DE3014358A1 - Phasensynchronisierte schaltkupplung fuer schrittgetriebe - Google Patents

Phasensynchronisierte schaltkupplung fuer schrittgetriebe

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DE3014358A1
DE3014358A1 DE19803014358 DE3014358A DE3014358A1 DE 3014358 A1 DE3014358 A1 DE 3014358A1 DE 19803014358 DE19803014358 DE 19803014358 DE 3014358 A DE3014358 A DE 3014358A DE 3014358 A1 DE3014358 A1 DE 3014358A1
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Description

Carle & Montanari S.p.A.
Phas ensynchronis i ert e S ehalt= kupplung für Schrittgetriebe.
Die Erfindung betrifft eine phasensynchronisierte Schaltkupplung für Schrittgetriebe, insbesondere in Verpackungsmaschinen, z.B. in Einwickelmaschinen zum phasengleichen Aus- und Einschalten des Papierzu= bringers bei vorübergehender Unterbrechung der Pack= stückzuführung, mit einem schrittweise umlaufenden Antriebs zahnrad und einem von diesem antreibbaren Ab= triebszahnrad, die auf zueinander parallelen oder koaxialen Wellen angeordnet sind.
Die bekannten phasensynchronisierten Schaltkupplungen dieser Art weisen eine sehr komplizierte, aufwendige und kostspielige Konstruktion auf, insbesondere weil sie mit einer Servosteuerung und einer mechanischen Bremse für die Abtriebswelle versehen sind. Ausserdem weisen diese bekannten Ausführungen viele, stark beanspruchte Verschleissteile auf. Infolgedessen sind die bekannten Schaltkupplungen auch ziemlich stör= anfällig und erfordern häufige Wartungs- und Nachstell= arbeiten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Servosteuerung/die * Bremse und die stark beanspruchten Verschleissteile der bekannten Ausfuhrungen zu vermeiden und eine phasensynchronisierte Schaltkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die eine einfachere, wirtschaftlichere, leichter herzustellende Konstruk= tion in Verbindung mit einer genaueren Wirkungsweise und einer kleineren Störanfälligkeit bei wesentlich herabgesetzten Wartungs- und Nachstellarbeiten auf=
ff
weist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad über eine auf einer achsparallelen Vorgelegewelle längs= verschiebbare, mit einem Drehgesperre zusammenwirkende Schaltmuffe kuppelbar sind, die einen dauernd mit dem Abtriebszahnrad im Eingriff stehenden Zahnkranz und einen dem Antriebszahnrad zugeordneten Sehaltzahnkranz aufweist und abwechselnd in eine entsperrte Einrück= stellung, in der ihr Sehaltzahnkranz mit dem Antriebs= zahnrad im Eingriff steht, und in eine gesperrte Aus= rückstellung, in der sich ihr Schaltzahnkranz vom Antriebszahnrad trennt, verschiebbar ist, wobei auf einer kontinuierlich umlaufend angetriebenen Steuer= welle eine Kurventrommel mit einer in sich ge=
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schlossenen, kurvenförmigen ümfangsnut drehfest jedoch, längsverschiebbar gelagert und als scheibenförmige Mitnehmergabel für die Längsverschiebung; der Schalt= muffe ausgebildet ist, und dass in die Ümfangsnut der Kurventrommel wahlweise eine ortsfest gelagerte Stütz= rolle einfuhrbar ist, die für die Dauer ihres Ein= griffs eine hin und her gehende Längsverschiebung der Kurventrommel zwischen einer auch unter Einwirkung einer Einrückfeder erzielbaren, der Einrückstellung der Schaltmuffe entsprechenden, während der Still= Standsphase des Antriebszahnrads einnehmbaren Ein= schaltstellung und einer der Ausrückstellung der Schaltmuffe entsprechenden, während der Vorschalt= phase des Antriebs zahnrad einnehmbaren Ausschalt=* v stellung bewirkt.
