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Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte
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Doppelflächen-Reibungskupplung für die Verbindung zweier Wellen, insbesondere
auf e ine eine Doppelkegel-Reibungskupplung, bei welcher an den beiden Innenseiten
eines mit der einen Welle verbundenen gehäuseförmigen Kupplungsteiles je eine ringartige
Reibfläche angeordnet ist und der mit der anderen Welle verbundene innere Kupplungsteil
zwei axial bewegliche Reibbelagträger mit je einer ringartigen Reibfläche aufweist,
die zum Anlegen und Lösen der Kupplung mit Hilfe mindestens eines in diesem Kupplungsteil
angeordneten, mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium beaufschlagten Zylinder-Kolben-Aggregates
in axialer Richtung gegen die inneren Reibflächen des äußeren Kupplungsteiles preßbar
sind.
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Das besondere Problem bei diesen Kupplungen, die meist als Doppelkegel-Kupplungen
ausgeführt sind, besteht darin, daß die inneren Kupplungsteile von der Welle axial
beweglich und exakt radial zentriert gehalten sein müssen, damit ihre Reibflächen
gleichmäßig an den inneren Reibflächen des Gehäuses zum Anliegen kommen und nach
dem Lösen der Kupplung mit geringem Abstand von diesen sicher gehalten werden. Diese
Forderung hat bereits zu den verschiedenartigsten Lösungen geführt: Bekannt sind
Doppelkegel-Reibungskupplungen, bei denen der innere Kupplungsteil auf einer Vielkeilwelle
oder mittels Zahnkupplung axial verschiebbar angeordnet ist, wobei das Rückstellen
dieser Teile durch Druckfedern erfolgt, für die entsprechende Widerlager erforderlich
sind. Derartige Anordnungen erfordern, wenn genaue Führung der verschiebbaren Teile
verlangt ist, eine sehr genaue maschinelle Bearbeitung, die entsFaEchend teuer ist.
Diese bekannte Mitnehmerverbindung wird daher meist nur bei kleineren, sogenannten
Lamellenkupplungen mit einer Vielzahl von abwechselnd im Gehäuse und auf der Welle
axial beweglichen Lamellen angewendet, bei
denen auf eine große
Genauigkeit verzichtet werden kann (DE-PS 1 187 865, Abs. 2).
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Bekannt sind ferner Doppelkegel-Reibungskupplungen, bei denen die
inneren axial beweglichen Reibbelagträger durch in Achsrichtuny federnde, auf der
Welle fest eingespannte metallische Ringscheiben gehalten sind, wobei die Reibbelagträger
an den Außenrändern der Ringscheiben mit elastischen Zwischengliedern (Gummikörper)
befestigt sind, welche die bei der Durchbiegung der Scheiben in axialer und radialer
Richtung auftretenden Längenunterschiede der letzteren ausgleichen (DE-PS 2 o63
oo9). Bei dieser Kupplung sind die Kosten für eine präzise Herstellung der Ringscheiben
verhältnismäßig hoch, wozu noch die Kosten für die zahlreichen Gummikörper kommen.
Nachteilig ist auch die hohe Rückstellkraft der Ringscheiben, die beim Anlegen der
Kupplung überwunden werden muß.
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Weiterhin ist aus der DE-PS 1 187 865 eine Doppelkegel-Reibungskupplung
bekannt, bei der die inneren, axial beweglichen Kupplungskörper mit ringförmigen,
in axialer Richtung vorgespannten, als Rückstellfedern wirkenden und sich nach außen
verjüngenden elastischen-Scheiben gehalten sind, wobei diese beweglichen Teile außerdem
noch durch ein auf der angetriebenen Welle befestigtes Stützrad mit doppelkegeliger
Außenfläche abgestützt werden. Diese Kupplung hat drehelastische Eigenschaften und
kann auch gewisse Winkelverlagerungen zwischen der treibenden und der getriebenen
Welle aufnehmen: sie ist jedoch nicht für alle Zwecke drehsteif genug und insbesondere
für die Aufnahme großer Drehmomente ungeeignet, wobei noch hinzukommt, daß das elastische
Material der Scheiben im Laufe der Zeit Ermüdungserscheinungen zeigt.
