DE674173C - Reibungskupplung - Google Patents

Description

Um eine Kurbel-, Exzenterpresse, Schere o. dgl. für einen einzelnen oder auch mehrere hintereinander erfolgende Arbeitshübe mit der treibenden Welle zu kuppeln, bestehen zwei Möglichkeiten: Die Kupplung kann entweder auf der langsam laufenden Kurbel- oder Exzenterwelle oder auf einer rasch laufenden A^orgelegewelle angeordnet sein. Im ersten Falle werden Klauen-, Schlagbolzen- oder ίο Drehkeilkupplungen verwendet. Da beim Einrücken dieser Kupplungen die Massen des Druckstangenkopfes, der Kurbelwelle und des auf dieser sitzenden Kupplungsteiles augenblicklich auf die volle Drehzahl des treibenden Kupplungsteiles beschleunigt werden müssen, entsteht ein harter Schlag, der die Kupplung oft höher beansprucht als das während des eigentlichen Arbeitens der Maschine auftretende Drehmoment. Dieses schlagartige Einrücken dieser Kupplungen sowie die Große der zu beschleunigenden Massen erlauben daher nur eine verhältnismäßig geringe Hubzahl, so daß bei Pressen, die mit Klauen-, Schlagbolzen- und Drehkeilkupplungen ausgerüstet sind, die oft erwünschte und durch die Bauart der Presse auch an sich mögliche und zulässige hohe Hubzahl bei weitem nicht ausgenutzt werden kann.

Bei Anordnung der Kupplung auf einer Vorgelegewelle werden die üblichen Reibungskupplungen vorgesehen, die im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Kupplungen bedeutend weicher einrücken. Jedoch haften auch diesen auf der Vorgelegewelle angeordneten Kupplungen schwerwiegende Nachteile an. Zur Bewältigung der großen Drehmomente der Kurbelwelle sind meist zwei oder mehr Räderübersetzungen nötig, deren Massen samt der des angetriebenen Kupplungsteiles beschleunigt und abgebremst werden müssen. Die kinetische Energie dieser Massen, die diesen durch die Kupplung bei Einrücken erteilt werden muß, beträgt aber infolge der großen Umfangsgeschwindigkeit in den meisten Fällen ein Vielfaches (z. B. ioofaches) der Energie der langsam laufenden Massen der Kurbelwelle, die ebenso wie der Druckstangenkopf außerdem in Bewegung zu setzen sind. Zur Beschleunigung aller dieser Massen wird daher beim Einkuppeln oft mehr Energie als während des eigentlichen Arbeitshubes der Maschine verbraucht. Um den Kraftbedarf in wirtschaftlichen Grenzen zu halten und um die Lebensdauer der Reibungskupplung durch unzulässig hohe Erwärmung nicht unnötig zu beschränken, läßt sich daher auch mit solchen Kupplungen nur eine geringe Hubzahl der Presse erreichen, die oft noch geringer ist als die durch die schlagartig einrückenden, auf der Kurbelwelle angeordneten Kupplungen bedingte.

Die Erfindung nutzt die Vorteile aus, die das weiche Einrücken der Reibungskupplungen bietet. Bei der hier verwendeten Kupp-

lung steht das Übersetzungsgestänge des Kuppelteiles mit einer Bremsscheibe in Verbindung. Wird diese abgebremst, so tritt das Kuppelteil in Wirkung. Die Erfindung besteht in ihrem ersten Teil in der Verwendung dieser bekannten Kupplung für Kurbelpressen und ähnliche Maschinen derart, daß der getriebene Teil der Kupplung auf der Kurbelwelle selbst angeordnet ist. Die zu beschleunigenden, im Vergleich zu einem Vorgelege geringen Massen (Kupplungsscheibe, Kurbelwelle, Druckstangenkopf) erlauben durch die weich einrückende Kupplung eine wesentliche Erhöhung des Arbeitsspieles.
Der baulichen Gestaltung und der Arbeitsweise einer Kurbelpresse, Schere o. dgl. wird diese Kupplung nach einem weiteren Teil· der Erfindung¹ in vorteilhafter Weise dadurch angepaßt, daß das Übersetzungsgestänge des Kuppelteiles, das sich selbst nicht sperrt, mittels eines besonderen Gesperres, beispielsweise eines Klinkengesperres, entgegen seiner eigenen Spannung und derjenigen des Kuppelteiles in der Einrücklage festgehalten wird. Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt die Abb. 1 eine Stirnansicht der Kupplung in ihrer eingerückten Stellung, die Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie a-b der Abb. i, die Abb. 3 eine Einzelheit im Schnitt nach der Linie c-d der Abb. 1 und die Abb. 4 den Einbau dieser Kupplung in einer Kurbelpresse.

