DE2010714A1

DE2010714A1 - Kupplungs-Bremseinheit

Info

Publication number: DE2010714A1
Application number: DE19702010714
Authority: DE
Inventors: Gordon Maurice Grosse Point Woods Mich. Sommer (V.St.A.)
Original assignee: G.M. Sommer Company, Inc., Detroit, Mich. (V.St.A.)
Priority date: 1969-03-06
Filing date: 1970-03-06
Publication date: 1970-10-15
Also published as: DE2010714C3; BE747006A; DE2010714B2

Description

Kupplungs-Bremseinheit Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Kupplungs Bremseinheit und insbesondere auf eine in öl arbeitende Kupplungs-Bremseinheit.
Ein wesentliches Ziel der Erfindung besteht darin, eine Kupplungs-Bremseinheit zu schaffen, bei der die Kupplung durch Luft betätigbar und die Bremse je nach der speziellen Verwendung durch Federkraft oder auch anderweitig betätigbar ist.
Ein anderes wichtiges Siel der Erfindung besteht darin, eine Kupplungs-Bremseinheit der oben angegebenen Art zu schaffen, bei der die Kupplung und die Bremse mechanisch gesperrt sind, wodurch im Malle des Eingriffs der Kupplung die Bremse automatisch gelöst und im Fälle einer gelösten Kupplung die Bremse automatisch in Eingriff steht, was nicht nur ein Sicherheitsmerkmal bedeutet, sondern eine Zerstörung der Einheit vermeidet, die eintreten könnte, wenn mechanische Sperre zwischen Kupplung und Bremse nicht vorhanden w%'re.
bin anderes :iel der Erfindung besteht darin, jegliche Art von drehbaren Wellendichtungen für die Luft zu vermeiden.
weiterhin ollen die Federn von außen ausgewechselt werden können, wodurch die Entfernung irgendwelcher komplizierter Verschlußplatten od. dgl. entfllät.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Kupplungs-Bremseinheit so auszugestalten, daß sie entweder als verriegelbare Kupplung und Bremse oder als unabhängige Kupplung und Bremse verwendet werden kann.
Ein weiteres Ziel besteht darin, die Kupplungs-Bremseinheit so auszugestalten, daß sie leicht durch umgewälzte Luft, umgewälztes Öl, durch umgewälztes Wasser oder irgendeine Kombination hieraus gekühlt werden kann.
Weiterhin sollen bei der Kupplungs-Bremseinheit jegliche Art von Axialdruckplatten vermieden werden, welche bisher in ähnlichen Einheiten einen besonders großen Verschleiß hervorgerufen haben.
Außerdem soll die Kupplungs-Bremseinheit gemäß der Erfindung universell verwendbar sein.
Weitere wichtige Ziele der Erfindung bestehen darin, eine einfache und kompakte Konstruktion, eine Wirtschaftliche Herstellung und Wirkungsweise, einen stabilen aufbau sowie Wartungsfreiheit während des Betriebs zu ermöglichen. Außerdem sollen die Eingangs- und Ausgangswellen in einfacher Weise mit Maschinenelementen wie Schwungrädern, Getrieben, Rollen, Kupplungen, Kettenzahnrädern u. dgl., verbindbar sein.
Diese Ziele werden durch die in den Ansprüchen und der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles angegebenen Merkmale erreicht. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Kupplungs-Bremseinheit gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine rechtsseitige Ansicht der Kupplungs-Bremseinheit gemäß Fig. l; Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. l; und Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt einer bei der erfindungsgemäßen Kupplungs-Bremseinheit vorgesehenen Abstandshalterung Gemäß den Zeichnungen besitzt eine erfindungsgemäße Xupplungs-Bremseinheit 10 ein im allgemeinen rechteckiges Gehäuse 12, das mit Abstand gegenüberliegende Stirnwände 24 und 16, einen wände 18 und 20 und Boden- und Deckenwände 22 und 24 aufweist.
Die Seitenwände 18 und 22 können außen mit Rippen versehen sein, wie dies bei 26 gezeigt ist, und die Deckenwand 22 kann mit einer verhältnismäßig großen Zugangsöffnung 28 ausgerüstet sein, die normalerwe duroh eine eckp1atte 3Q verschlossen ist, die mittels geeigneter Schrauben, Bolzen oder ähnlicher Befestigungseinrichtungen 32 unter Zwischenlage einer geeigneten Richtung 34 an der Deckenwand 22 befestigt ist, wobei die Platte 30 nach ihrer Entfernung einen ausreichenden Zugang in das Innere des Gehäuses 12 gestattet.
Das untere Ende des Gehäuses 12 kann vorzugsweise mit geeigneten, mit 36 bezeichneten Befestigungsfüßen versehen sein, die einstnckig mit dem Gehäuse 12 hergestellt sind und vertikal angeordnete Bohrungen 38 besitsen, in die geeignete Befestigunbsbolzen, Schrauben oder ähnliche Befestigungseinrichtungen zur Bavertigung der Einheit 10 an einem geeigneten träger einführbar sind.
Die Stirnwand 14 des Gehäuses 12 besitzt einen einstückig angeformten, sich in Längsrichtung erstreckenden zentral angeordneten ringförmigen Stützabschnitt 40, welcher eine zentrale kreisförmige Öffnung 42 besitzt, durch welche eine drehbare Eingangswelle 44 hindurchgreift.
