EP0368078A2 - Rutschkupplung zwischen dem Spulenkern einer Wickelspule eines Bürogerätes o. dgl. und einem zu diesem konzentrisch angeordneten Antriebs- oder Getrieberad. - Google Patents

Abstract

Bei einer Rutschkupplung zwischen dem Spulenkern (3) einer Wickelspule eines Bürogerätes oder dgl. und einem zu diesem konzentrisch angeordneten Antriebs- oder Getrieberad (7), an dem von seiner Drehachse, gleichmäßig um diese verteilt, radial nach außen vorstehende und radial einfederbare elastische Klinken gleicher Form befestigt sind, die mit ihren freien Enden mit am Spulenkern (3) über dessen Innenumfang verteilten Rastaufnahmen in Rasteingriff stehen, werden die elastischen Klinken in Form von sich in Axialrichtung erstreckenden, radial schräg nach außen vom Antriebs- oder Getrieberad (7) in den vom Spulenkern (3) umschlossenen Spuleninnenraum hinein vorspringenden, an ihren Enden mit jeweils mindestens einem radial nach außen gerichteten Rastzahn (16) versehenen Federzungen (15) ausgebildet, deren Rastzähne (16) mit einer entsprechenden Innenverzahnung (17) am Spulenkern (3) in Eingriff stehen. Dabei sind die Federzungen (15) mit dem Antriebs- oder Getrieberad (7) oder mit einer an diesem konzentrisch befestigten Tragscheibe einstückig ausgebildet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Rutschkupplung zwischen dem Spulen­kern einer Wickelspule eines Bürogerätes o. dgl. und einem zu diesem konzentrisch angeordneten Antriebs- oder Getrieberad, an dem von seiner Drehachse, gleichmäßig um diese verteilt, radial nach außen vorstehende und radial einfederbare elastische Klinken gleicher Form befestigt sind, die mit ihren freien Enden mit am Spulenkern über dessen Innenumfang verteilten Rastaufnahmen in Rasteingriff stehen.
• Gerade bei Bürogeräten, bei denen von einer Spenderspule z.B. ein beschichtetes Band abgezogen wird, das nach Abgabe seiner Beschichtung (z. B. einem Klebstoffilm, einem Cover-up-Film o.ä.) unbeschichtet wieder auf einer Aufwickelspule im Gerät aufgewickelt werden muß, ergibt sich infolge der sich nicht nur laufend ändernden, sondern auch zueinander unterschiedlichen Geschwindigkeiten beider Spulen das Erfordernis, zwischen diesen ein Antriebsgetriebe vorzusehen und die auftretenden Drehzahlunterschiede durch Einsatz einer geeigneten Rutsch­kupplung zwischen einer der Spulen und dem zugehörigen Antriebs- bzw. Getrieberad auszugleichen. Wegen der bei Bürogeräten beengten Platz­verhältnisse werden daher meistens zum entsprechenden Spulenkern koaxiale Rutschkupplungen eingesetzt.
• Eine übliche Form für solche Rutschkupplungen besteht darin, daß das Antriebs- oder Getrieberad einen zentral vorspringenden Achsabschnitt aufweist, der durch eine Mittelöffnung eines an der zugeordneten Spule angebrachten zentralen Achsbolzens derart hindurchragt, daß er an dessen Ende etwas aus dieser Öffnung axial übersteht. An seinem über­stehendem Ende ist eine Metallklammer befestigt, deren beide Seiten­schenkel von außen her den Achsbolzen der Spule übergreifen und sich unter Vorspannung federnd gegen dessen Außenfläche anlegen. Durch diese in Drehrichtung starr mit dem Antriebs- bzw. Getrieberad verbundene Metallklammer wird zwischen deren federnden Schenkeln und dem Achsbolzen der Spule eine reibschlüssige Verbindung geschaffen, die als Rutschkupplung wirkt, wenn ein relativer Drehzahlunterschied zwischen Spule und Antriebs- bzw. Getrieberad auftritt. Eine solche Lösung ist z.B. in der US-PS 4 718 971 beschrieben. Diese Rutsch­kupplungen sind jedoch relativ aufwendig in der Montage, was insbesondere für automatische Montage gilt, worin auch ihr Hauptnachteil gesehen werden muß. Darüberhinaus sind sie materialaufwendig, da in aller Regel der Einsatz von Metallklammern als Federelemente nötig ist. Um sicherzustellen, daß bei Benutzung eines solchen Bürogerätes, bei dem ein Film (etwa ein Klebstoffilm) von einer Trägerfolie auf ein Substrat übertragen werden soll, die Filmschicht am Ende des Auftragens auch vom Band abgenommen (d. h. von der am Band noch verbleibenden Filmschicht abgetrennt) werden kann, ohne daß dabei unerwünschterweise die Spulen weiterbewegt werden, würde dies bei solchen Rutsch­kupplungen bedingen, daß die Vorspannung der Metallklammer so stark gewählt werden müßte, daß dann auch das laufende Bandabrollen sehr schwergängig wäre. Dieser Nachteil wird bei bekannten Geräten dadurch umgangen, daß eigene, von der Rutschkupplung getrennte Ver­riegelungs/Entriegelungs-Einrichtungen eingesetzt werden, die entweder vom Benutzer durch Drücken auf einen Knopf am Gehäuse betätigt werden (und dann die Spulen entrasten) oder, wie bei der US-PS 4 718 971, durch Ausfedern des Auftragsfußes bei Benutzung entgegen der Wirkung einer Rückspannfeder die Verriegelung lösen. Metallfedern haben ferner