DE1207725C2 - Kombinierte druckmittelbetaetigte Kupplungs- und Bremsvorrichtung - Google Patents

Description

geformt ist, dessen Innenwandung in Höhe der Umfangsfläche der Nabe liegt. Mit einem nach außen vorragenden Flansch des in dem Rjngzylinder beweglichen Kolbens ist durch achsparallele, sich verschiebbar durch die Widerlagerscheibe erstreckende Schrauben und Stifte eine Druckscheibe gekuppelt. Zwischen die Widerlagerscheibe und die Druckscheibe sind Schraubendruckfedern geschaltet, die im Sinne einer Entkupplung vorgespannt sind. Dieses bekannte Gerät ist mit einer kombinierten druckmittelbetätigten Kupplungs- und Bremsvorrichtung der der Erfindung zugrunde liegenden Art in bezug auf den Raumbedarf nicht vergleichbar, weil eine Bremsvorrichtung fehlt. Im übrigen bildet der Ringzylinder unmittelbar einen Teil der Widerlagerscheibe, so daß sich beim bestimmungsgemäßen Gebrauch in der Kolben-Zylinder-Anordnung ungünstig hohe Temperaturen ergeben. Bei der bekannten Kupplung ist zwar die im Drehsinne mitnehmende Verzahnung zwischen der Widerlagerscheibe und der Druckscheibe in einzelne Gruppen aufgeteilt, zwischen denen Schlitze verbleiben, die dem Durchtritt von Kühlluft dienen und denen in der Widerlagerscheibe in Umfangsrichtung verlaufende Teilschliize zugeordnet sind, doch kann damit die betriebsmäßig anfallende Temperatur der die Kupplung steuernden Kolben-Zylinder-Anordnung nicht in dem wünschenswerten Maße begrenzt werden, weil zwischen dem Reibbereich der Widerlagerscheibe und dem Ringzylinder noch ein unmittelbarer und einen beachtlich großen Gesamtquerschnitt aufweisender unmittelbarer Werkstoffzusammenhang besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung der eingangs umschriebenen Art zu schaffen, die raumsparend, einfach und übersichtlich aufgebaut ist und dennoch eine ausreichende Wärmeisolierung insbesondere der Kolben-Zylinder-Anordnurig und daneben eine wirkungsvolle Wärmeabfuhr aus den reibungsbelast"ten Elementen gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

a) Der Ringzylinder ist unter Freilassung eines den Kühlluftzutritt gestattenden Ringspaltes radial innerhalb der zur Kupplung und Bremse gehörenden Reibteile an einem Ende einer den getriebenen Kupplungsteil bildenden Nabe angeordnet;

b) die sich am anderen Ende der Nabe befindende Widerlagerscheibe der Kupplung ist.mit den Kühlluftzutritt gestattenden Durchbrüchen versehen;

c) die zur Betätigung der Kupplung bzw. der Bremse dienende Druckscheibe ist zur Erzeugung eines Kühllufistroines an beiden Seiten niit Lüfierschaufeln bestückt und in ihrem Reibungsbereich mit den Kühlluftdurchtritt gestattenden radialen Durchbrüchen versehen;

d) die zur Betätigung der Kupplung bzw. Bremse dienende Druckscheibe ist an dem Rmgkolben unter Zwischenschaltung eines Ringes aus wärmeisolierendem Material befestigt.

