DE4335602A1

DE4335602A1 - Kopplungsanordnung

Info

Publication number: DE4335602A1
Application number: DE4335602A
Authority: DE
Inventors: Marcus H Collins
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1992-10-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2013-10-20
Also published as: GB2271622A; GB9321471D0; US5257684A; DE4335602B4; JPH06213260A; CA2106831A1; GB2271622B; CA2106831C

Description

Ausgangspunkt der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue und verbesserte Kopplungsanordnung und genauer auf eine Kopp lungsanordnung, die eine Bremsanordnung und eine Kupp lungsanordnung einschließt, die betätigt werden, um die Drehung eines Ausgabegliedes zu steuern.

Eine Kopplungsanordnung, die eine Kupplungsanordnung und eine Bremsanordnung, die aufeinanderfolgend betätigt wer den, um die Drehung eines Ausgabegliedes zu steuern, be sitzt, ist in dem US-Patent Nr. 4 807 731, ausgegeben am 28. Februar 1989 enthalten und trägt den Titel "Clutch and Brake Assembly". Spiral- oder Schraubenfedern spannen die Bremsanordnung elastisch bis zu einem gekuppelten Zu stand vor. Ein Strömungsmitteldruck wird zu einer ersten Kammer geleitet, um die Bremsanordnung von dem gekuppel ten Zustand zu einem entkuppelten Zustand gegen den Ein fluß der Schraubenfedern überzuführen. Der Strömungsmit teldruck in der ersten Kammer führt ebenfalls die Kupp lungsanordnung von einem entkuppelten Zustand in einen gekuppelten Zustand über.

Wenn die Kupplungsanordnung, die in dem oben genannten US-Patent Nr. 4 807 731 offenbart wurde, entkuppelt und die Bremsanordnung gekuppelt werden soll, wird der Strö mungsmitteldruck, der zuvor die Kupplungsanordnung in den gekuppelten Zustand übergeführt hat, an die Atmosphäre entlassen. Die Schraubenfedern führen dann die Bremsan ordnung in einen gekuppelten Zustand über. Der Strömungs mitteldruck wird in eine zweite Kammer geleitet, um die Schraubenfedern dabei zu unterstützen, die Kupplungsan ordnung zu entkuppeln und die Bremsanordnung zu kuppeln.

Kopplungsanordnungen, die diese allgemeine Konstruktion besitzen, wurden in Maschinen benutzt, die bei ziemlich hohen Drehzahlen arbeiten, insbesondere in Maschinen, die Büchsen formen. Es wurde früher vorgeschlagen, daß Schnellöseauslaßventile in Verbindung mit der Kopplungs kammer, die mit Druck erfüllt worden ist, um die Bremsan ordnung in den entkuppelten und die Kupplungsanordnung in den gekuppelten Zustand zu überführen, benutzt werden könnten. So zeigt das US-Patent Nr. 4 874 068, herausge geben am 17. Oktober 1989, mit dem Titel "Clutch and Brake Rapid Exhaust Manifold" an, daß eine Kupplungsan ordnung bei einer Maschine mit Betriebsraten von bis zu 300 bis 400 Zyklen pro Minute benutzt werden können, wenn Anordnungen mit schnell auslösenden Ventilen benutzt wer den, um schnellen Druckabbau der Kammer, die mit Druck erfüllt wurde, um die Kupplungsanordnung in den gekuppel ten Zustand und die Bremsanordnung in den entkuppelten Zustand zu überführen, benutzt werden.