eine relativ große Streubreite in der Fertigung, weshalb die Funktionsfähigkeit dieser Rutschkupplungen voraus­setzt, daß von vorneherein eine immer noch relativ große Vorspannung der Metallfeder eingestellt werden muß, um auch für Minimalwerte aus dem Toleranzfeld noch immer eine ausreichende Vorspannung zu erhalten. Tritt gar ein ungewollter Schmiereffekt zwischen den Schenkeln der Metallklammer und der (glatten) Anlagefläche des zugeordneten Achs­bolzens auf, erfolgt eine starke und schlagartige Absenkung der Reibung, was wiederum zu einer unerwünschten Leichtgängigkeit des Kraft­schlusses führen kann. Winkelabweichungen zwischen den Drehachsen von Spule und Getrieberad vermag diese bekannte Rutschkupplung nicht auszu­gleichen.
• Ähnliche Nachteile weist auch eine andere bekannte Lösung auf, bei der ein "Federriemen"-Getriebe zwischen beiden Spulen eingesetzt wird, dessen Federriemen bei ungleicher Drehzahl der Spulen schlupft. Hier können zwar geringe Winkelabweichungen ausgeglichen werden, die sich aus dem reinen Reibschluß ergebenden Nachteile sind aber weiterhin gegeben und die Montage ist umständlich.
• Aus der DE-OS 36 38 722 ist eine koaxial wirksame Rutschkupplung bekannt, bei der eine Kupplungshaube, die an ihrem Innendurchmesser mit einer umlaufenden Riffelung versehen ist, mit den Enden von am Kupplungsrad rein radial nach außen vorspringenden, dünnen elastischen Winkelklinken in Rasteingriff tritt. Die Spule wird mit dem Spulenkern auf diese Kupplungshaube aufgesteckt, wobei an der Kupplungshaube ausgebildete Mitnehmer in geeignete Formnuten innen am Spulenkern eingreifen. Die mit einer rein reibschlüssig arbeitenden Rutschkupplung zusammenhängenden Nachteile sind bei dieser bekannten Rutschkupplung zwar vermieden, sie ist aber noch immer aufwendig in der Montage, was insbesondere für das spezielle Anbringen der elastischen, radialen Klinken, insbesondere bei automatischer Montage, gilt. Die bekannte Rutschkupplung ist zudem materialaufwendig wegen der Mehrzahl der eingesetzten Einzelteile und somit insgesamt im Einsatz relativ teuer. Sie ist auch nicht imstande, einen auch nur geringen Winkelversatz zwischen den Achsen der Spule und des Antriebsrades auzugleichen.
• Ausgehend hiervor liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rutsch­kupplung der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß sie einfacher und rascher montierbar, mit weniger Aufwand herstellbar, insgesamt preisgünstiger und insbesondere zum Ausgleich eines Winkel­versatzes zwischen den Drehachsen von Spule und Antriebs- bzw. Getrieberad geeignet ist.
• Erfindungsgemäß wird dies bei einer Rutschkupplung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die elastischen Klinken in Form von sich in Axialrichtung erstreckenden, radial schräg nach außen vom Antriebs- oder Getrieberad in den vom Spulenkern umschlossenen Spulen­innenraum hinein vorspringenden, an ihren Enden mit jeweils mindestens einem radial nach außen gerichteten Rastzahn versehenen Federzungen ausgebildet sind, deren Rastzähne mit einer entsprechenden Innen­verzahnung am Spulenkern in Eingriff stehen, wobei die Federzungen entweder mit dem Antriebs- bzw. Getrieberad oder mit einer an diesem koaxial befestigten Tragscheibe einstückig ausgebildet sind.
• Bei der erfindungsgemäßen Rutschkupplung arbeiten die axial gerichteten, radial nach außen vorspreizenden Federzungen direkt auf eine Innen­verzahnung am Spulenkern ohne Zwischenschaltung einer Kupplungshaube o.ä., wodurch sich eine deutliche Materialeinsparung gegenüber der gattungsgemäßen Lösung ergibt. Die Ausbildung der Rasteinrichtungen durch Rastzähne einerseits und eine Innenverzahnung am Spulenkern andererseits sorgt für genau definierbare Eingriffsverhältnisse im Rast­bereich, wodurch nicht nur eine sicher wirksame, genau auslegbare Rast­wirkung eintritt, sondern sich auch ganz spezielle Rastwirkungen erzielen lassen, falls dies gewünscht wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Federzungen und die dadurch gegebene Eingriffssituation an der Innen­verzahnung des Spulenkernes ist auch die Möglichkeit gegeben, einen (gewollt oder auch ungewollt) auftretenden Winkelversatz zwischen den Drehachsen von Spulenkern und Antriebs- bzw. Getrieberad problemfrei auszugleichen, ohne daß die gewünschte Rutschkupplungswirkung beeinträchtigt würde, was in jedem Fall zumindest die Montage verein­facht. Bei der erfindungsgemäßen Rutschkupplung entfällt im Falle einer einstückigen Ausbildung der Federzungen bzw. Klinken mit dem Antriebs- bzw. Getrieberad jegliche Notwendigkeit einer gesonderten Befestigung derselben, wobei die erfindungsgemäße Ausbildung dieses einstückigen Bauteiles einfach herstellbar ist. Werden die elastischen Zungen bzw. Klinken jedoch einstückig mit einer Tragscheibe