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Selbsttätig wirkende Nachstellvorrichtung für dem Verschleiss unterworfene
Maschinenelemente, insbesondere für Reibungskupplungen Die Erfindung bezieht sich
auf eine selbsttätig wirkende Nachstellvorrichtung für dem Verschleiss unterworfene
Maschinenelemente, insbesondere für Reibungskupplungen, mit einer Schraube und einer
dieser zugeordneten Mutter, welche durch ein elastisches Mittel relativ zueinander
nur im Sinne eines selbsttätigen Nachstellens verdrehbar und im gelüfteten Zustand
gegen Verdrehen verriegelt sind. Nachstellvorrichtungen dieser Art sind bekannt
(USA 2 130 875). Diese bekannten@selbsttätig wirkenden Nachstellvorrichtungen erfordern
ständig eine Kraft, die grösser ist als die zum Einrücken erf orderlichef-Kraft,
weil die zum automatischen Nachstellen erforderliche Kraft von dieser aufzuwenden
ist. Es muss also ständig mehr Kraft aufgebracht werden als zum Nachstellen erforderlich
ist, weil das Einrücken und das Nachstellen miteinander gekoppelte Bewegungsvorgänge
sind. Es muss also die Energiequelle, die auf das Einrück-Stellglied
wirkt,
so bemessen sein, dass sie gleich oder grösser als die Summe aus der erforderlichen
Einrückkraft und der erforderlichen Nachstellkraft ist.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird von der Überlegung ausgegangen,
dass es unzweckmässig ist, das Einrücken und das Nachstellen miteinander zu koppeln,
weil, um nachstellen zu können, ständig die zum Einrücken und die zum Nachstellen
erforderlichen Kräfte aufgebracht werden müssen.
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Zur Lösung dieser erfindungsgemässen Aufgabe wird vorgeschlagen, dafür
zu sorgen, dass der dem Nachstellen dienende Teil der Schraubverbindung durch eine
von der zum Einrücken aufzuwendenden Kraft unabhängige Kraft betätigbar ist. Ist
also eingerückt worden, dann Lst nur noch die zum re@.nen Naciistel?en erforderliche
Kraft zur Verfügung zu stellen.
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Wenngleich die erfindungsgemäss ausgebildete Nachstellvorrichtung
überall dort eingesetzt werden rann, wo es darauf ankommt, den Verschleiss auszugleichen,
ist es, wenn der bei Reibungsbremsen bzw. bei Reibungskuppl,ngen auftr(ptende Verschleiss
ausgeglichen. werden soll, zweckmässig, beide Teile der Schraubverbindung koaxial
zu einer Welle anzuordnen, weil man dadurch in der Lage ist; Unwuchten auszug'ieichen.
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Ist die Welle in Umlauf versetzbar, dann sollte einer der beiden Teile
der Schraubverbindung gegenüber der Welle unverdrehbar, jedoch
ihr
gegenüber axial verschiebbar sein. Hierdurch wird erreicht, dass sich eine beim
Einrücken eventuell ergebende Reibkraft nicht auf das Nachstellen auswirkt.
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Besonders zweckmässig ist es, als elastisches Mittel eine vorgespannte,
dem Erzeugen eines Drehmomentes dienende Feder vorzusehen, deren eines Ende an dem
einen Teil der Schraubverbindung festgelegt ist und deren anderes Ende unmittelbar
oder mittelbar mit dem anderen Teil der Schraubverbindung in Verbindung steht. Als
elastisches Mittel sollte eine ein Drehmoment abgebende.Feder, wie Biegefeder, Drehfeder,
Spiralfeder, Triebfeder od.dgl., vorgesehen sein, auch wenn es möglich ist, Druckfedern
.einzusetzen, die so angeordnet sind, dass sie in Zusammenwirken mit der Schraubverbindung
auf ein Teil der Schraubverbindung ein Drehmoment abgeben. Welche Feder der vorerwähnten
Federn verwendet wird, richtet sich nach den Einbauverhältnissen. Insbesondere 'dann,
wenn eine Drehfeder Verwendung finden soll, empfiehlt es sich, diese koaxial zur
Welle anzuordnen, sie lässt sich sehr einfach der Schraubverbindung zuordnen. Soll
eine vorgesehene Drehfeder nicht nur das Nachstellen bewirlwn sondern auch zum Beeinflussen
der Verriegelung herangezogen werden, dann ist die Drehfeder auch in axialer Richtung
vorzuspannen, zumal die in axialer Richtung wirkende Vorspannkraft verhältnismässig
klein sein kann.
Die Lamellen der Kupplung können durch eine Einrückvorrichtung
von rückwärts gegen die Nachstellvorrichtung bewegbar sein, wobei es sich in diesem
Fall empfiehlt, die Nachstellvorrichtung nach dem Schliessen der Lamellen von vorn
durch die Einrückvorrichtung zu entriegeln. Wird das Einrücken der Lamellen von
'rückwärts gegen die Nachstellvorrichtung mit einem axial verschiebbaren Stellglied
bewirkt, dann sollte däs Schliessen und öffnen der Lamelle und das Entriegeln sowie
Verriegeln der Nachstellvorrichtung durch dieses Stellglied steuerbar sein. Zweckmässig
ist es, dafür zu sorgen, dass das Stellglied über die Endlage; die der Lamellen-Schließstellung
entspricht, hinaus verschiebbar ist.
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Anstelle eines verschiebbaren Stellgliedes kann auch ein, mit mindestens
einer Nöcke versehenes, drehbares Stellglied vorgesehen sein. Die Nocke ist in diesem
Fall so auszubilden, dass sie das Schliessen und öffnen der Lamellen und das Entriegeln
und Verriegeln der Nachstellvorrichtung steuert. Es können aber auch dem drehbaren
Stellglied zwei Nocken zugeordnet sein, von denen die eine das Schliessen und öffnen
der Lamellen und die andere das Entriegeln und Verriegeln der Nachstellvorrichtung
steuert.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, dafür zu sorgen, dass die"
Nachstellvorrichtung axial verschiebbar und nach Anlage an den
dem
Verschleiss unterworfenen Tellen entriegelbar ist.
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Die gegeneinander zu verriegelnden Teile können über eine Plan-Kerb.-Verzahriung
(Hirth-Verzahnung) oder über einen ausrückbaren Freilauf miteinander verbindbar
sein. Zweckmässig ist es, einen Freilauf, dessen Klemmkörper,Kugeln, Nadeln, Rollen
od.dgl. in einem verschiebbaren Käfig angeordnet sind, so auszubilden, dass der
Käfig gegenüber dem Innenring und Aussenstern bzw. Aussenring und Innenstern um
einen solchen Betrag axial verschiebbar ist, dass die Klemmkörper od.dgl. an einen
frei drehbar gelagerten Ring anlegbar sind, dessen Ausbildung nach Form und Toleranz
dem Innenring bzw. dem Aussenring gleich ist, mit dem die Klemmkörper od.dgl. im
gesperrten Zustand zusammenwirken. Ein bekannter, ausrückbarer Freilauf (Stieber-Kegelfreilauf,
s. "Maschinenelemente z. Band Getriebe" von G. Niemannt Springer-Verlag, 1960, S.
303 und "Freilaufkupplungen" von Stölzle/Hart, Springer-Verlag, 1961,
S. 127)
lassen sich hier deswegen nicht verwenden, weil jeweils ein Teil der bekannten ausrückbaren
Freiläufe mit einem Teil der der Nachstellvorrichtung gemäss der Erfindung zugeordneten
Schraubverbindung verbunden werden müsste,und der Freilauf dann deswegen nicht mehr
ausgerückt werden kann, weil sich die Schraubverbindung der erfindungsgemässen Nachstellvorrichtung
nicht mehr verschieben lässt. Durch das Anordnen des frei drehbar gelagerten Ringes,
an dem die Klemmkörper od.dgl. bei ausgerücktem Freilauf anliegen, wird der Vorteil
erreicht, dass sich ein Teil der Schraubverbindung drehen, der andere Teil der Schraubverbindung
axial
verschieben lässt. In diesem Fall ist es möglich, dass der Aussenring bzw. der Innenring
des Freilaufes mit dem einen Teil der Schraubverbindung einstückig ist.
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Es kann auch ein mehrteiliges, den Freilauf umfassendes Gehäuse vorgesehen
sein, welches gegenüber dem einen Teil, z.8. der Mutter der Schraubverbindung,axial
verschiebbar und ihm gegenüber gegen Verdrehen gesichert, und mit dem anderen Teil,
z.H. der Schraube der Schraubverbindung,verriegelbar ist, analem das eine Ende der
mit ihrem anderen Ende am Gehäuse festgelegten Drehfeder angreift, wobei die über
die Drehfeder unmittelbar verbundenen Teile, nämlich das Gehäuse und die Schraube,
relativ zueinander axial unverschiebbar und auf der Welle frei drehbar gelagert
sind. Selbstverständlich kann auch die Schraubeaxial verschiebbar und gegenüber
dem Gehäuse gegen Verdrehen gesichert sein, während die Mutter verriegelbar ist.
Diese Geataltung hat den Vorteil, dass es,um die Drehfeder spannen zu können, nicht
mehr erforderlich ist, die Nachstellvorrichtung zu entriegeln. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, einanehrteiligesGehäuse vorzusehen, welches gegenüber dem einen Teil
der Schraubverbindung axial verschiebbar und ihm gegenüber gegen Verdrehen gesichert
und mit dem anderen Teil der Schraubverbindung verriegelbar ist, an dem das eine
Ende der mit ihrem anderen Ende am Gehäuse festgelegten Drehfeder angreift, wobei
die Tiber die Drehfeder unmittelbar verbundenen Teile relativ zueinander axial verschiebbar
sind.
Diese Ausbildung hat@den Vorteil, dass die Nachstellvorrichtung während des Schliessens
und öffnens der Lamellen uriverschiebbar ist; es ist lediglich erforderlich, eines
der dem Verriegeln bzw. Entriegeln dienenden Mittel, nämlich den Käfig des ausrückbaren
Freilaufs bzw. den einen Teil der Plan-Kerb-.Verzahnung zu verschieben: Eine andere
Möglichkeit besteht darin, dafür'zu sorgen, dass der Schraubteil der Schraubverbindung
mindestens aus zwei miteinander kuppelbaren Teilen besteht, die von einem Ringkörper
umfasst sind, an dem das eine Ende der mit ihrem anderen Ende am Schraubte.il angreifenden
Drehfeder lösbar festgelegt ist, wobei der Ringkörper einen mit ihm starr, jedoch-lösbar.verbundenen,
eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen aufweisenden Ring trägt, indessen Durchtrittsöffnungen
mit dem Mutterteil der Schraubverbindung starre Bolzen, Stifte od.dgl., geführt
sind, die Umfangsschlitze des Schraubteils durchdringen: In diesem Fall entfällt
ein Gehäuse.
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Ist eine Nachstellvorrichtung nur für Reibungsbremsen oder Rei-. bungskupplungen
vorzusehen, und wird die zum Nachstellen aufzuwendende Kraft von einer Drehfeder
aufgebracht, dann sollte die Sjpannung (Vorspannwinkel) der Drehfeder derart bemessen
sein, dass die belegte Bremse bzw. eingerückte Kupplung bei maximal zulässigem Verschleiss
das Moment gerade noch überträgt, für das die Bremse bzw. die Kupplung ausgelegt
ist.
Die Voxspannung der Drehfeder sollte nachstellbar sein. Bestehen
die Aussen- und Innenlamellen aus Stahl, dann ist ein Nachstellen der Vorspannung
der Drehfeder an sich nicht.erforderlich, auch wenn man ein Nachstellen der Vorspannung
zulassen sollte. Wichtig ist ein Nachstellen der Vorspannung der Dreh-. feder aber
dann, wenn die Aussen- und Innenlamellen aus weicherem Werkstoff als Stahl bestehen,
um eine Drehfeder verwenden zu können, in der nur soviel Kraft gespeichert ist,
dass diese Kraft lediglich dem Ausgleichen eines Teiles des maximal zulässigen Verschleisses
dient, wobei die Vorspannung der Feder dann nachgestellt wird, wenn sie gerade noch
das Drehmoment überträgt, für das die Bremse bzw. Kupplung ausgelegt ist. Die,Vorspannung
der Drehfeder wird nun so oft durch-Nachstellen wiederhergestellt, bis der maximal
zulässige Verschleiss erreicht ist. Dann werden die Lamellen durch andere ersetzt.
