DE1425271B2 - Kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung, die in einem feststehenden, von einer Welle im wesentlichen zentrisch durchdrungenen Gehäuse angeordnet ist, wobei durch wahlweise Beaufschlagung zweier ringförmiger KoI- S ben mit einem Druckmedium in ringförmigen Zylindern der Kupplungsteil über Reibbeläge abwechselnd gegen einen mit der Welle fest verbundenen Wellenteil und einen mit dem Gehäuse fest verbundenen Bremsteil preßbar ist. ίο

Kupplungs- und Bremsvorrichtungen dieser Art sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau bereits bekannt. Beim Entwurf der bekannten geht man im allgemeinen von der Forderung aus, in möglichst geringem Raum, d. h. bei gedrängtem Aufbau der Kupplungs- und Bremsvorrichtung eine Übertragung großer Drehmomente zu erreichen. Die Betätigungsglieder werden hierzu im allgemeinen glockenartig und konzentrisch ineinanderliegend ausgebildet. Vielfach wird an diese Getriebe darüber hinaus noch die Forderung gestellt, daß Schlupf und damit Verschleiß der Kupplungsteile weitgehend vermieden sein soll.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs- und Bremsvorrichtung zu schaffen, die einen gut dosierbaren Schlupfbetrieb bei hoher Lebensdauer zuläßt. Derartige Forderungen treten vor aflem bei Nähmaschinen und ähnlichen handwerklichen Maschinen auf, wo nicht nur sehr häufig die Bewegung — z. B. schon nach wenigen Stichen — unterbrochen und umgekehrt wird, sondem auch die Drehzahl kurzfristig variiert werden muß. Die Vorrichtung soll ferner robust, aber doch wirtschaftlich herstellbar konstruiert sein, eine lange Lebensdauer aufweisen und sich schnell und leicht mit Antriebseinrichtungen verschiedener Art und Leistung verbinden lassen.

Diese Forderungen werden durch eine Kupplungsund Bremsvorrichtung in einfacher Weise befriedigt, bei der gemäß der Erfindung folgende Merkmale miteinander kombiniert sind:

a) Der verschiebliche Teil der Kupplungs- und Bremskombination weist eine ebene Ringscheibe auf, die auf ihrer gesamten Frontseite mit einem an der getriebenen Kupplungsscheibe angeordneten Reibbelag zusammenwirkt; ⁴·>

b) auf der Rückseite der Ringscheibe arbeitet ein bestimmter äußerer Ringbereich mit einem im Gehäuse befestigten Bremsbelag zusammen;

c) innerhalb dieses Ringbereiches wirkt auf die Rückseite der Ringscheibe über ein Drucklager ein zum Einkuppeln dienender, in einem ersten Zylinderraum verschieblich geführter Ringkolben;

d) die Ringscheibe des verschieblichen Teils der Kupplungs- und Bremskombination ist an ihrer Rückseite am Innenbereich mit einer zentrischen Hülse verbunden, die über eine Zwischenscheibe und ein Drucklager von einem zur Bremsbetätigung dienenden, in einem dem ersten Zylinderraum gegenüber angeordneten zweiten Zylinderraum verschieblich geführten Ringkolben verschoben werden kann.

Bei einem solchen Aufbau der Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich die mit ihr gekuppelten Maschinen sehr weit und sehr vielseitig, d. h. allen unterschiedlichen Belastungen leicht anpaßbar, betreiben. Außerdem kann die Vorrichtung schnell zusammengebaut und auseinandergenommen werden, ohne daß dazu Spezialkenntnisse oder Spezialwerkzeuge erforderlich sind. Sie gestattet es ferner, daß verschiedene Arten von Leistung abgebende Elemente schnell und leicht an sie angeschlossen werden können, und mehrere gleichartige Kupplungs- und Bremseinheiten können leicht miteinander so kombiniert werden, daß eine Einrichtung zum Verändern von Drehzahlen über weite Drehzahlbereiche gebildet wird.

