Kupplungs- und Bremseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungs- und Bremseinrichtung, die dazu dient, eine Welle, im Bedarfsfall, schnell und zwangsläufig zu kuppeln oder zu bremsen, was in schneller Folge durchführbar sein soll.
Die Erfindung besteht in einer Kupplungs- und Bremseinrichtung, die eine Welle mit einer drehbar auf ihr angeordneten Scheibe aufweist, eine auf der Welle angeordnete Kupplungsscheibe, die sich mit der Welle drehen und auf ihr axial verschieben kann, einen auf der Welle angeordneten ringförmigen Kupplungskolben und einen auf der Welle angeordneten ringförmigen Kupp lungszylinder, welche die Kupplungsscheibe zum Ein griff mit der genannten Scheibe auf der Welle axial bewegen können, eine auf der Welle befestigte Brems scheibe, die sich mit der Welle drehen kann, und einen auf der Welle angeordneten ringförmigen Bremskolben und einen auf der Welle angeordneten ringförmigen Bremszylinder, welche mit der Bremsscheibe in Eingriff treten können, wobei der Kupplungskolben betätigbar ist,
um zu bewirken, dass die Gupplungsscheibe mit der Scheibe in Eingriff tritt und diese dadurch dreht, und wobei der Bremskolben betätigbar ist, um mit der Bremsscheibe in Eingriff zu treten und die Welle zu bremsen.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Kupplungs- und Bremseinrichtung gemäss der Erfindung.
Fig.2 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1.
Fig.3 ist eine Schnittansicht nach Linie 2-3 der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht eines Schulter bolzens, der aus dem Bremsteil der Einrichtung herausge nommen ist.
Fig.5 ist eine Schnittansicht nach Linie 5-5 der Fig. 2.
Fig.6 ist eine Schnittansicht nach Linie 6-6 der Fig. 2 Fig 7 ist eine Schnittansicht nach Linie 11-11 der Fig. 1. In der Zeichnung und insbesondere in den Figuren 1 bis 3 ist eine Kupplungs- und Bremseinrichtung A wiedergegeben, die einen Bremsteil 12 umfasst, welcher eine Lagerbüchse 14 aufweist, die zur Aufnahme einer Welle 16 durchbohrt ist. Die Lagerbüchse 14 ist mittels Keilen 15 und 17 mit der Welle 16 verbunden und durch Stellschrauben 18 gesichert.
Mit 20 ist eine Bremsscheibe bezeichnet, die auf der Lagerbüchse 14 angeordnet und auf dieser mittels Längsnuten 19 gegen Drehung, und mittels Sicherungsringen 21 und 22 gegen axiale Bewe gung gesichert ist. An der äusseren Fläche der Brems scheibe 20 sind sich radial erstreckende Kühlrippen 24 ausgebildet, und eine innere ebene radiale Fläche 26 der Bremsscheibe 20 stellt die Bremsfläche dar.
Weiterhin ist ein reibungsarmes Lager 28 vorgesehen, dessen innerer Laufring mit Presssitz auf der Lagerbüch se 14 angeordnet ist. Ein kombinierter Kupplungskolben- und Bremszylinderteil 30 ist ungefähr in der Mitte der Einrichtung A angeordnet und aus einem im wesentli chen mittleren ringförmigen Körperteil 32 gebildet, von welchem sich ein konzentrischer ringförmiger Kupp lungskolben 34 erstreckt.
Weiterhin erstrecken sich von dem mittleren ringförmigen Körperteil 32 in zu dem Kupplungskolben 34 entgegengesetzter Richtung ein äusserer ringförmiger Zylinderflansch 38 und ein zu diesem konzentrisch und zu der Lagerbüchse 14 axial verlaufender innerer ringförmiger Zylinderflansch 40, die einen ringförmigen Bremszylinder 42 bilden, dessen Kopf von einem zu der Längsachse der Lagerbüchse 14 senkrecht verlaufenden radialen Wandabschnitt 44 gebil det ist. Der innere Zylinderflansch 40 ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 46 ausgebildet, in welcher ein O-Ring 48 angeordnet ist, der zwischen dem Zylinder flansch 40 und einem ringförmigen Bremskolben 50 eine Abdichtberührung aufrechterhält.
