DE2747119A1

DE2747119A1 - Selbsttaetige loesevorrichtung, insbesondere fuer handraeder zur drehung von wellen

Info

Publication number: DE2747119A1
Application number: DE19772747119
Authority: DE
Inventors: Harold E Boyer
Original assignee: GRAPHICS EQUIPMENT INTERNATIONAL CORP
Current assignee: GRAPHICS EQUIPMENT INTERNATIONAL CORP
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1977-10-20
Publication date: 1978-04-27
Also published as: US4194412A; JPS5351022A

Description

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München, <len 20. Oktober 19VV Anwalteaktenz.: 33 - Pnt. 1>

s EquJpment Int nrnnli oiiiil Corporation, 5f>00 Soars Town·, 233 S. Wncker Drive, Chicago, Illinois 6()6θ6, Vereinigte Staaten von Amerika

Selbsttätige Lösevorrichtung, insbesondere für Handräder zur Drehung von Wellen.

Die V.ri indunp; be;:If¹IiI sicli f;anz allgemein auf Vorrichiun/'.en iv.y (ine wolil wei jm» Kopplung und Entkopplung von drehbaren Ifafichinene] eineni en und insbesondere auf Vorrichtungen, die selbri 1 ;H i g oine ]]Titko])j)lung d(>i' Maschinenelemente bewirl'on, wenn oinefi der Maschinenelemente von einer Antriebseinrichtung mi 1 einer eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit gedreht wird.

Zui Iirdienung vieler Maschinen i i;t er liäuiif erf oi'derl ich, daß die Hedieniingi5per:^!on von Hand Well(?n an 11h; cliinen drehen nuß, um nie IlM/ehinen /,emäß den ISrf ordern i ι .sen ('inr.iist eilen. Zum Heifj; j el müssen bei lasclienfalzmaschinen die Ausbauchunga* a

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gewöhnlich von Hand gedreht werden, um die Abstände und die Drükke richtig einstellen zu können.

Bei bekannten Lösungen sind sehr oft leicht zugängliche Handräder alt utiii Wellen fest angebracht, damit die Bedienungsperson die WeI- 1 Li IeichL drehen kann. Derartige Lösungen stellen jedoch für die E .;; i π u" . ,. jrson eine erhebliche Gefahr dar, da die Wellen und ti mit die Handräder sehr häufig mit hoher Geschwindigkeit drehen.

in d ii.er eine Bedienungsperson irrtümlich bei laufender Mas-nine nach einem sich drehenden Handrad greift oder ein solches berührt, so kann diese ernsthaft verletzt werden.

Zur Τ-.? .ι .·>.....ig dieser Schwierigkeiten ist rruui cichev dazu übergegangen, Handräder vorzusehen, die drehbar an einer feststehenden Hn!' - mg angebracht sind und die Im Ruhezustand nicht mit der zugehörigen Welle im Eingriff iitehen. Zu diesem Zweck ist das :■'·■■ ι ir^if-.d nach außen und damit von der Welle v/eg vorgespannt, so u τ. nur unter Druck in Richtung auf die Welle mit dieser in Et*· -ν l ff gebracht werden kann. Auf diese Weise kann eine Bedi armn^r.person bei Druck auf das Handrad die zugehörige Welle vun ^TP'i drehen. Sobald das Handrad jedoch wieder losgelassen wird, kunrt es selbsttätig in die Entkopplungsstellung zurück, so daß sich das Handrad nicht mitdreht, wenn die Maschine läuft. Derartige Handradvorri chtungen können aber unter Umständen ebenso gefahrlich sein, wie die vorangehend beschriebene, bei der die Handräder direkt mit den zugehörigen Wellen verbunden sind. Wenn z.B. eine Bedienungsperson ein lösbares Handrad irrtümlich dann betätigt, wenn die Maschine läuft, so übernimmt das Handrad bei Kopplung mit der Welle plötzlich deren Drehbewegung und gefährdet so die f^Qdienungsperson. Weiterhin von Nachteil bei dieser Lösung ist, daß das Handrad während der Einstellarbeiten an der Maschine nie.'.! ϊ i der Kopplungsstellung verbleibt, wenn der auf die Welle zu?, L-L■·..: _ete Druck entfällt. Für eine Bedienungsperson, die sich auf Ίί° Einstellung der Maschine konzentriert, ist dies lästig, und vv.iig kann das Handrad nicht ständig unter Druck gehalten wercl--υ , rfenn für die Einstellung beide Hände benötigt werden, so daß Dei jeder zu drehenden Welle das Handrad erneut in Ein-

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griff gebracht werden muß.