Die Ansprüche 2 bis 6 sollen nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch gelten.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Stirnansicht der Vorrichtung entsprechend der Linie 1-1 in F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 4,

F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig.2,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Ändern von Drehzahlen in großen Drehzahlbereichen, bei der Kupplungs- und Bremseinheiten kombiniert sind, und

F i g. 6 den Querschnitt durch eine abgeänderte Form des Kolbens und der Ringscheibe, die durch den Kolben bewegt wird.

In den einzelnen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, welches an der Stirnfläche 3 eine ringförmige Ausnehmung 2 und eine gleiche ringförmige Ausnehmung 4 in der gegenüberliegenden Stirnfläche 5 aufweist.

Von dem Umfang des Gehäuses verläuft ein Kanal 6 einwärts nach einem ringförmigen Zylinder 7, welcher in dem Gehäuse ausgebildet und zur Ausnehmung 2 hin offen ist. An dem Gehäuse ist ein mit dem Kanal in Verbindung stehender Rohroder Schlauchanschluß angebracht.

Es ist ein ringförmiger Kolben 9 vorgesehen, der O-Ringe 10 aus Gummi oder Metall hat, die in die Umfangsfläche und in die Innenwand des Kolbens so eingelegt sind, daß sie Kolbenringe darstellen. Der Ringkolben mit den O-Ringen ist in dem Zylinder 7 gleitbar angeordnet, wobei' die O-Ringe gegen die Wände des Zylinders drücken und dadurch zwischen Kolben und Zylinder eine Dichtung bilden.

In dem Zylinder 7 ist außerdem ein ringförmiges Drucklager 11 angeordnet, und ein ringförmiger Vorsprung 12 einer Platte 13 ragt gleitbar in die Ausnehmung hinein und liegt am Drucklager an.

Die Platte 13 hat eine mit einem Gewinde versehene Mittelbohrung 14, mit der sie auf das eine Ende eines Rohres 15 aufgeschraubt ist, dessen anderes Ende eine ringförmige Platte 16 trägt, die mit dem Rohr aus einem Stück geformt ist, bei Bedarf jedoch auch auf andere Weise mit dem Rohr befestigt sein kann.

Die Platte 16 hat einen ringförmigen Vorsprung 17, welcher von der Platte normal absteht und in einen ringförmigen Zylinder 21 hineinragt und an einem Drucklager 18 anliegt, welches in dem Zylinder 21 gleitbar angeordnet ist. In dem Zylinder 21 ist gleichfalls an der Seite des Drucklagers 18, die

dem Vorsprung 17 abgekehrt ist, ein ringförmiger Kolben 19 gleitbar angeordnet.

Auch der Kolben 19 hat O-Ringe 20 aus Gummi oder Metall, welche in die Umfangsfläche und in die Innenbohrung desselben so eingelegt sind, daß sie gegen die Wände des Zylinders 21 drücken und dadurch eine zwischen dem Kolben 19 und dem Zylinder 21 befindliche Dichtung darstellen.

Von dem Zylinder 21 erstreckt sich ein Kanal 22 wegt sich der Kolben 19 gemäß F i g. 2 nach links und schiebt das Drucklager 18, den Vorsprung 17 und die Platte 16 so weit mit, bis sich die Platte 16 an die umlaufende Scheibe 33 anlegt, wodurch die Platte 16, das Rohr 15, die Platte 13 und die Riemenscheibe 36 von der Welle 25 angetrieben werden. Die Geschwindigkeit der Riemenscheibe 36 kann dadurch verändert werden, daß der Druck innerhalb des Kanals 22 variiert wird. Dies ist nötig, weil eine kleine

nach der Außenseite des Gehäuses 1, wo ein zweiter io Menge des Mediums das Auftreten eines Schlupfes

