DE3136377A1 - Drehkeilkupplung - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehkeilkupplung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Drehkeil kupplungen dieser Art sind bekannt. So ist

der DE-AS 11 64 760 der Antrieb einer Exzenterwelle über einen ein- und ausschwenkbaren Drehkeil zu entnehmen, der mit seinem zylindrischen Abschnitt in einer parallel zur Wellenachse verlaufenden, den Außenumfang der Welle schneidenden Bohrung teils in der Welle und teils in mit der Welle umlaufenden Laufringen gelagert. Achsial neben dem oder neben den Laufringen läuft das Rad um, dessen Innenumfang bereichweise ausgespart ist, so daß der nicht vollständig zylindrische Teil des Drehkeils ausschwenken und in dieser Stellung die Welle mit dem umlaufenden Rad kuppeln kann. Maßgeblich für die Schwenkstellung des Drehkeils ist die Stellung einer Hülse mit einem umlaufenden Anschlagnocken für den Mitnehmer des Drehkeils. Diese Hülse ist auf einem Schwenkarm angeordnet, mit dessen Hilfe sie wahlweise in die Umlaufbahn des Mitnehmers gebracht werden.

Wenn die Hülse sich in der Umlaufbahn des Mitnehmers des Drehkeils befindet, verschwenkt sie mittels ihres Nockens den Mitnehmer in eine Stellung, in welcher die kupplung aufgehoben ist. Das Rad kann in dieser Stellung frei auf der VJeIle umlaufen, ohne daß die Maschine, so beispielsweise eine Exzenterpresse, betätigt wird. Unter di.eser Voraussetzung wird in der Regel auch der Antriebsmotor abgeschaltet. Gleichwohl bleiben die Organe für die Betätigung der Nockenhülse oder dergl. zugänglich, so daß eine unbefugte Betätigung diesa"Organe durchaus dazu führen kann, daß die Nockenhülse ausgerückt wird. Als Folge davon überführt die Feder den Mitnehmer des Drehkeils in eine Stellung, in welcher der Drehkeil eingekuppelt ist. Da jedoch das die Welle umgebende Rad dabei nicht umläuft, unterbleibt auch in diesem Falle zunächst noch

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eine Ingangsetzung der Maschine. Vor erneuter Inbetriebnahme der Maschine müssen häufig auch die Werkzeuge geprüft oder ausgewechselt werden, so daß entsprechende Arbeiten von Hand im Werkzeugbereich notwendig sind. Dabei kann auf Grund der Lage einer Betätigungsstange oder eines Bedienungshebels jedoch nicht festgestellt werden, ob nicht in unbefugter Weise gekuppelt wurde. Wenn für den Fall, daß letzteres geschehen ist, zusätzlich der Antriebsmotor eingeschaltet wird, beginnt die Maschine sofort zu arbeiten und kann dadurch beträchtliche Unfälle und Werkzeugzerstörungen verursachen.

Es gibt zwar grundsätzlich die Möglichkeit, den Drehkeil zusätzlich in einer Stellung zu verriegeln, so daß auch bei Wiedereinschaltung des Antriebes im Anschluß an eine vorherige Fehlbetätigung die Maschine nicht zu arbeiten beginnt. Um dies sicherzustellen, ist nach der DE-PS 346 981 ein Verriegelungsstift vorgesehen, der sich stirnseitig so einschieben läßt, daß der Drehkeil in ausgerückter Lage verblockt wird. Hierfür ist indes nicht nur der Verriegelungsstift als ein zusätzliches Element erforderlich, sondern zugleich der zusätzliche Arbeitsgang notwendig. Wenn der Verriegelungsstift fehlt, oder wenn der zusätzliche Arbeitsgang versäumt wird, kann die Werkzeugmaschine dennoch bei Einschaltung ihres Antriebsmotors zu arbeiten beginnen und demgemäß Unfälle bzw. Zerstörungen versursachen.

Vom einleitend bezeichneten Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit Drehkeilkupplung so auszuführen, daß sie mit völliger Sicherheit auch bei unbefugter Betätigung ihrer Ein- und Ausrückvorrichtung betrieben werden kann. Dabei sollen weder ein zusätzliches Element, welches verloren gehen kann, noch ein zusätzlicher Arbeitsgang, der versäumt werden könnte, erforderlich sein.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch den Vorschlag gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1, für welchen die Unteransprüche 2 bis 6 vorteilhafte Weiterentwicklungen vorsehen.

