DE2552268B2 - Reibungskupplungs- und bremsvorrichtung - Google Patents

Description

koaxial angeordneter und in bezug auf den ersten Ring einen kleineren Durchmesser aufweisender, feststehender Ring vorgesehen ist, der treibende bzw. getriebene Teil zwei äußere kegelstumpfföraige Flächen mit entgegengesetzter Neigung besitzt, daß eine weitere kegelstumpfartige und mit der ersten Scheibe fest verbundene Fläche, die mit einer der äußeren Flächen des zweiten Ringes kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist und eäte weitere kegelstumpfförmige und mit der zweiten Scheibe fest verbundene Fläche vorgesehen ist, die mit der anderen äußeren Fläche des zweiten Ringes kraftschlüssig ic Eingriff bringbar ist, ferner mindestens eine Feder, um die beiden Scheiben in die Bremsstellung aufeinanderzu zu bewegen, und daß ferner die Luftkaminer zwischen den Scheiben angeordnet ist

Die Vorteile der Erfindung beruhen insbesondere auf dem Umstand, daß man anstelle einrs komplizierten Gesamtaufbaues eine einfache Kombination zweier benachbarter Scheiben hat mit einer entsprechenden beträchtlichen Reduzierung der tragen Massen und mit einer deutlichen Verminderung der Herstellungskosten. Ganz wesentlich ist insbesondere der Umstand, daß sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wegen der Anordnung der jeweils zwei kegelstumpfförmigen Flächen mit entgegengesetzter Neigung und der 2s symmetrischen Wirkung von Luftkammer und Feder jegliche axialen Kräfte aufheben, d. h. daß es sich um eine selbststützende Vorrichtung handelt. Die "orrichtung erbringt im übrigen eine erhöhte Leistung und besitzt eine wirksame Kühlung. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt in welcher die einzige Figur einen axialen Teilschnitt der Reibungskupplungsund Bremsvorrichtung zeigt.

Nach der Figur hat die Vorrichtung einen getriebenen bzw. gebremsten Teil, hier eine Welle 1 und einen treibenden Teil, hier eine Scheibe 2, die koaxial zu der Welle 1 angeordnet ist An der Scheibe 2 ist koaxial ein Ring 3 gebildet der aus zwei untereinander mittels Schrauben oder Bolzen 4 verbundenen Teilstücken 3a und 3b besteht. Die Teilstücke 3a und 36 haben im Innern jeweils kegelstumpfartige koaxiale Flächen 3c und 3d mit jeweils entgegengesetzte. Neigung und bilden eine ringförmige Ausbuchtung mit V-förmigem Querschnitt Innerhalb des Ringes 3 sind koaxial zwei benachbarte Scheiben 5 und 6 angeordnet, die jeweils entsprechende kegelstumpfförmige äußere Flächen 5a und 6a besitzen, welche so gestaltet sind, daß sie sich an die entsprechenden kegelstumpfartigen Flächen 3c und 3d des Ringes 3 anpassen. Zwischen den Flächen 3c, 5a und 3d, 6a sind Schichten 7 aus einem Reibungsmaterial vorgesehen, das auf die Scheiben 5,6 oder die Teilstücke 3a und 36 des Ringes 3 aufgetragen ist. Die Scheibe 5 ist mit der Welle 1 in der Art verbunden, daß sie in Rotationsrichtung mitgenommen wird, aber in axialer Richtung verschoben werden kann.

Zu diesem Zweck ist die Welle 1 mit einem Keil 8a und einem Flansch 8, der an seinem Umfang mit einer Verzahnung 86 versehen ist, befestigt. In die Verzahnung 86 greift eine entsprechende Verzahnung 56 der Scheibe 5 ein. Auf diese Weise ist die Scheibe mit der Welle 1 drehfest verbunden, vermag aber schnell axial durch Lösung der Verzahnungen 56 und 86 versetzt zu werden. Zwischen den Scheiben 5 und 6 ist eine Luftkammer 9 eingefügt, die mittels eines Anschlusses 10 und einer Leitung 11 mit einer axialen Leitung 12, die in der Welle 1 vorgesehen ist, verbunden ist. Die axiale Leitung 12 kann ihrerseits mit einer (nicht dargestellten) Druckluftkammer so verbunden werden, daß sie Druckluft in die Luftkaminer 9 einführt Sobald die Druckluftzufuhr stattfindet werden die Scheiben 5 und 6 auseinandergerückt (& h. sie entfernen sich voneinander), wobei die Flächen 5a und 6a gegen die Flächen 3c; 3d gedruckt werden (d. h. sich einander nähern) und bilden so die Reibungskupplung für die Übertragung der Bewegung der Scheibe 2 auf die Welle 1.

Die Scheiben 5 und 6 sind untereinander mittels entsprechender Zähne 13 verbunden, wobei diese gegenseitig so ineinandergreifen, daß die Scheiben 5 und 6 selbst in der Rotationsrichtung miteinander verbunden sind, aber eine schnelle axiale Verschiebung gegeneinander erlauben.

Die Scheiben 5 und 6 sind im übrigen normalerweise in axialer Richtung gegeneinandergedrückt und zwar mit einer Mehrzahl von Federn 14. Diese sind in einem entsprechenden Gehäuse 15, das als Aushöhlung in der Scheibe 5 ausgestaltet ist, eingesetzt und greifen mit dem einen Ende an den Boden des Gehäuses 15 selbst und mit dem anderen Ende an Köpfe 16a von Bolzen 16 an, die in axialer Richtung angeordnet sind. Die Bolzen 16 sind durch die Federn 14 hindurchgeführ: (d. h. sind in sie eingesetzt), gehen gleitend durch entsprechende öffnungen in der Scheibe 5 hindurch und sind in die Scheibe 6 eingeschraubt. Die Federn 14 mit den entsprechenden Bolzen 16 sind in regelmäßigen Abständen auf einer Kreislinie mit dem Zentrum in der Achse der Welle 1 angeordnet.

In einer Zwischenposition zwischen dem Ring 3 und der Welle 1 ist ein fester Ring 17 vorgesehen, dessen Achse mit der Achse der Welle 1 zusammenfällt und an seinem äußeren Umfang zwei kegelstumpfförmige koaxiale Flächen 17a und 176 mit entgegengesetzter Neigung aufweist, die ein ringförmiges Relief mit einem V-förmigen Querschnitt bilden. Den Flächen 17a und 176 sind entsprechende Flächen 18a und 186, die als Ausnehmungen in den Scheiben 5 und 6 ausgestaltet sind, gegenübergestellt. Auch die Flächen 18a und 186 sind kegelstumpfförmig, koaxial mit der Welle 1 und in V-Form gegeneinander geneigt.

Zwischen den Flächen 17a und 176 und den Flächen 18a und 186 sind Schichten 19 von Reibungsmaterial vorgesehen, das auf den Scheiben 5 und 6 oder auch den Ring 17 aufgetragen ist.

Es ist vorgesehen, daß der Ring 17, da er nicht um die entsprechende Achse, d. h. um die Achse der Welle 1 rotieren kann, kurz in axialer Richtung versetzt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Ring 17 im Innern mit einer Verzahnung 17c versehen, die gleitend in eine Verzahnung 20c gleicher Art eingreift, die an dem Umfang eines mit der Welle 1 koaxialen Ringes 20 gebildet ist und an einem feststehenden Körper 21 mittels Schrauben 22 befestigt ist. Wenn die Luftkammer 9 entleert ist, verursacht die Wirkung der Feder 14 den Bremseffekt durch die Annäherung der kegelstumpfförmigen Flächen 18a und 186 an die kegelstumpfförmigen Flächen 17a und 176 des feststehenden Ringes 17. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, kann bei dem Ring 17 ein hohler Querabschnitt mit Durchgängen 17d, 17e vorhanden sein, der den Durchfluß einer Kühlflüssigkeit erlaubt, um die durch die Umwandlung der kinetischen Energie verursachte Wärmeentwicklung schneller auszugleichen. Zwischen dem Ring 17 und der Welle 1 ist aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Vorrichtung eine ringförmige Aushöhlung 23 vorgesehen, zu dem ein Kühlmittel, z. B. Wasser oder

Luft, zugeführt werden kann, das mittels der Durchgänge 17dund 17eden Ring 17 durchströmen kann, um sich schließlich seitlich wieder zu entleeren.

Nach dem Gesagten ist die Wirkungsweise der Vorrichtung folgende: Durch die Zuführung von Druckluft in die Luftkammer 9 werden die Scheiben 5 und 6 auseinandergerückt, wobei sich die kegelstumpfförmigen Flächen 5a und 6a den entsprechenden Flächen 3cund 3c/des Ringes 3 nähern. Auf diese Weise wird der Kupplungseffekt verwirklicht, der erforderlich ist, um die Scheibe 2 mit der getriebenen Welle 1 fest zu verbinden, während die kegelstumpfförmigen Flächen 18a und 186 sich von den entsprechenden kegelstumpfförmigen Flächen 17a und 17i»des feststehenden Ringes 17 entfernen.

Die umgekehrten Vorgänge werden durch das Entleeren der Luftkammer 9 erzielt, also die gegenseitige Annäherung der Scheiben 5 und 6 aufgrund der Wirkung der Federn 14 und demgemäß das Andrücken der Flächen 18a, 186 an die Flächen 17a, 176 des feststehenden Ringes 17. Dadurch entsteht die Bremswirkung auf die Welle 1, während die Entkupplung der Reibung durch Entfernen der Flächen 5a und 6a von den Flächen 3c und 3d eintritt. Das Ausrichten in axialer Richtung, das notwendig ist. um den Verschiedenheiten bei der Abnutzung der Reibungsmaterialschichten 7 und 19 gerecht zu werden, geschieht automatisch aufgrund der axialen Gleitmöglichkeit der Scheibe 5 mittels der Verzahnung 5b und 86 und des Ringes 17 mittels der Verzahnung 17cund 20c.

Die besondere V-förmige Ausgestaltung der kegelstumpfförmigen Flächen und das Vorhandensein der Zähne 13 für die Verbindung der Scheiben 5 und 6 machen die Einrichtung selbsttragend, so daß keine Drucklagerkissen notwendig sind, wie das bei den einfachen Bremskupplungen mit einem einzigen Kegel erforderlich ist, wodurch der Gesamtaufbau in bemerkenswerter Weise vereinfacht wird. Die durch die Umwandlung der kinetischen Energie entstehende Wärme wird nach außen in die Atmosphäre abgeleitet, und zwar mittels einer Leitung durch den Ring 3, und da:> in besonders vorteilhafter Weise in bezug auf die

iS Reibungen bei mehreren Scheiben, in denen die Wärme in beträchtlicher Weise im Innern der Scheiben selbst gehalten wird.

Bei der Anwendung von häufigen Arbeitsgängen ist es im übrigen möglich, die Kühlung zu beschleunigen,

ίο indem man Wasser oder Luft in die ringförmige Aushöhlung 23 einführt, wie das oben beschrieben ist.

Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es möglich, die beiden Aufgaben des Kuppeins und des Bremsens dadurch zu lösen, daß im wesentlichen nur zwei Scheiben verwendet werden, wobei es mit den erheblich reduzierten Massen bei jedem Zyklus möglich ist, eine schnelle Beschleunigung oder Verzögerung des Drehvorganges zu erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: gen (VJd, Me) für den Durchfluß des Kühlmittels versehen ist

1. Mit Druckluft betätigbare Reibungskupplungsund Bremsvorrichtung, bei der mit der Beaufschlagung einer Luftkammer die Verbindung eines treibenden mit einem zu diesem koaxial angeordneten getriebenen Teil sowie auch die Bremsung dieses getriebenen Teils ermöglicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster koaxial mit dem treibenden Teil (2) fest verbundener Ring (3) w> vorhanden ist, der zwei innere kegelstumpfförmige koaxiale Flächen (3g 3d) mit entgegengesetzter Neigung aufweist, daß eine koaxial mit dem getriebenen bzw. gebremsten Teil (1) verkeilte Scheibe (5) vorgesehen ist, die an ihren äußeren Umfang eine kegelstumpfförmige Fläche (Sa) besitzt, welche mit einer der kegelstumpfförmigen Rächen (3c, 3d) des ersten Ringes (3) kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist daß eine zweite koaxial neben der ersten Scheibe (5) angeordnete zweite Scheibe (6) vorgesehen ist die ebenfalls eine kegelstumpfförmige äußere Räche (6a) besitzt die mit der anderen kegelstumpfförmigen Fläche (3d) des ersten Ringes (3) kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist daß ein zweiter koaxial angeordneter und in bezug auf den ersten Ring (3) einen kleineren Durchmesser aufweisender feststehender Ring (17) vorgesehen ist, der treibende bzw. getriebene Teil zwei äußere kegelstumpfförmige koaxiale Flächen (17a, \7b) mit entgegengesetzter Neigung besitzt daß eine weitere kegelstumpfartige und mit der ersten Scheibe (5) fest verbundene Fläche (18ajl die mit einer der äußeren Flächen (17a. 17Z^des zweiten Ringes (17) kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist, und eine weitere kegelstumpfförmige und mit der zweiten Scheibe (6) fest verbundene Fläche (l&b) vorgesehen ist, die mit der anderen äußeren Fläche (176,J des zweiten Ringes (17) kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist ferner mindestens eine Feder (14), um die beiden Scheiben (5, 6) in die Bremsstellung aufeinanderzu zu bewegen, und daß ferner die Luftkammer (9) zwischen den Scheiben (5, 6) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (5,6) mit Zähnen (13) mit wechselseitigem gleitendem Eingriff versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Scheibe (5) nahe ihrer Achse eine Verzahnung (56^ aufweist, die in Eingriff mit einer entsprechenden mit dem getriebenen bzw. gebremsten Teil (1) fest verbundenen Verzahnung (Sb) steht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (17) eine Verzahnung (17c^ aufweist, die mit einer entsprechenden an einem feststehenden Körper (21) vorgesehenen Verzahnung (2OcJin Eingriff steht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (17) in einem Zwischenraum zwischen dem ersten Ring (3) und dem getriebenen bzw. gebremsten Teil (1) vorgesehen ist, wobei zwischen dem zweiten Ring (17) und dem getriebenen bzw. gebremsten Teil (1) eine ringförmige Aushöhlung (23) besteht, die der Zuführung eines Kühlmittels dient.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (17) einen hohlen Abschnitt aufweist der mit Durchgän-Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Druckluft betätigbare Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung, bei der mit der Beaufschlagung einer Luftkammer die Verbindung eines treibenden mit einem zu diesem koaxial angeordneten getriebenen Teil sowie auch die Bremsung dieses getriebenen Teils ermöglicht wird.

Eine Bremskupplung des genannten Typs mit alternativer Betätigung muß so gestaltet sein, daß sie die Übertragung der Rotationsbewegung von einem treibenden Teil auf einen getriebenen bzw. gebremsten Teil mittels einer Reibungskupplung erlaubt und umgekehrt die Entkupplung mit gleichzeitiger Bremsung des getriebenen bzw. gebremsten Teils.

Die gegenwärtig gebräuchlichen Typen dieser Vorrichtung (wie z. B. jene mit mehrfachen Scheiben) bestehen, außer daß sie von sehr komplizierte Bauart sind, aus beträchtlichen rotierenden Massen, wodurch infolge des Beharrungsvermögens während der Beschleunigungs- und Bremsvorgänge erhöhte Leistungen notwendig sind.

Aus dem DT-GB 18 66 534 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, die in ihrem Aufbau, bedingt durch das dort angewendete Prinzip, welches viele komplizierte Einzelteile erfordert, ebenfalls sehr aufwendig ist. So ist es beispielsweise notwendig, die getriebene Welle mittels Doppelschrägkugellager in dem die Bremsung übernehmenden Gestell zu lagern, da bei dem Betrieb dieser Vorrichtung sowohl beim Kuppeln der Schwungscheibe an die Welle als auch beim Bremsen der Welle gegen das Gestell erhebliche axiale Kräfte auftreten. Auch ist bei der bekannten Vorrichtung eine Hohlwelle zur Zuführung des Druckmittels zu der Luftkammer notwendig, da anders diese Luftkammer nicht zugänglich ist. Die bekannte Vorrichtung weist schließlich wegen der Verwendung einer besonderen Nabe, auf welcher das Schwungrad aufsitzt, welche die Zuführung des Druckmittels bildet und welche die Gleitverzahnung träjt, relativ große träge Massen auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Aufbau der Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung so zu rationalisieren und zu vereinfachen, daß die bewegten Massen bei gleichbleibender Übertragungsleistung im Verhältnis zu den bekannten Vorrichtungen dieser Art beachtlich reduziert werden und axiale Kräfte weitgehend vermieden sind.

Diese Aufgabe wird an einer Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß ein erster koaxial mit dem treibenden Teil fest verbundener Ring vorhanden ist der zwei innere kegelstumpfförmige koaxiale Flächen mit entgegengesetzter Neigung aufweist daß eine koaxial mit dem getriebenen bzw. gebremsten Teil verkeilte Scheibe vorgesehen ist, die an ihrem äußeren Umfang eine kegelstumpfförmige Fläche besitzt welche mit einer der kegelstumpfförmigen Flächen des ersten Ringes kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist, daß eine zweite koaxial neben der ersten Scheibe angeordnete zweite Scheibe vorgesehen ist die ebenfalls eine kegelstumpfförmige äußere Fläche besitzt, die mit der anderen kegelstumpfförmigen Fläche des ersten Ringes kraftschlüssig in Eingriff bringbar ist, daß ein zweiter