Rohr- oder Schlauchanschluß 8 mit dem Kanal verbunden ist. Jeder der Anschlüsse 8 ist mit einem Steuerventil und mit einer Arbeitsmittelquelle verbunden, die nicht dargestellt sind, wobei als Arbeitszwischen der Platte 16 und der Scheibe 33 gestattet, so daß die Riemenscheibe 36 sich nicht so schnell wie die Welle 25 dreht. Eine Verstärkung des Druckes innerhalb des Kanals 22 verstärkt die Anlage der

mittel Luft oder ein Strömungsmittel dienen können. 15 Platte 16 an der Scheibe 33, bis schließlich die Rie-Das Rohr 15 ist von einem Rohr 24 umgeben, wel- menscheibe 36 mit der gleichen Geschwindigkeit wie

die Welle 25 umläuft.

Bei einem Ablassen des Druckes aus dem Kanal

22 wird die Riemenscheibe 36 von der Welle 25 ge-

weils in einem Rollenlager 28 und 29 gelagert, welche an dem Rohr 15 anliegen.
Durch die Nabe 31 einer ringförmigen Platte 32

ches ein Rollenlager 23 trägt. Die Wand 42, welche durch eine axiale Durchbohrung des Gehäuses 1 entstanden ist, liegt an dem Rollenlager an.

Die Welle 25 ist durch ein Paar Hülsen 26 und 27 ₂₀ trennt, so daß sie leer läuft oder bei Einführung des hindurchgeführt, und die Hülsen 26 und 27 sind je- Mediums in den Kanal 6 sofort gestoppt wird.

F i g. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Änderung von Drehzahlen, welche eine Reihe der beschriebenen Kupplungs- und Bremsvorrichtungen aufweist, die

und durch die Welle 25, welche durch die Platte 32 ₂₅ etwas abgeändert sind,
hindurch verläuft, ist ein Keilstift 30 hindurchgeführt, Es sind drei Gehäuse 1 der Kupplungs- und Brems

weicher die Welle 25 mit der Platte 32 fest verbindet.

An der Innenfläche der Platte 32 ist mit Hilfe von Nieten 34 eine ringförmige Reibscheibe 33 bracht, welche der Platte 16 gegenüberliegt.

An der Platte 13 ist mit Schrauben 37 eine Riemenscheibe 36 fest angebracht. An der Riemenscheibe ist eine Abdeckung 38 mittels Schrauben 39 festge-

ange-

schraubt. Die Welle 25 ist durch die Riemenscheibe hindurchgeführt, und durch Entfernung der Abdeckung 38 kann die Welle mit jedem Element verbunden werden, welches durch die Welle angetrieben werden soll.

Beim Betrieb der beschriebenen Vorrichtung ist vorrichtung in einer Reihe Seite an Seite angeordnet, die, wie dargestellt, ein aus einem einzigen Stück bestehendes Gehäuse bilden können. Weiterhin hat jedes Gehäuse einen Lagervorsprung 43 mit einer Bohrung 44, in der Lager 45 angebracht sind, die eine Vorgelegewelle 46 halten, welche durch alle Gehäuse hindurchgeführt ist.

Die Welle 25 ist durch eine Welle 49 ersetzt, welche durch alle Gehäuse (Rohre 15) hindurchgeführt ist.

Auf der Welle 46 ist mit einem Keil 48 ein Ritzel 47 befestigt, welches mit einem Zahnkranz 50 kämmt, der die Riemenscheibe 36 ersetzt und mit Schrauben

die Welle 25 oder die Riemenscheibe 36 mit einem 40 37 an der Platte 13 befestigt ist. Das Ritzel 47 und

nicht dargestellten Kraftantrieb verbunden, der beispielsweise ein Motor, eine Maschine od. dgl. sein kann. Die Welle 25 kann auch die Antriebswelle eines solchen Motors oder einer solchen Maschine sein.

der Zahnkranz 50 sind damit zwischen dem linken und dem mittleren Gehäuse 1 angeordnet.

