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Stopp-Lagen-Kupplung für Ein-, Mehr-oder Teiltourenbetrieb Die Erfindung
bezieht sich auf eine Stopp-Lagen-Kupplung für Ein-, Mehr- oder Teiltourenbetrieb
mit einer Antriebs- und einer Abtriebskupplungsscheibe, die durch gegenseitige Axialverschiebung
über Kupplungsglieder formschlüssig kuppelbar und nach einer oder mehreren Umdrehungen
bzw. einer Teilumdrehung der Antriebskupplungsseheibe durch Ausrückmittel wieder
lösbar sind.
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Derartige Kupplungen werden mit Vorteil zum Antrieb feinmechanischer
Geräte verwendet, die im sogenannten Start-Stopp-Betrieb arbeiten, wie beispielsweise
Lochstreifenstanzwerke oder Lochstreifenleser, in denen ein Aufzeichnungsträger
zwischen je-
weils zwei im Stillstand stattfindenden Datenübertragungsvorgängen
um einen Schritt weitertransportiert wird.
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Die neue Kupplung läßt sich jedoch grundsätzlich auch zum Antrieb
aller jener Einrichtungen verwenden, in denen einzelne oder mehrere Organe jeweils
eine einmalige, von Hand oder mechanisch gesteuerte Bewegung vollführen sollen,
wie dies häufig in Büromaschinen, Fernmeldegeräten, bei Verpackungsmaschinen, automatischen
Zuführeinrichtungen, Filmaufnahme- und -vorführgeräten od. dgl. der Fall ist.
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Üblicherweise bestehen derartige Start-Stopp-Kupplungen aus einer
ständig umlaufenden Antriebswelle und einer mit dem anzutreibenden Gerät bzw. mit
der zu betätigenden Einrichtung verbundenen Abtriebswelle, die mechanisch oder elektromagnetisch
für die Dauer einer festgelegten Zeitspanne - meist für eine oder mehrere
volle Umdrehungen -
mit der Antriebswelle kuppelbar ist.
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So ist beispielsweise eine Ein- oder Mehrtourenkupplung bekanntgeworden,
bei der die kontinuierlich umlaufende Antriebswelle fest mit einer Antriebskupplungsscheibe
und die Abtriebswelle fest mit einem Kupplungszylinder verbunden sind. In dem Kupplungszylinder
ist parallel zur Abtriebswelle ein Kuppelbolzen verstellbar gelagert, der durch
Einrückorgane entriegelt werden kann, so daß er durch die Kraft einer Feder gegen
die Antriebskupplungsscheibe gedrückt wird, in der eine Reihe von Ausnehmungen vorgesehen
sind. Der Kuppelbolzen fällt in eine dieser Ausnehmungen ein, sobald es die gegenseitige
Drehlage von Kupplungsscheibe und Kupplungszylinder erlaubt, und wird von der umlaufenden
Antriebskupplungsscheibe mitgenommen. Nach einer oder mehreren vollen Umdrehungen
kann der Kuppelbolzen -über die gleichzeitig als Ausrückorgane ausgebildeten Einrückorgane
der Kupplung zurückgestellt und verriegelt werden, so daß der Entkupplungszustand
wieder erreicht ist. Eine derartige Kupplung weist Nachteile auf. Einmal läßt sich
der Zeitpunkt des Einkuppelns nicht genau festlegen, vielmehr schleift der Kuppelbolzen,
bevor er in eine entsprechende Ausnehmung in der Antriebskupplungsscheibe einfällt,
zunächst über die Kupplungsscheibe. Zum anderen wird die Antriebswelle ruckartig
beschleunigt, wenn der Kupplungsbolzen in die Öffnung der Kupplungsscheibe eindringt.
Dies belastet jedoch nicht nur den Antriebsmotor in unerwünschter Weise, sondern
beansprucht beispielsweise die Transportlöcher eines Lochstreifens derart, daß bei
hohen Geschwindigkeiten die Gefahr des Einreißens, bei niedrigeren Geschwindigkeiten
die Möglichkeit der Deformation gegeben ist. Beides erschwert oder verhindert sogar
das Einhalten der international genormten Lochabstände auf dem Streifen.