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Dasselbe trifft auch für die aus der DE-OSX11575 991 bekannte drehelastische
Doppel-Kegel-Reibungskupplung zu, bei der die ringförmigen elastischen Stützscheiben
für die inneren Supplungsteile zusätzlich nach außen gewölbt ausgebildet sind.
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Alle diese Kupplungsbauarten haben zudem den gemeinsamen Nachteil,
daß der Innenraum der Kupplung durch die Stützscheiben vollständig abgeschlossen
ist, so daß einerseits eine tuftzirkulation zum Zwecke einer Kühlung nicht möglich
und es andererseits notwendig ist, die Luftzufuhr für eine Notlaufanpressung, die
neben der von der Welle aus erfolgenden Haupt-Luftzufuhr im Falle des Versagens
erforderlich ist, durch einen Teil der Haltebolzen der inneren Kupplungsteile erfolgen
muß.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine drehsteife Doppel-Kegel-Reibungskupplung
zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden. Diese Kupplung soll
bei einem geringen Aufwand an leicht zu bearbeitenden Teilen eine genaue Halterung
der inneren bewe¢tichen Kupplungsteile bei exakt definierten Rückstellkräften aufweisen
und den Vorteil eines von außen gut zugänglichen Innenraumes haben. Ferner soll
die Kupplung auch den Ausgleich von Wellenverlagerungen ermöglichen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kupplung der eingangs beschriebenen
Art und besteht darin, daß die axial beweglichen inneren Kupplungsteile wie Reibbelagträger,
Kolben und Zylinder jeweils durch einen senkrecht zur Kupplungsachse angeordneten
Laschenzug gehalten sind, dessen Gelenke abwechselnd an dem Reibbelagträger und
mit diesem zusammenwirkenden Kolben bzw. Zylinder(n) sowie an der Kupplungsnabe
befestigt sind.
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Weiter besteht die Erfindung darin, daß die Laschenzüge die Form eines
regelmäßigen Vielecks, vorzugsweise die Form eines regelmäßigen Vierecks (Quadrates)
haben. Die Form des Vielecks ist von Einfluß auf die Führunqsgenauigkeit der bewegten
Teile sowie auf die Elastizität in axialer Richtung.
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Als zweckmäßig hat sich erwiesen, die Laschenzüge derart auszubilden,
daß sie zwei odermehr nebeneinander gelegene Laschen aufweisen: diese Ausbildung
bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, durch Wahl der Anzahl der nebeneinander
liegenden Laschen dle Rückstellkräfte zu beeinflussen bzw. zu wählen. Als Werkstoff
für die Laschenzüge kommt in erster Linie Stahl infrage.
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Gegebenenfalls können'die Laschenzüge durch zusätzliche Rückstellfedern
in Leerlaufstellung gehalten werden.
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Die erfindungsgemäße Anwendung von Laschenzügen anstelle von einteiligen
Scheiben bringt in vieler Beziehung Vorteile mit sich: Die Laschen für die Laschenzüge,
ipsbesondere solche aus Stahl, sind auf vielen Gebieten der Technik ein gebräuchliches
Bauelement, das nicht einer besonderen Einzelanfertigung bedarf, sondern in handelsüblichen
Abmessungen zur Verfugung steht und daher sehr preiswert ist. Durch die Kombination
von mehr oder weniger vielen Laschen zu größeren oder kleineren, dickeren oder dünneren
Laschenzügen ist man in der Lage, den verschiedenen Anforderungen an eine solche
Kupplung in einfacher Weise Rechnung zu tragen.
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Da der Raumbedarf für die Laschenzüge nur gering ist, können die aus
Zylinder und Kolben bestehenden Anpresseinrichtungen nahe an der Nabe angeordnet
sein, wodurch die Massenträgheitsmomente der Kupplung verringert werden. Dies gilt
besonders bei Verwendung von Ringzylindern mit zugehörigen Ringkolben zum Anpressen
der Reibbelagträger.- In manchen Fällen
ist es zweckmäßig, für Anpresselemente
an per Nabe eine zusätzliche Gleitlagerung vorzusehen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kupplung an den Seiten
offen ist, so daß Kühlluft zirkulieren kann und man auch in der Lage ist, ohne weiteres
von der Seite her an die Anpresselemente für die Herstellung einer Notlaufanpressung
heranzukommen.