Im wesentlichen führt der vorgeschlagene weitere Finger im Zusammenwirken mit der Anschlagkante für den Mitnehmer dazu, daß ein Betätigungsorgan, nämlich die Betätigungsstange, ohne gefahrvolle Folgen beliebig häufig auch bei stillstehendem Antriebsmotor der Werkzeugmaschine betätigt werden kann. Sie bietet, da sie im Griffbereich des Bedienungspersonals liegt, hierfür häufig einen Anreiz. Bei der erstmaligen derartigen Betätigung wird zwar der erste Finger, an welchem der Mitnehmer zur Anlage gelangt war, aus der Umlaufbahn des Mitnehmers verschwenkt. Daraufhin kann sich der Mitnehmer auch tatsächlich ein kurzes Stück in UmIaufrichtung unter der Einwirkung der an ihm angreifenden Feder in Bewegung setzen. Er kann dies indes nur solange tun, wie er sich innerhalb des ausgeschnittenen Sektors in dem mit ihm verbundenen Laufring befindet. Sowie er an der Anschlagkante dieses Laufringes zur Anlage gekommen ist, hat er/gleich den Drehkeil in die Kupplungsstellung verdreht. Wenn aus dieser Stellung heraus der Antriebsmotor eingeschaltet wird und sich das Rad um die anzutreibende Welle herum dreht,nimmt es schließlich die Welle über den Drehkeil mit. Es kommt jedoch nur zu einem kurzen Stück gemeinschaftlicher Bewegung von Rad und Welle, weil nämlich der Mitnehmer alsbald vor den weiteren Finger gelangt und dort in einer Stellung verbleibt, in welcher sich der Drehkeil bei weiterlaufendem Rad aus seiner Kupplungsstellung heraus in die Entkupplungsstellung dreht. Die Maschine kommt also nicht zur Ausführung eines Arbeitsganges, so daß gefahrlos im Werkzeugbereich der Maschine gearbeitet werden kann, nachdem die Antriebsmaschine eingeschaltet wurde. Erst dann, wenn in diesem Zustand nochmals die Betätigungsstange bewegt wird, um die Hülse zu verschwenken, gibt der weitere Finger den Mitnehmer frei, der daraufhin von der Feder in eine - Kupplungsstellung des Drehkeils gezogen wird.

Um einen einwandfreien Funktionsablauf zu gewährleisten, wird die Hülse mittels einer Feder und eines Anschlages grundsätzlich in einer Schwenkstellung gehalten, in der ihre Finger auf den Mitnehmer des Drehkeils einwirken, so daß der Drehkeil grundsätzlich entkuppelt ist.

Es kann also nur dann zur Betätigung der Werkzeugmaschine kommen, wenn die Betätigungsstange hierfür in entsprechender Weise bewegt wurde. Ein selbsttätiges Anlaufen der Werkzeugmaschine ist damit ausgeschlossen.

Die vorgeschlagenen beiden Finger üben eine im wesentlichen gleichwertige Funktion aus. Dies wird noch dadurch in besonderem Maße gewährleistet, daß die Finger derart in Umlaufrichtung des Antriebes hintereinander auf der Hülse angeordnet sind, daß sie in der gleichen Schwenkstellung desselben auf den Mitnehmer einzuwirken vermögen. Dabei kann es auch '· angebracht sein, sie durch eine sich in achsialer Richtung erstreckende Wand untereinander zu verbinden, an welcher sich der Mitnehmer entlang bewegen kann, so daß zwischen den beiden Fingern eine Führungsbahn für den Mitnehmer besteht.

In der beschriebenen Weise setzt die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine eine entsprechende Bewegung der Betätigungsstange voraus. Diese kann im sofortigen Anschluß daran wieder losgelassen werden. Häufig wird sie indes etwas länger als unbedingt erforderlich in ihre"Ausrückstelluna festgehalten. Um zu verhindern, daß die Werkzeugmaschine mehrere Arbeitshübe ausführt, ist es im Interesse der Betriebssicherheit in diesem Fall angebracht, in UmIaufrichtung gesehen vor dem ersten erwähnten Finger einen dritten Finger anzuordnen, der ebenfalls den Drehkeil durch Anlage seines Mitnehmers zu entkuppeln vermag. Dieser dritte Finger bedarf jedoch eines Winkelabstandes von den beiden anderen, praktisch fluchtenden Fingern, so daß dieser dritte Finger in die Bewegungsbahn des Mitnehmers hinragt, wenn die Hülse in ihrer verschwenkten Lage gehalten wird. In diesem Falle führt ein Weiterlaufen des antreibenden Rades dazu, daß der Mitnehmer im sektorförmigen Ausschnitt des Laufringes an die andere Anschlagkante desselben gedruckt wird. In dieser Stellung befindet sich der Drehkeil zugleich in seiner Entkupplungslage, so daß also die Maschine zum Stillstand kommt, obwohl die Betätigungsstange gehalten wurde. Ein Loslassen derselben führt dann zwar zu einer Verschwenkung des Mitnehmers unter der Einwirkung seiner Feder, so daß auch der Drehkeil kuppelt, jedoch gelangt der Mitnehmer nach einer sehr begrenzten Teildrehung bereits