Gemäß den Abb. 1 und 2 besteht der treibende Teil der Kupplung aus einem Antriebsrad -i, welches auf der getriebenen Welle 2 frei drehbar gelagert und zu einer Trommel 3 ausgebildet ist. Dieses Antriebsrad, welches in Abb. 1 der Deutlichkeit halber nicht und in Abb. 2 nur teilweise dargestellt ist, sei z. B. das Rad eines mit der Welle 2 zu kuppelnden Getriebes. Die Trommel 3 umgreift eine auf der Welle 2 z. B. mittels des Keiles 4 befestigte Scheibe 5, gegen deren Kranz ein geschlitzter Kupplungsring 6 mit Reibungsbelag 7 wirken kann. Der Kupplungsring 6 ist an einem Ende mittels eines Bolzens 8 gegen die Trommel 3 abgestützt, während das andere Ende bei 9 mit dem Klemmglied 10 eines bei 11 schwenkbar gelagerten Hebels 12 zusammenwirkt. Der Hebel 12 steht über die Laschen 13 und den Hebel 14 mit dem mittels des Bolzens 15 an Fortsätzen 16 der Trommel 3 drehbar gelagerten Spannhebel 17 in Verbindung.

Mit 18 ist eine vorzugsweise auf der Nabe der Kupplungsscheibe 5 frei drehbare Bremsscheibe bezeichnet, die eine Radialnut 19 aufweist. In diese Radialnut greift ein am Ende des Spannhebels 17 drehbar gelagerter Gleitstein 20 ein, so daß durch Relativdrehung der Scheibe 18 gegenüber der ständig umlaufenden Trommels z.B. durch Abbremsen mittels des Bremsbandes 21 eine Verschwenkung des Spannhebels 17 eintritt. Dieses Abbremsen kann entweder mittels eines Hand- oder Fußhebels oder unter Vermittlung eines Steuermotors erfolgen. Zum Begrenzen der Endlagen des Übersetzungsgestänges der Kupplung dienen Anschläge 22, 23, welche am Hebel 14 bzw. am Hebel 12 ausgebildet sind und mit Ansätzen 24 bzw. 24 der Trommel 3 zusammenwirken. Die Wirkungsweise der Kupplung ist wie folgt:

Angenommen sei, daß die Kupplung ausgelöst ist, also der Spannhebel iy sowie der Hebel 14, die Laschen 13 und der Hebel 12 die strichpunktiert angedeutete Lage einnehmen. Zum Einrücken der Kupplung wird nun die mit der Trommel 3 und dem Gestänge ständig umlaufende Bremsscheibe 1.8 z.B. durch Abbremsen mittels des Bandes 21 gezwungen, gegenüber der im Sinne des Pfeiles p sich drehenden Trommel 3 eine Relativdrehung im Gegensinne zu vollführen, wodurch der Spannhebel 17 in die dargestellte Lage verschwenkt wird (Pfeil p¹). Demzufolge wird auch der Hebel 12 unter Streckung der Gelenkverbindung 14, 13 im Sinne des Pfeiles p² verdreht. Das Klemmglied 10 des Hebels 12 zieht nun den Kupplungsring 6, welcher im entkuppelten Zustand infolge seiner inneren Spannung, ähnlich wie bei Kolbenringen, an der Innenfläche der Trommel 3 anliegt, zusammen. Dadurch wird der Reibungsschluß zwischen der mit dem Antriebsrad 1 umlaufenden Trommel 3 und der mit der getriebenen Welle 2 verkeilten Scheibe 5 hergestellt. Der Spannhebel 17 kann dabei nur so weit verschwenkt werden, bis der Anschlag 22 des Hebels 14 gegen den Ansatz 24 der Trommel 3 zu liegen kommt, so daß der Kupplungsring 6 vor Überdrehungen geschützt ist. Da nun, wie aus Abb. 1 ersichtlich, der Hebel 14 und die Laschen 13 nicht vollständig in die Strecklage gelangen, müßte zur Aufrechterhaltung der Kupplung die Bremsscheibe 18 ständig abgebremst gehalten werden. Um dies zu vermeiden, ist eine an der Bremsscheibe 18 schwenkbar gelagerte Klinke 52 vorgesehen, die bei eingerückter Kupplung nach Anlegen des Anschlags 22 an den Ansatz 24 unter dem Einfluß der Feder 26 in eine Rast 27 an der Trommel 3 einschnappt und so die Relativlage zwischen der Bremsscheibe 18 und der Trommel 3 festlegt.

Beim Entkuppeln muß zunächst die Klinke 52 ausgelöst werden. Dies erfolgt durch einen axial verschiebbaren Druckring 28, wel- .120 eher bei seiner Verschiebung im Sinne des Pfeiles p^z gegen den am Lagerbolzen 29 der

Klinke 52 angebrachten Rollenhebel 30 wirkt und die Klinke 52 aus der Rast 27 ausschwenkt. Sobald nun diese Verbindung gelöst ist, kehrt das Kupplungsgestänge unter dem Einfluß der in ihm durch das Verschwenken des Spannhebels 17 in die Einrücklage erzeugten Spannung sowie derjenigen des Kupplungsringes 6 bei gleichzeitiger Verdrehung der Bremsscheibe 18 im Sinne des Pfeiles ρ relativ zur Trommel 3 in seine Ausrücklage zurück. Dabei wird die Endlage des Gestänges durch den Anschlag 23 des Hebels 12 bestimmt, der sich gegen den Ansatz 25 der Trommel 3 legt.

Zum Ausgleich der Abnutzung des Bremsringes 6 bzw. dessen Belages 7 dient die in Abb. 3 dargestellte Einrichtung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist. Der Bolzen 8, gegen welchen sich das ruhende Ende des Bremsringes 6 abstützt, weist eine Schrägfläche 31 auf, die mit einer entsprechenden Schrägfläche des Bremsringendes so zusammenwirkt, daß bei Verschiebung des Bolzens 8 im Sinne des Pfeiles p* der Bremsring etwas zusammengezogen wird. Die Verschiebung des Bolzens 8 erfolgt durch eine Gewindehülse 32, die am Fortsatz 33 des Bolzens gelagert und mit einem Gewinde in. der Trommel wand 3 verschraubt ist. Die Sicherung der jeweils eingestellten Bolzenlage besorgt eine am Fortsatz 33 gegen die Gewindehülse festgeschraubte Mutter 34.

Da die Größe des Schließweges für den Bremsring 6 durch den Anschlag 22 des Hebels 14 bzw. nach eingeschnappter Klinke 52 durch diese begrenzt ist, kann man durch mehr oder minder starkes Vorspannen des Bremsringes 6 mittels des Bolzens 8 das von der Kupplung übertragbare Moment einstellen. Bei Überschreitung dieses Momentes beginnt die Kupplung zu rutschen.

In der Zeichnung ist in Abb. 4 das Schema einer Kurbelpresse dargestellt, die mit einer Kupplung nach der Erfindung ausgestattet ist.