Bei der erfindungsgemässen Ausbildung der phasensyn= chronisierten Schaltkupplung für Schrittgetriebe wird also die Kupplung zwischen dem schrittweise umlaufen= den Antriebszahnrad und dem davon angetriebenen Ab= triebszahnrad über eine zwischengeschaltete Schalt= muffe bewirkt, die auf»einer zu den An- und Abtriebs= Zahnrädern achsparallelen Vorgelegewelle längsver= schiebbar gelagert ist und mit einem Drehgesperre zusammenwirkt· Diese Schaltmuffe weist einen dauernd mit dem Abtriebszahnrad im Eingriff stehenden Zahn= kranz sowie einen dem Antriebszahnrad zugeordneten Schaltzahnkranz auf und kann durch Längsverschiebung auf
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der Vorgelegewelle wahlweise in eine Einrückstellung und in eine Ausrückstellung gebracht werden. In der Einrückstellung ist die Schaltmuffe vom Drehgesperre entriegelt und ihr Sehaltzahnkranz steht mit dem An= triebszahnrad im Eingriff. Infolgedessen ist das schrittweise umlaufende Antriebszahnrad mit dem Ab= triebszahnrad getrieblich gekuppelt. In der Ausrück= stellung ist dagegen die Schaltmuffe vom Antriebs= zahnrad getrennt und gleichzeitig durch das Dreh= gesperre verriegelt. Dadurch wird das Abtriebszahnrad vom Antriebszahnrad entkuppelt und gleichzeitig in seiner Winkelstellung festgehalten. Die Längsver= Schiebung der Schaltmuffe auf der Vorgelegewelle wird von einer Kurventrommel bewirkt, die drehfest jedoch längsverschiebbar auf einer kontinuierlich umlaufend angetriebenen Steuerwelle gelagert und als scheiben= förmige Mitnehmergabel für die Schaltmuffe ausgebildet ist. Diese Kurventrommel weist eine in sich ge= schlossene, kurvenförmige Umfangsnut auf, in die wahl= weise eine ortsfest gelagerte Stützrolle eingreifen kann. Solange die Stützrolle aus der Umfangsnut der ^ Kurventrommel ausgezogen ist, nimmt die Kurventrommel unter Einwirkung einer Einrückfeder eine Einschalt= stellung ein, die der Einrückstellung der Schaltmuffe entspricht. Zum Entkuppeln wird die Stützrolle in die kurvenförmige Umfangsnut der Kurventrommel eingeführt, wobei sie zunächst die Längsverschiebung der Kurven= trommel in eine der Ausrückstellung der Schaltmuffe
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entsprechende Ausschaltstellung bewirkt. Solange die •Stützrolle in die Umfangsnut der Kurventrommel ein= greift, führt die Kurventrommel eine hin und her gehende Verschiebebewegung zwischen ihrer Ausschalt= stellung und ihrer Einsehaltstellung auf der Steuer= welle aus. Dabei wird die Einsehaltstellung der Kurventrommel jeweils während der Stillstandsphasen des schrittweise umlaufenden.Antriebszahnrads und die Ausschaltstellung der Kurventrommel jeweils während der Vorsehaltphasen des Antriebszahnrads eingenommen. Infolgedessen bleibt das Antriebszahnrad solange vom Abtriebs zahnrad entkuppelt, bis die Stützrolle in die Ümfang3nut der Kurventrommel eingreift und sich diese Kurventrommel hin und her auf der -kontinuierlich umlaufenden Steuerwelle bewegt, da' die Kurventronpel ihre Einsehältstellung und die Schaltmuffe ihre Ein= rückstellung nur in den Stillstandsphasen des schritt= weise umlaufenden Antriebszahnrads- erreichen. Zum Wiedereinkuppeln wird die Stützrolle aus der ümfangs= nut der Kurventrommel ausgezogen und diese wird — · unabhängig von ihrer dabei eingenommenen Stellung durch die Einrückfeder entweder in= der gerade einge= nommenön Einschaltstellung gehalten oder in diese Einschältstellung gebracht. Sowohl das Entkuppeln als auch das Wiedereinkuppeln der An- und Abtriebszahn= räder erfolgen also in der Einschaltstellung der Kurventrommel d.h. in einer Stillstandsphase des schrittweise umlaufenden Antriebszahnrads, wodurch
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die angestrebte Phasensynchronisierung erzielt wird.