Der ringförmige Bremskolben 50 erstreckt sich von einem ringförmigen Kolbenbasisteil 52 und ist mit diesem einstückig ausgebildet, wobei der ringförmige Basisteil 52 eine axiale Bohrung 51 aufweist. Der Bremskolben 50 hat auf seinem Aussenumfang eine Ausnehmung 54, in welcher ein O-Ring 56 angeordnet ist, der zwischen der Aussenwand des Flansches 38 des Bremszylinders 42 und dem Bremskolben 50 eine Abdichtberührung aufrechter hält. An dem Kolbenbasisteil 52 ist mittels Bolzen 60 ein ringförmiger Reibungsbelag bzw. eine Reibungsscheibe 58 befestigt.
Es ist ersichtlich, dass das Lager 28 den Teil 30 und die an diesem ausgebildeten Kupplungskolben 34 und Bremszylinder 42 trägt, wobei der Teil 30 weiterhin den Bremskolben 50 trägt, wie es nachstehend beschrie ben wird.
Der Bremskolben 50 wird von einer Mehrzahl im Abstand voneinander angeordneter Schulterbolzen 49 getragen, die an ihrem verkleinerten inneren Ende 53 in dem mittleren ringförmigen Körperteil 32 verankert sind (Figuren 2, 4, 6). Jeder der Bolzen 49 erstreckt sich in ein und durch ein Loch 55 hindurch, das sich durch den Kolben 50 und den Kolbenbasisteil 52 hindurcherstreckt und dessen Durchmesser bei 55' verkleinert ist, um eine Schulter 61 zu bilden.
Zwischen dem Kopf 57 des Bolzens 49 und der Schulter 61 des Loches 55 ist eine Schraubenfeder 61' angeordnet, welche den Bremskolben 50 gewöhnlich in den Bremszylinder 42 hineindrückt, wodurch der Reibungsbelag 58 gewöhnlich in einem Abstand von der Bremsfläche 26 der Bremsscheibe 20 liegt.
Der äussere Laufring des Lagers 28 ist mit Presssitz in einer ringförmigen Ausnehmung 62 angeordnet, die an der Innenfläche des inneren Zylinderflansches 40 ausge bildet ist, und das Lager 28 legt sich gegen einen Wandabschnitt 64 des mittleren ringförmigen Körpertei les 32. Infolge der Anordnung des Lagers 28 kann die Welle 16 sich innerhalb des Bremszylinders 42 und der gesamten Einrichtung A drehen.
An der Aussenfläche des Kupplungskolbens 34 ist eine ringförmige Ausnehmung 66 ausgebildet, in welcher ein O-Ring 68 angeordnet ist. Mit 70 ist ein einen Teil eines Kupplungsabschnitts 71 bildender Kupphungszylin- derkörper bezeichnet, der einen ringförmigen Körperteil 72 aufweist, in welchem der äussere Laufring eines Drucklagers 74 mit Presssitz angeordnet ist. Eine radiale Wand 76 ist an dem ringförmigen Körperteil 72 ausgebildet und erstreckt sich von diesem radial nach innen, und seine Innenkante liegt in einem Abstand von der Lagerbüchse 14.
Die radiale Wand 76 endigt an ihrer Aussenkante an einem in einem rechten Winkel zu ihr angeordneten äusseren ringförmigen Kupplungszylinder- flansch 78, und an ihrer Innenkante an einem im rechten Winkel zu ihr angeordneten inneren ringförmigen Kupp lungszylinderflansch 80. Der innere Flansch 80 und der äussere Flansch 78 bilden zusammen mit einer radialen Kopfwandfläche 82 der radialen Wand 76 einen ringför migen Kupplungszylinder 84.
Der innere Flansch 80 des Kupplungszylinders 84 ist mit einer ringförmigen Aus- nehmung 66 ausgebildet, in welcher ein O-Ring 88 angeordnet ist, der zwischen der Innenfläche des Kupplungskolbens 34 und dem inneren Kupphungszylin- derflansch 80 eine Abdichtberührung herstellt.
Der innere Laufring des Lagers 74 ist mit Presssitz auf einem ringförmigen Flansch 90 einer Kupplungs scheibe 92 angeordnet, die mittels einer Reihe im Abstand von einander befindlicher Längsnuten 94, die in entsprechende an der Lagerbüchse 14 sich in Längsrich tung erstreckende Längsnuten 96 eingreifen, auf der Lagerbüchse 14 axial verschiebbar ist. Es ist somit ersichtlich, dass die Kupplungsscheibe 92 den Kup- plungszylinderkörper 70 mittels des Lagers 74 trägt, und dass der Kupplungszylinderkörper 70 mit der verschieb baren Kupplungsscheibe 92 auf der Lagerbüche 14 axial verschiebbar ist. Die Kupplungsscheibe 92 ist mit Kühlrippen 93 ausgebildet.