Es bestehen keinerlei Schwierigkeiten, festzustellen, ob' der maximal zulässige
Verschleiss erreicht ist, wenn an dem axiäl verschiebbaren, das selbsttätige Nachstellen
bewirkenden Teil der Schraubverbindung und an einem geeigneten Teil der Kupplung
je eine-Marke festgelegt werden, aus deren Abstand voneinander auf den- Verschleissgeschlossen
wird.
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Eine verhältnismässig einfache Lösung zum Entri-egelri,der Nachstellvorrichtung
ergibt sich, wenn die Mittel zum'Entriegeln der Nachstellvorrichtung mit dem Stellglied
bewegbar sind. Es können am Stellglied Bqazei.,axÄzexirdnet sein, die durch Öffnungen
faches der Zahl der Holzen sein, der Mittelpunktswinkel unmittelbar benachbarter
Öffnungen sollte ganzzahlig im Vorspannwinkel der Drehfeder enthalten sein und es
sollte der Vorspannwinkel ganzzahlig in 360o enthalten sein. Hierdurch wird es möglich,
dass bei jedem Nachstellen immer wieder die zuerst eingestellte Vorspannung der
Drehfeder erzielbar ist. Anstelle der den Bolzen zugeordneten Öffnungen können ümfangsschlitze
vorgesehen sein, deren Länge mindestens gleich der dem Vorspannwinkel der Drehfeder
entsprechenden Bogenlänge ist, wobei der Bogen durch den Zylindermantel bestimmt
ist, auf dem die Bolzenachsen liegen.
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Die Erfindung wird anhand mehrerer, in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen: . Fig. l ein Ausführungsbeispiel der Nachstellvorrichtung
für Reibungskupplungen gemäns der Erfindung, bei der die
Vorspannung
der Drehteder nur während der Montage einstellbar'- iet> in Setenansicht, teilweise
im Schnitt, und zwar zeigen . ,. - . Fig. la) die Teile bei ausgerückter
Kupplung ` Fig. lai ).-einen Teilschnitt 'nach der Linier, A - A der Fig. 1a; in
dem die Feder versetzt dargestellt ist Fig. lall) eine-Teilansicht des Schnittes
nah i
Fig. lb).die Teile bei eingerückter Kupplung, jedoch verriegelter
Nachstellvorrichtung Fig. 1c) die Teile bei eingerückter Kupplung und entriegelter
Nachstellvorrichtung, wobei die Lamellen noch keinen Verschleiss aufweisen Fig.
1d) die Teile bei eingerückter Kupplung und entriegelter Nachstellvorrichtung bei
maximalem Verschleiss der Lamellen.
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Fig. 1e) einen Querschnitt nach der Linie B - H der Fig.la Fig. 1e1)
einen Schnitt nach der Linie C-C der Fig. 1e Fig. 1e2) eine Ansicht eines Teiles
des Käfigs nach Fig. 1e ohne den Aussenring des Freilaufes in Richtung des Pfeiles
D.
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Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Nachstellvorrichtung gemäss.der@
Erfindung, die mehrmals nachstellbar ist, ohne dass es einer Demontage bedarf,
in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und zwar zeigen: .
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Fig.. 2a) die Teile bei ausgerückter Kupplung . Fig. 2b) die Teile
bei eingerückter Kupplung, jedoph Vera riegelten Nachstellvorrichtung Figb. 2c)
die Teile bei eingerückter Kupplung und entriegelten Nachstellvorrichtung, wobei
die Lamellen noch keinen Verschleim aufweisen Pig. 2d) die Teile bei eingerückter
Kupplung und entriegelten Nachstellvorrichtung, bei maximalem Verschleiss der Lamellen
Fig. 2e) einen Schnitt nach der Linie E - E der Fig. 2b)
Fig. 3
eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines weiteren Ausführungsbeispieles,
bei dem das Einrücken der Lamellen von rückwärts und das Entriegeln der Nachstellvorrichtungvon
vorn erfolgt., Fig. 4 einen Teil-Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
ähnlichh dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, bei dem die Drehfeder nur-während
einer Montage nachstellbar ist, Fig. 5 einen Teil-Längsschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel, ähnlich den Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3, bei denen
die Vorspannung der Drehfeder ohne Demontage einstellbar ist, Fing. 6 eine Vorderansicht
der Ausführungsbeispiele nach den Fig.. 1 und 2.
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In den Fig. 1, 2 und 3 ist die Einrückvorrichtung mit l-bzw, 2,, die
Nachstellvorrichtung mit 3 bzw. 4 bzw. 5 bezeichnet, und die Kupplung mit 6 bzw.