Das der Schaltmuffe zugeordnete Drehgesperre kann beliebig ausgebildet sein und z.B. aus einem an der Schaltmuffe befestigten Sperrteil und einem ortsfest gelagerten Pesthalteteil bestehen. Eine besonders einfache, verschleissarme und insbesondere die Schalt= muffe stufenlos in jeder beliebigen Winkelstellung festhaltbare Ausbildung des der Schaltmuffe zugeord= neten Brehgesperres ist jedoch in Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens dadurch gekennzeichnet, dass das Drehgesperre als Zylindergesperre ausgebildet ist und aus einer mit dem Antriebszahnrad drehfest ver= bunderien, dazu koaxialen, kreis zylindrischen Fest= haltescheibe und einer mit der Schaltmuffe drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreiszylindrischen Sperr= scheibe besteht, wobei die Sperrscheibe der Sperr= muffe umfangsseitig mit mindestens· einer kreisbogen= förmigen konkaven Ausnehmung versehen ist, in die die Pesthaltescheibe des Antriebszahnrads in der Ausrück= stellung der Schaltmuffe eingreift.
Die mit der Umfangsnut der Kurventrommel zusammen= wirkende Stützrolle kann ebenfalls beliebig gelagert und verstellt werden. In einer vorteilhaften Ausfüh= rungsförm der Erfindung ist die genannte Stützrolle um eine zur Steuerwelle parallele Achse von und zu der Kurventrommel schwenkbar am Maschinengestell'* ■
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ά υ Ii 4 ο·· α ο
gelagert und durch einen Elektromagnet verstellbäx.
Nach einem weiteren platzsparenden Merkmal der Erfin= dung ist das Abtriebszahnrad frei drehbar auf der Steuerwelle gelagert.
Eine erfindungsgemässe phasensynchronisierte Schalt= kupplung ist beispielsweise in der Zeichnung darge= stellt-'und soll anschliessend näher erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 seinen schematischen Aufrisse der Schaltkupplung in entkuppeltem Zustand.
Pig. 2 und 3 eine Abwicklung der Schaltkupplung nach Fig. 1ί im Schnitt und in eingekuppeltem bzw. ausge= kuppeltem Zustand.
In derΐZeichnung ist eine phasensynchronisierte Schaltkupplung zwischen einem schrittweise umlaufen= den, auf der Antriebswelle A befestigten Antriebs= zahnrad 1 und einem von diesem angetriebenen, frei drehbar jedoch axial unverschiebbar auf einer Steuer= welle C gelagerten Abtriebszahnrad· B dargestellt. Die Antriebswelle A und die Steuerwelle C sind zueinander und zu-einer zwischengeschalteten Vorgelegewelle 4 parallel. Auf der Vorgelegewelle 4" ist eine Schalt=
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muffe 3 längsverschiebbar gelagert, die einen mit dem Antriebszahnrad 1 zusammenwirkenden Schaltzahnkranz 2 und einen mit dem Abtriebszahnrad B dauernd im Ein= griff stehenden Zahnkranz 5 aufweist. Mit der Schalt= muffe 3 ist ausserdem eine kreiszylinderförmige Sperrscheibe 6 drehfest verbunden, die mit einer am Antriebszahnrad 1 über einen Halter 7 befestigten, kreiszylindrischen Festhaltescheibe 107 zusammenwirkt und umfangsseitig zwei kreisbogenförmige, konkave, untereinander um 18O° winkelversetzte Ausnehmungen 106 aufweist. Die Pesthaltescheibe 107 und die Sperr= scheibe 6 bilden ein sogenanntes Zylindergesperre als Drehgesperre für die Schaltmuffe 3»
