DE2938394C2 - Druckmittelbetätigte Reibungskupplungs- und Doppelremsvorrichtung - Google Patents

Description

Es sind, bevorzugt als eine gemeinsame Baueinheit, gestaltete Kupplungs- und Bremsvorrichtungen für die Verwendung bei Umformmaschinen aus der DEGM 37 463 bzw. der DE-AS 25 49 714 bekannt, welche neben einer Kupplung zwei Bremsen aufweisen, die jede mittels eines eigenen Federsystems angelegt und mittels eines Strömungsmitteldruckes wieder gelüftet werden. Bei weiterer Erhöhung des Strömungsmitteldruckes entsteht eine Anpreßkraft der Kupplungsscheibe auf den Grundkörper, welche das Kupplungs-Drehmoment erzeugt Bei dieser bekannten Art von Kupplungs- und Bremsvorrichtungen muß die vom Strömungsmittel-Druck erzeugte Kraft zuerst stets die Federkraft der Bremse überwinden. Erst danach ergibt die Restkraft das jeweils mögliche Kupplungs-Drehmoment

Der relativ niedrige, in einschlägigen Betrieben verfügbare Luftdruck beträgt in aller Regel nur ca. 5 bar, was wegen der üblicherweise geforderten Drehmomente relativ große Kupplungs-Bremsvorrichtungs-Abmessungen ergibt. Abgesehen von den großen Abmessungen ist auch das eigene Trägheitsmoment solcher Anordnungen im Verhältnis zum Eigen-Trägheitsmoment der Maschine höher als erwünscht.

Jede Kupplungs- und Bremsvorrichtung hat eine

ι τ maximal zulässige Wärmebelastungsgrenze, welche sich für die Maschine aus der Gesamt-Masse und der Drehzahl-Differenz berechnet.

Falls der Anteil der Eigen-Masse der Kupplungs- und Bremsvorrichtung hoch ist, so wird auch ein hoher Anteil der Wärmebelastungs-Kapazität für die Kupplungs- und Bremsvorrichtung selbst benötigt.

Aus diesem Zusammenhang resultieren zusätzliche Aufwendungen für den Maschinen-Antrieb und die Wärme-Abfuhr.

Da gemäß den Unfallverhütungs-Vorschriften bei bestimmten Betriebsarten, von z. B. Exzenterpressen, zwei separate Bremsen mit voneinander unabhängigen Bremssystemen vorgeschrieben werden, wobei die zweite bei jedem Hub auf Funktionssicherheit mitgeprüft werden muß, erhöht diese zusätzliche Bremse die Eigenträgheitsmomente der Maschine bzw. die Wärmeentwicklungen abermals.

Auch ist es ein Problem, sicherzustellen, daß bei jedem Hub jede der Bremsen zuverlässig ausgekuppelt hat, wenn die Kupplung zum Eingriff kommt.

Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist es daher, eine Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung gemäß den Bestimmungen der Unfallverhütungs-Vorschriften zu schaffen, welche gegenüber den bekannten Ausführungen bei vergleichbaren Drehmomenten kbineres Massenträgheitsmoment und Bauvolumen aufweist. Dabei soll auch die Funktionssicherheit und das Ansprechverhalten der Kupplungs-Bremsvorrichtung verbessert werden.

Mit der Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß ein einziges Federsystem für zwei vorzugsweise gleiche Bremsen auf besonders wirkungsvolle Weise einsetzbar ist.

Der Kupplungs-Kolben muß nicht, wie bei bisher bekannten Systemen, zunächst die Kraft der Bremsfedern überwinden, ehe sein Kraftüberschuß als Kupplungskraft wirksam wird. Nunmehr ist die volle Kolbenkraft ungemindert als Kupplungskraft wirksam. Bei gleichem Systemdruck könnten also gegenüber konventionellen Bauweisen kleinere Kolbenflächen gewählt oder bei gleicher Kolbenfläche höhere Drehmomente erzeugt werden. Die Ansprechzeiten auf Druckwechsel im ersten Fall sind kürzer.

