Antriebs- und Bremsvorrichtung, insbesondere für mechanische Pressen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebs- und Bremsvorrichtung, die sich insbeson dere für mechanische Pressen eignet. Bei intermittie- rend arbeitenden Maschinen, wie sie mechanische Pressen darstellen, erfolgt die Übertragung des erfor derlichen Drehmomentes mittels einer Kupplung von einem dauernd umlaufenden, z. B. durch einen Elek tromotor über einen endlosen Riemen angetriebenen Schwungrad auf die intermittierend arbeitenden Ele mente der Maschine.
Zur Ausführung von einem oder mehreren Arbeits hüben wird das Schwungrad über eine Kupplung mit der Hauptwelle der Presse oder dgl. verbunden. Hier für finden in der Praxis mechanische, pneumatische, elektromagnetische oder hydraulische Kupplungen verschiedenster Art Anwendung. Bei Lösen der Kupp lung wird die Maschine durch eine Bremse sofort stillgesetzt.
Bekannte druckluftbetätigte Kupplungen mit zugehöri ger Bremse haben den grossen Nachteil, dass die ganze Kupplung und die Bremse auf der gleichen Seite des Schwungrades angeordnet sind, was unter anderem zu Montage- und Demontageschwierigkeiten führt. Es werden auch Kupplungen verwendet, bei deren Betätigung das Schwungrad axial verschoben wird, was jedoch grossen Kraft- und Zeitverlust zur Folge hat. Die bekannten Kupplungen und Bremsen erfordern ferner viel Platz und ergeben eine ungünstige Belastung der Welle.
Die Erfindung, welche die Behebung obiger Nach teile bezweckt, betrifft somit eine Antriebs- und Brems vorrichtung mit einer Welle, die mit einem Antriebsrad kuppelbar ist und bei gelöster Kupplung durch eine Bremse automatisch stillgesetzt wird. Diese Vorrich tung zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass im Körper des Antriebsrades axial verschiebbare Kupplungsklötze gelagert sind, die mit auf entgegen gesetzten Seiten des Radkörpers liegenden Reibflä chen eines auf der Welle befestigten Aggregates zusam menarbeiten, wobei Mittel vorgesehen sind, um eine erste Reibfläche in Richtung auf eine zweite Reibfläche hin oder von derselben weg zu bewegen und gleich zeitig die Bremse zu lösen bzw.
anzuziehen, und wobei ferner die beiden Reibflächen an zwei verschiedenen, lösbar miteinander verbundenen Teilen des Aggrega tes vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Schnitt dargestellt, wobei gewisse gleichartige Einzelheiten, z. B. Reibklötze, auf der einen Hälfte der Zeichnung im Schnitt und auf der anderen in Ansicht gezeichnet sind.
Die Zeichnung zeigt eine Antriebs- und Bremsvor richtung für die mit 1 bezeichnete Hauptwelle einer mechanischen Presse, z. B. einer Exzenterpresse, von der im übrigen lediglich ein Lager 2 dieser Welle 1 gezeichnet ist. Ein Antriebsrad 3, das zugleich als Schwungrad ausgebildet ist und als Riemenscheibe für einen nicht dargestellten, endlosen Antriebsriemen dient, soll in leicht steuerbarer Weise mit der Welle 1 gekuppelt, bzw. von derselben entkuppelt werden können; darüber hinaus soll die Welle 1 automatisch gebremst werden ,sobald sie nicht mehr mit dem An triebsrad 3 gekuppelt ist.
Das Antriebsrad 3 könnte auch als Zahnrad ausgebildet sein und braucht nicht unbedingt ein grosses Schwungmoment zu haben, ob wohl letzteres bei der vorgesehenen Anwendung der dargestellten Vorrichtung, nämlich bei einer Presse, besonders zweckmässig ist: Auf der Welle 1 ist eine langgestreckte Nabe 4 eines Grundkörpers 5 mittels eines Keiles 6 festgekeilt. Der Grundkörper 5 bildet an seinem presseseitigen ( hinteren ) Ende einen Bremsen-Gegenhalter 7 und, in einem gewissen Abstand vor letzterem, einen Kol ben 8, der in einem kurzen Zylinder 9 liegt.