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Hinzu kommt, daß durch das schlagartige Arbeiten der Kupplung ein
starkes Geräusch entsteht, das in vielen Fällen äußerst unerwünscht ist.
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Bekannt ist weiter eine Eintourenkupplung mit einer auf der kontinuierlich
umlaufenden Antriebs" welle fest angeordneten A-ntriebskupplungssch6ibe und einer
über eine Friktionskupplung und eine unter Federspannung stehende Schaftkupplung
mit Klaue und Schlitz ständig angetriebenen Abtriebskupplungsscheibe. Im Kupplungs#zustand
stehen beide Kupplungsscheiben über Stirnverzahnungen formschlüssig miteinander
im Eingriff. Das selbständige Entkuppeln nach einer oder mehreren Umdrehungen
der Abtriebskupplungsscheibe erfolgt über eine mit dieser in Verbindung stehenden
Schräge mit Anschlag in der Weise, daß die Antriebskraft die Schräge gegen den Anschlag
eines, einfallenden Kupplungshebels drückt und hierdurch die Abtriebskupplungsscheibe
entgegen einem Federdruck axial verschiebt, so daß diese außer Eingriff mit der
Antriebskupplungs- -
scheibe kommt und durch den Anschlag
an der Schrägen in einer Ruhestellung gehalten wird.
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Auch bei dieser Kupplung wird die zunächst stillstehende Abtriebskupplungsscheibe
mit einer ständig umlaufenden Antriebskupplungsscheibe gekuppelt. Wie im ersten
Beispiel tritt während des Kupplungsvorganges zunächst ein mehr oder weniger starker
Schlupf auf, da sich die Zähne der Stirnverzahnungen an den Kupplungsteilen im ausgekuppelten
Zustand in beliebiger Stellung gegenüberstehen.
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Das Einrücken und Ausrücken dieser Kupplung geschieht wie bei der
zuerst genannten ruckartig, da die Abtriebskupplungsscheibe plötzlich aus dem Ruhezustand
auf die endliche Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle beschleunigt bzw. aus dieser
auf die Winkelgeschwindigkeit Null verzögert wird. Die durch diese Geschwindigkeitssprünge
auftretenden hohen Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte müssen teils von dem
Antriebsmotor, teils von den Kupplungsorganen und den auf der Abtriebswelle der
Kupplung angeschlossenen Organen aufgefangen werden, was zu meist unerwünscht hohen
Materialbeanspruchungen führt.
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Kraftschlüssige Kupplungen, die mit Reibbelägen, Wälzkörpergesperren
od. dgl. arbeiten, lassen sich zwar sanfter ein- und auskuppeln, sie arbeiten jedoch,
besonders bei vielen Lastwechseln pro Zeiteinheit, wegen ihres Schlupfes zu ungenau.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile
der bisher bekannten Kupplungen für »Start-Stopp-Betrieb« zu vermeiden und eine
Kupplung zu schaffen, die ein sicheres Kuppeln auch bei vielen Lastwechseln in der
Zeiteinheit ohne übermäßige Beanspruchung einzelner Teile ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird dies durch eine Stopp-Lagen-Kupplung mit einer
Antriebs- und einer Abtriebskupplungsscheibe, die durch gegenseitige Axialverschiebung
über Kupplungsglieder forinschlüssig kuppelbar und nach einer oder mehreren Umdrehungen
bzw. einer Teilumdrehung der Antriebskupplungsscheibe durch Ausrückmittel wieder
lösbar sind, dadurch erreicht, daß eine von der Antriebswelle der Kupplung über
ein Getriebe mit periodisch ungleichförmiger übersetzung, vorzugsweise über die
Kombination eines Planetengetriebes mit einem Kurbelgetriebe ungleichförmig angetriebene
Antriebskupplungsscheibe vorgesehen ist, die im Nulldurchgang ihrer Winkelgeschwindigkeit
durch an sich bekannte Kupplungsglieder mit der Abtriebskupplungsseheibe kuppelbar
bzw. entkuppelbar ist.
