DE2244494C3

DE2244494C3 - Schlingt ederkupplu ng

Info

Publication number: DE2244494C3
Application number: DE19722244494
Authority: DE
Inventors: Leonhard 5904 Eiserfeld Kraus; Jakob 5241 Brachbach Wasskoenig
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1972-09-11
Filing date: 1972-09-11
Publication date: 1975-03-20
Also published as: DE2244494A1; DE2244494B2

Description

45 Die Erfindung betrifft eine Schlingfederkupplung

für ein reversibles Getriebe, bei dem die Antriebswelle auf zwei ständig miteinander in Eingriff stehende Zahnräder einwirkt, die jeweils lose auf einer zugeordneten Welle sitzen und bei der die Zahnräder und die Wellen jeweils durch eine zugeordnete Schlingfeder derart kuppelbar sind, daß durch ein von außen steuerbares Betätigungsglied die Kupplung durch Freigabe der Schlingfeder und die Entkupplung durch Spannen derselben erfolgt.

Es sind beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrifl 2 055 101 reversible Getriebe bekannt, bei denen die nur in einer Richtung drehbare Antriebswelle mit zwei Zahnrädern versehen ist und bei denen der Abtriebswelle ebenfalls zwei Zahnräder zugeordnet sind, die jedoch auf dieser frei drehbar lagern und entweder direkt oder über ein Umlenkzahnrad mit dem zugeordneten Zahnrad der Antriebswelle ständig in Eingriff stehen. Beide Zahnräder der Abtriebswelle sind durch eine einzige e₅ Schlingfeder verbunden und über diese mit der Abtriebswelle durch ein Betätigungsglied kuppelbar. Die Schlingfeder ist mittig fest mit der Abtriebswclle verbunden, während die freien Enden jeweils in ein« Steuerhülse eingreifen. Die Anordnung ist nun se gewählt, daß die freien Enden der Schlingfeder durch eigene Kraft die zugeordneten, lose gelagerten unc von der Antriebswelle ständig bewegten Zahnrädei der Abtriebswelle mit dieser kuppeln. Zur eindeutigen Bestimmung einer Drehrichtung der Abtriebswelle ist somit derjenige Schlingfedernteil zu losen, der dem Zahnrad zugeordnet ist, dessen Drehrichtung nicht auf die Abtriebswelle übertragen werden soll. Dadurch ist es möglich, die Abtriebswelle auch im Stillstand der Antriebswelle zu kuppeln. Eine Entkupplung in diesem Zustand ist jedoch nicht gegeben, da hierzu ein Drehmoment erforderlich ist.

Da sich einerseits die Schlingfedcr und die Steuerhülsen ständig mit der Abtriebswelle drehen und andererseits die Betätigungsglieder für die Urchrichlungen im Getriebegestell fest angeordnet sind, ist ein komplizierter Mechanismus erforderlich, um die Schlingfedern im entkuppelten Zustand zu halten. Nachteilig ist außerdem, daß, wenn dieser anfällige Mechanismus ausfällt, insbesondere wenn dabei ein Drehmoment übertragen wird, gleichzeitig auch das entgegengesetzte Drehmoment zur Wirkung kommt und das Getriebe zersturt

Außerdem ist bei diesen Getrieben ein Lösen der Schlingfeder und damit ein Entkuppeln nur möglich, wenn eine dem Drehmoment entgegen wirkende relativ große Kraft auf das freie Ende der Schlingfeder einwirkt. Bei langsamer Drehung der Antriebswelle ist diese Kraft so gering, daß ein Lösen der Schlingfcder nicht möglich ist. Diese bekannte Schlingfederkupplung kann somit beispielsweise nicht zum Bewegen der Farbbänder von Schreibmaschinen oder Buchungsmaschinen und von Kunststoffbändern, z. B. Magnetbändern, verwendet werden. Auch erlaubt sie ein wirksames Lösen der Schlingfedern durch das zugeordnete Betätigungsglied erst nach einer relativ großen Winkelbewegung der Abtriebswelle, so daß dieses Getriebe auch nicht zur intermittierenden Bewegung benutzt werden kann, beispielsweise zur Schrittschaltung des sich bewegenden Teiles einer Druckeinrichtung von Schreib- oder Buchungsmaschinen und eines Kunststoffbandes. Die Schrittlänge kann nicht kleiner sein als eine Wellenumdrehung. Dies aber wäre die Voraussetzung bei ilen angeführten Anwendungsbeispielen.

