DE3916982A1 - Steuerbare kupplung zur mechanischen antriebsentkopplung von motorisch parallel angetriebenen wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine steuerbare Kupplung zur me­ chanischen Antriebsentkopplung von motorisch parallel angetrie­ benen Wellen gemäß dem Patentanspruch 1 und 18.

Die Abgabe eines Drehmomentes auf mehrere antreibbare Wellen erfolgt gewöhnlich entweder durch eine den Wellen gemeinsam zu­ geordneten Antriebseinrichtung oder jeweils separat durch meh­ rere, den Wellen zugeordneten Antriebseinrichtungen. Dabei ist es mitunter auf den verschiedensten technischen Anwendungsge­ bieten wünschenswert, von, beispielsweise zwei parallel an­ treibbare Wellen, zeitweilig nur eine Welle anzutreiben, wäh­ rend die andere Welle von der Antriebseinrichtung entkoppelt ist. Läßt sich dieser Anwendungsfall beim separaten Antrieb für jede Welle durch eine zentrale Steuerung für die Antriebsein­ richtungen steuern, ist für den gemeinsamen Antrieb der Wellen beispielsweise eine Kupplung erforderlich.

Ein typisches Anwendungsgebiet für diesen Anwendungsfall ist beispielsweise im Druckerbereich gegeben.

Neuere Druckeinrichtungen und insbesondere jene Gruppe von Tin­ tendruckern, die dafür konzipiert und ausgelegt sind, verschie­ dene Einzelblätter sowohl im Hoch- als auch Querformat zu be­ drucken, weisen aus ergonomischen Gründen mehrere Einzelblatt- Zuführvorrichtungen auf. Jedem dieser Einzelblatt-Zuführvor­ richtungen ist zum Vereinzeln der in einem Vorratsmagazin abge­ legten Einzelblätter eine Vereinzelungswelle zugeordnet. Die Vereinzelungswellen werden dazu gemeinsam über ein Codierge­ triebe von einer externen Antriebseinrichtung, beispielsweise einem Linear- oder Schrittmotor, angetrieben. Mit der Antriebs­ einrichtung wird dabei auch vorzugsweise eine Transportwalze und eine Ablageeinrichtung für die bedruckten Einzelblätter in Bewegung gesetzt. Alternativ zu dem Antrieb über ein Codierge­ triebe können die Vereinzelungswellen der Einzelblatt-Zuführ­ vorrichtungen auch jeweils separat angetrieben werden. Um Kom­ plikationen beim Einzelblatttransport aus dem Vorratsmagazin zur Transportwalze in der Druckeinrichtung zu vermeiden, ist es hierbei erforderlich, eine Detektionseinrichtung vorzusehen, die das Eintreffen des Einzelblattes an der Transportwalze an­ zeigt. Wenn im folgenden vom Einzelblatt die Rede ist, so sind hiermit alle denkbaren Aufzeichnungsträger, wie z.B. Papier, Folie, Pappe etc., gemeint, die in den Druckeinrichtungen und insbesondere in den Tintendruckern vereinzelt, transportiert und bedruckt werden können.

Aus der DE-A1-37 07 886 ist eine Vorrichtung zum Zuführen von Einzelblättern zur Schreibwalze einer Büromaschine bekannt, bei der durch Links- oder Rechtsdrehung eines Antriebsmotors je­ weils eine einem Vorratsmagazin zugeordnete Separierrolle zum Vereinzeln und Zuführen der Einzelblätter angetrieben wird. Für das Auswählen des Vorratsmagazins ist eine Schwenkeinrichtung vorgesehen, die aus einem ersten Zahnrad mit einer exzentrisch gelagerten Nocke, eine mit der Nocke verbundene und in einem Punkt drehbar gelagerte Schaltschwinge sowie einem, an der Schaltschwinge befestigten zweiten Zahnrad besteht und über das erste Zahnrad mit einem Antriebsmotorritzel im Eingriff ist. In Abhängigkeit von der Drehrichtung des Antriebsmotors wird somit das an der Schaltschwinge befestigte zweite Zahnrad, infolge der exzentrisch gelagerten Nocke, mit einem dritten bzw. vier­ ten Zahnrad in Eingriff gebracht. Das dritte bzw. vierte Zahn­ rad ist für den Vereinzelungsvorgang mit der dem Vorratsmagazin zugeordneten Separierrolle verbunden. Damit das vereinzelte und der Schreibwalze zugeführte Einzelblatt für den Druckvorgang je nach Drehrichtung des Antriebsmotors von der Schreibwalze ein­ wandfrei übernommen werden kann, ist diese über einen Getriebe­ zug mit dem an der Schaltschwinge befestigten zweiten Zahnrad verbunden. Nachteilig bei einer derartigen Vorrichtung zum Zu­ führen von Einzelblättern ist es, daß ein hoher mechanischer Aufwand erforderlich ist, um die in zwei Vorratsmagazine gesta­ pelten Einzelblätter je nach Drehrichtung des Antriebsmotors zu vereinzeln und der Schreibwalze in der Druckeinrichtung zuzu­ führen. Da für die Auswahl der Separierrolle bzw. des Vorrats­ magazins die Schwenkeinrichtung mit dem an der Schaltschwinge befestigten zweiten Zahnrad je nach Drehrichtung des umlaufen­ den Antriebsmotors aus der Bewegung heraus mit dem Zahnrad der jeweiligen Separierrolle in Eingriff gebracht werden muß, wer­ den die Zahnflanken der miteinander kämmenden Zahnräder auf Dauer so stark beansprucht, daß das Einzelblatt nicht mehr stö­ rungsfrei aus den Vorratsmagazinen vereinzelt und der Schreib­ walze sowie einer Druckstation zugeführt werden kann.