ausgebildet, die ihrer­seits konzentrisch am Antriebs- bzw. Getrieberad befestigt wird, so ist auch hier die Einzelbefestigung jeder Zunge bzw. Klinke nicht mehr erforderlich, sondern nur noch die Befestigung einer konzentrisch am Antriebs- bzw. Getrieberad anzubringenden Tragscheibe, was auch bei automatischer Montage keinerlei Probleme aufwirft. Da die elastischen Zungen mit ihren Rastzähnen direkt in die Innenverzahnung am Spulen­kern der aufzusteckenden Spulen eingreifen, entfällt jegliches Zwischen­glied und damit der für dieses erforderliche Material-, Herstellungs- und Montageaufwand. Das Aufstecken der Spule mit ihrer Innenverzahnung auf die Federzungen stellt nur einen axialen Aufschiebevorgang dar, der gerade bei automatischer Montage leicht und rasch ausführbar ist, so daß die Gesamtmontage der erfindungsgemäßen Rutschkupplung überraschend einfach und damit besonders schnell erfolgen kann, der gesamte Material- und Herstellungsaufwand gering ist und somit insgesamt eine besonders preiswürdige Konstruktion erreicht wird. Die Verwendung von speziell an den Enden der Federzungen ausgebildeten Rastzähnen und einer diesen entsprechenden Innenverzahnung bringt herstellungstechnisch keinerlei Probleme, gewährleistet aber genau definierte Eingriffsverhältnisse bei Rasteingriff, die eine präzise Auslegung der Kupplung auf die gewünschten Lösemomente der Rutschkupplung zulassen, Zufälligkeiten ausschließen und überdies auch das Erreichen spezieller Rutsch­kupplungs-Effekte, auf die weiter unten zurückzukommen sein wird, zulassen.
• Die Ausbildung der Rastzähne und der Zähne der Innenverzahnung kann in jeder für einen Rasteingriff geeigneten Formgebung erfolgen. Besonders bevorzugt werden jedoch die Rastzähne und die Zähne der Innen­verzahnung so geformt, daß sie einen symmetrischen Zahnquerschnitt aufweisen, wodurch ein Rastkupplungseffekt in beiden Drehrichtungen erreicht werden kann. Dabei ist die symmetrische Ausbildung der Zähne bevorzugt im Querschnitt dreieckförmig, wobei vorteilhafterweise die Zahnflanken jedes Zahnes einen Winkel von etwa 120° einschließen.
• Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rutsch­kupplung besteht auch darin, daß die Zähne der Innenverzahnung des Spulenkerns eine größere, bevorzugt dreifach größere Zahnhöhe als die Rastzähne der elastischen Zungen aufweisen, wodurch sich eine deutliche Verringerung der Wandstärke des Spulenkernes erreichen läßt, was zu einer weiteren, merklichen Materialeinsparung dortselbst führt.
• Für bestimmte Anwendungsfälle kann es bei der erfindungsgemäßen Rast­kupplung jedoch auch vorteilhaft sein, die Zähne der Innenverzahnung des Spulenkerns und die Rastzähne nicht-symmetrisch auszubilden, um in beiden Drehrichtungen unterschiedliche Öffnungsmomente für das Rast-Lösemoment zu erhalten. Eine bevorzugte unsymmetrische Aus­bildung der Zähne besteht z. B. darin, daß die Zähne der Innenverzahnung der Spulenkerns ebenso wie die Rastzähne jeweils eine radial verlaufende Seitenflanke aufweisen, während die andere Seitenflanke schräg zu dieser, bevorzugt unter einem Winkel von 60°, angestellt ist. Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rutschkupplung wird nur in einer Drehrichtung der gewünschte Rutschkupplungseffekt erreicht, während in der anderen Drehrichtung, wenn sich nämlich die jeweils radial ver­laufenden Seitenflanken der beiden Zahnreihen aneinander anlegen, grund­sätzlich eine Sperrung (ohne Rutscheffekt) ergibt. Bei dieser Zahn­ausgestaltung wird aber überdies auch noch erreicht, daß nach der maximalen Einfederung der elastischen Rastzähne beim Überspringen der Innenverzahnung über den betreffenden Rast-Gegenzahn unmittelbar ein radiales Ausfedern der Rastzähne erfolgen kann, ohne daß es hier - wie bei einem symmetrischen Zahnquerschnitt - unter der Spannung des Trägerbandes zu einem beschleunigten Hinabgleiten der Außenverzahnung auf der sich hinter der Zahnspitze des Rastzahnes anschließenden schrägen Seitenflanke desselben (noch dazu unter Wirkung der radial nach außen gerichteten Rückstellkraft des Rastzahnes) und damit zum Auftreten einer unerwünschten, plötzlichen Bandentspannung kommt.
• Bevorzugt wird weiterhin bei der erfindungsgemäßen Rutschkupplung die Teilung der Innenverzahnung kleiner als die halbe Breite des die Rast­ zähne tragenden Endabschnitts einer Federzunge gewählt, wodurch (in Umfangsrichtung gesehen) ein einseitiges Ausfedern einer Einzelzunge vermieden werden kann, weil stets mindestens zwei Zähne der Innen­verzahnung mit den Rastzähnen der Federzunge in Eingriff stehen.
• Anstelle einer dreieckförmigen Ausgestaltung der Zähne können diese jedoch auch mit einem symmetrischen Querschnitt in Form eines Kreis­abschnitts ausgebildet sein, wobei die Innenverzahnung eine entsprechend komplementär gestaltete Formgebung aufweist, was in bestimmten Einsatzfällen besonders vorteilhaft sein kann.
• Vorteilhafterweise werden der Spulenkern mit der Innenverzahnung und die Federzungen mit den Rastzähnen aus Kunststoff ausgebildet, wodurch sich nicht nur eine einfache Herstellbarkeit der jeweiligen Einzelteile, sondern überdies auch günstige Reibungsverhältnisse im Bereich des Rast­eingriffes (Kunststoff/Kunststoff) ergeben.
• Die Federzungen sind konzentrisch um die Drehachse des Antriebs- bzw. Getrieberades herum angeordnet, wobei ihre zwischen den Rastzähnen und dem Antriebs- oder Getrieberad angeordneten Abschnitte bevorzugt mit ihren radialen Außenflächen auf der Mantelfläche eines Kegel­stumpfes liegen. Vorteilhafterweise sind dabei in diesem Bereich die Federzungen mit einem sich in Richtung vom Antriebs- oder Getrieberad weg radial verjüngenden Querschnitt versehen, wodurch sich insgesamt ein günstiges Ausfederverhalten bei gleichzeitig stabiler Gesamt­anordnung erreichen läßt. Besonders bevorzugt werden hierbei die Feder­zungen an ihren die Rastzähne tragenden Endbereich mit einem verdickten Querschnitt versehen.
• Bevorzugt sind ferner die Zähne der Innenverzahnung im wesentlichen über die gesamte axiale Breite des Spuleninnenraums des Spulenkernes angebracht, wobei, weiter bevorzugt, die Rastzähne am im Spulenkern innenliegenden Endbereich der Spulenverzahnung mit dieser in Eingriff stehen, wodurch die an der Verrastungsstelle bewirkte Kraftübertragung axial in der Nähe der gehäuseseitigen Lagerstelle der Spule erfolgen kann.
• Darüberhinaus ist es von Vorteil, wenn, in Umfangsrichtung gesehen, der Abstand zwischen zwei Federzungen kleiner als die Teilung der Innen­verzahnung ist, wodurch sichergestellt wird, daß zwischen zwei Feder­zungen jeweils nicht mehr als ein unbelasteter Zahn der Innenverzahnung vorliegt.
• Praktische Versuche haben gezeigt, daß bei der erfindungsgemäßen Rutschkupplung die Teilung der Innenverzahnung bevorzugt dreimal so groß wie die Teilung der Rastzähne auf den Federzungen ausgeführt werden sollte, wodurch sich sehr gute Ergebnisse erzielen ließen.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Querschnitt durch das Gehäuse eines Hand-Kleberollers, und zwar durch dessen Spenderspulen-Anordnung, mit einer erfindungs­gemäßen Rutschkupplung;
• Fig. 2 den Schnitt II-II aus Fig. 1 (unter Weglassung des Gehäuses);
• Fig.3 einen (stark vergrößerten) Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich des Zahneingriffs der Rastzähne mit der Innenverzahnung des Spulenkernes;
• Fig. 4, 5 und 6 die prinzipielle Darstellung der zeitlichen Abfolge des Zahneingriffs (dargestellt an einem Rastzahn und einem Zahn der Innen­verzahnung) bei einem Rastwechsel (Rutscheffekt);
• Fig. 7 eine der Darstellung der Fig. 3 entsprechende vergrößerte Dar­stellung, jedoch mit unsymmetrischer, einseitiger blockierender Zahn­form, sowie
• Fig. 8, 9 und 10 den Fig. 4, 5 und 6 entsprechende Einzeldarstellungen, jedoch mit der Zahnform gemäß Fig. 7.
• In Fig. 1 ist der Schnitt durch das aus zwei Gehäusehälften 1, 2 gebildete Gehäuse eines Büro-Handabrollers dargestellt, mit dem ein auf einem Trageband aufgebrachter Klebstoffilm auf ein Substrat übertragen werden kann. Das filmbeschichtete Trageband befindet sich dabei auf einer im Gehäuse angebrachten Spenderspule in Form eines auf einen Spulenkern 3 aufgewickelten Bandvorrates 4 (vgl. Fig. 1 und 2), von dem aus es zu einer Seite (wie in Fig. 2 strichpunktiert und durch den Pfeil dargestellt) zur Benutzung abgezogen wird. An einer anderen Stelle ist innerhalb des Gehäuses 1, 2 eine (in den Figuren nicht dargestellte) Aufwickelspule angeordnet, auf die das aus dem Gehäuse herausgeführte filmbeschichtete Trägerband nach Abgabe des Klebstoffilmes wieder im Gehäuse aufgewickelt wird.
• Wie Fig. 1 weiterhin zeigt, ist der Spulenkern 3 der Spenderspule über eine an seinem einen axialen (der Gehäuseseitenwand zugewandten) Ende angebrachte, den Spulenkern 3 drehbar halternde Tragewand 5 auf einem Lagerbund 6 verdrehbar gelagert, der an einem von der Seitenwand der Gehäusehälfte 2 in das Innere des Gehäuses vorspringenden Anlaufbund 13 ausgebildet ist.
• Koaxial mit dem Spulenkern 3 der Spenderspule ist ein Zahnrad 7 mit einer Außenverzahnung 8 an der gegenüberliegenden Gehäusehälfte 1 vorgesehen, das auf seiner dem Spulenkern 3 zugewandten Seite einen umlaufenden Ringbund 9 trägt, auf dem das freie Ende des Spulenkernes 3 sitzt.
• Vom Zahnrad 7 ragt ein zentral angeordneter, hohler Mittelschaft 10 vor, der sich durch die gesamte offene Breite des aus den Gehäusehälften 1, 2 gebildeten Gesamtgehäuses erstreckt und an seinen beiden axialen Enden jeweils auf einem aus der betreffenden Gehäusehälfte 1 bzw. 2 vorspringenden kurzen Lagerbolzen 12 bzw. 11 drehbar aufsitzt. Dabei stützt sich die der Gehäusehälfte 1 zugewandte Außenfläche des Zahnrades 7 axial gegen einen konzentrisch um den Lagerzapfen 12 herum kreisförmig verlaufenden Anlaufbund 14 ab.