Es wurde festgestellt, daß die Kopplungsanordnungen des Standes der Technik zufriedenstellend in Verbindung mit Maschinen arbeiten, die mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 bis 400 Zyklen pro Minute laufen. Man glaubt, daß ein frühzeitiges Versagen von Maschinen, die höhere Betriebs geschwindigkeiten besitzen, durch die Anwendung eines ex zessiven Drehmoments auf die Eingabewelle der Maschine und durch die Kopplung, wenn die Bremsanordnung von dem entkoppelten Zustand zum gekoppelten Zustand unter dem kombinierten Einfluß der Vorspannfedern und des Strö mungsmitteldruckes in der Art und Weise, die in dem oben genannten US-Patent Nr. 4 807 731 veröffentlicht wurde, verursacht werden könnten. Unter bestimmten Umständen kann die Anwendung eines exzessiven Bremsendrehmoments den Bruch der Eingabewelle von einer Maschine, die durch die Kopplungsanordnung angetrieben wird, zur Folge haben.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Kopplungsanordnung, die im Einklang mit der vorlie genden Erfindung konstruiert wurde, umfaßt eine Brems scheibe, die stationär bleibt, und eine Kupplungsscheibe, die dazu geeignet ist, ständig zu rotieren. Ein Bremsen element kann im Eingriff mit der Bremsscheibe stehen, um ein Ausgangsglied gegenüber Rotation festzuhalten. Ein Kupplungselement kann im Eingriff mit der Kupplungsschei be, um die Kraft zu übertragen, um das Ausgangsglied zu drehen. Das Bremselement ist gegen die Bremsscheibe oder zur Bremsscheibe hin gedrängt und das Kupplungselement ist weg von der Kupplungsscheibe durch eine Vorspannfeder gedrängt. Der Strömungsmitteldruck wird zu einer ersten Kammer geleitet, um die Vorspannfeder zu unterstützen, das Bremselement gegen die Bremsscheibe und das Kupp lungselement weg von der Kupplungsscheibe zu drängen. Der Strömungsmitteldruck wird zu einer zweiten Kammer gelei tet, um das Kupplungselement gegen die Kupplungsscheibe und das Bremselement weg von der Bremsscheibe zu drängen gegen den Einfluß der Vorspannfeder.

Das Strömungsmittel wird mit einem ersten Druck zur er sten Kammer geliefert von einer ersten Strömungsmittel druckversorgung, um die Feder zu unterstützen, das Brems element gegen die Bremsscheibe zu drängen. Ein zweiter Strömungsmitteldruck wird der zweiten Kammer geliefert, um das Kupplungselement zur Kupplungsscheibe hin und das Bremselement weg von der Bremsscheibe gegen den Einfluß der Vorspannfeder zu drängen. Der zweite Strömungsmittel druck ist größer als der erste Strömungsmitteldruck, um einen Eingriff des Bremselements mit der Bremsscheibe un ter dem Einfluß einer exzessiven Kraft, die durch den kombinierten Effekt der Vorspannfeder und des Strömungs mitteldrucks in der ersten Kammer vorgesehen wird, zu verhindern.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vor liegende Erfindung bezieht, nach Abwägung der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnun gen, offensichtlich, wobei:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kopplungsan ordnung, die eine Bremsanordnung und eine Kupplungsanord nung besitzt, und die Art und Weise illustriert, wie Luft mit einem relativ niedrigen Strömungsmitteldruck an die Bremsanordnung geliefert wird, um die Bremsanordnung in einen gekuppelten Zustand zu überführen, und mit einem relativ hohen Strömungsmitteldruck der Kupplungsanordnung geliefert wird, um die Kupplungsanordnung in einen gekup pelten Zustand überzuführen.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Verbindung mit einer Kopplungsanordnung 6, das dieselbe allgemeine Konstruktion wie die Kopplungsanordnungen, die in dem US-Patent Nr. 4 807 731, ausgegeben am 28. Februar 1989, mit dem Titel "Clutch and Brake Assembly" und dem US-Patent Nr. 5 046 593, ausgegeben am 10. September 1991 mit dem Titel "Coupling Assembly" veröffentlicht wurden. Die Kopplungsanordnung 6 umfaßt eine Kupplungsanordnung 7 und eine Bremsanordnung 8. Die Kupplungsanordnung 7 und die Bremsanordnung 8 werden durch eine festgekeilte oder anders befestigte Nabe 10 mit der Eingabewelle 11 einer Maschine 12, typisch eine Presse, die Büchsen formt, ei ner Stanzpresse oder ähnliches verbunden, die bei sehr großer Geschwindigkeit oder Arbeitszyklen läuft. Die An ordnung ist Drehmomentumkehrungen durch die Welle 11 von mehr als 325 Umdrehungen pro Minute unterworfen. Während jeder Umdrehung der Welle 11 variiert die Drehmomentslast (Drehmoment), dem die Welle durch die anderen Komponenten der Maschine unterworfen ist zwischen mindestens +12 500 englische Pfund_*Zoll und höchstens -2500 englische Pfund_*Zoll (1411 Nm bis -282 Nm). Zum Beispiel kann die Drehmomentslast (Drehmoment) zwischen +35 000 englische Pfund_*Zoll und -19 000 englische Pfund_*Zoll (3951 Nm und -2145 Nm) variieren.