Der Zy linder 9 ist in axialer Richtung in bezug auf den Kolben 8 verschiebbar und durch eine Dichtung 10 gegen die einer Kolbenstange entsprechende Nabe 4, sowie durch eine Dichtung 11 gegen den Kolben 8 selbt abgedichtet. In den zwischen Kolben 8 und Zylin der 9 eingeschlossenen Arbeitsraum 12 des Zylinders 9 mündet eine schräge Bohrung 13 des Grundkörpers 5, die andererseits mit einer in Umfangsrichtung der Welle 1 verlaufenden Nut 14 in Verbindung steht. Auf gleicher Höhe wie die Nut 14 ist in der Welle 1 eine Querbohrung 15 vorgesehen, die eine axiale Bohrung 16 der Welle 1 mit der Nut 14 verbindet.
Vor dem vorderen Ende der Welle 1 befindet sich in der Nabe 4 ein drehbares Anschluss-Stück 17, das gestattet, ein ortsfestes Druckluft-Regulierventil 18, z. B. ein Elek troventil, dessen Druckzuführungsleitung 19 schema tisch angedeutet ist an die Bohrung 16 anzuschliessen. Es ist ersichtlich, dass wenn das Ventil 18 offen ist, der im Arbeitsraum 12 herrschende Druck den Zylin der 9 nach vorne verschiebt.
Das Antriebsrad 3 weist einen in einer Radialebene liegenden, scheibenförmigen Körper 20 und eine Nabe 21 auf, welch' letztere auf einem Kugellager 22 sitzt, das seinerseits auf der Nabe 4 des Grundkörpers 5 angebracht ist. Der Radkörper 20 ist mit einem Kranz von Öffnungen 23 versehen, die z. B. rund oder recht eckig sein können. In den Öffnungen 23 sind Kupp lungsklötze 24 axial verschiebbar geführt, die auf bei den Seiten mit Reibungsbelägen 25, bzw. 26 versehen sind. Dem hinteren Reibungsbelag 25 liegt eine vom Zylinder 9 gebildete Reibfläche 27 gegenüber, während dem vorderen Reibungsbelag 26 eine Reibfläche 28 gegenüberliegt, die von einem Kupplungs-Gegenhal- ter 29 gebildet wird.
Der Kupplungs-Gegenhalter 29 ist mittels eines Keiles 30 auf der Nabe 4 des Grund körpers 5 befestigt und mittels eines Sicherungsringes 31 in seiner Lage gesichert. Der Grundkörper 5 und der Gegenhalter 29 bilden somit ein starres aber leicht demontierbares Aggregat. Der Sicherungsring 31 ist ein geschlitzter Gewindering, der auf ein auf dem vor deren Ende der Nabe 4 vorgesehenes Gewinde 32 auf geschraubt und mittels einer quer zum Schlitz 33 ver laufenden Schraube 34 auf diesem Gewinde 32 fest geklemmt ist.
Es ist ersichtlich, dass wenn der Zylinder 9 durch die Druckluft nach vorne gedrückt wird, die Kupp lungsklötze 24 mit ihren Reibungsbelägen 25 und 26 zwischen den Reibflächen 27 und 28 eingeklemmt wer den. Infolgedessen überträgt die im wesentlichen durch die Elemente 3, 24,. 9, 29 und 5 gebildete Reibungs kupplung die Drehung des Antriebsrades 3 auf die Welle 1. Hierzu ist noch zu bemerken, dass der Zylin der 9 und der Kolben 8 durch einen die axiale Relativ verschiebung der Elemente 8 und 9 zulassenden Mit nahmebolzen 35 zu gemeinsamer Drehung verbunden sind, wobei der Bolzen 35 in Lagerbuchsen 36 und 37 gelagert ist, und durch nicht dargestellte Mittel am Herausgleiten aus denselben verhindert wird. Das An triebsdrehmoment wird vom Rad 3 über 24, 25, 27, 9, 36, 35, 37, 8, 6 und andererseits über 24, 26, 28, 29, 30, 4, 6 auf die Welle 1 übertragen.
Es wird hervorgehoben, dass das Einkuppeln bei passender Wahl des Luftdruckes sehr sanft, d. h. stossfrei erfolgt. Sehr vorteilhaft ist es, dass die Axial kräfte sich in der Reibungskupplung selbst gegenseitig aufheben, da die an den Reibflächen 27 und 28 wirksa men, entgegengesetzt gerichteten Normalkräfte einer seits durch den Zylinder 9 und die Druckluft auf den Kolben 8, d. h. auf den Grundkörper 5, und anderer seits durch den Kupplungs-Gegenhalter 29 und den Keil 30, bzw. den Sicherungsring 31 auf die Nabe 4, d. h. ebenfalls auf den Grundkörper 5 übertragen wer den.
Der Ausgleich der Axialkräfte in der Kupplung ist sehr vorteilhaft, weil dadurch Axiallager für das Antriebsrad 3 und für die Welle 1 überflüssig werden.
Der Mitnahmebolzen 35 weist eine Schwächungs stelle 38 auf, an welcher er bei einem vorbestimmten, maximal zulässigen Wert der durch die Kupplung übertragenen Drehmomentes abgeschert wird, was z. B. im Falle einer Störung der Presse wichtig ist. Wenn der Bolzen 35 abgeschert wird, wird der Arbeitsraum 12 mit einer im Bolzen vorgesehenen, durchgehenden Axialbohrung 35' verbunden, so dass die Druckluft entweicht, und somit die Kupplung gelöst und die Bremse angezogen wird.
Um bei der Verminderung des Luftdruckes die Kupplung zu lösen und die Welle 1 zu bremsen, ist auf dem Zylinder 9 eine erste ringförmige Brems scheibe 39 mittels Schrauben 40 befestigt. Im Kolben 8 ist ein Kranz von axialen Sackbohrungen 41 vorgese hen, in denen Federteller 42 angeordnet sind, die be strebt sind, Bolzen 43 aus den Bohrungen 41 hinaus zu stossen. Die Bolzen 43 drücken daher über die Brems scheibe 39 den Zylinder 9 nach hinten, wirken also dem im Zylinderarbeitsraum 12 herrschenden Luft druck entgegen. Auf dem Bremsen-Gegenhalter 7 ist eine zweite, ringförmige Bremsscheibe 44 mit einem an ihr vorgesehenen Innengewinde 45 aufgeschraubt.
Ein Sicherungsplättchen 46, das mittels einer Schraube 47 am Gegenhalter 7 angeschraubt ist und in die eine oder in die andere einer Anzahl peripherischer Aus- nehmungen 48 der Bremsscheibe eingreift, sichert letztere in ihrer Verschraubungslage. Ein Zwischen ring 49 ist mit einem Kranz von Löchern 50 versehen, in denen Bremsklötze 51 axial verschiebbar gehaltert sind. Der Zwischenring 49 weist ein Ohr 52 mit einem Loch 53 auf, in dem eine Buchse 54 steckt, in die das vordere Ende eines Haltefingers 55 eingreift.
Der Hal tefinger 55 ist in nicht näher dargestellter Weise am Gestell der Presse befestigt und es ist ersichtlich, dass er eine Drehung des Zwischenringes 49 um die Axe der Welle 1 verhindert. Zur Verhinderung einer Schwen kung des Zwischenringes 49 um den Finger 55 selbst, ist derselbe in nichtdargestellter Weise entweder am Grundkörper 5 oder an einem anderen ortsfesten Fin ger oder dgl. abgestützt. Wenn der Luftdruck einen von einer Vorspannung der Federteller 42 abhängigen Grenzwert unterschrei tet, drücken die Bolzen 43 die erste Bremsscheibe 39 auf die Bremsklötze 51, die ihrerseits auf die zweite Bremsscheibe 44 drücken.
Da das Antrieb-Schwung- rad 3 dann von der Welle 1 entkuppelt ist, kommt letztere durch die Wirkung der im wesentlichen aus den Elementen 39, 44, 49, 51 bestehenden Bremse sehr rasch zum Stillstand.