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In der neuen Kupplung erfolgen die Kupplungs-und Entkupplungsvorgänge
nicht wie bisher zwischen einem stillstehenden und einem rotierenden, sondern zwischen
zwei stillstehenden Teilen, wodurch ein anfänglicher Schlupf der Kupplung sicher
vermieden wird. Auch wird der abtriebsseitige Kupplungsteil nicht plötzlich von
dem umlaufenden Antriebskupplungsteil mitgerissen, sondern zusammen mit diesem allmählich
beschleunigt und verzögert, so daß selbst bei gesteigerter Betriebsgeschwindigkeit
die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte im Motor und beispielsweise an den Rändern
der Transportlöcher eines Lochstreifens ein zulässiges Maß nicht überschreiten.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die übersetzungsverhältnisse
von Planeten- und Kurbelgetriebe derart aufeinander abgestimmt, daß die Winkelgeschwindigkeit
der Kurbelschwinge bzw. der Antriebskupplungsscheibe bei kontinuierlich umlaufender
Antriebswelle zwischen Null und einem Maximalwert pendelt. Auf Grund dieser Ausbildung
ist die Kurbelschwinge nicht zu einer Richtungsumkehr gezwungen, sondern führt eine
Drehbewegung unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeit in stets gleicher Drehrichtung
aus.
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Ein einfacher mechanischer Aufbau der neuen Kupplung läßt sich durch
eiden mit der Antriebswelle fest verbundenen Trabantenträger mit einem oder mehreren
im Abstand 2r von der Achse der Antriebswelle frei drehbar gelagerten Wellen erreichen,
die je eine mit ihrem Kurbelzapfen in der Kurbelschwinge radial zur Antriebswelle
verschiebbar geführte Kurbel vom Kurbelradius r und ein Planetenrad der Zähnezahl
z aufweisen, das mit einem feststehenden koaxial zur Antriebswelle angeordneten
Sonnenrad gleicher Zähnezahl z kämmt.
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Zur Verschiebung der Abtriebskupplungsscheibe können in vorteilhafter
Weise Magnete vorgesehen sein. Die Spulen der Magnete sind zweckmäßig zur Raumersparnis
als Ringspulen ausgebildet, die konzentrisch zur Antriebs- und Abtriebswelle angeordnet
sind. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß den Spulen der Strom direkt und
nicht über Schleifringe zugeführt wird. Die richtige Schaltung der Magnete wird
dabei durch Kontakte vorgenommen, die beispielsweise durch Nocken auf der Antriebs-oder
Abtriebswelle betätigbar sind.
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Der Magnet, der die Abtriebskupplungsscheibe mit der Kurbelschwinge
in Kontakt bringt, wird als Kupplungsmagnet, derjenige, der die Abtriebskupplungsscheibe
mit der Arretierung in Eingriff bringt, als Bremsmagnet bezeichnet.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, den Bremsmagneten durch mechanische
Schaltorgane zu ersetzen, die ebenso gut pneumatisch oder hydraulisch gesteuert
werden können.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung,
insbesondere die Anordnung der Anker der Ringspulen, sowie die Anordnung der Schaltkontakte
für die Ringspulen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische
Ansicht einer Kupplung entsprechend einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
in der Entkupplungsstellung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Kupplung
nach F i g. 1 in der Kupplungsstellung, F i g. 3 einen Längsschnitt
durch eine abgewandelte Ausführungsforrn des Erfindungsgegenstandes, F i
g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV nach F i g. 2, F i
g. 5 einen Schnitt ähnlich F i g. 4, der schematisch verschiedene
Bewegungsphasen bei einem Umlauf eines Planetenrades zeigt, F i g. 6 die
Schaltung des Brems- bzw. Kupplungsmagneten, sowie eine zugehörige Schaltnockenstellung,
F i g. 7 die Schaltung des Brems- bzw. Kupplungsmagneten, sowie eine zugehörige
Schaltnockenstellung, F i g. 8 eine Schaltanordnung des Brems- bzw. Kupplungsmagneten
mit zugehörigem Schaltnocken und F i g. 9 eine weitere Anordnung des Brems-
und
Kupplungsmagneten mit zugehöriger Schaltnockenstellung.