Eine Kupplungsscheibe oder ein Kopplungsglied 13 in der Kupplungsanordnung besitzt eine Kupplungsplatte oder -teller 15, der an einem Antriebsglied 17 durch die Ver bindungsanordnungen 20 befestigt ist. Das Antriebsglied 17 ist ein Schwungrad, das in typischen Anwendungen stän dig gedreht wird. Eine Bremsscheibe oder ein Kopplungs glied 14 in der Bremsanordnung 8 besitzt Reaktionsarme 18, die mit dem stationären Rahmen 19 verbunden sind. Beide Stirnseiten jeder der Scheiben 13 und 14 haben eine aus einem Reibungsmaterial gefertigte Scheibe, die an die Stirnseiten der Scheibe 13 und 14 angenietet wird oder anders befestigt ist.

Die Nabe 10 wird mit einem integral geformten befestigten Kolben 24, der sich in radialer Richtung von der Nabe er streckt, und der mit einem in axialer Richtung bewegbaren ringförmigen Zylinder zusammenwirkt, auf den allgemein mit dem Bezugszeichen 25 Bezug genommen wird. Der Zylin der 25 wird durch einen äußeren Zylinderteil 26, einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringteil 27 und einer ringförmigen Bremsenplatte oder -teller 28 gebil det. Der Teil 26 ist an den Bremsenteller 28 durch eine Vielzahl von Bolzen 29, die sich durch den Teil 26 er strecken, gesichert insbesondere befestigt. Der Kolben 24 ist mit drei ringförmigen Dichtungen 30, 31 und 32 verse hen. Die Teile 26 und 27 und der Kolben 24 wirken zusam men, um eine Druck- oder Betätigungskammer 35 zu bilden.

Eine andere Druck- oder Betätigungskammer 36 wird durch die Wand 37 des Bremstellers 28 und der anderen Seite des Kolbens 24 gebildet. Durchlässe 38 und 39 sind in dem Teil 26 des Zylinders und in der Nabe 10 vorgesehen. Auf einer Seite des Bremstellers 28 gegenüber der Kammer 36 hat der Bremsteller eine flache ringförmige Reibungsober fläche, die mit einer Reibungsscheibe in Eingriff bring bar ist und die mit der Bremsscheibe oder dem Kopplungs glied 14 verbunden ist.

Ein ringförmiger Rotor oder ein Kopplungsglied 40, das be lüftet werden kann, ist an dem Kolbenflansch 34 durch ei ne Vielzahl von Bolzen 41, die sich durch Löcher in dem radialen inneren Teil erstrecken, befestigt, so daß der Rotor 40 von dem Bremsteller 28 einen Abstand aufweist und zwischen der Kupplungsscheibe 15 und der Bremsscheibe 14 angeordnet ist. Da der Kolben 24 an der Nabe befestigt ist und der Rotor 40 an dem Kolben befestigt ist, rotie ren der Rotor 40, der Kolben 24 und das Verbindungsstück 10 zusammen als eine Einheit, bewegen sich aber nicht axial. Der Rotor oder das Kopplungsglied 40 hat flache ringförmige Reibungsoberflächen, die in Eingriff mit den Reibungsscheiben 23 stehen können, die mit der Kupplungs scheibe 13 und der Bremsscheibe 14 verbunden sind.

Ein ringförmiger Kupplungsteller oder ein Kopplungsglied 42 ist an dem Bremsteller 28 durch Bolzen 43, die sich durch die Abstandsröhren 44, die den Kupplungs teller eine vorherbestimmte Distanz von dem Bremsteller 28 für den Eingriff mit der Kupplungsscheibe 15 beabstan den, gesichert. Der Kupplungsteller 42, der Bremsteller 28 und der Zylinder 25, bewegen sich axial als Einheit. Eine Vielzahl von Spiral- oder Schraubenfedern 45 sind zwischen dem Kupplungsteller 42 und dem Kolben 24 befe stigt. Ein Ende jeder Feder 45 ist in einer Vertiefung 46 in dem Kolben positioniert und das andere Ende ist über einen kreisrunden Vorsprung 47, der auf der Seite des Kupplungstellers gebildet wird, positioniert, um die Fe dern in ihrer Lage zu halten. Der Kupplungsteller 42 hat eine flache ringförmige Reibungsoberfläche, die mit der Reibungsscheibe, die mit der Kupplungsscheibe 13 verbun den ist, in Eingriff steht.