• Auf der dem Spulenkern 3 zugewandten Seite sind am Zahnrad 7, radial zu dessen Mittelschaft 10 nach außen versetzt, eine Vielzahl von konzentrisch zum Mittelschaft 10 angeordneten, zueinander gleichmäßig versetzten Federzungen 15 angebracht, die einstückig mit diesem ausge­bildet sind und alle eine gleiche Formgebung aufweisen. Jede Federzunge 15 erstreckt sich dabei axial in Richtung der Drehachse des Zahnrades 7, jedoch nicht parallel zu dieser, wobei sie, ausgehend von ihrem Mündungs­punkt am Zahnrad 7, schräg radial nach außen ansteigt. Die Außenflächen aller Federzungen 15 liegen somit auf einer kegelstumpfförmigen Hüll­fläche.
• An ihren axialen Enden sind die Federzungen 15 mit mindestens jeweils einem Rastzahn 16 versehen, der radial nach außen vorspringt, wobei bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Rast­zähne 16 pro Federzunge 15 vorgesehen sind, wie dies aus Fig. 2 entnehmbar ist. Diese radialen Rastzähne 16 stehen mit entsprechenden Gegenzähnen einer Innenverzahnung 17, die am Innenumfang des Spulen­kernes 3 ausgebildet ist, in Eingriff. Die axiale Erstreckung der Feder­zungen 15 ist so groß, daß sie nur in einem kleinen axialen Abstand vom stirnseitigen Ende des von der gegenüberliegenden Gehäusehälfte 2 vorspringenden Lagerbundes 6 in die Innenverzahnung 17 des Spulenkernes 3 eingreifen. Hierdurch wird die Kraftübertragung zwischen den Zähnen 16 und 17 axial in einen Bereich verlegt, der sehr nahe an der gehäuse­seitigen Lagerstelle des Spulenkernes 3 liegt, wodurch die infolge des axialen Abstands des Rasteingriffspunktes zu dieser Lagerstelle auftretenden, durch die Zahnabstützkräfte bedingten Kippmomente auf die gehäuseseitige Lagerung der Spenderspule bzw. deren Spulenkernes 3 sehr gering gehalten werden können.
• Die Rastzähne 16 und die Gegenzähne der Innenverzahnung 17 des Spulen­kernes 3 sind beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 jeweils mit einem symmetrischen Querschnitt versehen, wobei Fig. 3 einen stark vergrößerten Detailausschnitt aus Fig. 2 zur besseren Darstellung des gegenseitigen Zahneingriffs und der Zahnformen zeigt.
• Bei dieser Ausführungsform sind sowohl die Rastzähne 16 auf den Feder­zungen 15 wie auch die Zähne der Innenverzahnung 17 im Querschnitt dreieckförmig, wobei die Seitenflanken der Zähne zwischen sich einen Winkelα (vgl. Fig. 4) einschließen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel 120° ist. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, einen etwas größeren oder etwas kleineren Winkel α einzusetzen, allgemein hat sich jedoch ein Winkel α von 120° oder sehr nahe bei diesem Wert als bei solchen Kupplungen besonders günstig erwiesen. Die gezeigten symmetrischen Zahnformen geben die Möglichkeit für einen Rutschkupplungseffekt in beiden Drehrichtungen, wie dies durch den in Fig. 3 angegebenen beidseitigen Pfeil dargestellt ist. Je nach Drehrichtung kommen die einander in der gewählten Drehrichtung zugewandten Seitenflanken von Innenverzahnung 17 und Rastzähnen 16 aneinander zur Anlage. Die spezielle Darstellung der Fig. 3 zeigt eine Drehrichtung des Spulenkerns 3 nach rechts, d. h. im Uhrzeigersinn, wobei der Antrieb durch das ablaufende Band erfolgt, dabei jede Federzunge 15 über die Verzahnung 16, 17 mitgenommen und hierdurch ein Antriebsmoment auf das Zahnrad 7 übertragen wird.
• Das Zahnrad 7 kämmt (direkt oder gegebenenfalls unter Zwischen­schaltung eines weiteren Zwischenzahnrads) mit einem in den Figuren nicht gezeigten, an der Drehachse der Aufwickelspule angebrachten Getrieberad zum Antrieb der Aufwickelspule. Dabei ist das Übersetzungs­verhältnis so gewählt, daß selbst bei auf der Spenderspule noch vorhandenem vollem Bandvorrat die Drehzahl der Spenderspule stets größer als die über die Aufwickelspule vorgegebene Drehzahl des Getrieberades 7 ist, so daß dessen Drehzahl bei Gebrauch des Gerätes stets etwas kleiner als die durch das Abziehen des Trägerbandes erzwungene Abwickeldrehzahl des Spulenkerns 3 ist, wobei die auftretende Drehzahldifferenz durch die beschriebene Rutschkupplung ausgeglichen wird.
• Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die Teilung t der Rastzähne 16 gleich groß wie die Teilung T der Innenverzahnung 17, so daß stets zwei nebeneinanderliegende Zähne der Innenverzahnung 17 mit zwei nebeneinanderliegenden, auf einer Federzunge 15 angebrachen Rast­zähnen 16 in Eingriff stehen. Die Zahnhöhe H₂ der Zähne der Innen­verzahnung 17 ist dabei dreimal so groß wie die Zahnhöhe H₁ der Rastzähne 16, wodurch sich bei guter Funktion eine deutliche und erhebliche Verringerung der umlaufend tragenden Wandstärke des Spulen­kernes 3 (und damit eine merkliche Materialeinsparung) erreichen läßt.
