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Kombinierte Kupplung und Dopp elbremsvo rrichtung"
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Die Erfindung betrifft eine Kombination aus einer mitDruckmittel einschaltbaren
Reibungskupplung und zwei auf gleicher Welle angeordneten unabhängig voneinander
durch Federkraft einschaltende Reibungsbremsen I und II, die beide mit Hilfe des
die Kupplung betätigenden Druckmittels ausschalten.
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Kombinationen dieser Art werden aus Sicherheitsgründen in Antrieben
von intermittierend angetriebenen Maschinen, wie Pressen, Scheren u. ä. eingesetzt.
Sie erfüllen die einschlägigen Unfallverhütungsvorschriftender Berufsgenossenschaften,
weil bei Versagen einer Bremse die zweite unabhängig einschaltende Bremse die Bewegung
des Werkzeuges automatisch unterbricht, bevor Schäden an Personen oder Maschinenteilen
auftreten können.
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Kupplungs-Brems-Kombinationenmit Zusatzbremsen sind bekannt.
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Bei einer Vorrichtung dieser Art ist eine weitere Bremse im Abstand
hinter einer kombinierten Kupplungs-Brems-Vorrichtung zusätzlich eingebaut. Eine
separat eingebaute Zusatzbremse vergrößert die Baulänge des gesamten Aggregates
beträchtlich und verursacht hohe HerstellEeskosten. Ein weiterer Nachteil liegt
in
der hohen Biegebelastung der relativ dilnnen Zylinderwände mit Stützscheibe durch
die Preßkraft der Bremslamellen und der dadurch gegebenen Einschränlcung der Betriebssicherheit
wegen der Gefahr von Dauerbrüchen.
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Eine weitere Möglichkeit, die Forderung der geltenden Unfallverhütungsvorschriften
nach einer zweiten Bremse zu erfüllen, bietet der Einsatz von zwei handelsüblichen
Kupplungs-Brems-Kombinationen in einer Antriebseinheit.
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Abgesehen von den ungewöhnlich hohen Baukosten ist eine solche Lösung
nur dann anwendbar, wenn auf beiden Seiten des Antriebes der hierfür notwendige
Raum für Jede Kombination zur Verfügung steht.
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Bekannt ist ferner eine kombinierte Eupplungs-Doppelbremsvorrichtung,
bei der die Stützscheibe der Doppelbremse zwei gegeneinander gerichtete flächengleiche
Druckräume für die Kolben der beiden Druckscheiben aufweist (GM 77 08 139). Durch
die flächengleichen Druckräume bleibt zwar die Stützscheibe frei von Biegespannungen,
doch werden in der außen liegenden Druckscheibe der zweiten unabhängigen Bremse
sehr große Biegespannungen durch die Preßkraft der Lamellen und die Kraft der auf
kleinem Durchmesser angreifenden zylindrischen Schraubenfedern erzeugt. Bei großer
Schalthäufigkeit besteht Gefahr für DauerbrUche der Druckscheibe. Ferner wird die
Druckscheibe bei eingeschalteter Bremse elastisch verformt. Infolge dieser Verformung
wird der spezifische Flächendruck auf den Bremsflächen dieser Bremse II ungleichmäßig
verteilt, das Bremsmoment fällt ab und die Neigung zum Fressen wird größer.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine raumsparende, preisgünstige
und betriebssichere Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die zweite unabhängige
Bremse II mit einer oder mehreren die Welle umfassende Dellerfedern eingeschaltet
wird. Die Kraft der Tellerfeder oder der geschichteten Tellerfedern am großen Durchmesser
greift an der Druckscheibe der Bremse II in Höhe der Bremsflächen an. Durch den
Einsatz solcher Xellerfedern ergeben sich folgende Vorteile: 1. Keine Gefahr für
lauerbrüche der Druckscheibe dank der Reduzierung der Biege spannungen.
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2. Gleichmäßige Verteilung des spezifischen Flächendruckes auf alle
Bremsflächen der Bremse II durch Fortfall der elastischen Verformung der Druckscheibe
im eingeschalteten Zustand.
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3. Senkung der Herstellkosten durch Fortfall von Aufnahmeräumen für
zylindrische Schraubenfedern.
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4. Optimal kurze Baulänge.
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5. Einfachste Möglichkeit der stufenlosen Einstellung des Bremsmomentes
und der stufenlosen Nachstellung der Bremse II.
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Zur Betätigung der von der Kupplung unmittelbar abhängigen Bremse
I sind aus zwingenden konstruktiven Gründen mehrere am Umfang verteilte zylindrische
Schraubenfedern vorzusehen. Die Schraubenfedern liegen in einem ringförmigen Raum
des Kolbens zur Betätigung der Kupplung.
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Die den ringförmigen Raum begrenzenden Bauteile, der Kolben 22
und die Stützscheibe 18der Kupplung sind so ausgebildet, daß gebrochene Federstücke
auf keinen Fall zwischen Bremslamellen und Kupplungslamellen eindringen können.
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Die Kolben von Kupplung und Bremse II sind flächenungleich.
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Durch Abstimmung der Größe der Kolbenflächen wird erreicht, daß Bremse
I und Bremse II bei gleichem Druck des Druckmittels öffnen. Eine Überschneidung
des Kupplungsmomentes und Bremsmomentes ist dadurch nicht möglich.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die kombinierte Eupplungs-Doppelbremsvorrichtung.