Die Kopplungsanordnung 6 kuppelt die Maschinenwelle 11 an das Antriebsglied 17, wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer 35 den Druck der Federn 45 übersteigt und den Kupplungsteller 42 nach rechts, wie in der Zeichnung ge zeigt ist, in Richtung der Kupplungsscheibe drängt, um die Reibungsscheiben, die an der Kupplungsscheibe gesi chert sind, mit dem Kupplungsteller 42 und dem Rotor 40 in Eingriff zu bringen. Zur gleichen Zeit bewegt sich der Bremsteller 28 nach rechts und löst sich von der Rei bungsscheibe, die an der Bremsscheibe 14 gesichert ist. Die Einheit wirkt in ihrer Bremsbetriebsart, wenn die Kammer 35 an Druck verliert. Zur selben Zeit, wenn die Kammer 35 an Druck verliert, wird die Kammer 36 unter Druck gesetzt, was ein zusätzliches Drehmoment vorsieht und verursacht, daß die Kammer 35 schneller abgelassen wird oder an Druck verliert als wenn die Kammer 35 nur durch die Vorspannkräfte der Federn 45, die den Zylinder teil 27 gegen den Kolben 24 drücken, an Druck verliert.

Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Kammer 35 mit Strömungsmittel eines höheren Drucks ver sorgt als die Kammer 36. Daraus ergibt sich, daß der Bremsteller 28 gegen die Bremsscheibe 14 festgeklemmt wird, unter dem kombinierten Einfluß der Vorspannfedern 45 und des relativ niedrigen Strömungsmitteldrucks in der Kammer 36. Das Drängen des Bremstellers 28 in eine in Eingriff stehende Stellung unter dem Einfluß eines rela tiv niedrigen Strömungsmitteldrucks in Kombination mit den Vorspannfedern 45 ermöglicht, daß eine kontrollierte Anwendung des Bremsdrehmoments auf die Ausgangswelle 11 erhalten wird. Daraus ergibt sich, daß die Drehung der Ausgangswelle 11 unter dem Einfluß eines nicht zu großen Drehmoments angehalten wird, obwohl dies sogar durch den kombinierten Effekt der Vorspannfedern 45 und des Strö mungsmitteldruckes in der Kammer 36 vorgesehen wird.

Für das Leiten des Strömungsmittels in die Kammern 35 und 36 bei verschiedenen Drücken ist die Kammer 35 mit dem Tank 60 verbunden, der Luft bei einem relativ hohen Druck enthält. Für das Leiten des Strömungsmittels in die Kam mer 36 bei einem relativ niedrigen Druck, ist die Kammer 36 mit einem Tank 62 verbunden, der Luft bei einem rela tiv niedrigen Druck enthält.

Ein einfacher Kompressor 66 legt Luftdruck sowohl auf den Tank 60 als auch 62 an. Der Kompressor 66 liefert Luft druck durch einen Druckeinstellregler 70 und ein Rück schlagventil 72 an den Tank 60. Der Kompressor 66 liefert Luftdruck an den Tank 62 durch einen einstellbaren Druck regler 74 und ein Rückschlagventil 76. Der Kompressor wird durch einen Motor 78 angetrieben.

Obwohl die Druckregler 70 und 74 auf viele verschiedene Drücke eingestellt werden können, wurde in dem einen spe zifischen Ausführungsbeispiel der Erfindung der Druckreg ler 70 so gesetzt, daß das Strömungsmittel von dem Kom pressor 66 an den Tank 60 mit einem Druck von ungefähr 80 englischen Pfund/Zoll² (5,5_*10⁵ Pa) geliefert wurde. Der Druckregler 74 wurde so eingestellt, daß Druck von etwa 30 englische Pfund/Zoll² (2,1_*10⁵ Pa) an den Tank 62 ge liefert wurde. Die spezifischen Werte der Luftdrücke, die zu den Tanks 60 und 62 geleitet wurden, können variiert werden, um eine glatte und allmähliche Bewegung des Bremstellers 28 in den Eingriff mit der Bremsscheibe 14 unter dem kombinierten Einfluß der Federn 45 und des Strömungsmitteldrucks in der Kammer 36 zu erhalten. Zu sätzlich kann der Druck im Tank 62 eingestellt werden, um ein gewünschtes Drehmoment auf den Eingriff der Bremsan ordnung 8 vorzusehen.

Es wird erwogen, daß der Strömungsmitteldruck, der in den Tank 62 und die Kammer 36 geleitet wird, variiert werden kann, um Abnutzung des Reibungsmaterials auf der Brems scheibe, Verlust von Federkraft der Federn 45, der Dreh momentübertragungswiderstand der Maschineneingangswelle 11 und/oder anderen Faktoren zu kompensieren. Durch ge eignetes Einstellen des Luftdruckes, der zum Tank 62 ge führt wird, kann die Bremsanordnung 8 mit der Maschine neingangswelle 11 mit einem Minimum von Stoß- oder Schockbelastung verbunden werden. Jedoch wird der kombi nierte Einfluß des Strömungsmitteldrucks in der Kammer 36 und der Vorspannfedern 45 der Bremsanordnung 8 ermögli chen, schnell zwischen einer gekuppelten und entkuppelten Stellung betrieben zu werden, während des Einsatzes der Kopplungsanordnung 6, während die Maschine 12 bei einer relativ hohen Rate, zum Beispiel zwischen 300 und 400 Zy klen pro Sekunde, läuft.

