DE2640744C2 - Schlingfederkupplungseinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen ArL

Schlingfederkupplungseinrichtungen, die Bestandteil von Transportmechanismen für Maschinenteile sind, welche wahlweise in entgegengesetzten Richtungen und in kontinuierlichen Bewegungen oder Einzelschritten angetrieben werden sollen, sind allgemein bekannt So zeigt die US-PS 33 04 793 zwei selbstschließende Schlingfedern auf, die mit ihrem ersten Ende auf je &> einem Kupplungsbund einer Ausgangswelle gelagert sind. Die freien Kupplungsenden der Schlingfedern, die entgegengesetzte Windungsrichtungen aufweisen, d. h, daß die Schließrichtung jeder Schlingfeder mit einer der beiden Drehrichtungen einer reversibel antreibbaren Eingangswelle zusammenfällt, umschließen je einen Kupplungsansatz dieser Eingangswelle, die zwischen den auf der Auseaneswelle fest angeordneten Kudd lungsbunden auf dieser frei drehbar gelagert ist. Daraus ergibt sich, daß sich im Betriebszustand des gesamten Transportmechanismus beide Schlingfedern in der Kupplungslage befinden, wobei jedoch für jeden Drehsinn jeweils nur eine schlupffrei trägt, und zwar diejenige, deren Windungsrichtung mit der anstehenden Drehrichtung der Eingangswelle zusammenfällt Wenn die Drehmomentübertragung unterbrochen werden soll, wird eines von zwei Betätigungsgliedern, von denen für jede Schlingfeder eines vorgesehen ist, unmittelbar in den Wirkungsbereich des freien Endes der tragenden Schlingfeder gebracht, wodurch diese durch Anlaufen an das Betätigungsglied geöffnet wird und anschließend nur noch auf dem sich weiter bewegenden Kupplungsansatz der Eingangswelle leicht reibend aufliegt Der von der anderen Schlingfeder gegen deren Windungsrichtung weiterhin auf die Ausgangswelle übertragenen schwachen Reibkraft wirkt die Bremskraft der von dem einen Betätigungsglied gestoppten Schlingfeder entgegen, was einen Stillstand der Ausgangswelle auch dann zur Folge hat wenn die Eingangswelle noch weiter angetrieben wird.

Eine derart konstruktiv ausgebildete Schlingfederkupplungseinrichtung für ein reversibles Getriebe zeichnet sich insbesondere durch einen einfachen Aufbau aus, da hier sowohl für den Funktion:; als auch für den Ruhezustand praktisch keine Mittel zum gegenseitigen Außereingriffhalten der Schlingfedern gegenüber den zu verbindenden Funktionsteilen benötigt werden. Mit dieser Kupplungseinrichtung ist es jedoch noch nicht möglich, exakte Stopplagen nach längeren Übertragungswegen oder bei kurzen Einzelschritten zu erreichen, da hier keine Mittel vorgesehen sind, die die Ausgangswelle in den gewünschten Stopplagen eindeutig arretieren. Bei dieser Schlingfederkupplungseinrichtung sind aber Mittel erforderlich, die sicherstellen, daß stets nur das der tragenden Schlingfeder zugeordnete Betätigungsglied in den Wirkbereich deren freien Endes bringbar ist um Beschädigungen der gesamten Einrichtung zu vermeiden.

Mit der DT-AS 20 55 101 und der DT-OS 22 42 663 sind zwar bereits Schlingfederkupplungseinrichtungen für reversible Getriebe bekanntgeworden, die Mittel aufweisen, welche eine exakte Ansteuerung von z. B. schreibspaltengerechten Stopplagen für Büromaschinenwagen erlauben. Die hier zur Anwendung gelangten Schlingfedern arbeiten jedoch nach einem anderen Konstruktionsprinzip, und zwar derart daß sich beide im Ruhezustand des Getriebes gegenüber den Kupplungsansätzen der Eingangswelle im entkuppelten Zustand befinden und daß im gekuppelten Zustand jeweils nur eine Schlingfeder für eine Schließbewegung freigegeben wird. Derart ausgebildete Schlingfederkupplungseinrichtungen sind für einen Transportmechanismus der eingangs angegebenen Art jedoch nicht ohne weiteres anwendbar, da sie für einen Getriebemech?nismus konzipiert worden sind, der den von der Eingangswelle stets nur in einer Richtung vorgegebenen Drehsinn wahlweise in einer der beiden Drehrichtungen auf der Ausgangswelle übertragen kann. Weiterhin benötigen diese Getriebe auch zusätzliche Mittel, die ein gleichzeitiges Wirksamwerden beider Kupplungen verhindern müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlingfederkupplungseinrichtung der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art so auszubilden, daß auch hiermit exakte Einzelschritte. GruD£>en

von Einzelschritten und auch genaue Stopplagen nach längeren kontinuierlichen Bewegungen der Ausgangswelle für ein Maschinenteil erreichbar sind.