Die Stirnwand 16 des Gehäuses 12 besitzt eine Öffnung 46 mit ver hältnismäßig großem Durchmesser, welche mit der Öffnung 42 fluchtet und normalerweise durch eine Endplattenanordnung 48 verschlossen ist, die einen Befestigungsflansch 50 aufweist, der mittels geeigneter Schrauben, Bolzen oder ähnlicher Befestigungseinrichtungen 52 an der Stirnwand 16 in der Nähe der Öffnung 46 befestigt ist, wie dies am besten in Fig. 2 gezeigt ist. Vorzugswelche ist eine geeignete Dichtung 54 zwischen dem Befestigungsklausen 50 der Anordnung 48 und dem angrenzenden Teil der Stirmwand 16 vorgesehen. Die Anordnung 48 besitzt eine zentrale kre@@@förmige Öffnung 5@, Welche mit der Öffnung 42 fluchtet um@@@@ der eine sich in Langsrichtung erstreckende, mit 58 bezeichnet ausgangswelche @@rehbar gelagert ist, die wahlweise mit dem Eingangswelle 44 @@ en die Kupplungs-Bremseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung verbindbar ist, was weiter unten noch näher erläutert wurd.
Die Eingangswelle 44 ist durch @@@@@elzahl von Wälzlagern 60 und 62 drehbar gelagert, über @@@ erstere zwischen einer ringförmigen Schalter 16 der Welle 42 und dem äüßeren Ende des ringförmigen Trägers 40 der Stirnwand 14 angeordnet ist. Ein geeigneter Ring so ist von außen vorgegeben, um das Wälzlager 60 auf der Welle 44 festzulegen, wie die allgemein üllich ist. Das Lager 62 ist zwischen einem im Drehmesser vergrößerten Abschnitt 70 der Eingangswelle 44 und der innen liegende Seite die Stirnwand 14 und einer sich die Eingangrichtung nach innen erläutert den Schulter 72 an der @@@@@ wie der tirnwand 14 angeo@@@@@@@ in Wälzlager 64 ist @@@@e einem mit verringertem Durch @@@@ ausgebildeten ab Stirnwand 14 am inneren Ende der Ausgangswelle 58 und einer ringförmigen er@lter 76 gehalten, die an der radial innen liegenden @@@@@@@ @@@@ut insätzen versehenen Trägers oder Mitnehmer @@@@@@@ @@@@@@@@ der nach am inneren Ende der Eingangwelle @@@@@ @@@@tet, dies noch später näher erleb@@@@ @@@ @@@ftate @@ntung 80 ist zwischen der Außenflache der Welle 44 und der Innenfläche der Öffnung 42 vorgesehen, und am äußeren Ende der Welle 44 außerhalb der Stirnwand 14 ist ein mit 82 bezeichnetes Gebläserad festgelegt. Beispielsweise kann das Gebläserad 82 us tluminiumguß bestehen und besitzt eine zentrale Nabe 84 mit einer zentralen Bohrung 86, welche auf das außere ende der Eingangswelle 44 paßt, wobei die dabe an der '.elle festgelegt ist. Das Gebläserad 82 kann weiterhin einen sich radial nach auswärts und in Längsrichtung erstreckenden Schaufelträger 88 besitzen, der eine Vielzahl von die uft umwälzenden Gebläseschaufeln 90 trägt. .ie aus der Zeichnung ersichtlich, bewirkt eine Drehung der Eingangswelle 44 eine gleichzeittige Drehung des Gebläserades 22, wodurch die Gebläseschaufeln 90 Kühlluft um das Gehäuse 12 umwälzen. Falls gewünscht, kann ein geeignetes, mit 92 bezeichnetes Leitblech um das Gebläserad 62 herum angeordnet sein, um den Luftstrom der umgewälzten Luft zu steuern. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ?cnn ein solches Leitblech einen radial nach einwärts sich erstreckenden Abschnitt 94 und einen sich in Längsrichtung erstreckenden Abschnitt 96 besitzen, der durch geeignete schrauben, Bolzen oder ähnliche Befestigungsmittel 98 an dar Unterseite der Deckplatte 30 befestigt ist0 Das äußere Ende der Ausgangswelle 58 ist innerhalb der Endplattenanordnung 43 durch ein Paar nebeneinander liegender Wälzlager 100 und 102 drehbar gelagert, welche zwischen der inneren Flä che der Ö.ffnun0 56 un einer ringförmigen Schulter 104 eingesetzt sind, die auf der Ausgangswelle 58 ausgebildet ist. Eine geeignete .lellenhal-terung 106 ist um die Ausgangewelle 58 herum und innerhalb der Begrenzung der Öffnung 56 vorgesehen, wobei die IIalterung 106 eine geeignete Dichtung 108 bekannter Art aufweist. Das innere Ende der susgangswelle 58 ist uittels des Wälzlagers 64 gegenüber der Eingangswelle 44 drehbar gehalten.
Die Ausgangswelle 58 besitzt einen Abschnitt 110 mit vergrößertem Durchmesser, der im wesentlichen zwischen den Stirnwänden 14 und 16 des Gehäuses D@@@lfegt. Der Abschnitt 110 ist in der Mitte zwischen seinen beiden Enden mit einer Nut 112 versehen, und die verbleibenden Abschnitte der äußeren Fläche des Abschnittes 110 walsen zu beiden Seiten der Nut 112 äußere Keilnuten 114 und 116 auf. Ein zentraler Deteilter Ring 118 mit einer zentralen Bohrung 120 ist in die Nut 112 des Wellen abschnittes 110 federnd eingesetzt, wobei der Ring 118 in Längsrichtung beabstandete radial sich erstreckende parallele Seitenwände 122 und 124 besitzt.