wieder am erstgenannten Finger zur Anlage, in welcher der Drehkeil erneut in seine Entkupplungsstellung verschwenkt wird.

Die Hülse ist während des Betriebes durch den Mitnehmer starken Belastungen ausgesetzt. Um einem hierdurch bedingten Verschleiß zu begegnen, ist es zweckmäßig, sie mittels auf jeder ihrer Seite vorhandenen Druckfedern mit einer Achse in einer Mittellage elastisch zu halten. Dadurch können harte Stöße aufgefangen werden, während bei Entlastung ein Zurückschnellen der Hülse in eine nicht vorgesehene Lage verhindert wird.

Die Finger können in besonders sicherer Weise auf den Mitnehmer zur Einwirkung gebracht werden, wenn jeder von ihnen an möglichst der gleichen Stelle des Mitnehmers zur Anlage gelangt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Finger unterschiedliche radiale Längen aufweisen, die der Bewegungsbahn des mit der Welle und dem Drehkeil gemeinschaftlich umlaufenden Mitnehmers entsprechen.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, die sich auf ein Ausfüh--ungsbeispiel beziehen. Darin zeigen:

Fig. 1 linkes Teilbild: Antrieb und Abtrieb mit der neuen Drehteil-

kupplung im Längsschnitt,

rechtes Teil bild:eine Querschnittsdarstellung im Bereich der verschwenkbaren Hülse,

Fig. 2 eine teilweise Darstellung entsprechend Fig. 1 in einer anderen Stellung von Mitnehmer und Finger,

Fig.3 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 in einer abweichenden Stellung von Mitnehmer und Hülse,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 in einer weiterhin anderen Stellung von Mitnehmer und Hülse,

Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 2 in einer nochmals geänderten Stellung von Mitnehmer und Hülse,

Fig. 6 die Hülse in vergrößerter, seitlicher Ansicht und Fig. 7 die Hülse in vergrößerter Ansicht von vorne.

Fig. 1 zeigt die mit der Achse 22 verschwenkbare Hülse 1 mit den drei achsial voneinander beabstandeten Fingern 16, 4 und 5. In ihrer Lage wird die Hülse 1 mittels der Druckfedern 19 und 20 elastisch gehalten. Sie ist um ihre Längsachslinie 3 verschwenkbar, zu welchem Zweck die Betätigungsstange 2 mit einem abgewinkelten Haken exzentrisch in eine mit der Hülse 1 in fester Verbindung stehende Stirnseite eingreift. Wie dem linken Teilbild der Fig. 1 zu entnehmen ist, kann eine achsiale Verschiebung der Betätigungsstange 2 die Hülse 1 verschwenken. Der Eingriff der Betätigungsstange 2 in die genannte Scheibe sichert die Lage der Hülse bezüglich der Betätigungsstange 2, so daß weiterhin die zwischen zwei mit Durchgangsöffnungen versehenen Winkeln sich erstreckende Feder 13 den mit der Betätigungsstange verbundenen Anschlag 14 in eine Anschlagstellung am entsprechenden Winkel zu drücken sucht, in der die Finger 4 und 5 grundsätzlich in der Bewegungsbahn des Mitnehmers 7 liegen, wie dies aus dem rechten Teilbild der Fig. 1 hervorgeht.

Mit dem Mitnehmer 7 ist der Drehkeil verbunden, welcher einen vorderen und hinteren zylindrischen Abschnitt besitzt, von denen der vordere im linken Teilbild der Fig. 1 mit 6 bezeichnet ist. Zwischen dem vorderen und hinteren Abschnitt befindet sich der Mittelabschnitt 29, der die für Drehkeile typische Querschnittsform aufweist.

