DE2141739B2

DE2141739B2 - Kombinierte druckmittelbetätigte Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2141739B2
Application number: DE19712141739
Authority: DE
Inventors: Helmut 7030 Boeblingen Bohne
Original assignee: PRODAN HELMUT BOHNE KG 7031 GAERTRINGEN
Current assignee: PRODAN HELMUT BOHNE KG 7031 GAERTRINGEN
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1971-08-20
Publication date: 1974-11-28
Also published as: DE2141739C3; IT962163B; FR2151284A5; DE2141739A1

Description

45

Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte druckmittelbetätigte Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung mit einer auf einer Nabe gegen die Kraft vorgespannter Druckfedern durch eine Kolben-Zylinderanordnung axial verschiebbar angeordneten Druckscheibe, die wechselweise mit einer kupplungs- und einer bremsseitigen Reibscheibe in Eingriff kommt, wobei die Nabe mit einem die bremsseitige Reibscheibe tragenden und als Gegendruckscheibe ausgebildeten sowie mit Kühlluftdurchlässen und radial verlaufenden SS Kühlrippen versehenen Flansch fest verbunden ist.

Derartige Kupplungs- und Bremsvorrichtungen werden bevorzugt in Pressen eingebaut, wo sie zumeist beträchtliche Wärmemengen freisetzen. Insbesondere für diesen Anwendungsfall ergibt sich die bekannte Förderung nach einer in Hinblick auf eine große Schalthäufigkeit und eine hohe Verschleißfestigkeit wirkungsvollen Wärmeabführung bei einer möglichst raum- und gewichtsparenden Bauweise.

Bei einer bekannten, für eine Presse bestimmten kombinierten druckmittelbetätigten Kupplungs- und Bremsvorrichtung sitzt ein Ringkolben unmittelbar angeformt an der der Bremsvorrichtung zugeordneten Widerlagerscheibe, wahrend der axial bewegliche Wngkolben mit seinem Boden und mit einem ihm angeformten Außenflansch die Reibflächen einer wechselweise die Bremse und die Kupplung betätigenden Druckscheibe bildet Hierbei fallen sowohl an dem Ringkolben als auch an dem Zylinder sehr hohe Temperaturen an, die zumindest die zulässige Schalthäufigkeit ungünstig beschränken. Die Kupplungs- und Bremsvorrichtung ist weiterhin insofern unzweckmäßig, als die Bremsvorrichtung und die Kupplungsvorrichtung in unterschiedlichen Durchmesserb^reichen angeordnet sind, wobei die Kupplungsvorrichtung recht hohe Umfangskräfte zu übertragen hat und daher einer verhältnismäßig großen Zahl parallelgeschalteter Lamellen bedarf. Die reibungsbelasteten Glieder der bekannten Kupplungs- und Bremsvorrichtung sind überdies auf Grund der vorerwähnten Bauweise weitgehend abgeschirmt so daß der Wärmeübergang an die umgebende Luft stark behindert ist und die Beiast· ' barkeit bzw. die zulässige Schalthäufig'», on weiterhin vermindert wird.

Zum Stand der Technik gehört außerdem eine durch ein Druckmittel betätigbare Kupplungs- und Bremsvorrichtung, bei der eine durch einen Ringkolben gesteuerte Druckscheibe wechselweise mit der Reibgliederanordnung der Bremsvorrichtung und derjenigen der Kupplungsvorrichtung zusammenwirkt Die ringförmige Kolben-Zylinder-Anordnung umfaßt bei diesem Gerät einen fest an der Nabe sitzenden Ringzylinder, der mit seinem außenliegenden Teil die Widerlagerscheibe der Bremsvorrichtung bildet. Andererseits stellt der Ringkolben zugleich die Druckscheibe dar, die wechselweise mit der Bremsvorrichtung und der Kupplungsvorrichtung zusammenwirkt Auch hier unterliegt die Kolben-Zylinder-Anordnung einer starken Wärmebelastung, weil die an der Widerlagerscheibe und der Druckscheibe anfallende Reibungswärme unmittelbar zu der Kolben-Zylinder-Anord.nung fließen kann. Ferner liegen auch bei diesem bekannten Gerät die der Bremsvorrichtung zugeordneten Reibelemente in einem beachtlich größeren Durchinesserbereich als die der Kupplungsvorrichtung zugeordneten Reibglieder. Dabei werden die reibungsbelasteten Elemente weitgehend abgeschirmt, so daß nur ungenügende Wärmemengen an die umgebende Luft abgegeben werden können.

In der vorveröffentlichten deutschen Auslegeschrift 1 207 725 ist von diesen beiden Vorrichtungen ausgehend ein Patentbegehren für eine kombinierte druckmittelbetätigte Kupplungs- und Bremsvorrichtung, instesondere für Pressen, bei der eine an einem gegen Federkraft in einem Ringzylinder verschiebbaren Ringkolben angeordnete Druckscheibe zur wechselseitigen Betätigung einer Reibscheibenkupplung bzw. einer Reibungsbremse dient, deren V/iderlagerscheiben untereinander starr verbunden und zu gemeinsamer Drehung mit dem getriebenen Kupplungsteil eingerichtet sind, dahingehend formuliert daß der Ringzylinder unter Freilassung eines den Kühlluftzutritt gestattenden Ringspaltes radial innerhalb der zur Kupplung und Bremse gehörenden Reibteile an einem Ende einer den getriebenen Kupplungsteil bildenden Nabe angeordnet ist die sich am anderen Ende der Nabe befindliche Widerlagerscheibe der Kupplung mit dem Kühlluftzutritt gestattenden Durchbrüchen versehen ist, die zur Betätigung der Kupplung bzw. der Bremse dienende Druckscheibe zur Erzeugung eines Kühlluftstromes an beiden Seiten mit Lüfterschaufeln bestückt und in ih-

Beibungsbereich mit den Kühlluftdurchtntt gestat-^1R Sien Durchbrüchen versehen ist und die zur „* der Kupplung bzw. Bremse dienende ⁸¹ZiHe andern Ringkolben unter Zwischenschal-• SnSs aus wlrmeisolierendem Material be-""Jf na diese Bauform einer kombinierten druckten Kuppiungs- und Bremsvorrichtung et- - hauptsächlich darauf ausgerichtet ist, die ' er-Anordnung gegen die reibungsbela-•Hgehend zu isolieren, sind für die War- ι ο

' end nur noch solche Teile der _ine maßgtuend, die in der außerhalb des Ringverbleibenden, von der Nabe am weitesten Randzone _der Vorrichtung liegen. Eine Ver-, _der Kühlflächen und insbesondere der mas-Kühlrippen in dieser Randzone hätte eine be-, Vergrößerung des Eigenschwungmomentes "waslich wiederum auf den Umsatz an Rei-' und atf die Schaltzeiten ungünstig aus-

hpn sind durch die britische Patentschrift «7,59 sowie durch die USA.-Patentschrift 2 221 OH L Jhinierte Reibungskupplungs- und Bremsvomch^k η Sannt, bei denen an Stelle eines die Nabe um-^WS ;Sylinders mehrere in einem K.eis gleich- >5 S" gegeneinander versetzte Betätigungszyl.nder h Ϊ einem an der Druckscheibe anliegenden Kolben Vl eTnem zu einer gemeinsamen Druckm.tteiquelle Srfnd " Sruckmittelkanal vorgesehen sind. Die Zynderkömer dieser Betätigungszyl.nder stehen von 5 1 frePzugänglichen Flansch der Vorrichtung nach Sn ab S enden außen in je einem Deckel, so daß

KTRetätieungszylinder ohne Demontage der gesamten _dle BeUUgu"g y._{ußerst bequeme Weise} , ,

werden können. Zweifellos erg.bt s.ch dadurch , eine bessere Kühlung für die Kolben-Zyhnder-Da es sich jedoch wiederum mehr um eine bschirmung von der eigentlichen Wärmequelle It ist der Beitrag der Kolben-Zylinder-Anordnune zur Wärmeabfuhr von der wärmemäßig am stärk- !"belasteten Druckscheibe auch hierbei gering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kombinierte druckmittelbetätigte Reibungskupplungs- und Brem vorrichtung zu schaffen, die bei einer raumspa-Sn Bauweise und einem kleinen Eigenschwungmoment eine möglichst wirkungsvolle Wärmeabfuhr ge-

se Aufgabe wird an einer Vorrichtung der eingangs angeführten Art erfindungsgemäß daourch gefastVder Flansch mehrere um , Nabe herum ■

auch darauf, daß die Druckzylindereinheiten wie Lüfurflügel in der Kühlluft bewegt werden, JEt Reibungswärme abgeben und durch das einer Lufts'Tömung auch zur Kühlung der anhtungsteile beitragen. Hierbei besteht kern Annahme,die einzelnen Betätigungeyhnder seien einer schädlicheren Wärmebelastung ausgesetzt als ein in der oben angeführten Weise wärmemä· Big isolierter Ringzylinder, Jtumal die einzelnen Betätigungszylinder stets mit besonders frischer Kühlluft in Berührung kommen. Entscheidend ist vielmehr, daß die aus Lüfterflügel wirkenden Betätigungszylinder zum Anblasen der Druckscheibe verwendet sind.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Druckscheibe zur Aufnahme der Druckfedern ebenfalls mehrere topfförmige Ausbuchtungen auf, die radial außerhalb der Betätigungszylinder aui dem Umiang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und aus ihrer der Flanschseite zugewandten Seite vorstehen, wobei sie sich axial mit den Betätigungsz}-Undem überdecken und mit Durchbrüchen versehen sind, die mit den radialen Durchbrüchen der Druckscheibe in Verbindung stehen. Die topfförmigen Ausbuchtungen der Druckscheibe werden ebenso wie die Betätigungszylinder ähnlich wie Lüfterflügel in der Kühlluft bewegt, so daß sie selbst Reibungswärme abgeben und durch das Erzeugen einer Luftströmung auch zur Kühlung der r.nderen Vorrichtungsteile beitragen. Im übrigen wird durch die weitere Ausgestaltung der Erfindung die Kühlluftabfuhr durch das Innere der Druckscheibe und damit auch die unmittelbare Wärmeabfuhr aus der am stärksten erhitzten Zone der Druckscheibe wesentlich gesteigert Insgesamt kann damit auf spezielle Lüfterschaufeln an den beiden Seiten der Druckscheibe verzichtet werden, was wiederum für Raum-² und Gewichtseinsparungen günstig ist.

Um das Eigenschwungmoment der Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung besonders klein zu halten und zugleich einen besonders guten Zugang für die Kühlluft zu schaffen, sind ncch einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Betätigungszylinder jeweils mit zwui benachbarten Kühlrippen als Verstärkung für den Zylinderboden dicht an der Nabe angeordnet und reichen die sich seitlich an die Betätigungszylinder anschließenden Kühlluftdurchlässe in radialer Richtung von der Nabe bis annähernd zu den

Reibringen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen entlang der Drehachse geführten Querschnitt durch die erfindungsgemäße Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung und

F i g. 2 den Pfeilen A in F i g. 1 folgend eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Reibungskupplungs- und ' Bremsvorrichtung.

Die Reibringe der gezeichneten Kupplungs- und Bremsvorrichtung werden jeweils von einer Vielzahl »jswechselbarer Reibsegmente t gebildet. D'\e Reibsegmente 1 der Bremsseite sind in den Bremsaußenring 55 2 der Vorrichtung eingesetzt, der beim Einbau der Vorrichtung an den stillstehenden Maschinenkörper 3 angeschraubt wird. Die Reibsegmente ί der Kupplungsseite sind in entsprechender Weise in den Kupplungsaußenring 4 eingesetzt, der fest mit den jeweiligen Antriebseinrichtungen der Maschine verbunden wird, beispielsweise mit dem Rand einer Schwungscheibe 5. Alle übrigen Teile der kombinierten druckmittelbetätigten Kupplungs- und Bremsvorrichtung werden durch die Nabe 6 mit d:r Maschinenwelle verbunden.

An den beiden Enden der Nabe 6 schließt sich je eines der beiden flanschartigen Stützorgane 7 und zum Auffangen der in der Vorrichtung erzeugten Druckkräfte an, wobei der bremsseitige Flansch 7 mit

der Nabe 6 einen einheitlichen Körper bildet und der kupplungsseitige Flansch 8 mit Senkschrauben 9 an der Nabe 6 lösbar befestigt ist. Die auf der Nabe 6 verschiebbare Druckscheibe 10 kann gegen ein Verdrehen durch Paßfedern 11 oder Drehmomentbolzen 12 oder durch beide Hilfsmittel zugleich gesichert sein. Während der Flansch 8 für die zentralsymmetrisch um die Nabe 6 verteilten Druckfedern 13 ein Stützlager und für die kupplungsseitigen Reibsegmente 1 ein Widerlager darstellt, bildet der Flansch 7 für die ebenfalls zentralsymmetrisch um die Nabe 6 verteilten Druckzylindereinheiten 14 ein Stützlager und für die bremsseitigen Reibsegmente 1 ein Widerlager. Die radial verlaufenden Kühlrippen 15 des bremsseitigen Flansches 7 und die entsprechenden Kühlrippen 16 des kupplungsseitigen Flansches 8 haben außer der durch Oberflächenvergrößerung begründeten Kühlfunktion noch die Funktion eines Lüfterflügels und die Funktion eines Verstärkungselementes. Mit Rücksicht auf die Lüfterfunktion können im Bereich der Kühlrippen 15 neben dem Bremsaußenring 2 im Maschinenkörper 3 Kühlluftdurchlässe 17 und im Bereich der Kühlrippen 16 neben dem Kupplungsaußenring 4 in der Schwungscheibe 5 Kühlluftdurchlässe 18 vorgesehen sein.

Das Gehäuse 19 jeder der zentralsymmetrisch um die Nabe 6 verteilten Druckzylindereinheiten 14 besitzt die Form eines von einer Stirnseite her konzentrisch aufgebohrten senkrechten Kreiszylinders und bildet mit dem bremsseitigen Flansch 7 und damit letztlich auch mit der Nabe 6 einen einheitlichen Körper. Der im Gehäuse 19 jeweils befindliche Kolben 20 zum Verschieben der Druckscheibe 10 ist von der Kupplungsseite der Vorrichtung her in das Gehäuse 19 eingesetzt und an der Gehäuseöffnung gesichert. Von der Mitte des gegenüberliegenden Zylinderbodens aus führt der Druckmittelkanal 21 über eine Bohrung auf dem kürzesten Wege durch den Flansch 7 hindurch und über ein Rohr zu der für sämtliche Druckzylindereinheiten 14 gemeinsamen Druckmittelquelle. In F i g. 2 der Zeichnung ist zu sehen, wie jeweils zwei benachbarte Kühlrippen 15 zur Verstärkung des Zylinderbodens der Druckzylindereinheit 14 herangezogen sind.

Die F i g. 2 der Zeichnung zeigt insbesondere die äußerst großen, fensterartigen Kühlluftdurchlässe 22 im bremsseitigen Flansch 7, die in radialer Richtung von der Nabe 6 bis annähernd zu den Reibsegmenten 1 rei chen und sich in diesem Bereich bis an die Kühlrippen 15 erstrecken. Die fensterartigen Kühlluftdurchlässe 23 im kupplungsseitigen Flansch 8 unterscheiden sich von den Kühlluftdurchlässen 22 nur dadurch, daß sie nicht ganz bis an die Nabe 6 heranreichen. Bei dem gezeich neten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplungs- und Bremsvorrichtung sind zwischen den jeweils benachbarten Druckzylindereinheiten 14 stets zwei Kühlluftdurchlässe 22 vorgesehen, je nach der Zahl der insgesamt vorhandenen Kühlrippen 15 und der Zahl der insgesamt vorhandenen Druckzylindereinheiten 14 kann jedoch im Rahmen der Erfindung auch eine andere Flanschaufteilung vorgenommen sein.

Die gezeichnete Kupplungs- und Bremsvorrichtung besitzt die bereits erwähnte Ausgestaltung, daß die Druckfedern 13 von der den Druckzylindereinheiten 14 abgewandten Seite der Druckscheibe 10 her jeweils in eine topfartige Ausbuchtung 24 der Druckscheibe 10 auf der den Druckzylindereinheiten 14 zugewandten Seite der Druckscheibe 10 eingesetzt sind, durch einen Durchbruch 25 in jeder der Ausbuchtungen 24 eine Kü>"«luftquerverbindung 26 von der einen zur anderen Seite der Druckscheibe 10 geschaffen ist, die radial verlaufenden Ausnehmungen 27 jeweils in einer der Kühlluftquerverbindungen 26 münden und die inneren Trennwände der Druckscheibe 10 zwischen den radial verlaufenden Ausnehmungen 27 als Lüfterflügel ausgebildet sind. Zu den bereits genannten Vorteilen dieser Ausgestaltung ist an Hand von F i g. t noch nachzutragen, daß die Druckzylindereinheiten 14 und die topfar- tigen Ausbuchtungen 24 der Druckscheibe 10 in verschiedenen Durchmesserbereichen der Kupplungs- und Bremsvorrichtung raumsparend nebeneinander angeordnet werden können. Dies kann zudem in der Weise geschehen, daß die Druckzylindereinheiten 14 und die topfartigen Ausbuchtungen 24 in ihrer Lüfterfunktion paarweise zusammenwirken und somit eine wesentlich verstärkte Luftströmung erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kombinierte druckmittelbetätigte Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung mit einer auf «finer Nabe gegen die Kraft vorgespannter Druckfedern durch eine Kolben-Zylinderanordnung axial verschiebbar angeordneten Druckscheibe, die wechselweise mit einer kupplungs- und einer bremsseitigen Reibscheibe in Eingriff kommt wobei die Nabe mit einem die bremsseitige Reibscheibe tragenden und als Gegendruckscheibe ausgebildeten sowie mit Kühlluftdurchlässen und radial verlaufenden Kühlrippen versehenen Flansch fest verbunden ist dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (7) mehrere um die Nabe (6) herum gleichmäßig auf dem Umfang verteilte und von der Nabe abgesetzte Betätigungszylinder (14,19,20) aufweist die topfförmig aus seiner der Drudescheibe (10) zugewandten Seite vorstehen, wobei im Bereich zvvi- κ sehen den Betaugungszylindern Kühlluftdurchlässe (22) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (10) zur Aufnahme der Druckfedern (13) ebenfalls mehrere topfförmige ¹S Ausbuchtungen (24) aufweist, die radial außerhalb der Betätigungszylinder (14,19,20) auf dem Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und aus ihrer der Flanschseite zugewandten Seite vorstehen, wobei sie sich axial mit den Beiätigungszylindern überdecken und mil Durchbrüchen (25) versehen sind, die mit den radialen Durchbrüchen (27) der Druckscheibe in Verbindung stehen.

3. Vorrichtung nach Ansprach \ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungszylinder (14,19, 3:> 20) jeweils mit zwei benachbarten Kühlrippen (15) als Verstärkung für den Zylinderboden dicht an der Nabe (6) angeordnet sind und die sich seitlich an die Betätigungszylinder anschließenden Kühlluftdurchlässe (22) in radialer Richtung von der Nabe bis annähernd zu den Reibringen (1,2; 1,4) reichen.