DE3237189C2 - Kupplungsvorrichtung - Google Patents
KupplungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß
dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine derartige Kupplungsvorrichtung dient dazu, eine
angetriebene Welle in der Weise selektiv mit einer von
zwei antreibenden Wellen zu verbinden, daß die ange
triebene Welle normalerweise mit einer ersten der an
treibenden Wellen verbunden ist und bei drohender Über
lastung mit der anderen Antriebswelle verbunden wird.
Ein typischer Anwendungsfall einer derartigen Kupplungs
vorrichtung ist der Antrieb des Zufuhrmechanismus einer
Presse.
Es sind automatische Pressenanlagen mit einem Zufuhr
mechanismus zum sukzessiven Zuführen der Werkstücke in
den eigentlichen Bearbeitungsbereich der Presse bekannt,
bei denen der Zufuhrmechanismus synchron mit der Auf
wärts- und Abwärtsbewegung des das Oberwerkzeug oder
den Stempel tragenden Preßschlittens arbeitet. Die An
triebseinrichtung für den Zufuhrmechanismus und die An
triebseinrichtung für die Preßwerkzeuge oder den Preß
schlitten sind zum Zwecke der Synchronisation miteinander
verbunden. Es ist ferner bekannt, an einem Verbindungs
punkt zwischen der Antriebseinrichtung des Zufuhrmecha
nismus und dem der eigentlichen Presse einen Mechanis
mus vorzusehen, der eine Überlastung der Antriebseinrich
tung des Zufuhrmechanismus verhindert. Wenn das von dem
Pressenantrieb auf den Antrieb des Zufuhrmechanismus über
tragene Drehmoment so groß wird, daß der Zufuhrmechanismus
hierdurch zerstört oder beschädigt werden könnte, so be
wirkt dieser im folgenden als Überlastungssicherung be
zeichnete Mechanismus die Trennung der Antriebseinrichtungen
von Presse und Zufuhrmechanismus. Der so von dem Pressen
antrieb getrennte Zufuhrmechanismus wird sodann von
einem unabhängig von dem Pressenantrieb arbeitenden
separaten Antriebsaggregat mit kleinerem Drehmoment
angetrieben.
Der oben beschriebene Stand der Technik hat den Nachteil,
daß die Überlastungssicherung und das separate Antriebs
aggregat oder die Antriebsquelle für den Zufuhrmechanis
mus als getrennte Bauteile ausgeführt und nicht in eine
strukturelle Einheit integriert sind. Dies führt zu einem
verhältnismäßig hohen Raumbedarf und zu hohen Herstellungs- oder
Installationskosten.
Die DE-AS 10 01 552 zeigt und beschreibt eine Doppelkupplung in der Form
eines axial beweglichen Doppelkolbens, über den wahlweise eine Welle mit
zwei Getrieberädern gekuppelt werden kann. Die Betätigung soll mit Magnet
scheibenkupplungen erfolgen, so daß die Konstruktion insgesamt relativ auf
wendig ist.
Aus der DE-OS 28 34 145 ist eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung
bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, kostengünstig
herzustellende, eine in sich geschlossene Einheit bildende
Kupplungsvorrichtung zur selektiven Verbindung einer ange
triebenen Welle mit einer von zwei antreibenden Wellen
zu schaffen. Insbesondere soll die Kupplungsvorrichtung
geeignet sein, eine Antriebswelle eines Zufuhrmechanis
mus in einer automatischen Pressenanlage selektiv mit
einer Antriebswelle für die eigentliche Presse oder einer
durch eine Antriebsquelle mit verhältnismäßig kleinem
Ausgangsdrehmoment angetriebenen weiteren Antriebswelle zu
koppeln.
Die Kupplungsvorrichtung soll die angetriebene Welle zu
verlässig vor Überlastung schützen und bei Auftreten einer
Überlastung ein schnelles Umschalten auf Eigenantrieb
ermöglichen sowie andererseits nach Beseitigung der Gefahr
der Überlastung ein schnelles Wiederankuppeln der ange
triebenen Welle des Zufuhrmechanismus an die Antriebswelle
der Presse ermöglichen.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnen
den Teil des Hauptanspruchs.