Es sind auch reversible Getriebe bekannt, bei denen das Drehmoment nur übertragen wird, wenn die Schlingfcder gespannt wird, so daß eine Zerstörung des Getriebes bei Ausfall der Steucrglieder zwar nicht möglich ist, jedoch muß bei allen diesen bekannten Getrieben die Abtriebswclle erst restlos zum Stillstand kommen, um eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung beginnen zu können. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 313 170 beschrieben. Bei dieser bekannten Anordnung wirkt die sich drehende Antriebswelle auf zwei ständig miteinander in Eingriff stehende Zahnräder, die jeweils zugeordnete Wellen besitzen. Zahnrad und Welle sind jeweils derart durch eine Schlingfeder miteinander kuppelbar, daß durch ein von außen steuerbares Betätigungsglicd das eine Ende der Schlingfeder zum Kuppeln gespannt und zum Entkuppeln freigegeben wird. Das Spannen der Schlingfeder geschieht durch eine Steuerscheibe, die auf das freie Ende der Schlingfcder gepreßt wird. Die dabei auftretenden Reibungskräfte müssen größer

sein als das Drehmoment. Die Wirkung dieser beiden .Steuerscheiben ist so aufeinander abgestimmt, daß das Kuppeln und Entkuppeln, bezogen auf beide Abtriebswellen, gleichzeitig und, bezogen auf dieselbe Abtriebswelle, wechselweise erfolgt.

Bei dieser bekannten Anordnung ist ein Kuppeln im Stillstand der Antriebswelle bzw. der Zahnräder nicht möglich. Außerdem ergibt hich ein Tolerantspiel, das insbesondere durch relativ hohen Verschleiß unbestimmt ist. Bei einer Schrittschaltung inüssen somit die einzelnen Schritte größer sein als diese größtmögliche Verzögerungszeit. Es bereitet darüber hinaus auch Schwierigkeiten, die Schalt-/eiten der Steuerscheiben mit diesen Verzögerungs-/eiten zu synchronisieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stoßfrei kuppelbares reversibles Getriebe /u schalten, das bei jeder beliebigen Drehgeschwindigkeit des Antriebes, vor allem auch im Stillstand, kuppelbar und entkuppelbar ist, sicher arbeitet und einfach im Aufbau gestaltet ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden Enden einer jeden Schlingfeder in Stcuerylieder eingreifen, die lose einerseits auf den Zahnrädern, und andererseits auf den Wellen gelagert sind und jeweils einen Zahnkranz besitzen, in dessen Zähne gegenläufig wirkende Zahnklinken gleichzeitig uinrasten, und daß die Zahnklinken beider Schlingledern auf einem gemeinsamen, von außen steuerbaren Schaltschieber als Betätigungsglied derart gelagert sind, daß sie einerseits in die Steuerglieder der einen Schlingfeder einrasten, und gleichzeitig andererseits die Steuerglieder der anderen Schlingfeder freigeben.

Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, daß das reversible Getriebe auch als Schrittschaltwerk mit relativ kleinen Schrittlängen ohne Nachlauf verwendbar ist, und daß die beiden Schlingfedern unabhängig vom Drehmoment des Antriebes und unabhängig von der Drehgeschwindigkeit einer Welle des Getriebes die Kupplung bzw. Entkupplung bewirken. deren Zeitpunkt somit allein durch von außen einwirkende Kräfte bestimmt ist.

