DE1475360B1

DE1475360B1 - Druckmittelbetaetigte Scheibenreibungskupplung

Info

Publication number: DE1475360B1
Application number: DE19651475360D
Authority: DE
Inventors: Young Richard Charles
Original assignee: Horton Manufacturing Co Inc
Current assignee: Horton Manufacturing Co Inc
Priority date: 1964-10-07
Filing date: 1965-09-02
Publication date: 1969-09-11
Also published as: GB1064894A; BE670519A; NL140943B; NL6511183A; CH437933A; US3253687A

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Scheibenreibungskupplung mit einem festen Schaft, auf dem beide Kupplungshälften drehbar gelagert sind, und mit einer axial durch den Schaft verlaufenden Luftzuführung, die zu einem Druckkolben führt, durch dessen Betätigung die stirnseitig an den beiden Kupplungshälften angeordneten Reib- und Druckscheiben in Eingriff gebracht werden.
Es ist eine Kupplungs-Brems-Einrichtung dieser allgemeinen Art bekannt, die dazu verwendet werden soll, beispielsweise die Antriebswelle einer Presse drehen zu lassen oder anzuhalten. Insbesondere soll diese bekannte Kupplungs-Brems-Einrichtung an der Antriebswelle der Presse zwischen einem Schwungrad und einem feststehenden Teil der Presse angeordnet werden. Das Einrücken erfolgt bei der bekannten Einrichtung durch Druckmittel und das Ausrücken durch Federn. Zufolge der bei Pressen auftretenden großen Belastungen und Kräfte ist die bekannte Kupplungs-Brems-Einrichtung vergleichsweise groß und kompliziert aufgebaut.
Es ist weiter eine Kupplung der einleitend genannten Art bekannt, die dazu dient, den Lüfter einer Kraftfahrzeugmaschine einzukuppeln oder auszukuppeln. Das Eindrücken erfolgt durch eine Feder und das Ausrücken durch Anlegen von Unterdruck an den Innenraum der Kupplung. Der Unterdruck soll durch Verbindung des Innenraumes der Kupplung mit der Ansaugleitung der Maschine erzeugt werden. Bei dieser Kupplung besteht ein Nachteil darin, daß für das Arbeiten biegsame Membranen erforderlich sind, die bei jedem Einrück- oder Ausrückvorgang gebogen, d. h. beansprucht werden, wodurch ihre Lebensdauer begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Kupplung besteht darin, daß die von einem Keilriemen angetriebene treibende Scheibe bei jedem Einrück- oder Ausrückvorgang axial verschoben wird, so daß sich eine Mißausrichtung zwischen ihr und dem Riemen ergibt, die zu größerer Abnutzung des Riemens und zu dem Bestreben eines Verkantens der Scheibe führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Kupplung eine druckmittelbetätigte Scheibenreibungskupplung zu schaffen, die im Betrieb sehr stabil ist und dennoch sehr einfach und in Längsrichtung kompakt ausgeführt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von einer Kupplung der einleitend genannten Art ausgegangen, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der radial innenliegende ringförmige, zum Teil zur drehbaren Lagerung auf dem festen Kupplungsschaft verwendete Näbenteil der treibenden Kupplungshälfte zusammen mit dem festen Kupplungsschaft einen Ringraum bildet, in den der ebenfalls auf dem festen Kupplungsschaft drehbar gelagerte; radial innenliegende Nabenteil der getriebenen Kupplungshälfte hineinreicht und auf dessen Außenumfang Nuten angeordnet sind, in denen die mit dem ringförmigen Betätigungskolben fest verbundene Druckscheibe gegen den Druck einer Schraubenfeder axial verschiebbar angeordnet ist.
Eine Kupplung gemäß der Erfindung ist im wesentlichen dadurch in Längsrichtung kompakt, daß die die Druckscheibe der getriebenen Kupplungshälfte tragende Nabe und die Ausrückfeder in einem Ringraum angeordnet sind, der von dem radial innenliegenden ringförmigen Nabenteil der treibenden Kupplungshälfte zusammen mit dem festen Kupplungsschaft gebildet ist. Dabei liegen alle Teile der Kupplung innerhalb der Längserstreckung der Luftzuführung, die in dem Schaft gebildet ist.
