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Vorrichtung für die Betätigung von Kupplungen, insbesondere von mit Schwungrädern verbundenen Kupplungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Betätigung von Kupplungen, insbesondere von mit Schwungrädern verbundenen Kupplungen, z. B. für Scheren, Pressen oder ähnliche Maschinen, die eine Scheibe aufweist, welche durch Reibkraft mit einem auf einem rotierenden Antriebskörper, insbe- sondere einem Schwungrad, sitzenden Teil gekuppelt ist, um eine angetriebene Welle der zu betätigen- den Maschine mit dem erwähnten Antriebskörper zu verbinden.
Vorrichtungen dieser Art werden derart verwendet, dass nach Herstellung der Drehungsverbindung zwi- schen der Schwungscheibe und der Welle der Maschine diese Verbindung unterbrochen und der bewegliche
Teil der Arbeitsmaschine gebremst wird, um sie anzuhalten und in der Winkelstellung zu verriegeln.
Daher müssen diese Steuereinrichtungen schnell und rechtzeitig wirken und die Übertragung von be- trächtlichen Kräften gestatten, die auf die Schwungscheibenmassen der Arbeitsmaschine zurückzuführen sind.
Die Vorrichtung nach der Erfindung sieht zu diesem Zwecke vor, das Einkuppeln und das Auskuppeln der Kupplungsorgane zu steuern und auch Bremsorgane zu betätigen, die mit dieser Kupplung gekuppelt sind, um ein energisches Bremsen durch eine einfache Steuerung zu erreichen, bei der eine begrenzte Be- tätigungskraft notwendig ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die Scheibe gegenüber der angetriebenen Welle axial bewegbar gelagert und durch Federn gegen den Antriebskörper zum Einkuppeln verschiebbar und mit einem Ringteil verbunden ist, mit welchem von mehreren Gruppen von rollenden gleichachsigen Körpern die rollenden Körper zusammenwirken, die auf einer koaxial zu dem Ringteil angeordneten drehbaren Gegenscheibe gelagert sind und die rollenden Körper gegen einen eine mit Schrägflächen versehene Laufbahn aufweisenden feststehenden Ringteil abgestützt sind, wobei die rollenden gleichachsigen Körper gegeneinander frei drehbar gelagert und von verschiedenem Durchmesser sind, wobei zufolge des Eingriffes der Körper mit dem Ringteil und der Körper mit der Laufbahn diese Körper dazu neigen, sich längs der Schrägflächen nach aussen zu bewegen,
um einen starken Druck und ein starkes Haften zwischen den Teilen zu sichern.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass jede Rollengruppe zwei im Durchmesser gleich grosse aussen liegende Rollen und eine dazwischen liegende, im Durchmesser kleinere dritte Rolle umfasst und die kleinere Rolle derart angeordnet ist, dass sie gegen die mit Schrägflächen versehene Laufbahn wirkt, während die Rollen die am Ringteil vorgesehene ebene Ringfläche belasten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Fig. 1 ist ein teilweiser Querschnitt durch eine Elektromotor-Schwungscheibe mit ausgekuppelter Kupplung, Fig. 2, die der Fig. 1 gleich ist, zeigt die Kupplung in eingekuppeltem Zustand und Fig. 3 ist ein in eine Ebene abgewickelter Querschnitt in Höhe der Scheiben und der Gegenscheibe.
Die Motor-Schwungscheibe weist einen Elektromotor auf, dessen Stator Al ausladend an einem senkrechten Träger befestigt ist, der beispielsweise aus einer der Flanken der in Betracht gezogenen Arbeitmaschine dargestellt wird.
Der Rotor A2 dieses Motors ist auf eine Hülse Bi aufgekeilt, die eine Glockenschwungscheibe B trägt, in deren Innerem der Motor A untergebracht ist. In die Hülse Bist die Welle C eingeschoben, die mit der Arbeitsmaschine verbunden ist, und die vom Lager Cl gehalten wird.
Die Welle C wird noch vom Endlager C2 gehalten, das von einem Deckel D getragen wird, der an
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einem Gehäuse Fbefestigt ist. In diesem Gehäuse befindet sich die Motor- Schwungscheibe B, und es endet an seinem andern nicht dargestellten Ende in einem Flansch, an dem der Stator Al befestigt ist, der dazu dient, die Gruppe an dem Trägeraufbau zu befestigen.
Gemäss der Erfindung ist auf dem Ende der Welle C eine Büchse J 0 festgekeilt, die in einen Flansch 12 endet und aussen Nuten J4 hat, in welche aussen ein Bund 16 eingreift, der axial auf der Büchse 10 ver- schiebbar ist, wie nachstehend beschrieben wird. Zwischen-dem Flansch 12 und der Stirnwandung des Bun- des 16 sind Federn 18 eingesetzt, deren Kraft in solcher Richtung wirkt, dass dieser Bund 16 von links nach rechts verschoben wird.
