DE1952428A1

DE1952428A1 - Hydraulisch oder pneumatisch betaetigbare Reibungsscheibenkupplung oder -bremse

Info

Publication number: DE1952428A1
Application number: DE19691952428
Authority: DE
Inventors: Zautaszwili Dipl-Ing Irakli
Original assignee: ZAKLADY PRZEMYSLU METAL
Current assignee: ZAKLADY PRZEMYSLU METAL
Priority date: 1968-10-19
Filing date: 1969-10-17
Publication date: 1970-04-30
Also published as: CS167265B2; US3651909A; YU32647B; YU260069A; BG15695A3; CH519120A; FR2021079A1; JPS5116571B1; GB1274007A

Description

Anwaltsakte 18 945

Zaklady Przemyslu Metalowego H.Cegielski Przedsiebiorstwo Panstwowe, Poznan / Polen

Hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Reibungsscheiben-

kupplung oder -bremse

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch oder pneumatisch ein- und ausrückbare Beibungsscheibenkupplung oder -bremse, bei der ein Element von einer Nabe mit Scheiben gebildet wird, zwischen denen eine Kammer vorgesehen ist,, während das andere Element ein die Scheiben umgebender Körper ist. Die Kupplung gemäß Erfindung eignet sich insbesondere für den Antrieb von Werkzeugmaschinen. Auch die .bremse gemäß Erfindung kann beispielsweise dort Verwendung finden,,

009818/1267 _ ₂ -

Wenn nachfolgend von Flüssigkeit gesprochen wird, so soll dieser Ausdruck nicht nur tropfbare Flüssigkeiten sondern auch gasförmige Flüssigkeiten, insbesondere Luft, umfassen.

Bekannt sind hydraulisch oder pneumatisch ein- und ausrückbare Reibungsscheibenkupplungen, welche als Mehrscheibenkupplungen ausgebildet sind. Bei diesen erfolgt das Einrücken der.Kupplung durch die Druckflüssigkeit, und das Auskuppeln oder Lüften der Scheibe oder Scheiben erfolgt nach dem Abschalten der Druckflüssigkeit über Federn. Bei anderen bekannten Scheibenkupplungen wird die Kupplung von Federkraft im Eingriff gehalten, und die Druckflüssigkeit dient zum Auskuppeln bzw. Lüften.

Diese bekannten Kupplungen sind von kompakter Bauweise und schnell ein- und auskuppelbar. Die hierfür erforderliche Zeit liegt zum Teil unterhalb von 0,1 Sekunde und erreicht somit die Größenordnung der Ein- und Ausrückgeschwindigkeit elektromagnetischer Kupplungen. Dennoch weisen diese bekannten Kupplungen wesentliche Mangel auf. Insbesondere sind sie kompliziert, da sie eine große Anzahl von Elementen aufweisen. Auch sind ihre Abmessungen groß. Die bekannten Kupplungen der erwähnten Art haben ferner eine große Leistungsaufnahme beim Leerlauf. Sie erwärmen sich stark. Ihre Einsatzmöglichkeit in vertikaler Anordnung ist beschränkt·

009818/1267 - 3 -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung oder Bremse von einfacher Bauart, geringer Zahl der Bauelement», geringen Außenabmessungen und hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, welche sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Anordnung eingesetzt werden kann und «ine geringe Leistungsaufnahme im Leerlauf bei hoher Drehmomentübertragung aufwe ist.

Bei der Kupplung gemäß Erfindung ist die Kammer zwischen zwei in Axialrichtung der Kupplung zumindest und vorzugsweise geringfügig verlagerbaren Scheiben mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar, wodurch die Scheiben voneinander weg gegen entsprechende Flächen des Körpers gepreßt werden. Bei der Kupplung oder Bremse gemäß Erfindung ist die bisher bei derartigen Kupplungen oder Bremsen übliche Umhüllung der Druckkammer durch einen Körper aus elastisch nachgiebigem Material nicht erforderlich. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß zum Aufbau des erforderliehen Drucks in der Kammer zwischen den Scheiben es ausreicht, wenn man die Ringspalte zwischen dem Körper und

den Scheiben so bemißt, daß sie zusammen einen wesentlich höheren Durchflußwiderstand haben als die Zuführungsöffnung oder -öffnungen für die Druckflüssigkeit, die vorzugsweise in der Nabe angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Zuführungsöffnungen beispielsweise radial von außen durch den Körper in den Kaum

0 09818/1267 . _A -

zwischen den Scheiben zu führen. Durch die starke Drosselung in den Ringspalten wird der Druck in der Kammer ausreichend hoch gehalten.

Die Scheiben können beispielsweise axial verschiebbar auf der außen mit einem Keilnutenprofil versehenen Nabe angeordnet sein, wpbei sie mit einem korrespondierenden Profil in das Keilnutenprofil eingreifen. Bevorzugt werden die Scheiben jedoch als fest mit der Nabe verbundene Federscheiben ausgebildet, die vorzugsweise einstückig mit der Nabe hergestellt sind.

Wie oben bereits dargelegt, wird bei der Kupplung gemäß Erfindung der Druck in der Kammer zwischen den Scheiben trotz vorhandener Undichtigkeiten ausreichend aufrechterhalten. Ordnet man, wie dies bevorzugt wird, die Druckflüssigkeitszufuhr in der Nabe an, so kann man noch zur Verbesserung der Abdichtung die beiden Scheiben an ihrem Außenumfang durch einen Ring verbinden, so daß hier die Spaltverluste minimal werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Druckauslaßöffnungen des Körpers in den Bereich der Kupplungsflächen des Körpers legt. Beim Einkuppeln legen sich dann die Scheiben gegen diese Kupplungsflächen und dichten diese Öffnungen ab.

- 5 009818/1267 r

Die Erfindung erlaubt eine hohe Schaltfrequenz, wobei die Betätigung der Kupplung bzw. Bremse von außen oder von der Seite des Körpers des angetriebenen Satzes erfolgen kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Verhältnis von dynamischem Moment zu statischem Moment durch Erreichung eines größeren dynamischen Moments vergrößert werden kann.. Ist die Betriebsflüssigkeit der Kupplung eine tropfbare Flüssigkeit, also etwa Öl, so kann die periodisch austretende Flüssigkeit z.B. zum Schmieren von Zahnrädern verwendet werden.

Verbindet man Körper und Nabe mittels Kugellagern, welche eine gewisse axiale Vorspannung haben, so wird hierdurch die Starrheit der Kupplung erhöht.

Die Leistungsaufnahme beim Leerlauf sowie die erzeugte Wärme sind unbedeutend, da im Leerlauf lediglich die Widerstände der Lager Wärme erzeugen. Die allgemeine Leistungsfähigkeit der Kupplung ist hoch.

Beim Einrücken der Kupplung oder Bremse tritt natürlich ein kurzzeitiges Gleiten von Scheiben und Körper gegeneinander auf, wodurch ein sanftes Anlaufen unter Erzeugung einer gewissen Wärmemenge erreicht wird. Diese Wärme

- 6 009818/1267

kann jedoch leicht durch nach außen abfließende Flüssigkeit abgeführt werden.

Nachfolgend ist die Erfindung in Form von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, welche schematisch in der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kupplung oder Bremse gemäß Erfindung im Axialschnitt.

Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellungsweise eine zweite Ausführungsform.

Die in Fig. 1 gezeigte Kupplung oder Bremse eignet sich besonders für den Betrieb mit einer tropfbaren Flüssigkeit. Sie besitzt einen zweiteiligen Körper 1, dessen beide Hälften mittels der Schrauben 12 miteinander verbunden sind. Der Körper 1 kann beispielsweise mit Hilfe der Gewindelöcher 11 und der Paßstiftlöcher 10 an dem durch die Kupplung anzutreibenden Teil befestigt werden. In den sich normal zur Kupplungsachse erstreckenden Innenflächen des Körpers 1 sind radiale Nuten 7 vorgesehen, die in sich ebenfalls in diesen Flächen erstreckenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten 8 münden. Die Nuten 8 sind wiederum mit Öffnungen 9 verbunden, die ins Freie führen.

009818/1267

1352428

Im Körper 1 ist mit Hilfe der beiden Kugellager 13 eine Nabe 2 gelagert, welche zwei sich normal zur Kupplungsachee erstreckende, flache Federscheiben 4 trägt, zwischen denen eine Kammer 3 gebildet ist. öffnungen 5 in der Nabe 2 verbinden das Innere der Kammer 3 mit dem Innenraum der Nabe 2 und dienen vorzugsweise zur Zuführung der Druckflüssigkeit. Um die erforderliche geringe axiale Verschiebbarkeit der Federscheiben 4 zu gewährleisten, besitzen diese nahe ihrem Ansatz an die Nabe 2 Ausdrehungen, so dafi sie dort nur einen geringen Querschnitt aufweisen, wodurch eine ausreichende axiale Verschiebbarkeit der radial außerhalb der Eindrehungen 6 sitzenden Teile der Scheiben 4 gewährleistet ist.

Fig· 1 zeigt die Kupplung in ausgekuppeltem Zustand. In diesem Zustand 1st keine Flüssigkeit oder Flüssigkeit ohne Druck in der Kammer 3· Es sei angenommen, daß die Nabe 2 auf einer Welle angeordnet ist und mit dieser umläuft, während der Körper 1 am anzutreibenden Element befestigt se.i. Zum Einrücken der Kupplung wird nun durch die nicht gezeigte Welle und die öffnungen 5 Flüssigkeit in die Kammer 3 eingeführt. Da die Spalte zwischen den äußeren Umfangsflächen der Federscheiben 4 und den zylindrischen Innenflächen des Hohlraums des Körpers 1 sehr gering sind, tritt dort eine starke Drosselung der ausfließenden Druckflüssigkeit auf, so daß Druckflüssigkeit

- 8 -009818/1267

1952429

nur in geringer Menge zwischen die inneren Kupplungsflächen des Körpers 1 und die äußeren Flächen der Federscheiben 4 tritt. Der Druckanstieg in der Kammer 3 drückt die Federscheiben auseinander, so daß diese sich an die Innenflächen des Körpers 1 anlegen und hierbei auch die weitere Ausströmung von Druckflüssigkeit durch die Nuten 8 und die Kanäle 9 verhindern. Druckflüssigkeit, die sich zwischen den Federscheiben 4 und den Kupplungsflächen des Körpers 1 befunden hat, kann leicht durch die radialen Nuten 7 über die Umfangsnuten 8 austreten. Die Mitnahme des angetriebenen Elements beginnt, sobald die Reibung zwischen den miteinander in Eingriff kommenden Flächen der Federscheiben 4 und des Körpers 1 groß genug wird. .

Das Ausrücken der Kupplung erfolgt durch Drucklosmachen der Zuführleitungen für Druckflüssigkeit.

Dann stellen sich die Federscheiben 4 elastisch wieder in ihre Ausgangslage zurück. Um mit geringen Verformungen der Federscheiben 4 auszukommen, sollte der Ein- und Auskupplungsweg derselben möglichst gering sein.

Die in Fig. 2 gezeigte Kupplung oder Bremse eignet sich insbesondere für gasförmige Flüssigkeiten wie Druckluft.

- 9 009818/1267

Hierbei ist als zusätzliches Dichtungselement ein Hing 14 vorgesehen, der die Umfange der Federscheiben 4 miteinander verbindet. Der Ring 14 läuft mit den Federscheiben 4 um. Zur Erhöhung des übertragenen Drehmoments sind hier vorzugsweise austauschbare Kupplungsreibbeläge 15 vorgesehen. Druckflüssigkeit kann hier durch die in Pig.2 unten gezeigte, im Umfang des Körpers 1 befindliche Öffnung austreten. Im übrigen sind gleiche Teile hier mit den gleichen Bezugszeichen wie bei Fig. 1 bezeichnet.

Patentansprüche:

- 10 -

009818/126

Claims

1952429 - 10 - Patentansprüche:

1.) Hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Rei-•—s

bungsscheibenkupplung oder -bremse, bei der ein Element von einer Nabe mit Scheiben gebildet wird, zwischen denen eine Kammer vorgesehen ist, während das andere Element ein die Scheiben umgebender Körper ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer zwischen zwei in Axialrichtung der Kupplung zumindest und vorzugsweise geringfügig verlagerbaren Scheiben (4) mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar ist, wodurch die Scheiben voneinander weg gegen entsprechende Flächen des Körpers (1) gepreßt werden.

2. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (4) elastisch nachgiebig an der Nabe (2) sitzen.

3. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte zwischen dem Körper (1) und den Scheiben (4) zusammen einen wesentlich höheren Durchflußwiderstand haben als die Zuführungsöffnungen (5), die vorzugsweise in der Nabe (2) angeordnet sind.

4. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 1, 2 oder 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheiben (4) nahe der Nabe (2) Ringrillen (6) aufweisen.

009818/1267 -11-

5. Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4f dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) innen an sich bekannte radiale Nuten (7) hat, die mit Umfangsnuten (8) verbunden sind, wobei die letzteren ihrerseits mit Öffnungen (9) verbunden sind, durch welche Flüssigkeit aus dem Körper (1) austreten kann.

6· Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) zwischen den Scheiben (4) außen mit einem Ring (14) abgedichtet ist.

009818/1267