Eine erste keine von Kupplungsreibscheinen 126 mit inneren, den Keilnuten 114 entsprechenden Keilnuten sind auf die Keilnuten 114 ausgesetzt und eine zweite Reihe von Bremsscheiben 128, die den Scheiber 126 entsprechen, und ebenfall den Keilnuten 116 entsprechend inners Keilnuten besitzen, sind auf die Keilnuten 116 auf der den Scheiben 126 gegenüberliegenden Seits des Kinges 118 angeordnet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Eine Reihe von Kupplungsplatten 130 sind jeweils mit einer Anzahl umfangsmäßig verteilten, radial nach inner sich erstreckender Nuten versehen, mit einer @@zahl in Längsrichtung sich erstreckender, umfangsmäßig vorteilten Antriebsansätze 132 zusammenwirken, die an den Mitnehmer 78 der Eingangswelle 14 abgeordnet sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind vier Antriebsansätze 132 an dem Mitnehmer 73 vorgesehen, wobei die Kupplungsplatten 130 die entsprechende Anzahl von Nuten aufweissen. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Kupplungsplatten 130 innen ausgedreht, wobei die inneren Ränder dieser Kupplungsplatten zwischen den äußeren Rändern der Kupplungsreibscheiben 126 angeordnet sind, Ähnliche Reihen von Bremsplatten 134 sind mit einer Vielzahl, vorzugsweise vier Nuten versehen, die mit einer entsprechenden Anzahl Antriebsansätze 136 zusammenwirken, welche in einer noch zu beschreibenden Weise abgestützt sind. Die Bremsplatten 134 sind zentral ausgedreht und liegen mit ihren inneren Rändern zwischen den äußeren Rändern einer Reihe von Bremsscheiben 128, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Mehrzahl der Antriebsansätze 136 ist umfangsmäßig um die Längsachse der Ausgangswelle 58 verteilt und innerhalb des Gehäuses 12 durch eine geeignete Bremsanordnung 138 abgestützt, die einen sich in Längsrichtung erstreckenden Abschnitt 140 besitzt, an dem die Antriebsansätze 136 befestigt sind. Die Anordnung 138 besteht aus einem sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 142, der mittels geeigneter Schrauben, Bolzen oder ähnlicher Einrichtungen 144 an der Innenseite des Abschnittes 146 der Anordnung 48 befestigt ist. Die Anordnung 138 besitzt außerdem einen nach einwärte hervorstehenden Flansch 148, der mit O-Dichtungsringen 150 und 152 an seinem radial äußeren bzw.
inneren Band versehen ist, wobei sich der Dichtring 150 dichtend an eine sich in Längsrichtung erstreckende Fläche 153 anlegt, die eine zylindrische Kammer 154 umgibt, und wobei sich der Dichtring 152 dientend am eine radial außere liegende Wand eines Betätigungskolbens 156 anlegt, der inmerh@@@@ er Kammer 154 hin und her verschiebbar angeordnet ist, was noch näher erläutert wird.
Der Kolben 156, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, besitzt einen zylindrischen Hülsenabschnitt 158, der eine zentrale sich in Längsrichtung erstreckende Bohrung 160 begrenzt, welche koaxial zur Längsachse der Ausgangswelle 58 angeordnet ist und durch die die Welle 58 hindurchgreift. Der hülsenförmige Abschnitt 158 besitzt eine äußere zylindrische Fläche 162, an der der Dichtring 152 ebenso wie ein zusätzlicher O-Dichtring 164 anliegt, der an einer sich radial nach innen erstreckenden fehalter 166 vorgesehen ist, die die Öffnung 56 der Plattenanordnung 58 auf der innen liegenden Seite des Wälzlagers 100 begrenzt. Der Kolben 156 besitzt ebenfalls einen radial sich nach auswärts erstreckenden Abschnitt 168, dessen radial am weitesten außen liegender Abschnitt mit einer geeigneten 0-Dichtung 170 versehen ist, die dichtend mit der Fläche 153 zusammenwirkt.
Der Kolben 156 ist in der Kammer 154 verschiebbar angeordnet und wird in Längsrichtung in Abhängigkeit von zu beiden Seiten des abschnittes 168 angreifenden Kräften verschoben. Insbesondere wird der Kolben 156 in Längsrichtung gegen das Innere des Gehauses 12 oder in lig.l nach links unter dem Linfluß von einer Vielzahl umfangsmäßig verteilter, in L-ingsrichtung sich erstreckender Kolbenfedern 172 gedrückt, die in einer entsprechenden Anzahl in Langsrichtung sich erstreckender, umfangsmäßig ver teilter Bohrungen 174 in der Plattenanordnung 48 radial außerhalb der Öffnung 56 angeordnet sind. Die inneren Enden der Federn 1721 liegen direkt an der äußeren Seite des Kolbenabschnittes 168 an, wZhrend die sauberen munden der Federn an geeigneten Verschlußstopen 176 anliegen, die in mit größerem Durchmesser versehene Gegenbohrungen 178 in den äußeren sonden der Bohrungen 174 eingeschraubt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die einheit mit sechs bohrungen 174 versehen, von denen jede eine Feder 172 aufnimmt. Falls die Einheit 10 mit unterschiedlichen Kupplungs- und Bremssätzen betrieben werden soll, kann eine oder mehrere Federn weggelassen werden, wobei der Kolben 156 mit weniger als sechs Federn belastet ist.