Erfindungsgemäß steht die erste Antriebswelle mit einem
ersten Rotor in Antriebsverbindung, der drehbar aber axial
fest auf der angetriebenen Welle montiert ist. Ein Kolben
ist derart drehfest und axial verschiebbar auf der ange
triebenen Welle montiert, daß sein eines Ende dem ersten
Rotor zugewandt ist. Die zweite Antriebswelle steht mit
einem zweiten Rotor am gegenüberliegenden Ende des Kolbens
in Antriebsverbindung. Erste und zweite Kupplungen sind
jeweils zwischen dem Kolben und dem ersten bzw. zweiten
Rotor angebracht. Die erste Kupplung ist derart aufge
baut, daß sie eine automatische Lösung der Verbindung
zwischen dem ersten Rotor und dem Kolben gewährleistet,
wenn das von dem ersten Rotor auf den Kolben übertragene
Drehmoment einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der
Kolben trennt erste und zweite Fluidkammern und ist durch
Beaufschlagung mit einem Druckfluid entweder an den
ersten oder den zweiten Rotor ankuppelbar.
Ferner ist eine Fluid-Steuereinrichtung oder ein Steuer
kreislauf vorgesehen, durch den normalerweise die erste
Fluidkammer derart mit Druckfluid beaufschlagt wird, daß
der Kolben über die erste Kupplung mit dem ersten Rotor
in Eingriff gehalten wird. Der Fluiddruck in der ersten
Fluidkammer ist jedoch so weit begrenzt, daß der Kolben
zum Lösen der ersten Kupplung bei Überschreitung des vor
gegebenen Drehmoments von dem ersten Rotor weg beweglich
ist. Wenn der Kolben auf diese Weise von dem ersten Rotor
abgerückt ist, liefert der Fluid-Steuerkreislauf Druck
fluid in die zweite Fluidkammer, so daß der Kolben über die
zweite Kupplung mit dem zweiten Rotor in Eingriff gebracht
wird.
Bevorzugt ist die oben beschriebene Kupplungsvorrichtung
für den Antrieb des Zufuhrmechanismus einer automatischen
Pressenanlage ausgelegt und die angetriebene Welle ist
mit dem Zufuhrmechanismus verbunden. Die erste Antriebs
welle ist mit dem Preßschlitten verbunden und erzeugt
die Aufwärts- und Abwärtsbewegung desselben. Die zweite
Antriebswelle ist die Ausgangswelle eines Motors oder
einer Antriebseinheit, die ausschließlich zum Antrieb
des Zufuhrmechanismus vorgesehen ist. Normalerweise wird
somit der Zufuhrmechanismus über die gleiche Antriebswelle
wie der Preßschlitten angetrieben, so daß das Zuführen der
Werkstücke in die eigentliche Presse zeitlich auf die Auf
wärts- und Abwärtsbewegungen des Preßschlittens abgestimmt
ist. Wenn jedoch die angetriebene Welle durch die erste
Antriebswelle überlastet wird, trennt die Kupplungsvor
richtung die erste Antriebswelle von der angetriebenen
Welle und verbindet die zweite Antriebswelle mit der ange
triebenen Welle. In der erfindungsgemäßen Kupplungs
vorrichtung sind somit eine Überlastungssicherung zur Ver
meidung einer Überlastung des Zufuhrmechanismus durch die
Antriebswelle der Presse und eine separate Antriebseinheit
zum Antrieb des Zufuhrmechanismus integriert.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch den allgemeinen Aufbau
eines typischen Zufuhrmechanismus für
eine Presse einschließlich des Antriebs
systems und einer erfindungsgemäßen
Kupplungsanordnung mit Überlastungs
sicherung;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der
erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung,
die die Kupplungsanordnung aus Fig. 1
und einen zugehörigen Fluid-Steuer
kreislauf umfaßt;
Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine
Ansicht der Kupplungen der Kupplungs
anordnung aus Fig. 2.
In der nachfolgenden Beschreibung soll davon ausgegangen
werden, daß die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung
mit Überlastungssicherung für die Verwendung in einer be
kannten automatischen Pressenanlage ausgelegt ist.