Weiterhin wird erreicht, daß beide Bremsen zusammen das gewünschte Drehmoment übertragen. Diese Aufteilung der Bremse in zwei separate, gleichzeitig greifende Bremseinheiten verringert das Bauvolumen und damit auch das Massenträgheitsmoment für vergleichbare Leistungen.

Schließlich bietet die erfindungsgemäße Anordnung noch den Vorteil, daß durch Ausfall einer Bremse bei Kolbenklemmen oder Reibscheibendefekt nicht die andere Bremse ebenfalls beeinflußt wird. Die aufgaben-

gemäß angestrebte Verminderung der Massenträgheitsmomente und daraus sich ergebende Wärmebelastungen führen zu günstigerem Gesamtbetriebsverhalten und längerer Lebensdauer bei niedrigem Materialaufwand. — Je nach Bedarf können kleinere Bauvolumen oder höhere Belastbarkeiten erreicht werden. Die Zahl ungleicher Bauteile wird vermindert. —

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit der Ausgestaltung der Kupplungs- und Doppel- ι ο bremsvorrichtung nach Anspruch 2 wird eine gleichmäßige Bremsiüftung sichergestellt Die Hubbegrenzung sorgt weiterhin dafür, daß die Bremskolben eine gleichmäßige Ausgangslage einnehmen und bei Druckabsenkung gleich schnell durch die Druckfeder zum Einrücken gebracht werden können.

Mit der Ausgestaltung der Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß auch über den bisher gewohnten Rahmen hinausgehende Maßnahmen, wie Feinjustierungen auf der Druckmittel-Seite, realisiert werden können.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 4 ergibt sich eine vorteilhaftere Einbaumöglichkeit für Justierelemente zur Kupplung und jeder Bremse, z. B. falls diese separat angeordnet und separat angesteuert sein sollten.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß die erfindungsgemäße Betriebsweise auch dort angewandt werden kann, wo z. B. die Höhe der Drehmomente oder dit; Platzverhältnisse an sich einen unmittelbaren Zusammenbau von Kupplung und Bremsen nicht angeraten erscheinen lassen.

Der konstruktive Aufbau der Erfindung wird Im folgenden anhand der schematischen Zeichnung als Ausführungsbeispiel näher erläutert. Diese Darstellung zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Kupplungs-Doppelbremsvorrichtung nach der Erfindung.

Am anzutreibenden Maschinenteil 1 ist der Außenmitnehmer 2 der Kupplung 3 befestigt. Er steht im Eingriff mit den äußeren Bremsscheiben 4 der Kupplung K. Die inneren Biemsseheiben 4' stehen in Eingriff mit der Kupplungsnabe 25 und sind zusammen mit den äußeren Bremsscheiben 4 mittels der Druckplatte des Kupplungskolbens 5 in Reibschluß zu bringen, sobald im Kupplungs-Betätigungsraum 6 der Arbeitsdruck des Strömungsmediums vorhanden ist.

Der Betätigungsraum 6 des Kupplungskolbens 5 ist auf der dem längsbeweglichen Kupplungskolben 5 in Eingriffsrichtung vorgeordneten Seite begrenzt durch den Bremszylinder 7, welcher mit der Kupplungsnabe 25 fest verbunden ist. Der Bremszylinder 7 hat am äußeren Umfang ein Nebenteil TA der Bremse A/8, das mit einer Andrückfläche für deren Bremsscheiben 9, 9' versehen ist. An deren innerem Umfang werden die innenverzahnten Reibscheiben 9' von einem außenverzahnten Vorsprungband der Bremsnabe TA in Drehrichtung mitgenommen. Auf der gleichen Nabe 25 ist der Bremse A/8 noch eine vorzugsweise gleich große, aber spiegelgleich ausgeführte Bremse B/10 mit entgegengesetzter Betätigungsrichtung vorgeordnet. Ihre äußeren Bremsscheiben 11 stehen außen in Eingriff mit dem Außenmitnehmer 12 der Bremse B, der seinerseits drehfest am stationären Maschinenteil 13 fest ist. Die inneren Bremsscheiben 11' stehen in Eingriff mit dem außenverzahnten Vorsprung der Nabe 14. Er weist vorzugsweise gleich große Innenkonturen wie der Bremszylinder 7 auf.

In je einer weiteren, sich jeweils spiegelgleich gegenüber öffnenden, ringnutenförmigen Ausnehmung der Nabe 25 bzw. der damit fest verbundenen Bremszylinder 7,14 mit kleinerem Durchmesser als die außenverzahnten Vorsprünge bzw. Naben TA und 14S sind die ringnutenförmigen Bremszylinderräume 18,19 angeordnet In diese sind die in entgegengesetzter Richtung wirkenden Bremskolben 15 und 16 eingepaßt weiche am äußeren Umfang ringscheibenförmige Druckplatten 15/1, 165 aufweisen, die zwischen den Bremsscheiben 9, 9' und 11, 11' liegen und etwa deren Flächen entsprechen.

Am inneren, nabenseitigen Umfang haben die Kolben 7, 14 der beiden Bremsen A und B ebenfalls eigene, ringnutenförmige Ausnehmungen mit der Öffnung auf der jeweils dem anderen Bremskolben zugewandten Seite. In diesen Ausnehmungen der Bremskolben sind auf vorzugsweise gleichem Umfang die Bremskraftfedern 17 so angeordnet, daß sich deren Enden an den Bremskolben 15, 16 mit gleich starker Druckwirkung abstützen.

Die vorzugsweise gleich großen Betätigungsräume 18, 19 der Bremsen A und B sind mittels der Hubbegrenzung 20 begrenzt längsbeweglich gehalten und über getrennt in die Nabe 25 und die diese tragende Welle eingelassenen Stichleitungen 22, 23 mit dem Hauptkanal 21 unmittelbar verbunden. Eine weitere Stichleitung 24 durchdringt die Nabe 25 in Richtung des Kupplungs-Betätigungsraumes 6, von dem aus unabhängig vom Bremsvorgang — der Kupplungs-Betätigungskolben 5 mit Druck beaufschlagbar ist.

Ihm entgegengerichtet angeordnet finden sich bei der bevorzugten Ausführung noch Kolbenrückdruckfedern 26, welche bei Druckabsenkung den Kolben 5 von der Anlage an den Bremsscheiben 4, 4' wieder wegzudrükken haben. Im Falle, daß sich einmal eine Feinabstimmung der Dri'ckmitteibetätigung als nötig erweisen sollte, können entweder im Hauptkanal 21 oder in den Stichleitungen 22, 23, 24 noch Justierelemente 27 eingebaut sein.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kupplungv und Doppelbremsvorrichtung ist im Normalfalle wie folgt:

Gelangt das Arbeitsmedium über den Druckmittel-Hauptkanal 21 und die Stichleitungen 22/23 zu den Bremsbetätigungsräumen 18 bzw. 19, werden die Druckfedern 17 zwischen den Bremskolben 15 und 16 zusammengepreßt. Durch eine im freien Spalt zwischen den beiden Bremskolben 15 und 16 angeordnete Hubbegrenzung sind ungleichmäßige Hübe verhinderbar. Die druckunabhängige Funktionsweise der Druckfeder 17 stellt die Bremsfunktion auch für den Fall von Betriebsstörungen durch Energieausfälle und dergleichen sicher. Nach der Bremslüftung wird auch die Kupplung K/i von Anlage und über die Bremsscheiben 4,4' zur Drehmitnahme von Teil 2 + 1 gebracht.