Auf der Welle 46 ist mit Hilfe eines Keiles 53 ein Ritzel 52 befestigt, welches mit einem Zahnkranz 54

Das Gehäuse 1 wird dadurch festgehalten, daß die 45 kämmt, der an der Platte 13 des Mittelgehäuses 1 Basis 40 desselben fest mit einer Halterung verbun- befestigt ist.
den ist. Das Gehäuse kann auch mit anderen Einrichtungen, beispielsweise mit dem Antriebsmotor
oder der Maschine od. dgl. in bekannter Weise verbunden sein. 50

Wenn die Welle 25 beispielsweise das Antriebselement darstellt, kann eine Bedienungsperson durch Steuerung eines nicht dargestellten Ventils in die Kanäle 6 oder 22 Druckluft oder ein unter Druck stehendes Strömungsmittel einführen, so daß die Riemenscheibe 36, wie gewünscht, angetrieben oder gestoppt wird, wenn sich die Welle 25 dreht. Wenn das unter Druck stehende Medium in den Kanal 6 eintritt, wird der Kolben 9 entsprechend F i g. 2 nach

rechts bewegt, wodurch das Drucklager 11, der Vor- 60 Einrichtungen automatisch oder durch Bedienung sprung 12, die Platte 13, das Rohr 15 nach rechts von Hand in jeden einzelnen der Kanäle 6 oder 22 bewegt werden und sich die Platte 16 an eine am eingeleitet werden, so daß die Drehzahl der Abgabe-Gehäuse 1 befestigte Scheibe 35 anlegt, so daß die welle geändert wird oder die Welle gestoppt wird. Riemenscheibe 36 festgehalten oder sofort gestoppt Eine Zufuhr des Mediums in einen, in zwei oder drei wird, wenn sie durch die Reibanlage gedreht wurde. 65 Kanäle 6 oder in den gleichen Kanal jeder der Grup-

Auf der Welle 46 ist ein drittes Ritzel 55 befestigt, welches mit einem Zahnkranz 56 im Eingriff steht, der an der Platte 13 der rechten Einheit befestigt ist.

Die Ritzel und Zahnkränze können verschiedene gewünschte Übersetzungsverhältnisse aufweisen, und es können eine beliebige Anzahl dieser Einheiten mit zugehörigen Ritzeln und Zahnkränzen zur Anwendung gelangen, wenn dies gewünscht wird.

Die Welle 49 oder die Welle 46 kann mit einer Antriebsquelle zum Antrieb derselben verbunden werden, wobei dann die andere Welle den Antrieb weiterleitet.

Das Arbeitsmedium kann durch nicht dargestellte

Wenn das unter Druck stehende Medium gleich zu Anfang, oder nachdem der Druck im Kanal 6 aufgehoben wurde, in den Kanal 22 eingeführt wird, bepen bewirkt eine sofortige Bremsung der Welle 46. Bei Aufhebung dieses Druckes und Zufuhr des Mediums in einen der Kanäle 22 wird der Zahnkranz

50, 54 oder 56 der Einheit mit der Welle 49 verbunden, so daß das Übersetzungsverhältnis des so angeschlossenen Zahnkranzes mit dem eingreifenden Ritzel 47, 52 oder 55 an die Wellen 46 und 49 weitergegeben wird. .

Die Zufuhr des Mediums in die Kanäle 6 und 22 der Einheit nach F i g. 2 und 5 kann durch handbetätigte Einrichtungen oder durch automatische Einrichtungen erfolgen, wodurch sich eine Aufeinanderfolge von Arbeitsgängen erreichen läßt.

