DE4142889C2 - Kupplungs-Brems-Einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Kupplungs-Brems-Einheit der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Aus US 3,802,540 ist eine Kupplungs-Brems-Einheit der vorstehend genannten Art bekannt. Hierbei ist eine zweiteilige Büchse vorgesehen, deren eines Teil teleskopartig auf dem durchmesserverminderten Abschnitt des anderen Teils angeordnet ist. Zur Aufrechterhaltung der relativen Positionen der Büchsenteile ist ein Paar von Stiftelementen vorgesehen, welche mittels eines Federclips gehalten werden. Die Stiftelemente sind in diametral gegenüberliegenden Bohrungen in den Büchsenteilen eingesetzt. Hierbei benötigt man relativ viel Platz für den Federclip und die Stifte. Auch sind die Einstellungen und Verstellung dieser Anordnung vermittels des Federclips und den Stiften kompliziert, da man zu einer Verstellung beide Hände benötigt. Ein Teil der zweiteiligen Büchsenkonstruktion muß gegen eine Verdrehung bewirkt durch die Federvorbelastung gehalten werden, und die Stifte können dann in die entsprechenden diametral angeordneten Bohrungen in den beiden Teilen der Büchse eingesetzt werden.

Aus DE 25 42 253 A1 ist eine Konstruktion zur Federdifferenzeinstellung bekannt. Hierbei ist eine einzige Büchse vorgesehen, welche eine Mehrzahl von Schlitzen hat, welche gestatten, daß die Position der Büchse relativ zu den Eingangs- und Ausgangsteilen der Feder einstellbar und veränderbar ist.

Aus US 4,059,176, US 5,022,505 und US 4,579,201 sind Konstruktionen bekannt, bei denen eine Hülse und eine Stellschraube vorgesehen sind, um die Ausgangstrommel in einem Außereingriffszustand zu bremsen. Feder­ beaufschlagungen lassen sich hieraus nicht entnehmen, und es sind dort auch keine Ausführungen bezüglich einer Federdifferenzeinstellung enthalten.

So bezieht sich US 5,022,505 auf Bremselemente, welche dazu vorgesehen sind, die Drehbewegung in einer Richtung zu begrenzen. Bei der US 4,579,201 ist ein Bauteil vorgesehen, um die Drehmomentübertragungsein­ richtung einzustellen, und diese Einstellung hat keinerlei Auswirkung auf die zum Bremsen dienende Feder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs-Brems-Einheit der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welcher sich die Einstellungen einfacher und schneller bezüglich den Federn vornehmen lassen.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Kupplungs-Brems-Einheit der gattungs­ gemäßen Art bereitgestellt, welche sich durch die Merkmale des Kenn­ zeichens des Anspruches 1 auszeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungs-Brems-Einheit sind Einstelleinrichtun­ gen für die Federn vorgesehen, welche derart beschaffen und ausgelegt sind, daß diese Einrichtungen eine erste Büchse aufweisen, deren innenliegendes Ende mit einer Keilverzahnung versehen ist, und eine zweite Büchse aufweisen, deren innenliegendes Ende mit einer Keilverzahnung versehen ist, welche komplementär zu der Keilverzahnung des innenliegenden End­ abschnitts der ersten Büchse ausgelegt ist und in Form einer verschiebbaren bzw. axial verschiebbaren Teleskopverbindung hiermit verbunden ist. Somit ist bei der Erfindung eine Keilverzahlungsverbindung vorgesehen, um die beiden Büchsen in ihren relativen Positionen zu halten. Eine solche Keilverzahnungsverbindung nimmt wesentlich weniger Einbauraum gegenüber dem Stand der Technik ein. Somit läßt sich die erfindungsgemäße Kupplungs-Brems-Einheit auch bei gedrängten Platzverhältnissen unterbringen. Die Keilverzahnungsverbindung ermöglicht darüber hinaus eine einfachere Einstellung und Verstellung der Federdifferenz zwischen den beiden Federn, da man nämlich hierzu nur eines der Bauteile festhalten und verdrehen muß, beispielsweise die zweite Büchse bei der erfindungsgemäßen Kupplungs- Brems-Einheit.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungs­ formen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

Darin zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Kupplungs-Brems-Einheit nach der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische auseinander gezogene Ansicht der wesent­ lichen Komponenten der Kupplungs-Brems-Einheit;

Fig. 4 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Einstelleinrichtung in Form einer Steuermuffe; und

Fig. 5 eine Axialschnittansicht durch die als Einstelleinrichtung dienende Steuermuffe.

Wie in der Zeichnung dargestellt, betrifft die Erfindung eine Kupplungs-Brems- Einheit 10 zur Steuerung der Drehung eines Ausgangselementes 11 (Fig. 2) relativ zu einem Eingangselement 12. Das Ausgangselement hat hier die Form einer rohrförmigen Welle, die zur Drehung in einer zylindrischen Nabe 13 gela­ gert ist. Die letztere ist mit einem radial vorstehenden Flansch 14 versehen, der an einer Rahmenplatte 15 befestigt ist mittels eines Paares im Winkel beabstan­ deter Schrauben 17. Ein Schnappring 18 auf der Welle hält das äußere Ende der Nabe 13, um die letztere axial auf der Welle zu halten.

In diesem Beispiel ist das Eingangselement 12 eine Scheibe, die drehbar auf der Ausgangswelle 11 gelagert ist. Die Scheibe 12 wird axial auf der Welle mittels eines Schnappringes 19 gehalten, der auf der Welle befestigt ist und in Eingriff mit der Außenfläche der Scheibe steht.

Eine Eingangsnabe 20 ist integral mit der Scheibe 12 ausgebildet, erstreckt sich axial von deren Innenfläche aus und ist um deren Ende mit einer Ausgangsnabe 21 angeordnet. Letztere ist ebenfalls in deren Ende mit der Nabe 13 angeordnet und fest auf der Welle 11 mittels eines radial verlaufenden Stiftes 22 befestigt. Die Eingangsnabe und die Ausgangsnabe 20, 21 werden von einer Kupplungs- Schraubenfeder 25 umschlossen, deren inneres Ende mit einem radial einwärts verlaufenden Mitnehmer 26 versehen ist, welcher in einem Loch in der Aus­ gangsnabe 21 verankert ist. Das äußere Ende der Kupplungsfeder 25 ist mit einem radial auswärts verlaufenden Mitnehmer 27 versehen, der an einer Büchse in Form einer Steuermuffe 30 befestigt ist, die teleskopartig über die Naben 13, 20 und 21 geschoben ist.

Der entspannte Innendurchmesser der Kupplungsfeder 25 ist kleiner als der Außendurchmesser der Eingangs- und Ausgangsnaben 20 und 21 weshalb die Kupplungsfeder normalerweise eng um die Naben zusammengezogen ist. Dem­ entsprechend überträgt die Kupplungsfeder normalerweise eine Drehung der Eingangsnabe auf die Ausgangsnabe wobei die Steuermuffe 30 mit den Naben rotiert. Wenn die Steuermuffe gestoppt wird, veranlaßt der Mitnehmer 27 die Feder 25 sich aufzuwickeln und zu erweitern und dadurch eine oder beide Naben 20 und 21 freizugeben, so daß die Eingangsnabe sich unabhängig von der Ausgangsnabe drehen kann. Ein Anhalten der Steuermuffe wird bewirkt durch einen Hebel 32 (Fig. 1), der schwenkbar an der Rahmenplatte 15 bei 33 eingebaut ist und zwischen einer aktiven und einer inaktiven Position mittels eines Solenoides 34 an der Rahmenplatte geschwenkt werden kann. Wenn der Hebel 32 im Gegenuhrzeigersinn in seine aktive Position geschwenkt wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist, liegt sein freies Ende in der Bahn eines radial verlaufenden Anschlages oder einer Nase 35 (Fig. 3 bis 5) an der Steuermuffe. Wenn die Nase den Hebel erfaßt, wird die Drehung der Steuermuffe gestoppt, um ein Aufwickeln und eine Expansion der Feder 25 zu bewirken. Bei einer Schwen­ kung im Uhrzeigersinn gibt der Hebel 32 die Nase frei, um es der Elastizität der Feder zu ermöglichen, die Muffe etwas relativ zur Ausgangsnabe zu drehen und dadurch eine Wiederzusammenziehung der Feder zu ermöglichen.

