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Die Erfindung betrifft eine druckluftbetätigte Kupplung bzw. Bremse
der federbelasteten Einscheibenbauart, insbesondere an einer Presse mit aussetzendem
Betrieb.
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Bei solchen Pressen muß bisher je ein druckmittelbetätigter Arbeitskolben
die Bremse und die Kupplung entgegen einer Federkraft umschalten. Der Aufbau solcher
Umschalteinrichtungen benötigt besonders gute Abdichtungen wegen der notwendigen
hohen Drücke.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu
schaffen, mit denen der Aufbau und der Betrieb einer Kupplung oder Bremse, insbesondere
an Pressen, vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung von ausströmendem
Druckmittel als Lösekraft der Scheiben und durch eine Vielzahl von senkrechten Bohrungen
(Düsen) für den Austritt der Druckluft in der Scheibenfläche einer der Scheiben
gelöst.
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Es ist zwar bereits bekannt (deutsche Patentschriften 379 460 und
527 061), bei federlosen Lamellenkupplungen bzw. -bremsen zum leichteren Lösen der
Lamellen voneinander ein Druckmittel zwischen diese zu drücken. Diese bekannten
Einrichtungen sind jedoch nur Hilfseinrichtungen.
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Auch sind Luftkissenlagerungen bekannt (USA.-Patentschriften 2 683
635 und 2 683 636), wobei ein Maschinenelement gegen ein anderes durch ständig strömende
Luft abgestützt ist. Diese Bauarten dienen aber nur zur reibungslosen oder reibungsarmen
Lagerung eines Maschinenelementes, wobei die Luft ein Wälz- oder Gleitlager ersetzen
soll, und geben keine unmittelbare Anregung, eine Kupplung ebenfalls durch strömende
Luft zu betätigen.
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Durch die Erfindung ist erreicht, daß die Betätigungskraft für die
Brems- und/oder Kuppelscheibe unmittelbar in der Kuppel- oder Bremsfläche als Luftfilm
eingebracht wird. Der Luftfilm baut zwischen der Brems- bzw. Kuppelscheibe und dem
stützenden Maschinenelement entgegen der Federkraft in bekannter Weise einen tragenden
Druckberg auf, der über die Dauer der Luftzuführung anhält und die Scheiben durch
einen Spalt in der Größenordnung bis zu mehreren zehntel Millimetern auf Abstand
hält. Hierfür ist nur eine geringe Druckhöhe bei entsprechender Luftmenge nötig,
die sich nach der Oberflächengüte richtet. Besondere Abdichtprobleme wegen hoher
Drücke treten deshalb nicht auf.
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Bei Pressen angewendet, kann die Bremsscheibe am Pressenständer verschieb-
und unverdrehbar gehalten und durch Federkraft auf einen mit dem Pressenantrieb
umlaufenden Scheibenkörper planparallel aufliegen. Beim Zuführen von Druckluft in
die Kammer der Bremsscheibe wird diese zur Freigabe des Pressenantriebs durch den
sich bildenden statischen Luftfilm entgegen der Federkraft vom Scheibenkörper abgehoben.
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Zur Bildung eines weitgehend gleichmäßigen Luftfilms im Bereich der
Stützfläche sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Stützfläche der
Scheibe im Abstand voneinander mehrere ringförmige Kanäle für den Druckluftaustritt
vorgesehen, die einseitig offen und durch radiale Kanalabschnitte miteinander verbunden
sind. Die Luftdüsen münden in die Kanäle. Dadurch ist eine gleichmäßige Druckluftverteilung
und eine kippfreie Verschiebung der Scheibe erreicht. Der Luftaustritt über einander
konzentrisch umfassende ringförmige .Kanäle verzögert darüber hinaus auch das Abfließen
der Druckluft über die Randkante der Scheibe.
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Wie die Erfindung ausgeführt sein kann, zeigt mit den für diese wesentlichen
Merkmalen das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, und zwar F i g.
1 eine Vorrichtung nach der Erfindung im Schnitt und F i g. 2 eine Draufsicht auf
eine Brems- bzw. Kuppelscheibe.
