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Druckmittelbetätigte Lamellenkupplung Die Erfindung betrifft eine
druckmittelbetätigte Lamellenkupplung, die durch eine Schubkolbeneinheit gegen Federkraft
eindrückbar ist.
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Kupplungen dieser Art unterliegen naturgemäß einem gewissen Verschleiß,
der einen mit der Betriebszeit ständig zunehmenden Arbeitshub der Schubkolbeneinheit
verlangt. Dadurch vergrößert sich jedoch der Preßluftverbrauch, insbesondere wenn
es sich um häufig zu schaltende Kupplungen handelt, ganz erheblich. Die auf diese
Weise nutzlos verbrauchte Druckluft belastet die Wirtschaftlichkeit der mit der
Kupplung ausgestatteten Maschine, zumeist einer Werkzeugmaschine.
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Es ist bereits eine Vorrichtung der genannten Art bekanntgeworden,
bei der ein druckmittelbeaufschlagter Kolben eine Umgehungsleitung dann freigibt,
wenn der Kolben sich bis ans Ende seiner Hublänge nach vorn bewegt hat. Durch die
Umgehungsleitung erfolgt eine Auffüllung des vor dem eigentlichen Arbeitskolben
liegenden Raumes. Dieser Vorgang findet jedoch nur dann statt, wenn ein Hilfskolben
einen vollen Hub ausführt. Die bekannte Einrichtung arbeitet daher zunächst mit
dem Verschleiß entsprechend sich vergrößerndem Hub, bis die Beläge der zugehörigen
Kupplung so weit abgearbeitet sind, daß der Hilfskolben einen vollen Hub ausführen
kann.
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Man hat ferner Vorrichtungen vorgeschlagen, die den sich nach und
nach vergrößernden Betätigungshub durch schrittweise Nachstellung von Zeit zu Zeit
verringern. Die betreffende Nachstellung kann jedoch nur dadurch erfolgen, daß eine
schwenkbare Klinke bei überschreiten eines bestimmten Hubes des beweglichen Gliedes
in einen weiter innen liegenden Zahn einer Zahnstange einrastet und dadurch verhindert,
daß das bewegliche Glied in die dem vollen Rückhub entsprechende Ausgangslage zurückkehrt.
Die Nachstellung ergibt sich somit erst dann, wenn der Verschleiß dem Mindestmaß
der Zähne an der Zahnstange entspricht. In der Zwischenzeit hat sich jedoch bereits
ein erheblicher, unnötiger zusätzlicher Luftverbrauch ergeben.
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Man hat auch bereits vorgeschlagen, eine sich dem fortschreitenden
Verlauf anpassende Nachstellvorrichtung in der Weise auszubilden, daß ein Justierbolzen
in einer Rohrhülse liegt und diese mit ihrer Stirnseite an der einen Reibscheibe
der Kupplung hält. Die Hülse ist von einem Reibelement umgeben und fest mit einem
Flansch verbunden, der mit der Stirnfläche des Reibelementes in Berührung kommt.
Die Anordnung ist von einer weiteren Hülse umgeben, die mit ihrem einen Ende an
einem im Brernsgehäuse festen becherförmigen Bauteil anliegt. Im Laufe des Betriebes
bewegt sich die Hülse und der Justierbolzen, entsprechend dem Verschleiß, ständig
weiter in Richtung der Reibscheibe vor. Gleichzeitig bewegt sich auch der Justierbolzen
vorwärts und verhindert, daß die Vorrichtung beim Rückgang in ihre Ausgangsstellung
zurückkehrt. Bei dieser Vorrichtung, die für Bremsen entwickelt worden ist, muß
bei jeder Nachstellbewegung die erhebliche Reibkraft zwischen der Hülse und dem
Reibelement überwunden werden. Es wird zwar der tote Hub verringert, nicht dagegen
der sich von Hub zu Hub vergrößernde Aufnahmeraum für ein Druckmittel auf das ursprüngliche
Maß verkleinert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach ausgebildete,
für die pneumatische Betätigung geeignete Nachstellvorrichtung für eine Lamellenkupplung
zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet. Diese Aufgabe
wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schubkolbeneinheit mit einer bestimmten