Die zentrale Welle 9 trägt ein Exzenter, wie es durch die Exzenterachse 23 angedeutet ist. Es kann sich insbesondere um das Pleuel 24 handeln, welches einen Schlitten 25 einer Stanze oder dergl.betätigt. Der Antrieb erfolgt mittels des Rades 11, welches in Umlaufrichtung 15 angetrieben ist, sofern sich der mittlere Abschnitt 29 des Drehkeils in einer Stellung befindet, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Eine der beiden Aussparungen

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31 kann beim weiteren Umlauf des Rades 11 an der vorstehenden Fläche des mittleren Abschnittes 29 des Drehkeils zur Anlage kommen und sodann die Welle 9 mitnehmen.

Wie das linke Teilbild der Fig. 1 zeigt, ist die Welle 9 mittels der Keile 27, 28 mit Laufringen verbunden, von denen der äußere 26 bezeichnet ist. Der innere Laufring 10 trägt einen Befestigungsbolzen 21, an welchem die peripher verlaufende Feder 12 angreift. Das andere Ende dieser Feder 12 ist an den Mitnehmer 7 angeschlossen. Für den Mitnehmer 7 besteht im inneren Laufring 10 ein ausgeschnittener Sektor 8 mit radialen Anschlagkanten 17 und 13. Beim Anliegen des Mitnehmers 7 an der Fig. 1 linken Anschlagkante 17 befindet sich der Drehkeil in der Kupplungsstellung, wohingegen er beim Anliegen an der anderen Anschlagkante 18 in eine Entkupplungsstellung verschwenkt ist. In der letztgenannten Stellung kann der Innenumfang 30 des Rades 11 frei am mittleren Abschnitt 29 des Drehkeils vorbeigleiten.

Die vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt die von der Feder 19 in achsialer Richtung belastete Hülse 1 vergrößert. Der Mitnehmer 7 ist in der gleichen Stellung wie in Fig. 1 wiedergegeben. Er hatte zuvor die gestrichelt wiedergegebene Lage 7¹ eingenommen und war nach einer versehentlichen Verschwenkung der Hülse 1 bei stehendem Antriebsmotor von der Feder 12 in eine Lage gezogen worden, in der er an der hier nicht wiedergegebenen Anschlagkante 17 anliegt und den Drehkeil in seiner Kupplungsstellung hält. Bei angetriebenem Rad bewegt er sich gleichfalls in der Umlaufrichtung 15, bis er an der Anschlagfläche 34 des Fingers 5 zur Anlage kommt und dort so lange verbleibt, bis sich der Drehkeil in seine Entkupplungsstellung gedreht hat. Erst nach der bereits beschriebenen, nochmaligen Verschwenkung der Hülse 1 kann es zu einer vollen Umdrehung der Welle kommen, im Anschluß an welche der Mitnehmer 7 bei weiterhin verschwenkt gehaltener Hülse 1 vor der Anschlagfläche 32 des Fingers 16 anliegt. Erst nach Rückstellung der Hülse in ihre Normallage gelangt der Mitnehmer wieder in die in Fig. 6 mit 7¹ bezeichnete Stellung. Die Lage der

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Anschlagflächen zueinander ergibt sich aus Fig. 7. Danach ist die Anschlagfläche 32 des im Winkel versetzten Fingers 16 mit deutlichem Abstand von den Anschlagflächen 33 und 34 der etwa fluchtenden Finger

4 und 5 erkennbar. Man erkennt außerdem die relative Höhenlage der Finger auf Grund der oberen Kanten der Anschlagflächen, womit der Umfangsbahn des Mitnehmers 7 entsprochen wird.

Die ausschnittweisen Darstellungen gemäß den Figuren 2, 3, 4 und 5 vermitteln einen Eindruck über die unterschiedlichen relativen Stellungen zwischen dem Mitnehmer 7 und den Fingern 4, 5 und 16 der Hülse 1. Fig.2 zeigt den Anschlag des Mitnehmers 7 am Finger 4 nach einem vollen Umlauf der Welle, für den die Betätigungsstange nur kurz eingerückt worden war. Der mittlere Abschnitt 29 des Drehkeils befindet sich in der Entkupplungsstellung, so daß die Maschine bei laufendem Antrieb steht. Wenn aus dieser Stellung die Betätigungsstange nach oben geschoben wurde, geraten die Finger 4 und 5 aus der Bewegungsbahn des Mitnehmers 7 heraus. Bei umlaufendem Rad wird der Mitnehmer 7 daher von seiner Feder in eine Stellung verschwenkt, in der der Drehkeil kuppelt, wie Fig. 3 zeigt. Wenn die Betätigungsstange nun weiterhin festgehalten wird, kommt der Mitnehmer 7 nach dem Umlauf der Welle am Finger 16 zur Anlage, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das Loslassen der Betätigungsstange führt zur Anlage des Mitnehmers 7 am Finger 4, wie Fig. 2 zeigt. Eine Verschiebung der Betätigungsstange bei stehendem Motor führt, wie bereits dargestellt, zu der in Fig. 1 wiedergegebenen Lage. Wenn dann der Motor eingeschaltet wird, gelangt der Mitnehmer 7 entsprechend Fig. 5 am Finger