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Die Kombination steht kupplungsseitig mit einem Antriebsteil 11, wie
Schwungrad oder Riemenscheibe und bremsseitig mit einer ortsfesten Halterung 12
in Wirkverbindung.
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Der am Antriebsteil 11 befestigte Zahnkranz 13 führt die Außenscheiben
des Lamellenpaketes 14 der Kupplung 1 drehfest und axial verschiebbar in längsgerichteten
Nuten.
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An der Halterung 12 ist der Zahnkranz 15 fest angeschraubt.
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Der Zahnkranz 15 führt die Außenscheiben der Lamellenpakete 16 und
17 der Bremse I und Bremse II drehfest und axial verschiebbar in längsgerichteten
Nuten.
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Auf der nicht dargestellten Welle sind Stützscheibe 18 der Kupplung
1 und Stützscheibe 19 der Doppelbremse 2 drehfest angebracht. Beide Stützscheiben
sind mittels Zentneransatz 20 und Spannschrauben zu einem Nabenblock verbunden.
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Die Stützscheiben 18 und 19 führen die Innenscheiben der Lamellenpakete
14, 16 und 17 der Kupplung 1 und der Doppelbremse 2 drehfest und axial verschiebbar
in längsgerichteten Nuten. Die gleichartigen Lamellenpakete 16 und 17 der Bremse
I und Bremse II werden durch einen Druckring 21 getrennt, der mittig zwischen beiden
Lamellenpaketen liegt und drehfest und axial nicht verschiebbar auf der Stützscheibe
19 der Doppelbremse 2 befestigt ist.
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Zwischen Kupplung und Bremse I ist ein ringförmiger Kolben 22 vorgesehen,
welcher in Verbindung mit der Stützscheibe 19 einen Zylinderraum 23 bildet, und
eine Kolbenfläche 24 aufweist. Der Kolben 22 ist mit der Druckscheibe 25 zum wechselseitigen
Betätigen von Kupplung und Bremse I zu einem einteiligen Bauteil zusammengefaßt.
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Mehrere am Umfang verteilte Schraubenfedern 26 schieben den Kolben
22 mit Druckscheibe 25 in Richtung Bremse I.
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Sämtliche Schraubenfedern 26 liegen in einem ringförmigen Raum des
Kolbens, der keine freie Verbindung zu den Lamellen der Kupplung und der Doppelbremse
hat.
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Ein zweiter ringförmiger Kolben 27 bildet mit seiner Kolbenfläche
28 und der Stützscheibe 19 auf der Seite der Bremse II einen Zylinderraum 29. Auch
der Kolben 27 ist wie Kolben 22 mit einer Druckscheibe 30 zu einem einteiligen Bauteil
verbunden.
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Eine die Welle umfassende Tellerfeder 31 schiebt den Kolben 27 mit
Druckscheibe 30 in Richtung Bremse II. Die Kraft der Tellerfeder 31 greift am großen
Durchmesser an der äußeren Fläche der Druckscheibe 30 in Höhe der Reibflächen der
Lamellen des Lamellenpaketes 17 an. Durch Drehung des Gewinderinges 32 auf dem Gewinde
33 der Stützscheibe 19 kann die Vorspannung der Tellerfeder 31 und damit das Bremsmoment
der Bremse II stufenlos eingestellt und nach Verschleiß an den Bremsflächen auch
stufenlos nachgestellt werden.
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Ein nicht dargestelltes ortsfestes Ventil (Pressensicherheitsventil)
steht über eine flexible Rohrleitung, eine Dreheinführung, Bohrungen in der Welle
und Bohrungen 34 im Nabenteil der Stützscheibe 18 mit Zylinderraum 23 und vom Zylinderraum
23 über mehrere achsparallele Bohrungen 35 in der Trennwand der Stützscheibe 19
mit Zylinderraum 29 in Verbindung.
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Soll die Kupplung eingeschaltet werden, wird ein Druckmittel, beispielsweise
Öl, den Zylinderräumen 23 und 29 zugeführt.
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Der Kolben 22 wird mit Druckscheibe 25 entgegen der Kraft der Schraubenfedern
26 sich auf die Kupplung zubewegen und die Reibscheiben des Lamellenpaketes 14 zusammenpressen.
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Die Kupplung ist eingeschaltet.
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Gleichzeitig ist die Bremse I geöffnet. Zu gleicher Zeit strömt das
Druckmittel durch die Bohrungen 35 in den Zylinderraum 29. Die Druckscheibe 30 wird
vom Kolben 27 entgegen der Kraft der Tellerfeder 31 von der Bremse II weggeschoben
und öffnet die Bremse II.
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Durch Abstimmung der Größen der Kolbenflächen 24 und 28 zu den Kräften
der Schraubenfedern 26 und der ellerfeder 31 wird erreicht, daß die Bremsen I und
II gleichzeitig öffnen und schließen. Auf diese Weise wird eine Überschneidung von
Kupplungs- und Bremsmoment vermieden.
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Die Bremse II ist Jedoch allein in der Lage, nach Ausfall von Bremse
I im Notfall die Maschine so rasch still zu setzen, daß Unfälle sicher vermieden
werden.
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Die Bremse II arbeitet im Betrieb immer mit und sie übernimmt einen
Teil der Schaltarbeit. Bremse II entlastet.
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Bremse I der Kupplungs-Doppelbremsvorrichtung, sie verbessert also
ihre Betriebssicherheit und gleichzeitig die Lebensdauer der Reibscheiben.