Die Schaltmuffe 3 kann durch Längsverschiebung auf der Vorgelegewelle 4 abwechselnd in eine in Fig. 2 darge= stellte Einrückstellung und in eine in Fig. 3 darge= stellte Ausruckstellung gebracht werden. In der Ein= rückstellung (Fig. 2) ist die Sperrscheibe 6 von der Festhaltescheibe 107 ausgerückt und die Schaltmuffe 3 ist infolgedessen entsperrt, d.h. frei drehbar. Gleichzeitig stehen sowohl der Zahnkranz 5 mit dem Abtriebszahnrad B als auch der Sehaltzahnkranz 2 mit dem Antriebszahnrad 1 im Eingriff." Die An- und Abtriebs= Zahnräder 1 und B sind also untereinander über die Schaltmuffe 3 getrieblich gekuppelt und das schritt= weise umlaufende Antriebszahnrad 1 treibt das Abtriebs= zahnrad B synchron, d.h. mit dem selben Takt an. In
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der Ausrückstellung (Fig. 3) steht zwar der Zahnkranz 5 der Schaltmuffe 3 immer noch mit dem Abtriebszahnrad B im Eingriff, doch der Schaltzahnkranz 2 ist aus dem Antriebszahnrad 1 ausgerückt. Gleichzeitig greift die Pesthaltescheibe 107 des Antriebszahnrads 1 in eine umfangsseitige, kreisbogenförmige Ausnehmung 106 der Sperrscheibe 6 ein. Die An- und AbtriebsZahnräder 1, B sind also voneinander entkuppelt. Gleichzeitig ist die Schaltmuffe 3 durch das eingerückte Zylindergesperre 107, 6, 106 in ihrer Drehung gesperrt und hält infol= gedessen auch das Abtriebszahnrad :B in seiner Winkel= stellung fest. Das Antriebszahnrad· 1 kann dagegen seine schrittweise Drehbewegung unbehindert weiter aus= führen^ da sich die mit ihm drehföst verbundene Fest= halteseheibe 107 in der kreisbogenförmigen Ausnehmung 106 der Sperrscheibe 6 frei drehen kann.
Zur längsverschiebung der Schaltmuffe 3 auf der Vorge= legewelle 4 ist eine Kurventrommel. 8 vorgesehen, die längsverschiebbar auf der Steuerwelle C gelagert und mit dieser über einen Keil 10 drehfest verbunden ist. Die Steuerwelle wird kontinuierlich in der selben Drehriehtung F angetrieben. Die Kurventrommel 8 ist als scheibenförmige Mitnehmergabel· für die Schalt= muffe i ausgebildet und weist zu däe3em Zweck eine ringförmige Umfangsnut 108 auf, in die dauernd die Sperrsöheibe 6 der Schaltmuffe 3 eingreift. Auf der dem Abtriebszahnrad B entgegengesetzten Stirnseite
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weist die Kurventrommel 8 eine axiale Ausnehmung auf, in der eine schraubenförmige Einrückfeder 11 angeordnet ist. Diese Einrückfeder 11 ist zwischen der Kurventrommel 8 und einem an der Steuerwelle C befestigten Federteller 12 gespannt und hat die Ten=^ denz, die Kurventrommel 8 in der Pfeilrichtung F2 zu verschieben und in eine in Fig. 2 dargestellte, der Einrückstellung der Schaltmuffe 3 entsprechende Ein= sehaltsteilung zu bringen, die durch einen Anschlag 13 auf der Steuerwelle C festgelegt ist.