Aus der DE-A1-36 00 747 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Zu­ führen von Einzelblättern von einem oder mehreren Stapeln zur Schreibwalze einer Druckeinrichtung bekannt, bei der jeweils auf einer Vereinzelungswelle der Einzelblatt-Zuführvorrichtung eine steuerbare Kupplung angeordnet ist. Charakteristisch für diese steuerbare Kupplung ist eine über einen Getriebezug von der Schreibwalze angetriebenen Klinkenscheibe, die zusammen mit einer auf einer Mitnehmerbuchse angeordneten Steuerscheibe der Vereinzelungswelle über hakenförmige Federzungen verbunden ist. Für die Antriebsverbindung zwischen der Klinkenscheibe und der Steuerscheibe ist weiterhin eine Klinke vorgesehen, die in Ab­ hängigkeit der Drehrichtung und des Drehwinkels mit einer Ver­ zahnung in Eingriff gelangt. Der Eingriff der Klinke in die Verzahnung wird dabei über eine Steuerkurve mit einem spiral­ förmigen Steuerkurventeil gesteuert. Das spiralförmige Steuer­ kurventeil läßt sich in einer beliebigen Winkelstellung in be­ zug auf die Steuerkurve auf einer Nabe der Steuerscheibe anord­ nen. Je nachdem mit welchem Drehwinkel die Schreibwalze gedreht wird, wird somit durch das Herstellen der Antriebsverbindung zwischen der Steuerscheibe und der Klinkenscheibe jeweils ein Einzelblatt von einem ausgewählten Stapel durch die entspre­ chende Vereinzelungswelle zugeführt. Hierbei ist es von Nach­ teil, daß die von der Schreibwalze angetriebene, auf der Ver­ einzelungswelle angeordnete und mit der Mitnehmerbuchse über die hakenförmigen Federzungen verbundene Klinkenscheibe, be­ dingt durch die auftretende Reibung zwischen den hakenförmigen Federzungen und dem Außenbund der Mitnehmerbuchse, ein uner­ wünschtes Drehmoment auf die Vereinzelungswalze übertragen kann. Darüber hinaus ist die Einzelblatt-Zuführvorrichtung me­ chanisch aufwendig und mehrteilig aufgebaut, so daß die Her­ stellungskosten dementsprechend hoch sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine steuerbare Kupplung zur mechanischen Antriebsentkopplung von motorisch parallel angetriebene Wellen mechanisch einfach, ohne eine unbeabsichtigte Drehmomentübertragung auf die Wellen aufgrund von Reibschlußverbindungen und kostengünstig aufzu­ bauen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und 18 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Der durch die Erfindung erzielbare einfache und kostengünstige Aufbau der steuerbaren Kupplung wird durch zwei rotationssymme­ trische Kupplungsnaben erreicht, die jeweils ohne innere Reib­ schlußverbindung mit der Welle auf dieser drehbar gelagert sind. Vereinfacht wird der Aufbau insbesondere durch ein Dreh­ richtgesperre, das je nach Richtung eines über die Kupplungsna­ ben abgegebenen motorischen Drehmomentes dieses auf die jewei­ lige Welle überträgt.

In einfacher Weise kann die reibschlußfreie Lagerung der zwei­ ten, motorisch angetriebenen Kupplungsnabe auf der Welle durch einen hülsenförmig ausgebildeten Lagerzapfen hergestellt wer­ den. Der Lagerzapfen dient darüber hinaus Zugleich dazu, die auf der Welle ineinander steckbar angeordneten Kupplungsnaben zusammen mit einem in einer Nut angeordneten Sprengring axial festzulegen. Ist der Lagerzapfen ferner in einer Baugruppe bei­ spielsweise eine Gehäusewand einer Druckeinrichtung eingelas­ sen, die als Aufnahmeeinrichtung für die Wellen dient, so läßt sich der Lagerzapfen auch als Lagerbuchse für die Wellen ver­ wenden.

Im Interesse eines einfachen und kostengünstigen Aufbaus des Erfindungsgegenstandes lassen sich vom Drehrichtungswinkel ab­ hängige Rastnischen für einen Führungszapfen, durch den die Wellen in eine Drehbewegung versetzt werden, gleichzeitig mit der Ausbildung des als Steuerkurve ausgebildeten Führungskanals in einem Bearbeitungsvorgang herstellen. Dadurch verringert sich bei der Ausgestaltung der steuerbaren Kupplung der kon­ struktiv mechanische Aufwand, der ansonsten nötig wäre, um ei­ nen unterschiedlichen Drehrichtungswinkel für die Antriebsent­ kopplung der Wellen einstellen zu können.

Eine weitere Verbesserung des Erfindungsgegenstandes, wodurch insbesondere die Montierbarkeit der zu einem geschlossenen Kupplungsgehäuse zusammengesetzten Kupplungsnaben verbessert wird, läßt sich dadurch erreichen, daß als Verbindung zwischen den Kupplungsnaben ein ringförmig ausgebildetes Mitnehmerele­ ment schwenkbar in der zweiten Kupplungsnabe gelagert ist. Im Interesse eines kostengünstigen Gesamtaufbaus des Erfindungsge­ genstandes ist das Mitnehmerelement in der zweiten Kupplungsna­ be mit zwei radial vorspringenden Lagerstiften gelagert.