Flüssigkeitsmenge, die über eine Nachfüllvorrichtung bei Lamellenverschleiß vermehrt
werden kann, gefüllt ist, wobei der Betätigungsdruck auf diese Flüssigkeitsmenge
über einen am Zylinder der Schubkolbeneinheit angeordneten, pneumatisch zu beaufschlagenden
Druckkolben erzeugt wird. Hierdurch wird eine Nachstellvorrichtung geschaffen, die
wegen ihrer einfachen Bauweise die Herstellungs- und Betriebskosten der mit ihr
ausgerüsteten Maschine nicht belastet. Da der Reibverschleiß an Kupplungen auch
bei hoher Schalthäufigkeit im allgemeinen verhältnismäßig gering ist, so daß beispielsweise
ein monatlicher Wartungsdienst, bei dem die erfindungsgemäße Kupplung kontrolliert
und gegebenenfalls mit öl nachgefüllt wird, ausreicht, erübrigt sich die
Anbringung einer selbsttätig arbeitenden Nachstellvorrichtung, die einen unnötig
großen technischen Aufwand erfordern würde. Derartige selbsttätig arbeitenden Nachstellvorrichtungen
haben darüber hinaus den Nachteil,
daß die Kupplung nicht laufend
beobachtet wird, weil man'sich auf ihre Wirkungsweise verläßt und dadurch bisweilen
bei Fehlern an der Vorrichtung ein unzulässig großer Verschleiß der Kupplung nicht
rechtzeitig bemerkt wird.
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In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die Kolbenstange des Druckkolbens mit einer Bohrung und einem Einfüllstutzen
versehen ist. Dabei kann an der Kolbenstange des Druckkolbens eine Skala zum Ablesen
des Flüssigkeitsstandes in der Schubkolbeneinheit angebracht werden. Auf diese Weise
ist es möglich, den Zustand der Lamellen außen an der Vorrichtung abzulesen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich, am
hintenliegenden Ende des den Druckkolben führenden Zylinders einen elastischen Pufferring
zum Abbremsen des Kolbens anzuordnen. Da sich das Kupplungsgehäuse mit dem angetriebenen
Teil der Kupplung dreht, ist es zweckmäßig, den Zylinder drehbar auf dem Zylinderdeckel
der Schubkolbeneinheit zu lagern, damit der pneumatisch beaufschlagte Zylinder ortsfest
bleibt und die Druckluftzuführung zu ihm keine Schwierigkeiten verursacht. An den
Zylinderdeckel der Schubkolbeneinheit kann zu diesem Zweck ein Topf angeflanscht
sein, in dessen Innerem der Zylinder auf Kugellagern gelagert ist. Zweckmäßig ist
in die Druckluftleitung des Zylinders ein Magnetventil eingebaut. Schließlich kann
in der Schubkolbeneinheit ein Kanal zum Abschleudern von Lecköl vorgesehen werden,
um auf diese Weise zu verhindern, daß Öl zwischen die Kupplungslamellen gelangt.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Kupplung besteht darin,
daß Herstellungstoleranzen ohne besondere Mühe durch entsprechende Bemessung der
eingefüRten ölmenge ausgeglichen werden können. Es ist daher möglich, bei der Fertigung
erhebliche Kosten einzusparen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Lamellenkupplung im Schnitt dargestellt.
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Die mit einem Antriebszahnrad 1 fest verbundene Lamellenkupplung
ist von einem Kupplungsgehäuse 2 umschlossen. Mit einer anzutreibenden Welle
3 ist mittels eines Keils 4 ein Lamellenträger 5 fest verbunden. Zwischen
dem Lamellenträger 5 und dem Antriebszahnrad 1 ist ein Wälzlager
19 eingebaut, Die abwechselnd mit dem LameHenträger 5 und dem Gehäuse
2 drehfest, jedoch axigl bewegbar verbundenen Lamellen sind mit 6 bis
10, die dazwischenliegenden Reibbeläge mit 11 bis 14 bezeichnet. Am
Kupplungsgehäuse 2 ist eine Schubkolbeneinheit, bestehend aus einem Zylinder
15 und einem Kolben 16,
angeordnet, die gegen die Kraft von Führungsbolzen
18 umgebenden Federn 44 ausrückbar ist. Das Kupplungsgehäuse 2 ist mittels
Bolzen 20 an das Zahnrad 1 angeflanscht, während Schrauben 21 den Zylinder
15 am Kupplungsgehäuse 2 halten. Der Zy-
linderdeckel 22 ist
mittels Schrauben 23 am Zylinder 15 befestigt.