Die Erfindung betrifft ausgehend von der zuletzt genannten Lösung eine selbsttätige Lösevorrichtung für Kopplungseinrichtungen zur Kopplung von an einem feststehenden Halterungsteil drehbar befestigten Maschinenteil, z.B. Handrad, mit einer drehbaren Welle, bei der das zu koppelnde Maschinenteil gegenüber der Welle in axialer F'io.ntung unter Vorspannung verschiebbar angeordnet ist und das naouiunenteil durch Verschiebung in axialer Richtung entgegen der Vorspannung mit der Welle in Eingriff gebracht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und relativ einfach herzustellende Vorrichtung zu schaffen, bei der das Handrad bei Überschreiten siner vorgegebenen Drehgeschwindigkeit selbsttätig von der zugehörigen Welle gelöst wird und eine Kopplung mit der drehenden Welle nicht möglich ist, bei der aber das Handrad ohne ständiges Andrücken durch eine Bedienungsperson angekoppelt bleibt, solange sich die Welle unterhalb der vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit dreht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Teile des anzukoppelnden Maschinenteiles und des feststehenden Halterungsteiles eine die Welle konzentrisch umgebende teleskopartige Anordnung bilden, daß innerhalb der teleskopartigen Anordnung einander zugewandte zylindrische Flächen beider Teile als Innenoberfläche des einen und als Außenoberfläche des anderen Teiles durch ein von aus einer der Flächen herausragenden Führungsiingern und von Ausnehmungen der anderen Fläche zur Aufnahme der Führungsfinger gebildetes Führungssystem miteinander gekoppelt sind, das einerseits ein Verschieben des Maschinenteiles in Richtung der Achse der Welle ermöglicht und andererseits Raststellen für das Festhalten des Maschinenteiles in den beiden der Kopplung mit der Weile und der Entkopplung von der Welle entsprechenden Endstellungen aufweist, und daß bei Drehen der Welle mit einer eine vorgegebene Geschwindigkeit· übersteigenden Geschwindigkeit

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die Raststelle für die Kopplungsendstellung selbsttätig auslösbar ist,

Die telcskopartige Ausbildung von Halterungsteil und anzukoppelndem Maschinenelement ermöglicht eine einfache Führung des anzukoppelnden Maschinenelementes, was durch das Führungssystem noch unterstützt wird. Die durch das Führungssystem vorgegebenen Raststellen ermöglichen einerseits in einfacher Weise ein Verbleiben des zu koppelnden Maschinenelementes in der jeweils eingenommenen Endstellung, ohne daß ständig Druck auf dieses Maschinenelement ausgeübt zu werden braucht. Andererseits kann durch entsprechender. Einwirken auf die die Kopplungsendstellung fixierende Raststellung beim Drehen der Welle infolge Fremdantrieb die Raststellung leicht ausgelöst werden und das Maschinenelement, bedingt durch die Vorspannung, in die Entkopplungsendste]lung zurückkehren, so daß bei plötzlich einsetzendem Fremdantrieb da« an die Welle angekoppelte Maschinenteil augenblicklich gelöst wird.

Eine derartige Lösung bietet des weiteren in einfacher Weise die Möglichkeit, eine Ankopplung dos Maschinen! ei 1 .·> an eine sich drehende Welle zu unterbinden, indem die Kar\ .·Ί e] Ic iür die V.n\ -kopplungsendstel lung bei Drehen der Wc]Ic nil «iner ein>^s vorgegebene Geschwindigkeit übersteigenden Gds( -hwindi /keit dar. Maschinenteil gegen Verschieben in Richtung r.ur lUjpplun/'nendste] -lung sperrt.

Gemäß einer Weiterbildung der Ilri indunp, bericht < --iiK? Ih νοιν.υ/',Ι ν Ausführungsi orin dni'iu, daß unr> ΓϋΙπ'πη/'.'ίΓν;;! < η d< τ 1 <^:1 erlopnri i / cn Anordnung von H'-Ot erungst ei ] \ιικ1 Πί:< lnnciii < i 1 nur- \/<>ni (\:\i en.·- drei Nuten ηΐ.'ΐ Aunnolimunpen einci ύιτ ( i nmidrr /iwcwnn<l1 <-n zylindrischen Fläelicn und nu» einem Fülirun/fi in/'cj υι 'l· r ;ukJ(»i ( η Obfü'--fläche IhM(IiI, der in den HuI cn / T < Hd, und d:jß vcn den di'ei Nuten zw(3 in / 1 ei eliiiiäßi ^ern Λ1 > .* > 1«- ni · ι - < i,( i nnnder die Ac.hf.« dci' Welle krei i-.iörmif; tuii/;(?ben und die drill* Hut die beiden aminen Nuten spii al innnig miteinander V(I¹IJi₁(JeI.