Die Kombination der vorerwähnten Merkmale läßt es, wie eingehende Untersuchungen bestätigt haben, zu, die Kupplung mit kleinen äußeren Abmessungen zu erstellen und dennoch in bezug auf die zu übertragenden und die abzubremsenden Drehmomente sowie die Anzahl der in der Zeiteinheit erfolgenden Schaltungen hoch zu belasten, ohne daß in der Kolben-Zylinder-Anordnung der Dauerhaftigkeit bzw. der Betriebssicherheit abträgliche Temperaturen anfallen, oder daß die reibungsbelasteten Glieder schädlich oder gar unzulässig erwärmt werden. Diese Wirkung ist darauf zurückzuführen, daß die Kolben-Zylinder-Anordnung gegen die reibungsbelasteten Teile weitgehend isoliert ist und daß weiterhin die reibungsbelasteten Teile insbesondere durch in den

ίο zwischen der äußeren Umfangsfläche des Ringzylinders und der diese umfassenden Widerlagerscheibe verbleibenden Ringspalt strömende und durch die vorgesehenen Lüfterschaufeln geförderte Luft intensiv gekühlt werden.

Die Erfindung läßt sich in mancherlei Arten verwirklichen. Besonders zweckdienlich ist es, die zur Kupplung gehörende Widerlagerscheibe gegenüber der Kolben-Zylinder-Anordnung axial versetzt anzuordnen und mit der die Kolben-Zylinder-Anordnung umgreifenden Widerlagerscheibe der Bremse durch achsparallele Bolzen, die die Druckscheibe längsverschiebbar führen, zu verbinden. Hiermit ergibt sich trotz der wirkungsvollen Belüftung ein gedrängter einfacher und dauerhafter Aufbau. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung empfiehlt es sich, in an sich bekannter Weise die innere Ringwand des Ringzylinders durch die Umfangsfläche der Nabe zu bilden und einen topfförmigen Zylinderkörper vorzusehen, dessen Mantel die Außenwand des Ring-Zylinders bildet und der mit seinem Boden an dem freien Stirnende der Nabe angeschraubt ist. Die hierbei erforderlichen Einzelteile lassen sich mit der erforderlichen Genauigkeit kostensparend herstellen und montieren. Außerdem werden ein geringes Gewicht und kleine Abmessungen erreicht.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Figur zeigt den oberen Teil einer insbesondere für Pressen bestimmten kombinierten druckmittelbetätigten Kupplungs- und Bremsvorrichtung als Längsschnitt. Der innere Kupplungskörper 1 der dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegten Kupplungs- und Bremsvorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Nabe 2 und einen an deren einem Ende angeordneten Flansch 3. An dem anderen Ende der Nabe 2 ist ein Ringzylinder 4 angeordnet, dessen innere Ringwandung von der Umfangsfläche S der Nabe 2 dargestellt ist. Der Ringzylinder 4 ist im übrigen von einem topfförmigen Körper mit einem Zylinder-So boden 6 gebildet, der Kühlrippen 7 trägt. Der Außenmantel ist mit 8 bezeichnet. Der topfförmige Körper ist gegen die zugeordnete Stirnfläche 9 der Nabe 2 anliegend mit dieser verschraubt. In dem Ringzylinder 4 ist ein Ringkolben 10 aufgenommen. Das Druckmittel wird in den Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Anordnung durch eine radiale Bohrung 11 der Nabe 2 eingeleitet, der es durch Bohrungen Öer Welle zufließt. Die an dem Zylinderboden 6 sitzenden, radial verlaufenden Kühlrippen 7 sind derart ausgebildet, daß sie auch als Verstärkungsglieder wirksam werden. Gegen den Ringkolben 10 stützen sich Druckfedern 12 ab, die andernends gegen den Flansch 3 anliegen. Die Druckfedern 12 sind im Sinne einer Bewegung des Ringkolbens 1§ nach rechts vorgespannt. Der Flansch 3 weist über den Umfang verteilte Dürchbrüche 13 auf, die Kühlluft in den Bereich zwischen dem Flansch 3 und den Ringzylinder 4 eintreten lassen.