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Die in den F i g. 1, 2 und 4 dargestellte Kupplung ist innerhalb
eines zylindrischen Gehäuses 2 angeordnet, dessen Boden 4 einen Lagerkörper
5 trägt. In die Bohrung des Lagerkörpers ist ein Nadellager 8 eingesetzt,
in den die Antriebswelle 7 der Kupplung drehbar gelagert ist.
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Antriebswelle 7 und Abtriebswelle 12 sind koaxial angeordnet.
Die Antriebswelle 7 endet in einem Ansatz 10, auf dem ein zweites
Nadellager 14 angeordnet ist. Die Abtriebswelle 12 ist an ihrem, sich in dem Kupplungsgehäuse
befindenden Ende mit einer Ausbohrung versehen, die über das Nadellager 14 geschoben
worden ist. Somit sind Abtriebswelle 12 und Antriebswelle 7 koaxial ineinander
gelagert.
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Das zweite Lager der Abtriebswelle 12 befindet sich außerhalb des
Kupplungsgehäuses und ist in den Figuren nicht dargestellt.
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Auf der Antriebswelle 7 ist ein Trabantenträger 16
befestigt.
Die Befestigung kann auf übliche Weise, beispielsweise durch Aufschrumpfung oder
Aufpressung erfolgen.
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In dem Trabantenträger, der beispielsweise als Scheibe ausgebildet
sein kann, sind Bohrungen angeordnet, in denen kurze Wellen 18 und 20 drehbar
gelagert sind. Auf den Enden der kurzen Wellen, die dem Gehäuseboden 4 zugewandt
sind, sind Planetenräder 22, 24 fest angebracht. Die Planetenräder 22 und 24 kämmen
mit einem Sonnenrad 26, welches vermittels einer Schraube 27 koaxial
zur Antriebswelle mit dem Gehäuseboden 4 der Kupplung verbunden ist. Zwischen der
Bohrung des Sonnenrades 26 und der Antriebswelle 7 ist so viel Spielraum,
daß sich die Antriebswelle 7 frei drehen kann.
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Die dem Gehäuseboden 4 abgewandten Enden der Wellen 18 und
20 tragen Kurbeln 30, 32, die Kurbelarme 34 und 35 sowie entsprechende
Gegengewichte 36, 37 aufweisen.
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Auf der Abtriebswelle 12 ist verrnittels des Nadellagers 44 eine Kurbelschwinge
40 drehbar gelagert, die an ihrer dem Kupplungsgehäuseboden 4 zugewandten Seite
einen Längsschlitz 42 trägt.
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Die Kurbelarine 34 und 35 der Kurbeln 30 und
32
gleiten im Längsschlitz 42 der Kurbelschwinge. Eine Axialverschiebung der
Kurbelschwinge 40 auf der Abtriebswelle 12 wird durch einen Sprengring 46 begrenzt,
die in eine Quernut der Abtriebswelle 12 eingesetzt ist.
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Das Ende der Abtriebswelle 12 weist axiale Führungsnuten
50 sowie Mitnehmerstege 52 auf, auf denen die Nabe 53 einer
Kupplungsscheibe 54 angeordnet ist. Die Nabe der Kupplungsscheibe 54 ist so gestaltet,
daß sie axial auf dem Ende 48 der Abtriebswelle 12 gleiten und zugleich die Welle
über die Mitnehmerstege 52 antreiben kann.
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Die Kupplungsscheibe 54 trägt Kupplungszapfen 561 58, deren
konisch ausgebildete Enden 59, 60 bzw. 61, 62 beiderseits der Kupplungsscheibe
vorstehen. Während des Kupplungszustandes greifen die konischen Enden
59, 61 in komplementär ausgebildete Ausnehmungen 64, 66 der Kurbelschwinge
40 ein, wodurch eine fonnschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle
7 und der Abtriebswelle 12 hergestellt ist. Im entkuppelten Zustand greifen
die konischen Enden 60, 62 in Ausnehmungen 68, 70 von stegähnlichen
Teilen 72, 74 ein, die beispielsweise durch die Schrauben 90 fest
mit dem Gehäuse der Kupplung verbunden sind. Hierdurch ist sichergestellt, daß die
Abtriebswelle im entkuppelten Zustand stets in einer genau definierten Stellung
arretiert ist.