An dem Bund, 16 ist eine Scheibe 20 fest angebracht, gegenüber deren Oberflächen Beläge 22 und 23 sitzen und die das bewegliche Element einer Reibungskupplung bilden. Diese Reibungskupplung besteht aus der Stirnfläche 24 der Schwungscheibe B, gegen deren Belag 22 von den Federn 18 die Scheibe 20 gedrückt wird. Der Belag 23 kann sich an die Fläche eines Ringes 25 an dem Gehäuse F anlegen und stellt die mit der Kupplung kombinierte Bremse dar.
Das freie Ende des Bundes 16 ist mit Gewinde versehen und hält einen Ring 28, der auf dem Bund 16 drehbar ist und eine der beiden Scheiben der Vorrichtung darstellt.
Das Gewinde gestattet die axiale Verstellung dieses Ringes 28 gegenüber der Scheibe 20. Gegenüber dem Ring 28 ist ein zweiter Ring 30 vorgesehen, der die zweite Scheibe darstellt und der mit dem Gehäuse F fest verbunden ist. Die Oberfläche dieses Ringes 30, die dem Ring 28 gegenüberliegt, weist geneigte Rampen 32 auf, die in einer Umfangsrichtung angeordnet und winkelmässig untereinander versetzt sind. Diese geneigten Rampen 32 stellen frontale Nocken dar und arbeiten mit einer ersten Rolle 34 zusammen, die mit Achsstummeln 36 versehen ist, die zwei weitere Rollen 38 und 38'halten, gegenüber der ersten (34) frei drehbar sind und deren Durchmesser grösser ist als der der ersten Rolle 34.
Die Rollengruppen 34,38 liegen in Öffnungen40. die in einem Gegenring 42 vorhanden sind, der umlaufend von einem Gegenbund 44 gehalten wird, der mit dem Ring 30 fest verbunden ist.
Dieser Gegenbund44liegt koaxial mit der Welle C, und daher liegen auch diese Ringe 28, 30 und 42 koaxial mit dieser.
Der Gegenring 42 trägt an seinem Umfang eine Schneckenverzahnung, in die eine entsprechende Schnecke 46 eingreift und so ein Schneckengetriebe bildet. Die Schnecke 46 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden, beispielsweise einem Elektromotor, dessen Speisung in geeigneter Art und Weise, wie nachstehend geschildert, gesteuert wird.
Wenn die Vorrichtung sich in Ruhestellung befindet, ist der Belag 23 der Kupplung 20, 24 von der Schwungscheibe B gelöst, und diese läuft frei um, während die Welle C stillsteht und durch Eingriff der Kupplung 20, 24 an dem Ring 25 gebremst ist. Das ist deshalb so, weil die Rollen 34 mit den geneigten Rampen 32 so zusammenarbeiten, dass die Rollen 38 und 38'an der Fläche der Scheibe 28 abrollen, wodurch die Scheibe 20 von der Schwungscheibe B gelöst und mit dem Ring 25 in Eingriff steht, entgegen der von den Federn 18 ausgeübten Wirkung.
Die Arbeitsweise der Gruppe Elektromotor-Schwungscheibe sowie auch der Vorrichtung nach der Er- findung wird unter der Annahme erläutert, dass die Kupplung eine Arbeitsmaschine mit einer hin-und hergehenden Bewegung antreibt, beispielsweise eine Biegemaschine oder eine schwere Blechschere.
Im Anfangszustand läuft die Schwungscheibe B frei um, während die Welle C unter Öffnung der Kupplung 20, 24 stillsteht und von der Bremse 20, 25 verriegelt gehalten wird.
Der Antrieb der Arbeitsmaschine erfolgt, indem ein Elektromotor unter Strom gesetzt wird, der die Schnecke 46 antreibt.
Der Gegenring42 wird dadurch um einen solchen Winkel gedreht, dass die geneigten Rampen 32, die an den mittleren Rollen 34 angreifen, von diesen Rollen 34 freiwerden und die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnehmen. Durch die Wirkung der Federn 18 wird die aus der Scheibe 20, dem Bund 16 und dem Ring 28 bestehende Gruppe vonlinksnach rechts verschoben und so mit dem Belag 22 der Schwungscheibe B in Eingriff gebracht. Hiedurch wird die Drehverbindung zwischen dieser Schwungscheibe B und der Welle C hergestellt, und letztere wird gedreht.
Die so hergestellte Drehverbindung bleibt bestehen, und die Rollenpaare 34,38 bleiben unwirksam und liegen mit einem gewissen Spiel zwischen den Ringen 28 und 30. Um die Kupplung 20,24 freizugeben, wird nun die Schnecke 46 im umgekehrten Sinne angetrieben. Im Falle einer Arbeitsmaschine mit hin-und hergehender Bewegung wird, wenn der Arbeitszyklus nahezu beendet ist, durch entsprechende, von der Maschine gesteuerte Kontakte der Motor, der die Schnecke 46 in Drehung versetzt, eingeschaltet. Der Gegenring 42 wird dabei um einen Winkel verdreht, u. zw. so, dass die mittleren Rollen 34 der Rollenpaare 34, 38 mit dem ersten Abschnitt der Rampen 32 in Eingriff gebracht werden, so dass die Rollenpaare
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sich zwischen diese (durch die Rollen 34) und den Ring 28 (durch die Rollen 38) einlegen.