Darüber hinaus ist die steuerbare Kupplung bis auf das Dreh­ richtgesperre aus Kostengründen vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung wird die steuerbare Kupplung jeweils auf Vereinzelungswel­ len einer Vereinzelungsvorrichtung in einer Druckeinrichtung angeordnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnun­ gen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau einer Druckeinrichtung mit zwei steuerbaren Kupplungen zur Antriebsentkopplung von zwei gemeinsam von einer Antriebseinrichtung angetriebene Vereinze­ lungswellen,

Fig. 2 eine perspektivisch axionometrische Explosionsdarstel­ lung der steuerbaren Kupplung,

Fig. 3 eine im Teilaufriß dargestellte radiale Seitenansicht der steuerbaren Kupplung,

Fig. 4 eine im Teillängsschnitt dargestellte axiale Ansicht der steuerbaren Kupplung,

Fig. 5 bis Fig. 8 vier paarweise verschiedene, abgerollte und je einen Führungskanal aufweisende Walzen.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Druckeinrichtung 1, die beispielsweise als Tintendrucker ausgebildet sein kann. Charakteristisch für die Druckeinrichtung 1 ist eine Antriebs­ einrichtung 2 mit einem Antriebsritzel 20, das über einen Ge­ triebezug 10 sowohl eine Papierführungswalze 3 und Ablagerol­ lenachsen 90, 91 einer Ablageeinrichtung 9 als auch jeweils ei­ ne Vereinzelungswelle 61 von zwei Einzelblatt-Zuführvorrichtun­ gen 6 der Druckeinrichtung 1 über eine steuerbare Kupplung 7 antreibt. Darüber hinaus ist eine Druckersteuerung 11 vorgese­ hen, die mit der Antriebseinrichtung 2 verbunden ist und dabei Drehrichtungswechsel des Antriebsritzels 20 steuert. Als An­ triebseinrichtung 2 wird vorzugsweise ein Linearmotor oder Schrittmotor in der Druckeinrichtung 1 eingesetzt. Die Papier­ führungswalze 3 bildet zusammen mit einer Papierführungsein­ richtung 5 und einer Druckstation 4, wie in der Patentanmeldung P 38 02 532.9 vorgeschlagen, eine gemeinsame Funktionseinheit für den Transport und die Führung eines Einzelblattes 8 während eines Druckvorganges. Die Papierführungswalze 3 besteht danach aus einem zylindrischen Walzenkörper 30, der über eine Achse 31 zwischen einer Papierwanne 50 und einem der Papierwanne 50 ge­ genüberliegenden Papierführungselement 51 in der Druckeinrich­ tung 1 drehbar gelagert ist. In der Papierwanne 50 sind darüber hinaus noch zwei auf einem Kreisbogen angeordnete Andruckrollen 52 eingelassen, die mit einem Rollensegment über die Wannen­ oberfläche hinausragen und dabei mit dem Walzenkörper 30 der Papierführungswalze 30 eine Wälzpaarung mit Linienberührung bilden. Aufgrund der Wälzpaarung zwischen der Papierführungs­ walze 3 und den Andruckrollen 52 entsteht ein Einzugsspalt für das Einzelblatt 8, über den dieser bei entsprechender Drehrich­ tung der Papierführungswalze 3 zur Druckstation 4 transportiert wird. Für den Antrieb der Papierführungswalze 3 ist auf der Achse 31 ein Ritzel 32 vorgesehen, das über ein Stufenzahnrad- Getriebe 100 mit dem Antriebsritzel 20 der Antriebseinrichtung 2 formschlüssig verbunden ist.

Das Zuführen der jeweils in einem Vorratsmagazin 60 der beiden Einzelblatt-Zuführvorrichtungen 6 gestapelten Einzelblätter 8 erfolgt jeweils über die Vereinzelungswellen 61 und jeweils auf diesen Wellen angeordneten, mit den gestapelten Einzelblättern 8 in Berührung tretenden Vereinzelungsrollen 62. Durch eine Drehbewegung der Vereinzelungswellen 61 und somit der Vereinze­ lungsrollen 62 in Gegenrichtung des Uhrzeigersinns würden bei einer entsprechenden, kontinuierlich auftretenden Kraft- oder Formschlußverbindung zwischen der jeweiligen Vereinzelungswelle 61 und dem Antriebsritzel 20 gleichzeitig zwei Aufzeichnungs­ träger 8 der Papierführungswalze 3 zugeführt. Da die Papierfüh­ rungswalze 3 aber jeweils nur ein Einzelblatt weitertranspor­ tieren kann, werden die Vereinzelungswellen 61 jeweils über die steuerbare Kupplung 7 angetrieben. Für diesen Antrieb weist je­ de steuerbare Kupplung 7 eine Zahnradscheibe 714 auf, die über Getriebeelemente 104 bis 107 bzw. 104 und 108 und einem weite­ ren Stufenzahnrad-Getriebe 101 mit dem Antriebsritzel 20 der Antriebseinrichtung 2 formschlüssig verbunden ist. Bei den Ge­ triebeelementen 104 bis 108 handelt es sich jeweils um herkömm­ liche Zahnräder, die im Zusammenwirken mit den Stufenzahnrad- Getrieben 100, 101 das Übersetzungsverhältnis zwischen der An­ triebseinrichtung 2 und den Vereinzelungswellen 61 bzw. der Pa­ pierführungswalze 3 bestimmen. Das gleiche gilt für weitere Ge­ triebeelemente 102, 103, die zwischen einem weiteren Ritzel 92 auf der Ablagerollenachse 90 und dem Stufenzahnrad-Getriebe 101 angeordnet sind und eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsritzel 20 und den Ablagerollenachsen 90, 91 der Ablage­ einrichtung 9 herstellen. Durch die formschlüssige Verbindung wird eine Wälzbewegung zwischen den Ablagerollenachsen 90, 91 erzeugt, aufgrund der das von der Papierführungswalze 3 kommen­ de, bedruckte Einzelblatt 8, wie in der Patentanmeldung PCT/DE 88/00 554 vorgeschlagen, in einen Ablagebehälter 93 abgelegt wird.