Die Kammer 154 ist über Luftführungskanäle 180 und 182, die in der Stirnwand 116 mit einem geeigneten Anschlußstück 184 zur Zuführung von Druckluft aus einer Leitung 186 verbindbar.
Es ist ersichtlich, daß beim Einführen von Druckluft aus der Leitung 186 über die Kanäle 180 und 182 in das Innere der Kammer 154 der Kolben 186 in Fig. 1 nach rechts entgegen der Wirkung der Federn 172 gedruckt wird. Wenn der Luftdruck innerhalb der Kammern 154 unterhalb einen vorbestimmten Wert absinkt, wird des Kolben 156 durch die Federn in Fig. 1 nach links gedrückt. Aus noch naher zu erläuternden Zünden ist die Kammer ;54 über geeignete Kanäle 187 und 188 mit einem Anschlußstück 190 zur Zuführung von Druckluft aus einer Leitung 192 auf die äußere (rechte) seite des Kolbenabschnittes 168 verbindbar, d.h.
diejenige weite des Kolbens 156 ist mit Druckluft beaufschlagbar, die derjenigen gegenüberliegt, welche mit der Druckluftleitung 186 in Verbindung steht. Demgemaß wird sich der Kolben 156 nach dem Einführen von Druckluft mit einem vorbestimmten Druck durch die Leitung 192, das Anschlußstück 190 und die Luftführungskanäle 187 und 188 nach innen in das Gehäuse 12 oder nach links in Fig. 1 bewegen.
Leine mechanische Verriegelung zum Zusammendrücken der Kupplungsplatten 130 und der Reibscheiben 126 und zum gleichzeitigen b sen der Bremsplatten 134 von den Bremsreibscheiben'128 oder wahlweise zum Lösen der Kupplungsplatten 130' von den Reibscheiben 126 und zum gleichzeitigen Zusammendrücken der Bremsplatten 134 und der Bremsreibscheiben 128 in Abhängigkeit von der Bewegung der Kolbens 156 wird durch die Anordn-ung -v'off' drei in Längsrichtung sich erstreckender, umfangsmäßig verteilter Schrauben 194 und drei sich in Längsrichtung er-streckender-umfangsmaßigverteilter Abstandshalter erreicht, die abwechselnd mit den schrauben 194 angeordnet und mit 195 bezeichnet- sind,- Die Schrauben 194 und die Stangen 195 sind jeweils in sich in Längsrichtung erstreckende, umfangsmäßig verteilte Bohrungen 196 verschiebbar aufgenommen, die in dem mit vergrößertem Durchmesser versehene Abschnitt 110 der Ausgangswelle 58 eingebracht sind0 Die linken Enden der'Schrauben 194 sind, wie in Fig. 1 ersichtlich, mit einem Gewinde versehen und an einem ringförmigen Kupplungsbetätigungsglied 198 befestigt. An diesem Ende ist das L'etätigungsglied' 198 mit drei sich in Längsrichtung erstreckenden, umfangsmäßig verteilten Bohrungen 200 versehen, die mit den drei Bohrungen 196 fluchten. Die linken Enden der Schrauben 194 sind mit Abschnitten 202 versehen, die Gewinde besitzen und im Durchmesser verringert sind. Diese Abschnitte greifen durch die 3ohrungen 200 und sind mit den Betätigungsglied 198 durch geeignete Befestigungsmuttern 204 verbunden, die auf die Abschnitte aufgeschraubt sind. Das Kupplungsbetätigungsglied 198 besitzt eine sich in radialer Richtung erstreckende Fläche 206, welche mit der Fläche 122 des zentralen itinges 118 zusammenwirkt, indem die Kupplungsplatten 130 und die Kupplungsreibscheiben 126 in einer noch zu beschreibenden Weise miteinander in mingriff gebracht werden.
Die Enden der Schrauben 194, die denjenigen gegenüberliegen, welche mit dem Betätigungsglied 198 verbunden sind, d.h., die rechten Enden der Stangen 195, sind mit einem im Durchmesser verringerten Gewindeabschnitt 208, wie aus Fig. 1 ersichtlich, versehen und mit einer Bremsbetätigungsanordnung 210 verbunden, die die Stangen 185 und daher das Kupplungsbetätigungsglied 198 mit dem Kolben 196 verbinden.
Die Stangen 195, welche abwechselnd in bezug auf die Schrauben 194 um die Welle 58 verteilt sind, stoßen mit ihren gegenüberliegenden nden an einstellbaren vctnrauber, 211 an, die in geeigneten Bohrungen, wie z.B. den Bohrungen 200, in dem tigungsglied 198 und dsn Glied 212 eingeschrrubt sind. jie Stangen 195 dienen als Abstandshalter zum Einstellen e des der Glieder 198 und 212 und zur Einstellung des Spaltes oder Abstandes zwischen den Scheiben 128 und der Fläche 234, wobei das relative axiale Spiel dazwischen durch geeignete Einstellschrauben 211 eingestellt wird. Es ist ersichtlich, daß eine vereinigte Anordnung mit Stangen 195 und Schrauben 194 versehen ir,t, wobei die Schrauben 194 eine axiale Druckkraft auf die Glieder 198 und 212 ausüben, während die Stangen 195 eine axial nach außen gerichtete Kraft auf diese Glieder aus üben, wodurch jede relative Dreh-Axial- oder Umfangsbewegung zwischen den Gliedern 198, 212 den schrauben 194 und der stangen 195 nach der Vereinigung unterbunden wird.