7. Die Einrückvorrichtungen 1 bestehen je aus einem Stellglied 8, die auf Vorsprüngen
9 eines Nabenkörpers 10 axial verschiebbar sind. Der Nabenk3rper-le ist auf einer
Hohlkeilwelle 11 aufgekeilt. Er wird durch einen Sprengring 12 gegenüber der Hohlkeilwelle
11 in seiner Zage gehalten und gegen Verschieben nach rechts durch einen geteilten
Ring 13 gesichert. Drei der sechs Vorsprünge 9 sind als Lager für drei zweiarmige
Schwenkhebel 14 ausge -bildet,
die um je einen Zapfen 15 schwenkbar
sind, und deren längerer Arm eine um einen Zapfen 16 frei drehbare Rolle 17 trägt;
während sich der kürzere Arm am Nabenkörper 10 abstützt, so dass der Schwenkbereich
jedes Schwenkhebels 14 nach aussen begrenztist. Das Stellglied 8 ist in Richtung
des Pfeiles 18 zum Einrücken der Kupplung verschiebbar und muss, wenn die Kupplung
ausgerückt werden soll, in entgegengesetzter Richtung zurückbewegt werden. In dem
Bereich, in dem jede Rolle 17 innen am Stellglied 8 anliegt, ist das Stellglied
mit einer Kegelfläche 19 versehen. Wird das Stellglied 8 in Richtung des
Pfeiles 18 bewegt, dann drückt die Kegelfläche 19 den Schwenkhebel in Richtung auf
den Nabenkörper 10 und drückt dabei über eine Kegelfläche eines Ringes 20 eine Keilbüchse
21 in Richtung des Pfeiles 18, da der Ring 20 und die Keilbüchse 21 über
eine Verschraubung miteinander starr, jedoch bei der Montage einstellbar, verbunden
sind. Zwischen dem Ring 20 und dem .Schraubteil 22 sind ein Axialdruckkräfte aufnehmendes
Nadellager 2_3 und eine Anlaufscheibe 24 angeordnet. Der Schraubteil 22 umfasst
frei drehbar eine Buchse 25, die auf der Keilbuchse 21 festgelegt ist. Der Schraubteil
22 steht über ein Rechtsgewinde 26 mit dem Mutterteil 27 der Schraubverbindung der
Nachstellvorrichtung in Eingriff. Der Schraubteil 22 und der Mutterteil 27 stehen
ausserdem über eine Drehfeder 28 miteinander'dn Verbindung, deren eines Ende 29
in den Mutterteil 27,und deren anderes Ende 30 in den Schraubteil 22 eingreift..
Auf der Hohlkeilwelle 11 ist weiterhin der Innenlamellenträger 31 der Kupplung 6
festgelegt; er kann sich in axialer Richtung gegenüber der Hohlkeilwelle 11 nicht
verschieben,
weil er einerseits durch einen zweiteiligen Ring 32
und andererseits durch einen Sprengring 33 gesichert ist. Der Nabenkörper.10 und
der Innenlamellenträger 31 sind durch nicht dargestellte Mittel gegenüber der Hohlkeilwelle
11 gegen Verschieben in axialer Richtung gesichert. Zwischen der Keilbüchse 21 und
dem Innenlamellenträger 31 sind Druckfedern 34 angeordnet, die die Keilbüchse entgegen
der Richtung des Pfeiles 18 zurückdrücken, wenn das Stellglied 8 in gleicher Richtung
bewegt wurde. Die Federn 34 unterstützen also das Lösen der Innenlamellen 35 und
der Aussenlamellen 36, die,zwischen dem Innenlamellenträger 31 und dem Aussenlamellenträger
37 angeordnet sind. Der Aussenlamellenträger 37 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
auf einer Gleitlagerbüchse 38 drehbar, kann aber auch mit einer nicht dargestellten
zweiten Welle verbunden, z.B. einstückig sein. Das Lamellenpaket ist, um das Lüftungsspiel
zu veranschaulichen, geschlossen gezeichnet, es wird«abgestützt durch einen Flansch
39, der auf dem Innenlamellenträger 31 starr festgelegt ist. Der Mutterteil ?7 der
Schraubverbindung greift über eine Verzahnung (Fig. 1a1) in den Innenlamellenträger
31 ein.
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Der Mutterteil 27 besteht aus den Teilen 271 272 und 273, die über
Sicherungsschrauben 41 bzw. 42 gegeneinander festlegbar sind. Durch diese Ausbildung
ist es möglich, den Mutter teil 271 gegenüber dem Schraubteil 22 zu verdrehen, um
die Vorspannung der Feder 28 einzustellen. Dem Verdrehen des Teiles 271 dienen an
ihm vorgesehene Öffnungen, beispielsweise Öffnungen 43 für
einen
Lochschlüssel. Das Gewinde 26 ist so ausgelegt, dass der Muttersteil 27 durch Verdrehen
des Schraubteils 22 einen axialen Verschiebeweg ausführen kann, der dem maximal
zulässigen Verschleiss der Lamellen entspricht und beispielsweise 2 mm beträgt.
Diese Ausbildung eignet sich also für Kupplungen, deren Aussen- und Innenlamellen
aus hochverschleissfestem Werkstoff, wie Stahl, bestehen.
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Zwischen dem Schraubteil 22 und dem Mutter:.teil 27 ist ein Frei-
lindrischen innenf läche 45 des Mutternteils 272 über Klemmkörper 46 stehen. Selbstverständlich
können die als Rollen ausgebildeten Klemmkörper auch aus Kugeln, Nadeln,
od.dgl. bestehen. Jeder Klemmkörper 46 steht unter Wirkung von Federbolzen 47, die
bestrebt sind, den Klemmkörper gegen die beiden Klemmflächen 44 und 45 zu drücken.
Dem Führen aller Klemmkörper 46 dient ein Käfig 48, der entgegen der Richtung des
pfeiles18 durch Federn 49 belastet ist. Dem Führen jeder der Federn dient eine Büchse
50 mit zugeordnetem Stössel 51. Alle Klemmkörper und alle Federn 49 sind gleichmässig
am Umfang verteilt. Der Schraubteil 22 und der Käfig 48 sind durch im Falle des
Ausführungsbeispieles
dass sich beide Teile nicht gegeneinander verdrehen, jedoch in axialer Richtung
gegeneinander verschieben können. Im Mutter:
teil 272 ist ein Ring
53 frei drehbar gelagert; im Falle des Ausführungsbeispieles stützt er sich über
Nadeln 54 gegenüber dem Mutter heil 272 ab. Die Innerilauffläche des Ringes 53 und
die Fläche 45 des Mutterteiles 272 liegen konzentrisch, sie habenden gleichen Durchmesser
und die gleiche Toleranzi Der Mutter@,teil 273 ist so ausgebildet, dass er als Gegenleger
der unter Druck der Federn 49 stehenden Klemmkörper 46 dient, Um den Schraubteil
22 festhalten zu können, wenn die Feder 28 eingelegt und vorgespannt wird, weist
sie mehrere.-Öffnungen 55 auf. Im Falle des Ausführungsbeispieles nach Fig. la ist
die Feder 28 maximal vorgespannt. Die Aufnahmeöffnungen der beiden Enden 29 und
30 der Feder 28 liegen auf ein und demselben Durchmesser. Die Mittelpunkte der@Querschnittsf
lächen der Windungen liegen dann auch auf dem gleichen Durchmesser. Dieser Durchmesser
ist angedeutet durch die strichpunktierte Linie 56 (s. auch Fig. 1e).