Die Fig. 2 zeigt in einer perspektisch axionometrischen Explo­ sionsdarstellung den Aufbau der steuerbaren Kupplung 7. Die steuerbare Kupplung 7 enthält danach eine erste Kupplungsnabe 70 und eine zweite Kupplungsnabe 71, die ineinander steckbar ausgebildet sowie über ein ringförmiges Mitnehmerelement 73 verbunden sind.

Die zweite Kupplungsnabe 71 weist eine erste Kreisscheibe 710 auf, die in der Mitte längs einer Rotationsachse R . . . R′ mit einem Durchmesser d 1 aufgebohrt ist. Auf einer Seitenfläche dieser ersten Kreisscheibe 710 ist über der Bohrung ein hohl­ förmiger Kreiszylinder 711 mit dem Innendurchmesser d 1 mit der ersten Kreisscheibe 710 stoffschlüssig verbunden. Darüber hin­ aus weist die erste Kreisscheibe 710 auf der gleichen Seiten­ fläche noch eine zylindrische Ummantelung 712 mit einem Innen­ durchmessser D 1 auf, die symmetrisch zur Rotationsachse R . . . R′ angeordnet und mit der ersten Kreisscheibe 710 stoffschlüs­ sig verbunden ist. In der Ummantelung 712 sind wiederum zwei sich gegenüberliegende, mit dem Innendurchmesser D 1 voneinander beabstandete Durchtrittsöffnungen 713 mit einem Durchmesser d 2 eingelassen. Die Durchtrittsöffnungen 713 sind dabei vorzugs­ weise in der Mitte der Ummantelung 712 angeordnet. Auf der ge­ genüberliegenden Seitenfläche der ersten Kreisscheibe 710 ist ebenfalls symmetrisch zur Rotationsachse R . . . R′ eine Zahnrad­ scheibe 714 angeordnet, die mit der ersten Kreisscheibe 710 stoffschlüssig verbunden ist. Der Durchmesser der Zahnradschei­ be 714 ist vorzugsweise kleiner als der Innendurchmesser D 1 der Ummantelung 712 und größer als der Innendurchmesser d 1 des hohlförmigen Kreiszylinders 711. Es ist aber durchaus auch denkbar, die Zahnradscheibe 714 mit einem größeren Durchmesser als den Innendurchmesser D 1 der Ummantelung 712 auszubilden. Ferner ist die Zahnradscheibe 714 wie die erste Kreisscheibe 710 symmetrisch zur Rotationsachse R . . . R′ mit dem Durchmesser d 1 aufgebohrt. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den vor­ zugsweise aus Kunststoff angefertigen Teilen der zweiten Kupp­ lungsnabe 71 wird im Spritzgußverfahren hergestellt. Es ist aber auch denkbar, die Teile jeweils einzeln herzustellen. Ty­ pische Verbindungen sind z.B. Kleb- oder Schraubverbindungen.

Die erste Kupplungsnabe 70 ist wie die zweite Kupplungsnabe 71 symmetrisch zur Rotationsachse R . . . R′ aufgebaut. So weist die erste Kupplungsnabe 70 eine zweite Kreisscheibe 700 auf, die in der Mitte mit einem Durchmesser d 3 aufgebohrt ist. Auf der ei­ nen Seitenfläche der zweiten Kreisscheibe 700 ist über der Boh­ rung ein zylinderförmiger Hohlkörper 701 mit einen dem Durch­ messer d 3 entsprechenden Innendurchmesser stoffschlüssig ver­ bunden. In dem durch die zweite Kreisscheibe 700 und den zylin­ drischen Hohlkörper 701 gebildeten Hohlraum mit dem Durchmesser d 3 ist ein mit einem Innendurchmesser d 4 beaufschlagtes Dreh­ richtgesperre 72 mit Preßsitz verspannt. Das Drehrichtgesperre 72 ist darüber hinaus vorzugsweise mit einem Nadellager ausge­ führt. Statt eines Nadellagers sind aber durchaus auch andere Arten von Wälzlager, beispielsweise Kugellager, für das Dreh­ richtgesperre 72 denkbar. Auf der gegenüberliegenden Seitenflä­ che der zweiten Kreisscheibe 700 ist ebenfalls symmetrisch zur Rotationsachse R . . . R′ eine axial vorspringende, hohlförmig ausgebildete Walze 702 mit einem Innendurchmesser d 5 stoff­ schlüssig verbunden. Der Innendurchmesser d 3 der Walze 702 ist dabei so bemessen, daß der Kreiszylinder 711 der zweiten Kupp­ lungsnabe 71 beim Ineinanderstecken der beiden Kupplungsnaben 70, 71 in den Hohlraum der Walze 700 eintauchen kann. Demgegen­ über ist die axiale Ausdehnung der Walze 702 wiederum so bemes­ sen, daß durch das Ineinanderstecken der beiden Kupplungsnaben 70, 71 ein Kupplungsgehäuse entsteht, bei dem sich die Kupp­ lungsnaben 70, 71 nicht berühren. Charakteristisch für die Wal­ ze 702 ist es weiterhin, daß in der Mantelfläche der Walze 702 ein radial verlaufender und axial unterschiedlich breit ausge­ bildeter Führungskanal FKn eingelassen ist. Während die Struk­ tur des Führungskanals FKn bei der Beschreibung der Fig. 5 bis 8 erläutert wird, ergibt sich die Funktion des Führungskanals FKn im Zusammenhang mit dem ringförmigen Mitnehmerelement 73.