Eine Kupplung gemäß der Erfindung weist außerdem keine biegsamen Teile wie Membranen auf, die sich im Betrieb vergleichsweise schnell abnutzen. Dadurch wird eine sehr stabile Kupplung mit vergleichsweise langer Lebensdauer geschaffen.
Eine Kupplung gemäß der Erfindung kann insbesondere zum Antrieb eines Gebläses zum Kühlen einer Maschine vorteilhaft verwendet werden, wobei die Kupplung dann durch ein Solenoid-Luftventil betätigt wird, das seinerseits von einem auf die Maschinentemperatur ansprechenden Thermostat betätigt wird. Die Kupplung wird durch Anlegen von Luftdruck eingerückt und eingerückt gehalten. Das Ausrücken erfolgt bei gleichzeitigem Aufheben des Luftdrucks durch Federkraft. Somit ist kein Lüfterwiderstand vorhanden wie bei Kupplungen, bei denen Luftdruck aufrechterhalten werden muß, um sie ausgerückt zu halten, beispielsweise mit einem Leerlaufgebläse oder -lüfter. Diese Kupplung gemäß der Erfindung ermöglicht weiterhin verschiedene Arten des Startens, die dadurch erhalten werden können, daß lediglich der Luftdruck erhöht oder herabgesetzt wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil einer Kupplung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die treibende Scheibe axial fest angeordnet ist, so daß dauernd einwandfreie Ausrichtung mit den sie antreibenden Riemen gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
F i g. 1 ist eine Seitenansicht einer Kupplung gemäß der Erfindung; F i g. 2 ist eine Stirnansicht der Kupplung gemäß F i g. 1 von rechts; F i g. 3 ist eine Stirnansicht der Kupplung gemäß F i g.1 von links; F i g. 4 ist eine L'ängsschnittansicht der Kupplung; F i g. 5 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 5-5 der F i g. 4, in verkleinertem Maßstab; F i g. 6 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 6-6 der F i g. 4; F i g. 7 ist eine Seitenansicht der Kupplung bei einem typischen Einbau.
In der Zeichnung ist eine Kupplung A wiedergegeben, die einen festen Schaft 10 aufweist mit einer Lufteintrittsöffnung 12, die nahe dem Vorderende des Schaftes 10 rechtwinkelig zu seiner Längsachse gebildet ist und in einem inneren Luftdurchgang 14 endigt, der sich in dem Schaft axial und bis zu seinem hinteren Ende erstreckt. An dem Schaft 10 sind zwei im Abstand voneinander liegende Lager 16 und 18 angeordnet, deren innere Laufringe mit Preßsitz auf dem Schaft 10 angeordnet sind. Die äußeren Laufringe der Lager 16 und 18 tragen eine die treibende Kupplungshälfte darstellende angetriebene Scheibe 20, und sie sind in einem radial innenliegenden ringförmigen Nabenteil 22 der Scheibe 20 mit Preßsitz angeordnet. Die Scheibe 20 weist weiterhin einen ringförmigen Wandteil 24 auf, welcher einen radial außenliegenden ringförmigen Nabenteil 26 mit dem radial innenliegenden ringförmigen Nabenteil 22 derart verbindet, daß die beiden Nabenteile 22, 26 konzentrisch zueinander liegen. Der radial innere ringförmige Nabenteil 22 liegt in einem Abstand von dem Schaft 10, so daß eine ringförmige Kammer 27 gebildet ist, die zu dem Schaft 10 konzentrisch liegt und sich innerhalb der Scheibe 20 erstreckt. Die Scheibe 20 kann sich auf dem Schaft 10 frei drehen.
Mit 28 ist eine kreisförmige Reibscheibe bezeichnet, die an dem ringförmigen Wandteil 24 der Scheibe 20 mittels Bolzen 29 zu der Achse des Schaftes 10 rechtwinkelig befestigt ist.
Weiterhin ist eine Druckscheibe 30 vorgesehen, die mit einer axialen Öffnung 32 und einem ringförmigen Schulterteil 34 versehen ist. Eine Mehrzahl von Nuten 36 erstreckt sich am Umfang der axialen Öffnung 32 radial auswärts in die Druckscheibe 30.
Es ist ein ringförmiger Betätigungskolben 38 vorgesehen, bei welchem an einem Teil seiner Außenfläche eine äußere ringförmige Ausnehmung 40 und an seiner Innenfläche eine innere ringförmige Ausnehmung 42 gebildet sind. Der Kolben 38 ist dadurch an der Druckscheibe 30 angebracht, daß die ringförmige Schulter 34 in der Ausnehmung 42 mit Preßsitz angeordnet ist. Die äußere Fläche der ringförmigen Ausnehmung 40 ist mit einer ringförmigen Nut 44 ausgebildet, in welcher ein O-Ring 46 angeordnet ist.