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Wird das Stellglied 8,das mit einem Ringvorsprung 57 einstückig ist,
gegen die Nachstellvorrichtung 3 bewegt, dann drückt die Kegelfläche 19 die Rollen
17 der Schwenkhebel 14 über den Ring 20 die Nachstellvorrichtung 3 in Richtung des
Pfeiles 18, wodurch sich die Stirnfläche des Mutter,tteils 271 gegen die
ihr nächstliegende Aussenlamelle 36 anlegt und die Kupplung 6 geschlossen wird.
Ist dieser Zustand erreicht, dann verhindert das Stellglied 8 ein Zurückbewegen
der Schwenkhebel 14. Die erreichte Stellung
zeigt Fig. 1b. Das
Stellglied 8 verharrt in dieser Lage, ohne dass es unter Wirkung einer im.Sinne
Einrücken wirkenden Kraft zu stehen braucht. In Fig. 1b sind nur die Teile beziffert,
die beim Übergang von der Stellung.gemäss Fig. la in die Stellung gemäss Fig. 1b
bewegt worden sind. Der Ringvorsprung 57 hat sich dabei bereits gegen den Käfig
48 angelegt und ihn entgegen der Wirkung der Feder 49 um einen verhältnismässig
geringen Betrag in Richtung des Pfeiles 18 verschoben. Die zwischen der Keil-Buchse
21 und dem Innenlamellenträger 31 vorgesehenen Druckfedern 34 wurden entsprechend
dem Verschiebeweg der Nachstellvorrichtung 3 zusammengedrückt. In der Stellung nach
Fig. 1b ist die Nachstellvorrichtung noch verriegelt, da der Freilauf den Schraubteil
22 noch gegenüber dem Mutter .teil 272 sperrt. Wird das Stellglied 8 nun weiter
in Richtung des Pfeiles 18 axial verschoben, dann wird der Käfig 48 soweit bewegt;
dass seine Klemmkörper 46 an der Innenlauff läche des frei drehbar gelagerten Ringes
53 anliegen, wodurch die Nachstellvorrichtung entriegelt ist, der Freilauf ist also
ausgerückt. Da die Federn49 versuchen, den Käfig 48 zurückzudrücken, muss das Stellglied
8 durch eine verhältnismässig geringe Kraft in der Lage gehalten werden, die Fig.
1c zeigt. Die Nachstellvorrich-*.tung gleicht nunmehr jeden auftretenden Verschleiss,
der sich . durch das Eln- und Ausrücken der Kupplung ergibt, selbsttätig aus. Es
wurde gezeigt, dass der dem Nachstellen dienende Teil 27 der Schraubverbindung 22,27
durch eine von der zum Einrücken aufzuwendenden
Kraft unabhängige
Kraft betätigbar ist.
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Bei dem durch zunehmenden Verschleiss bewirkten Entspannen der Drehfeder
28 verschiebt sich die Einspannstelle 30 der Feder 28 im Schraubteil 22 (Fig. 1e)
schliesslich bis in die Lage 301. 'iJährend dieses Entspannens weiten sich die zwischen
den Enden der Drehfeder liegenden Windungen aus. Inder Lage 301 befinden sich die
Mittelpunkte der Querschhitte der Windungen auf der strichpunktierten Linie 58,
die zwischen der Linie 56 und der Linie 59 liegt, welch letztere der Lage 302 (Fig.
1e) des Federendes 30 entspricht, wenn die Feder,28 vollkommen entlastet ist. Vergleicht
man die Fig. 1c und 1d bezüglich der Lage des Federendes 30 miteinander, dann erkannt
man den aus Fig. 1e ebenfalls ersichtlichen Entspannungsweg. Während dieses Entspannungsweges
hat sich die Stirnfläche des Muttersteiles 271 weiter in Richtung des Pfeiles 18
verschoben, es ist jetzt die Stellung erreicht, in der die Kupplung das Drehmoment,
für das sie ausgelegt ist; gerade noch überträgt.
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Wird das Stellglied 8 entgegen der Richtung des Pfeiles 18 bewegt,
was jedem Ausrückvorgang entspricht, dann sperren die Klemmkörper 46,Schraubteil
22 und Mutterteil 272, bevor die Kupplung gelüftet wird. Erst dann, wenn die Rollen
17'an der Kegelfläche 19 hochlaufen, wird die Nachstellvorrichtung 3 durch die von
den Federn 34 ausgeübte Kraft ausser Eingriff mit den Kupplungslamellen gebracht,
so dass die Kupplung dann entlüftet ist. Der Liiftvorgang wird durch die als Sinuslamellen
ausgebildeten
Innenlamellen unterstützt. Fig. 1b veranschaulicht auch den Hub des Stellgliedes
8, der zum Einrücken der Kupplung erforderlich ist, er ist mit hl bezeichnet. Der
Hub, der zum Entriegeln der Nachstellvorrichtung 3 ausgeführt werden muss, ist mit
h2 bezeichnet. Weiterhin ist in Fig. 1b der Zwischenraum zwischen einer Fläche des
Mutternteils 271 und der einen Stirnfläche des Aussenlamellenträgers 37 mit h3 bezeichnet,
der in Gegenüberstellung zum entsprechenden Zwischenraum h4 (Fig. 1d) zeigt, welch
maximaler Verschleiss im dargestellten Ausführungsbeispiel zugelassen ist. Der zulässige
Verschleiss kann auch durch an diesen Teilen angeordnete Markierungen sichtbar gemacht
werden.
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Im Falle des Ausführungsbeispieles der Fig. 2,ist die Einrückvorrichtung
1 genauso' ausgebildet wie die nach Fig. 1, wenn man davon absieht, dass anstelle
eines Ringvorsprunges 57 mehrere Bolzen 60 vorgesehen sind.
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Der Aufbau der Nachstellvorrichtung 4 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel
der Fig. I dadurch, dass zusätzlich zu anders geformten Teilen der Schraubverbindung,
nämlich dem Schraubteil 61 und dem Mutternteil 62 ein mehrteiliges Gehäuse 63 vorgesehen
ist, das aus einem Nabenteil 631, einem Ringteil 632 und einem Ringteil 633 und
einem Ring 634 besteht, die über Schrauben 64,., 65 und 66 miteinander starr verbunden
sind. Der Ring 634 ist
träger 31 der Kupplung 6 ebenfalls gegen Verdrehen gesichert. Das.Gehäuse 63 umfasst
den der Nachstellvorrichtung zugeordneten Freilauf, dessen Aufbau dem Freilauf nach
Fig. 1 entspricht. In dem Gehäuseteil 631 sind Öffnungen 67 vorgesehen, durch die
die Bolzen 60 hindurchgreifen, wenn das Stellglied 8 soweit in Richtung des Pfeiles
18 verschoben ist, dass nach Einrücken der Kupplung 6 der Freilauf entriegelt wird.
Da das Gehäuse 63 durch den Mutter.iteil 62 gegen Verdrehen gesichert ist und sich
der Muttersteil 62 gegenüber dem Innenlamellenträger auch nicht verdrehen kann,
treten zwischen dem Ring 20 und dem Gehäuseteil 631 keine Relativbewegungen auf,
so dass anstelle des Nadellagers 23 im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Falle des
Ausführungsbeispieles der Fig. 2 eine Bronze- oder Messingscheibe 68 vorgesehen
wurde. Eine Relativbewegung zwischen dem Ring 20 und dem Gehäuseteil
631
tritt nur dann auf, wenn die Drehfeder 28 gespannt wird. Soll die Feder 28 des Ausführungsbeispieles
nach Fig. 2 nachgespannt werden, ihr rechtes Ende 29 bewegt sich beim Entspannen,
ihr linkes Ende 30 muss zum Nachspannen bewegt werden, dann muss das Stellglied
8 soweit entgegen der Richtung des Pfeiles 18 bewegt werden, dass die Bolzen in
der in Fig. 2a dargestellten Lage stehen. Der Freilauf sperrt den Schraubteil 61
gegenüber dem Gehäuse 63. Nunmehr kann der Gehäuseteil 631 in der gleichen Drehrichtung,
in der sich das Ende 29 der Feder 28 entspannt hat, +)nach@vorübergehendem Lösen
der Schrauben 66
im Sinne Nachspannen der Feder 28 verdreht werden,
bis die gewünschte oder die ursprüngliche Vorspannung der Feder 28 erreicht ist,
die vorhanden sein muss, wenn der Verschleiss noch den Wert Null hat. Um welchen
Vorspannwinkel der Gehäuseteil 63i'. verdreht werden muss, ist aus Fig. 2e ersichtlich.
Mit 291 ist die Lage des Endes 29 der Drehfeder 28 bezeichnet; wenn infolge des
Maximalverschleisses die Drehfeder gerade noch die Vorspannung hat, die ausreicht,
das Moment zu übertragen, für das die Kupplung ausgelegt ist. In Fig. 2e ist auch
die Lage des anderen Endes 30 der Feder 28 angegeben. Wird der Gehäuseteil 631 in
der gleichen Richtung verdreht, in der sich das Ende 29 in die Lage 291 entspannt,
dann wird das Ende 30 im Sinne Spannen der Drehfeder in die Lage 301 bewegt, in
der das Ende 30 verharrt, da der Gehäuseteil 631 durch den Freilauf festgehalten
wird, Die Zahl der Öffnungen 67 des mehrteiligen Gehäuses 63 ist ein ganzzahliges
Vielfaches der Zahl der Bolzen 60. Der Mittelpunktswinkel unmittelbar benachbarter
Öffnungen 67 ist ganzzahlig im Vorspannwinkel der Drehfeder enthalten, der im dargestellten
Ausführungsbeispiel
360 beträgt: Mit diesem Ausführungsbeispiel ist der Winkel
zwischen der voll entspannten Drehfeder und der Spannla- -ge,in der der Verschleiss
Null ist, gleich
720, wenngleich auch andere Vorspannwinkel gewählt werden
können, wenn nur darauf geachtet wird, dass der Vorspannwinkel, der der Vorspannung
-entspricht, bei der das Drehmoment, für das die Kupplung ausgelegt ist, noch gerade
übertragen wird, in
3600 ganzzahlig enthalten ist, weil nur dann gewährleistet
ist, dass beim Nachspannen
der Drehfeder die Vorspannung erreicht
wird, die ursprünglich eingestellt wurde. Nur in diesem Fall können die Bolzen 60
durch die Öffnungen 67 hindurchgeschoben werden, um das notwendige Entriegeln der
Nachstellvorrichtung zu erzielen. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles
ist der Mittelpunktswinkel zwischen unmittelbar benachbarten Öffnungen 67 gleich
90 gewählt worden. In diesem Fall ist es möglich, auch dann die Bolzen durch
die entsprechenden Öffnungen hindurchzuschieben, wenn der Gehäuseteil 631 lediglich
um einen Winkel von 9° verdreht wird; der Gehäuseteil 631 und damit die Drehfeder
28 können aber auch um
180, um 270 usw., d.h. um ein Vielfaches des Meelpunktswinkels
benachbarter Öffnungen verdreht und somit die Drehfeder um Bruchteile ihrer Vorspannkraft
gespannt werden, wenngleich
durchdringen. Beträgt die Zahl der am Stellglied vorgesehenen Bolzen 6o beispielsweise
acht, dann müssen im Gehäuseteil 631 mindestens vierzig Öffnungen vorgesehen sein.