Die Anordnung 210 besitzt' ein ringförmiges Glied 212, welches mit einer Anzahl umfangsmäßig verteilter, in Längsrichtung sich erstreckender Gewindebohrungen 214 versehen ist, die mit den Bohrungen 196 fluchten und die Endteile 208 der Stangen 195 aufnebmen..-Das Glied 212 ist mit einem hülsenartigen 3etätigungsglied 216 mittels einer Eerbnut 217 mischen geeigneten Halteringen 220 und 221 durch Klemmwirkung verbunden, wodurch eine Längsbewegung des hülsenartigen Gliedes 216 eine gleichzeitige Längsbewegung in der gleichen Richtung des Glieds 212 und, daher die Betätigung des Gliedes 198 über die Stangen 195 bewirkt Das Ende des Gliedes 216, welches demjenigen gegenüberliegt, das mit dem Glied 212 verbunden ist, ist durch ein geeignetes Wälzlager 222 mit dem hülsenartigen Abschnitt 158 des kolbens 156 verbunden. Es ist ersichtlich, daß der innere Laufring 224 des Wälzlagers 222 zwischen einer 3chulter 226 und einem Haltering 228 auf dem golben 156 gehalten ist, während der äueere laufring des Wälzlagers 222 zwischen einer Schulter 230 und einem Haltering 232 an den Glied 216 gehalten ist. aufgrund dieser Ausgestaltung wird die gesamte Anordnung 210 sowie das Glied 198 innerhalb des Gehäuses 12 aufgrund einer Längsbewegung des Kolbens 156 in Längsrichtung bewegt. Aufgrund, der Anordnung eines Wälzagers 222 kann die Anordnung 210 una das Betätigungsglied 198 frei gegenüber dem Kolben 156 um die Längsachse der Einheit 10 rotieren. Das Glied 2L6 besitzt eine in radialer Richtung sich erstreckende Fläche 234, welche mit der Flache 124 des zentralen Ringes 118 zusammenarbeitet, indem die Bremsplatten 134 und die Bremsscheiben 128 in einer noch zu erläuternden Weise festgelegt werden.
Die Drehmoment übertragenden zeile innerhalb des Gehäuses 12, d.h. die Kupplungsplatten 130, 3romsplatten 134 sowie die Kupplungsreibscheiben 126 und die Bremsreibscheiben 128 laufen in einea innerhalb des Gehäuses 12 vorgesehenen Ölbad um, wodurch ein wesentlich höherer Prozentsatz an kinetischer Energie beim Anfahren und Abbremsen scharerer Lasten durch eine Scherwirkung des Öles zwischen den verschiedenen Reibplatten übertragen wird, wodurch nicht nur die Lebensdauer dieser Reibplatten gegenüber trocken arbeitenden Kupplung und Bremseinheiten verlängert, sondern auch die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der einheit 10 gemäß vorliegender Erfindung erhöht wird. Die nichtzylindr5sche Ausbildung des Inneren des Gehäuses 12 ist vorgesehen, um eine ausreichende Bewegung des Öls zu erreichen, so daß dieses stärker in Querrichtung zwischen den einzelnen Drehmoment übertragenden Teilen als in einem zylinderförmigen gleichmäßig umlaufenden stationären Stromfluß bewegt wird. Um sicherzustellen, daß genügend Öl zu den Wälzlagern 62, 64 100, 102 und 222 gelangt, ist das Innere des Gehäuses 12 mit einer Vielzahl von Öffnungen oder Ölkanälen versehen, die mit 236 bezeichnet sind. Zusätzliche geeignete, mit Stopfen verschlossene, nicht dargestelte Öffnungen können in dem Gehäuse 12 zum Auffüllen desselben mit dem erforderlichen Öl bis zu einem bestimmte Spiegel und zur Kontrolle des ölspiegels vorgesehen sein.
Bei der Betrachtung der Betriebsweise der Kupplungs-Bremseinheit 10 gemäß der erfindung ist ersichtlich, daß der das Drehmoment übertragende Teil der Kupplung gekennzeichnet ist durch abwechselnd angeordnete Kupplungsplatten 130 und Kupplungsreibscheiben 126, wobei eine der Scheiben 126 der Fläche 206 des EupplungsbetEtigungßgliedes 198 und eine andere der Scheiben 126 der Fläche 122 des zentralen Ringes 118 gegenüberliegt.
ver drehmomentübertragende Teil der Bremse ist gekennzeichnet durch eine abwechselnde Anordnung einer Vielzahl von Bremsplatten 134 und einer Vielzahl von Bremßreibscheiben 126, wobei.
eine der scheiben 128 der Fläche 124 des zentralen Ringes 118 und eine andere Scheiben 128 der Fläche 234 des Gliedes 216 gegenüber liegt.
Nimmt man den Anfangszustand an, daß die Leitung 186 mit einer Druckluftquelle zu einem Zeitpunkt verbunden'ist, in dem die Kupplung in Eingriff kommen soll, so wird Druckluft von der Leitung 186 über die Kanäle 182 und 180 in die Kammer' 154 eingeführt, wodurch der Kolben 156 in Big.l nach rechts entgegen der Wirkung der Federn 172 gedrückt wird.Sine solche Bewegung des Kolbens 156 bewirkt gleichzeitig eine Längsverschiebung der Bremsbetätigungsanordnung 210 und des Kupplungsbetätigungsgliedes 198 nach rechts, wodurch beide Punktionen ausgeführt werden. Das Betätigungsglied 198 drückt die Platten 130 und die Scheiben 126 zwischen den gegenüberliegenden Flächen 206 und 122 zusammen, wodurch das Drehmoment von der bingangswelle 44 auf die Ausgangswelle 58 übertragen wird. Gleichzeitig bewirkt die genannte Längsverschiebung der Anordnung 210, daß sich die Bleche 234 des Gliedes 216 von der benachbarten Scheibe 128 entfernt, wodurch die Bremse gelöst wird, um eine freie Drehbewegung der Ausgangswelle 58 zu ermöglichen. Zu einem Zeitpunkt, in dem der Druck innerhalb der Kammer 154 herabgesetzt wird, werden die Federn 172 wirksam und drücken den Kolben 156 in Fig. 1 nach links, wodurch das Kupplungsbetätigungsglied 198 in Längsrichtung bewegt wird und sich von der angrenzenden Scheibe 126 entfernt, um die Kupplung zu lösen, wobei gleichzeitig die Flache 234 des Gliedes 216 und die Blache 124 des zentralen Ringes 118 die Platten 134 und die Scheiben 128 zusammendrücken, wodurch die Bremse in 'ingriff kommt. Wenn die einheit 10 für einen Anwendungsfall vorgesehen sein soll, bei dem es nicht für notwendig gehalten wird, daß die Bremse nach dem Lösen der Kupplung automatisch eingreift können die ledern 172 aus ihren Bohrungen 174 entfernt werden und, die Leitung 192 kann an eine geeignete Druckluftquelle angeschlossen werden, wobei Druckluft wahlweise über da-s Anschlüßstii-nk 190 und die Kanäle 187 und 1d8 zugeführt wird, Um eine Längsbewegung des Kolbens 156 in der gleichen Weise wie durch die Federn 152 zu bewirken, wodurch eine unabhängige Betätigung der Kupplung und der bremse möglich ist, was bei Werkzeugmaschinen zweckmäßig sein kenn, wenn es gewünscht ist, eine frei drehbare spindel zu erhalten.
Ls sei erwähnt, daß die axial egenüberliegenden Flächen des Kolbenabschnittes 168 gleich groß sind. Hierdurch wird diejenige Luftmenge, dis aus dem Gehäuse 12 beispielsweise über einen geeignten Luftauslaßkanal 240 und eine Entlüftungsvorrichtung 242 während einer jeden Bewegung des Kolbens 156 verdrängt wird, auf ein Hinimum reduziert. Hierdurch wird natürlich die Absonderung des Öls, welches normalerweise mit der verdrängten Luft aus dem Gehäuse 12 abgeführt wird, auf der außenseite des Gehäuses verhindert, wodurch das Gehäuse 12 sauberer bleibt und der Ölverbrauch der Einheit 10 während des Betriebes abnimmt.
Aus der obigen Deschreibung eines Ausführungsbeispieles der Kupplungs-Bremseinheit 10 gemäß vorliegender erfindung geht hervor, daß die Erfindung eine Anzahl Verbesserungen gegenüber ähnlichen Kupplungsbremseinbeiden bekannter Art besitzt. Eine besondere Verbesserung geht aus der Tatsache hervor, daß der Kolben 156 nicht drehbar ist, wodurch Gleitringdichtungen oder dergleichen vermieden werden. Ein weiterer bezonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß es möglich ist, die Federn 172 auszuwechseln, zu entfernen oder zu kontrollieren, indem man einfach die hopfen 176 entfernt, wodurch eine wesentliche Ersparnis an Zeit und Aufwand gegenüber vergleichbaren Einheiten erzielt wird. Ein weiteren Merkmal bzw. ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Kupplungs-Bremseinheit 10 entweder mit einer gegenseitigen Verriegelung von Kupplung und Bremse oder mit einer unabhängigen Kupplung und Bremse betätigbar ist, je nachdem, ob die Feder 172 vert-jendet wird oder ob die Kolbenkammer 154 mit einer Druckluftquelle über die Leitung 192 verbunden ist, Ein weiteres Merkmal bzw. ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß eine wirksame Kühlungsdurch irgendein Kühlmittel oder durch eine Kombination mehrerer Kühlmittel erzielbar ist. Beispielsweise besitzt die Eupplungs-Bremseinheit 10 der vorliegenden Erfindung eine geeignete Rohrleitung z.B. in Serpentinenform im unteren Bereich des Gehäuses 12, die mit einer-geeignetan Kühlwasserquelle in Verbindung steht, wobei das- Kühlwasser die Kühlwirkung des Gebläserades 82 ergänzt. Andererselts kann in einfacher Weise bei der Bemskupplungseinheit 10- ein Kühlölumlauf durch das Gehause 12 vorgesehen sein, indem man lediglich an das Gehause Anschlußstutzen anbringt, wodurch die armeaufnahmefähigkeit der Einheit und die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Einheit erhöht werden können.
Andere Vorteile der erfindung ergeben sich aus der Vermeidung von Druckplatten, welche bisher verwendet worden sind, um den Betätigungskolben mit den dr-ehmomentübertragenden elementen zu verbinden. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung solcher DruCkplatten bei einr hier beschriebenen Kupplungs-Bremseinheit zu derartigen Druckwerten führen, daß eine frühzeitige Zerstörung verschiedener Teile der Einheiten eintritt. Demgemäß wird durch die Entfernung solcher Druckplatten die Lebensdauer der Einheit der wrliegenden Erfindung verlängert.
Wlihrend es ersichtlich ist, daß die hier dargestellte bevorzugte Ausführungsform so ausgelegt ist, daß die eingangs erläuterten Ziel.- erreicht werden ist es möglich, die vorliegende Erfindung Veränderungen und Abweichungen zu untererfen, ohne daß hierdurch der eigentliche Rahmen der in den nachfolgenden Ansprüchen erläuterten Erfindung verlassen wird.