Die Nabe 13 und die Ausgangsnabe 21 ist von einer zweiten Schraubenfeder 34 umschlossen (Fig. 2 und 3) die von derselben Art ist wie die Kupplungsfeder 25 und die als Bremsfeder dient wobei die Nabe 13 als Bremsnabe dient. Das einwärtige Ende der Bremsfeder 37 ist mit einem radial einwärts vorstehenden Mitnehmer 38 versehen, der in einem Loch in der Ausgangsnabe 21 verankert ist. Ein radial auswärts vorstehender Mitnehmer 39 am äußeren Ende der Brems­ feder ist an der Steuermuffe 30 befestigt.

Der entspannte Innendurchmesser der Bremsfeder ist größer als die Außendurch­ messer der Brems- und Ausgangsnaben 13 und 21 und daher ist die Bremsfeder normalerweise gelöst von diesen Naben. Wenn die Steuermuffe gestoppt wird, veranlaßt jede Tendenz der Ausgangsnabe, sich in Vorwärtsrichtung der An­ triebsrichtung zu drehen, die Bremsfeder, sich um die Naben 13 und 21 zu verengen. Die Ausgangsnabe wird dadurch mit der ortsfesten Bremsnabe gekoppelt und damit zwangsweise gegen Drehung festgehalten.

Wie insbesondere in den Fig. 2 und 4 zu sehen ist, hat die Steuermuffe eine erste Büchse 40, welche im wesentlichen die Kupplungsfeder 25 und einen wesentlichen Teil der Bremsfeder 37 umschließt. Das äußere Ende der Büchse ist Fläche an Fläche mit der Scheibe 20 angeordnet. Eine Kerbe 41 ist im äuße­ ren Ende der Büchse ausgebildet und nimmt den Mitnehmer 27 der Kupplungs­ feder 25 auf.

Axial verlaufende Keilnuten 42 (Fig. 4) sind an der Außenfläche des inneren Endabschnittes der Büchse 40 ausgebildet, wobei diese Keilnuten sehr fein und nahe beieinander ausgebildet sind. Beispielsweise können 200 Keilnuten oder Keilzähne auf einer Hülse ausgebildet werden, die einen Außendurchmesser von etwa 65 mm hat.

Über die Keilverzahnung 42 und in Eingriff mit dieser ist ein allgemein zylin­ drischer Ring 45 geschoben (Fig. 2 bis 5), dessen innere Oberfläche mit entsprechenden Keilen beziehungsweise Nuten 46 ausgestattet ist (Fig. 4), die komplementär zu den Keilnuten 42 ausgebildet sind. Die Anschlagnase 35 ist als ein integraler Teil des Ringes 45 ausgebildet und steht radial von diesem ab. Ein Schnappring 47 sitzt in einer Nut 48 in der Büchse 40 und hält normalerweise den Ring 45 axial in einer Position, in der die Keilverzahnung 46 in Eingriff mit der Keilverzahnung 42 ist. Normalerweise rotiert also der Ring 45 mit der Büchse 40. Durch Entfernen des Schnappringes 47 kann der Ring nach links (Fig. 2) längs der Büchse 40 gleiten, um die Keilverzahnung 46 von der Keilver­ zahnung 42 zu lösen. Der Ring 45 kann dann relativ zur Büchse 40 gedreht werden, um die Anschlagnase 35 in eine gewünschte Winkelposition relativ zur Ausgangswelle 11 zu bringen. Danach kann der Ring nach rechts verschoben werden, um die Keilverzahnung 46 wieder in Eingriff mit der Keilverzahnung 42 zu bringen und dadurch die Nase in der gewählten Winkelposition zu halten. Nach der Erfindung hat die Steuermuffe eine zweite Hülse 50 (Fig. 4) und einen zweiten Ring 51, welche mit der Büchse 40 zusammenwirken, um eine schnelle einfache feine und genaue Einstellung der Torsions-Differenz zwischen der Kupplungsfeder 25 und der Bremsfeder 37 zu ermöglichen. Die Einstellung kann bewirkt werden ohne die Federn von den Büchsen lösen zu müssen und ohne einen ins Gewicht fallenden Auseinanderbau der Kupplungs-Brems-Einheit 10.

Die Büchse 50 hat einen zylindrischen Ring 52 (Fig. 4), dessen äußeres Ende mit einem radial auswärts vorstehenden Flansch 53 mit kurzer radialer Länge versehen ist, der Seite an Seite zu dem Flansch 14 angeordnet ist. Eine Kerbe 54 ist im Flansch 53 ausgebildet zur Aufnahme des Mitnehmers 39 der Brems­ feder 37.

In Ausführung der Erfindung ist die äußere Oberfläche des Ringes 52 mit axial verlaufenden Keilnuten 55 versehen, die einer gleichen Anzahl von komplemen­ tären Keilen oder Keilnuten 56 in der Innenfläche des Ringes 51 passen und mit diesen kämmen können. Die Keile 56 ihrerseits haben dieselbe Anzahl wie die Keile 42 an der Büchse 40 passend zu diesen und können teleskopartig über diese geschoben werden.

Wie die Fig. 2 und 5 zeigen, umfaßt die zusammengebaute Muffe 30 die Büchse 40, den Schnappring 47, den Ring 45, den Ring 51 und die Büchse 50. Der Ring 51 erfaßt den Bund 53 der Büchse 50 und damit sind die beiden Ringe 45 und 51 normalerweise axial zwischen dem Schnappring 47 und dem Flansch 53 gehalten. Wegen der Keilverzahnungen 42, 46, 55 und 56 rotieren die beiden Büchsen 40 und 50 und die beiden Ringe 45 und 51 normalerweise alle als eine Einheit. Es wird somit eine feste Winkelbeziehung normalerweise zwi­ schen dem Mitnehmer 27 der Kupplungsfeder 25 und dem Mitnehmer 39 der Bremsfeder 37 eingehalten.

Zur Einstellung der Torsions-Differenz der Federn 25 und 37 wird der Schnapp­ ring 47 entfernt und beide Ringe 45 und 41 nach links verschoben, um die Keilverzahnung 56 des Ringes 51 von der Keilverzahnung 55 der Büchse 50 zu lösen. Danach kann die Büchse 50 in jede Richtung relativ zur Büchse 40 in einem Umfang gedreht werden, der erforderlich ist, die richtige Torsions-Diffe­ renz zwischen den Federn 25 und 37 einzustellen. Die Ringe 45 und 51 werden dann zurück nach rechts geschoben und an Ort und Stelle durch Wiedereinbau des Schnappringes 47 gehalten beziehungsweise arretiert und sobald sie arre­ tiert sind hält der Ring 51 die Büchsen gegen eine relative Drehung. Wenn die Feder-Differenz wie ursprünglich eingestellt zu klein oder zu groß ist, braucht nur der Schnappring 47 wieder herausgenommen werden, die Verzahnung 56 wird von der Verzahnung 55 gelöst und entweder die Büchse 40 oder die Büchse 50 werden gedreht, um eine neue Feder-Differenz einzustellen.

Die Erfindung schafft somit eine neue und bessere Kupplungs-Brems-Einheit 10, bei der die Feder-Differenz in feinen und genauen Schritten einstellbar ist nur durch Lösen des Ringes 51, Drehen einer der Büchsen 40 und 50 und dann erneute Arretierung des Ringes. Eine Mehrzahl von Nuten 41, 54 in den Büchsen 40 und 50 ist nicht erforderlich auch müssen die Mitnehmer 27, 29 nicht zur Einstellung der Feder-Differenz aus den Nuten herausgenommen werden.

