DE2653141A1 - Drehrichtungsabhaengige wellenkupplung - Google Patents

Description

5600165 Ge -5 22. No\'ember 1976

HONEYWELL INFORMATION SYSTEMS ITALIA S.p.A.

Caluso

Drehrichtungsabhängige Wellenkupplung

Die vorliegende Erfindung findet speziell Anwendung auf dem Gebiet der Büromaschinen, wie beispielsweise Schreibmaschinen und Fernschreibern. Viele dieser Maschinen benutzen Kassetten mit einem endlosen Farbband, wobei das Farbband kontinuierlich in einer Richtung angetrieben werden muß. Zum Antrieb des Farbbandes werden elektrische Mikromotoren in großem Umfang benutzt, wobei Untersetzungsgetriebe mit einem großen Untersetzungsverhältnis verwendet werden. Die Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes bildet die Antriebswelle und muß mit der angetriebenen Welle einer Farbband-Antriebsrolle innerhalb der Kassette gekoppelt werden. Da die Farbbandkassetten auswechselbar sind, darf die Kupplung nicht fest sein, sondern es müssen Axialkupplungen verwendet werden, die beispielsweise aus einer mit der Antriebswelle verbundenen Hülse bestehen, die mit einer Nut oder einem Ansatz mit einem entsprechenden Ansatz bzw. einer entsprechenden Nut in der angetriebenen Welle

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zusammenarbeitet. Wenn die Farbbandkassette eingesetzt wird, so ist nicht sichergestellt, daß die Winkelstellung des Ansatzes und der entsprechenden Nut übereinstimmen. Es ist daher erforderlich, daß die Hülse auf der Antriebswelle verschiebbar ist, um beim Einsetzen der Kassette eine Störung zu vermeiden. Bei einer stattfindenden Relativbewegung zwischen der Antriebswelle und der noch nicht angekuppelten angetriebenen Welle muß sichergestellt sein, daß bei übereinstimmender Winkelstellung von Nut und Ansatz der beiden Kupplungsteile die Hülse durch ein elastisches Element in die Kupplungssteliung verschoben wird. Die angetriebene Welle der Kassette ist üblicherweise mit einem Rändelknopf versehen, um einen Handantrieb des Farbbandes zu gestatten. Eine durch Handantrieb verursachte Drehbewegung der angetriebenen Welle wirkt über die Kupplung auf die Antriebswelle ein. Als Folge hiervon wird das Untersetzungsgetriebe unverhältnismäßig stark beansprucht, was zu einer Beschädigung bzw. zu einer verringerten Lebensdauer führt. Um eine solche nachteilige Einwirkung auf das Untersetzungsgetriebe zu verhindern, wäre eine Reibungskupplung von Vorteil oder es wäre im Hinblick darauf, daß der Handantrieb nur in einer Richtung zu wirken braucht, eine Kupplung wünschenswert, die den angetriebenen Teil nur in einer Richtung mitnimmt. Kupplungen, die diese Anforderungen erfüllen, sind im Stand der Technik bekannt. Die bekannten Kupplungen sind jedoch relativ aufwendig und daher auch teuer.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wellenkupplung anzugeben, die den eingangs erwähnten Anforderungen gerecht wird und trotzdem relativ einfach aufgebaut und daher billig zu fertigen ist. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

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Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kupplung

Figur 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Kupplung, teilweise im Schnitt.

Gemäß Figur 2 ist eine zylindrische Hülse 2 fest mit der Antriebswelle 1 mittels einer Klemmschraube 3 verbunden. Die Hülse 2 weist eine Ringnut 4 und einen zylindrischen Ansatz 5 auf, wobei der Durchmesser des Ansatzes 5 gegenüber dem Ende der Hülse 2 reduziert ist. Ein Schraubenfeder 10, deren Innendurchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des zylindrischen Ansatzes 5 ist, ist mit der Ringnut 4 verbunden. Die Schraubenfeder 10 erstreckt sich frei über das Ende des zylindrischen Ansatzes 5 hinaus und ist mit einem weiteren zylindrischen Element 6 verbunden, das einen zylindrischen Ansatz 7, eine Ringnut 8 und eine Schulter 9 aufweist. Die Durchmesser der zylindrischen Ansätze 5 und 7 sind einander gleich.