Die verschiebbare Kurventrommel 8 weist eine kurven= förmige, in sich geschlossene Umfangsnut 9 auf, in
die wahlweise eine Stützrolle 14 eingreifen kann. Diese Stützrolle 14 ist auf einem Hebel 15 angeordnet, der um-eine zur Steuerwelle C parallele Achse 16 am Maschinengestell 18 schwenkbar gelagert und von einem Elektromagnet 17 verschwenkbar ist-. Im gekuppelten Betriebszustand der Schaltkupplung* zwischen dem An= triebszahnrad 1 und dem Abtriebszahnrad B ist die Stützrolle 14 aus der kurvenförmigen Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 ausgeschwenkt, wie*insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kurventrommel 8 nimmt infolgedessen unter der Einwirkung^' der Einrückfeder ihre Eins ehalt st ellung ein, in der;: sich die Schalt=
muffe 3 in Einrückstellung befindet und die An- und Abtriebszahnräder 1, B untereinander gekuppelt sind.
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301435B
Zum Entkuppeln der An- und Abtriebszahnräder 1, B wird die Stützrolle 14 während einer Stillstandsphase des schrittweise umlaufenden Antriebszahnrads 1 in die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 ein= geschwenkt, wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt ist. Infolgedessen wird die mit der Steuerwelle C umlaufende Kurventrommel 8 auf dieser Welle C zu= nächst in der Pfeilrichtung P1 verschoben und ent= gegen der Kraft der Einrückfeder 11 in eine Ausschalt= stellung gebracht, in der die von der Kurventrommel 8 mitgenommene Schaltmuffe 3 ihre Ausrückstellung ein= nimmt und die An- und Abtriebszahnräder 1, B vonein= ander fentkuppelt sind.
Solange die Stützrolle 14 ihre Eingriffstellung in die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 bei= behält, führt die Kurventrommel 8 -eine hin und her gehende1 Verschiebebewegung auf der' kontinuierlich umlaufenden Steuerwelle C zwischen; der Ausschalt=· stellung (Pig- 3) und der Einschalitstellung (Fig. 2) aus, da die kurvenförmige Umfangsnut 9 eine in sich geschlossene Kurvennut darstellt. Dabei ist die Um= fangsnut 9 derart ausgelegt, dass die Kurventrommel ■ 8 ihre^Einschaltstellung jedesmal -während einer Stillstandsphase des schrittweise umlaufenden An= triebsZahnrads 1 und ihre Ausschaltstellung jedesmal in einir Vorschaltphase des AntriebsZahnrads 1 ein= nimmt.^Entsprechend nimmt auch die; von der Kurven=
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trommel 8 mitgenommene und auf der Vorgelegewelle 4 hin und her verschobene Schaltmuffe 3 ihre Einrück= stellung während der Stillstandsphasen des Antriebs= zahnrads 1 und ihre Ausrückstellung während der Vor= schaltphasen des Antriebszahnrads 1 ein. Das Ab= triebszahnrad B bleibt also praktisch vom Antriebs= zahnrad 1 entkuppelt, solange die Stützrolle 14 in die kurvenförmige Uinfangsnut 9 der Kurventrommel 8 eingreift und obwohl die Schaltmuffe 3 infolge der hin und her gehenden Bewegung der Kurventrommel 8 taktweise kurzzeitig in ihre Einrückstellung gebracht wird. :■ ;
Zum Wiedereinkuppeln der An- und Abtriebszahnräder 1, B wird-die Stützrolle 14 wieder aus der kurvenförmigen Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 ausgeschwenkt, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn dies in der inLPig. 2 dargestellten Einsehaltstellung der Kurventrommel 8 d.h. in der Einrückstellung der Schalt= muffe 1 geschieht, wird die Kurventrommel 8 durch die Einrückfeder 11 in ihrer gerade eingenommenen Stellung festgegehalten. Wenn dagegen die Stützrolle 14 die kurvenförmige Umfangsnut 9 der Kurventrommel 8 in der in Pig. 3 dargestellten Aussehalts-tellung dieser Trommel 8, d.h. in der Ausrückstellung der Schalt= muffe 3, oder in einer Zwischenstellung verlässt, wird die Kurventrommel 8 in ihre Einsehältstellung und die Schaltiäuffe 3 in ihre Einrückstellung nach Pig. 2
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Claims (4)

  1. Carle & Montanari S.p.A,
    Patentansprüche
    ( 1.yPhasensynchronisierte Schaltkupplung für Schritt= getriebe, insbesondere in Verpackungsmaschinen, z.B.