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Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Führungsfinger des Führungssystems in Richttang der Nuten federnd vorgespannt ist, so daß der Führungsfinger sicher in die Ausnehmungen eingreifen und geführt werden kann.

Die Vorspannung des Führungsfingers läßt sich besonders leicht dann von außen .verstellen, wenn von den innerhalb der teleskopartigen Anordnung einander zugewandten Flächen die Innenoberfläche mit dem FUhrungsfinger und die Außenoberfläche mit den Nuten versehen ist.

Die Raststellen des Führungssystems ergeben sich in einfacher Weise durch Vertiefung der beiden kreisförmigen Nuten gegenüber der spiralförmigen Nut.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile in den einzelnen Figuren beziehen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Handrad-Lösevorrichtung gemäß der Erfindung in auseinandergezogener, aber maßstabsgleicher Darstellung,

Fig. 2 die vergrößerte Seitenansicht eines Halterungsteiles der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt der Nutenanordnung am Halterungsteil gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt der Vorrichtung gemäß Fig. 1 im zusammengebauten Zustand.

Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist eine Antriebswelle 10 mit einer Walze 12 verbunden, die beispielsweise Bestandteil einer Taschenfalzraaschine ist. Diese Welle 10 ist durch Lager 16

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oder dergleichen drehbar an einer Maschinenplatte 14 befestigt. Die Antriebswelle 10 ragt durch eine Halteplatte 18 hindurch und das Wellenende 20 weist eine Querschnittsform auf, die in einfacher Weise ein Eingreifen in einen Mitnehmer zum Drehen der Welle ermöglicht.

Auf der Halteplatte 18 ist ein Halterungsteil 22 befestigt, das einen rohrförmigen Ansatz 24 mit einer Nutanordnung auf der Außenfläche aufweist. Diese Nutanordnung besteht aus einer äußeren Nut 26, einer inneren Nut 28 und einer spiralförmigen Nut 30. Die äußere und die innere Nut 26 und 28 bilden einen Kreis um die Drehachse der Antriebswelle mit Abstand voneinander. Die spiralförmige Nut 30 erstreckt sich von der inneren Nut 28 zu der äußeren Nut 26 in derselben Richtung, in der die Antriebswelle 10 von einem nicht gezeigten Antrieb gedreht wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die äußere und die innere Nut 26 und 28 ungefähr 0,635 mm voneinander getrennt. Dabei hat die Spiralennut 30 eine Ganghöhe von annähernd 1,27 cm je Umdrehung und eine um 0,254 mm geringere Tie.fe als die äussere und die innere Nut. Diese geringere Tiefe vergrößert die aufzuwendende Kraft, um einen Führungsfinger von der einen zur anderen Nut entlang der Spiralennut 30 zu bewegen.

Eine Druckfeder 32 ist über den rohrförmigen Ansatz 24 des Halterungsteiles 22 geschoben, um ein Handrad 34 nach außen gerichtet vorzuspannen.

Das Handrad 34 weist einen rohrförmigen Ansatz 36 auf, dessen Bohrung 38 sich im Handrad fortsetzt. Eine Eingriffscheibe 40 für die Antriebswelle ist auf der Vorderseite des Handrades 34 befestigt, z.B. mit Schrauben, wobei eine EingriffsÖffnung 41 in der Eingriffscheibe 40 mit der Bohrung 38 fluchtet.

Das Handrad 34 ist an dem rohrförmigen Ansatz 24 des Halterungsteiles 22 befestigt, wobei der rohrförmige Ansatz 36 des Handrades 34 auf den des Harfcrungsteiles 22 aufgeschoben ist. Ein Sprengring 42, der in eine Nut 44 des rohrförmigen Ansatzes 24

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eingreift, hält das Handrad 34 auf diesem Ansatz. Dabei drückt die Druckfeder 32 das Handrad nach außen, bis eine Schulter 46 im Handrad 34 an den Sprengring 42 anstößt. In dieser Lage ragt das Ende 20 der Antriebswelle 10 nicht in.die Eingriffsöffnung 41 der Eingriffscheibe 40 hinein, wie Fig. 4 zeigt.