Um die Bremsanordnung 8 in die Eingriffsstellung überzu führen, muß die Kupplungsanordnung 7 in die entkuppelte bzw. gelöste Stellung überführt werden. Um die Kupplungs anordnung 7 in die entkuppelte Stellung überzuführen, muß Strömungsmitteldruck aus der Kammer 35 abgelassen werden. Dies kommt daher, daß die Ausdehnung der Kammer 36, um den Bremsteller 28 in Eingriff mit der Bremsscheibe 14 zu bewegen, erforderlich macht, daß die Kammer 35 zusammen gezogen wird.

Falls Strömungsmitteldruck in der Kammer 35 länger als nötig aufrechterhalten wird, wird der Strömungsmittel druck in der Kammer 35 dem Eingriff der Bremsanordnung 8 entgegenstehen und den Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Kupplungsanordnung 7 verzögern. Zusätzlich gilt, daß je schwerer es ist, den Strömungsmitteldruck in der Kammer 35 abzulassen, desto größer der Strömungsmitteldruck in der Kammer 36 sein muß, um eine Betätigung der Bremsan ordnung 8 zu bewirken. Natürlich erhöht ein Erhöhen des Strömungsmitteldrucks in der Kammer 36 die Kraft, mit der die Bremsanordnung 8 betätigt wird und neigt daher dazu, eine Schockbelastung auf die Maschineneingangswelle 11 und das Bremsdrehmoment, das an die Maschineneingangswel le 11 angelegt wird, zu erhöhen. Um den Strömungsmittel druck, der in der Kammer 36 benötigt wird, zu minimieren, und eine schnelle und sanfte Überführung der Bremsanord nung 8 in die Eingriffsstellung, muß der Strömungsmittel druck von der Kammer 35 mit einem Minimum von Widerstand abgelassen werden.

Um einen schnellen Druckabbau der Kammer 35 zu fördern, wenn die Kupplungsanordnung 7 entkuppelt und die Bremsan ordnung 8 in Eingriff gebracht werden soll, sind eine Vielzahl von Schnellöseventilen 82 unmittelbar an der Kammer 35 liegend, vorgesehen. Indem man eine Vielzahl von Schnellöseventilen 82 vorsieht, von denen jedes mit der Kammer 35 durch einen separaten Durchlaß 39 verbunden ist, wird der Druckabbau der Kammer 35 erleichtert. Obwohl nur ein Schnellöseventil 82 in Fig. 1 dargestellt wurde, ist es möglich, daß eine Vielzahl von Schnellöseventilen mit der Kammer 35 durch eine Vielzahl von Durchlässen 39 verbunden ist.

Es wird erwogen, daß die Schnellöseventile 82 viele ver schiedene Konstruktionen aufweisen können. Jedoch wird es gegenwärtig vorgezogen, die Schnellöseventile 82 in der selben Art, wie in dem US-Patent Nr. 4 874 068, ausgege ben am 17. Oktober 1989 mit dem Titel "Clutch and Brake Rapid Exhaust Manifold" offenbart wurde, zu konstruieren und untereinander zu verbinden. Natürlich können, falls es gewünscht wird, Schnellöseventile 82, die eine unter schiedliche Konstruktion besitzen, benutzt werden. Man sollte ebenso verstehen, daß, obwohl es vorgezogen wird, die Schnellöseventile 82 in Verbindung mit demselben Durchlaß 39 vorzusehen, durch den Strömungsmitteldruck in die Kammer 35 geleitet wird, eine Gruppe von Durchlässen dazu vorgesehen sein kann, Strömungsmitteldruck in die Kammer 35 zu leiten und eine separate Gruppe von Durch lässen dazu vorgesehen sein könnte, in Verbindung mit den Schnellöseventilen 82, Strömungsmitteldruck von der Kam mer 35 abzulassen.

Die Kombination des Schnellöseventils 82, um einen schnellen Druckabbau der Kammer 35 zu bewirken, mit dem Gebrauch von relativ niedrigem Luftdruck in der Kammer 36, um die Vorspannfedern 45 dabei zu unterstützen, die Bremsanordnung 8 in die Eingriffsstellung überzuführen, ermöglicht es der Bremsanordnung, schnell und sanft in Eingriff gebracht zu werden, um einen gewünschten Betrag von Bremsdrehmoment auf die Maschineneingangswelle 11 zu übertragen. Das Druckreglerventil 74 kann eingestellt werden, um es zu ermöglichen, das gewünschte Bremsdrehmo ment aufrechtzuerhalten, nachdem das Koppeln 6 für eine relativ lange Zeitperiode benutzt werden soll. Indem man eine kontrollierte Betätigung der Bremsanordnung 8 von der gelösten Stellung in die Eingriffsstellung mit gleichzeitiger Betätigung der Kupplungsanordnung 7 von der gekuppelten Stellung in die entkuppelte Stellung vor sieht, kann die Drehung der Maschineneingangswelle 11 schnell mit einem Minimum von Schockbelastung auf die Komponenten der Kopplungsanordnung 6 angehalten werden, wodurch die Lebensdauer der Kopplungsanordnung erhöht wird. Das Reduzieren der Schockbelastung auf die Kompo nenten der Kopplungsanordnung 6 reduziert ebenfalls die Belastungen, denen die Welle 11 und die Komponenten der Maschine 12 unterworfen sind und neigen dadurch dazu, die Lebensdauer der Maschine zu erhöhen.

Der Luftstrom aus den Tanks 60 und 62 in die Kopplungsan ordnung 6 wird durch ein Paar von Solenoidventilen 88 und 90 gesteuert. Das Solenoidventil 88 ist zwischen dem Lufttank 60 und der Kammer 35 vorgesehen. Das Solenoid ventil 88 befindet sich normalerweise in der nicht akti vierten Stellung, die in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn das So lenoidventil 88 in der nicht aktivierten Stellung der Fig. 1 ist, werden die Kammer 35 und das Schnellöseablaß ventil 82 zur Atmosphäre hin abgelassen. Nach Energiezu fuhr an das Solenoid 94 wird das Ventil 88 in eine akti vierte Stellung gebracht, in der der Lufttank 60 mit der Kammer 35 verbunden ist, um das Überführen der Bremsan ordnung in eine gelöste Stellung und die Bedienung der Kupplungsanordnung in eine gekuppelte Stellung zu be wirken.

Das Solenoidventil 90 ist im allgemeinen ähnlich dem So lenoidventil 88. Jedoch, wenn sich das Solenoidventil 90 in seiner normalen oder nicht aktivierten Stellung befin det, ist der Tank 62 in Strömungsmittelkommunikation mit der Kammer 36 verbunden. Nach Energiezufuhr für das So lenoid 96, wird das Ventil 90 in eine aktivierte Stel lung, in der die Kammer 36 zur Atmosphäre hin abgelassen wird, übergeführt. Den Solenoiden 94 und 96 werden gleichzeitig Energie zu- oder abgeführt, um einen gleich zeitigen Einsatz der Ventile 88 und 90 zu bewirken.

Für den Fall eines Stromausfalls nehmen die Ventile 88 und 90 ihre Normalpositionen, die in Fig. 1 gezeigt wur den, an. In dem Fall eines Stromausfalls entläßt so das Ventil 88 effektiv den Inhalt der Kammer 35 an die Atmo sphäre, indem die Schnellöseventile 82 belüftet werden, um zu ermöglichen, daß die Kupplungsanordnung 7 entkup pelt wird. Zur selben Zeit verbindet das Ventil 90 die Kammer 36 mit dem Tank 62, um zu ermöglichen, daß jegli cher im Tank 62 zurückbleibender Luftdruck, die Federn 45 dabei unterstützt, die Bremsanordnung 8 in die Eingriffs stellung überzuführen. Dies hat zur Folge, daß die Kopp lungsanordnung die Ausgangswelle 11 an die Maschine 12 wirksam gegen Drehung im Falle eines Stromausfalles hält.

Die Ventile 88 und 90 sind mit den Kammern 35 und 36 durch eine Sammelleitung 102 verbunden. Die Sammelleitung 102 hat ein inneres Kernrumpfsegment, das mit der Nabe 10 für gemeinsame Rotation verbunden ist. Zusätzlich besitzt die Sammelleitung 102 eine äußere Hülse oder ein Gehäuse, das stationär und mit den Solenoidventilen 88 und 90 ver bunden ist. Die allgemeine Konstruktion der Sammelleitung 102 und die Art, in der sie mit der Kopplung 8 zusammen arbeitet, ist dieselbe wie in dem zuvor genannten US-Pa tent Nr. 4 874 068 offenbart wurde. Da die Sammelleitung 102 zwei Durchlässe besitzt, d. h. einen für Luft, die von dem Ventil 88 zur Kammer 35 geleitet werden soll, und einen für Luft, die vom Ventil 90 zur Kammer 36 geleitet werden soll, wird es vorgezogen, eine Sammelleitungsan ordnung zu benutzen, die dieselbe Konstruktion wie eine FDA Drehdichtung (FDA Rotor Seal), die kommerziell von der Eaton Corporation erhältlich ist.