Es ist weiterhin ein ringförmiger Zylinder 48 vorgesehen, der einen kreisförmigen Körperteil 50 aufweist, von welchem sich ein ringförmiger Flanschteil 52 erstreckt. In dem ringförnvgen Flanschteil52 erstreckt sich eine ringförmige Zylinderausnehmung 54, welche den ringförmigen Kolben 38 aufnimmt. Die innere ringförmige Fläche der Zylinderausnehmung 54 ist mit einer ringförmigen Nut 56 versehen, in welcher ein O-Ring 58 angeordnet ist; der in Dichtungsberührung mit dem Kolben 38 steht. Der O-Ring 46 steht in Dichtungsberührung mit der Außenwand der Zylinderausnehmung 54. Der Zylinderkörperteil 50 ist mit einer mittleren axialen Ausnehmung 60 versehen, in welche sich das Ende des Schaftes 10 erstreckt und von welcher ein sich radial erstreckender Zylinderluftdurchgang 62 ausgeht. Der Durchgang 62 führt zu der ringförmigen Zylinderausnehmung 54.
Der Zylinderkörper 50 ist weiterhin mit einem radial außenliegenden Nabenteil64 und einer ringförmigen Ausnehmung 66 versehen, in welcher das hintere Ende eines hohlen radial innenliegenden Nabenteiles 68 mit Preßsitz angeordnet ist, wodurch der Zylinderkörper 50 an dem Nabenteil 68 angebracht ist. Der Nabenteil 68 ist auf dem Schaft 10 drehbar angeordnet mittels Lagern 70 und 72, deren innere Laufringe auf einem verkleinerten Teil 74 des Schaftes 10, und deren äußere Laufringe in dem hohlen Nabenteil 68 mit Preßsitz angeordnet sind.
Am Außenumfang des Nabenteiles 68 ist eine Vielzahl von Nuten 71 gebildet, die mit den Nuten 36 der Druckscheibe 30 im Eingriff stehen, wodurch eine Hin- und Herbewegung der Druckscheibe 30 auf dem Nabentei168 möglich ist. Eine Drehdichtungsverbindung ist zwischen dem inneren Endteil 73 des Schaftes 10 und der axialen Ausnehmung 60 des Zylinderkörperteiles 50 mittels O-Ringen 75 und 76 geschaffen. Es ist ersichtlich, daß das innere Ende 73 des Schaftes 10 sich in die axiale Ausnehmung 60 des Zylinderkörpers 50 erstreckt, wodurch der innere Durchgang 14 mit dem Zylinderluftdurchgang 62 in Verbindung steht. Die Lager 70 und 72 sind auf dem Schaft 10 mittels einer Mutter 78 an Ort und Stelle gehalten, die auf den Schaft 10 aufgeschraubt ist.
Der ringförmige Zylinder 48 ist mittels Bolzen 80 mit dem Nabentei168 verbunden. Die Druckscheibe 30 ist mittels einer Schraubenfeder 82 außer Berührung mit der Reibungsfläche 28 der Scheibe 20 gehalten. Die Schraubenfeder 82 ist auf den Kämmen der Nuten 71 der Nabe 68 angeordnet, und sie legt sich gegen die Druckscheibe 30 und einen Anschlag 84, der auf den Kämmen der Nuten 71 befestigt ist. Die Schraubenfeder 82 erstreckt sich somit innerhalb des Ringraumes 27.
Bei einer typischen Anwendung der Kupplung A ist ein Lüfter F mit dem Zylinderkörperteil 50 verbunden, und zwar mittels Bolzen, die durch die Lüfternabe 86 hindurchgehen und in Gewindelöchern 88 des Körperteiles 50 befestigt sind.

Claims

Patentanspruch: Druckmittelbetätigte Scheibenreibungskupplung mit einem festen Schaft, auf dem beide Kupplungshälften drehbar gelagert sind, und mit einer axial durch den Schaft verlaufenden Luftzuführung, die zu einem Druckkolben führt, durch dessen Betätigung die stirnseitig an den beiden Kupplungshälften angeordneten Reib- und Druckscheiben in Eingriff gebracht werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der radial innenliegende ringförmige, zum Teil zur drehbaren Lagerung auf dem festen Kupplungsschaft (10). verwendete Nabenteil (22) der treibenden Kupplungshälfte (20) zusammen mit dem festen Kupplungsschaft einen Ringraum (27) bildet, in den der ebenfalls auf dem festen Kupplungsschaft drehbar gelagerte, radial innenliegende Nabenteil (68) der getriebenen Kupplungshälfte hineinreicht und auf dessen Außenumfang Nuten (71) angeordnet sind, in denen die mit dem ringförmigen Betätigungskolben (38) fest verbundene Druckscheibe (30) gegen den Druck einer Schraubenfeder (82) axial verschiebbar angeordnet ist.