bis zu 20fach größere
Antriebsmomente benötigt als für das Eintreiben und Zurückziehen desselben.
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Ein weiterer flachteil dieser getriebe ist, daß sie sehr lang bauen
und somit die Baubreite der Jindemaschine bestimmen.
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In bekannte Maschinen einegesetzte Winkeltriebe verteuern wiederum.
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Ein weiterer Nachteil dieser Überlastschaltgetriebe ist, daß sie aus
sehr vielen, sehr komplizierten kleinen und teuren 1 eilen bestehen, die bei einem
robusten Betrieb sehr anfällig sind. Da diese Antriebe nur in Werbindung mit einem
Luftmotor, welche wesentlich weicher arbeiten als beispielsweise ein Blektromotor,
bekannt sind,kann dies auch mit als Grund für die beschränkte Einsatzfähigkeit gesehen
werden.
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Die Erfindung- stellt sich die Aufgabe, eine Überlast-Schaltkupplung
vorzust ellen, bei der die 0 .g. Nachteile der genannten Kupplungen ausgeschlossen
sind.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß drei drehbar
gelagerte Teile radial zueinander angeordnet sind.
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Der innere und äußere Teil A und B drehen dabei mit den gewünschten
verschiedenen Drehzahlen bzw.Momenten im gleichen Drehsinn,während das mittlere
Drehteil je nach anstehendem Moment mit dem inneren und äußeren Teil der I;upplung
verbunden ist. Für die erforderlichen selbsttätigen Schaltvorgänge ist der innere
Teil mit einer Dut versehen, in welche ein, auf dem mittleren Teil angeordneter
Nockenhebel eingreift oder ausgeworfen werden kann.Das Auswerfen erfolgt bei Überschreitung
des innerenlauf das mittlere i'eil zu übertragende Moment.
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Zu diesem Zweck ist eine Feder angeordnet,die den Nockenhebel in die
hut des inneren Teiles A drückt. Dabei ist der Nocken des Nockenhebels so angeordnet,
daß die Umfangskraft des inneren Drehteiles A in der ist so auf den hocken wirkt,
daß deren Eraftlinie einen kleinen rechtwinkligen Abstand zum Drehpunkt des Kockenhebels
hat, wodurch nur ein relativ kleines Kippmoment gegenüber dem Übertragungsmoment
entsteht und somit mit einer kleinen Primärfeder gearbeitet werden kann. Der Nocken
des Nockenhebels und die I-ut des Welle A sind so aust,ebildet,daß
der
IJmschaltvorgang nur in einer Drehrichtung erfolgt. In der anderen Drehrichtung
bewirkt die Umfangskraft ein Hineinziehen des Nockens in die ?-T-ut der Welle A.In
dem Nockenliebel ist eine Klinke gelagert, welche beim Auswerfen des Nockenhebels
in den Eingriffsbereich des äußeren Drehteiles B gelangt, welcher zu diesem Zweck
mit einer Innenverzahnung versehen ist. Die Klinke kann nach innen ausweichen, falls
sie im Moment des Umschaltens auf einen Zahn trifft. Eine Sekundärfeder drückt die
Iinke dafür immer nach außen. Diese linke ist wiederum so ausgebildet,und angeordnet,daß
die Umfangskraft vom äußeren Drehteil auf die Klinke, von dieser über eine Anschlagkante
auf den Tockenhebel übertragen wird und in diesem ein Moment erzeugt,welches größer
ist als das Gegenmoment durch die Primärfeder.
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Die Überlast-Schaltkupplung kann beliebig mit einem Vorgelege angetrieben
werden,wobei der innere Drehteil immer mit der höheren Drehzahl und der äußere mit
der niedrigeren Drehzahl läuft.
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Ebenso ist es möglich, sie in ein beliebiges Getriebe einzubauen.
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Die vorgestellte Überlast-Schaltkupplung besteht, abgesehen von der
Nut in der ohnehin notwendigen Antriebswelle,nur aus drei Teilen, die für den Schaltvorgang
erforderlich sind: dem Nockenhebel,der Klinke und dem Zahnkranz mit der Innenverzahnung.
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Damit ist die Fertigung eines robusten und preiswerten überlast Schaltgetriebes
möglich,welches für alle gewünschten Antriebsmomente und Antriebsmotoren ausgelegt
werden kann.
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Die Erfindung soll an einem Beispiel näher erläutert werden: Es zeigen:
Fig. 1 Überlast-Schaltkupplung bei Übertragung des kleineren Drehmomentes Fig.2
Überlast-Schaltkupplung bei Übertragung des größeren Drehmomentes
Da
diese tberlast-Schaltkupplung für den Einbau in eine 3indemaschine entwickelt wurde,
soll sie auch in nachsteheiidem Beispiel für diesen Zweck beschrieben werden.
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Befindet sich das Bindemittel in einer Bindemaschine, in deren Überführung
rund um das zindegut und soll eine bindung durch geführt werden, so muß das 13indemittel
zunächst schnell und mit wenig Kraft aus der Umführung an das Bindegut gezogen werden.
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Zu diesem Zweck wird ein beliebiger Antriebsmotor zugeschaltext, der
im Beispiel( siehe Fig.1) direkt die Welle h 1 im rechten Drehsinn mit der Drehzahl
n 1 antreibt.
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Der Außenkörper C 7 der Überlast-Schaltkupplung dreht dabei über ein
beliebiges Vorgelege 10 in gleicher Drehrichtung mit der Drehzahl n 2 entsprechend
langsamer.
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Die Mitnahme des Zwischenkörpers C 2, der mit der Antriebswelle verbunden
ist, erfolgt über die in der Welle A 1 vorgesehenen Nut 3 und den ockenbebel 4 dessen
Nocken sich in der fut 3 befindet.Die Antriebswelle erhält somit die gleiche Drehzahl
wie die Welle A 1 und treibt in der Bindemaschine die Transportvorrichtung für das
Bindemittel an. Erreicht nun bei diesen Vorgang die schnell kleiner werdende Bindemittelsohlaufe
das Bindegut,so steigt plötzlich das erforderliche Nornent der Transporteinri chtung.
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Das Bindemittel muß nun fest um das i3indegut gespannt werden.
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Dieser Spannprozeß muß langsam erfolgen, damit das in der Regel steife
Bindemittel genügend Zeit hat, sich um das Bindegut zu formen. Zum Anderen sollen
auch Schläge vermieden werden, die eine Beschädigung vonDbdegut und -mittel, sowie
der Antriebselemente der Bindemaschine vermeiden.
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Diesem Bedarfsfall kommt die Überlast-Schaltkupplung dadurch nach,
daß bei Überbelastung die zunächst vorhandene Kupplungsverbindung gelöst wird und
eine neue Verbindung mit wesentlich größerem Moment bei niedriger Drehzahl hergestellt
wird, ohne daß bei diesem Übergang die Verbindung zum Antrieb verloren geht.
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Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß über die ilut 3 in der
Welle A 1 und dem DSockenhebel 4 nur ein Moment übertrgen werden kann, wie es durch
die Primärfeder 8 beliebig bestimmt wird.Bei Überschreitung dieses Übertragungsmomentes
springt der Nockenhebel 4 aus der Mut 3 und die Klinke 6 wird von dem langsam drehenden
Außenkörper B 7 mitgenommen.
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Sollte im Umschaltmoment die Klinke 6 auf einen Zahn der Innenverzahnung
des Außenkörpers B 7 treffen, so kann die Klinke 6 gegen den Druck der Sekundärfeder
9 nach innen ausweichen .Sobald dieser Zahn die Spitze der linke 6 passiert hat,
springt die Klinke 6 nach außen und der nächste Zahn übernimmt die Mitnahme.Diese
Mitnahme erfogt so, daß die Klinke 6 beim Wirken des Übertraungsmonientes den l'
ockenhebel 4 noch weiter in der gleichen Richtung schwenkt,wie er bereits beim Herausspringen
aus der Nut 3 geschwenkt wurde.
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Dadurch kann die Welle A 1 frei unter dem nocken des Nockenhebels
4 drehen. Dem Wirken der Umfangskraft vom Auß enkörper B 7 auf die klinke 6 bzw.
den Nockenhebel 4 steht die Kraft der Primärfeder 8 entgegen. Solange die Umfangskraft
ein größeres Schwenkmoment im Nockenhebel 4 erzeugt als die Primärfeder 8, kann
auch das größere Moment übertragen werden.
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Fällt das erforderliche äußere Moment auf einen Wert ab, der das Schwenkmoment
im Nockenhebel 4 der zugehörigen Umfangskraft kleiner werden läßt als das Gegenmoment
der Primärfeder 8,so springt der Nockenhebel wieder zurück in die Welle A 1 und
die erste Verbindung ist wieder hergestellt.
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Je nach Auslegung der Hebelverhältnisse in der Überlast-Schaltkupplung,
kann der Rückschaltpunkt beliebig bestimmt werden.
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In den meisten Bedarfsfällen,wie auch beim Einsatz in einer Bindemaschine,wird
das hohe Übertragungsmoment bis zur Abschaltung des Antriebsmotcres bei Erreichung
einer gewünschten Maximalkraft benötigt.
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Im vorliegendem Fall wird bei Abschaltung des Antriebsmotores die
Primärfeder 8 den Nockenhebel 4 mit dem Nocken wieder in die Nut 3 der Welle Al
drücken.
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Bleibt die Überlast-Schaltkupplung so stehen, daß der Nocken nicht
über der Mut 3 steht, so wird bei der nächsten Einschaltung der Nocken sofort wieder
in die Nut 3 springen.
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In einer Bindemaschine erfolgt als nächster Arbeitsgang das Eintreiben
des Bindemittels in die Umführung.Zu diesem Zweck dreht die Überlast-Schaltkupplung
mit linkem Drehsinn.
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Da in einer Bindemaschine aus umreifungstechnischen Gründen die Transportvorrichtung
beim Eintreiben nur mit einem kleinen lioment arbeiten darf,ist der Nocken des iXockenhebels
4 so ausgebildet,daß bei linkem Drehsinn der Nocken nicht aus der Nut 3 der Welle
A 1 gedrückt, sondern hineingezogen wird.