Die F i g. 6 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch eine abgeänderte Form des Kolbens und der von diesem bewegten Platte. Der ringförmige Kolben 19', welcher von O-Ringen 20 umgeben und in dem Zylinder 21 gleitbar angeordnet ist, hat eine ringförmige Ausnehmung 19" an seinem äußeren Ende, wodurch ein ringförmiger Vorsprung 19'" an dem Ende ausgebildet ist. In der Ausnehmung 19" ist ein Drucklager 18" angeordnet, welches gegen die Platte 16 drückt, die ihrerseits eine ringförmige Ausnehmung 16" hat, die den Vorsprung 17 ersetzt und den Vorsprung 19'" aufnehmen kann. In der Ausnehmung 19" ist ein ringförmiger Halter 57 aus Kunststoff für das Lager 18" befestigt, welcher das Lager an dem Kolben 19' festhält. Dadurch ist ein Kolben 19' gebildet, welcher eine größere Stirnfläche als das Lager hat.

Der Kolben 19' und die Platte 16 können jeden der Kolben 9 oder 19 und jede der Platten 13 und 16 der vorbeschriebenen Einheit ersetzen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung, die in einem feststehenden, von einer Welle im wesentlichen zentrisch durchdrungenen Gehäuse angeordnet ist, wobei durch wahlweise Beaufschlagung zweier ringförmiger Kolben mit einem Druckmedium in ringförmigen Zylindern der Kupplungsteil über Reibbeläge abwechselnd gegen einen mit der Welle fest verbundenen WeI- !enteil und einen mit dem Gehäuse fest verbundenen Bremsteil preßbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der verschiebliche Teil der Kupplungs- und Bremskombination weist eine ebene Ringscheibe (16) auf, die auf ihrer gesamten Frontseite mit einem an der getriebenen Kupplungsscheibe (32) angeordneten Reibbelag (33) zusammenwirkt;

b) auf der Rückseite der Ringscheibe (16) arbeitet ein bestimmter äußerer Ringbereich mit einem im Gehäuse (1) befestigten Bremsbelag (35) zusammen;

c) innerhalb dieses Ringbereiches wirkt auf die Rückseite der Ringscheibe (16) über ein Drucklager (18) ein zum Einkuppeln dienender, in einem ersten Zylinderraum (21) verschieblich geführter Ringkolben (19);

d) die Ringscheibe (16) des verschieblichen Teils der Kupplungs- und Bremskombination ist an ihrer Rückseite am Innenbereich mit einer zentrischen Hülse (15) verbunden, die über eine Zwischenscheibe (13) und ein Drucklager (11) von einem zur Bremsbetätigung dienenden, in einem dem ersten Zylinderraum (21) gegenüber angeordneten zweiten Zylinderraum (7) verschieblich geführten Ringkolben (9) verschoben werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) über Rollenlager (28, 29) auf einer die Vorrichtung zentral durchdringenden Welle (25) angeordnet ist und daß zwischen Hülse (15) und der Wand der Gehäusebohrung ebenfalls Rollenlager (23) angebracht sind.

3. Vorrichtung zum Verändern von Drehzahlen über große Drehzahlbereiche, gekennzeichnet durch die Kombination mindestens zweier Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Axialbohrungen der Gehäuse auf einer Linie liegen und eine gemeinsame Welle (49) durch die Gehäusebohrungen durchgeführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite gemeinsame Welle (46) in dem Gehäuse drehbar gelagert angeordnet ist, auf der Ritzel (47, 52, 55) verschiedener Größe fest angeordnet sind, die mit Zahnkränzen verschiedener Größe (50, 54, 56) kämmen, von denen jeder mit einer der Platten (13) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (16) und die Zwischenscheibe (13) jeweils eine ringförmige Ausnehmung (16") haben und daß jeder der Kolben (19') einen Vorsprung (19'"), der in die Ausnehmung (16") hineinragt, und eine Ausnehmung-(19"), in der ein Drucklager (18") angeordnet ist, aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen in der Ausnehmung (19") jedes Kolbens (19') angeordneten Haltering (57).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen