DE3817109A1 - Kupplungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsvorrichtung, vorzugsweise zum Zusammenschalten von Teilen an einer Maschine oder einem Spritzwerkzeug, mit einem Kupplungsgehäuse, in dem eine Anzahl in radialer Richtung beweglicher Backen gelagert ist, die von einer Arbeitsstellung, in der sie sich in Eingriff mit einem Kupplungszapfen befinden, in eine Ruhestellung bewegbar sind, bei der der Kupplungszapfen von dem Kupplungsgehäuse frei ist.

Bei Kupplungsvorrichtungen der eingangs genannten Art ist eine Selbstauslösung bei Annäherung des Auswerfers an einen zentralen Auslösungsstift bekannt. Das Lösen selbst erfolgt dann mit Hilfe eines Hakenschlüssels, der gleichzeitig dann gehalten werden muß, wenn die Kupplung mit dem hydraulisch arbeitenden Auswerfermechanismus zurückfährt. Diese Aktionen von Hand sind teilweise wegen des geringen zur Verfügung stehenden Raums schwierig durchzuführen, und es besteht ein nicht unerhebliches Risiko für einen Arbeitsunfall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Kupplungsvorrichtung zu schaffen, bei der kein Risiko eines Arbeitsunfalls mehr gegeben ist, und die durch einfaches Wirken eines Ventils oder eines anderen Steuerorgans für die Zuführung eines Druckmediums zu der Kupplungsvorrichtung betätigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß unter Vermeidung eines Arbeitsunfalls und ohne separates Handwerkzeug die angestrebte Betätigung der Kupplungsvorrichtung möglich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert, die die Kupplungsvorrichtung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, zeigt.

Die Kupplungsvorrichtung umfaßt zwei Hauptteile, nämlich ein Kupplungsgehäuse 1 und einen Kupplungszapfen 2. Arbeitet die Kupplungsvorrichtung mit einem Spritzwerkzeug oder ähnlichem zusammen, ist das Kupplungsgehäuse mit der Maschine verbunden und üblicherweise an deren hydraulisch betätigbare Auswerfervorrichtung angeschlossen, wobei der Kupplungszapfen mit dem Spritzwerkzeug verbunden ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel hat das Kupplungsgehäuse 1 die Form eines hohlen Zylinders 3, der zu einem weiter unten beschriebenen Zweck einen radial nach innen weisenden Endflansch 4 hat. An seinem entgegengesetzten Ende weist der Zylinder 3 eine innenliegende, ringförmige Freisparung mit einem Innengewinde 5 auf, das sich mit einem Gewinde eines Innenteils 6 in Eingriff befindet. Das Innenteil 6 hat ein scheibenförmiges Teil 7, von dem sich in rechtem Winkel eine Nabe 8 wegerstreckt. Sind der Zylinder 3 und das Innenteil 6 miteinander verschraubt, sind sie dadurch dicht miteinander verbunden, daß das scheibenförmige Teil 7 gegen eine Schulter gepreßt wird, die in der Freisparung in dem Zylinder 3 gebildet ist.

In der Nabe 8 ist eine Anzahl vorzugsweise rechteckiger und winkelmäßig gegeneinander versetzt angeordneter, durch definierte Öffnungen 9 vorgesehen, von denen jede der Aufnahme eines Backens 10 der Kupplungsvorrichtung dient. Diese Backen 10 haben jeweils eine Anzahl vorzugsweise in ihrem Querschnitt trapezoid geformter Rillen 11. Jeder Backen 10 ist mit Hilfe einer Führung 12 und eines Stifts 13 in bestimmtem Umfang in radialer Richtung in der betreffenden durch Flächen definierten Öffnung 9 beweglich gelagert. An ihren den Rillen 11 entgegengesetzten Enden haben die Backen schräge Flächen 14. In der Endfläche der Nabe 8 ist ein Dichtring 15 befestigt, der die Nabe gegen ein mit einem Anschlußgewinde versehenes Anschlußteil 16 abdichtet. Das Anschlußgewinde dient der Anbringung des Anschlußteils an der Auswerfervorrichtung der Maschine. Das Anschlußteil hat ferner eine scheibenförmige Platte 18, an deren einem Ende ein Dichtring 19 angebracht ist, der an der Innenfläche des radial nach innen gerichteten Endflanschs des Zylinders 3 anliegt.

Die scheibenförmige Platte 18 hat eine solche Dicke, daß sie in axialer Richtung den Raum zwischen dem Endflansch 4 und der Endfläche der Nabe 8 ausfüllt. Die aneinanderliegenden Oberflächen sind mit hoher Oberflächengüte gefertigt, denn der Raum zwischen dem Zylinder 3 und dem Innenteil 6 bildet zusammen mit dem ringförmigen Kolben 20 eine druckmittelbetätigte Zylindereinheit.

Beim Ausführungsbeispiel besteht der Kolben aus einer ringförmigen Platte 21, die mit einer äußeren Dichtung 22 und einer inneren Dichtung 23 versehen ist. Mittels Schrauben ist die Platte 21 mit einem ringförmigen Teil 24 verbunden, das an seiner Außenfläche eine ringförmige Hinterschneidung 25 aufweist und an seinem, der Platte 21 abgekehrten Ende mit einer äußeren Dichtung 26 und einer inneren Dichtung 27 versehen ist. Das ringförmige Teil 24 weist eine innere konische Fläche 28 mit einer Konizität auf, die derjenigen der Schrägflächen der Backen 10 entspricht. Bezogen auf die Zeichnung von der rechten Fläche des Teils 24 her erstreckt sich eine Anzahl Bohrungen, in denen sich jeweils eine Schraubenfeder 29 befindet, von denen sich jeweils das eine Ende am Grund der jeweiligen Bohrung, und das jeweils andere Ende sich an der Innenseite der scheibenförmigen Platte 18 abstützt.

Der Kupplungszapfen 2 ist mit einer Anzahl rundum laufender Rillen 30 versehen, deren Querschnitt so ausgebildet ist, daß die Schultern zwischen den Rillen 30 in die Rillen 11 der Backen 10 passen. Befindet sich der Kupplungszapfen 2 im Bereich der Backen 10, und nehmen diese die aus der Zeichnung ersichtliche Lage ein, dann ist der Kupplungszapfen 2 mit dem Kupplungsgehäuse 1 fest verbunden. Zum Lösen des Kupplungszapfens 2 ist es nötig, daß die Backen 10 in radialer Richtung nach außen bewegt werden, wodurch die Verbindung zwischen den Backen 10 und dem Kupplungszapfen 2 gelöst wird. Zur Erleichterung des Lösevorgangs sind die Flankenwinkel der Rillen 11, 30 so gewählt daß in gelöster Lage der Backen 10 ein Gleiten der zwischen den Rillen liegenden Schultern des Kupplungszapfens 2 über die Schultern der Backen 10 möglich ist.

Die Federn 29 halten die Backen 10 normalerweise in ihrer Lage, die dem eingekuppelten Zustand entspricht. Dementsprechend ist es zum Lösen der Kupplungsvorrichtung notwendig, den ringförmigen Kolben 20 unter Zusammendrückung der Schraubenfedern 29 - bezogen auf die Zeichnung - so weit nach rechts zu bewegen, daß sich die Backen 10 von dem Kupplungszapfen 2 zurückziehen.

Zu diesem Zweck ist ein Nippel 31, also ein Anschluß, für die Zuführung eines unter Druck stehenden Mediums, wie z.B. ein Öl oder Luft, vorgesehen. Der Nippel 31 steht mit einer Hinterschneidung 25 in Form einer ringförmigen Nut und mit Kanälen 32 in einem ringförmigen Zylinderraum 33 in Verbindung. Der ringförmige Zylinderraum 33 ist in der Zeichnung links vom ringförmigen Kolben 22 zu sehen. In gleicher Weise dient ein Nippel 34, also ein Anschluß, der Zuführung eines Druckmediums zu einem ringförmigen Zylinderraum 35, der - in der Zeichnung rechts - neben dem ringförmigen Kolben 20 angeordnet ist.