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Die axiale Verschiebung der Abtriebskupplungsscheibe 54 wird durch
Magnetkraft besorgt. Für jede Bewegung der Abtriebskupplungsseheibe ist
je ein Magnet vorgesehen. Sowohl der Kupplungsmagnet als auch der Bremsmagnet
sind ringförmig ausgeführt und koaxial zur Abtriebswelle in das Kupplungsgehäuse
2 eingefügt. Zwischen dem Ringjoch 82 des Bremsmagneten und dem Ringjoch
84 des Kupplungsmagneten ist am Gehäuse 2 mittels Schrauben 76, 77 ein Ring
78 aus nichtmagnetischem Material befestigt. Die Ringjoche 82 und
84 sind an diesem nichtmagnetischen Ring 78 mittels einer Schraube befestigt.
Innerhalb der Ringjoche sind die Magnetspulen 86 und 88 angeordnet.
Die Stromzuführung, sowie die Schaltung der magnetischen Spulen wird später erläutert.
Am äußeren Ring des Ringjoches 82
des Bremsmagneten sind vermittels der Schrauben
90 Stegteile 72, 74 angeordnet, die die Ausnehmung 68, 70 zum
Einrasten der Kupplungsstifte 56 und 58
aufweisen.
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Die magnetischen Kraftlinien des Ringioches 82
des Bremsmagneten
schließen sich über die Kupplungsscheibe 54, die, wie bereits erwähnt, axial auf
der Abtriebswelle gleiten kann.
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Zum Schließen der Kraftlinien des Kupplungsmagneten 84,
88 ist eine weitere Kupplungsscheibe 92 vorgesehen, deren Nabe 94
axial auf der Abtriebswelle gleiten kann und leicht drehbar auf dieser befestigt
ist.
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Zwischen der Kupplungsscheibe 54 und der Nabe der weiteren Kupplungsscheibe
92 ist eine Hülse 98
konzentrisch zur Abtriebswelle 12 angeordnet.
Die Hülse 98 stützt sich auf der Nabe 53 der Kupplungsscheibe 54 und
an einer Schulter 99 an der Nabe 94 der zweiten Kupplungsscheibe ab. Die
Bewegung der Kupplungsscheibe 92 nach rechts wird gemäß F i g. 2 durch
einen Sprengring 96 begrenzt, der in eine Quernut der Abtriebgwelle 12 eingelassen
ist.
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F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Kupplung. Der grundsätzliche Aufbau der Kupplung ist der gleiche wie im vorhergeschriebenen
Ausführungsbeispiel. Die Abtriebskupplungsscheibe 106 ist jedoch aus nichtmagnetischem
Werkstoff hergestellt. Sie weist eine verlängerte Nabe 104 auf, die axial auf der
Abtriebswelle 12 verschiebbar angeordnet ist und die die Abtriebswelle, genau wie
im ersten Ausführungsbeispiel, vermittels axialer Führungsnuten 50 und Mitnehmerstege
52 antreiben kann.
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An das Ende der Nabe 104 ist vermittels der Schrauben 108 ein
Anker 102 befestigt, der die Form einer Scheibe hat. Das Joch 84 des Kupplungsmagneten
ist ringförmig ausgeführt und vermittels der Schrauben 122 an einem Zylinder
116 aus nichtmagnetischem Material befestigt. Im kreisförmigen Joch 84 ist
eine Ringspule 88 angeordnet. Das kreisringförmige Joch 82 des Bremsmagneten
ist vermittels der Schrauben 120 am Ring 116 aus nichtmagnetischem Material
befestigt. Die ringförmige Spule des Kupplungsmagneten ist mit 86 bezeichnet.
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Der nichtmagnetische Ring zum Befestigen der Joche des Kupplungs-
oder Bremsmagneten ist seinerseits vermittels einer Schraube im zylindrischen Gehäuse
der Kupplung festgehalten.
Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel
sind Winkel 110 und 112 vorgesehen, die die Kupplungsstifte 56, 58
im Bremszustand arretieren. Die Arretierungswinkel 110, 112 sind bei 114
an den Ring 116 angenietet. Die Joche des Brems- bzw. Kupplungsmagneten sind
so im Gehäuse angeordnet, daß der gemeinsame Anker 102 je nach dem Erregungszustand
der Magneten von dem einen oder dem andern angezogen werden kann.
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Der mechanische Aufbau der Kupplung gemäß F i g. 3 ist etwas
einfacher als der Aufbau der Kupplung gemäß F i g. 2. Außerdem werden auf
Restmagnetismus zurückführbare Klebwirkungen zwischen Kurbelschwinge, Abtriebskupplungsseheibe
und Abtriebswelle mit Sicherheit vermieden.
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Die kontinuierlich umlaufende Antriebswelle 7
nimmt den fest
mit ihr verbundenen Trabantenträger 16 mit, so daß sich die an den Wellen
18, 20 angebrachten Planetenräder 20, 22 auf dem festgehaltenen Sonnenrad
26 ständig abwälzen. Die mit den Planetenrädem über die Wellen
18, 20 fest verbundenen Kurbeln 30, 32 erfahren dabei eine entsprechende
Drehbewegung und treiben über die in den Längsschlitz 42 eingreifenden Kurbelarme
34, 35 die Kurbelschwinge 40 mit wechselnder Winkelgeschwindigkeit an.
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In beiden Ausführungsbeispielen ist der Abstand zwischen der Achse
der Antriebswelle 7 und den Achsen der Wellen 18, 22 gleich dem doppelten
Kurbelradius r und die Zähnezahl z, der Planetenräder 22, 24 gleich der Zähnezahl
z. des Sonnenrades 26.
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Angenommen, die Drehachsen der Kurbeln stünden relativ zum Kupplungsgehäuse
fest, und die Kurbeln würden sich um ihre Drehachsen mit einer Winkelgeschwindigkeit
coo drehen, würde die Winkelgeschwindigkeit der Kurbelschwinge 40 in bezug auf die
gemeinsame Achse von Antriebs- und Abtriebswelle 7, 12 zwischen
(Kurbel in achsfernster Lage),
(Kurbel in achsnächster Lage) variieren.
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Durch die Drehung der Antriebswelle 7 und Mitnahme des Trabantenträgers
16 mit der Antriebswinkelgeschwindigkeit 0)A.tr, die infolge der Bedingung
z, = z. stets gleich o), ist, wird den oben angegebenen Winkelgeschwindigkeiten
o)s die Winkelgeschwindigkeit oi, überlagert, so daß folgt
«)Abtr",i" # a)o + (os l', = 0 .
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Das heißt, die Kurbelschwinge 40 erfährt bei Drehung der Antriebswelle
7 mit der Winkelgeschwindigkeit WAntr eine Drehung mit einer zwischen
0 und 4 3 co_",t, pendelnden Winkelgeschwindigkeit.
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F i g. 5 zeigt schematisch verschiedene Bewegungsphasen des
Planetenrades 22 und des ihm zugeordneten Kurbelarmes 34. Ausgehend von der achsnächsten
Lage mit der Winkelgeschwindigkeit COAbl" = 0 (F i g. 5 unten), bewegt
sich bei Drehung des Planetenrades 22 der Kurbelarm 34 längs einer herzförmigen
Bahn 100 im Längsschlitz 42 der Kurbelschwinge 40 nach außen in die achsfernste
Lage mit der Winkelgeschwindigkeit
(F i g. 5 oben), um danach wieder in die achsnächste Ausgangslage zurückzukehren.
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Wie die F i g. 5 erkennen läßt, findet ein derartiger Anstieg
und Abstieg der Winkelgeschwindigkeit während einer vollen Umdrehung der Kurbelschwinge
statt. Die Brems- und Kupplungsmagnete müssen nun so geschaltet werden, daß das
Ein- und Auskuppeln stets dann, also bei der Winkelgeschwindigkeit o)Abt,
= 0 geschieht, wenn die relative Geschwindigkeit der zu kuppelnden Teile
0 ist. Vom Kupplungsaugenblick steigt dann die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle
12 von 0 langsam auf den Maximalwert
an, ohne daß dabei der Antriebsmotor und die Transportlöcher des Lochstreifens über
Gebühr beansprucht werden. Ebenso sinkt die Umlaufgeschwindigkeit vom Maximalwert
relativ langsam auf den Wert 0 zurück, so daß auch beim Auskuppeln ein ruckartiger
Belastungswechsel vermieden wird. Von den Ringspulen 86, 88 steht wechselweise
jeweils eine unter Strom, und die Steuerung der Spulen erfolgt derart, daß eine
Verschiebung der aus der Kupplungsscheibe 54, der Hülse 98 und der Kupplungsscheibe
92 gebildeten Anordnung zum Kuppeln oder Entkuppeln stets im Nulldurchgang
der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelschwinge 40 erfolgt.
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Ist die Spule 88 des Kupplungsmagneten erregt und zieht den
Anker 92 gegen den Kein 84, wodurch über die Hülse 98 die Kupplungsscheibe
54 nach links (F i g. 2) verschoben wird, treten die Kupplungsbolzen
56, 58 der Kupplungsscheibe 54 mit der Kurbelschwinge 40 in Eingriff, so
daß die Welle 12 von der Kurbelschwinge mitgenommen wird. Wird die Ringspule
88 entregt und statt ihrer die Spule 86
des Bremsmagneten eingeschaltet,
zieht die Spule 86
die aus ferromagnetischem Material bestehende Kupplungsscheibe
54 nach rechts (F i g. 1), so daß die Kupplungsbolzen 56, 58 außer
Eingriff mit der Kurbelschwinge 40 kommen und mit ihren konischen Enden
60, 62 in die Ausnehmungen 68, 70 der Stegteile 72, 74 eingreifen.
Folglich werden die Kupplungsscheibe 54 und mit ihr die Abtriebswelle 12 arretiert.
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Die Steuerung der Magneten . geschieht über nockenbetätigte
Schalter, deren Nocken, auf der Antriebs- oder Abtriebswelle der Kupplung sitzen
können. Hierbei ist zu beachten, daß sich die Antriebswelle etwa einer Datenübertragungsstation
im Bereitschaftszustand ständig dreht, daß die Kupplung aber erst dann in Tätigkeit
treten darf, wenn beispielsweise Daten in einen Streifen gelocht werden sollen bzw.
ein Lochstreifen abzulesen ist. In der Schaltanordnung muß deshalb ein Schalter
S vorgesehen sein, der die Stromkreise für den Brems- bzw. Kupplungsmagneten
erst dann an Spannung legt, wenn ein
Startkommando gegeben worden
ist. Dieses Startkommando kann von einer Taste, einem besonderen Zeichen auf dem
Lochstreifen oder von einer entsprechenden Kommandostelle gegeben werden.
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In den F i g. 6, 7, 8 und 9 sind verschiedene Schaltmöglichkeiten
der Magneten in der erfindungsgemäßen Kupplung gezeigt.
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F i g. 6 zeigt, daß die Spule 86 des Bremsmagneten ständig
erregt ist, so daß die Abtriebswelle 12 der Kupplung in der durch die Kupplungsstifte
56, 58
vorgegebenen Lage arretiert ist. Das Schließen und öffnen des vom auf
der Antriebswelle 7 angebrachten Nockens 700 zu betätigenden Schalters
200 bleibt ohne Wirkung auf das Relais A. Erst wenn durch das vorerwähnte
Kommando der Schalter S umgeschaltet worden ist, kann ein Umschalten des
Umschaltkontaktes a wirksam werden. Sobald der Nocken 700 den Schalter 200
schließt, schaltet Relais A, den Werten des Widerstandes 201 und des Kondensators
202 entsprechend, seinen Umschaltkontakt a um, und der Kupplungsmagnet zieht an.