Dem ringförmigen Mitnehmerelement 73 kommt dabei die Aufgabe zu, die erste Kupplungsnabe 70 mit der zweiten Kupplungsnabe 71 beim Ineinanderstecken der beiden Kupplungsnaben formschlüssig zu verbinden. Hierfür weist das Mitnehmerelement 73 zwei auf der äußeren Ringfläche radial vorspringende, sich jeweils ge­ genüberliegende Lagerstifte 731 und einen jeweils zu den Lager­ stiften 731 um 90° radial versetzt, von der Innenfläche nach innen vorspringenden Führungszapfen 730 auf.

Die radiale Ausdehnung der Lagerstifte 731 ist so bemessen, daß die Lagerstifte 731 in die Durchtrittsöffnungen 713 der zweiten Kupplungsnabe 71 verrasten und dadurch das Mitnehmerelement 73 zwischen zwei Schwenkpositionen schwenkbar gelagert ist. In ei­ ner Schwenkposition, bei der das Mitnehmerelement 73 gegen die erste Kreisscheibe 710 stößt und der Führungszapfen 730 von der Kreisscheibe 710 abgewandt angeordnet ist, wird der Führungs­ zapfen 730 in den Führungskanal FK der ersten Kupplungsnabe 70 eingesetzt und anschließend geführt. Das Mitnehmerelement 73 weist ferner zwei sich gegenüberliegende, im Bereich der Lager­ stifte 731 voneinander getrennte, in der axialen Ausdehnung pa­ rabolisch verjüngende Ringabschnitte 732 auf. Durch die sich parabolisch verjüngenden Ringabschnitte 732 wird es erreicht, daß das in den Durchtrittsöffnungen 713 schwenkbar gelagerte, ringförmige Mitnehmerelement 73 bei geringfügigem Verschwenken nicht über die äußere Umrandung der zweiten Kupplungsnabe 71 hinausragt.

Die erste Kupplungsnabe 70 und das Mitnehmerelement 73 sind wie die zweite Kupplungsnabe 71 auch vorzugsweise aus Kunststoff angefertigt und im Spritzgußverfahren hergestellt. Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, die Teile wieder jeweils einzeln herzustellen. Typische Verbindungen sind auch hier z.B. Kleb- oder Schraubverbindungen.

Die Fig. 3 zeigt in einer radialen Seitenansicht die formschlüs­ sige Verbindung der steuerbaren Kupplung 7 auf einem Zapfen 610 der Vereinzelungswelle 61. Für diese formschlüssige Verbindung ist das Drehrichtgesperre 72 der ersten Kupplungsnabe 70 auf dem Zapfen 610 angeordnet und, wie in der Fig. 4 dargestellt, durch einen Sprengring 611 gesichert. Die Fig. 3 zeigt außerdem in einem Teilaufriß der zweiten Kreisscheibe 700 der ersten Kupplungsnabe 70 und in einem Querschnitt durch die im Teilauf­ riß dargestellten Bereiche längs der Schnittebene III × III in Fig. 2 die Verankerung der Lagerstifte 731 des Mitnehmerelemen­ tes 73 in die Durchtrittsöffnungen 713 der zweiten Kupplungsna­ be 71 sowie den Eingriff des Führungszapfens 730 in den Füh­ rungskanal FKn der Mantelfläche der hohlförmig ausgebildeten Walze 702.