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

Durch die Kombination der in dem Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Mittel wird erreicht, daß die Ausgangswelle selbst von den Betätigungsgliedern in exakten Stellungen abstoppbar und auch gegen Rückprellerscheinungen gesichert ist, da stets beide Betätigungsglieder in eine Wirklage gelangen können, wobei die gegenüber den Sperrzähnen der Ausgangswelle sich um einen einstellbaren Winkelweg in einer vorgerückten Lage befindlichen Steuerzähne der Steuerglieder einen sicheren Entkupplungsvorgang der jeweils tragenden Schlingfeder sicherstellen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schlingfederkupplungseinrichtung gegenüber denen des Standes der Technik ist darin zu sehen, daß die Betätigungsglieder für die beiden Schlingfederkupplungen, unabhängig davon, in welcher Richtung die Eingangswelle angetrieben wird, gleichzeitig betätigbar sind, da diese durch die Anordnung der Schlingfedern in den mit einseitig abgeschrägten Steuerzähnen versehenen Steuergliedern, denen entsprechend ausgeformte Sperrzähne an der Ausgangswelie zugeordnet sind, Ausweichbe vegungen ausführen können, ohne dafür zusätzliche Mittel zur gegenseitigen Funktionssperrung der beiden Schlingfederkupplungen aufwenden zu müssen.

Mit dem DT-Gbm 18 01 422 ist allerdings bereits eine Schlingfederkupplungseinrichtung mit zwei einzeln ansteuerbaren Schlingfedern bekanntgeworden, bei der die Steuerglieder der Schlingfedern bereits sägezahnartige Steuerzähne aufweisende Steuerzahnkränze besitzen, in die tangential zu denselben angeordnete Betätigungsglieder eingreifen können. Diese Kupplungseinrichtung ist jedoch zur Lösung einer anderen Aufgabe geschaffen worden, wonach eine Ausgangswelle von einer Eingangsvorrichtung, die aus zwei mit unterschiedlichen Drehzahlen angetriebenen Wellen besteht, wahlweise mit entsprechend verschiedenen Drehzahlen in der gleichen Richtung antreibbar sein soll. Da hierfür jeweils nur ein Betätigungsgiied für die Ansteuerung einer Kupplung aus der zugeordneten Steuerverzahnung ausgehoben wird und die Steuerglieder sich logisch nur einzeln stets im gleichen Drehsinn bewegen können, was der sägezahnartigen Ausbildung der Steuerzahnkränze eine untergeordnete Bedeutung gibt, ist diese vorbekannte Einrichtung nicht dazu in der Lage, die Gesamtkombination der Mittel des Anmeldungsgegenstandes nahezulegen.

Durch die beim Anmeldungsgegenstand vorgerückte Lage der Steuerzahnkränze der den Schlinjfedern zugeordneten Steuerglieder gegenüber den Sperrzahnkränzen der Ausgangswelle ergibt sich zusätzlich noch ein Dämpfungseffekt für die Ausgangswelle beim Abstoppen durch die Betätigungsglieder, da dieselben durch die Federwirkung der von den Steuergliedern aufdehnbaren, selbstschließenden Schlingfedern abgefangen wird, bevor sie mit einer Restgeschwindigkeit mit einem ihrer Sperrzähne auf das jeweils wirksame Betätigungsglied auftrifft. Dieser Effekt ist für sich allerdings ebenfalls bereits bei Kupplungen verschiedener Art bekannt, so z.B. bei einer Freilaufkupplung (DT-Gbm 19 91782), bei der eine in sich elastische Kupplungsklinke Beschleunigungsstöße dämpfen kann. Die Anwendung dieser Lehre ergibt jedoch noch nicht den Anmeldungsgegenstand in seiner Gesamtkombination.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen SchlingfederLuppIungseinrichtung dargestellt, das nachfolgend beschrieben ist
Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt,
F i g. 2 einen Querschnitt und
F i g. 3 eine schaubildliche Darstellung der erfindungs-

gemäßen Schlingfederkupplungseinrichtung.