In dem Flansch 3 sind Bolzen 16 befestigt, auf denen eine kupplungsseitige Reibscheibe 14 sowie eine Druckscheibe 15 axial verschiebbar geführt sind. Der Flansch 3 ist mit Kühlrippen 17 versehen, und sein äußerer Randbereich bildet eine der Kupplung zugeordnete Widerlagerscheibe 18. Zwischen die Widerlagerscheibe 18 und die Reibscheibe 14 einesteils sowie zwischen die Druckscheibe 15 und die Reibscheibe 14 andererseits ist je eine äußere Kupplungsscheibe 19 eingefügt, die über eine Verzahnung 20 mit dem äußeren Kupplungskörper 21 drehfest und axial verschiebbar verbunden ist, wobei radial verlaufende Durchbrüche 22 den Durchtritt bzw. Austritt von Kühlluft aus dem Innenraum der Kupplung gestatten.

Die Bolzen 16 tragen an ihren freien Enden eine lösbar befestigte, der Bremse zugeordnete Widerlagerscheibe 23, die mit Kühlrippen 24 ausgerüstet ist. Der Innendurchmesser der Widerlagerscheibe 23 ist derart bemessen, daß zwischen deren innerem Rand und der Umfangsfläche des Zylindermantels 8 ein Ringspalt 25 verbleibt, der Kühlluft eintreten läßt. Der Ringspalt 25 führt außerdem eine wirksame Wärmeisolierung gegen den Ringzylinder 4 herbei, so daß die in der Widerlagerscheibe 23 anfallende Wärme nicht zum Ringzylinder 4 hin abfließen kann. Zwischen die Widerlagerscheibe 23 und die Druckscheibe 15 ist eine mit dem Maschinenkörper fest verbundene Bremsscheibe 26 mit Reibsegmenten 27 eingefügt.

Die Druckscheibe 15 weist einen nach innen gerichteten Flansch 28 auf, der unter Zwischenschaltung eines Ringes 33 aus wärmeisolierendem Werkstoff, wie Asbest, mit dem freien Rand des Ringkolbenmantels verbunden ist. Die Druckscheibe 15 ist überdies auf beiden Breitseiten mit Lüfterschaufeln 29,30 ausgerüstet, durch die die von beiden Enden der Kupplungs- und Bremsvorrichtung einströmende Kühlluft radial nach außen gefördert wird, wobei zur besseren Wärmeübertragung die Druckscheibe 15 . noch radiale Durchbrüche 31 aufweist. Neben den die Bolzen 16 aufnehmenden Durchbrüchen 32 können in dem Flansch 28 der Druckscheibe 15 noch weitere Durchbrüche angebracht sein, die die Kühlluft von der einen zur anderen Seite des Flansches 28 strömen lassen.

Es sei in diesem Zusammenhang noch erwähnt, daß es beispielsweise auch möglich wäre, die Reibscheiben des äußeren Kupplungskörpers 21 auf BoI-zen axial verschiebbar zu führen. Ebenso könnten die Lüfterschaufeln 29, 30 am Flansch 28 gegenüber der dargestellten Ausführung abweichend gestaltet sein. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Kupplungs- und Bremsvorrichtung bewegt sich unter Wir-

'5 kung des durch die Bohrung 11 in den Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Anordnung strömenden Druckmittels der Kolben 10 nach links. Dabei wird die mit ihm unter Vermittlung des wärmeisolierenden Ringes 33 verbundene Druckscheibe 15, 28 mitgenommen,

*° die die Reibscheibe 14 und die Kupplungsscheiben 19 fest gegen die Widerlagerscheibe 3,18 preßt, so daß der äußere Kupplungskörper 21, der mit dem angetriebenen Schwungrad einer Presse verbunden sein mag, durch Reibungsschluß mit dem inneren Kupp-

^a5 lungskörper 1 drehfest verbunden wird, der seinerseits über eine Keilverbindung od. dgl. die nicht dargestellte Welle der Maschine, wie Presse, mitnimmt. Zum Stillsetzen der Maschine, wie Presse, wird das Druckmittel im Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Anordnung entspannt, so daß sie sich gegen den Flansch 3 stützenden Druckfedern 12 den Kolben 10 und mit ihm die Druckscheibe 15, 28 nach rechts bewegen, um die Reibsegmente 27 der Bremsscheibe 26 fest gegen die Widerlagerscheibe 23 anzupressen

und damit den inneren Kupplungskörper 1 und die mit ihm drehfest gekuppelte Welle der Maschine, wie Presse, festzusetzen.