Claims (5)

1. Kupplungs-Brems-Einheit mit drehbaren Eingangs- (20) und Ausgangs­ naben (21), einer gegen Drehung fixierten Bremsnabe (13), einer Kupplungsfeder (25), die über die Eingangs- und Ausgangsnaben (20, 21) geschoben ist und bei Verengung die Eingangsnabe (20) und die Ausgangsnabe (21) zur gemeinsamen Drehung kuppelt, und die bei Erweiterung eine relative Drehung der Eingangsnabe (20) und der Ausgangsnabe (21) zueinander gestattet, ferner mit einer Bremsfeder (37), die über die Ausgangsnabe (21) in die Bremsnabe (13) gescho­ ben ist, die bei ihrer Verengung die Ausgangsnabe (21) mit der Bremsnabe (13) kuppelt und dadurch eine Drehung der Ausgangsnabe (21) verhindert, und die bei ihrer Erweiterung eine Drehung der Ausgangsnabe (21) relativ zur Bremsnabe (13) gestattet, und mit Einstelleinrichtungen (30) für die Federn (25, 37), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstelleinrichtungen (30) für die Federn (25, 37) eine erste Büchse (40) mit inneren und äußeren Endabschnitten aufweisen, welche die Eingangsnabe (20) umgibt, die Kupplungsfeder (25) an der ersten Büchse (40) verankert und der Eingangsend­ abschnitt der ersten Büchse (40) mit einer Keilverzahnung (42) versehen ist, eine zweite Büchse (50) mit inneren und äußeren Endabschnitten die Bremsnabe (13) umgibt, die Bremsfeder (37) an der zweiten Büchse (50) verankert ist und das der innere Endabschnitt der zweiten Büchse (50) mit einer Keilverzahnung (55) versehen ist, die komplementär zu der Keilverzahnung (42) am inneren Endabschnitt der ersten Büchse (40) ausgebildet und dieser verschiebbar zugeord­ net ist.

2. Kupplungs-Brems-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Endabschnitt der ersten Büchse (40) ferner einen Ring (51) aufweist, der mit der ersten Büchse (40) und dem inneren Endabschnitt der zweiten Büchse (50) mittels einer Keilverzahnung (56) derart verbunden ist, daß die erste Büchse (40) und die zweite Büchse (50) gegen eine relative Drehung zueinander gesperrt sind, und daß der Ring (51) selektiv in eine Position verschiebbar ist, in welcher sich die zweite Büchse (50) relativ zu der ersten Büchse (40) zur Einstellung der Torsions-Differenz zwischen den Federn (25, 37) drehen kann.

3. Kupplungs-Brems-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Büchse (40) und die zweite Büchse (50) eine Außenverzahnung (42, 53) und der Ring (51) eine Innenverzahnung (56) haben.

4. Kupplungs-Brems-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtungen (30) für die Federn (25, 37) mit ihren Verzahnungen im Grundzustand teleskop­ artig über die inneren Endabschnitte der beiden Büchsen (40, 50) in eine erste Position verschiebbar sind, in welcher durch das Zu­ sammenarbeiten der Keilverzahnungen im Grundzustand die Büchsen (40, 50) zur Ausführung einer gemeinsamen Drehbewegung gekoppelt sind, und in eine zweite Position verschiebbar sind, in welcher der Ring (51) von den Keilverzahnungen einer der Büchsen (40, 50) derart abziehbar ist, daß sich die betreffende Büchse (40, 50) zur Einstellung der Torsions-Differenz der Federn (25, 37) relativ zur anderen Hülse (50, 40) drehen kann.

5. Kupplungs-Brems-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten Ring (45), der einen radial verlaufenden Anschlag (35) sowie eine Innenverzahnung (46) hat, und der über den inneren Endabschnitt der ersten Hülse (40) derart geschoben ist, daß der zweite Ring (45) im Grundzustand zusammen mit der ersten Büchse (40) rotiert, daß der zweite Ring (45) wahlweise in eine Position verschiebbar ist, in der sich der zweite Ring (45) relativ zur ersten Büchse (40) zur Einstellung der Winkelposition des Anschlags (35) relativ zur ersten Büchse (40) drehen kann, und daß der erste Ring (51) zwischen dem zweiten Ring (45) und dem äußeren Endabschnitt der zweiten Hülse (50) angeordnet ist.