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Diese Locheinteilung erleichtert das Vorspannen bzw. Nachspannen der
Drehfeder, weil
derjenige, der das Nachspannen bewirkt, den Gehäuseteil 631 nur um vier öff nungsabstände
zu verdrehen braucht, wenn er die Vorspannung erreichen will, die ursprünglich.
eingestellt war, bzw. um fünf Öffnungsabstände zu verdrehen
braucht,
wenn er eine gewisse Sicherheit in die Vorspannung legen will.
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Anstelle der den Bolzen 60 zugeordneten Öffnungen 67 können Umfangsschlitze
69 vorgesehen sein, von denen ein Umfangsschlitz 69, der sich über fünf Durchtrittsöffnungen
erstreckt, gestrichelt eingezeichnet ist. Weist also ein Gehäuseteil 631 vierzig
Durchtrittsöffnungen auf, dann würden, wenn Umfangsschlitze v6rgesehen sind, acht
Umfangsschlitze entsprechend acht Bolzen vorgesehen sein. Sind Umfangsschlitze vorgesehen,
dann entfällt natürlich das Nachstellen der Vorspannung um Stufen von 9o. Es kann
also um einen Winkel von 450 stufenlos verstellt werden: Aus den Fig. 2a - 2d ist
auch zu ersehen, dass die Schraubverbindung mit Linksgewinde versehen ist. Es muss
deswegen Linksgewinde vorgesehen sein, weil sich das Ende 29 der Drehfeder 28 entspannt,
dementsprechend muss der Freilauf in einer anderen Richtung sperren als der dem
Ausführungsbeispiel der Fig. l.zugeordnete Freilauf. Dies ist aus Fig. 2e ersichtlich,
und zwar insbesondere dort, wo im Fenster 70 der Käfig des Freilaufes mit ei-
ist. Die Fig. 2b - 2d zeigen die den Fig. 1b - 1d entsprechenden Bewegungsphasen.
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Das Ausführungsbesispiel der Fig. 2 bringt den Vorteil mit sich,,
dass das Nachspannen der Drehfeder 28 ohne Demontage bewirkt werden
kann.
Es ist. lediglich darauf zu achten, dass das die Gehäuseteile 632 und 634 miteinander
verbindende Gewinde so geschnitten wird, dass sich beim Verdrehen des Gehäuseteiles
632 das Gehäuseteil 634 von der Kupplungsglocke entfernt.
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Das Gewinde der Schraubverbindung wird so ausgelegt, wie dies für
die Feder (Drehfeder) am günstigsten iät: Steht ausreichend Platz zur Verfügung,
kommt es also nicht auf.einige Millimeter Axiallänge an, dann kann ein Gewinde mit
geringer Steigung (z.H. von 2030') gewählt werden. In diesem Fall legt das sich
entspannende Ende der Feder (Drehdurchmesser z.B. 9,5 mm) einen grösseren
Weg zurück als dann, wenn das Gewinde der Schraubverbindung etwas steiler Ist (z.B.
gleich 5o40'). Ein steileres Gewinde führt zu einer stärker vorgespannten Feder
(Drahtdurchmesser z.B. 11,0 mp),die kürzer baut, wobei der Gesamtwirkungsgrad bei
gleichem Verschleiss, gleichem Wicklungsdurchmesser im gespannten Zustand und bei
gleicher zulässiger Biegespannung besser ist als der Wirkungsgrad bei weniger steilem
Gewinde.
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Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weicht von den Ausführungsbeispielen
der Fig. 1 und 2 insofern ab, als das Einrücken der Kupplung im Gegensinn zur Nachstellbewegung
bewirkt wird. Beim Verschieben des Stellgliedes 8' in Richtung des Pfeiles 18 werden
zunächst mehrere, vorzugsweise drei, um Bolzen 71 schwenkbare Winkelhebel 72 in
bekannter Weise im Einrücksinn der Kupplung verschwenkt, und gegen die in axialer
Richtung unverschiebbare
Nachstellvorrichtung 5 bewegt, wodurch
die Lamellen der Kupplung 7 gegen den Muttersteil 73 gedrückt und dadurch geschlossen
werden. Der Innenlamellenträger 74 ist einstückig mit einer Büchse 75, die Ausnehmungen
zur Aufnahme der Winkelhebel 72 aufweist und auf einer nicht dargestellten Welle
beispielsweise durch Aufkeilen festgelegt werden.kann. Das Stellglied 8' ist gegenüber
der Büchse 75 gegen Verdrehen gesichert, jedoch ihm gegenüber axial verschiebbar.
In axialer Richtung unverschiebbar gegenüber der Büchse 75 ist der Schraubteil 7G
der Schraubverbindung 73,76; er umfasst eine Hülse 77, gegenüber der er verdrehbar,
jedoch-nicht axial verschiebbar ist, wie durch Sprengringe od.dgl, 78 und 79 gezeigt.
Der Schraubteil 76 und der Mutter-.teil 73 der Nachstellvorrichtung werden umfasst
von einem mehrteiligen Gehäuse 80, das aus den Teilen 801 und 802 besteht. Der Teil
801 ist mit einem Teil einer Hirth-Verzahnung 81 versehen, dessen anderer Teil an
dem Schraubteil 76 vorgesehen ist.` Dieser Tei1.801, der, um ihn verdrehen zu können,
mit Öffnungen 82 versehen ist, ist gegenüber dem Teil 802 in axialer Richtung verschiebbar
und durch eine Kontermutter 83 in einer wählbaren Stellung begrenzbar. Teil 802
ist gegenüber dem Muttersteil 73 der Schraubverbindung gegen Verdrehen gesichert,
jedoch ihm gegenüber axial verschiebbar geführt, so dass sich der Muttersteil 73,
wenn sich der Schraubteil 76 unter Einwirkung der an ihm und am Gehäuseteil 80I
festgelegten Drehfeder 28 verdreht, in axialer Richtung bewegt wird. Der Mutter
teil 73 ist im übrigen auch-gegenüber dem Innenlamellenträger 74 gegen Verdrehen
gesichert und
in axialer Richtung ihm gegenüber verschiebbar.