Wie die F i g. 1 zeigt, ist eine von einem Gleichstrommotor 1 wahlweise für eine der beiden Drehrichtungen antreibbare Eingangs welle 2, die in einem Gestellteil 3 gelagert ist, mit zwei Kupplungsbunden 4 und 5 versehen. Zwischen diesen Kupplungsbunden 4 und 5 ist auf der Eingangswelle 2 eine Ausgangswelle 6 frei drehbar gelagert, die an ihren Enden mit je einem den Kupplungsbunden 4 und 5 zugeordneten Kupplungsansatz 7 bzw. 8 versehen ist Auf den Kupplungsansätzen 7 und 8 und den zugeordneten Kupplungsbunden 4 und 5 ist je eine selbstschließende Schlingfeder 9 bzw. 10 angeordnet, die diese stets umschließen, d. h., daß sich beide Schlingfedern 9 und 10 im Betriebszustand der gesamten Schlingfederkupplungseinrichtung im Kupplungszustand befinden. Die hinteren Enden Il und 12 der Schlingfedern 9 bzw 10, deren Windungsrichtung zueinander entgegengesetzt ist, sind an der Ausgangswelle 6 befestigt, und zwar durch in der Achsrichtung verlaufende Abwinklungen 13 bzw. 14, die in je eine Ausnehmung 15 bzw. 16 der Ausgangswelle 6 eingreifen.

Die freien Enden 17 und 18 der Schlingfedern 9 bzw.

10 sind mit je einer radial verlaufenden Abwinklung 19 bzw. 20 versehen, die in je eine Ausnehmung 21 bzw. 22 ragen, welche in Steuergliedern 23 bzw. 24 vorgesehen sind. Diese Steuerglieder 23 und 24, die auf den Schlingfedern 9 bzw. 10 mit Spiel koaxial angeordnet sind, bestehen im wesentlichen aus je zwei Teilen, und zwar aus einer mit einer Mehrzahl von Steuerzähnen 25 bzw. 26, die radial nach außen verlaufen, versehenen Hülse 27 bzw. 28 und einer Spannschelle 29 bzw. 30, die die Ausnehmungen 21 bzw. 22 aufweisen, und die auf den Hülsen 27 bzw. 28 verstellbar befestigt sind.

Die Ausgangswelle 6 ist mit zwei Sperrzahnkränzen 31 und 32 versehen, deren Sperrzähne 33 bzw. 34 in einer Anzahl vorhanden sind, die der der Steuerzähne 25 bzw. 26 entspricht, und die den zugeordneten Steuerzähnen unmittelbar benachbart angeordnet sind. Die Steuerzähne 25 und 26 und die zugeordneten Sperrzähne 33 bzw. 34 sind sägezahnartig ausgebildet und weisen jeweils in die Windungsrichtung der zugeordneten Schlingfedern 9 bzw. 10, d. h., daß die Steuerzähne 25 und die Sperrzähne 33 entsprechend der Schließrichtung ihrer Schlingfeder 9 mit ihren radial verlaufenden Anschlagkanten in die Drehrichtung weisen, die der der Steuerzähne 26 und der Sperrzähne 34 entgegengesetzt ist.

Die Steuerglieder 23 und 24 sind durch ihre verstellbaren freien Enden 17 bzw. 18 gegenüber den Sperrzähnen 31 und 32 der Ausgangswelle 6 derart einstellbar, daß sie in der Kupplungsiage gegenüber diesen mit ihren Steuerzähnen 25 bzw. 26 eine um einen Winkelweg vorgerückte Lage einnehmen, der mindestens dem Schließwinkel der zugeordneten Schlingfedern 9 bzw. 10 entspricht

Die Ausgangswelle 6 ist mit einer Schnecke 35 versehen, die in ein Schneckenrad 36 eingreift, das auf einer Abtriebswelle 37 befestigt ist Von dieser Ahfriphciv^llp 3^ cinrf Aip y*p de

lungseiinrichtung vorgegebenen Schritt- oder kontinuierlichen Bewegungen für z. B. den nicht dargestellten Typenträgerwagen einer Schreibmaschine abnehmbar. Die Anzahl der Sperrzähne und der Steuerzähne ist so gewählt, daß die von der Ausgangswelle 6 auf die Abtriebswelle 37 somit stark untersetzte Antriebsbewegung von Zahn zu Zahn ¹A eines Maximalschreibschrittes beträgt, woraus sich ergibt, daß mit diesem Transportmechanismus durch Transportbewegungen der Ausgangswelle 6 über eine wählbare Anzahl der ι ο Sperr- und Steuerzähne hinweg auch an die unterschiedlichen Schriftzeichen angepaßte Schaltwege (Proportionalschritte) ausgeführt werden können. Für diesen Zweck kann z. B. an der Ausgangswelle 6 eine Taktscheibe (nicht dargestellt) vorgesehen werden, über die eine entweder optisch oder induktiv wirkende Steuereinrichtung (ebenfalls nicht dargestellt) eine Zählschaltung derart steuert, daß die Schlingfederkupplungseinrichtung von Betätigungsgliedern für eine Antriebswegung freigebbar und nach einem bestimmten Winkelweg wieder abstoppbar ist.

Die Betätigungsglieder bestehen im wesentlichen aus zwei mit je einer Sperrnase 38 bzw. 39 versehenen Schwenkhebeln 40 und 41, die auf einer gemeinsamen, parallel zur Eingangswelle 2 angeordneten Achse 42 verschwenkbar gelagert sind. Die Schwenkhebel 40 und 41 liegen durch die Wirkung von Federn 43 mit je einer Anlagekante 44 bzw. 45 an einer Stützkante 46 einer Auslösebrücke 47 an, die ebenfalls auf der Achse 42 gegen die Wirkung einer Feder 48 verschwenkbar gelagert und die von einem durch die nicht dargestellte Zählschaltung ansteuerbaren, als ein Elektromagnet ausgebildeten Auslöseimpulsgeber 49 derart verschwenkbar ist, daß die Schwenkhebel 40 und 41 mit ihren Sperrnasen 38 bzw. 39 durch die Wirkung ihrer Federn 43 in den Funktionsbereich der zugeordneten Sperr- und Steuerzähne 33, 25 bzw. 34, 26 bringbar sind. Daraus ergibt sich, daß jeweils einer der Schwenkhebel 40 oder 41 von den abgeschrägten, nach rückwärts weisenden Schultern der in entgegengesetzte Richtungen weisenden Sperr- und Steuerzähne 33, 25 oder 34, 26 für eine kurzzeitige Ausweichbewegung verschwenkt werden kann, wenn die Eingangswelle 2 und somit auch die Ausgangswelle 6 von dem Gleichstrommotor 1 in einer der beiden Richtungen angetrieben wird.