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Die dargestellte Vorrichtung ist zur Abbremsung eines Pressenantriebes
bestimmt. An einem ortsfesten Teilstück eines Pressenständers 1 ist mittels eines
Lagers 2 die Antriebswelle 3 für eine Pressenspindel abgestützt. Die Antriebswelle
3 steht in bekannter Weise mit einem Pressenantrieb in Verbindung und bewirkt das
Hoch- bzw. Niederfahren der Pressenspindel. Im Pressenständer 1 ist konzentrisch
zur Antriebswelle 3 eine Bremsscheibe 4 unverdrehbar, jedoch längsverschiebbar gelagert,
die hierzu mittels angeformter Ansätze 5 in Ausnehmungen 6 des Pressenständers 1
eintaucht. Die Bremsscheibe 4 steht unter der Wirkung von mehreren auf dem Pressenständer
1 abgestützten Schraubenfedern 7, die bestrebt sind, die Bremsscheibe 4 an einen
planparallelen Scheibenkörper 8 anzudrücken, der mit der Antriebswelle 3 umläuft.
Die Reibungskraft zwischen der Bremsscheibe 4 und dem Scheibenkörper 8 bewirkt eine
Abbremsung der Antriebswelle 3 bis zum Stillstand. Die Bremsscheibe 4 ist mit einer
Anzahl Düsen 9 versehen, die verteilt in einer Stützfläche 4' ausmünden und im Innern
der Bremsscheibe 4 über einen Sammelraum 10 miteinander in Verbindung stehen.
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Soll die Bremswirkung der Antriebswelle 3 freigegeben werden, so wird
die Bremsscheibe 4 durch Einleiten von Druckluft über ein Dreiwegeventil 11 und
eine Leitung 12 in den Sammelraum 10 und von dort über die Düsen 9 in die gemeinsame
Trennungsebene von Bremsscheibe und Scheibenkörper von letzterem abgehoben. Die
Druckluft baut dort einen statischen Luftfilm auf; unter dessen Wirkung die Bremsscheibe
4 in der Größenordnung bis zu mehreren zehntel Millimetern vom Scheibenkörper 8
entgegen der Federkraft abgehoben wird. Der Scheibenkörper 8 und damit die Antriebswelle
3 kann infolge der geringen dynamischen Zähigkeit des Luftfilms praktisch reibungsfrei
umlaufen.
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Über die Dauer des ungebremsten Umlaufs der Antriebswelle 3 wird die
über die Randkante der Bremsscheibe 4 abfließende Druckluft ständig erneuert,
wobei der Druckluftfilm im Zusammenwirken mit den Schraubenfedern 7 die Bremsscheibe
mit bestimmter Spaltbreite im Abstand hält. Der Luftfilm zwischen Bremsscheibe und
Scheibenkörper trägt gleichzeitig zur Kühlung der Bremsscheibe bei, so daß Abnutzungen
in günstigen Grenzen gehalten werden. Das Abheben der Bremsscheibe durch einen statischen
Luftfilm niederen Druckes macht Druckzylinder für höhere Umschaltdrücke und Abdichtungen
entbehrlich, so daß sich die Vorrichtung durch eine besondere Einfachheit auszeichnet.
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Zweckmäßigerweise sind die Stützflächen von Bremsscheibe und Scheibenkörper
mit möglichst großer Genauigkeit ausgebildet, um den Luftbedarf für die Erhaltung
des Luftkissens gering zu halten.
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Um einen besonders gleichmäßigen Luftfilm zu erzielen, ist die Bremsscheibe
4 gemäß F i g. 2 mit
ringförmigen Druckluftaustrittskanälen
13 versehen, die an der dem Scheibenkörper 8 zugewandten Seite offen
und über radiale Kanalabschnitte 14 miteinander verbunden sind. In diesen
Kanälen münden Luftaustrittsöffnungen 15 bzw. die Luftdüsen 9 aus, die ihrerseits
am Sammelraum 10 anliegen.
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Die gleiche Einrichtung ist auch für die Betätigung der Kupplung einer
solchen Presse möglich, wobei die Druckluftzufuhr dann z. B. über die Welle 3 in
das Teil 8 erfolgt, in welchem dann die Scheibe 4 axial verschiebbar gelagert ist,
die sich gegen die entsprechende Fläche des Antriebsrades lösbar abstützt.