Die Fig. 4 zeigt in einem Teillängsschnitt der steuerbaren Kupp­ lung 7 gemäß der Schnittebene IV × IV in Fig. 2 eine axiale An­ sicht der auf dem Zapfen 610 der Vereinzelungswelle 61 angeord­ neten und axial festgelegten steuerbaren Kupplung 7. Die axiale Festlegung wird dadurch erreicht, daß die steuerbare Kupplung 7 zwischen einer Gehäusewand 63 der Einzelblattzuführvorrichtung 6 gemäß Fig. 1 und dem Sprengring 611 auf dem Zapfen 610 ange­ ordnet ist. Der Sprengring 611 greift hierzu in eine am Zapfen­ ende eingelassene Nut 612 ein. Damit weiterhin beim Festlegen der steuerbaren Kupplung 7 die Zahnradscheibe 714 der zweiten Kupplungsnabe 71 nicht unmittelbar mit der Gehäusewand 63 in Berührung kommt, weist die zweite Kupplungsnabe 71 eine symme­ trisch zur Rotationsachse R . . . R′ mit dem Innendurchmesser d 1 verlaufende, von der Zahnradscheibe 714 axial hervorspringende und mit dieser stoffschlüssig verbundene Rundung 715 auf. Um außerdem die beiden Kupplungsnaben 70, 71 auf dem Zapfen 610 unabhängig voneinander bewegen zu können, ist für eine reib­ schlußfreie Berührung zwischen den beiden Kupplungsnaben 70, 71 die axiale Ausdehnung des Drehrichtgesperres 72 geringfügig größer als die gemeinsame Ausdehnung des zylinderförmigen Hohl­ körpers 701 und der Kreisscheibe 700. Außerdem ist noch ein La­ gerzapfen 64 vorgesehen, der auf dem Zapfen 610 der Vereinze­ lungswelle 61 mit leichtem Spielsitz aufgeschoben und in einer Bohrung 630 der Gehäusewand 63 fest verankert ist. Die Bohrung 630 dient dabei zusammen mit dem Lagerzapfen 64 als Aufnahme und Lagerung der Vereinzelungswelle 61. Die Lagerung wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die vor­ zugsweise metallisch ausgebildete Vereinzelungswelle 61 mit dem aus einem duroplastischen Kunststoff hergestellten Lagerzapfen 64 eine Spielpassung bildet. Alternativ ist es aber auch denk­ bar, die Vereinzelungswelle 61 über ein Wälz- oder Gleitlager in der Bohrung 630 der Gehäusewand 63 drehbar anzuordnen.

Bedingt durch die mittelbare Lagerung der zweiten Kupplungsnabe 71 auf dem Zapfen 610 der Vereinzelungswelle 61 wird gemäß der Darstellung in Fig. 1 ein von der Antriebseinrichtung 2 über das Getriebeelement 10 an die Zahnradscheibe 714 abgegebenes Dreh­ moment nicht unmittelbar, sondern durch die mechanische Kopp­ lung der beiden Kupplungsnaben 70, 71 und dem Drehrichtgesperre 72 auf die Vereinzelungswelle 61 übertragen. Damit im weiteren das Übertragen des Drehmomentes von der zweiten Kupplungsnabe 71 auf die erste Kupplungsnabe 70 nicht aufgrund von inneren Reibschlußverbindungen erfolgt, wird zum Ausgleich der inneren Reibung die erste Kupplungsnabe 70 durch eine äußere Andruck­ kraft F gegenüber der rotierenden zweiten Kupplungsnabe 71 festgehalten.

Alternativ zu dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es au­ ßerdem denkbar, die erste Kupplungsnabe 70 über den Getriebezug 10 antreiben zu lassen und in der zweiten Kupplungsnabe 71 das Drehrichtgesperre 72 anzuordnen.