Dabei bezeichnet 40 den Rahmen der Presse, in welchem oben die Kurbelwelle 41 drehbar gelagert ist, und 42 den Pressenstößel, der mittels der Druckstange 43 im Rahmen 40 auf und ab bewegt wird. Mit 1 ist wieder das Antriebsrad bezeichnet, welches auf der Kurbelwelle frei drehbar sitzt und den einen Kupplungsteil 3 trägt. Das Spannen des Bremsbandes 21 der Bremsscheibe 18 zum Zwecke des Einrückens der Kupplung erfolgt unter Vermittlung des Spannhebels 44 und der Stange 45, beispielsweise durch einen Fußhebel 46. Die Kupplung wird, wie bei Pressen und ähnlichen Maschinen allgemein üblich, nach jedem Arbeitshub in der oberen Totlage des Kurbelzapfens 41° automatisch ausgerückt. Zu diesem Zweck ist beispielsweise an einer der beiden Kurbelwangen eine Nocke 47 vorgesehen, welche über eine oder zwei im Rahmen geführte Bolzen 48 den Druckring 28 im Sinne der Kupplungslösung verschiebt. Will man, unabhängig von der selbsttätigen Ausrückung der Kupplung im oberen Totpunkt des Kurbelzapfens, eine Auslösung der Kupplung während des Arbeitsganges der Presse bewirken, so kann dies durch Verschwenken eines bei 49 am Bolzen 48 und bei 50 am Pressenrahmen drehbar angelenkten Hebels 51 erfolgen, der dabei im Sinne des Pfeiles p⁵ verschwenkt werden muß. Die Vorteile dieser Kupplung sind u. a. folgende:

Das Kuppelorgan, das bei dem Ausführungsbeispiel durch den Ring 6 gebildet wird, wirkt durch Abbremsen der Scheibe 18 über das Gestänge 17, 14, 13, 12 und über das Klemmglied 10 auf die Scheibe 5, Ring 6, Scheibe 18, Gestänge und Klemmglied 10 laufen mit dem treibenden Rad 1 ständig um, so daß beim Einrücken der Kupplung außer der Kurbelwelle und dem Druckstangenkopf lediglich die Scheibe 5 zu beschleunigen ist. Diese Anordnung bietet den weiteren Vorteil, daß, da die zum Anspannen des Ringes 6 erforderliche Kraft der treibenden Welle entnommen wird, der Arbeiter lediglich die als Steuermotor wirkende Scheibe 18 abzubremsen hat. Das Einrücken der Kupplung erfolgt in der bei Reibungskupplungen bekannten Art über wenige Winkelgrade, d. h. verhältnismäßig rasch und doch nicht schlagartig, wie bei Klauen-, Schlagbolzen- oder Drehkeilkupplungen. Trotzdem wird am Ende des Einrückweges das volle Drehmoment übertragen. Wird das eingestellte Drehmoment überschritten, so beginnt die Kupplung zu rutschen und wirkt dann als Sicherheitseinrichtung.

Da die Beherrschung großer Kräfte baulich mit einfacheren Mitteln zu erreichen ist, als große Massen zu beschleunigen, geht die Erfindung u. a. davon aus, die Kupplung dort vorzunehmen, wo die zu beschleunigenden Massen gering sind, wenn auch die zu übertragenden Drehmomente groß sind. Das ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung des getriebenen Teiles der Kupplung auf der Kurbelwelle selbst der Fall.

Durch die sofortige Übertragung des vollen Drehmomentes wird das Vorfallen des Stößels .bzw. ein Rückschlag nach dem Pressen vermieden, so daß das Abbremsen der Kurbelwelle beim Stößelniedergang oder eine besondere Rückschlagsicherung entbehrlich werden.