Änderungen des dargestellten Ausführungsbeispieles der druckmittelbetätigten Kupplungs- und

Bremsvorrichtung sind möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 ' . 2 ist einerseits eine weitgehend gedrängte Bauweise und anderseits eine hohe Belastbarkeit bei großer Schalt- Patentansprucne: häufigkeit bedeutsam. Beide Forderungen wider-

1. Kombinierte druckmittelbetätigte Kupp- sprechen sich insoweit, als eine hohe Belastbarkeit lungs- und Bremsvorrichtung, insbesondere für 5 eine wirkungsvolle Abführung der anfallenden Pressen, bei der eine an einem gegen Federkraft Wärmemengen und insbesondere eine Beschränkung in einem Ringzylinder verschiebbaren Ringkolben der sich an der von dem Druckmittel gesteuerten angeordnete Druckscheibe zur wechselseitigen Kolben-Zylinder-Anordnung ergebenden Temperatu-Betätigung einer Reibscheibenkupplung bzw. einer ren bedingt, weil andernfalls die Arbeitssicherheit beReibungsbremse dient, deren Widerlagerscheiben io einträchtigt und ein schneller Verschleiß gefördert untereinander starr verbunden und zu gemein- werden würde. Eine wirkungsvolle Wärmeabführung samer Drehung mit dem getriebenen Kupplungs- setzte bei den bekannten Ausführungen jedoch eine teil eingerichtet sind, gekennzeichnet raum- und gewichtsbeanspruchende Bauweise voraus, durch die Kombination folgender Merkmale: Bei einer bekannten, für eine Presse bestimmten

a) Der Ringzylinder (4) ist unter Freilassung 15 kombinierten druckmittelbetätigten Kupplungs- und eines den Kühlluftzutritt gestattenden Ring- Bremsvorrichtung sitzt der Ringkolben unmittelbar spaltes (25) radial innerhalb der zur Kupp- angeformt an der der Bremsvorrichtung.zugeordneten lung und Bremse gehörenden Reibteile an Widerlagerscheibe, während der axial bewegliche einem Ende einer den getriebenen Kupp- Ringkolben mit seinem Boden und mit einem ihm lungsteil bildenden. Nabe (2) angeordnet; 20 angeformten Außenflansch die Reibflächen einer

b) die sich am anderen Ende der Nabe (2) be- wechselweise die Bremse und die Kupplung betätigenfindliche Widerlagerscheibe (S, 18) der den Druckscheibe bildet. Hierbei fallen sowohl an Kupplung ist mit den KühlMlzutritt ge- dem Ringkolben als auch an dem Zylinder sehr hohe stattenden Durchbrüchen (13) versehen; Temperaturen an, die zumindest die zulässige Schalt-

, c) die zur Betätigung der Kupplung bzw. der 25 häufigkeit ungünstig beschränken. Die Kupplungs-Bremse dienende Druckscheibe (15) ist zur und Bremsvorrichtung ist weiterhin insofern unzweck-Erzeugung eines Kühliuftstromes an beiden mäßig, als die Bremsvorrichtung und die Kupplungs-Seiten mit Lüfterschaufeln (29,39) bestückt vorrichtung in unterschiedlichen Durchmesserberei- und in ihrem Reibungsbereieh mit den Kühl- chen angeordnet sind, wobei die Kupphmgsvorrichluftdurchtritt gestattendes radialen Durch- 30 tang recht hohe Umfangskräfte zu übertragen hat brächen (31) versehen; und daher einer verhältnismäßig großen Zahl pard) die zur Betätigung der Kupplung bzw. abgeschalteter Lamellen bedarf. Die reibungs-Bremse dienende Druckscheibe (IS) ist an belasteten Glieder der bekannten Kupplungs- und dem Riügkolben (Ii) unter Zwischenschal- Bremsvorrichtung sind überdies auf Grund der vortung eines Ringes (33) aus wärmeisoliert!- 35 erwähnten Bauweise weitgehend abgeschirmt, so daß dem Material befestigt. der Wärmeübergang an die umgebende Luft stark be-