Ein Reibungsscheibenträger 98 weist einen radialen Flansch 100 auf auf, an welchem mittels Bolzen 103 ein Reibungsbelag bzw. eine Reibungsscheibe 102 befestigt ist, welche der ebenen radialen Fläche 104 der Kupp lungsscheibe 92 direkt gegenüberliegt.
Weiterhin ist ein Drucklager 106 vorgesehen, dessen äusserer Laufring mit Presssitz in einer ringförmigen Ausnehmung 108 des Trägers 98 angeordnet ist und sich gegen dessen Flansch<B>100</B> legt. Der innere Laufring des Lagers 106 ist in einer auf der Lagerbüchse 14 ausgebildeten ringförmigen Ausnehmung 110 mit Press- sitz angeordnet. Die Kupplungsscheibe 92 wird gewöhn lich von der Reibungsscheibe 102 durch eine Schrauben feder 112 weggedrückt, die auf der Lagerbüchse 14 angeordnet ist und sich gegen das in seiner Stellung gesicherte Lager 106 und gegen die Kupplungsscheibe 92 legt.
Auf dem Aussenumfang des Trägers 98 sind V- förmige Nuten ausgebildet, um eine Keilriemenscheibe 114 zu schaffen.
In den mittleren ringförmigen Körperteil 32 des kombinierten Kupplungskolben-Bremszylinderteiles 30 erstreckt sich ein Lufteinlass 115 für die Kupplung (Figuren 1 und 3), der zu und durch den Kupplungskol ben 34 hindurch zu dem Kupplungszylinder 84 führt. Der Körperteil 32 weist weiterhin einen Lufteinlass 116 für die Bremse auf (Figuren 1 und 5), der zu dem Brems zylinder 42 führt.
In Fig.l ist eine Kupplungs-Druckluftleitung 118 schematisch dargestellt, die mit dem Lufteinlass 115 und einem bei 120 angedeuteten üblichen Vierweg-Zwei- Stellungen-Ventil verbunden ist. Weiterhin ist eine Brems-Druckluftleitung 122 schematisch dargestellt, die mit dem Einlass 116 und dem Ventil 120 verbunden ist.
Wenn das Ventil 120 betätigt wird, wird Druckluft durch den Kupplungs-Lufteinlass <B>115</B> hindurch eingelas sen, wodurch der Kupplungszylinderkörper 70 bewegt und die Kupplungsscheibe 92 gedreht wird, in dem ihre Kupplungsfläche 104 mit der Reibungsscheibe 102 in Eingriff tritt und dadurch, da die mit der Reibungsschei be 102 verbundene Keilriemenscheibe 114 von einer nicht dargestellten Energiequelle über Keilriemen angetrieben bzw. gedreht wird, die Welle 16 dreht.
Das Ventil 120 kann dann derart betätigt werden, dass die in dem Kupplungs-Lufteinlass 115 befindliche Druckluft durch die Leitung 118 hindurch zurückströmen kann, wodurch der im Kupplungszylinder 84 bestehende Druck aufgeho ben und die Fläche 104 der Kupplungsscheibe 92 ausser Berührung mit der Reibungsscheibe 102 gebracht wird, so dass die Welle 16 abgekuppelt wird. Die angetriebene Keilriemenscheibe 114 setzt dabei ihre Drehung fort.
Durch eine derartige Betätigung des Ventils 120 wird aus dem Kupplungszylinder 84 ausströmende Druckluft gleichzeitig über die Leitung 122 zu dem zu dem Bremszylinder 42 führenden Brems-Lufteinlass 116 gelei tet, wodurch der Bremskolben 50 derart bewegt wird, dass die Reibungsscheibe 58 mit der Bremsfläche 26 der Bremsscheibe 20 in Eingriff tritt und dadurch die Welle 16 bremst, da die Bremsscheibe 20, wie oben beschrieben, auf der Welle 16 befestigt ist. Der Teil 30 ist dabei mittels eines mit einem nicht dargestellten festen Teil im Eingriff stehenden sich radial erstreckenden Anschlag 123 (Figu ren 1 und 2) gegen Drehung gehalten.
Es ist somit ersichtlich, dass mit der beschriebenen Ausführung die Welle 16 eingekuppelt und dann ausgekuppelt und im wesentlichen gleichzeitig gebremst werden kann. Bei der beschriebenen Arbeitsweise ist die Keilriemenscheibe 114 das antreibende und die Welle 16 das angetriebene Element.