Zum Auskuppeln und Bremsen erfolgt Absenkung des Arbeitsmitteldruckes, daß die Abdrückfedern 26 die Ringscheibe des Kupplungskolbens 5 wieder aus der Anlage an den Bremsscheiben 4, 4' herausrücken und die Bremskraftfedem 17 in Richtung auf die Anlageflächen der beiden Bremskolben 15,16 an die Bremsscheiben 9, 9' bzw. 11, 1Γ zur Wirkung bringen können. Da beide Kolbenwege im Prinzip unabhängig voneinander sind, lassen sich sowohl die Ein- als auch die Auskuppel-Vorgänge mit weniger Bauvolumen und kürzerer Ablaufzeit bewältigen.

Die Druckfedern 26 am inneren Umfang des Kupplungskolbens 5 stellen sicher, daß die Kupplung nur bei Überwindung eines bestimmten Arbeitsdruckes

zum Eingriff gelangt bzw. bei Druckabsenkung in der Kupplung keine Reibverbindung mehr wirksam ist.

Die erfindungsgemäßen Vorteile können selbstverständlich auch erreicht werden, wenn eine Versorgung der Brems- bzw. Kupplungs-Zylinderräume von völlig separaten Hydraulikleitungen her erfolgt. Auch ist es unerheblich für die Erfindung, welche Art von Federn bzw. welche Art von Druckmitteln zum Einsatz gelangt.

Bei Einlaß des Druckmediums in einen Zylinderraum, ähnlich der Ausnehmung für die Druckfeder 17, und bei geeigneter Abdichtung zwischen den beiden Bremskoiben 15 und 16 läßt sich selbstverständlich auch die Bewegungsrichtung bzw. -funktion der Bremsen insoweit umkehren, als ein Schließen der Bremsen durch Arbeitsdruck gegen die Kraft von Druckfedern, welche dann in den Bremsbetätigungsräumen 18 bzw. 19 eingebaut sein müßten, sich erreichen ließe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplungsund Doppelbremsvorrichtung, insbesondere für Uniformmaschinen, mit einer gegen Federkraft einrückbaren Kupplung und zwei axial nebeneinander dazu angeordneten, gemeinsam am stationären Maschinenteil abgestützten und gegen Federkraft lüftbaren Bremsen, wobei die Gegendruckscheiben von Kupplung und Bremsen als mit der getriebenen bzw. abzubremsenden Welle fest verbundenes Nabenteil, auf der die Betätigungskolben jeweils axial verschiebbar gelagert sind, ausgebildet sind und die Druckmittelzuführungen zu der Kupplung und den Bremsen als Bohrungen durch die Welle und den Nabenkörper geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Kupplung (3) einen eigenen Betätigungskolben (5) aufweist;

b) die Bremskolben (15, 16) zusammen mit ihren Druckscheiben (15A \6B) als gleich große, spiegelbildlich ausgeführte Bauteile axial nebeneinander liegend zwischen den Bremsscheiben (9, 9', 11, 1 V) der Bremsen (A. B) innerhalb der den Nabenteil (7Λ, 14ßj der Bremsen ausmachenden Bremszylinder (7,14) angeordnet sind;

c) die Bremskraftfedern (17) sich mit ihren Enden an den beiden Bremskolben (15,16) abstützen;

d) die Druckmittelzuführungen zu dem Betätigungsraum (6) des Kupplungs-Betätigungskolbens (5) und den Betätigungsräumen (18,19) der Bremskolben (15, 16) jeweils als voneinander getrennt von dem Druckmittelhauptkanal (21) in der Welle abgehende Stichleitungen (22, 23, 24) ausgebildet sind.

2. Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15, 16) in Bremslüitungsrichtung eine Hubbegrenzung (20) aufweist.

3. Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Justierelement(e) (27) in den Stichleitungen (22,23,24) vorgesehen sind.

4. Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (21) außerhalb der Kupplungs-Nabe (25) in einzelne Stichleitungen (22,23,24) aufgezweigt ist.

5. Kupplungs- und Doppelbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung K einerseits und die Bremsen A, B andererseits mittels getrennter Naben (25 und 25') auf gemeinsamer Welle räumlich getrennt sind.