Wie schon eingangs erwähnt, sind die beiden selbstschließenden Schlingfedern 9 und 10 so angeordnet, daß für jede Antriebsrichtung der Ausgangswelle 6 jeweils nur eine wirksam ist. Dieses bedeutet, daß für jeden von dem Gleichstrommotor 1 vorgegebenen Drehsinn jeweils eine der Schlingfedern trägt, während die andere nur auf dem ihr zugeordneten Kupplungsbund aufliegt Daraus ergibt sich, daß sich diese gesamte Kupplungseinrichtung dann wie eine starre Kupplung zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangswelle verhält, wenn sich beide Betätigungsglieder (Schwenkhebel 40 und 41) zu den ihnen zugeordneten Kupplungen in einer Außereingrifflage befinden. Ii diesem Betriebszustand kann demnach bei laufenden Gleichstrommotor 1 eine kontinuierliche Bewegung de; anzutreibenden Maschinenteiles (z. B. Wagen einei Schreibmaschine) erreicht werden, und zwar wahlweis« in einer der beiden Bewegungsrichtungen. Wenn die Bewegung des Maschinenteiles abgestoppt werden soll z. B. nach Erreichen einer Tabulierspalte oder eine« Zeilenanfangrandes, wird der Auslöseimpulsgeber 4? betätigt, der daraufhin die Auslösebrücke 47 um dii Achse 42 im Uhrzeigersinn verschwenkt Durch die Wirkung der Federn 43 nehmen an dieser Verschwenk bewegung auch die Schwenkhebel 40 und 41 teil, die dadurch mit ihren Sperrnasen 38 bzw. 39 in det Bewegup.gsbereich der zugeordneten Steucrzähne
bzw. 26 und der Sperrzähne 33 bzw. 34 gelangen. Wenr dann der so von der nicht dargestellten Steuereinrichtung angewählte Steuerzahn 25 oder 26 des Steuerglie des 23 bzw. 24 der tragenden Schlingfeder 9 bzw. 10 gegen die zugeordnete Sperrnase 38 bzw. 39 läuft, wird diese Schiingfeder geöffnet, d. h. von der Eingangswelle 2 gelöst, da das zugehörige Steuerglied gestoppt wird Die Ausgangswelle 6 dreht sich durch ihre kinetische Energie noch um einen geringen Weg weiter, und zwai so weit, bis sie mit ihrem dem angewählten Steuerzahn entsprechenden Sperrzahn ebenfalls durch die Sperrnase 38 bzw. 39 des zugeordneten Betätigungsgliedes abgestoppt wird. Die Eingangswelle 2 dreht sich mit ihrem Kupplungsbund 4 oder 5 jeweils gegen die Reibwirkung derjenigen Schlingfeder 9 bzw. 10 weiter deren Windungsrichtung der anstehenden Drehrichtung der Eingangswelle 2 entgegengerichtet ist Da während dieses Abstoppvorgangs der Eingangswelle 2 die Steuerzähne 25 oder 26 und die zugeordneten Sperrzähne 33 bzw. 34 der nichttragenden Schlingfederkupplung mit ihren abgeschrägten Schultern die zugeordnete Sperrnase 38 bzw. 39 unterlaufen (Ausweichbewegung des Schwenkhebels 40 oder 41), gelangt diese Sperrnase in eine eine Rückprellbewegung der Ausgangswelle 6 verhindernde Sperrtage. Hierdurch wird eine exakte Spaiteniage des zu verstellenden Maschinenteiles (z. B. Papierwagen) erreicht Wenn Einzelschritte durchgeführt werden sollen, die wahlweise aus einem oder mehreren der sich aus den Abständen der Sperr- und Steuerzähne ergebenden Winkelwegen bestehen können, brauchen von den Betätigungsgliedern nur beide Schlingfederkupplungen für eine Ankupplung der Ausgangswelle 6 an die Eingangswelle 2 für eine entsprechende Anzahl von Zähnen freigegeben zu werden, wobei dann diejenige Schlingfeder, deren Windungsrichtung mit der gewählten Drehrichtung der Eingangswelle 2 zusammenfällt, bis zum Entkupplungszeitpunkt trägt Die Antriebsrichtung für das zu bewegende Maschinenteil wird ausschließlich von der Drehrichtung des Gleichstrommotors 1 vorgegeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schlingfederkupplungseinrichtung für den Transportmechaiaismus eines Maschinenteiles, insbeson- s dere eines Typenträgerwagens oder einer Papiertransporteinrichtung an Schreib- oder ähnlichen Büromaschinen, zum schaltbaren Ankuppeln einer Ausgangswelle an eine wahlweise in einer der beiden Drehrichtungen antreibbare Eingangswelle, mit zwei auf je einem Kupplungsbund der Ausgangswelle gelagerten und in entgegengesetzten Drehrichtungen wirksamen selbstschließenden Schlingfedern, die im wirksamen Zustand der Kupplungseinrichtung beide mit ihren freien Enden je einen '5 Kupplungsansatz der Eingangswelle umschließen und in den Funktionsbereich je eines Betätigungsgliedes ragen, von denen die jeweils tragende Schlingfeder für eine Unterbrechung der Antriebsbewegung der Ausgangswelle von der Eingangswel- Ie abkuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (6) mit IFür jede Schlingfeder (9 und 10) einem Sperrzahnkranz (31 bzw. 32) versehen ist, die eine Mehrzahl sägezahnförmiger Sperrzähne (33 bzw. 34) aufweisen, die in *s die Windungsrichtung (Schließrichtung) der jeweils zugeordneten Schlingfeder (9 und 10) weisen, daß die für die Steuerung der Schlingfeder (9 und 10) vorgesehenen, mit deren freien Enden (17 bzw. 18) wirkverbundenen und als Hülsen ausgebildeten Steuerglieder (23 bzw. 24) mit ebenfalls sägezahnförmigen Steuerzähnen (25 bzw. 26) versehen sind, deren Anzahl und Wirkungsrichtung denen der zugeordneten Sperrzähne (33 bzw. 34) entspricht, die in der Wirklage der Schlingfedern (9 und 10) jedoch eine gegenüber den Sperrzähnen (33 und 34) um einen mindestens dem Schließwinkel der Schlingfedern (9 und 10) entsprechenden Winkelweg vorgerückte Lage einnehmen, und daß die Betätigungsglieder als im wesentlichen tangential zu den 4» Schlingfedern (23 und 24) angeordnete Schwenkhebel (40 bzw. 41) ausgebildet sind, die mit den Sperrzähnen (33 bzw. 34) und den Steuerzähntn (25 bzw 26) zwangsläufig außer Eingriff und nachgiebig, durch Zwischenschaltung einer Feder (43), in Eingriff bringbar sind.