- Patentansprüche -

Claims

PATENTAiTSPRCHE 1. Kupplungs-Bremseinheit, gekennzeichnet durch ein Gehause (12) mit einer zentralen Höhlung, eine Eingangs- (44) und eine Ausgangsi^;elle (55) innerhalb des Gehäuses, eine Reihe in radialer Richtung angeordneter Kupplungsplatten (130), die zusammen mit der Eingangswelle (44) drehbar sind, eine Reihe in radialer Richtung angeordneter Bremsplatten (134), die mit axialem Abstand von den Kupplungsplatten(130) nichtdrehbar innerhalb der Gehäusehöhlung angeordnet sind, eine Reihe auf der Ausgangswelle (58) angeordneter Reibscheiben (126,128), die zusammen mit der Ausgangswelle drehbar und wahlweise in Reibschluß mit den Kupplungs- und Bremsplatten schaltbar sind, Kupplungs- und Bremsbetätigungsglieder (198, 210), die in axialer Richtung in bezug auf die Welle (58) bewegbar sind, wobei die Bewegung in einer Richtung dem gleichzeitigen Eingriff der Kupplungsplatten (130) mit den xeibscheiben (126) und dem Loslösen der verbleibenden Reibscheiben (128) von den Bremsplatten (134) und die Bewegung dieser Glieder in der anderen Richtung dem gleichzeitigen Loslösen der Kupplungsplatten (130) von den Reibscheiben (126)und dem eingriff der verbleibenden Reibscheiben (128) mit den uremsplotten (134) dient, weiterhin gekennzeichnet durch einen innerhalb des Gehäuses (12) zwischen einer ersten und einer zweiten endstellung bewegbaren Kolben (156) zur axialen Bewegung der Betätigungsglieder (198, 210) und ferner gekennzeichnet durch Pedern (172), die den Kolben (176) in die eine endlage drücken, wobei die Federn (172) in sich in axialer Richtung erstreckenden Bohrungen (174) innerhalb des Gehäuses vorgesehen sind, die mit entfernbaren Verschlußstücken (176) verschlossen sind, die von der Außenseite des Gehäuses entfernbar sind und einen Zugang zu den Federn (174) und somit eine geeignete Besichtigung der Federn ohne Zugang in die Höhlung des Gehäuses gestatten.
2. tupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (156) nicht-drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist.
3. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Anschluß (186, 184, 182, 180) zum Zuführen eines Druckmittels in das Gehause, um auf eine erste weite des Kolbens (156) einzuwirken und den Kolben in eine erste Richtung zu drängen und ferner gekennzeichnet durch untereinander austauschbare erste unc' zweite Druckmittel (172; 188, 190, 192), die auf die zweite Seite des Kolbens einwirken und den Kolben in eine zweite axiale Richtung drücken.
4. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine unzahl einzelner Schraubenfedern (172), die den Kolben (156) in die eine Richtung drücken.
5. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durchb eine Anzahl umfangsmäßig verteilte, in Längsrichtung sich erstreckende Bohrungen (174) innerhalb des Gehäuses, von denen zumindest eine mit einer in axialer Richtung sich erstreckende Schraubenfeder (172) versehen ist, die auf eine beite des Kolbens (156) einwirkt, um ihn in die eine Endlage zu drücken.
6. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verschlußstopfen (176), die die äußeren Enden der Bohrungen (174) verschließen und in geeigneter Weise entfernbar sind, um den Einsatz zusätzlicher Schraubenfedern zu ermöglichen, um die Wirkung der einen Schraubenfeder auf den Kolben zu ergänzen.
7. Kupplungs-Bremseinheit, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (12) mit einer zentralen Höhlung, einer ersten und einer zwiten Welle (44, 48), die innenerhalb des Gehäuses angeordnet sind, eine Reihe in radialer Richtung angeordnete Kupplungsplatten (130) innerhalb des Gehäuses, die mit der ersten Welle (44) drenfest verbunden sind, eine Reihe radial angeordneter Bremsplatten (134), die mit axialem Abstand zu den Kupplungsplatten (130) und nicht-drehbar innerhalb der Höhlung angeordnet sind, eine Anzahl Reibscheiben (126, 128), die mit der zweiten Welle (58) drehfest verbunden sind und wahlweise mit Reibschluß auf die Kupplungs- und Bremsplatten Schaltbar sind, weiterhin gekennzeichnet durch Kupplungs- und Bremsbetätigungsglieder (198, 215), die in axialer Richtung in bezug auf die Welle (58) bewegbar sind, wobei deren Bewegung in die eine Richtung des gleichzeitigen reibschlässigen Eingriff der Kupplungsplatte (130) mit einigen Reibplatten (126) und dem Lösen der verbleibenden Reibplatten (126) von den Bremsplatten (134) und deren Bewegung in die andere Richtung dem gleichzeitigen Lösen der Kupplungsplatten (130) von den Reibsleitten(126) und dem reibschlüssigen Eingriff der verbleibenden Reibplatten (126) mit den Bremsplatten (134) dient, und ferner gekennzeichnet durch einen nicht-drehbar im Gehäuse gelagerten Kolben (156), der zwischen einer ersten und einer zweiten axialen Endlage zum Verschieben der Betätigungsglieder (135, 210) verschiebbar ist.
8. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Federn (172), die den Kolben (156) normalerweise in die eine der Endlagen drüchen, wobei die Federn in sich in axialer Richtung erstreckende Bohrungen (174) innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, die mit entfernbaren Verschlußstückken (176) verschlossen sind, welche von der Außenseite des Gehäuses in einfacher Weise entfernbar sind, um eine Kontrolle der Federn ohne Zugang in das Innere des Gehäuses zu ermöglichen.
9'. Kupplungs-3remseinheit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Anschluß (180, 182, 184, 186) zur Zuführung eines Druckmittels auf die eine Seite des Kolbens (156), um diesen Kolben in eine erste axiale richtung zu drängen und gekennzeichnet durch erste und zweite, untereinander austauschbare Druckmittel (172; 188, 190, 192), die auf die zweite Seite des Kolbens (156) einwirken, um den Kolben in die zweite axiale Richtung zu drängen.
10. tupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet',, daß der Kolben (156) und das Bremsbetätigungsglied (210) drehbar miteinander verbunden sind.
1. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine unzahl von Abstandshaltern (195), die sich in axialer Richtung der Welle (58) erstrecken, auf deren Umfang gleichmäBi verteilt sind, und das kupplungsbetätigungsglied (198) und das 3remsbetätigungsglied (210) miteinander verbinden.
2. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Kammer auf jeder Seite des Kolbens, die wahlweise mit Druckluft beaufschlagbar sind, um eine axiale Bewegung des Kolbens zu bewirken.
3. Kupplungs-Bremseinheit, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (12) mit einer zentralen Höhlung, einer ersten und einer zweiten, im Gehäuse angeordneten Welle (44, 58), eine Anzahl radial angeordneter Kupplungsplatten (130) die innerhalb des Gehäuses drehfest mit der ersten Welle (44) verbunden sind, eine Anzahl radial angeordneter Bremsplatten (134), die mit axiale Abstand zu den Kupplungsplatten (130) nicht-drehbar in dem Gehäuse angeordnet sind, eine Anzahl Reibscheiben (126, 128), die drehfest mit der zweiten zelle (56) verbunden sind, und wahlweise mit Reibschluß auf die Kupplungs-und Bremsplatten schaltbar sind, weiterhin gekennzeichnet durch Kupplungs- und Bremsbetätigungsglieder (198, 210), die in axialer Richtung in bezug auf die Welle (58) bewegbar sind, wobei deren Bewegung in die eine Richtung dern gleichzeitigen Eingriff der Kupplungsplatten (130) mit den Reibscheiben (126) und dem Lösen der verbleibenden Reibscheibe (128) von den Bremsplatten (134) und deren Bewegung in die andere Richtung dem gleichzeitigen Lösen der Kupplung platten (130) von den Reibscheiben (126) und dem eingriff der verbleibenden Reibscheiben (128) mit den Bremsplatten (134) dient, eine Kammer (154) innerhalb des Gehäuses (12), einen Kolben (156), der innerhalb der Kammer (154) hin und her bewergbar angeordnet ist, einen Anschluß (180 bis 186) Zum Zufiliren eines Druckmediums in die Kammer (154) das auf die eine Seite des Kolbens (156) einwirkt, um ihn in eine erste axiale Richtung zu drängen und ferner gelrennzeichnet durch erste und zweite, untereinander austauschbare Druckmittel (172; 188, 190, 192), die auf die zweite Seite des Kolbens (156) einwirken, um den olben in die zweite xiale Richtung zu drängen.
14. Eupplungs- Bremseinheit nachAnspruch 13, gekennzeichnet durch Federn (172), die normalerweise den Kolben (156) in eIne Endlage drücken, wobei die eern in Bohrungen (174) angeordnet sind, die sich in axialer Richtung im Gehäuse erstrecken und mit entfernbaren Verschlußstücken (176) versehen sind die von der S.ußeneeXte des Gehäuses leicht entfernbar sind, um einer Zugang zu den F ledern und damit eine Kontrolle der F ledern ohne Zugang in das Innere des Gehäuses zu ermöglichen.
15. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (156) nicht-drehbar in der Eimer (154) angeordnet ist.
16. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (154) zu beiden Seiten des Kolbens (156) mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist wodurch eine Zunahme des- Druclnmediums. auf einer Seite des Kolbens (156) eine axiale Verschiebung desselben gegen ein nnde der Kammer und die Zunahme des Druckmediums auf der anderen Seiteldes Kolbens eine axiale Bewegung desselben gegen das andere Ende der Kammer (154) bewirkt.
17. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die untereinander auswechselbaren ersten und zweiten Druckmittel einerseits durch Federn (172) und andererseits durch ein Druckmedium gebildet sind.
18. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn als Schraubenfedern (172 ) ausgebildet sind, die in axialer Richtung des Gehäuses angeordnet. sind und gegen eine Seite des Kolbens (156) drücken.
19. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine unzahl in axialer Richtung sich erstreckQnder, umfang'smäßig verteil-ter Bohrungen (174), die mit der zweiten Seite des Kolbens (156) in Verbindung stehen, von denen zumindest eine mit einer i)ruckluftquelle verbindbar ist, um auf die zweite Seite des Kolbens einzuwirken und ferner gekennzeichnet durch eine Feder, die zumindest in einer der Bohrungen angeordnet ist und aflf die zweite Seite des Kolbens (156) anstelle des Druckmittels einwirkt und umgekehrt.
20. Kupplungs-Bremseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beide seiten des kolbens (156) gleiche wirksame Flächen aufweisen, wodurch eine geringe Luftmenge beim Verschieben des Kolbens verdrängt wird.