Der rohrförmige Ansatz 36 des Handrades 34 weist zur Bohrung hin eine Ausnehmung 48 auf als Halterung für eine Kugel mit ungefähr 4,76 mm Durchmesser oder einai sonstwie ausgebildeten Führungsfinger 50 auf, die bzw. der mit den Nuten 26, 28 bzw. der Nutenanordnung im Eingriff steht. Die Kugel oder der Führungsfinger 50 werden durch eine Druckfeder 52 in die Nuten gedrückt. Eine Stiftschraube 54 ist in ein Gewindeloch 56 im rohrförmigen Ansatz 36 des Handrades 34 eingeschraubt, um den Druck auf die Kugel oder den Führungsfinger 50 einstellen zu können.

Im Betrieb kjann das Handrad 34 zwei Endstellungen einnehmen. Bei der einen, der Entkopplungsendstellung, stößt die Schulter an den Sprengring 42 an und die Kugel 50 greift in die äußere Nut 26 ein. Bei der anderen, der Kopplungsendstellung, greift die Kugel 50 in die innere Nut 28 ein. Um das Handrad 34 zwischen diesen beiden Endstellungen zu bewegen, muß es leicht im Uhrzeigersinn gedreht werden, so daß die Kugel 50 entlang der Spirale 30 gleitet.

Befindet sich das Handrad in der Entkopplungsendstellung und dreht sich die Welle 10, wenn eine Bedienungsperson versucht, das Handrad in die Kopplungsendstellung zu bringen, so wird beim geringsten Eingriffskontakt zwischen der Eingriffscheibe und der äußersten Kante des Wellenendes 20 die Eingriffscheibe im Uhrzeigersinn angestoßen, was bei Eingriff der Kugel 50 in die Spiralnut 30 zu einer nach außen gerichteten Verschiebung des Handrades 34 und damit zu einer Verhinderung des Eingriffs zwischen Wellenende 20 und der Eingriffscheibe 40 führt. Wenn also jemand versucht, bei Drehen der Welle 10 das Handrad nach innen zu bewegen, dann spürt er zwar ein leichtes Anrücken des Handrades beim Berühren der Eingriffscheibe 40 durch das

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Wellenende 20, aber ein bleibender Eingriff kommt nicht zustande. Es ist daher praktisch unmöglich, daß das Handrad 34 von der Welle 10 mitgenommen wird, wenn die Kugel 50 sich im Bereich der Spralnut 30 befindet, was immer dann der Fall ist, wenn jemand das Handrad 34 in Richtung der Kopplungsendstellung zu bewegen versucht .

Versucht andererseits eine Bedienungsperson, das Handrad 34 mit der Welle 10 in Eingriff zu bringen, wenn sich die Welle nicht dreht, dann braucht diese dazu das Handrad lediglich nach innen zu bewegen, wobei die Kugel 50 in der Spiralnut 30 gleitet, bis das Wellenende 20 in die Eingriffsöffnung 41 der Eingriffscheibe 40 eingreift und die Kugel 50 die innere Nut 28 erreicht hat. Danach kann das Handrad losgelassen werden, ohne daß sich das Handrad wieder in Richtung der Entkopplungsendstellung bewegt, weil die Kugel in der inneren Nut 28 gehalten wird. Ebenso kann die Bedienungsperson das Handrad im Uhrzeigersinn weiterdrehen, ohne daß die Kugel wieder in die Spiralnut 30 gleitet. Auch kann die Bedienungsperson das Handrad 34 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, bis diese ein leichtes Anziehen des Handrades verspürt, wenn die Kugel 50 in die Mündung der Spiralnut 30 gelangt.

Sollte jedoch die Welle 10 plötzlich von einer Antriebseinrichtung im Uhrzeigersinn gedreht werden, so wird durch Zusammenwirkung von Druckfeder 32 und der Kugel 50 in Verbindung mit der Spiralnut 30 das Handrad 34 nach außen in die Entkopplungsendstellung überführt. Die Druckfeder 32 übt nämlich ständig einen nach außen gerichteten Druck auf das Handrad 34 aus und unterstützt so die Kugel 50 beim Eindringen in die Mündung der Spiralnut 50.

Zusammenfassend kann daher feststestellt werden, daß die vorangehend erläuterte Handrad-Löse varrichtung eine Bedienungsperson in einfacher Weise in die Lage versetzt, das Handrad in die Kopplungsendstellung zu bringen, ohne daß das Handrad beim Loslassen wieder in die Entkopplungsendstellung zurückkehren kann.

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Beginnt jedoch die Antriebswelle durch Kopplung mit einer anderen Antriebseinrichtung plötzlich zu drehen, so wird das Handrad augenblicklich selbsttätig gelöst und es läßt sich bei drehender Antriebswelle nicht mehr zum Eingriff bringen.