    . in Einwickelmaschinen zum phasengleichen Aus- und Einschalten des PapierZubringers bei vorübergehender Unterbrechung der Packstückzuführung, mit einem schrittweise umlaufenden Antriebszahnrad und einem von diesem antreibbaren Abtriebszahnrad, die auf zu= einander parallelen oder koaxialen Wellen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahn= rad (1) und das Abtriebszahnrad (B) über eine auf einer achsparallelen Vorgelegewelle (4) längsver= schiebbare, mit einem Drehgesperre (6, 106, 107) zusammenwirkende Schaltmuffe (3) kuppelbar sind, die einen dauernd mit dem Abtriebszahnrad (B) im Eingriff stehenden Zahnkranz (5) und einen dem Antriebszahnrad (1) zugeordneten Sehaltzahnkranz (2) aufweist undf ab= wechselnd in eine entsperrte Einrückstellung, in der ihr Schaltzahnkranz (2) mit dem Antriebszahnrad (1) im Eingriff steht, und in eine gesperrte Ausrückstellung, in der sich ihr Sehaltzahnkranz (2) vom·Antriebszahnrad (1) trennt, verschiebbar ist, wobei auf einer konti= nuierlich umlaufend angetriebenen Steuerwelle (C) eine Kurventrommel (8) mit einer in sich geschlossenen,
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    ORIGINAL INSPECTED
    kurvenförmigen Umfangsnut (9) drehfest jedoch, längs= verschiebbar gelagert und als scheibenförmige Mit= nehmergabel (Umfangsnut 108) für die längsverschiebung der Schaltmuffe (3) ausgebildet ist, und dass in die Umfangsnut (9) der Kurventrommel (8) wahlweise eine ortsfest gelagerte Stützrolle (14) einführbar ist, die für die Dauer ihres Eingriffs eine hin und her gehende Längsverschiebung der Kurventrommel (8) zwi= sehen einer auch unter Einwirkung einer Einrückfeder (11) erzielbaren, der Einrückst ellung der Schaltmuffe (3) entsprechenden, jeweils während einer Stillstands= < phase des AntriebsZahnrads (1) einnehmbaren Einschalt= Stellung und einer der Ausrückstellung der Schalt= muffe (3) entsprechenden, jeweils während einer Vor= schaltphase des Antriebszahnrads (1) einnehmbaren Aus= schaltstellung bewirkt.
  2. 2. Phasensynchronisierte Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Schaltmuffe (3) zugeordnete Drehgesperfe als Zylindergesperre ausge= bildet ist und aus einer mit dem Antriebszahnrad (1) drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreiszylindri= sehen Festhaltescheibe (107) und einer mit der Schalt= muffe (3) drehfest verbundenen, dazu koaxialen, kreis= zylindrischen Sperrscheibe (6) besteht, wobei die Sperrscheibe (6) der Schaltmuffe (3) umfangsseitig mit mindestens einer kreisbogenförmigen, konkaven Ausnehmung (106) versehen ist, in die die Festhalte=
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    scheibe (107) des Antriebszahnrads (1) in der Ausrtlck= stellung der Schaltmuffe (3) eingreift.
  3. 3. Phasensynchronisierte Schaltkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrolle (14) um eine zur Steuerwelle (C) parallele Achse (16) von und zu der Kurventrommel (8) schwenkbar am Maschi= nengestell (18) gelagert und durch ein Elektromagnet (17) verstellbar ist. ;
  4. 4. Phasensynchronisierte Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebszahnrad (B) frei drehbar auf der Steuerwelle (G) gelagert ist.
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DE19803014358 1979-04-27 1980-04-15 Phasensynchronisierte schaltkupplung fuer schrittgetriebe Granted DE3014358A1 (de)

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