Um mit der in Fig. 2 bis 4 beschriebenen steuerbaren Kupplung 7 das Einzelblatt 8 aus den jeweiligen Vorratsmagazinen 60 der Einzelblatt-Zuführvorrichtungen 6 gemäß der Fig. 1 zeitlich von­ einander getrennt entnehmen und der Papierführungswalze 3 zu­ führen zu können, unterscheiden sich die steuerbaren Kupplungen 7 jeweils durch den in der Mantelfläche der Walze 702 eingelas­ senen Führungskanal FKn. Weist die Druckeinrichtung 1 bei­ spielsweise eine Anzahl n solcher Einzelblatt-Zuführvorrichtun­ gen 6 auf, so sind dementsprechend auch verschiedene Führungs­ kanäle FK 1 . . . FKn erforderlich. Sind wie im Ausführungsbei­ spiel zwei Einzelblatt-Zuführvorrichtungen 6 in der Druckein­ richtung 1 vorgesehen, so ist folglich ein erster und zweiter Führungskanal FK 1 bzw. FK 2 notwendig. Die Fig. 5 bis 8 zeigen jeweils in Anlehnung an den unmittelbar vorstehenden Ausführungen den durch Aufschneiden der Walze 702 in die Ebene projizierten Führungskanal FK 1, FK 2. Um die Bewe­ gung des Führungszapfens 730 in dem Führungskanal FK 1, FK 2 dar­ zustellen, sind in den Fig. 5 bis 8 Streckenverläufe SV 1 . . . SV 4 des Führungszapfens 730 gestrichelt dargestellt. Die Bewegung des Führungszapfens 730 gegenüber dem Führungskanal FK 1, FK 2 wird durch das auf die Zahnradscheibe 714 übertragene Drehmo­ ment hervorgerufen. Je nach Richtung dieses Drehmomentes wird der Führungszapfen 730 in dem Führungskanal FK 1, FK 2 entweder vorwärts (Pfeilrichtung V der Streckenverläufe SV 1 . . . SV 4) oder rückwärts (Pfeilrichtung R der Streckenverläufe SV 1 . . . SV 4) bewegt. Da sich die Führungszapfen 730 der steuerbaren Kupplungen 7 in der Druckeinrichtung 1 gemäß Fig. 1, bedingt durch den gemeinsamen Antrieb über die Antriebseinrichtung 2, gleichzeitig bewegen, muß durch geschicktes Drehen der zweiten Kupplungsnabe 71 gegenüber der ersten Kupplungsnabe 70 die ent­ sprechende Einzelblatt-Zuführvorrichtung 6 für den Vereinze­ lungsvorgang ausgewählt werden. Nach Fig. 5 und 6 bzw. Fig. 7 und 8 ergeben sich für die Vereinzelung des Einzelblattes 8 aus ei­ nem der Vorratsmagazine 60 jeweils folgende Abläufe: In einem ersten Schritt müssen die steuerbaren Kupplungen 7 vor jeder Vereinzelung synchronisiert sein. Nach der Inbetriebnahme der Druckeinrichtung 1 wird dazu jeweils die zweite Kupplungs­ nabe 71 der steuerbaren Kupplungen 7 um mindestens eine Umdre­ hung vorwärts gedreht, weil die Synchronisierung möglicherweise durch äußere Einflüsse, beispielsweise durch manuelles Drehen am Drehknopf der Papierführungswalze 3, aufgehoben wurde. Nach dem Zuführen und Bedrucken des Einzelblattes 8 sind die steuer­ baren Kupplungen 7 automatisch für die nachfolgende Vereinze­ lung synchronisiert. Da das Mitdrehen der ersten Kupplungsnabe 70 aufgrund von Reibschlußverbindungen bei der Synchronisierung durch die Kraft F verhindert wird, kommt der Führungszapfen 730 der steuerbaren Kupplungen 7 jeweils in einer ersten ortsfesten Rastnische RN 1 zur Anlage. Wird der in der Rastnische RN 1 ein­ gerastete Führungszapfen 730 im vorliegenden Fall weiter vor­ wärts gedreht, so dreht sich die erste Kupplungsnabe 70 mit, während die Vereinzelungswelle 61 aufgrund des Drehrichtgesper­ res 72 in der Ausgangsstellung verharrt. In einem zweiten Schritt wird daran anschließend der Führungs­ zapfen 730 wieder um einen ersten Drehwinkel α rückwärts ge­ dreht. Der Drehwinkel α muß dabei so groß sein, daß der Füh­ rungszapfen 730 nach zwei weiteren Drehrichtungswechsel in eine zweite Rastnische RN 2 einrastet. In einem dritten Schritt wird danach der Führungszapfen 730 wieder gemäß Fig. 5 und 6 bzw. Fig. 7 und 8 jeweils um einen zweiten Drehwinkel β 1 bzw. β 2 vorwärts gedreht. Der zweite Drehwinkel β 1, β 2 ist dabei kleiner als der erste Drehwinkel α. Bedingt dadurch, daß der Abstand der ersten ortsfesten Rastni­ sche RN 1 zur zweiten Rastnische RN 2 in dem Führungskanal FK 1, FK 2 jeweils unterschiedlich ist, unterscheiden sich auch die zweiten Drehwinkel β 1, β 2, durch den der Führungszapfen 730 bei erneuter Drehrichtungsumkehr in die entsprechende Rastnische RN 2 des Führungskanals FK 1, FK 2 einrastet. Ist die Rastnische RN 2 die Position des Führungszapfens 730 in dem Führungskanal FK 1, FK 2, bei der der Vereinzelungsvorgang gestartet wird, so kann durch den zweiten Drehwinkel β 1, b 2 die entsprechende Ein­ zelblatt-Zuführvorrichtung 6 ausgewählt werden.

Das gleiche gilt für einen beliebigen zweiten Drehwinkel β n, mit dem der Führungszapfen 730 in dem Führungskanal FKn gedreht werden muß, um bei einer Druckeinrichtung 1 mit einer Anzahl n von Einzelblatt-Zuführvorrichtungen 6 die n-te Einzelblatt-Zu­ führvorrichtung 6 auszuwählen.

In einem letzten Schritt wird nun die zweite Kupplungsnabe 71 der steuerbaren Kupplungen 7 solange rückwärts gedreht, bis sich der Führungszapfen 730 in dem Führungskanal FK 1, FK 2 nach Fig. 5 oder Fig. 7 in der Rastnische RN 2 befindet. Wird nun in der gleichen Richtung weitergedreht, so wird in Abhängigkeit des für die Auswahl der Einzelblatt-Zuführvorrichtung 6 verant­ wortlichen Drehwinkels β 1, β 2 das Einzelblatt 8 aus einem der Vorratsmagazine 60 in der Druckeinrichtung 1 vereinzelt und der Papierführungswalze 3 zugeführt. Da der Vereinzelungsvorgang nur dann stattfinden kann, wenn der in dem Führungskanal FK 1, FK 2 bewegbar angeordnete Führungszapfen 730 in die zweite Rast­ nische RN 2 verrastet und dabei das Drehmoment auf die erste Kupplungsnabe 70 überträgt, ist ein Vereinzelungsvorgang nur nach Fig. 5 bzw. Fig. 8 möglich. Damit nun aber während des Ver­ einzelungsvorganges der Führungszapfen 730 der nicht ausgewähl­ ten Einzelblatt-Zuführvorrichtung 6 nicht auch in die zweite Rastnische RN 2 gemäß Fig. 6 und 7 einrastet, ist in dem Füh­ rungskanal FK 1, FK 2 jeweils zwischen den Rastnischen RN 1, RN 2 ein vorzugsweise abgekröpftes, den Streckenverlauf SV 1 . . . SV 4 des Führungszapfens 730 bestimmendes Leitelement LE angeordnet.

Ist das Einzelblatt 8 nach dem Vereinzeln in den Einzugsspalt gelangt, so wird durch einen weiteren Drehrichtungswechsel das Einzelblatt 8 von der Papierführungswalze übernommen und zur Druckstation 4 weitertransportiert. Mit diesem Drehrichtungs­ wechsel wird außerdem der Führungszapfen 730 der steuerbaren Kupplungen 7 in dem Führungskanal FK 1, FK 2 wieder automatisch in die erste Rastnische RN 1 gebracht, so daß danach ein neuer Vereinzelungsvorgang gestartet werden kann.

Claims (16)

1. Steuerbare Kupplung zur mechanischen Antriebsentkopplung von mehreren motorisch parallel angetriebenen Wellen, bei der die steuerbare Kupplung (7) zur Übertragung eines motorischen Dreh­ momentes jeweils auf den Wellen (61) angeordnet ist und durch winkel- und richtungsabhängige Drehbewegungen aufgrund einer der Kupplung (7) zugeordneten Steuerkurve das Einsetzen der Drehbewegung der Wellen (61) steuert, gekennzeich­ net durch:

• a) zwei miteinander verbundene, das motorische Drehmoment auf­ nehmende Kupplungsnaben (70, 71), die auf der Welle (61) drehbar gelagert sind und das motorische Drehmoment über ein Drehrichtgesperre (72) auf die Welle (61) übertragen,
• b) eine erste Kupplungsnabe (70), die in Umfangsrichtung einen als Steuerkurve in axialer Richtung unterschiedlich breit ausgebildeten Führungskanal (FKn) aufweist,
• c) einen Führungszapfen (730), der in einer zweiten Kupplungs­ nabe (71) angeordnet ist und beim Verbinden der ersten Kupplungsnabe (70) und der zweiten Kupplungsnabe (71) in den Führungskanal (FKn) eingreift und
• d) zwei Rastnischen (RN 1, RN 2) in dem Führungskanal (FKn), in die der Führungszapfen (730) durch winkel- und richtungsab­ hängige Relativbewegungen gegenüber dem Führungskanal (FKn) einrastet und dabei je nach Richtung des motorischen Drehmo­ mentes die Welle (61) über das Drehrichtgesperre (72) ange­ trieben wird.

2. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Kupplungsnabe (70) mit dem Drehrichtgesperre (72) verbunden ist.

3. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Kupplungsnabe (71) auf einem Lagerzapfen (64) gelagert ist, der um die Welle (61) reibungsfrei angeordnet ist.

4. Steuerbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kupplungs­ naben (70, 71) ineinander steckbar sind.

5. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lagerzapfen (64) beim In­ einanderstecken der Kupplungsnaben (70, 71) mit dem Gehäuse des Drehrichtgesperres (72) eine gemeinsame Berührungsfläche bil­ det.

6. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (64) in einer Baugruppe (63) eingelassen ist und dabei als Lager für die Welle (61) dient.

7. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Baugruppe (63) als Gehäuse­ wand einer Druckeinrichtung (1) ausgebildet ist.

8. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Führungskanal (FKn) eine erste Rastnische (RN 1) für den Führungszapfen (730) aufweist, bei der auf die Welle (61) kein Drehmoment übertragen wird. 9. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal (FKn) ei­ ne zweite Rastnische (RN 2) für den Führungszapfen (730) auf­ weist, bei der die Welle (61) gedreht wird. 10. Steuerbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1, 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Füh­ rungskanal (FKn) zwischen den Rastnischen (RN 1, RN 2) ein Leit­ element (LE) aufweist.

11. Steuerbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Kupplungsnabe (71) ein Mitnehmerelement (73) befestigt ist auf dem der Führungszapfen (730) radial vorspringend ange­ ordnung ist.

12. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (73) ringförmig ausgebildet ist.

13. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (73) in der zweiten Kupplungsnabe (71) schwenkbar gelagert ist.

14. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerelement (73) zwei radial vorspringende Lagerstifte (731) aufweist, für die in der zweiten Kupplungsnabe (71) Durchtrittsöffnungen (713) vorgesehen sind.

15. Steuerbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungsnabe (71) zur Aufnahme des motorischen Drehmomentes eine Zahnkranzscheibe (714) aufweist.

16. Steuerbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupp­ lungsnaben (70, 71), der Lagerzapfen (64), das Mitnehmerelement (73), der Führungszapfen (730) und die Lagerstifte (731) aus Kunststoff hergestellt sind.

17. Steuerbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (61) als Verein­ zelungswelle einer Einzelblatt-Zuführvorrichtung (6) in der Druckeinrichtung (1) ausgebildet ist.

18. Verfahren zur mechanischen Antriebsentkopplung von mehreren motorisch parallel angetriebenen Wellen mit Hilfe einer steuer­ baren Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• a) zur Synchronisation der steuerbaren Kupplungen (7) wird der Führungszapfen (730) jeweils relativ zum Führungskanal (FKn) bewegt und in eine erste Rastnische (RN 1) zur Anlage ge­ bracht, b) der Führungszapfen (730) wird jeweils um einen ersten Dreh­ winkel ( α) in entgegengesetzter Drehrichtung relativ zum Führungskanal (FKn) bewegt,
• c) der Führungszapfen (730) wird wieder in entgegengesetzter Drehrichtung jeweils um einen zweiten von der Struktur des Führungskanals (FKn) abhängigen Drehwinkel (β n) relativ zum Führungskanal (FKn) bewegt,
• d) der Führungszapfen wird jeweils durch einen erneuten Dreh­ richtungswechsel zum Übertragen des Drehmomentes auf die Wellen (61) relativ zum Führungskanal (FKn) bewegt und in eine zweite Rastnische (RN 2) gebracht.