Die Schraubenfeder 10 besteht aus drei Teilen 10a, 10b und 10c. Die Endteile 10a.und 10c der Schraubenfeder, die mit den zylindrischen Ansätzen 5 und 7 der Hülse 2 und des Elementes 6 in Verbindung stehen, weisen eng benachbarte Windungen auf. Demgegenüber weisen die Windungen der Schraubenfeder 10 in deren Mittelteil 10b einen vergrößerten Abstand auf, um-eine Kompression der Schraubenfeder 10 zu ermöglichen.

Das zylindrische Element 6 ist mit einem Ansatz 11 versehen, der sich entlang eines Durchmessers der Frontfläche des Elementes 6 erstreckt, wie dies aus der in Figur 1 dargestellten Draufsicht ersichtlich ist. Der Ansatz 11 arbeitet mit einer

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entsprechenden diametralen Nut 12 in einer angetriebenen Welle 13 zusammen.

Die Schulter 9 hat ebenso wie die Schulter der Hülse 2 die Aufgabe, eine axiale Verschiebung der Windungen der Schraubenfeder 10 zu verhindern, wenn diese zusammengedrückt wird. Ferner besitzen die Ringnuten 4 und 8, in die die Enden der Schraubenfeder eingreifen die Aufgabe, ein Abstreifen der Schraubenfeder 10 von den zylindrischen Ansätzen 5 und 7 zu verhindern. -

Die vorstehend beschriebene Wellenkupplung weist folgende Besonderheiten auf:

1) Die Kupplung ist axial verschiebbar auf Grund der Kompressibilität. Wenn daher die angetriebene Welle 13 zum Zwecke der Kupplung in die Nähe der angetriebenen Welle 1 gebracht wird und der Ansatz 11 auf Grund unterschiedlicher Winkelstellung nicht in die Nut 12 eingreift, so drückt die angetriebene Welle gegen den Ansatz 11 des Elementes 6, wodurch dieses durch Kompression der Schraubenfeder 10 in axialer Richtung nachgibt. Wenn auf Grund einer Relativbewegung der treibenden und der angetriebenen Welle der Ansatz 11 und die Nut 12 übereinstimmende Winkelstellungen einnehmen, so dehnt sich die Schraubenfeder 10 erneut aus und veranlaßt den Ansatz 11 zum Eingriff in die Nut 12, wodurch die Kupplung zwischen den beiden Wellen 1 und 13 hergestellt wird.

2) Die Kupplung wirkt nur in einer Richtung, d. h. sie ist lediglich in der Lage, eine Rotationsbewegung und ein Moment in einer Richtung zu übertragen. Wenn die Windungen der Schraubenfeder 10 in Figur 2 von oben betrachtet im Uhrzeigersinn eine Schraubenbewegung nach unten beschreiben, so kann die Antriebswelle 1 der

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angetriebenen Welle 13 lediglich ein Drehmoment im Uhrzeigersinn erteilen. Die übertragung einer Drehbewegung von oben betrachtet im Gegenuhrzeigersinn ist dagegen nicht möglich.

Wenn die Antriebswelle im Uhrzeigersinn rotiert und die angetriebene Welle ein Bremsmoment entgegensetzt, so hat die Schraubenfeder 10 das Bestreben, ihren Durchmesser zu reduzieren. Dies führt zu einer Vergrößerung der Reibung zwischen den Federenden und den zylindrischen Ansätzen, die von den Federwindungen eng umfaßt werden, so daß eine Rutschbewegung zwischen den Federwindungen und den zylindrischen Ansätzen nicht auftreten kann.

Andererseits hat die Schraubenfeder 10 das Bestreben, ihren Durchmesser zu erweitern, wenn die Antriebswelle 1 im Gegenuhrzeigersinn rotiert und die angetriebene Welle 13 ein Bremsmoment ausübt. Infolgedessen nimmt der Kontaktdruck zwischen den Federwindungen und den zylindrischen Ansätzen 5 und 7 ab und es vermindert sich das Reibungsmoment, das von den Federwindungen auf die zylindrischen Ansätze ausgeübt wird. Wenn das Reibungsmoment kleiner als das von der angetriebenen Welle ausgeübte entgegengesetzte Bremsmoment wird, so tritt eine Rutschbewegung zwischen den Federwindungen und den zylindrischen Ansätzen auf und die Antriebswelle kann unabhängig von der angetriebenen Welle frei rotieren.

Wenn umgekehrt die Antriebswelle beispielsweise auf Grund eines Untersetzungsgetriebes mit großem Untersetzungsverhältnis bei einer Handbewegung der angetriebenen Welle 13 ein Bremsmoment ausübt, so kann die angetriebene Welle 13 im Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei die Antriebswelle entkuppelt ist.

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Es,liegt auf der Hand, daß bei Verwendung einer Schraubenfeder 10 mit entgegengesetztem Windungsverlauf sich die vorstehend erläuterten Funktionen gerade umkehren.

3) Die Kupplung ist elastisch und somit in der Lage, ebenso wie eine winkelmäßige Fehlausrichtung zwischen den beiden Wellen ein gewisses Maß an Exzentrizität auszugleichen.

Es liegt auf der Hand, daß gewisse Modifikationen hinsichtlich der Kupplung vorgenommen werden können, ohne daß von dem Erfindungsgedanken abgewichen wird. Beispielsweise sind die Ringnuten 4 und 8 für die Funktion der Kupplung nicht von wesentlicher Bedeutung, wenn unter Betriebsbedingungen sichergestellt ist, daß das Element 6 von der Hülse 2 keinen Abstand einnehmen kann, der von dem Ruhezustand der Schraubenfeder 10 abweicht. Ebenso kann die Hülse 2 durch verschiedene Mittel mit der Antriebswelle verbunden sein. Die Hülse 2 könnte auch einen integralen Bestandteil der Antriebswelle 1 bilden, sofern sichergestellt ist, daß die Schraubenfeder 10 direkt mit der Antriebswelle 1 zusammenarbeiten kann. Schließlich kann sich der mit den zylindrischen Ansätzen zusammenwirkende Teil der Schraubenfeder 10 auf eine einzige Federwindung reduzieren. Eine Reibungskupplung zwischen zylindrischem Ansatz 5 bzw. 7 und der Schraubenfeder 10 kann ferner durch eine feste Verbindung ersetzt werden. Die Schraubenfeder 10 und dementsprechend die zylindrischen Ansätze 5 und 7 müssen weiterhin nicht den gleichen Durchmesser aufweisen. Schließlich kann die aus Ansatz 11 und Nut 12 bestehende Kupplungseinrichtung durch jede andere bekannte Kupplungseinrichtung, wie beispielsweise eine entlang des Umfangs der beiden Elemente 9 und 13 angeordnete Verzahnung ersetzt werden. 709852/0848

Claims (5)

Patentansprüche

1. Drehrichtungsabhängige Wellenkupplung, dadurch

^w gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (10) angeordnet ist, die mit einem Ende über einen Ansatz (5,7) eines ersten Kupplungselementes (2,6) greift und mit dem anderen Ende mit einem zweiten Kupplungselement (6,2) verbindbar ist, daß das erste Kupplungselement (2) mit einer ersten Welle (1) fest verbunden und das zweite Kupplungselement (6) an einer zweiten Welle (13) axial einrastbar ist, daß die beiden Kupplungselemente (2,6) in Bezug auf die Enden der Schraubenfeder (10) axial unverschiebbar gehalten sind und daß der Außendurchmesser des ersten Kupplungselementes (2) geringfügig größer als der Innendurchmesser der Schraubenfeder (10) im Ruhezustand ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, "dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kupplungselement (2) eine gegenüber dem zylindrischen Ansatz (5) im Durchmesser erweiterte Schulter und eine Ringnut (4) zwischen Schulter und zylindrischem Ansatz (5) aufweist, wobei die Schraubenfeder mit ihrem einen Ende in die Ringnut (4) eingreift.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Kupplungselement (6) ebenfalls einen in das andere Ende der Schraubenfeder (10)

. hineinragenden zylindrischen Ansatz (7) aufweist, wobei dieser Ansatz (7) einen gegenüber dem Innendurchmesser der Schraubenfeder (10) geringfügig größeren Außendurchmesser aufweist.

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4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kupplungselement (6) eine gegenüber dem zylindrischen Ansatz (7) im Durchmesser erweiterte Schulter (9) aufweist und daß zwischen Schulter (9) und Ansatz (7) eine Ringnut (8) angeordnet ist, in die das andere Ende der Schraubenfeder (10) eingreift.

5. Kupplung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (10) zwei Endteile (10a, lOc) aufweist, deren Windungen eng benachbart angeordnet sind und ein die beiden Endteile verbindender Mittelteil (10b) der Schraubenfeder (10) Windungen mit einem gegenüber den Windungen des Endteiles vergrößerten Abstand aufweist.

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