DE2657814A1

DE2657814A1 - Kombinierte kupplungs- und bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2657814A1
Application number: DE19762657814
Authority: DE
Inventors: Karl Wilhelm Mombre
Original assignee: Ortlinghaus Werke GmbH
Current assignee: Ortlinghaus Werke GmbH
Priority date: 1976-12-21
Filing date: 1976-12-21
Publication date: 1978-06-29
Also published as: ES464113A1; GB1575763A; FR2375493B3; FR2375493A1; IT1088463B

Description

DiPL.-iNG. LUDEWIG · dipl-phys. BUSE · dipl.-phys. MENTZEL

WUPPERTAL 2 UNTERDÖRNEN 114 RUF (0202) 55 36 11/12

512 Kennwort; "Anschlagdämpfung"

Firma Ortlinghaus-Werke GmbH, 5678 Wermelskirchen, Kenkhauser Straße

Kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine kombinierte Kupplungsund Bremsvorrichtung für intermittierend antreibbare Maschinen, wie Pressen od.dgl., mit einer rotationsangetriebenen Kupplungsscheibe, einer stillstehenden Bremsscheibe und einer dazwischenliegenden, axialbeweglichen Druckscheibe, die drehfest mit der Maschinenwelle verbunden und durch ein Druckmedium sowie eine Federbelastung wechselseitig gegen die Kupplungs— oder die Bremsscheibe anpreßbar ist, wobei auf der jeweils gegenüberliegenden Seite dieser Scheiben ein anschlagwirksamer Gegenflansch angeordnet ist, der über Drehmomente übertragende Verbindungsteile mit einem zugehörigen, ortsfest auf der Maschinenwelle sitzenden Tragelement verbunden ist.

Für eine schnell sowohl im Kupplungs- als auch im Bremssinne wirksame Vorrichtung ist es erforderlich, die Axialbewegung der Druckscheibe mit großer Kraft wahlweise gegen die Kupplungsscheibe oder die Bremsscheibe auszuführen. Bei dieser Umschaltung der Vorrichtung zwischen dem Kupplungsund Bremszustand werden diese hohen Kräfte vom Druckmedium einerseits und von der Federbelastung andererseits bewirkt.

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Ein großer Nachteil besteht darin, daß diese Umsteuerung mit großen Schaltgeräuschen verbunden ist, die umso größer werden, je schneller und wirksamer die Vorrichtung zwischen ihrem Kupplungs- und Bremszustand übergeführt werden soll. Dies wirkt sich auch nachteilig auf die Lebensdauer der dabei beanspruchten Vorrichtungsteile aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnell und zuverlässig wirksame Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, deren Arbeitsweise sich durch geringe Geräusche auszeichnet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der erwähnte Gegenflansch der Vorrichtung axialbeweglich am Tragelement gelagert ist und zwischen dem Gegenflansch und seinem Tragelement ein federelastisches Glied angeordnet ist. Damit liegt eine nachgiebige Anordnung des Gegenflansches vor, der bei Umsteuerung der Druckscheibe, zusammen mit der schon aus Verschleißgründen axialen Verschieblichkeit der Kupplungsbzw. Bremsscheibe zwar zurückweichen kann, doch durch das dazwischengeschaltete federelastische Glied mit entsprechend hoher Gegenkraft auf der Rückseite der Kupplungs- bzw. Bremsscheibe angedrückt wird, so daß es zu einer schnellen Übertragung des Drehmoments im Antriebs- oder Brerassinne kommt. Die beim Umschalten der Druckscheibe auftretenden Schläge werden nachgiebig, elastisch abgefangen, ohne daß die Wirksamkeit der Bremsung bzw. Kupplung beeinträchtigt wird. Dies führt, wie Versuche zeigten, zu einer überraschenden, starken Dämpfung der beim Umschalten auftretenden Geräusche. Dadurch wird nicht nur der Schaltpegel"erniedrigt sondern auch die Lebensdauer der dabei beanspruchten Bauteile erhöht.