Gemäß Fig. 1 umfaßt die Pressenanlage einen Zufuhrmechanis
mus 10, mit dessen Hilfe Werkstücke nacheinander synchron
mit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Preßschlittens
in die nicht gezeigte eigentliche Presse überführt werden.
Der Zufuhrmechanismus 10 ist mit Hilfe eines Antriebs
mechanismus 12 an eine Zufuhr-Antriebswelle 14 gekoppelt,
die nach unten aus einer erfindungsgemäßen Kupplungsan
ordnung 16 mit Überlastungssicherung austritt. Eine
seitlich aus der Kupplungsanordnung 16 austretende Pressen-
Antriebswelle 18 ist zur Erzeugung der Aufwärts- und Ab
wärtsbewegung mit dem nicht gezeigten Preßschlitten ver
bunden und außerdem normalerweise über die Kupplungsan
ordnung 16 mit der Zufuhr-Antriebswelle 14 gekoppelt.
Die Kupplungsanordnung 16 umfaßt eine Antriebseinheit 20,
durch die die Zufuhr-Antriebswelle 14 angetrieben wird,
wenn diese von der Pressen-Antriebswelle 18 abgekuppelt
ist.
Normalerweise kuppelt die Kupplungsanordnung 16 die
Pressen-Antriebswelle 18 an die Zufuhr-Antriebswelle 14,
so daß das Zuführen der Werkstücke in die Presse mit
Hilfe des Zufuhrmechanismus 10 zeitlich auf die Aufwärts- und
Abwärtsbewegung des Preßschlittens abgestimmt ist.
Wenn jedoch die Zufuhr-Antriebswelle 14 überlastet ist,
wird sie durch die Kupplungsanordnung 16 sofort
von der Pressen-Antriebswelle 18 abgekuppelt. Sodann
wird die Ausgangswelle der Antriebseinheit 20 mit
der Zufuhr-Antriebswelle 14 verbunden und dadurch der
Zufuhrmechanismus 10 wieder in Betrieb gesetzt.
Auf eine nähere Erläuterung der Fig. 1 soll hier ver
zichtet werden, da diese Figur lediglich eine mögliche
Anwendung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung
veranschaulichen soll. Die erfindungsgemäße Kupplungs
vorrichtung 16 soll nunmehr im einzelnen anhand der
Fig. 2 und 3 beschrieben werden.
In Fig. 2 sind nähere Einzelheiten der Kupplungsanordnung
16 mit Überlastungssicherung und eines zugehörigen
Fluid-Steuerkreislaufs 22 dargestellt. Die Kupplungsan
ordnung 16 und der Steuerkreislauf 22 bilden zusammen
die erfindungsgemäße überlastungssichere Kupplungs
vorrichtung. Die Kupplungsanordnung 16 umfaßt im wesent
lichen folgende Bauteile:
- 1. ein allgemein rohrförmiges Gehäuse 24,
- 2. einen hin- und hergehend in dem Gehäuse 24 beweglichen, drehfest und axial beweglich auf die Zufuhr-Antriebswelle 14 aufgekeilten Kolben 26,
- 3. eine erste Kupplung 28 zur Kopplung und Entkopplung der Pressen-Antriebswelle 18 und des Kolbens 26,
- 4. eine zweite Kupplung 30 zur Kopplung und Entkopplung einer Ausgangswelle 32 der Antriebseinheit 20 und des Kolbens 26.
Die Pressen-Antriebswelle 18 trägt an einem Ende ein
Zahnrad 34 zur Verbindung mit einem Antriebsmechanismus
für den Preßschlitten. Auf dem anderen Ende der Pressen-
Antriebswelle 18 ist ein treibendes Kegelrad 36 montiert,
das mit einem angetriebenen Kegelrad 38 auf der Zufuhr-
Antriebswelle 14 kämmt. Das angetriebene Kegelrad 38 ist
frei auf der Zufuhr-Antriebswelle 14 drehbar, ist jedoch
gegen axiale Verschiebungen in Bezug auf die Antriebswelle
gesichert. Der Kolben 26 weist eine mit geraden Nuten ver
sehene Axialbohrung 40 auf und ist auf einen entsprechen
den mit geraden Nuten oder Riffeln versehenen Endabschnitt
42 der Zufuhr-Antriebswelle 14 aufgekeilt. Der Kolben 26
ist somit zusammen mit der Zufuhr-Antriebswelle 14 drehbar,
aber in Axialrichtung derselben frei beweglich.