2. Kupplungs- und Bremsvorrichtung nach An- hindert ist und die Belastbarkeit bzw. die zulässige sprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zör Schalthäufigkeit weiterhin vermindert wird.
Kupplung gehörige Widerlagerscheibe (3, 18) Zum Stande der Technik gehört außerdem eine gegenüber der Kolben-Zylmder-Anordnung 40 durch ein Druckmittel betätigbare Kupplungs- und (4,10) axial versetzt angeordnet ist und mit der Bremsvorrichtung, bei der eine durch einen Ringdie Kolben-Zylinder-Anordnung umgreifenden kolben gesteuerte Druckscheibe wechselweise mit der Widerlagerscheibe (23) der Bremse durch achs- Reibgliederanordnung der Bremsvorrichtung und derparallele Bolzen (16), die die Druckscheibe (15) jenigen der Kupplungsvorrichtung zusammenwirkt. längsverschiebbar führen, verbunden ist. 45 Die ringförmige Kolben-Zylinder-Anordnung umfaßt

3. Kupplungs- und Bremsvorrichtung nach Ao- bei diesem Gerät einen fest an der Nabe sitzenden sprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Ringzylinder, der mit seinem außenliegenden Teil die an sich bekannter Weise die innere Ringwand des Widerlagerscheibe der Bremsvorrichtung bildet. Ringzylinders (4) durch die Umfangsfläche (S) Anderseits stellt der Ringkolben zugleich die Druckder Nabe (2) gebildet ist und ein topfförmiger so _scheibe dar, die wechselweise mit der Bremsvonich-Zylinderkörper (6, S) dessen Mantel (S) die _{tung m}d der Kupplungsvorrichtung zusammenwirkt. Außenwand des Ringzylinders bildet, mit seinem _Auch hier unterliegt die Kolben-Zylinder-Anordnung Boden (6) an dem freien Stimende (9) der Nabe _{einer star}ken Wärmebelastung, weil die in der Widerangeschraubt ist. lagerscheibe und der Druckscheibe anfallende Rei-

55 bungswärme unmittelbar zu der Kolben-Zylinder-Anordnung fließen kann. Femer liegen auch bei die-Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere sem bekannten Gerät die der Bremsvorrichtung zufür Pressen bestimmte kombinierte druckmittel- geordneten Reibelemente in einem beachtlich größebetätigte Kupplungs- und Bremsvorrichtung, bei der ren Durchmesserbereich als die der Kupplungsvoreine an einem gegen Federkraft in einem Ringzylinder ⁶° richtung zugeordneten Reibglieder. Dabei werden die verschiebbaren Ringkolben angeordnete Druck- reibungsbelasteten Elemente weitgehend abgeschirmt, scheibe zur wechselseitigen Betätigung einer Reib- so daß nur ungenügende Wärmemengen an die umscheibenkupplung bzw. einer Reibungsbremse dient, gebende Luff abgegeben werden können. Die Leideren Widerlagerscheiben untereinander starr ver- stungsfähigkeit dieses Gerätes ist daher ebenfalls bunden und zu gemeinsamer Drehung mit dem ge- ⁶5 gering.

triebenen Kupplungsteil eingerichtet sind. Für die Weiterhin ist eine durch ein Druckmittel betätigpraktische Brauchbarkeit von kombinierten druck- bare Reibscheibenkupplung bekannt, bei der der mittelbetätigten Kupplungs- und Bremsvorrichtungen nabenfesten Widerlagerscheibe ein Ringzylinder an-