DE3835340C2

DE3835340C2 - Kupplungseinheit zum Verbinden einer Welle eines Motors mit einer Ausgangswelle

Info

Publication number: DE3835340C2
Application number: DE3835340A
Authority: DE
Inventors: Gordon Maurice Sommer
Original assignee: Sommer Co
Current assignee: Sommer Co
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2008-10-18
Also published as: JPH0612133B2; DE3835340A1; US4865172A; JPH01116324A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinheit zum Verbinden einer Welle eines Motors mit einer Ausgangswelle nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Brems- und Kupplungseinheiten und Annäherungseinheiten weisen verschie dene Anwendungsgebiete auf, die Anwendungen mit einschließen, bei denen eine Annäherungsbewegung auf die Ausgangswelle für jede Art von Fördereinrichtung, Drehtisch oder andere automatische Einrichtung übertragen wird, bei der eine In dexierung angewendet werden kann, wie z. B. bei Folgeschrittarbeiten an Preß- oder Stanzeinrichtungen. Im allgemeinen führt der Betrieb von Brems- und Kupplungs einheiten oder Annäherungseinheiten dazu, daß entweder der Antriebsmotor oder die Bremseinheit auf der Eingangswelle der Maschine oder Vorrichtung durch einen getrennten Annäherungsmotor ersetzt werden muß. Ein Beispiel einer entfernbaren Annäherungsantriebseinheit, die mit dieser Bauform von Brems- und Kupplungs einheiten verwendet werden kann, findet sich in der US 4 765 448.

Eine Kupplungseinheit der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung ist aus der DE 35 05 613 C2 bekannt. Bei der dort gezeigten Kupplungs einheit dient die Reibscheibenanordnung zum Kuppeln der Motorwelle mit einer Ausgangswelle. Genauer gesagt, wird bei Betätigung des elektrischen Motors die Kupplung eingerückt, so daß dann eine Antriebsverbindung zwischen dem elektri schen Motor und der Ausgangswelle vorhanden ist. Wird der Motor abgeschaltet, so wird die Kupplung ausgerückt, so daß dann die Ausgangswelle nicht mehr in An triebsverbindung mit dem Motor steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungseinheit der ange gebenen Gattung so auszubilden, daß die Motorwelle in einfacher Weise abbrems bar und die Ausgangswelle unabhängig von dem Motor betätigbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kupplungseinheit der angegebenen Gattung durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplungseinheit ist somit die Aus gangswelle gleichzeitig die Welle eines Annäherungsmotors. Die Reibscheiben sind durch Abschalten des Motors in Reibungsanlage zueinander bewegbar (wodurch die Kupplung eingerückt wird), so daß dann die Motorwelle über die Reibscheibenan ordnung mit dem Annäherungsmotor gekuppelt wird.

Auf diese Weise kann die Motorwelle beim Abschalten des Motors in einfa cher Weise abgebremst werden. Außerdem lassen sich die Motorwelle und damit verbundene Aggregate bei abgeschaltetem Motor durch den Annäherungsmotor drehen. Die Erfindung zeichnet sich durch einfache Gestaltung, wirtschaftliche Herstellbarkeit, hohe Betriebssicherheit und einfache Wartung aus.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Brems- und Kupplungseinheit;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen vergrößerten Abschnitt der Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein als Elektromotor ausgebildeter Motor 12 angedeutet, dessen Motorwelle 14 mit einer Brems- und Kupplungseinheit 10 verbunden ist.

Eine Schraubenfeder auf der Motorwelle 14 übt auf die Motorwelle 14 eine in Fig. 1 nach rechts wirkende Vorspannkraft in Richtung auf die Brems- und Kupplungseinheit 10 aus. Die Motorwelle 14 wird von geeigneten Lagern innerhalb des Gehäuses 16 des Motors 12 getragen. Die Brems- und Kupplungseinheit 10 umfaßt ein äußeres, ringförmiges Gehäuse 20, das seinerseits eine äußere Endwan dung 22 und einen ringförmigen äußeren Gehäuseabschnitt 24 an ihrem äußeren Umfang aufweist.

Innerhalb des Gehäuses 20 ist ein inneres Gehäuse 26 gebildet, das eine Öl kammer 28 bildet, wobei das Gehäuse 26 aus einem im wesentlichen ringförmigen Abschnitt 30 und der Endwandung 22 besteht.