• Zwischen zwei im Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Federzungen 15 ist ein Zwischenraum einer Breite A vorgesehen, die deutlich geringer ist als der Abstand T zweier nebeneinanderliegender Zähne der Außen­verzahnung 17, wodurch erreicht wird, daß zwischen zwei in Umfangs­richtung aufeinanderfolgenden Federzungen 15 stets nur ein Zahn der Außenverzahnung 17 ohne Rasteingriff bzw. Abstützung an einer Feder­zunge ist. Hierdurch wird über den gesamten Umfang hinweg eine besonders große Anzahl von Rasteingriffen an den Zähnen der Innen­verzahnung 17 des Spulenkernes 3 erreicht, wodurch die auftretende Einzelbelastung pro Zahneingriff besonders gering gehalten werden kann.
• Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen nur die Abfolge der Vorgänge, die bei einer gegebenen Verzahnungsstelle eintreten, wenn das Lösemoment für die Rutschkupplung überschritten wird. Die in ihrer Ausgangslage voll neben­einander liegenden Seitenflanken eines Rastzahnes und eines Zahnes der Innenverzahnung (Fig. 4) werden bei Auftreten eines hohen Übertragungs­momentes durch elastisches Einfedern des Rastzahnes 16 in Pfeilrichtung radial zunehmend voneinander entfernt, wodurch sich die Seitenflanken, ausgehend von der jeweiligen Zahnspitze, auf einer immer geringeren Länge überdecken, bis schließlich die Ausfederung so stark ist (Fig. 5), daß die Spitze des Zahns der Innenverzahnung über die Spitze des Rast­zahnes überspringt, wodurch momentan der Kraftschluß zwischen beiden Zähnen, d. h. die Rastwirkung, aufgehoben wird, was es dem Zahn der Innenverzahnung 17 ermöglicht, mit seiner zweiten Flanke längs der anderen Flanke des Rastzahnes 16 hinabzurutschen, während gleichzeitig die Federzunge 15 in der in Fig. 6 gezeigten Richtung des Pfeiles wieder radial nach außen ausfedert (und durch ihren Druck das Abgleiten des Gegenzahnes beschleunigt). Hierbei kann sich die Innenverzahnung 17 relativ zu den Federzungen 15 so lange in Antriebsrichtung ungehindert bewegen, bis ihre in Antriebsrichtung vorneliegende Seitenflanke wieder an der zugewandten Seitenflanke des folgenden Rastzahnes zur Anlage kommt.
• Bei dem in Fig. 6 gezeigten Hinabgleiten des Zahnes der Innenverzahnung 17 am Rastzahn 16 nach dem Lösen des Rasteingriffs erfolgt (wegen der dauernd wirksamen Bandspannung) durch die infolge der Schräge auftretende, das "Abrutschen" des Außenzahnes beschleunigende Wirkung eine kurzzeitige Bandentspannung so lange, wie dieses "Abwärtsgleiten" der beiden Zahnflanken aufeinander andauert, was in vielen Anwendungs­fällen zulässig und problemfrei ist, in manchen Anwendungsfällen jedoch vermieden werden soll. Die kann durch eine geeignete Wahl einer Zahn­form geschehen, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist: dort weist jeder der Zähne der Innenverzahnung 17 wie auch der Rastzähne 16 eine Seiten­flanke S1 auf, die rein radial (oder nur um einen geringen Winkel zur Radialen geneigt) angeordnet ist, während die zweite Seitenflanke S2 des im Querschnitt dreieckförmigen Zahnes hierzu in einem Winkel β ange­stellt ist, der beim gezeigten Beispiel 60° beträgt. Sobald beim Aufein­anderliegen der geneigten Seitenflanken S2 (in Antriebsrichtung des Spulenkernes 3) bei Überschreiten des Lösemomentes für die Rutsch­kupplung der Überspringpunkt der beiden Zähne erreicht ist (vgl. Fig. 9), wird anschließend infolge der radialen Ausrichtung der dann aneinander zur Anlage kommenden Seitenflanken S1 der auftretende Ausfedervorgang der Federzunge 15 nicht mehr dazu führen, daß der Zahn der Innen­verzahnung 17 durch die Ausfederkraft der Federzunge irgendeine in Antriebsrichtung des Spulenkernes 3 wirksame Kraftkomponente erfährt, weshalb die bei der Zahnform gemäß Fig. 3 auftretende kurzzeitige Band­entspannung hier nicht auftreten kann. Gleichzeitig wird durch die dann radial nebeneinanderliegenden Zahnflanken S1 bewirkt, daß sie nach der Ausfederung der Federzunge 15 (also in der in Fig. 10 gezeigten Stellung) in Gegenrichtung formschlüssig blockiert sind, d. h. eine Umdrehung der Antriebsrichtung des Spulenkernes 3 würde hier keinen Rutschkupplungs­effekt mehr ergeben. Deshalb wirkt die in Fig. 7 gezeigte Anordnung nur in Richtung des dort einseitig (nämlich im Uhrzeigersinn gerichteten) Pfeiles als Rutschkupplung, in Gegenrichtung jedoch als starres Getriebe.
• Die Breite B jeder Federzunge 15 ist, wie Fig. 7 zeigt, deutlich größer als der Abstand T (vgl. Fig. 3) zwischen zwei Zähnen der Außen­verzahnung 17 gewählt, vorzugsweise größer als der doppelte Abstand T, so daß stets zwei Zähne der Innenverzahnung 17 mit jeder Federzunge 15 in Wirkeingriff stehen und ein einseitiges Ausfedern einer Federzunge 15 nicht möglich ist.