Die erste Kupplung 28 ist zwischen einem dem angetriebenen
Kegelrad zugewandten Ende des Kolbens 26 und dem Kegelrad 38
angebracht. Wie genauer in Fig. 3 gezeigt ist, ist die
erste Kupplung 28 eine Backenkupplung mit keilförmigen,
in Eingriffs- und Trennrichtung gegeneinander beweglichen
Backen 44, 46. Die Berührungsflanken 48, 50 der zueinander
passenden Backen sind in der Weise geneigt, daß die Backen
während der Übertragung von Drehmoment von dem Kegelrad 38
auf den Kolben 26 eine Kraft ausüben, die die Tendenz hat,
das Kegelrad 38 und den Kolben 26 auseinander zu drücken.
Wenn das Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt,
bewegt sich der Kolben 26 von dem Kegelrad 38 weg. Hier
durch wird die erste Kupplung 28 gelöst. Gemäß Fig. 2 ist
die zweite Kupplung 30 zwischen dem anderen Ende des Kolbens
26 und einem starr auf der Ausgangswelle 32 der Antriebs
einheit 20 montierten Rotor 52 angebracht. Die Antriebs
einheit 20 umfaßt in herkömmlicher Weise einen Motor 54
und ein Drehzahl-Reduziergetriebe 56. Bei der zweiten Kupp
lung 30 handelt es sich um eine beliebige geeignete Kupp
lung bekannter Bauart, im gezeigten Beispiel um eine Kupplung
mit zwei miteinander in Paßeingriff stehenden keilförmigen
Backen 58, 60.
Der Kolben 26 ist mit einer ringförmigen Rippe 62 ver
sehen, die in gleitender aber druckdichter Berührung
mit der Innenfläche eines Abschnitts 64 von größerem Durch
messer des Gehäuses 24 steht. Auf diese Weise werden
zwei entgegengesetzte Fluidkammern 66, 68 auf den gegen
überliegenden Seiten der Rippe 62 des Kolbens gebildet.
Bei Zufuhr von unter Druck stehendem Hydraulikfluid in
die erste Fluidkammer 66 bewegt sich der Kolben 26 in
Richtung auf das Kegelrad 38, so daß die erste Kupplung
28 eingreift. Bei Zufuhr von Druckfluid in die zweite
Fluidkammer 68 bewegt sich dagegen der Kolben 26 in Rich
tung des Rotors 52, so daß die zweite Kupplung 30 ein
greift.
Das Gehäuse 24 weist einen in Längsrichtung verlaufenden
Schlitz 70 auf. Aus diesem Schlitz ragt ein Schaltfinger
72 des Kolbens 26. Wenn der Kolben 26 über die erste Kupp
lung 28 mit dem Kegelrad 38 verbunden ist, schaltet der
Schaltfinger 72 einen elektrischen Schalter 74 ein. Ein
weiterer ähnlicher Schalter 76 wird durch den Schaltfinger
eingeschaltet, wenn der Kolben über die zweite Kupplung 30
mit dem Rotor 52 verbunden ist. Der Fluid-Steuerkreislauf
22 steuert die Zufuhr und das Ablassen von Fluid in die
bzw. aus den Fluidkammern 66, 68 und gewährleistet so ein
einwandfreies Arbeiten der Kupplungsanordnung 16. Der
Fluid-Steuerkreislauf 22 umfaßt im wesentlichen die fol
genden Elemente:
- 1. ein erstes Wählventil 78 zur selektiven Verbindung der Fluidkammern 66, 68 mit einer Druckfluidquelle 80 oder einem Fluidauslaß 82,
- 2. ein Druckreduzierventil 84 zwischen dem ersten Wähl ventil 78 und der ersten Fluidkammer 66, das den Druck in der ersten Fluidkammer 66 normalerweise auf einem ersten vorgegebenen Wert P1 hält,
- 3. ein Überdruckventil 86, das die erste Fluidkammer 66 mit dem Fluidauslaß 82 verbindet, wenn der Fluiddruck der ersten Fluidkammer auf einen zweiten Wert P2 ansteigt, der größer als der erste Wert P1 ist,
- 4. ein zweites Wählventil 88, das bei Betätigung das erste Wählventil 78 über eine das Druckreduzierventil 84 umgehende Leitung 90 mit der ersten Fluidkammer 66 ver bindet.
Das erste Wählventil 78 ist ein Vierwegeventil mit zwei
Stellungen. In der in Fig. 2 gezeigten Normalstellung ver
bindet das erste Wählventil die Druckfluidquelle 80 mit
einer ersten Hauptleitung 92, die über ein Rückschlag
ventil 94, das zweite Wählventil 88, das Druckreduzier
ventil 84 und ein zweites Rückschlagventil 96 zu der ersten
Fluidkammer 66 führt. Ferner verbindet das erste Wählven
til 78 in der Normalstellung den Fluidauslaß 82 mit einer
zweiten Hauptleitung 98, die über ein Rückschlagventil 100
mit der zweiten Fluidkammer 68 verbunden ist.
Wenn das erste Wählventil 78 in seine Betätigungsstellung
umgeschaltet wird, verbindet es die Druckfluidquelle 80 mit
der zweiten Hauptleitung 98 und den Fluidauslaß 82 mit
der ersten Hauptleitung 92. Das Rückschlagventil 94 in der
ersten Hauptleitung 92 ist derart hydraulisch vorgesteuert,
daß es öffnet, wenn die zweite Hauptleitung 98 unter Druck
steht. Das Rückschlagventil 100 in der zweiten Hauptleitung
98 ist in entsprechender Weise hydraulisch vorgesteuert
und öffnet, wenn die erste Hauptleitung 92 unter Druck steht.
Das zweite Wählventil 88 ist ebenfalls ein Vierwegeventil
mit zwei Stellungen. In der in der Zeichnung gezeigten
Normalstellung stellt es einerseits eine Verbindung zwischen
dem ersten Wählventil 78 und dem Reduzierventil 84 und
andererseits eine Verbindung zwischen der ersten Fluidkammer
66 und dem Rückschlagventil 86 über die Umgehungsleitung
90 her. In der Betätigungsstellung verbindet das zweite
Wählventil 88 die erste Hauptleitung 92 mit der Umgehungs
leitung 90 und ermöglicht so, daß das Druckfluid von der
Druckfluidquelle 80 direkt in die erste Fluidkammer 66
strömt. Der Auslaß des Überdruckventils 86 ist mit dem
Fluidauslaß 82 über eine Auslaßleitung 102 verbunden. Der
normalerweise durch das Druckreduzierventil 84 aufrecht
erhaltene erste vorgegebene Fluiddruck P1 in der ersten Fluid
kammer 66 ist kleiner als der zweite vorgegebene Fluid
druck P2, bei dem das Überdruckventil 86 öffnet. Der zweite
vorgegebene Fluiddruck P2 ist seinerseits kleiner als der
Ausgangsdruck der Druckfluidquelle 80.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise der überlastungssicheren
Kupplungsvorrichtung aus Fig. 2 soll zunächst angenommen
werden, daß die ersten und zweiten Wählventile 78, 88 des
Fluid-Steuerkreislaufs 22 beide in der Normalstellung sind.
Das Druckfluid aus der Druckfluidquelle 80 wird so über die
erste Hauptleitung 92 in die erste Fluidkammer 66 der
Kupplungsanordnung 16 geleitet, während das Fluid aus der
zweiten Fluidkammer 68 durch die zweite Hauptleitung 98
abgelassen wird. Dies führt dazu, daß sich der Kolben 26
verschiebt und über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad
38 in Eingriff tritt. In diesem Zustand wird die Zufuhr-
Antriebswelle 14 über die miteinander kämmenden Kegelräder
36, 38 und den Kolben 26 durch die Pressen-Antriebswelle 18
angetrieben. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist unter dieser
Bedingung der Bewegungszyklus des Zufuhrmechanismus 10 beim
Zuführen von Werkstücken in die nicht gezeigte Presse mit
der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Preßschlittens syn
chronisiert.