Obwohl die verschiedensten federelastischen Glieder zwischen dem Gegenflansch, und Tragelement verwendet werden können, wie gewendelte Druckfedern oder elastische Blöcke, hat sich die Verwendung von Tellerfedern sowohl hinsichtlich der gewünschten

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elastischen Eigenschaften als auch aus Gründen einer guten Wärmeisolation zwischen dem beanspruchten Gegenflansch einerseits und dem mit der Welle verbundenen Tragelement andererseits bewährt. Diese Tellerfedern werden im einfachsten Fall durch Schrauben am Gegenflansch festgelegt, während der Schraubenkopf in einer ausreichend groß dimensionierten Aufnahme des Tragelements eingesenkt ist. Obwohl dies aus Montagegründen günstiger ist, könnte man auch die Tellerfedern, umgekehrt, am Tragelement festlegen.

Die vorerwähnte Axialbeweglichkeit des Gegenflansches am Tragelement, welche zugleich eine die bremswirksamen bzw. antriebswirksamen Kräfte aufnehmende Verbindung bildet, ist am einfachsten durch Bolzen verwirklicht, die einhändig am einen Teil, wie dem Gegenflansch, festgelegt sind, während das andere Bolzenende, axialbeweglich in einer entsprechenden Aussparung des anderen Teils, wie dem Tragelement, geführt ist. Diese Bolzen sind dabei in jener Itingzone der Vorrichtung angeordnet, in welcher die zum Haltern der vorerwähnten Tellerfedern vorgesehenen Verbindungsmittel, wie Schrauben, angeordnet sind. Diese Verbindungsmittel einerseits und Bolzen andererseits sind in dieser Itingzone im Wechsel angeordnet.

Eine andere Möglichkeit, die sich montagemäüig durch größere Einfachheit auszeichnet, besteht darin, die gewünschte axialbewegliche Verbindung durch zueinander komplementär gestaltete Radialprofile zwischen dem Gegenflansch und dem Tragelement zu bilden. Als geeignete Hadialprofile bieten sich ineinandergreifende Zahnungen dieser beiden Teile an. Im !lähmen der erfindungsgemäßen axialen Beweglichkeit werden die ineinandergefügten radialen Zahnungen längsseits gegeneinander verschoben. Die elastischen Glieder, wie Pellerfedern, drücken den Gegenflansch nach Auffangen des beim Umschalten erfolgenden Schlags immer wieder in seine ausgeschobene Ausgangsstellung bezüglich des zugehörigen Trageleraents.

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Eine eigentliche axiale Festlegung des Gegenflansches an seinem Tragelement liegt nicht vor. Das Ausmaß des Zurückweichens des Gegenflansch bei der Umsteuerung der Vorrichtung wird durch die Zusammendrückbarkeit des vor dem ortsfesten Tragelement angeordneten, zwischengeschalteten federelastischen Gliedes bestimmt. Der maximale Ausschub des Gegenflansches aus seinem Tragelement wird durch geeignete Anschläge an seiner axialen Verbindung begrenzt, wie zum Beispiel Anschlagschultern oder Anschlagringe am Bolzen.

In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 eine Stirnansicht auf den inneren Teil der

Vorrichtung, wo die Schnittlinie I-I für den Teilschnitt der Fig. 1 eingezeichnet ist,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht durch ein Teilstück

der Vorrichtung, längs der Schnittlinie III-III von Fig. 2, und

Fig. 4 eine Längsschnittansicht durch ein entsprechendes Teilstück einer demgegenüber abgewandelt gestalteten Vorrichtung.

Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Kupplungsscheibe 11, die durch einen Kranz von Bohrungen 13 durchgreifende Bolzen mit einem rotationsangetriebenen Antriebsteil 15, wie ein Schwungrad oder eine Riemenscheibe, mitbeweglich verbunden ist. In hierzu spiegelbildlich gleicher Ausführung gehört zur Vorrichtung auch eine Bremsscheibe 12, die durch entsprechende Bohrungen tk durchgreifende Bolzen undrehbar mit einem Maschinenkörper verbunden ist. Beide Scheiben 11, 12 sind beidseitig mit Iteibebelägen 17, 17' bzw. 18, 18' versehen. Beide Scheiben 11, sind, um den Verschleiß der vorerwähnten Reibbeläge ausgleichen zu können, auf den vorerwähnten Holzen axialverschiebbar angeordnet.

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Zwischen den beiden Scheiben 11, 12 befindet sich die für die Steuerung des Kupplungs- und Bremszustands maßgebliche Druckscheibe 20, Sie wirkt mit ihren beiden Flächenseiten wechselweise mit den Belegen 17 bzw. 18 der Kupplungsscheibe 11 und Bremsscheibe 12 zusammen, indem diese durch eine kombinierte Druckmittel-Feder-Kombination axial zwischen den beiden Scheiben 11, 12 gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist die Druckscheibe 20 über einen Steg 21 mit einem Ringkolben 22 verbunden, der in einem Ringzylinder 23 eines flanschartigen Tragelements 24 geführt ist. Durch Nutringdichtungen 25, 26 ist eine Abdichtung des Kolbens 22 im Zylinder 23 erreicht. Das Druckmedium, wie insbesondere Drucklu-ft, wird durch einen Kanal 27 dem Ringzylinder 23 zugeführt. Der Kanal 27 ist in einer Nabe 19 angeordnet, welche die nicht näher gezeigte Maschinenwelle umfaßt und auf welcher zugleich der Ringkolben 22 der Druckscheibe 20 mit seiner inneren Ringdichtung 25 gleitet. Der vom Druckmedium ausgehenden axialen Schaltbewegung der Druckscheibe 20 entgegenwirkend, sind in der Vorrichtung noch Druckfedern 28 angeordnet, die sich einendig auf der Außenseite des Kolbens 22 abstützen und diesen im Einschubsinne in den Ringzylinder 23, dem Druckmedium entgegen, belasten. Das andere Ende der Druckfedern 28 ist an einem gegenüberliegenden Flansch 30 abgestützt, der mit der vorerwähnten Nabe 19 verbunden ist.

Dieser Flansch 30 trägt zur Führung der einzelnen Druckfedern 28 dienende Stehbolzen 31, die an einer Federaufnahmescheibe 32 einstückig angeformt sind. Die verschiedenen Stehbolzen 31 sind in einer Ringzone des Flansches 30 angeordnet. Während das im Ringzylinder 23 wirksame Druckmedium die Druckscheibe 20, der Feder 28 entgegen, gegen den Belag 17 der Kupplungsscheibe 11 andrückt, bewirkt die Druckfeder 28 bei entspanntem Druckmedium eine Rückstellung der Druckscheibe 20 gegen den Reibbelag 18 der Bremsscheibe 12. Zur Führung und Mitnahme von Drehmomenten trägt der Flansch 30 in einer weiteren

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Ringzone angeordnete Führungsbolzen 33, die in Aufnahmen an einem Lappen 29 der Druckscheibe 20 axial aufgenommen sind.

Den jeweils äußeren Reibbelägen i7^f bzw. 18' der beiden Scheiben 11, 12 gegenüberliegend befinden sich Gegenflansche 34, 40. Sie wirken jeweils im Kupplungs- und Bremszustand auf der gegenüberliegenden Seite der Druckscheibe 20 mit der Kupplungsscheibe 11 bzw. Bremsscheibe 12 zusammen. Obwohl auch der Gegenflansch 34 in der noch nachfolgend zu besclir·¹' -mlen besonderen Weise angeordnet sein könnte, ist er, im folgenden Fall, nach traditioneller Art fest am Flansch 30 angebracht, und zwar hier durch einstückige Herstellung. Am Flansch 30 sind hierzu Rippen 35 vorgesehen, die nicht nur zur Verstärkung sondern auch, nach Art von Lüfterschaufeln, zur Kühlung der Vorrichtung beitragen. Hierzu ist unterhalb des Gegenflansches 34 auch noch ein Durchbrueh 36 vorgesehen, der den Innenraura der Vorrichtung belüftet und dabei sogar radiale Durchbrüche 37 in der Druckscheibe 20 erreicht.

Der Gegenflansch 40 trägt auch vergleichbare Lüfterschaufeln 38. Dieser Gegenflansch 40 ist jedoch mit einer besonderen axialbeweglichen Lagerung All an seinem flanschartigen Trageleraent 24 angebracht. Zwischen dem Gegenflansch 40 und diesem Tragelement 24 sind federelastische Glieder angeordnet, die im vorliegenden Fall aus Tellerfedern k2 bestehen. Sie sind mittels Schrauben 43, die in Gewindebohrungen kk des Gegenriansches 40 fassen, an seiner Rückseite angebracht. Hinter den Tellerfedern befinden sich Ausgleichsscheiben 45, an denen sie sich einseitig abstützen. Das zugehörige Tragelement 24 besitzt Aufnahmen 4b, die groß genug sind, um die jeweiligen Köpfe 47 der einzelnen Schrauben 43 aufnehmen zu können. Diese Schraubenköpfe dienen normalerweise nicht zur Aufnahme eines Drehmoments während des Bremsvorgangs, vielmehr sind hierzu besondere, in Fig. 3 näher gezeigte Bauteile vorgesehen.

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Doch falls jene nicht ausreichen sollten, besteht die Möglichkeit in Notsituationen über diese Schraubenköpfe 47 eine Abstützung des Gegenflansches 40 gegenüber mitnehmenden Drehbewegungen zu erlangen.

Der eigentliche Lage»bereich 41 wird von den in Fig. 3 näher gezeigten Bauteilen gebildet, die, ausweislich der Fig. 2, in der gleichen llingzone 39 angeordnet sind, wie die vorerwähnten Tellerfedern 42 mit ihren Halteschrauben 43. Hierzu gehören Führungsbolzen 50, von denen, ausweislich der Fig. 2, insgesamt drei Exemplare in dervorerwähnten Hingzone 39 verteilt angeordnet sind. Diese Bolzen 50 sind mit ihrem einen Ende fest in dem Gegenflansch 40 angeordnet und weisen mit einem losen Ende 52 in axialer Richtung, wobei sie durch eine Bohrung 48 im Tragelement 24 hindurchgeführt sind. Die Bolzen 50 sind in ihren Bohrungen 48 axial verschieblich angeordnet, wenn im Bremszustand der Vorrichtung die Tellerfedern 42 elastisch zusammengedrückt sind. Der von den Federn 28 ausgeübte Andruck der Druckscheibe 20 an der axialbeweglichen Bremsscheibe 12 wirkt sich, nach Verformung der federelastischen Glieder 42, in einer pufferartigen nachgiebigen RUckbewegung des Gegenflansches 40 aus, wodurch der anfängliche Schlag geräuschmäßig dämpfend aufgenommen wird. Nach Auffangen dieses Schlags geben die Tellerfedern 42 wieder nach und es kommt zu einer entsprechenden RUckbewegung des Gegenflansches 40. Zur Begrenzung der Ausschubbewegung, die ein unerwünschtes Herausfallen der Bolzen 50 verhindert, ist am freien Ende 52 jeweils eine Anschlagscheibe 53 angeordnet, die von einem durchgeführten Splint 54 festgehalten wird. Bei der geschilderten Axialbewegung 55 im Sinne des in Fig. 3 eingezeichneten Doppelpfeils, gleitet der ringförmig gestaltete Gegenflansch 40 mit seiner Innenfläche 56 an einer entsprechenden Schulter 57 auf der Außenseite der zum Tragelement 24 gehörenden Zylinderwand 49 des oben erwähnten Ringzylinders 23. Im übrigen sind in diesem Bereich um Tragelement 24 auch noch Verstärkungsrippen 58 angebracht. Dieses Tragelement 24 ist durch nicht näher gezeigte