Um die dem Verschleiss unterworfenen Kupp lungsklötze 24 und Bremsklötze 51 auszuwechseln, ist es nicht nötig, das schwere Antriebs-Schwungrad 3 oder gar die Welle 1 selbst zu demontieren, wie dies bei anderen, dem gleichen Zwecke dienenden, bekann ten Antriebs- und Bremsvorrichtungen der Fall ist. Nach Lösen des Sicherungsringes 31 kann man den Kupplungs-Gegenhalter 29 nach vorne soweit verschie ben, dass die Kupplungsklötze 24 zugänglich sind und aus den Öffnungen 23 des Radkörpers 20 herausge nommen werden können. Nach Lösen des Sicherungs plättchens 46 und Hinausschrauben der Bremsscheibe 44 kann man in gleicher Weise die Reibungsklötze 51 aus den Öffnungen 50 des nicht drehbaren Zwischen ringes 49 herausnehmen.
Ein weiterer wichtiger Vor teil der dargestellten Vorrichtung ist der, dass das Drehmoment durch den in der Nähe des Lagers 2 befindlichen Keil 6 auf die Welle 1 übertragen wird, so dass sich nur ein kleiner Torsionswinkel der Welle 1 ergibt.
Kupplung und Bremse sind nicht wie bei bekann ten Vorrichtungen vollständig auf einer einzigen Seite des Antriebs-Schwungrades angeordnet, was zu den erwähnten Montage- und Demontageschwierigkeiten führt. Darüber hinaus ist die beschriebene Vorrichtung nicht nur sehr platzsparend, sondern dank ihrer Ein fachheit auch viel wirtschaftlicher herstellbar als früher verwendete Vorrichtungen ähnlicher Art. Es ist auch vorteilhaft, dass die Nabe 21 des Rades 3 und dessen peripherische Schwungmasse hauptsächlich auf entge gengesetzten Seiten des Radkörpers 20 liegen, und zwar so, dass die Schwungmasse auf der Seite des La gers 2 liegt.
Dadurch wird das vom Gewicht des Rades 3 und dem Antriebsriemen auf die Welle 1 ausgeübte Biegungsmoment verringert.
Es ist noch zu bemerken, dass das Elektroventil 18 eine nicht dargestellt Ausblasöffnung aufweist, die bei einer bestimmten Steuerstellung des Ventilkörpers die Bohrung 16, bzw. den Arbeitsraum 12 des Zylinders 9 mit der Atmospräre in Verbindung setzt, zwecks ra scher Druckabsenkung, bzw. rascher Entkupplung des Antriebes. Die ausserordentlich rasch und zuverlässig arbeitende Steuerung ist auch in wirtschaftlicher Hin sicht gegenüber üblichen Steuerungen sehr vorteilhaft.
Die Abnützung der Bremsklötze 51 kann durch Nachstellen der Bremsscheibe 44 berücksichtigt wer den. Ebenso kann die Abnützung der Bremsbeläge 25 und 26 der Kupplungsklötze 24, die übringens wie die Reibungsklötze 51 aus einem einzigen Stück von geeig neten Reibungskoeffizienten bestehen könnten, durch Nachstellen des Sicherungsringes 31 berücksichtigt wer- den. Durch Einstellen der Bremsscheibe 44 kann die Vorspannung der Federn 41 und damit die Brems kraft verändert werden, während durch Einstellen des Sicherungsringes 31 der Hub des Zylinders 9 oder Kupplungsweg und somit die Einschaltzeit der Kupplung beeinflusst wird. Der Kupplungsweg wird zweckmässig möglichst klein gemacht, um ein rasches Einkuppeln zu gestatten.
Das Elektroventil 18 braucht selbstverständlich nicht unmittelbar vor dem vorderen Wellenende angeordnet zu sein, wie dies der Einfach heit halber in der Zeichnung dargestellt ist; es wird sogar in der Regel durch eine Anschlussleitung mit dem drehbaren Ausschluss-Stück 17 verbunden.