Wenn auch vorangehend nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt und erläutert ist, so dürfte es für den Fachmann offenkundig sein, daß eine Reihe von Abwandlungen möglich ist, ohne daß dabei der offenbarte Lösungsgedanke, wie er insbesondere durch die Patentansprüche festgelegt ist, verlassen wird. Zum Beispiel könnte die Kugel 50 anstelle der Nuten 26, 28 und am rohrförmigen Ansatz 24 und die Nuten anstelle der Kugel innerhalb der Bohrung 38 des Handrades 34 angebracht sein. Auch könnte anstelle der Kugel 50 ein anders ausgebildeter Führungsfinger verwendet werden. Ebenso könnte der rohrförmige Ansatz 24 über den des Handrades geschoben werden, wobei die Lage der Nuten und des Führungsfingers zueinander ebenfalls vertauschbar _iet.

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Claims

Patentansprüche

Selbsttätige Lösevorrichtung für Kopplungseinrichtungen zur Kopplung von an einem feststehenden Halterungsteil drehbar befestigten Maschinenteil, z.B. Handrad, mit einer drehbaren Welle, bei der das zu koppelnde Maschinenteil gegenüber der Welle in axialer Richtung unter Vorspannung verschiebbar angeordnet ist und das Maschinenteil durch Verschieben in axialer Richtung entgegen der Vorspannung mit der Welle in Eingriff gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (36 bzw. 24) des anzukoppelnden Maschinenteiles (34) und des feststehenden Halterungsteiles (22) eine die Welle (10) konzentrisch umgebende teleskopartige Anordnung bilden, daß die innerhalb der teleskopartigen Anordnung einander zugewandten zylindrischen Flächen beider Teile (36, 24) als Innenoberfläche des einen und als Außenoberfläche des anderen Teiles durch ein von aus einer der Flächen herausragenden Führungsfingern (50) und von Ausnehmungen der anderen Fläche zur Aufnahme der Führungsfinger gebildetes Führungssystem miteinander gekoppelt sind, das einerseits ein Verschieben des Maschinenteiles (34) in Richtung der Achse der Welle (10) ermöglicht und andererseits Raststellen für das Festhalten des Maschinenteiles (34) in den beiden der Kopplung mit der Welle 610) und der Entkopplung von der Welle (10) entsprechenden Endstellungen aufweist, und daß bei Drehen der Welle (10) mit einer eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit die Raststelle für die Kopplungsendstellung selbsttätig auslösbar ist.

Selbsttätige Lösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raststelle für die Entkopplungsendstellung bei Drehen der Welle (10) mit einer eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigenden Geschwindigkeit das Maschinen-

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teil (34) gegen Verschieben in Richtung zur Kopplungsendstellung sperrt.

3. Selbsttätige Lösevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungssystem der teleskopartigen Anordnung von Halterungsteil (22) und Maschinenteil (34) aus wenigstens drei Nuten (26, 28, 30) als Ausnehmungen einer der einander zugewandten zylindrischen Flächen und aus einem Führungsfinger (50) an der anderen Oberfläche besteht, der in den Nuten (26, 28, 30) gleitet, und daß von den drei Nuten zwei (26 und 28) in gleichmäßigem Abstand voneinander die Achse der VeTLe (10) kreisförmig umgeben und die dritte Nut (30) die beiden anderen Nuten (26 und 28) spiralförmig verbindet.

4. Selbsttätige Lösevorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsfinger (50) des Führungssystems in Richtung der Nuten (26, 28, 30) federnd vorgespannt ist.

5. Selbsttätige Lösevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß von den innerhalb der teleskopartigen Anordnung einander zugewandten Flächen die Innenoberfläche mit dem Führungsfinger (50) und die Außenoberfläche mit den Nuten (26, 28, 30) versehen ist.

6. Selbsttätige Lösevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der beiden kreisförmigen Nuten (26, 28) von der der spiralförmigen Nut abweicht.

7. Selbsttätige Lösevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der kreisförmigen Nuten (26, 28) um annähernd 0,254 mm größer als die der spiralförmigen Nut (30) ist.

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8. Selbsttätige Lösevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kreisförmigen Nuten
(26, 28) im Abstand von annähernd 6,35 mm angeordnet sind
und die Ganghöhe der spiralförmigen Nut (30) ungefähr 1,27 cm je Umdrehung beträgt.

9. Selbsttätige Lösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die teleskopartige Anordnung mitbildende Teil (36) des Maschinenteiles (34) den entsprechenden Teil (24) des Halterungsteiles (22) konzentrisch umgibt.

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