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Soll die Drehfeder 28 nachgespannt werden, so ist zunächst bei noch
geschlossener Kupplung die Hirth-Verzahnung 81 dadurch zu . lösen, dass das Stellglied
8' in die in Fig. 3 dargestellte Lage bewegt wird. Wird nun die Kontermutter 83
gelöst, das Gewinde zwischen den Teilen 801 und 802 ist ein 'Rechtsgewinde, weil
die Drehfeder 28 sich rechtsdrehend entspannt, dann lässt sich der Gehäuseteil 801,
das Federende 30 spannend, in Richtung des Pfeiles 18 verdrehen, bis die gewünschte
Vorspannung erzielt ist.
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Dann wird die Kontermutter 83 wieder angezogen. Die Lage der Teile
des Ausführungsbeispieles der Fig. 3 entspricht der Lage der Teile der Fig. rund
2, die die Fig. 1c bzw. 2c wiedergeben. Da im Falle des Ausführungsbeispieles der
Fig. 3 die Feder nicht nur dem automatischen Nachstellen dient, sondern auch als
Mittel zum Verriegeln der Nachstellvorrichtung eingesetzt ist, muss diese Drehfeder
auch in axialer Richtung vorgespannt sein. Diese Vorspannung in axialer Richtung
braucht nur so gross zu sein, dass sich die Teile der Plan-Kerb-Verzahnung unter
Wirkung dieser Axialkraft schliessen können.
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Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem Grunde
nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, d. h. ein Vorspannen der Feder lässt sich
nur durch Demontage erzielen. Die dargestellte Hirth-Verzahnung 84 kann auch durch
einen ausrückbaren . Freilauf nach Fig. 1 ersetzt werden, bei dem die Drehfeder
28 auf
den Käfig des Freilaufes miialbar oder unmittelbar einwirkt.
Der Schraubteil besteht aus zwei gegen Verdrehen gegeneinander gesicherten, jedoch
axial gegeneinander verschiebbaren Teilen 85 und 85, von denen der Teil 85 eine
Büchse 87 umfasst und ihr gegenüber frei drehbar ist. Das eine Ende 29 der Feder
28 ist am Mutter teil 88, das andere Ende 30 am Teil 86 festgelegt. Das Entriegeln
wird durch einen Ringvorsprung 57 eines nicht dargestellten Stellgliedes 8 gesteuert,
das Einrücken der Kupplung kann in Richtung des Pfeiles 18 von vorn oder entgegen
der Richtung des Pfeiles 1ö von rückwärts bewirkt werden. Im Falle des Ausführungsbeispieles
der Fig. 4 ist angenommen, dass das Einrücken der Kupplung von rückwärts erfolgt,
weil zwischen dem Innenlamellenträger 31 und der Keilbuchse 89 keine Federn dargestellt
sind. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 entspricht dem Grunde nach den Ausführungsbeispielen
der Fig. 2 und 3, nur ist der'Nachstellvorrichtung kein Gehäuse zugeordnet, sondern
ein Ringkörper 90.
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Der Schraubteil der Schraubverbindung besteht aus den beiden Teilen
91 und 92, die bei 93 miteinander gekoppelt sind, sie werden beide vom Ringkörper
90 teilweise umfasst. Das eine Ende 29 der Drehfeder 28 ist am Schraubteil 92, das
andere Ende 30 der Drehfeder am Ringkörper 90 festgelegt. Der Ringkörper 90 trägt
einen mit ihm starr durch Schrauben 94 verbundenen, eine oder mehrere . Durchtrittsöffnungen
aufweisenden Ring 95, in dessen Durchtrittsöffnungen mit dem Muttersteil 96 der
Schraubverbindung starre
Bolzen 97 od:dgl. geführt sind, welche
Umfangsschlitze 98 .des Schraubteiles 92 durchdringen. Es wird also erreicht, dass
der Ringkörper 90 keine Drehbewegung gegenüber dem Mutter teil 96 ausführen kann.
Werden die Schrauben 94 gelöst, so lässt sich die Drehfeder 28 bei geöffneter Plan-Kerb-Verzahnung
99 durch Verdrehen des Ringkörpers 90 nachspannen, und zwar solange, bis die Lamellen
der nur teilweise dargestellten Kupplung so stark abgenutzt sind, dass sie durch
andere ersetzt werden mässen. Auch hier dient dem Entriegeln der Ringvorsprung 57
am Stellglied 8, Auch in diesem Fall ist es möglich, das Einrücken der Kupplung
von vorn bzw. von rückwärts zu bewirken. Anstelle der Hirth-Verzahnung 99 kann auch
ein ausrückbarer Freilauf nach Fig. 2 vorgesehen sein. Selbstverständlich ist es,
dass die Schrauben 94 die Teile 9p und 95 wieder gegeneinander febtlegen müssen,
nachdem die Dreh-
feder 28 nachgespannt wurde. Die Schlitze 98 sind analog
den zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beschriebenen Schlitzen 69 zu bemessen. An
der Erfindung ändert sich nichts, wenn der dem Nachstellen dienende Teil der Schraubverbindung
an dem anzutreibenden bzw: ortsfest angeordneten Aussenteil axial geführt und ihm.
gegenüber festgelegt ist.
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Wie bereits zum Ausdruck gebraaeht,.können überall,dort, wo ausrtjekbare
Freiläufe, vorgesehen sind, auch andere Entriegelungsmit-'
tel,
wie Hirth-Verzahnungen od.dgl., vorgesehen sein, wenn die Ausbildung der einzelnen
Teile der Nachstellvorrichtung sinngemäss erfolgt. Wenngleich die Erfindung anhand
von sich auf Reibungskupplungen beziehenden Ausführungsbeispielen erläutert wurde,
gelten diese Ausführungen auch für das selbsttätige Nachstellen von dem Verschleiss
unterliegenden Maschinenelementen in erster Linie auch für Reibungsbremsen, wobei
es bei diesen nicht unbedingt erforderlich ist, dass beide Teile der Schraubverbindung
koaxial zu einer Welle angeordnet sind: Selbstverständlich können Merkmale eines
Ausführungsbeispieles auch mit Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispieles kombiniert
werden, wenn dies sinnvoll erscheint.