In den Unteransprüchen sind Merkmale für eine vorteilhafte Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung angegeben.

Die Erfindung wird an Hand zweier in den Figuren dargestellter Ausführun£sbeispiele näher erläutert. Hs zeigt

Fig. I ein reversibles Schaltgetriebe gernäß der Erfindung zur Steuerung eines Farbbandes.

Fig. 2 die Anordnung nach F i g. I von der Seile und im Schnitt,

Fig. 3 die Draufsicht des Schaltgetriebes nach Fig. I zur Steuerung einer gemeinsamen Abtriebswelle und

F i g. 4 die Anordnung nach F i μ. 3 von der Seite im Schnitt.

In den Figuren sind nur die zum Verständnis der neuen Kupplungsanordnung unbedingt erforderlichen Teile dargestellt. So sind in Fig. 1 beispielsweise die Zahnräder und die Farbbandspule nur ausschnitlwcise und die sich ständig in einer Richtung drehende Antriebswelle der Ubeisichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Die Anordnung der Umlenkrollen 19 für das Farbband 20 und die Ausbildung des Typenkopfes 21 werden als bekannt vorausgesetzt und sind daher nicht näher dargestellt. Gleiche Teile, die auf den Wellen 16 angeordnet sind und diese steuern, sind

für die rechte Seite (Fig. 1) mit dem Buchstaben« und für die linke Seite mit dem Buchstaben b bezeichnet.

Die beiden Wellen 16 sind in dem Grundrahmen 1 jeweils in einer Lagerbuchse 30 gelagert. Der mit der Welle 16 fest verbundene Flansch 37 verhindert ein Durchgleiten der Welle durch das Lager 30. Weiterhin sind auf der Welle 16 jeweils zwei Buchsen 31 und 32 gelagert. Sie werden auf der Welle 16 durch Sicherungsscheiben 38 gehalten. Die Buchse 31 ist durch eine Madenschraube 39 fest mit der Welle 16 verbunden. Die Buchse 32 gleitet lose auf der Welle 16. Mit der Buchse 32 ist ein Zahnrad 18 aus Kunststoff fest verbunden. Beide Zahnräder 18 α und 18 ή greifen ineinander und treiben sich somit gegenseitig an. Auf eines dieser beiden Zahnrader 18 α oder 18 ft wirkt das Antriebszahnrad 33, das fest mit der Antriebswelle 28 verbunden ist. Dir.se Antriebswelle 28 dreht sich stets nur in einer Richtung. Sie kann ständig oder auch schrittweise angerieben werden.

Auf den Buchsen 31 und 32 gleitet jeweils ein als Zahnrad ausgebildetes Steuerrad 6 und 7. in diese Steuerräder greifen jeweils die beiden freien Enden 11 und i2 der Schlingfedern 29. Jedem dieser Steuerräder 6 und 7 ist eine Schaltklinke 4 und 5 zugordnet, die mit ihren vorderen Ansätzen in die Zähne dieser Steuerräder eingreifen. Die Bewegung hierzu wird durch die Federn 8 und 9 bewirkt. Gelagert sind die Schaltklinken 4 und 5 auf einem gemeinsamen Schaltschieber 3 als Betätigungsglied, der zwischen den vier Führungsbolzen 2, die auf dem Grundrahmen 1 befestigt sind, in Pfeilrichtung hin- und herbewegbar ist. Zur Fixierung der beiden Endlagen des Schaltschiebcrs 3 dient die Umschaltfeder 24, die einerseits fest in einem Lager 23 des Grundrahmens 1 eingesteckt ist und andererseits in ein Loch 15 in dem Schaltschicber 3 eingreift. Beim Verschieben des Schaltschiebers 3 wird jedesmal ein Totpunkt dieser Umschaltfeder 24 überschritten.