5 zur Anlage, aus der er nur durch Verschwenkung der Hülse 1 infolge Verschiebung der Betätigungsstange gelöst werden kann.

Somit ergibt sich für die neue Werkzeugmaschine auf Grund der speziell gestalteten Drehkeilkupplung eine von jeder Fehlbedienung unabhängige, sichere Betriebsweise, bei der Unfälle und Material Zerstörungen vermieden werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   M JDrehkeilkupplung für einen Drehantrieb in Form eines auf einer anzutreibenden Welle umlaufenden Rades, das über einen in ihm sowie in der Welle verschwenkbar gelagerten, mit ihr umlaufenden, teilweise zylindrischen Drehkeil wahlweise mit der Welle zu kuppeln ist, indem ein am Drehkeil befindlicher, radial vorstehender Mitnehmer von einer sich zwischen ihm und einem mit der Welle in fester Verbindung stehenden Befestigungsbolzen peripher erstreckenden Feder in eine Kupplungsstellung des Drehkeils verschwenkt wird, aus welcher letzterermittels eines ein- und ausrückbaren, nicht mit umlaufenden, an einer Hülse befindlichen Nockens in eine Entkupplungsstellung des Drehkeils verschwenkbar ist, wobei der Innenumfang des Rades für die Aufnahme des Drehkeils in seiner Kupplungsstellung teilweise ausgeschnitten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) mittels einer Betätigungsstange (2) um ihre Längsachslinie (3) verschwenkbar ist und als Nocken einen radial vorspringenden Finger (4) aufweist,

   und daß sich in Umlaufrichtung (15) des Antriebes hinter diesem Finger (4) ein weiterer Finger (5) an der Hülse (1) befindet, und daß jeder der Finger den Drehkeil (6) durch Anlegen seines Mitnehmers zu entkuppeln vermag, und daß der Mitnehmer (7) in einem ausgeschnittenen Sektor (8) eines mit der Welle (9) verbundenen Laufringes (10) in achsialem Abstand vom Rad (11) von der Feder (12) in der den Drehkeil kuppelnden Stellung an einer Anschlagkante (17) gehalten ist, aus der er bei einem Teil umlauf des Rades (11) durch Anlage seines Mitnehmers (7) am weiteren Finger (5) in die Entkuppelungsstellung verschwenkbar ist.
2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) mittels einer Feder (13) und eines Anschlages (14) bei unbeaufschlagter Betätigungsstange in einer Schwenkstellung gehalten ist, in der ihre Finger (4, 5) den Drehkeil (6) durch Anlage seines Mitnehmers (7) entkuppelt zu halten vermögen.
3. 3. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Finger (4, 5) in der gleichen Schwenkstellung der Hülse (1) auf den Mitnehmer (7) einzuwirken vermögen.
4. 4. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) in UmIaufrichtung (15) vor dem Finger (4) einen dritten Finger (16) trägt, der gleichfalls den Drehkeil durch Anlage seines Mitnehmers (7) zu entkuppeln vermag, und der gegenüber den beiden anderen Fingern um einen Winkel derart versetzt is-t, daß er bei beaufschlagter Betätigungsstange (2) bzw. beaufschlagtem Bedienungshebel in die Bewegungsbahn des mit der Welle und dem Drehkeil umlaufenden Mitnehmers hineinragt und letzteren in eine Stellung verschwenkt, in welcher er im Sektor (8) an der anderen Anschlagkante (18) desselben zur Anlage kommt und den Drehkeil entkuppelt.
5. 5. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) mittels je einer;Druckfeder (19, 20) auf einer Achse (22) in ihrer achsialen Lage elastisch gehalten ist.
6. 6. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (4, 5, 16) von unterschiedlicher radialer Länge entsprechend der Bewegungsbahn des umlaufenden Mitnehmers (7) sind.