Bei der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführung der Erfindung ist die Einrichtung A auf der Welle 16 zwischen deren Enden angeordnet.
Clutch and brake device The invention relates to a clutch and brake device which is used to quickly and inevitably couple or brake a shaft, if necessary, which should be able to be carried out in quick succession.
The invention consists of a clutch and brake device which has a shaft with a disc rotatably arranged on it, a clutch disc arranged on the shaft which can rotate with the shaft and can move axially on it, an annular clutch piston arranged on the shaft and an annular clutch cylinder arranged on the shaft, which can move the clutch disc to a handle with said disc on the shaft axially, a brake disc mounted on the shaft, which can rotate with the shaft, and an annular brake piston arranged on the shaft and an annular brake cylinder arranged on the shaft, which can come into engagement with the brake disc, wherein the clutch piston can be actuated,
to cause the clutch disc to engage and thereby rotate the disc, and wherein the brake piston is actuatable to engage the brake disc and brake the shaft.
An example embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing.
Fig. 1 is a side view of a clutch and brake device according to the invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1.
3 is a sectional view taken along line 2-3 of FIG.
Fig. 4 is a perspective view of a shoulder bolt taken out of the braking portion of the device.
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG.
6 is a sectional view along line 6-6 of FIG. 2 FIG. 7 is a sectional view along line 11-11 of FIG. 1. In the drawing and in particular in FIGS. 1 to 3, a clutch and brake device A is shown, which comprises a brake part 12 which has a bearing bush 14 which is drilled through to receive a shaft 16. The bearing bush 14 is connected to the shaft 16 by means of wedges 15 and 17 and is secured by adjusting screws 18.
With a brake disc 20 is referred to, which is arranged on the bearing bush 14 and secured on this by means of longitudinal grooves 19 against rotation, and by means of retaining rings 21 and 22 against axial movement BEWARE. Radially extending cooling fins 24 are formed on the outer surface of the brake disk 20, and an inner flat radial surface 26 of the brake disk 20 represents the braking surface.
Furthermore, a low-friction bearing 28 is provided, the inner race of which is arranged with a press fit on the bearing bush 14. A combined clutch piston and brake cylinder part 30 is arranged approximately in the middle of the device A and is formed from a substantially central annular body part 32 from which a concentric annular hitch piston 34 extends.
Furthermore, an outer ring-shaped cylinder flange 38 and an inner ring-shaped cylinder flange 40 extending concentrically to this and axially to the bearing bushing 14, which form an ring-shaped brake cylinder 42, the head of which extends from one to the other, extend from the middle ring-shaped body part 32 in the opposite direction to the clutch piston 34 the longitudinal axis of the bearing bush 14 perpendicular radial wall portion 44 is gebil det. The inner cylinder flange 40 is formed with an annular recess 46 in which an O-ring 48 is arranged, which between the cylinder flange 40 and an annular brake piston 50 maintains a sealing contact.
The annular brake piston 50 extends from an annular piston base part 52 and is formed in one piece therewith, the annular base part 52 having an axial bore 51. The brake piston 50 has a recess 54 on its outer circumference, in which an O-ring 56 is arranged, which maintains a sealing contact between the outer wall of the flange 38 of the brake cylinder 42 and the brake piston 50. An annular friction lining or a friction disk 58 is fastened to the piston base part 52 by means of bolts 60.
It can be seen that the bearing 28 carries the part 30 and the clutch piston 34 and brake cylinder 42 formed thereon, the part 30 still carrying the brake piston 50, as will be described below.
The brake piston 50 is carried by a plurality of spaced-apart shoulder bolts 49 which are anchored at their reduced inner end 53 in the central annular body part 32 (FIGS. 2, 4, 6). Each of the bolts 49 extends into and through a hole 55 which extends through the piston 50 and piston base 52 and which is reduced in diameter at 55 'to form a shoulder 61.
A helical spring 61 ′ is arranged between the head 57 of the bolt 49 and the shoulder 61 of the hole 55, which usually presses the brake piston 50 into the brake cylinder 42, whereby the friction lining 58 is usually at a distance from the braking surface 26 of the brake disk 20.
The outer race of the bearing 28 is arranged with a press fit in an annular recess 62 which is formed on the inner surface of the inner cylinder flange 40, and the bearing 28 rests against a wall portion 64 of the central annular body part 32. As a result of the arrangement of the bearing 28, the shaft 16 can rotate within the brake cylinder 42 and the entire device A.
On the outer surface of the clutch piston 34, an annular recess 66 is formed in which an O-ring 68 is arranged. A coupling cylinder body, which forms part of a coupling section 71 and has an annular body part 72 in which the outer race of a thrust bearing 74 is arranged with a press fit, is designated by 70. A radial wall 76 is formed on the annular body portion 72 and extends radially inward therefrom, and its inner edge is spaced from the bearing sleeve 14.
The radial wall 76 ends at its outer edge at an outer annular coupling cylinder flange 78 arranged at a right angle to it, and at its inner edge at an inner annular coupling cylinder flange 80 arranged at right angles to it. The inner flange 80 and the outer flange 78 together with a radial head wall surface 82 of the radial wall 76 form an annular clutch cylinder 84.
The inner flange 80 of the clutch cylinder 84 is formed with an annular recess 66 in which an O-ring 88 is arranged, which creates a sealing contact between the inner surface of the clutch piston 34 and the inner clutch cylinder flange 80.
The inner race of the bearing 74 is arranged with a press fit on an annular flange 90 of a clutch disc 92, which by means of a series of spaced longitudinal grooves 94 which engage in corresponding longitudinal grooves 96 extending in the longitudinal direction of the bearing bushing 14, on the Bearing bush 14 is axially displaceable. It can thus be seen that the clutch disk 92 carries the clutch cylinder body 70 by means of the bearing 74, and that the clutch cylinder body 70 with the displaceable clutch disk 92 is axially displaceable on the bearing bush 14. The clutch disk 92 is designed with cooling ribs 93.
A friction disk carrier 98 has a radial flange 100, on which a friction lining or a friction disk 102 is fastened by means of bolts 103, which is directly opposite the flat radial surface 104 of the clutch disk 92.
Furthermore, a thrust bearing 106 is provided, the outer race of which is arranged with a press fit in an annular recess 108 of the carrier 98 and rests against the flange 100 thereof. The inner race of the bearing 106 is arranged in an annular recess 110 formed on the bearing bush 14 with a press fit. The clutch disk 92 is usually pushed away from the friction disk 102 by a helical spring 112 which is arranged on the bearing bush 14 and lies against the bearing 106 secured in its position and against the clutch disk 92.
V-shaped grooves are formed on the outer circumference of the carrier 98 in order to create a V-belt pulley 114.
An air inlet 115 for the clutch (FIGS. 1 and 3), which leads to and through the clutch piston 34 to the clutch cylinder 84, extends into the central annular body part 32 of the combined clutch piston / brake cylinder part 30. The body part 32 also has an air inlet 116 for the brake (FIGS. 1 and 5), which leads to the brake cylinder 42.
In Fig.l a clutch compressed air line 118 is shown schematically, which is connected to the air inlet 115 and a usual four-way two-position valve indicated at 120. Furthermore, a brake compressed air line 122 is shown schematically, which is connected to the inlet 116 and the valve 120.
When the valve 120 is actuated, pressurized air is introduced through the clutch air inlet 115, thereby moving the clutch cylinder body 70 and rotating the clutch disc 92 by engaging its clutch surface 104 with the friction disc 102 and because the V-belt pulley 114 connected to the friction disk 102 is driven or rotated by an energy source, not shown, via V-belts, the shaft 16 rotates.
The valve 120 can then be operated in such a way that the compressed air in the clutch air inlet 115 can flow back through the line 118, whereby the pressure existing in the clutch cylinder 84 is released and the surface 104 of the clutch disk 92 is brought out of contact with the friction disk 102 is so that the shaft 16 is uncoupled. The driven V-belt pulley 114 continues to rotate.
By actuating the valve 120 in this way, compressed air flowing out of the clutch cylinder 84 is simultaneously fed via the line 122 to the brake air inlet 116 leading to the brake cylinder 42, whereby the brake piston 50 is moved in such a way that the friction disc 58 with the braking surface 26 of the Brake disk 20 comes into engagement and thereby brakes the shaft 16, since the brake disk 20 is fastened on the shaft 16, as described above. The part 30 is held against rotation by means of a radially extending stop 123 (Figu Ren 1 and 2) engaged with a fixed part, not shown.
It can thus be seen that with the embodiment described, the shaft 16 can be engaged and then disengaged and braked essentially simultaneously. In the operation described, the V-belt pulley 114 is the driving element and the shaft 16 is the driven element.
In the embodiment of the invention shown in FIGS. 1 to 7, the device A is arranged on the shaft 16 between its ends.