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Steuervorrichtung zur Betätigung einer Kupplung
Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Betätigung einer Kupplung durch Verschieben einer auf einer Welle drehfest, aber verschieblich gelagerten Kupplungsscheibe, die mit den zu kuppelnden Teilen durch Reibungsschluss zusammenwirkt, wobei die Drehbewegung von Teilen der Kupplung zur Betätigung ausgenützt wird.
Kupplungen grosser Leistung, die z. B. bei Pressen, Kraftscheren u. dgl. verwendet werden, erfordern zu ihrer Betätigung, insbesondere wenn in der kinematischen Kette bedeutende Massen eingeschaltet sind, so erhebliche Kräfte, dass in vielen Fällen das Ausschalten und die Bremsung angekuppelter Teile nicht rechtzeitig genug erfolgen kann, was häufig Übelstände zur Folge hat.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, die Betätigung einer Kupplung, die im Zusammenwirken mit einer undrehbaren Anlagefläche für die Kupplungsscheibe auch als Bremse wirken kann, sogar bei grosser Leistung unter beschränktem Kraftaufwand auszuführen und dabei doch die gewünschte Wirkung zu erzielen, so dass die Betätigung der Kupplung bzw. der Bremse durch die Bedienungsperson einfach entweder direkt von Hand aus oder auch durch Elektromagnete kleiner Leistung bewerkstelligt werden kann.
Die erfindungsgemässe Steuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die unter Einwirkung der axialen Verschiebekraft einer Feder stehende Kupplungscheibe mit einer auf der sie tragenden Welle drehfest, aber axial verschiebbar gelagerten Mitnehmerscheibe auf axiale Verschiebung gekuppelt ist, wobei die Mitnehmerscheibe über einen stirnseitigen Reibbelag mit einem Schaltring kuppelbar ist, der durch einen an einem gehäusefesten Teil abgestützten, eine Drehbewegung in eine Axialbewegung umsetzenden Mechanismus gegen die Wirkungsrichtung der Feder in eine selbsthemmende Kupplungslage mit der Mitnehmerscheibe verschiebbar ist.
Auf diese Weise kann die zur Kupplung oder Bremsung benötigte Kraft von der die Kupplungsscheibe tragenden Welle selbst abgenommen werden, wenn durch eine dem Schaltring erteilte Drehbewegung über den diese Bewegung in eine Axialbewegung umsetzenden Mechanismus der Schaltring in die selbsthemmende Kupplungslage mit der Mitnehmerscheibe gebracht wird. Da die Mitnehmerscheibe auf der die Kupplungsscheibe tragenden Welle drehfest gelagert ist, wird nämlich dann jede weitere Verdrehung der Welle über die Mitnehmerscheibe auf den Schaltring übertragen und dort durch den erwähnten Mechanismus in eine Axialbewegung umgesetzt, welche ihrerseits über die Mitnehmerscheibe auf die Kupplungsscheibe übertragen wird und damit die Kupplung bzw. Bremsung bewirkt.
Vorteilhaft kann der die Drehbewegung in eine Axialbewegung umsetzende Mechanismus aus einer Kreisgruppe von in Umfangsrichtung schräg stehenden, zwischen dem Schaltring und einer koaxialen, gehäusefesten Gegenscheibe angeordneten, in Umfangsrichtung schwenkbaren Bolzen bestehen. In verschiedenen Fällen kann es aber auch zweckmässig sein, den die Drehbewegung in eine Axialbewegung umsetzenden Mechanismus aus einem am Schaltring und einem an einer koaxialen, gehäusefesten Gegenscheibe angeordneten Satz von zusammenwirkenden Stirnnocken aufzubauen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, welche eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung zeigt, die an einem Antriebsmotor einer Kraftschere mit glockenförmigem Schwungrad (z. B. nach der österr. Patentschrift Nr. 200658) angebracht ist. Fig. 1 zeigt einen axialen Längsschnitt durch die Vorrichtung mit dem Endteil eines Elektromotors, und die Fig. 2 und 3 sind Querschnitte nach der Linie II-II bzw. III-III in Fig. 1.
Zum besseren Verständnis der Erfindung soll die Vorrichtung in Verbindung mit einem Bremskupplungsaggregat beschrieben werden.
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In Fig. 1 ist A die Welle eines Motors, auf der durch Lager B ein Schwungrad C gelagert ist, welches glockenförmig ausgebildet ist, damit der Elektromotor D für den Antrieb in das Schwungrad eingebaut werden kann,wobeiderRotorD des Motors mit dem Schwungrad fest verbunden ist, während der Stator D2 am Gehäuse F befestigt ist, welches das Motor-Schwungrad-Aggregat, die Kupplungsbremse und die zugehörige Betätigungsvorrichtung umschliesst.
Auf der Welle A ist in der Nähe ihres kupplungsseitigen Endes (Fig. l) ein Ring 10 mit einem Hülsenansatz aufgekeilt, auf dem eine Kupplungsscheibe 12 gleiten kann, die mit dem Ring und infolgedessen auch mit der Welle A auf Drehung verbunden ist.
Die Kupplung kann mit ihren entgegengesetzten Flächen mit zweiReibbelägen 14,16 zusammenwirken, von denen der erste am Umfang des Schwungrades C und der zweite an einem Bremsring 18 befestigt ist, der in einem Sitz 20 am Ende des Gehäuses F liegt.
Der Bremsring 18 ist gegen Drehung am Gehäuse F durch Schrauben 22 gesperrt, welche auf seiner Rückseite angeordnet und in mit Gewinde versehenen Büchsen 24 eingepasst sind, die in entsprechenden Bohrungen im Boden des Gehäuses F eingeschraubt sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Entfernung zwischen der Fläche des Schwungrades C und der Reibungsfläche des Bremsringes 18 einzustellen, indem die Gewindebüchsen 24 verdreht und durch Festziehen der auf die Schrauben 22 aufgeschraubten Muttern 25 gesperrt werden.
Der Ring 10 weist an einem Ende einen Flansch 26 auf, in welchem Sitze zum Einsatz von Federn 28 vorgesehen sind, welche gleichzeitig auch in Gegensitzen in der Scheibe 12 gelagert sind. Diese Federn wirken sich in dem Sinne aus, dass durch den Belag 14 das Schwungrad C von der Kupplungsscheibe 12 drehschlüssig mitgenommen wird und hiebei die Bewegung des Rotors D auf die Welle A überträgt.
Die Welle A hat an ihrem linken Ende (Fig. l) eine Bohrung, in welcher ein Bolzen 30 gelagert ist, der an seinem inneren Ende einen Keil 32 trägt, welcher den Ring 10 durchsetzt und mit der Kupplungsscheibe 12 zusammenwirkt.
Der Bolzen 30 ist an seinem andern Ende mit einem Gewinde versehen und trägt einen Ring 33, der seinerseits eine auf dem Bolzen verschiebbare Scheibe 34 hält, die auf einer Fläche eine Auflage für einen elastischen Teil 3, 5 aufweist, der im beschriebenen Fall aus einem Gummiring besteht.
Dieser elastische Teil 35 wirkt mit der Fläche einer Mitnehmerscheibe 36 zusammen, die auf ihrer andern Fläche mit einem Reibbelag 38 versehen ist.
Die Mitnehmerscheibe 36 ist durch einen Keil mit der Welle A auf Drehung verbunden, kann aber längs dieser Welle frei gleiten. Am Boden des Gehäuses F ist eine Hohlnabe 40 vorgesehen, in die ein Lager 42 für die Welle A eingebaut ist. Die Hohlnabe ist durch einen Deckel 44 verschlossen, der eine Büchse 46 trägt, durch die das Ende der Welle A frei hindurchgeht. Auf der Büchse 46 ist ein Schaltring 48 drehbar angeordnet, dessen eine Fläche mit dem oben erwähnten Reibbelag 38 zusammenwirkt, wogegen die andere Fläche dieses Ringes Ausnehmungen aufweist, in welchen die kugelförmigen Köpfe einer Gruppe von Bolzen 50 gelagert sind ; die kugelförmigen Köpfe am andern Ende dieser Bolzen liegen in entsprechenden Sitzen in der Fläche des Deckels 44, welcher eine Gegenscheibe zum Schaltring 48 bildet.
Der Schaltring 48 trägt einen radialen Arm, der zwischen zwei Sperrnasen am Deckel 44 nach aussen ragt.
Die beschriebene Vorrichtung wird so eingestellt, dass, wenn sich die Bolzen 50 in geneigter Lage befinden, d. h. wenn die Entfernung zwischen dem Schaltring 48 und der Gegenscheibe 44 am kleinsten ist, die Kupplungsscheibe 12 durch die Federn 28 gegen das Schwungrad C gedrückt wird. Unter diesen Bedingungen nimmt das vom Motor D angetriebene Schwungrad die Kupplungsscheibe 12 durch Reibung
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vor sich, dass, wenn die oben erwähnten Verhältnisse eintreten, d. h. wenn die Kupplungsscheibe 12 gegen das Schwungrad C gedrückt wird, die Mitnehmerscheibe 36 das Ende der Büchse 46 berührt, die hiebei als Anschlag wirkt, während der Reibbelag 38 der Mitnehmerscheibe 36 von der Fläche des Schaltringes 48 abgehoben wird, da, wie schon gesagt, die Bolzen 50 sich in geneigter Lage befinden.
Um die durch die Kupplungsscheibe 12 und das Schwungrad C gebildete Kupplung auszuschalten, muss die Bedienungsperson den Arm 52 im richtigen Sinne verschwenken, um dem Schaltring 48 eine begrenzte Verdrehung zu erteilen, welche ein Anheben der Bolzen 50 bewirkt.
Diese Betätigung bewirkt eine axiale Verschiebung des Schaltrings 48, welcher mit dem Reibbelag 38 der sich mit der Welle A drehenden Mitnehmerscheibe 36 in Berührung kommt. Durch diese Berührung wird auch der Schaltring 48 in Drehung versetzt und hiedurch werden die Bolzen festgeklemmt, welche sich aufrichten und hiebei den Schaltring 48 zusammen mit der Mitnehmerscheibe 36 und der Scheibe 34 axial verschieben. Die Scheibe 34, die mit dem Bolzen 30 in axialer Richtung verbunden ist,
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bewirkt eine axiale Verschiebung dieses Stiftes von rechts nach links (Fig. 1), d. h. vom Schwungrad weg, wobei derKeil 32 die Kupplungsscheibe 12 gegen die Wirkung der Federn 28 verschiebt.
Diese Kupplungsscheibe 12 wird hiedurch vom Reibbelag 14 abgehoben und unterbricht so die drehschlüssig Verbindung zwischen dem Rotor D und der Welle A, wobei gleichzeitig die Kupplungsscheibe mit dem Reibbelag 16 des Bremsringes 18 in Berührung kommt, wodurch auf die Scheibe und auf die mit ihr drehschlüssig verbundenen Teile eine Bremswirkung ausgeübt wird. Die Kupplung zwischen der Scheibe 12 und dem Reibbelag 14 wird dadurch bewerkstelligt, dass der Arm 52 im entgegengesetzten Sinn wie vorher betätigt wird, so dass die Federn 28 die Kupplungsscheibe 12 gegen das Schwungrad C drücken.
Wie aus dem Gesagten hervorgeht, wird die Betätigung bei der Ausschaltung der Kupplung durch eine begrenzte Verschiebung des Armes 52 bewerkstelligt, während die weitere Betätigung dieses Armes durch die Drehung der Welle A in der oben erwähnten Weise ausgeführt wird ; die Unterbrechung der erwähnten drehschlüssigen Verbindung geschieht somit rasch und wird mit beschränktem Kraftaufwand ausgelöst. In der Praxis besteht selbstverständlich die Möglichkeit, bei der beschriebenen und dargestellten Vorrichtung entsprechend den verschiedenen Anwendungsgebieten Änderungen und Variationen vorzunehmen.
Beispielsweise können die Bolzen 50 durch Stirnnocken ersetzt werden, während federnde Mittel zwischen den Gewindebüchsen 24 und dem Bremsring 18 vorgesehen sein können.
Die Erfindung schliesst auch die Kupplung und/oder die Bremse ein, in welcher die erfindungsgemässe Vorrichtung eingebaut ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Steuervorrichtung zur Betätigung einer Kupplung durch Verschieben einer auf einer Welle drehfest, aber verschieblich gelagerten Kupplungsscheibe, die mit den zu kuppelnden Teilen durch Reibungschluss zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die unter Einwirkung der axialen Verschiebekraft einer Feder (28) stehende Kupplungsscheibe (12) mit einer auf der Welle (A) drehfest, aber axial verschiebbar gelagerten Mitnehmerscheibe (36) auf axiale Verschiebung gekuppelt ist, wobei die Mitnehmerscheibe (36) über einen stirnseitigen Reibbelag (38) mit einem Schaltring (48) kuppelbar ist, der durch einen an einem gehäusefesten Teil (44. 46) abgestützten, eine Drehbewegung in eine Axialbewegung umsetzenden Mechanismus (50) gegen die Wirkungsrichtung der Feder (28)
in eine selbsthemmende Kupplungslage mit der Mitnehmerscheibe (36) verschiebbar ist.