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In den Zeichnungen ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine
Doppelkegel-Reibungskupplung dargestellt; es zeigen: Fig. 1 die Kupplung im Querschnitt,
Fig. 2 eine Seitenansicht der halben Kupplung, Fig. 3 als abgewandeltes Ausführungsbeispiel
in schematischer Darstellung einen ein regelmäßiges Sechseck bildenden Laschenzug,
Fig. 4 einen ein regelmäßiges Achteck bildenden Laschenzug.
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Es bezeichnet'l den zweiteiligen gXhäuseartigenäußeren Kupplungsteil,
der mittels Flansch 2 mit-einer nicht dargestellten Maschine oder Welle in üblicher
Weise verbunden ist.
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Beide Hälften des Kupplungsteils 1 weisen innen gegeneinander gerichtete
Reibflächen 3 auf.
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Im Innern des gehäuseartigen Kupplungsteiles 1 sind, den Reibflächen
3 gegenüber liegend, entsprechend gerichtete Reibflächen 4 angeordnet, die von zwei
axial gegeneinander verschiebbaren, ringförmigen Reibbelagträgern 5 gehalten sind.
Diese weisen innen als Anpresselemente jeweils einen Kolben 6 bzw. einen Zylinder
7 auf, die in an sich bekannter Weise als dicht ineinander geführte Ringzylinder
und Ringkolben ausgebildet sind und bei Beaufschlagung mit einem gasförmigen oder
flüssigen Druckmittel die Reibbelagträger 5 mit ihren Reibflächen 4 gegen die Reibflächen
3 des Kupplungsteiles
1 drücken.
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Die im Innern der Kupplung gelegene und mit der anderen - nicht dargestellten
- Welle verbundene Nabe 8 ist mit zwei Flanschen 9 und lo versehen, die zum Halten
der inneren Kupplungsteile dienen2 wobei zwischen den Flanschen und dem (Ring-jKolben
6 bzw. dem tRing )zyIinder ,7 je ein senkrecht zur Kupplungsachse 20 gerichteter
Laschenzug 11 bzw. 12 aus je vier Stahllaschen angeordnet ist, deren Gelenke 13,14
abwechselnd mit dem Flansch 9 und dem (Ring-)Kolben 6 bzw.
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mit dem (Ring-)Zylinder 7 und dem Flansch 10 mittels Schrauben verbunden
sind, welche die Gelenke 13 und 14 bilden.
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Die Stahllaschen der Laschenzüge 11 und 12 halten die axial beweglichen
inneren Kupplungsteile, nämlich die Reibbelagträger 5 sowie die (Ring-)Zylinder
7 und die diesen zugeordneten (Ring-)Kolben 6 konzentrisch zur Nabe 8 und radial
zu dieser unverschieblich; aufgrund ihrer geringen Stärke in axialer Richtung sind
sie aber in der Lage, den axialen spreiz- bzw. Anpressbewegungen der Reibbelagträger
5 beim Anlegen und Lösen der Kupplung nachzugeben. Seitlich des (Ring-)Kolbens 6
und des (Ring-)Zylinders 7 sind noch zusätzliche Rückstellfedern 15 angeordnet,
die jedoch nicht bei jeder erfindungsgemäßen Kupplung erforderlich sind.
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Im unteren Teil der Fig. 1 ist eine Ausführung dargestellt, bei der
der (Ring-)Kolben 6 und der (Ring-)Zylinder 7 zusätzlich mit einem Lager 1o auf
der Nabe 18 gelagert sind, die hier aus zwei axial aneinander gefügten Hälften gebildet
ist.
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Aus den Fig. 3 und 4, die einen sechseckigen Laschenzug (17) bzw.
einen achteckigen Laschenzug (19) zeigen, wird deutlich, wie es durch Vergrößerung
der Anzahl der Gelenke 13 und 14 eines Laschenzuges möglich ist, Raum für einen
größeren Durchmesser D der Nabe 8 zu gewinnen.