Schlußfolgerung

In Anbetracht der obigen Beschreibung ist es offensicht lich, daß die vorliegende Erfindung eine neue und verbes serte Kopplungsanordnung 6 vorsieht. Die Kopplungsanord nung 6 schließt eine Bremsscheibe 14, die stationär ge halten wird und eine Kupplungsscheibe 13, die sich stän dig dreht, ein. Ein Bremselement 28 kann in Eingriff mit der Bremsscheibe 14 gebracht werden, um ein Glied 11 ge gen Drehung zu halten. Ein Kupplungselement 42 kann in Eingriff mit der Kupplungsscheibe 13 gebracht werden, um Kraft zu übertragen, um das Ausgangsglied 11 zu drehen. Das Bremselement 28 ist gegen die Bremsscheibe 14 ge drängt und das Kupplungselement 42 wird weg von der Kupp lungsscheibe 13 durch eine Vorspannfeder 45 gedrängt. Strömungsmitteldruck wird in eine erste Kammer 36 gelei tet, um die Vorspannfeder 45 dabei zu unterstützen, das Bremselement 28 gegen die Bremsscheibe 14 und das Kupp lungselemente 42 weg von der Kupplungsscheibe 13 zu drän gen. Der Strömungsmitteldruck wird an eine zweite Kammer 35 geführt, um das Kupplungselement 42 gegen die Kupp lungsscheibe 13 und gegen das Bremselement 28 weg von der Bremsscheibe 14 gegen den Einfluß der Vorspannfeder 45 zu drängen.

Das Strömungsmittel wird mit einem ersten Druck einer er sten Kammer 36 durch eine erste Strömungsmitteldruckver sorgung 60 geliefert, um die Feder 45 dabei zu unterstüt zen, das Bremselement 28 gegen die Bremsscheibe 14 zu drängen. Ein zweiter Strömungsmitteldruck wird der zwei ten Kammer 35 geliefert, um das Kupplungselement 42 gegen die Kupplungsscheibe 13 und das Bremselement 28 weg von der Bremsscheibe 14 gegen den Einfluß der Vorspannfedern 45 zu drängen. Der zweite Strömungsmitteldruck ist größer als der erste Strömungsmitteldruck, um einen Eingriff des Bremselements 28 mit der Bremsscheibe 14 unter dem Ein fluß der exzessiven Kraft, die durch den kombinierten Ef fekt der Vorspannfeder 45 und des Strömungsmitteldrucks in der ersten Kammer 36 vorgesehen wird, zu verhindern.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor: Eine verbesserte Kopplungsanordnung, die eine kombinierte Kupplungs- und Bremsanordnung einschließt. Federn sind vorgesehen, um die Bremsanordnung in eine Eingriffsstel lung zu drängen. Eine erste Druckkammer hält Strömungs mitteldruck, um die Federn zu unterstützen, die Bremsan ordnung in eine gekuppelte Stellung zu drängen. Eine zweite Kammer hält Strömungsmitteldruck, um die Kupp lungsanordnung in die gekuppelte Stellung und die Brems anordnung weg von der Eingriffsstellung zu drängen. Strö mungsmittel wird mit einem relativ geringen Druck durch die erste Kammer geliefert, um eine kontrollierte Betäti gung der Bremsanordnung in die Eingriffsstellung unter dem kombinierten Einfluß der Federn und des Druckes in der ersten Kammer vorzusehen, und für die Übertragung ei nes kontrollierten Betrags von Bremsdrehmoment, wenn die Bremsanordnung in Eingriff gebracht wird. Strömungsmittel wird an die zweite Kammer bei einem höheren Druck gelie fert, um den Einfluß der Federn zu überwinden, und die Kupplungsanordnung in die gekuppelte Stellung überzufüh ren. Eine Schnellöseventilanordnung ist vorgesehen in Verbindung mit der zweiten Kammer, um zu ermöglichen, daß der Strömungsmitteldruck schnell aus der zweiten Kammer und der in Eingriff stehenden Bremsanordnung abgelassen wird (Solenoid = Elektromagnet).