Normalerweise steht der zuletzt genannte Nippel 34 in ständiger Verbindung mit der (in der Zeichnung nicht dargestellten) Druckmittelquelle, und dementsprechend unterstützt das Druckmittel die Schraubenfedern 29, wodurch der ringförmige Kolben 20 - in der Zeichnung gesehen - nach links gedrückt gehalten wird, in welcher Stellung die Backen 10 gegen den Kupplungszapfen 2 gerückt bleiben.

Soll das Lösen der Kupplungsvorrichtung eingeleitet werden, wird der Druck von dem Nippel 34 genommen, und über den Nippel 31 wird dem - in der Zeichnung links neben dem Kolben 20 angeordneten - Zylinderraum 33 Druckmedium zugeleitet. Hierdurch wird der Kolben 20 gegen die Kraft der Federn 29 und unter Zusammendrückung derselben - in der Zeichnung gesehen - nach rechts bewegt, und die konische Fläche 28 entfernt sich von der entsprechend konischen Fläche Schrägfläche 9 der Backen 10. Letztere können sich radial nach außen bewegen. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, geht die konische Fläche 28 über eine konische Fläche in eine Tasche über, in der die konischen Schrägflächen 9 der Backen 10 in gelöster Stellung Platz finden. Durch diese konstruktive Ausgestaltung ist es möglich, die axiale Baulänge der Kupplungsvorrichtung klein zu halten.

Der ringförmige Kolben 20 befindet sich in einem ringförmigen Raum 39 , der durch das scheibenförmige Teil 7, die Innenseite des Zylinders 3, einen Teil der Innenfläche des nach innen gerichteten Endflanschs 4, die Außenkante und einen Teil der Innenseite der scheibenförmigen Platte 18 und die Nabe 8 begrenzt ist.

Aus der Zeichnung ist zu sehen, daß das Anschlußteil 16 begrenzte radiale Bewegungen ausführen, was von großer Bedeutung ist, weil hierdurch eventuell auftretende Zentrierfehler eliminiert werden können.

Der Zylinderraum 35 soll während des gesamten Kuppplungsvorgangs unter Druck gehalten bleiben. Ereignet sich aber auf der Druckleitung eine Störung, wie z. B. ein Leitungsbruch oder ähnliches, dann würde ein unbeabsichtigtes Lösen der Kupplungsvorrichtung eintreten. Zur Vermeidung eines derartigen Störfalls sind die Schraubenfedern 29 vorgesehen. Da der Kolben 20 mit einer ausreichenden Anzahl solcher Schraubenfedern 29 versehen ist (beim Ausführungsbeispiel sind acht Schraubenfedern in gleichen Abständen zueinander verwendet), reicht die Summe der einzelnen Federkräfte dazu aus, die Backen 10 in der Lage zu halten, die dem eingekuppelten Betriebszustand der Kupplungsvorrichtung entspricht. Die Gesamtkraft, die sich aus den einzelnen Federkräften ergibt, ist natürlich etwas geringer als als die hydraulische bzw. hydrostatische Öffnungskraft.

Ein Schlüsseleingriff, z.B. ein Innensechskant, dient dem Festziehen der Schrauben des Kupplungsgehäuses 1. Bohrungen 37, 38 dienen dem Einsetzen eines Hakenschlüssels zur Montage der Kupplungsvorrichtung.

Claims (9)

1. Kupplungsvorrichtung, vorzugsweise zum Zusammenschalten von Teilen an einer Maschine oder einem Spritzwerkzeug, mit einem Kupplungsgehäuse (1), in dem eine Anzahl in radialer Richtung beweglicher Backen (10) gelagert ist, die von einer Arbeitsstellung, in der sie sich in Eingriff mit einem Kupplungszapfen (2) befinden, in eine Ruhestellung bewegbar sind, bei der der Kupplungszapfen von dem Kupplungsgehäuse frei ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse (1) einen ringförmigen Raum (39) aufweist, in dem ein ringförmiger Kolben (20) gelagert ist, wobei Kolben (20) und Backen (10) so gestaltet sind, daß die letzteren radial nach innen ausgelenkt sind, wenn der Kolben (20) in die eine Richtung bewegt wird, daß der Kolben unter dem Druck von Schraubenfedern (29) oder ähnlichem steht, die den Kolben (20) in diese Richtung bewegen wollen, und daß Kanäle (32) zur Zuleitung von Druckmedium in den ringförmigen Raum (39) vorgesehen sind, gegen den der Kolben (20) während des eingekuppelten Zustands gedrückt wird, und daß die auf den Kolben ausgeübte Kraft größer ist, als die Summe aller Kräfte der Schraubenfedern (29), so daß der Kolben (20) durch das Druckmedium entgegen der Summe aller Kräfte der Schraubenfedern (29) in die Stellung bewegt wird, die dem entkoppelten Zustand der Kupplungsvorrichtung entspricht.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) frontseitige Dichtungen (22, 23) und rückwärtige Dichtungen (26, 27) aufweist, die nach innen, wie auch nach außen wirken, und ein dazwischenliegendes Teil (24) mit einer inneren konischen Fläche (28), die mit entsprechenden außenliegenden konischen Flächen (14) an den Backen (10) zum Zweck ihrer radialen Bewegung zusammenwirkt.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse (1) zwei Teile (Innenteil 6 und Zylinder 3) umfaßt, die gegeneinander abgedichtet sind, von denen das eine Teil (Innenteil 6) eine Nabe (8) aufweist, deren Außenfläche eine Innenfläche eines ringförmigen Raums (39) bildet, und deren anderes Teil (Zylinder 3) einen ringförmigen Bereich hat, dessen Innenfläche die Außenfläche eines ringförmigen Raums bildet, wobei ferner ein nach innen weisender Endflansch (4) vorgesehen ist, der sich in bestimmtem Abstand von der Endfläche der Nabe (8) befindet, und sich in dem Raum zwischen der Endfläche und der Innenseite des Endflanschs (4) eine scheibenförmige Platte (18) befindet, die gegen die Endfläche und den Endflansch (4) abgedichtet ist, wobei die scheibenförmige Platte (18) in gewissem Umfang gegenüber dem Innenteil (6) und dem Zylinder (3) radial beweglich gelagert und als Anschlußteil (16) ausgebildet ist.

4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) an seinem Außenmantel eine zentrale Hinterschneidung (25) hat, die druckmäßig mit einem Nippel (31) in Verbindung steht und über Kanäle (32) im Kolben (20) mit demjenigen ringförmigen Raum des Kupplungsgehäuses (1) verbunden ist, gegen den sich der Kolben (20) während des Einkuppelns bewegt.

5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungszapfen (2) eine Anzahl koaxial liegender Rillen (30) aufweist, die bei geschlossener Kupplungsvorrichtung zur Aufnahme entsprechender Schultern in den Backen (10) vorgesehen sind, und daß die Rillen (30) einerseits und die Schultern andererseits solche Flankenwinkel haben, daß die Rillen bzw. Schultern von Kupplungszapfen und Backen leicht übereinandergleiten können, wenn der Kupplungszapfen (2) axial aus dem Kupplungsgehäuse (1) herausgezogen wird, sobald die Backen (10) für eine entsprechende axiale Bewegung freigegeben sind.

6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kolben (20) einwirkende Federkraft von einer Anzahl, vorzugsweise acht, Schraubenfedern (29) aufgebracht wird, die winkelmäßig gleichmäßig gegeneinander versetzt angeordnet sind.

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) zwei Teile (Platte 21, Teil 24) aufweist, die mittels Bolzen oder dergleichen als vordere Platte (21) und hinteres Teil (24) miteinander verbunden sind.

8. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle für die Zuleitung von Druckmittel auch zu dem Bereich des ringförmigen Raums vorgesehen sind, gegen den sich der Kolben (20) während des Auslösevorgangs bewegt.

9. Kupplungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Fläche des Kolbens (20) über abgeschrägte Wände in einen Raum übergehen, der der Aufnahme des äußeren Teils der Backen dient.