Selbstverständlich ist der Nocken 700 auf der Welle 7 so angeordnet,
daß der Kupplungsvorgang gerade in dem Augenblick erfolgt, wo die Relativgeschwindigkeit
zwischen der Kupplungsseheibe und der Kurbelschwinge 0 ist.
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Sobald der Nocken 700 den Kontakt 200 öffnet, fällt das Relais
A ab. Umschalter a schaltet die Spule 86 des Bremsmagneten ein, wodurch
die Abtriebswelle nach einer vollen Umdrehung arretiert und von der Antriebswelle
getrennt wird. Bei der vorliegenden Schaltung ist ein Gleichrichterelement
203 vorzusehen.
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F i g. 7 zeigt das Prinzipschaltbild einer ähnlichen Anlage.
Die Schaltanordnung erfüllt nur dann ihre Aufgabe, wenn der Schalter S auf
»Kupplung« umgeschaltet ist.
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In der F i g. 8 ist eine Schaltanordnung dargestellt, die von
drei Nocken 702, 703 und 704 gesteuert wird. Der Nocken 702 sitzt
auf der Antriebswelle 7,
wohingegen die Nocken 703, 704 auf der Abtriebswelle
12 angeordnet sind. Auch in dieser Schaltung muß zunächst der Schalter
S auf ein Kommando hin umgeschaltet werden, bevor über den nockengesteuerten
Schalter 211 und das Relais A die Spule 88
des Kupplungsmagneten an
Spannung gelegt wird.
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Eine Schaltung mit zwei Relais A, B zum Steuern
der Brems- bzw. Kupplungsmagnete zeigt F i g. 9.
Nach Schließen des Kontaktes
S ist die Schaltung betriebsklar und kann, ebenso wie auch die Anordnung
nach F i g. 6, vom Nocken 705 auf der Antriebsswelle 7 gesteuert
werden.
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Der Bremsmagnet 86 kann auch durch beliebige andere Kommandos
gesteuert werden. Dieses wird beispielsweise dann erforderlich, wenn der Kupplungszustand
über mehrere Umdrehungen aufrecht erhalten werden soll. Selbstverständlich muß auch
ein solches Schaltorgan auf die Stopplagen der Kupplung eingestellt sein.
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Die Anwendung der vorliegend erläuterten Kupplung kann grundsätzlich
in Verbindung mit allen Geräten erfolgen, die im Start-Stopp-Betrieb arbeiten. Besonders
vorteilhaft jedoch lassen sich die erfindungsgemäßen Kupplungen verwenden zum Antrieb
von Streifenlochern und Streifenlesem.
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In manchen Fällen ist es vorteilhaft, das Stillsetzen der Kupplungen
durch vom Arbeitswellenumlauf gesteuerte mechanische Ausrückvorrichtungen auszuführen.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Stopp-Lagen-Kupplung ergibt sich bei Schnellochern
dadurch, daß der Eingriff des Papiertransportrades in die Transportlöcher des Lochstreifens
mit großer Sicherheit stattfindet. Diese Sicherheit ist bei anderen Kupplungen nicht
gegeben. Bei Papiertransporteinrichtungen die nicht mit der erfindungsgemäßen Stopp-Lagen-Kupplung
arbeiten, werden, insbesondere bei Erreichung der Grenzgeschwindigkeiten, das oder
die Eingriffslöcher überschlagen, so daß entweder mit Verzögerung oder überhaupt
nicht mehr gekuppelt wird.
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Insbesondere bei Schnellochern macht sich vorteilhaft bemerkbar, daß
durch die ungleichförinige Drehbewegung der erfindungsgemäßen Kupplung bei niedrigen
Winkelgeschwindigkeiten, herab bis zu w = 0,
gekuppelt wird, wobei die Abtriebsgeschwindigkeit
der Kupplung bis zu 33 O/o über der Antriebsgeschwindigkeit liegen kann.