Claims

1. Kopplungsanordnung, die folgendes aufweist: ein dreh bares Ausgangs- oder Abtriebsglied, eine stationäre Bremsscheibe, eine Kupplungsscheibe, die dazu geeig net ist, sich ständig zu drehen, ein Bremselement, das mit dem Ausgangsglied zum Zwecke einer gemeinsa men Drehung verbunden ist und dessen Eingriff mit der Bremsscheibe möglich ist, um das Ausgangsglied gegen Drehung festzuhalten, ein Kupplungselement, das mit dem Ausgangsglied zum Zwecke der gemeinsamen Rotation verbunden ist, wobei dieses Kupplungsele ment mit der Kupplungsscheibe in Eingriff stehen kann, um Kraft zu übertragen, um das Ausgangsglied zu drehen, Federmittel, um eine Kraft zu liefern, die das Bremselement zur Bremsscheibe hin und das Kupplungselement weg von der Kupplungsscheibe drängt, erste Kammermittel, um einen Strömungsmit teldruck zu halten, um die Federmittel zu unterstüt zen, das Bremselement zur Bremsscheibe hin und das Kupplungselement weg von der Kupplungsscheibe zu drängen, zweite Kammermittel, um Strömungsmittel druck zu halten, um das Kupplungselement zur Kupp lungsscheibe hin und das Bremselement weg von der Kupplungsscheibe gegen den Einfluß der Federmittel zu drängen, erste Strömungsmitteldruckversorgungs mittel, um ein Strömungsmittel mit einem ersten Druck an die ersten Kammermittel zu liefern, und zweite Strömungsmitteldruckversorgungsmittel, um ein Strömungsmittel mit einem zweiten Druck an die zwei ten Kammermittel zu liefern, wobei der zweite Strö mungsmitteldruck größer als der erste Strömungsmit teldruck ist.

2. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der zweite Strömungsmitteldruck mindestens zweimal so groß wie der erste Strömungsmitteldruck ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei weiter einge schlossen ist:
Schnellöseventilmittel, um den Strömungsmitteldruck in den zweiten Kammermittel zur Atmosphäre hin abzu lassen, wobei die ersten Kammermittel unter dem Ein fluß des ersten Strömungsmitteldrucks ausdehnbar sind, um die Luft aus den zweiten Kammermitteln durch die Schnellöseventilmittel zu drängen.

4. Kopplungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten Strömungsmitteldruckversorgungsmittel Druckregulie rungsmittel einschließen, die einstellbar sind, um zu ermöglichen, daß der Strömungsmitteldruck, der in die ersten Kammermittel geleitet wird, variiert wer den kann.

5. Brems- und Kupplungsvorrichtung, die folgendes um faßt:
eine Nabe, die geeignet ist, an ein drehbares ange triebenes Glied befestigt zu werden;
ringförmige Kolbenmittel, die mit der Nabe drehbar sind;
einen Rotor;
Mittel, die den Rotor mit den Kolbenmitteln verbin den;
Zylindermittel, die mit den Kolbenmitteln zusammen arbeiten, um eine erste und zweite ringförmige Druckammer zu bilden;
ein Bremsteller, der auf der einen Seite des Rotors positioniert ist;
ein axial bewegbarer ringförmiger Kupplungsteller, der auf einer Seite des Rotors gegenüber der genann ten einen Seite positioniert ist,
eine antreibbare drehbare Kupplungsscheibe und eine nicht drehbare Bremsscheibe, wobei der Rotor zwi schen der Kupplungsscheibe und der Bremsscheibe an geordnet ist;
Mittel, um die Kupplungsscheibe mit einem drehbaren Antriebsglied zu verbinden;
Mittel, um die Bremsscheibe an einen feststehenden Teil zu verbinden;
Federmittel, um die Bremsscheibe gegen den Rotor vorzuspannen, um zu ermöglichen, daß ein Brems drehmoment an die angetriebene Welle angelegt wird;
erste Durchlaßmittel, um Strömungsmitteldruck in die erste Druckkammer einzulassen, wodurch die Vorspann kraft, die die Bremsscheibe gegen den Rotor vor spannt, erhöht wird, um das Bremsdrehmoment, das an die angetriebene Welle angelegt werden soll, zu er höhen;
zweite Durchlaßmittel, um Strömungsmitteldruck in die zweite Druckkammer einzulassen, wodurch die Vor spannkräfte von der Bremsscheibe entfernt werden, und der Kupplungsteller und die Kupplungsscheibe axial relativ zu dem Antriebsglied bewegt werden, um das Antriebsglied mit dem getriebenen Glied zu ver binden; und
Schnellöseventilmittel, um Strömungsmitteldruck aus der zweiten Druckkammer abzulassen.