In dieser Stel- lung werden die äusseren Rollen 38, wenn sie mit dem umlaufenden Ring 28 in Berührung kommen, zur
Drehung gebracht. Da die äussere Rolle 38 auf einem Umfang des Ringes 28 von grösserem Durchmesser gegenüber dem läuft, auf dem die innere Rolle 38'läuft, und da diese Rollen 38, 38'miteinander ver- bunden sind, wird auf jedes Rollenpaar 34,38 eine Drehkomponente ausgeübt, die die Rolle 34 nach dem
Scheitelpunkt der entsprechenden geneigten Rampe 32 laufen lässt.
Da die Drehrichtung der Scheibe 28 (und damit die Welle C) mit der (Steigungs-) Neigung der ge- neigten Rampen 32 übereinstimmt, werden die Rollenpaare 34,38 zum Scheitelpunkt dieser geneig- ten Rampen hin zum Laufen gebracht, wodurch sie wieder die Stellung nach Fig. 1 einnehmen.
Daher wird der Ring 28 und demgemäss die Scheibe 20 axial im Gegensinn zur Wirkung der Federn 18 verschoben, und die Scheibe 20 wird von der Fläche 24 der Schwungscheibe B abgekuppelt, so dass auf diese Weise die Torsionsverbindung zwischen dieser Schwungscheibe B und der Welle C unterbrochen wird, während die Scheibe 20 mit dem Ring 23 in Eingriff gebracht wird, um das Bremsen der Welle C durchzu- führen.
Es ist offensichtlich, dass der die Schnecke 46 antreibende Motor nur eine begrenzte Verschiebung des
Gegenringes 42 bewirkt, während das tatsächliche Lösen der Scheibe 20 von der Schwungscheibe B durch die restliche Drehung der mit der Welle C verbundenen Teile erfolgt, bevor die Welle C gebremst wird.
Daraus ergibt sich, dass der Motor der Schnecke 46 nur arbeitet, um die Anfangsverschiebungen der Gegenscheibe 42 durchzuführen, da die Endverschiebungen von der in den an der Welle C befestigten Teilen aufgespeicherten Energie durchgeführt werden. Zu diesem Zwecke kann der Motor angehalten werden, bevor die Rollenpaare 34,38 die Stellung nach Fig. 1 erreichen, wobei in diesem Falle geeignete Über- tragungen oder entsprechende Organe zwischen dem Motor und dem Gegenring 42 vorgesehen werden. Bei- spielsweise können-wie im dargestellten Falle - die im Gegenring 42 vorhandenen Öffnungen ein ge- wisses Spiel in tangentialer Richtung aufweisen. Offensichtlich kann der Antrieb des Gegenringes 42 mit jedem beliebigen bekannten Antriebsmittel und auch von Hand erfolgen.
Ebenso ist auch die Erfindung nicht an die im Ausführungsbeispiel dargestellte Scheibenkupplung gebunden. Es ist ohne weiteres möglich, bekannte Kupplungen, wie beispielsweise Lamellen- oder Konuskupplungen, zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung für die Betätigung von Kupplungen, insbesondere von mit Schwungrädern verbundenen Kupplungen, z. B. für Scheren, Pressen oder ähnliche Maschinen, die eine Scheibe aufweist, welche durch Reibkraft mit einem auf einem rotierenden Antriebskörper, insbesondere einem Schwungrad, sitzenden Teil gekuppelt ist, um eine angetriebene Welle der zu betätigenden Maschine mit dem erwähnten Antriebskörper zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (20) gegenüber der angetriebenen Welle (C) axial bewegbar gelagert und durch Federn (18) gegen den Antriebskörper (B) zum Einkuppeln verschiebbar und mit einem Ringteil (28) verbunden ist, mit welchem von mehreren Gruppen von rollenden gleichachsigen Körpern (34, 38.
38') die rollenden Körper (38, 38') zusammenwirken, die auf einer koaxial zu dem Ringteil (28) angeordneten drehbaren Gegenscheibe (42) gelagert sind und die rollenden Körper (34) gegen einen eine mit Schrägflächen versehene Laufbahn (32) aufweisenden feststehenden Ringteil (30) abgestützt sind, wobei die rollenden gleichachsigen Körper (34, und 38,38') gegeneinander frei drehbar gelagert und von verschiedenem Durchmesser sind, wobei zufolge des Eingriffes der Körper (38, 38') mit dem Ringteil (28) und der Körper (34) mit der Laufbahn (32),. diese Körper dazu neigen, sich längs der Schrägflächen nach aussen zu bewegen, um einen starken Druck und ein starkes Haften zwischen den Teilen (20, 22) zu sichern.