Die Verschwenkung des Schaltschiebers 3 erfolgi durch die Schalthebel 10, die ebenfalls auf den Wellen 16 gelagert sind und mit ihten Ansatzbolzen 17 in Ausnehmungen des Schaltschiebers 3 eingreifen

Um beim Verschieben des Schaltschiebers 3 dit Totpunktlage der Umschaltfeder 24 leichter zu über winden, ist es auch möglieh, die Drehbewegung eine der sich ständig drehenden Zahnräder 18 auszunut /en. Hierzu kann z. B. eine nicht dargestellte Klin kcnkupplung verwendet werden, deren Klinke mi dem Schaltschieber 3 verbunden ist und die nacl einem kleinen Verschwenkwinkcl des Schalthebels H in das zugeordnete Zahnrad 18 eingreift. Durch dit Drehung des Zahnrades 18 wird dann über die einge !allene Klinke der Schaltschieber 3 über seinen rest liehen Weg mitivnommen.

Wird das in Fig. I dargestellte Schlingfederge triebe zur Steuerung eines Farbbandes 20 für Schreib und Buchungsmaschinen verwendet, so sind zwe Schalthebel 10« und 10 Λ vorgesehen, auf derer freien Enden Rollen 27 α und 27 b sitzen. Diese Rollei 27 liegen im Bei eich des Farbbandes, das von der Umlenkiollen 19 in den Druckbereich des Typen kopfes 21 umgelenkt wird.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung de: Schaltschiebers 3 sind die Steuerräder (ta und 7< von den Schaltklinken 4<j und 5 a freigegeben. Dami wirkt die Eigenkrafl der Schlingfeder 29 o, wodurcl die beiden Buchsen 31 α und 32 a fest mitcinandc

verbunden werden. Das Drehmoment der Antriebswelle 28 kann somit auf die Welle 16a übertragen werden. Auf dem freien Ende dieser WeIIi; 16 a ist die Farbbandspule 22 angeordnet. In der gelösten Stellung werden die Schaltklinke 4« durch den Anschlagstift 26 a und die Schaltklinke 5« durch den Anschlagstift 25 α entgegen den zugeordneten Federn 8 α und 9 a gehalten. Der Anschlagseil 25 a ist auf dem Schaltschieber 3 und der Anschlagslift 26 a auf dem Grundrahmen 1 befestigt.

In dieser Schaltstellung des Getriebes wird somit das Farbband 20 (durchgezogene Linie in F ig. I) von der linken Farbbandspule 22 ft auf die rechte Farbbandspule 22a umgelenkt. Sobald nun das Farbband 20 restlos umgespult ist, entsteht ein Farbbandzug, der das Farbband in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Lage bringt. Dadurch wird die KoIIe 27« in Pfeilrichtung bewegt und damit auch der Schalthebel 10a. Über den Ansatzbolzcn 17« wird nun der Schaltschieber 3 in Pfeilrichtung bewegt und in die andere Endlage gebracht. Bei dieser Bewegung greifen nun die Schaltklinken 4 α und 5« in die zugeordneten Steuerräder 6« und 7 a ein. die nun gegenläufig festgehalten werden. Gleichzeitig werden die Schaltklinkcn 4 b und 5 ft durch die Anschlugstifte 25 b und 26 Λ aus der Verzahnung der Steuerräder 6 b und Tb herausgeschwenkt. Durch diesen Vorgang werden die Schlingfeder 29 a gelost und gleichzeitig die Schlingfcder 29 b freigegeben. Dadurch erfolgt die Ankupplung der Welle 16 b und die Freigabe der Welle 16 a an bzw. von der Antriebswelle 28. Die Zahnräder 18 werden von der Antriebswelle 28 weiterhin in gleicher Drehrichtung bewegt, d.h., wird das Zahnrad 18a durch die stets in gleicher Richtung drehende Antriebswelle 28 in Uhrzeigersinn bewegt, so dreht sich das Zahnrad 18 ft in entgegengesetzter Richtung. Mit der Ankupplung der Welle 16 ft an das Zahnrad 18 ft wird nun das farbband 20 wieder auf die Farbbandspule 22 h zurückgespult.

Durch die Umschaltung des reversiblen Getriebes d. Ii. durch die Verschiebung des Schaltschicbers 3 von der einen in die andere Endlage, überlagern sich die entgegengesetzten Bewegungen der beiden Wellen 16« und 16 ft, wodurch eine stoßfreie und geräuscharme Reversierung erfolgt. Es ist hierdurch auch möglich, relativ langsame oder intermittierende Drehbewegungen der Antriebswelle 28 auf die Wellen 16α bzw. 17 ft zu übertragen, da ein Lösen der Schlingfeder 29 nicht durch das Drehmoment der abgetriebenen Welle 16 erfolgt. Während die Anordnung nach F-ig. I zur Steuerung eines Farbbandes verwendet wird, zeigen die F* i g. 3 und 4 die Benutzung als echtes Getriebe, bei dem eine einzige Abtriebs welle 35 reversibel geschaltet werden kann. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ist vereinfacht dargestellt und enthält die gleichen Teile, die auch in

to Fig. 1 dargestellt sind, mit Ausnahme der Farhbandspulen 22 und des Farbbandes 20. Die Fig. 4 ist entsprechend eine Abänderung der Fig. 2. An Stelle der Farbbandspulen 22 sind auf den beiden Wcllei.· 16 jeweils ein Zahnrad 36a und 36 ft ange-

»5 ordnet, deren Durchmesser so gewählt ist, daß die Zähne beider Zahnräder 36 gemeinsam in ein Zahn rad 34 eingreifen, das auf der Abtriebswclle 35 angeordnet ist. Die Abtriebswclle 35 kann in nicht näher dargestellter Weise ähnlich den Wellen 16 in dem Grundrahmen 1 gelagert sein. Zur Umschaltung des Schaltschiebers 3 ist hierbei nur ein Schalthebel 10 erforderlich, der in nicht dargestellter Weise von Hand oder automatisch um eine der beiden Achsen 16 α oder 16 ft verschwenkt wird, um dadurch eine Umschaltung der Drehrichtung der Abtriebswelle 35 zu erreichen. Auch hierbei kann der Antrieb 28, 33 zur Verschiebung des Schaltschiebers 3 herangezogen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schlingfederkupplung für ein reversibles Getriebe, bei dem die Antriebswelle auf zwei ständig miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern einwirkt, die jeweils lose auf einer zugeordneten Welle sitzen, und bei der die Zahnrüder und die Wellen jeweils durch eine zugeordnete Schlingfeder derart kuppelbar sind, daß durch ein von außen steuerbares Betätigungsglied die Kupplung durch Freigabe der Schlingfeder und die Entkupplung durch Spannen derselben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (11) einer jeden Schlingfeder (29) in Steuerglieder (6) eingreifen, die lose einerseits auf den Zahnrädern (18), und andererseits auf den Weilen (16) gelagert sind und jeweils einen Zahnkranz besitzen, in deren Zähne gegenläufig wirkende Zahnklinken (4) gleichzeitig einrasten, und ao daß die Zahnklinken (4) beider Schlingfedern (29) auf einem gemeinsamen, von außen steuerbaren Schaltschieber (3) als Betätigungsglied derari gel.^ert sind, daß sie einerseits in die Steuerglieder (6) der einen Schlingfeder (29) einrasten, und gleichzeitig andererseits dl·.¹ SteuergHeder (6) der anderen Schlingfeder (29) freigeben.

2. Schlingfederkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung des Schaltschiobers G) pz^rallel oder annähernd parallel zur Verbindunpsebene beider Wellen (16) verläuft.

3. Schlingfederkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber (3) in seinen jeweiligen F.ndlagcn durch eine Umschaltfeder (24) gehalten ist.

4 Schlingfederkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Schaltschiebers (3) durch Hebel (10) erfolgt, die auf der Welle (16) gelagert sind.