Die Motorwelle 14 trägt ein Gebläse 34, das aus Flügeln 36 besteht, die mit dem Ende 38 der Motorwelle 14 verbunden sind, das sich innerhalb des äußeren Gehäuses 20 befindet. Das Gebläse 34 ist mit einem ringförmigen Flansch 40 durch geeignete, bolzenartige Befestigungsmittel 42 verbunden. Der Flansch 40 seinerseits ist mit einer ringförmigen Hülse 44 durch geeignete, bolzenartige Verbindungsmit tel 46 verbunden. Die Hülse 44 ist mit der Motorwelle 14 durch eine Halteschraube 48 verbunden, die in eine Gewindebohrung 50 am Ende 38 der Motorwelle 14 ein geschraubt ist.

Der äußere Umfang der Hülse 44 umfaßt eine Reihe von in Umfangsrichtung Abstände voneinander aufweisende Keilprofile 52, auf denen eine Reihe von Reib scheiben 54 angeordnet werden kann, um eine axiale Bewegung der Reibscheiben 54 zuzulassen, eine Bewegung in Umfangsrichtung jedoch zu beschränken. Die Hülse 44 wird von einem ringförmigen, hülsenförmigen Element 56 umgeben, das an seinem inneren Umfang eine Reihe von in Umfangsrichtung mit Abstand von einander angeordneten Keilprofilen 58 aufweist. In die Zwischenräume zwischen die Reibscheiben 54 sind Platten 60 eingefügt, die mit ihren äußeren Enden mit den Keilprofilen 58 zusammenwirken. Das ringförmige Element 56 ist an seinem äuße ren Ende 62 mit einer zweiten Gruppe von in Umfangsrichtung Abstände voneinan der aufweisenden und radial einwärts vorspringenden Keilprofilen 64 versehen, die mit Keilprofilen 66 auf dem äußeren Umfang eines Adapters 68 der Welle eines Annäherungsmotors zusammenwirken, so daß eine axiale Verschiebebewegung zwischen den beiden Hülsen stattfinden kann, während außerdem ein Eingriff zwi schen den Keilprofilen 64 und 66 dazu führt, daß der Adapter 68 der Welle des An näherungsmotors das Element 56 antreibt und eine Drehung der Motorwelle 14 ver ursacht. Das ringförmige Element 56 ist mit der Endwandung 22 des Gehäuses durch eine Lageranordnung 70 verbunden, die durch einen kreisförmigen Ring 80 an ihrem Platz gehalten wird, der durch eine Anzahl von auf Gewindebolzen 84 an geordneten Federn 82 in axialer Richtung vom Motor weggedrückt wird.

Ein innerer Anschlagabschnitt 72 der inneren Hülse 44 steht in Kontakt mit einem ringförmigen Anschlag 74, wobei der innere Anschlagabschnitt 72 sich zu sammen mit der Bewegung der Motorwelle 14 des Elektromotors 12 in axialer Richtung bewegt. Der ringförmige Anschlag 74 liegt an dem Stapel der ineinander greifenden Reibscheiben 54 und 60 an. Bei einer Bewegung in axialer Richtung durch den inneren Anschlagabschnitt 72 drückt der ringförmige Anschlag 74 die Reibscheiben 54 und 60 zusammen gegen einen ringförmigen Anschlag 76, dem das ringförmige Element 56 am anderen Ende des Tapels zugeordnet ist. Auf diese Weise bewegt eine Bewegung der Motorwelle 14 des Elektromotors 12 in Fig. 1 nach rechts den inneren Anschlagabschnitt 72 gegen den ringförmigen Anschlag 74 nach rechts und bringt den Stapel von Reibscheiben in Eingriff, wodurch die Mo torwelle 14 mit dem Adapter 68 der Welle des Annäherungsmotors in Eingriff ge bracht wird.

Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der ringförmige Anschlag 76 eine konvexe sphärische Oberfläche 90, die unter Ermöglichung einer Gleitbewe gung mit der konkaven sphärischen Oberfläche 92 des ringförmigen Elementes 56 in Eingriff steht, um eine Ausrichtung des ringförmigen Anschlags 76 relativ zur Achse der Motorwelle 14 zu ermöglichen. Da der ringförmige Anschlag 74 die Reibscheiben gegen den ringförmigen Anschlag 76 drückt, wird sich der ringför mige Anschlag 76 im Bereich der konkaven Oberfläche 92 des ringförmigen Ele mentes 56 verschwenken, so daß die Reibfläche 94 rechtwinkelig zur Bewegungs richtung des ringförmigen Anschlags 74 und der Reibscheiben verlaufen wird. Der ringförmige Anschlag 76 wird mittels eines kreisförmigen O-Rings 96 positioniert, der den ringförmigen Anschlag 76 sowohl axial als auch radial positioniert.

Im Betrieb wird sich, sobald der Elektromotor 12 erregt ist, die Motorwelle 14 in der Größenordnung von drei Millimetern in die in Fig. 1 gezeigte Position nach links bewegen, wobei eine Kraft von etwa 980 N ausgeübt wird. Diese nach links wirkende Kraft bleibt während des Betriebs des Motors 12 konstant und wirkt der Federkraft entgegen, die bestrebt ist, die Motorwelle 14 nach rechts zu schieben, und bringt dabei den Stapel aus Reibscheiben 54 und 60 außer Eingriff, wodurch sich die Motorwelle 14 des Motors 12 unabhängig vom Adapter 68 der Welle des Annäherungsmotors bewegen kann. Sobald der Motor 12 ausgeschaltet wird, über windet die die Motorwelle vorspannende Federkraft diese beim Motorbetrieb auftre tende Kraft, und die Antriebswelle wird um drei Millimeter nach rechts verlagert und wirkt auf die Brems- und Kupplungseinheit 10 in der Weise ein, daß die Reib scheiben 54 und 60 zwischen dem ringförmigen Anschlag 74 und dem ringförmigen Anschlag 76 zusammengepreßt werden, wodurch ein Reibungseingriff zwischen den Reibscheiben 54 und 60 erfolgt und die Rotation der Motorwelle 14 bremst. In diesem Augenblick gelangt der Adapter 68 der Welle des Annäherungsmotors in Kupplungsverbindung mit der Motorwelle 14, und die angetriebene Maschine kann nun über die Einheit 10 durch den Annäherungsmotor indexiert werden.

Während des Betriebes des Motors 12 ziehen die Flügel 36 des Gebläses 34 Luft durch die Kanäle 78, die in Umfangsrichtung mit Abstand längs des äußeren Gehäuses 20 der Brems- und Kupplungseinheit 10 verteilt sind. Das Gebläse 34 wird Luft durch die Brems- und Kupplungseinheit 10 ziehen, um diese zu kühlen und auch Luft in Richtung auf den Motor 12 drücken, um den Motor 12 zu kühlen.

Die Ölkammer 28 ist mit Öl gefüllt, welches in der in Fig. 1 angezeigten Weise durch die Kammer 28 und durch den Stapel aus Reibscheiben fließt, um die durch den Reibungseingriff der Reibscheiben 54 und 60 während des Bremsvorgan ges erzeugte Wärme zu verteilen und einen möglichen Reibungseingriff zwischen den Reibscheiben 54 und 60 während des Betriebs des Motors 12 zu verringern.

Die Anbringung der Brems- und Kupplungseinheit und des Annäherungsmo tors an der Motorwelle 14 ist leicht durchzuführen. Der Motor 12 wird so positio niert, daß sich die Motorwelle 14 vertikal nach oben erstreckt, und die Einheit 10 wird auf die Motorwelle aufgesetzt. Bei 100 angeordnete Transportsicherungs schrauben werden an ihrer Stelle belassen, und der Adapter 68 wird entfernt, um Zugang zur Halteschraube 48 zu schaffen. Die Halteschraube 48 wird festgezogen, wodurch die Einheit 10 auf die Motorwelle 14 gezogen wird, während die Trans portsicherungsschrauben zurückgedreht werden, und die Befestigungsschrauben 102 werden im Befestigungsflansch 104 des Motorgehäuses 16 festgezogen.

Wenn die Einheit 10 ordnungsgemäß axial auf dem Motor 12 positioniert ist, wird der Adapter 68 wieder eingesetzt, und die Annäherungswelle 106 des Annähe rungsmotors 110 wird montiert. Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Welle 106 des Annäherungsmotors in dem mit einem Innengewinde versehenen Wellengehäuse 108 des Annäherungsmotors in axialer Richtung mit Hilfe von Ju stiermuttern 112 und 114 eingestellt, die mit einem Außengewinde versehen sind.