Die Verwendung der Scheibe 18 als Hilfsbremse ist an sich bekannt. Die Erfindung sieht jedoch nur eine solche Scheibe vor, die das Übersetzungsgestänge des Kuppelteiles

nicht nur ver schwenkt, sondern darüber hinaus unter Spannung setzt, so daß beim Einrücken der Kupplung auch bereits die Ausrückenergie aufgespeichert wird. Dadurch wird die Anordnung einer besonderen Ausrückbremsscheibe und eines dieser zugeordneten Wendegetriebes, das die bekannten Kupplungen aufweist, überflüssig. Die Verwendung nur einer Hilfsbremsscheibe verbilligt nicht nur die Herstellung und den Betrieb der Kupplung wegen der Verringerung der einem Verschleiß unterliegenden Teile, sondern ist -vor allem bei der erfindungsgemäßen Verwendung dieser Kupplung für Kurbelpressen und ähnliche Maschinen vorteilhaft, weil bei diesen das treibende Zahn- oder Schwungrad meist fliegend angeordnet und daher der Abstand zwischen diesem und dem Ständer möglichst klein zu halten ist.

Dieser Forderung wird durch Anordnung nur einer Hilfsbremsscheibe weitgehend und jedenfalls wesentlich besser genügt als durch zwei Hilfsbremsscheiben und ein Wendegetriebe. Bei einer Kupplung gemäß der Erfindung reicht eine Hilfsbremsscheibe für das Ein- und Ausrücken nicht nur wegen der dem Übersetzungsgestän'ge erteilten Spannung, sondern auch deshalb aus, weil das Übersetzungsgestänge selbst nicht sperrt. Ein selbstsperrendes Gestänge erfordert dagegen ebenso wie ein nicht gespanntes Gestänge die für Pressen o. dgl. ungünstige Anordnung der zweiten Hilfsbremsscheibe und des Wendegetriebes.

Die Sicherung des Übersetzungsgestänges in der Einrücklage durch ein besonderes Gesperre macht die Bedienung der Hilfsbremse während der Gesamtdauer der Einrückung überflüssig, so daß ein Bremsimpuls zum Einrücken der Kupplung ausreicht.

Durch das selbst nicht sperrende Übersetzungsgestänge entfallen nicht nur die zweite Hilfsbremsscheibe und das dazugehörige Wendegetriebe sowie die durch diese bedingten Nachteile, sondern die Kupplung wird infolge der Eigenfederung des Gestänges auch fast augenblicklich ausgelöst, da die Federspannung des Gestänges beim Lösen des Gesperres freigegeben wird. Diese Entspannung des Übersetzungsgestänges, die somit ebenso rasch wie das Anspannen erfolgt, wird bei dem Ausführungsbeispiel durch die im Kupplungsring 6 aufgespeicherte Kraft unterstützt. Die Möglichkeit, die Presse o. dgl. bei Anwendung der neuen -Kupplung fast augenblicklich, und zwar in jeder beliebigen Kurbelstellung auszurücken, ergibt eine sehr leichte und sichere Bedienung der Presse. Die Unfallgefahr wird vermindert, und die Presse kann bei unrichtig eingelegtem Werkstück noch vor Auftreffen des Stößels stillgesetzt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 6<;

   ι. Reibungskupplung, bei der das Kuppelteil durch Abbremsen einer mit dessen Übersetzungsgestänge in Verbindung stehenden Bremsscheibe zur Wirkung gebracht wird, gekennzeichnet durch ihre Verwendung für Kurbelpressen und ähnliche Arbeitsmaschinen derart, daß der getriebene Teil der Kupplung auf der Kurbelwelle selbst angeordnet ist und das sich selbst nicht sperrende Übersetzungsgestänge mittels eines besonderen Gesperres/ z. B. eines Klinkengesperres, entgegen seiner eigenen Spannung und derjenigen des Kuppelteiles in der Einrücklage gehalten wird.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine selbsttätige, von der Kurbelwelle aus angetriebene Steuerung, z. B. eine Nockensteuerung, für das Ausrückteil des Gesperres, z. B. einen axial verschiebbaren Druckring, die die Kupplung in der oberen Totlage der Kurbelwelle ausrückt.
3. 3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außer der selbsttätigen Auslösung eine z. B. von Hand oder durch einen Fußtritt zu bedienende, auf den Druckring wirkende Einrichtung vorgesehen ist, durch welche die Kupplung in jeder beliebigen Stellung der Kurbelwelle auslösbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen