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Schnellösekupplung Die Erfindung betrifft eine Schnellösekupplung
von zwei durch eine Zug- und Druckkräfte übertragende Verbindung miteinander verbundenen
Maschinenelementen, welche iiber die Verbindung Bewegungen aufeinander übertragen,
insbesondere zur Anwendung im Eraftweg zwischen einem Hydraulik- oder Luftfederspeicher
und einer Getriebefeststellbremse bei Fahrzeugen0 Insbesondere Schwerfahrzeuge werden
häufig im stillstehenden Zustand durch eine Getriebefeststellbremse gesichert, welche
von einem Hydraulik- oder Luftfoderspeicher in der Weise betätigt wird, daß bei
Abwesenheit des hydraulischen oder pneumatischen Druckes eine Drucfeder die Bremse
in Wirkstellung bringt, während bei Anwesenheit von hydraulischem oder pneumatischem
Druck die Bremse gelüftet wird0 Ein Problem bei derartigen Bremsen besteht darin,
daß sie ohne das Vorliegen eines hydraulischen buer pneumatischen Druckes nicht
gelüftet werden können, was zOB. dann von Nachteil ist, wenn ein defokt gewordenes
Fahrzeug abgeschleppt werden soll.
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Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, zwischen zwei durch
eine Zi.i und Druckkräfte übertragende Verbindung miteinander verbundene Naschinenelemente,
insbesondere eine Getriebefeststellbremse und einen Hydraulik- oder Luftfede speicher,
eine Schnellösek@@plung zu schalten, mittels der z.B. in einem Notfall die Ver-Binlung
schnell unterbeochen werden kann.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schnellösekupplung der
eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche bei einfachem AuSbau und wirtschaftlicher
Herstellbarkeit ein schnelles Lösen der Verbindung gewährleistet, gleichwohl aber
im Normalfall äußerst betriebssicher arbeitet und vor allem nach einer Schnellösung
den normalen Verbindungszustand automatisch wieder herstellt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Schnellösekupplung
einen mit dem einen Maschinenelement verbundenen Zylinderteil. einen darin gleitend
angeordneten, mit dem anderen Maschinenelement verbundenen Kolbenteil und eine auf
dem Zylinderteil im Gleitsitz angeordnete Betätigungshülse aufweist, welche durch
eine Verschlebung und/ oder Verdrehung Zylinder- und Kolbenteil wahlweise miteinander
verriegelt oder entriegelt. Line derartig ausgebildete Schnellösekupplung ist wirtschaftlich
herstellbar, da sie nur relativ wenig, leicht herstellbare Teile umfaßt. Der einfache
Aufbau gewährleistet außerdem eine sehr betriebssichere Arbeitsweise.
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Vorzugsweise ist in der Innenfläche der Hülse eine Ringanordnung von
einen Abstand aufweisenden \rertiefungen-vorgesehen, in die in einer entsprechenden
Ringanordnung von Öffnungen im Zylinderteil vorgesehene Kugeln so tief eingreifen
können, daß sie die rel sive Längsverschieblichkeit; von Zylinder- iind Kolbenteil
nicht behindern. Dabei ist in der Außenfläche des Kolbenteils außerdem bevorzugt
eine Ringnut vorgesehen, in die die in den Öffnungen vorgesehenen Kugeln verriegelwl
eingreifen können. Diese Aus -führllng ist bei einfacher Herstellbarkeit besonders
betriebssicher.
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Um eine besonders gute unti wenig Spiel aufweisende Verriegelung zu
erhalten, ist nach einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform der
Kugeldurchmesser im wesentlichen gleich der Summe der radialen Abmessungen der Öffnungen
und der Ringnut. Um auch im entriegelten Zustand wenig Kugelspiel zu haben, sind
die radialen Abmessungen der Vertiefungen und der Ringnut vorzugsweise im wesentlichen
gleich.
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Die Ringanordnung kann 5 - 8, vorzugsweise 6 Kugeln umfassen.
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zine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Hülse drehbar auf
dem Zylinderteil angeordnet und durch eine Drehfelder auf eine Stellung zu vorgespannt
ist, in der die Kugeln außer Eingriff mit den Vertiefungen sind.
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Die Betätigung kann also in diesem Falle einfach durch Ausübung eines
Drehmomentes auf die Hülse erfolgen, während die Rückstellung in die normale Verriegelungslage
automatisch durch die Drehfeder erfolgt.
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Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse in Längsrichtung
verschiebbar auf dem Zylinderteil aneordnet und durch eine Linearfeder auf eine
Stellung zu vorgespannt, in der die Kugeln auger Eingriff mit den Vertiefungen sind.
Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt die Rückstellung in die Normalstellung automatisch,
wobei die Betätigung durch Verschiebung der Hülse in Längsrichtung vorgenommen wird.
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Zur Erleichterung der Verstellung weist die Hülse vorzugsweise einen
Betätigungshebel auf.
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Um bei der Demontage der erfindungsgemäßen Schnellösekupplung zu verhindern,
daß die anordnung versehentlich auseinanderfällt, l.ann im Bereich des Bodeus des
Kolbenteiles eune weitere Ringnut vorgesehen sein, in die die Kugeln sperrend
eingreifen
können, sobald der Kolbenteil weit genug herausgezogen ist. Bin ungewolltes Herausfallen
des Kolbenteiles wird hierdurch wirksam vermieden.
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Eine besonders einfache Ausführungsform sieht vor, daß die Hülse zwischen
zwei am Zylinderteil befestigten Anschlägen drehbar gehalten ist.
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Bei der in Längsrichtung verschiebbaren Hülse sind einerseits die
Linearfeder und andererseits die Hülse vorzugsweise durch-Anschläge gehalten.
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Zylinder- und Kolbenteil sind bevorzugt voneinander weg vorgespannt,
so daß im Falle des kurzzeitigenußer-Eingriff-Bringens der Kugeln und der Ringnut
die Sntriegelung automatisch erfolgt und solange aufrechterhalten wird, bis Zylinder-
und Kolbenteil gegen die Wirkung der Vorspannung wieder so weit ineinandergeschoben
werden, bis die Kugeln und die Ringnut miteinander in Ausrichtung sind.
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Aufgrund der Rückstellkraft der Dreh- bzw. Linearfeder wird dann die
Verriegelung-wieder hergestellt.
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Die Vorspannung kann bevorzugt durch die Maschinenelemente erzeugt
sein.
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Im Falle einer durch einen Hydraulik- oder Luftf ederspeicher beaufschlagten
Feststellbremse ist vorgesehen, daß die Federkraft des Speichers den Kolbenteil
aus dem Zylinderteil hernuszieht und daß die pneumatisch bzw.
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hydraulisch erzeugte Kraft den Kolbenteil in den Zylinderteil hineinschiebt.
Wird also im Fall eines Ausfalls des hydraulischen oder pneumatischen Druckes die
Schnellösekupplung betätigt, so wird die Verriegelung schon bei kurzzeitiger Betätigung
solange unterbrochen, bis der pneumatische oder hydraulische Druck-den Kolbenteil
wieder bis zu der
erforderlichen Tiefe in den Zylinderteil hineinschiebt.
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Während der Entriegelung wird die Getriebefeststellbremse aufgrund
der in ihr vorgesehenen, das Lüftspiel wieder herstellenden Rückstellfedern wieder
gelöst, Die Vertiefungen haben vorzugsweise die Form einer zu den Kugeln passenden
Kugelkalotte, während die Ringnut in ihrem Q4erschnitt ebenfalls bevorzugt dem Kugeldurchmesser
angepaßt ist.
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Um nach erneuter Ausrichtung der Ringnut und der Kugeln die Verriegelung
möglichst leicht wieder herzustellen, weisen die in Richtung der Federkraft liegenden
Ränder der Vertiefungen vorzugweise Abschrägungen auf, welche die zur Verschiebung
der Kugeln in die Ringnut erforderlichen Kräfte herabsetzen0 Die Wandstärke des
Zylinderteils im Bereich der Offnungen beträgt vorteilhafterweise 1/2 des Kugeldurchmessers,.
während die radiale-iefe der Ringnut und/oder der Vertiefungen bis 1/2 des Kugeldurchmessers
betragen.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schnellösekupplung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II
in Fig.1 wobei die Hülse in zwei verschiedenen Stellungen dargestellt ist, Fig.
2a eine vergrößerte Schnittansicht der Kugelunter hinBung bei der Ausführungsform
nach den Fig. 1 und 2,
Fig. 3 einen Axialschnitt einer weiteren
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnellösekupplung, wobei außerdem ein Teil
der Getriebefeststellbremse dargestellt ist, und Fig. 3a eine vergrößerte Seiteansicht
der Kugelunterbringung bei der Ausführungsform nach Fig. 30
Nach
den Fig. 1 und 3 ist in einem Zylinderteil 11 ein Kolbenteil 12 in Axialrichtung
verschiebbar angeordnet.
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Der Kolbenteil weist erfindungsgemäß eine Gewinde innenbohrung 30
auf, in die in Fig. 3 von rechts ein mit Gewinde versehener Stößel 29 eingeschraubt
ist, der zu einem Hydraulik- oder Luftfederspeicher führt. Die Einschraubtiefe des
Stößels 29 in die Gewindebohrung 30 wird durch eine Kontermutter 28 fixiert.
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Das dem Stößel 29 gegenüberliegende Ende des Zylinderteils 11 ist
mit einer hnschluBgadL 27 versehen, die die Verbindung mit der Getriebefeststellbremse
13 herstellt, welche in Fig. 3 angedeutet ist.
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Um eine gewünschte Einschraubtiefe des Stößels 29 in die Gewindeinnenbohrung
30 zu ermöglichen, weist der Kolbenteil 12 erfindungsgemäß einen aus dem Zylinderteil
11 herausragenden Sechskantkopf 26 auf, mittels dessen der Kolbenteil durch einen
Schraubenschlüssel in Drehung ver setzt werden kann, wobei sich der StöBel 29 je
nach Drehrichtung mehr oder weniger tief in die Innenbohrung 30 schraubt. Hierdurch
kann eine Nachstellung der Bremse im Falle des 3elagverschleißes erzielt werden.
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Außen auf dem Zylinderteil 11 ist im Gleitsitz eine Betätigungshülse
14 angeordnet, welche nach Fig. 1 durch zwei Endanschläge 23 drehbar gehalten ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Hülse 14 durch Anschläge 24 und eine
in einem Innenhohiraum 31 der Hülse befindliche Feder 20 in axialer Richtung begrenzt
verschiebbar gehalten.
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Der Zylinderteil 11 weist im Bereich der ihn umgebenden Hülse 14 eine
Ringanordnung von Öffnungen 16 auf, die besonders anschaulich in Fig. 2 zu erkennen
ist. Eine entsprechende Anordnung von kugelkalottenförmigen Vertiefungen
15
befindet sich in der Innenfläche der Hülse 14.
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Der Kolbenteil ist mit einer Ringnut 18 versehen, während in den Öffnungen
16 Kugeln 17 untergebracht sind. Die Wandstärke des Zylinderteils im Bereich der
Öffnungen 16 beträgt etwa 1/2 des Kugeldurchmessers, während die radialen Tiefen
der Vertiefungen 15 und der Ringnut 18 etwa 1/3 bis 1/2 des Kugeldurchmessers betragen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 wird die Hülse 14 durch
eine Drehfeder 19 auf die in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung
zu vorgespannt, d. h. in eine Stellung, in der die Öffnungen 16 sich außer Ausrichtung
mit den Vertiefüngen 15 befinden. Durch Betätigung eines Hebels 21 z. B. entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn in Fig. 2 können die Öffnungen 16 und die Vertiefungen 15 jedoch
in Ausrichtung gebracht werden.
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Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Schnellösekupplung
ist wie folgt: Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Stellung sind Zylinderteil 11 und
Kolbenteil 12 in axialer Richtung fest miteinander verriegelt, da die Kugeln 17
mangels Ausrichtung der Öffnungen 16 mit den Vertiefungen 15 in die Ringnut 18 des
Kolbenteiles hineingepreßt sind. Fällt å jetzt bei dem-Luft- o der oder Hydraulikfederspeicher
der hydraulische oder pneumatische Druck aus, so drückt die Feder die Schnellösekupplung
in Fig. 1 nach rechtsund bringt die Getriebefeststellbremse in Bremsstellung. Soll
jetzt eine Schnellösung der Verbindung erfolgen, um die Bremswirkung ohne das Vorliegen
eines hydraulischen oder nneumatischen Druckes aufzuheben, so wird der Hebel 21
nach Fig. 2 kurzzeitig entgegen dem Uhrzeigersinn bis in die gestrichelt dargestellte
Lage bewegt.
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In dem Moment, wo die Öffnungen 16 mit den Vertiefungen 15 in Ausrichtung
kommen, bewirkt die vom Federspeicher und von der Bremse herrührende, die Teile
11, 12 auseinanderzutreibende suchende Kraft, daß die Kugeln 17 sich aus der Ringnut
18 heraus in die Vertiefungen 15 bewegen. Da die Vertiefungen 15 mindestens so tief
wie die Ringnut 18 sind, kann sich der Kolbenteil 12 nach Fig. 1 nunmehr so lange
nach rechts bewegen, bis der volle Hub des Federspeichers erreicht ist. Gleichzeitig
bewegt sich der Zylinderteil 11 aufgrund åen/Bremsenrückstellfeder so weit nach
links, daß das Lüftspiel der Getriebefeststellbremse wieder hergestellt wird. Die
Bremse ist also trotz des Fehlens von hydraulischem oder pneumatischem Druck gelöst.
Die Entriegelung bleibt nun auch dann aufrechterhalten, wenn der Hebel 21 losgelassen
wird und sich aufgrund der Wirkung der Drehfeder 19 wieder in dle in Fig. 2 ausgezogen
dargestellte Lage bewegen möchte. Da sich die Öffnungen 16 nicht mehr in Ausrichtung
mit der Ringnut 18 befinden, werden die Kugeln 17 auf die Oberfläche des Kolbenteiles
gedrückt, ohne daß sie indes außer Eingriff mit den Vertiefungen 15 kommen können.
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wird nun der hydraulische oder pneumatische Druck im Federspeicher
wieder aufgebaut, so wird der Kolbenteil 12 durch den in Lig. 3 dargestellten Stößel
29 wieder solange nach links bewegt, bis die Ringnut 18 in Ausrichtung mit den Öffnungen
16 ist. In diesem Moment bewirkt die Drehfeder 19 das Einrasten der Kugel 17 in
die Ringnut 18, wobei die Vertiefungen 15 mit den Öffnungen 16 außer Eingriff kommen.
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Die Verriegelung ist nunmehr wieder gesichert und der Normalbetrieb
ist wieder hergestellt.
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-Die Ausführungsform nach Fig. 3 arbeitet statt mit einer drellbaren
mit; einer längsverschieblichen Hülse 14, die durch eine Schraubenf eder 20 in teig.
3 nach rechtes vorgespannt; wird, so daß sie an dem rechten Anschlag 24 anliegt.
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Die Vertiefungen -15 befinden sich in diesem Falle rechts von den
Kugeln 17.
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Falls eine Schnellösung beabsichtigt ist, wird die Hülse 14 in Fig.
3 solange nach links bewegt, bis die Kugeln 17 in Ausrichtung mit den Vertiefungen
15 sind, Aufgrund der die Teile 11, 12 auseinandertreibenden Federkraft werden die
Kugeln 17 in die Vertiefungen 15 einrasten, wobei die Entregelung stattfindet.
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Nach erneutem Vorliegen des hydraulischen oder pneumatischen Druckes
kommt schließlich die Ringnut 18 wieder in Eingriff mit den Kugeln 17, welche durch
die Wirkung der Feder 20 in die Ringnut hineingedrückt werden.
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Um die Entriegelung möglichst leichtgängig zu machen, weisen die in
Bewegungsrichtung der Hulse 14 nach Fig. 3 und 3a in Längsrichtung und nach Fig.
2 und 2a in Drehrichtung entgegen dem UhrzEigersinn liegenden Ränder der Vertiefungen
15 vorzugsweise Abschrägungen 25 auf, welche je nach Größe des Schrägungswinkels
die Lösekräfte bis auf 0 abfallen lassen können, und darüberhinaus bei weiterer
Vergrößerung des Schrägungswinkels eine Haltekraft an der Hülse 14 in entgegengesetzter
axiales bzw. Drehrichtung erfordern.
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Auch das Eindrücken der Kugeln 17 in die Ringnut 18 aufgrund der Wirkung
der Federn 19 bzw. 20 wird erleichbrtX wenn die Ränder der Vertiefungen 15 gemäß
den Fig. 2a, 3 und 3aXden Abschrägungen 25 versehen sind, Vorzugsweise enden die
Abschrägungen 25 in der Kugelform angepaßten Anschlägen 32, welche die Rückbewegung
der Hülse 14 unter dem Einfluß der Federn 19 20 begrenzen und dadurch einen besonderen
äußeren Anschlag überflüssig machen.
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Im Bereich des Bodens des Kbibenteiles 12 ist eine weitere Ringnut
22 vorgesehen, welche dann in Eingriff mit den Kugeln 17 kommt1 wenn der Kolbentil
sehr weit aus dem Zylinderteil 11 herausgezogen ist. Die Nut 22 verhindert also
ein unbeabsichtigtes Herausziehen des Kolbenteilks 12 und das damit verbundene Herausrollen
der in den Öffnungen 16 befindlichen Kugeln 17.
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Patentansprüche