Claims (16)

1. Rutschkupplung zwischen dem Spulenkern einer Wickelspule eines Büro­gerätes o. dgl. und einem zu diesem konzentrisch angeordneten Antriebs- oder Getrieberad, an dem von seiner Drehachse, gleichmäßig um diese verteilt, radial nach außen vorstehende und radial einfederbare elastische Klinken gleicher Form befestigt sind, die mit ihren freien Enden mit am Spulenkern über dessen Innenumfang verteilten Rastaufnahmen in Rast­eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Klinken in Form von sich in Axialrichtung erstreckenden, radial schräg nach außen vom Antriebs- oder Getrieberad (7) in den vom Spulenkern (3) umschlossenen Spuleninnenraum hinein vorspringenden, an ihren Enden mit jeweils mindestens einem radial nach außen gerichteten Rastzahn (16) versehenen Federzungen (15) ausgebildet sind, deren Rastzähne (16) mit einer entsprechenden Innenverzahnung (17) am Spulenkern (3) in Eingriff stehen, wobei die Federzungen (15) mit dem Antriebs- oder Getrieberad (7) oder mit einer an diesem konzentrisch befestigten Trag­scheibe einstückig ausgebildet sind.

2. Rutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastzähne (16) und die Zähne der Innenverzahnung (17) einen symmetrischen Zahnquerschnitt aufweisen.

3. Rutschkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnquerschnitte dreieckförmig sind und die Zahnflanken (S1, S2) jedes Zahnes (16; 17) einen Winkel (α) von 120° einschließen.

4. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Zähne der Innenverzahnung (17) des Spulenkerns (3) eine dreifach größere Zahnhöhe (H₂) als die Rastzähne (16) aufweisen.

5. Rutschkupplung nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (17) der Innenverzahnung des Spulenkernes (3) und die Rastzähne (16) jeweils eine radial verlaufende Seitenflanke (S1) aufweisen, während die andere Seitenflanke (S2) zu dieser schräg (β) angestellt ist.

6. Rutschkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Seitenflanke (S2) unter 60° zur radialen Seitenflanke (S1) verläuft.

7 Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Teilung (T) der Innenverzahnung kleiner ist als die halbe Breite (B) des die Rastzähne (16) tragenden Endabschnitts einer Federzunge (15).

8. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Rastzähne (16) im Querschnitt kreisabschnittförmig ausgebildet sind und die Innenverzahnung eine entsprechend kom­plementäre Formgebung aufweist.

9. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Spulenkern (3) mit der Innenverzahnung (17) ebenso wie die Federzungen (15) mit den Rastzähnen (16) aus Kunststoff bestehen.

10. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß die radialen Außenflächen der Federzungen (15) zwischen den Rastzähnen (16) und dem Antriebs- oder Getrieberad (7) auf der Mantelfläche eines Kegelstumpfes liegen.

11. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Federzungen (15) im Bereich zwischen den Rastzähnen (16) und dem Antriebs- oder Getrieberad (7) einen sich in Richtung von diesem weg radial verjüngenden Querschnitt aufweisen.

12. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß in Umfangsrichtung der Abstand zwischen zwei Feder­zungen (15) kleiner als die Teilung (T) der Innenverzahnung (17) ist.

13. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Teilung (T) der Innenverzahnung (17) dreimal so groß wie die Teilung (t) der Rastzähne (16) ist.

14. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß sich die Zähne der Innenverzahnung (17) im wesentlichen über die gesamte axiale Breite des Spuleninnenraumes des Spulenkernes (3) erstrecken.

15. Rutschkupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastzähne (16) am im Spulenkern (3) innenliegenden Endbereich der Innen­verzahnung (17) mit dieser in Eingriff stehen.

16. Rutschkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Federzungen (15) an ihrem die Rastzähne (16) tragenden Endbereich einen verdickten Querschnitt aufweisen.

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