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Auf dem Zylinderdeckel 22 ist ein Topf 25 mittels Schrauben
26 aufgesetzt, in welchem sich zwei Kugellager 27 und
28 zur Lagerung eines pneumatisch zu beaufschlagenden Zylinders
17 befinden. Am Deckel 29 des Zylinders 17 ist eine Führungsmuffe
30 vorgesehen, in welcher eine einen Kolben 31 tragende Kolbenstange
32 geführt ist. Die Kolbenstange ist mit einer Bohrung 33 versehen
und trägt an ihrem nach
außen ragenden Ende einen Einfüllstutzen 34. An der
Innenseite des Deckels 29 ist ein elastischer Puffer 35 befestigt,
der als nachgiebiger Anschlag für den Kolben 31 dient. Der Kolben
31 trägt eine Dichtungsmanschette 36, welche den mit öl gefüllten
Raum 37
hinter dem Kolben 31 gegen den Preßluftraum 38
vor dem
Kolben abdichtet. In den Preßluftraum 38
mündet eine mit einem Magnetventil
39 versehene Preßluftleitung 40.
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Am Kolben 16 der Schubkolbeneinheit ist ein Ring 41 angeschraubt,
der den vom Kolben 16 ausgeübten Druck auf die Lamellen 6 bis
10 und die Reibbeläge 11 bis 14 überträgt. Die Kolbenstange 42 des
Kolbens 16 ist in der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle
3 verschiebbar gelagert und bildet die Zugstange für die nicht dargestellte
Bremse der angeschlossenen Maschine, beispielsweise einer Presse.
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Im Zylinder 15 befindet sich eine Bohrung 43, die zum Abschleudern
von Leeköl dient, um auf diese Weise zu verhindern, daß Öl zwischen die Kupplungslamellen
gelangt und die Kupplung rutscht.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kupplung ist wie folgt, Beim
öffnen des Magnetventils 39
strömt Druckluft in den Raum 38 und drückt
den Kolben 31 nach links in den Raum 37. Das im Raum 37 befindliche
öl wirkt auf den Kolben 16, der mit seinem Ring 41 die Lamellen
6 bis 10 zusammenpreßt, so daß eine Antriebsverbindung vom Zahnrad
1 zur Welle 3 hergestellt wird. Der pneumatisch beaufschlagte Zylinder
17 dreht sich nicht mit dem Kupplungsgehäuse, sondern bleibt ortsfest, weil
er durch die Kugellager 27 und 28 im sich drehenden Topf
25 gelagert ist. Zum Lösen der Kupplung wird die Luft aus dem Raum
38 vor dem Kolben abgelassen, und die am Bolzen 18 angeordneten Federn
44 drückenden Kolben 16 und über das öl im Raum 37 auch den
Kolben 31 in ihre Ausgangsstellungen zurück.
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Mit der Zeit werden die Reibbeläge 11 bis 14 durch Verschleiß
dünner und damit der Weg des Kolbens 16 größer. Würde der Kolben
16 unmittelbar mit Druckluft beaufschlagt, würden sich Druckluftverbrauch
und damit die Betriebskosten erhöhen. Dieser Nachteil wird bei der erfindungsgemäßen
Kupplung in einfacher Weise dadurch behoben, daß durch den Einfüllstutzen 34 und
durch die bis in den Raum 37 reichende Behrung 33 in der Kolbenstange
32 Hydrauliköl nachgefüllt wird, um den Verschleiß der Reibbeläge auszugleichen
und um den Hub des Kolbens 16 möglichst konstant zu halten.
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Auf einer an der Kolbenstange 32 befindlichen Skala 45 kann
der Reibbelagverschleiß abgelesen und ermittelt werden, ob öl nachgefüllt
werden muß. Durch das nachgefüllte öl wird der durch den Verschleiß entstehende
Leerhub beseitigt. Auch Fertigungstoleranzen lassen sich auf diese, Weise ausgleichen.
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Die Erfindung kann z. B. auch in der Weise ausgeführt werden, daß
der Kolben 31 anstatt mit Druckluft ebenfalls mit öl betätigt wird.
An Stelle der Skala 45 kann ein elektrischer Endschalter verwendet werden, der eine
Alarmvorrichtung auslöst, welche anzeigt, daß öl nachgefüllt werden muß.