Der Fluiddruck in der ersten Fluidkammer 66 steigt nur
bis auf den durch das Druckreduzierventil 84 festgeleg
ten ersten vorgegebenen Wert P1 an, der jedoch hinreichend
hoch ist, damit der Kolben 26 normalerweise über die erste
Kupplung an das Kegelrad 38 gekuppelt bleibt. Die dadurch
auf den Kolben 26 ausgeübte abwärts gerichtete Kraft ist
in Fig. 2 durch einen Pfeil F2 dargestellt. Wenn der
Kolben 26 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff, tritt, betätigt
der Schaltfinger 72 des Kolbens den Schalter 74. Dieser
erzeugt daraufhin ein Signal, durch das angezeigt wird,
das der Zufuhrmechanismus 10 synchron mit der Presse ange
trieben wird.
Wenn die Zufuhr-Antriebswelle 14 beim synchronisierten
Betrieb des Zufuhrmechanismus 10 überlastet wird, erzeugen
die keilförmigen Backen 44, 45 der eingerückten ersten Kupp
ling 28 eine Kraft F1, die die Tendenz hat, den Kolben 26
von dem Kegelrad 38 weg zu bewegen. Wenn die Kraft F1
größer als die entgegengesetzt gerichtete Kraft F2 durch
den Fluiddruck in der ersten Fluidkammer 66 wird, beginnt
der Kolben 26 sich von dem Kegelrad 38 weg zu bewegen. Dies
führt zu einem Anstieg des Fluiddrucks in der ersten Fluid
kammer 66. Das Überdruckventil 86 des Fluid-Steuerkreislaufs
22 öffnet, wenn der Fluiddruck in der ersten Fluidkammer 66
über den Wert P2, der den Schwellenwert des Überdrucksventils
darstellt, ansteigt. Durch das Öffnen des Überdruckventils
wird das Fluid aus der ersten Fluidkammer 66 über die Um
gehungsleitung 90 und die Auslaßleitung 102 abgelassen.
Daraufhin bewegt sich der Kolben 26 weiter von dem Kegelrad
38 weg und gibt das Kegelrad 38 frei. Auf diese Weise wird
die Zufuhr-Antriebswelle 14 von der Pressen-Antriebswelle 18
abgekoppelt und gegen Überlastung geschützt.
Um den Kolben 26 mit dem Rotor 52 auf der Motor-Ausgangs
welle 32 in Eingriff zu bringen, kann das erste Wählventil 78
in die Betätigungsstellung umgeschaltet werden, während
das zweite Wählventil 88 möglicherweise in seiner Normal
stellung verbleibt. Sodann fließt das Druckfluid von der
Druckfluidquelle 80 über die zweite Hauptleitung 98 in
die zweite Fluidkammer 68, während das Fluid in der ersten
Fluidkammer 66 durch die Umgehungsleitung 90, das Über
druckventil 86 und die Auslaßleitung 102 abgelassen wird.
Daraufhin tritt der Kolben 26 über die zweite Kupplung 30
mit dem Rotor 52 in Eingriff.
Die Zufuhr-Antriebswelle 14 wird nunmehr durch die Antriebs
einheit 20 angetrieben, die ausschließlich für den Zufuhr
mechanismus 10 aus Fig. 1 vorgesehen ist. Während des An
triebs durch die Antriebseinheit 20 ist die Wirkungsweise
des Zufuhrmechanismus jedoch nicht automatisch mit der Be
wegung der Presse synchronisiert. Diese Betriebsart wird
dadurch abgetastet, daß der Schaltfinger 70 an dem Kolben
26 den Schalter 76 betätigt, wenn der Kolben mit dem Rotor
52 in Eingriff tritt.
Ferner ist es möglich, zugleich mit dem ersten Wählventil
78 auch das zweite Wählventil 88 in die Betätigungsstellung
umzuschalten, um den Kolben 26 mit dem Rotor 52 in der oben
beschriebenen Weise in Eingriff zu bringen. In diesem Fall
wird das Fluid aus der ersten Fluidkammer 66 durch die Um
gehungsleitung 90, das zweite Wählventil 88, das durch den
Vorsteuer-Druck in der zweiten Hauptleitung 98 geöffnete
Rückschlagventil 94 und das erste Wählventil 78 abgelassen.
Wenn die zweite Kupplung 30 gelöst und der Kolben 26 wieder
über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff
gebracht werden soll, so wird das erste Wählventil 78 in
die Normalstellung zurückgeschaltet, während das zweite Wähl
ventil 88 in der Betätigungsstellung gehalten bzw. in die
Betätigungsstellung überführt wird. Das Druckfluid fließt
dann aus der Druckfluidquelle 80 durch die Umgehungsleitung
90 in die erste Fluidkammer 66. Da das Druckfluid nicht
das Druckreduzierventil 84 durchläuft, steigt der Druck in
der ersten Fluidkammer 66 auf den vollen Ausgangsdruck der
Druckfluidquelle 80 an. Infolgedessen kann der Kolben 26
unter dem vollen Ausgangsdruck der Druckfluidquelle 80 fest
über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff
gebracht werden. Nachdem ein fester Eingriff zwischen dem
Kolben 26 und dem Kegelrad 38 hergestellt ist, kann das zweite
Wählventil 88 in die Normalstellung zurückgestellt werden.
In der Normalstellung stellt das zweite Wählventil eine Ver
bindung zwischen der Druckfluidquelle 80 und der ersten
Fluidkammer 66 über das Druckreduzierventil 84 her und ver
bindet außerdem die erste Fluidkammer mit dem Überdruckven
til 86. Wenn somit der Druck in der ersten Fluidkammer 66
auf den ersten vorgegebenen Wert P1 reduziert ist und an
schließend aufgrund einer Überlastung der Zufuhr-Antriebs
welle durch die Pressen-Antriebswelle 18 erneut auf den durch
das Überdruckventil 86 festgelegten zweiten Wert P2 ansteigt,
so löst sich die erste Kupplung 28 selbsttätig.
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung mit Überlastungs
sicherung kann nicht nur wie oben beschrieben in Verbindung
mit einem Pressen-Zufuhrmechanismus verwendet werden, sondern
ist darüberhinaus allgemein in solchen Fällen anwendbar,
in denen eine einzige angetriebene Welle selektiv mit zwei
durch unterschiedliche Antriebsquellen angetriebenen trei
benden Wellen gekoppelt werden soll. Darüberhinaus sind an
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im Rahmen der allge
meinen Lehre der Erfindung zahlreiche Veränderungen denkbar.
Beispielsweise braucht die Pressen-Antriebswelle 18 nicht über
Kegelräder mit der ersten Kupplung 28 verbunden zu sein.
Im Rahmen der Erfindung ist es lediglich erforderlich, daß
ein hinsichtlich seiner Funktion dem angetriebenen Kegelrad
38 entsprechendes drehbares Teil vorhanden ist. Das Kegel
rad 38 ist daher in den Patentansprüchen allgemein als
erster Rotor bezeichnet, während der Rotor 52 als zweiter
Rotor bezeichnet ist.
Claims (5)
1. Kupplungsvorrichtung zur selektiven Verbindung von zwei Antriebswellen
mit einer Ausgangswelle, insbesondere in einem von einer Presse abgeleite
ten Antrieb einer Werkstücktransportvorrichtung.