Die Justiermuttern 112 und 114 werden so justiert, daß sie die Welle 106 in axialer Richtung positionieren und dadurch den Spalt zwischen dem ringförmigen Anschlag 76 und dem Stapel aus Reibscheiben festlegen. Sobald die gewünschte Spaltbreite eingestellt ist, werden vier Feststellschrauben 116 durch die Einstellmuttern 112 und 114 eingesetzt, um eine axiale Bewegung der Annäherungswelle 106 zu verhindern.

Claims

1. Kupplungseinheit zum Verbinden einer Welle (14) eines Motors (12) mit einer Ausgangswelle (106), mit
einem Gehäuse (20) mit einem inneren Abschnitt (26), in den sich die Mo torwelle (14) und die Ausgangswelle (106) erstrecken,
einer Reibscheibenanordnung aus zwei Gruppen abwechselnd zueinander angeordneter Reibscheiben (54, 60), von denen die eine Gruppe (54) mit der Mo torwelle (14) und die andere Gruppe (60) mit der Ausgangswelle (106) drehfest ver bunden ist,
wobei zwischen der Reibscheibenanordnung und der Ausgangswelle (106) ein ringförmiges Element (56) angeordnet ist, das mit einer der Reibscheibengrup pen (54, 60) drehfest verbunden ist, und
Betätigungsmitteln (14, 38, 44, 72-76), durch die die Reibscheiben (54, 60) in und außer Reibungsanlage zueinander bewegbar sind, um dadurch die Kupplung ein- und auszurücken,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (106) die Welle eines An näherungsmotors ist, und daß die Reibscheiben (54, 60) durch Abschalten des Mo tors (12) in Reibungsanlage zueinander bewegbar sind, so daß die Motorwelle (14) über die Reibscheibenanordnung mit dem Annäherungsmotor kuppelbar und da durch abbremsbar ist.

2. Kupplungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Be tätigungsmittel Vorspannmittel zum Vorspannen der Motorwelle (14), ein fest auf der Motorwelle (14) angeordnetes, gegen die eine Reibscheibengruppe (54) axial andrückbares hülsenförmiges Element (44) und ein innerhalb des ringförmigen Elementes (56) angeordnetes, gegen die andere Reibscheibengruppe (60) andrück bares Anschlagelement (76) umfassen.

3. Kupplungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hül senförmige Element (44) einen Anschlagabschnitt (72) und einen auf dem An schlagabschnitt (72) angeordneten ringförmigen Anschlag (74) aufweist, der gegen die eine Reibscheibengruppe (54) andrückbar ist.

4. Kupplungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagelement (76) eine Reibfläche (94) aufweist und in dem ringförmigen Element (56) schwenkbar derart angeordnet ist, daß der Anschlag (76) bei Rei bungsanlage der Reibscheiben (54, 60) kippen kann, um seine Reibfläche (94) rechtwinkelig zur Achse der Motorwelle (14) auszurichten.

5. Kupplungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der An schlag (76) durch einen aus einem Elastomer bestehenden O-Ring (96) axial und radial positioniert ist.

6. Kupplungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein mit einem Innengewinde versehenes Gehäuse (108) für die Welle (106) des Annäherungsmotors umfaßt und daß die Welle (106) des Annä herungsmotors mit Außengewinde versehene Justiermuttern (112, 114) zur axialen Positionierung der Welle (106) des Annäherungsantriebes relativ zu der Kupp lungseinheit umfaßt und an dem ringförmigen Element (56) anliegt, so daß eine axiale Einstellung der Welle (106) des Annäherungsmotors eine axiale Einstellung des Spaltes zwischen dem Anschlagelement (76) und der zugehörigen Reibschei bengruppe (60) bewirkt.

7. Kupplungseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ju stiermuttern (112, 114) durch Gewindebolzen (116) festgelegt sind, um die Welle (106) des Annäherungsmotors gegen Axialbewegungen zu sichern.

8. Kupplungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Annäherungsmotor einen Adapter (68) aufweist, der das ringförmige Element (56) mit der Ausgangswelle (106) des Annäherungsmotors drehfest verbindet.

9. Kupplungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Motorwelle (14) versehene Motor (12) ein Elek tromotor ist.