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Bolzen mit der eingangs erwähnten Nabe 19 vereinigt, welche die nicht näher gezeigte Maschinenwelle umfaßt. Statt der vorerwähnten Scheiben 53 könnten auch angedrehte Schultern oder Köpfe eine Anschlagwirkung zur Begrenzung der verschiedenen Aufschubbewegungen des Führungsbolzens 50 bewirken.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 ist eine andersartige axiale Lagerung 60 vorgesehen, welche im Bremsfall den dortigen Gegenflansch 40 mit der Bewegung des Tragelements 24 mitnimmt. Hinsichtlich der elastischen Glieder, die auch hier als Tellerfedern 42 ausgebildet sind, liegen die gleichen Verhältnisse vor, wie sie im Zusammenhang mit Fig. i erläutert worden sind, weshalb insoweit, auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Auf der Außenseite der bereits erwähnten Zylinderwand 49 ist eine Außenzahnung 6l vorgesehen, die mit einer gegenüberliegenden, komplementär gestalteten Innenzahnung 62 an der Itadialinnenseite des Gegenflansches 40 in Eingriff steht. Es ergibt sioh dort eine analoge Axialbewegung 63, die in Fig. 4 durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet ist, wenn bei Kraftausübung seitens der Druckscheibe 20 aufgrund einer elastischen Nachgiebigkeit der elastischen Glieder 42 der Gegenflansch 40 federnd zurückweicht. Zur Begrenzung des Ausschubs kann auch hier, am Ende der einen Zahnung 6i ein Anschlag 59 vorgesehen sein, der eine weitere Axialbewegung der Innenznhnung 62 längs der Außenzahnung 6l ausschließt.

Statt Zahnungen 6l, 62 könnten auch beliebige andere, ineinandergreifende Radialprofile vorgesehen sein, welohe die erforderliche Axialbewegung zulassen und dennoch eine drehmomentfeste Verbindung zwischen dem Gegenflansch 40 und seinem Tragelement 24 bewirken. Statt der Tellerfedern 42 können auch andere, anjsich bekannte, elastische Glieder, wie gewendelte Druckfedern, eingesetzt werden. Zwecks ihrer Montage sind die vorerwähnten Schrauben 43 zur Halterung der Tellerfedern 42 kopfseitig mit einem Innensechskant 64 versehen, der aus der Stirnansicht von Fig. 2 erkennbar ist und zum Angriff eines geeigneten Werkzeugs dienlich ist. Dieses Werkzeug kann dabei

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durch die aus Pig. I ersichtliche, durchgeführte Aufnahme 46 von außen eingesetzt werden.

Obwohl es vornehmlich darauf ankommt, auf der Bremsseite die heim Umschalten der Vorrichtung auftretenden Schläge dämpfend und geräuschmindernd aufzunehmen, besteht natürlich auch die Möglichkeit in gleicher oder ähnlicher Weise, den auf der Kupplungsseite befindlichen Gegenflansch 3*t axialbeweglich und unter Zwischenschaltung von federelastischen Gliedern mit seinem Flansch 30 zu verbinden. Auf diese Weise könnten beide Gegenflansche elastisch nachgiebig von ihren zugehörigen Trageleraenten 30, 2k gehalten werden. Bedarfsweise könnte umgekehrt auch, statt der Bremsseite, nur die Kupplungsseite mit einem axialbeweglichen, elastisch nachgiebigen Gegenflanseh versehen sein. Beide Gegenflansche 3*», 40 wirken einmal beim Kuppeln und andermal beim Bremsen als Widerlager zur Aufnahme der anfallenden Urasteuerungskräfte.

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PATENTANWÄLTE 28578 I 4

DiPL.-iNG.LUDEWIG · dipl-phys. BUSE - dipl-phys.MENTZEL

56 WUPPERTAL 2 - UNTERDÖRNEN 114 - RUF (021211 553611/12

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Kennwort; "Anschlagdämpfung¹'

Aufstellung der Bezugszeicfaen

10	Vorrichtung	36	Durchbrach
11	Kupplungsscheibe	37	radialer Durchbrach
12	Brems scheibe	38	Lüfterschaufel
13	Bohrung von Ii	39	Ringzone
14	Bohrung von 12	40	Gegenflansch an 24
15	Antriebsteil	41	Lagerung von 40
16	Maschinenkörper	42	Tellerfeder
17	Reibbelag von 11	43	Schraube
17«	Reibbelag von ii	44	Gewindebohrung
18	Reibbelag von 12	45	Ausgleichsscheibe
18«	Reibbelag von 12	46	Aufnahme in 24
19	Nabe	47	Schraubenkopf
20	Druckscheibe	48	Bohrung
21	Steg	49	ZyIinderwand
22	Ringkolben	50	Führungsbolzen
23	Ringzylinder	51	festes Ende von 50
24	flanschartiges Tragelement	52	loses Ende von 50
25	Ringdichtung	53	Anschlagscheibe
26	Ringdichtung	54	Splint
27	Kanal	55	Axialbewegung
23	Druckfeder	56	Innenfläche
29	Lappen von 20	57	Schulter
30	Flansch	58	Verstärkungsrippe
31	Stehbolzen	59	Anschlag
32	Federaufnahmescheibe	60	Axiallagerung
33	Führungsbolzen	61	Außenzahnung an 49
34	Gegenflansch an 30	62	Innenzuhnung an 40
35	Rippe	63	Axialbewegung
		64	Innenseohskant von 47

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Leerseite

Claims

DiPL-ING. LUDEWIG . DiPL-PHYS. BUSE · DiPL-PHYS. MENTZEL

WUPPERTAL 2 · UNTERDORNEN 114 · RUF (02121) 553611/12

Keimwort; "Anschlagdämpfung"

Ansprüche :

./Kombinierte Kupplungs- und Bremsvorrichtung für intermittierend antreibbare Maschinen, wie Pressen od.dgl., mit einer rotationsangetriebenen Kupplungsscheibe, einer stillstehenden Bremsscheibe und einer dazwischenliegenden, axialbeweglichen Druckscheibe, die drehfest mit der Maschinenwelle verbunden und durch ein Druckmedium sowie eine Federbelasbung wechselseitig gegen die Kupplungs- oder die Bremsscheibe anpreßbar ist, wobei auf der jeweils gegenüberliegenden Seite dieser Scheiben ein anschlagwirksamer Gegenflansch angeordnet ist, der über Drehmomente übertragende Verbindungsteile mit einem zugehörigen, ortsfest auf der Maschinenwelle sitzenden Tragelement verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenflansch (40) axialbeweglich (55; 63) am Tragelement gelagert ist und zwischen dem Gegenflansch (40) und seinem Tragelement (24) federelastische Glieder (42) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die federelastischen Glieder aus in einer Abstandslücke zwischen dem Gegenflansch (40) und Trageleraent (24) angeordneten Tellerfedern (42) bestehen, die durch Schrauben (43) an einem dieser Teile (40) festgelegt sind, während der Schraubenkopf (43) in einer Aufnahme (46) des jeweils anderen Teils (24) eingesenkt ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialbeweglichen Verbindung (4i) von Gegenflansch (40) und Tragelement (24) an einem dieser Teile (40) ein Bolzen (50) einendig (51) festgelegt ist, während das andere ßolzenende (52) in einer Bohrung (48) des anderen Teils (24) axial geführt ist, (Fig. 3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialbewegliche Verbindung (6o) zwischen Gegenflanseh (40) und Tragelement (24) aus ineinandergefügten, komplementär gestalteten Radialprofilen, wie ineinandergreifenden Zahnungen (6l, 62) gebildet ist,(Fig. 4).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (53» 59) an der Verbindung (41; 6o) den axialen Ausschub des Gegenflansches (40) gegenüber seinem Tragelement (24) begrenzen.

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