- - mit einer ersten Kupplung (28) zum Verbinden und Trennen einer er sten Antriebswelle (18) in bezug auf die Ausgangswelle (14), welche erste Kupplung sich selbsttätig löst, wenn das übertragene Drehmoment einen vor gegebenen Wert überschreitet,
- - und einer zweiten Kupplung (30) zum Verbinden und Trennen einer von einer anderen Antriebsquelle ausgehenden, zweiten Antriebswelle (32) in be zug auf die Ausgangswelle (14), sofern die erste Kupplung gelöst ist,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die erste Kupplung (28) eine schräg verzahnte Klauenkupplung ist, deren erstes Klauenrad (46, 38) drehbar auf der Ausgangswelle (14) und de ren zweites Klauenrad auf einem axial verschiebbaren und drehfest auf der Ausgangswelle (14) angeordneten Kolben (26) angeordnet ist,
- - daß die zweite Kupplung (30) auf der gegenüberliegenden Seite des Kol bens (2, 6) angeordnet ist und ein erstes, am Kolben angebrachtes Kupplungs rad (58) sowie ein zweites, auf der zweiten Antriebswelle (32) angebrachtes Kupplungsrad (60) umfaßt und bei Axialverschiebung des Kolbens bei gelöster erster Kupplung (30) in Eingriff tritt,
- - daß auf dem Umfang des Kolbens eine ringförmige Rippe (62) angebracht ist, daß der Kolben hin- und hergehend verschiebbar in einem rohrförmigen Gehäuse (24) liegt, das einen Abschnitt (64) größeren Durchmessers zur Auf nahme der umlaufenden Rippe (62) aufweist, und daß in dem Abschnitt (64) auf beiden Seiten der Rippe (62) Fluidkammern (66, 68) gebildet sind, die bei Aufnahme eines Druckfluids eine Axialverschiebung des Kolbens im Gehäuse relativ zur Ausgangswelle (14) im Sinne eines Eingriffs der ersten bzw. zwei ten Kupplung (28, 30) ermöglicht,
- - daß eine Fluid-Steuereinrichtung vorgesehen ist, die bei Normalbetrieb den Kolben (26) über die erste Fluidkammer (66) derart mit Druckfluid be aufschlagt, daß der Kolben (26) über die erste Kupplung (28) mit der ersten Antriebswelle (18) In Antriebseingriff steht,
- - daß die Fluid-Steuereinrichtung ein Überdruckventil (86) enthält, über das der beim Ausrasten der ersten Kupplung (28) ansteigende Druck der er sten Fluidkammer (66) abbaubar ist,
- - und daß die Fluid-Steuereinrichtung ein Wählventil (78) zum Einleiten von Fluiddruck in die zweite Fluidkammer beim Ausrasten der ersten Kupp lung (28) und damit zum Schließen der zweiten Kupplung (30) enthält.
2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fluid-Steuereinrichtung (22) eine Druckfluidquelle (80), ein Wählventil (78)
zur selektiven Verbindung der ersten oder zweiten Fluidkammer (66, 68) mit
der Druckfluidquelle (80) und einem Fluidauslaß (82), ein erstes druckbe
grenzendes Ventil (84) zwischen dem Wählventil (78) und der ersten Fluid
kammer (66) und ein zweites druckbegrenzendes Ventil (86) zwischen der
ersten Fluidkammer (66) und dem Fluidauslaß (82) umfaßt, daß das erste
druckbegrenzende Ventil (84) den Druck in der ersten Fluidkammer (66) auf
einem ersten vorgegebenen Wert (P1) hält, der ausreicht, den Kolben (26)
unter normalen Bedingungen über die erste Kupplung (28) mit dem ersten
Rotor (28) in Eingriff zu halten, und daß das zweite druckbegrenzende Ventil
(86) öffnet, wenn der Druck in der ersten Fluidkammer (66) über einen über
dem ersten vorgegebenen Wert (P1) liegenden zweiten vorgegebenen Wert
(P2) ansteigt.
3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fluid-Steuereinrichtung (22) ein zweites Wählventil (8) zur Beaufschlagung
des Kolbens (26) mit dem vollen Ausgangsdruck der Druckfluidquelle (80)
beim Ankuppeln des Kolbens an den ersten Rotor (38) umfaßt, welches zwei
te Wählventil (88) in einer Normalstellung die Fluidverbindung zwischen dem
ersten Wählventil (78) und dem ersten druckbegrenzenden Ventil (84) auf
rechterhält und in einer betätigten Stellung das erste Wählventil (78) über
eine das erste druckbegrenzende Ventil (84) umgehende Leitung (90) direkt
mit der ersten Fluidkammer (66) verbindet.
4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kupplungsvorrichtung eine Antriebseinheit (20) umfaßt und daß die zweite
Antriebswelle (32) die Ausgangswelle der Antriebseinheit (20) ist.
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