DK165602B - Ved hjaelp af et kompressibelt medium, isaer pneumatisk, omkobbelbar koblings- og bremseanordning - Google Patents

Description

i

DK 165602B

Opfindelsen angår en ved hjælp af et kompressibelt medium, især pneumatisk, omkobbelbar koblings- og bremseanordning med en indgangs- og en udgangsaksel, som er lejret i et fælles hus og slutter i et koblingskammer i huset, hvorved 5 en drejefast med indgangsakslen forbundet koblingsflange og en koblingsskive er anbragt i koblingskammeret, koblingsskiven inddeler koblingskammeret i to arbejdsrum, der kan påvirkes med forskelligt tryk, og kan under mellemkobling af en friktionsbelægning lægges an mod koblingsflan-10 gen eller en endeflade af koblingskammeret.

En sådan koblings- og bremseanordning er kendt fra US-patentskrift 3 166 167 (fig. 3). Ved denne anordning opbygges over koblingsskiven en trykdifferens, som alt 15 efter retning presser koblingsskivens friktionsbelægning enten mod koblingsflangens friktionsflade for at accelerere udgangsakslen til indgangsakslens omdrejningstal eller mod friktionsfladen af koblingskammerets endeside for at bremse udgangsakslen. Herved skal koblingsskiven såvel 20 overføre friktionskraften, der er nødvendig til koblingen, som omdrejningsmomentet. For at koblingsskiven kan bringes til anlæg mod de to friktionsflader, skal den kunne bøjes, dvs. henholdsvis være udført relativ tynd eller have et svagt område eller et aftrappet profil, sådan som det fx 25 er vist i DE-patentskrift 31 27 262. Jo tyndere koblingsskiven er, des bedre kan koblingskraften ganske vist opnås, da koblingsskivens tilbagestillingskraft er ringere, men des ringere er det omdrejningsmoment, som kan overføres.

30

Hvis der nu skal overføres et stort omdrejningsmoment, skal koblingsskiven udføres tilsvarende tykkere. Dette betinger en tilsvarende trykforøgelse for at bringe koblingsskiven til anlæg mod friktionsfladerne mod dens for-35 øgede egenfjederkraft. Forøgelsen af differenstrykket over skiven bevirker dog ikke kun en forstørret trykkraft mod

DK 165602B

2 friktionsfladerne, men også at skiven er udsat for højere spændinger, som kan føre til beskadigelse af skiven.

Fra US-patentskrift 3 166 167 (fig. 1) er det også kendt 5 at forskyde koblingsskiven aksialt på en mange-not-aksel, når et tilsvarende differenstryk opbygges. Omdrejningsmomentet overføres over flankerne af de aksialt på udgangsakslen forløbende kiler, som griber ind i tilsvarende noter af koblingsskiven. Hvis koblingsskiven under belast-10 ning, dvs. under en stærk acceleration eller bremsning, skal forskydes, kan det forekomme, at friktionskræfterne mellem kilernes flanker og notvæggene er så store, at forskydningen af koblingsskiven forhindres, og en upåklagelig funktion af koblings- og bremseanordningen er ikke mere 15 sikret.

Fra DE-patentskrift 843 929 kendes en elektromagnetisk aktiveret friktionskobling med lille træghedsmoment af den drevne koblingshalvdel, ved hvilken koblingsskiven mod 20 fjedrenes kraft ved virkningen af en magnet forskydes aksialt på en mange-not-aksel. Denne anordning har de ovenfor nævnte ulemper, at ved en omkobling under belastning er den upåklagelige funktion af koblingen kun sikret, når der arbejdes med meget store aktiveringskræfter.

25

Formålet med den foreliggende opfindelse er at angive en koblings- og bremseanordning, som kan arbejde med en stor trykdifferens over koblingsskiven, uden at der er fare for beskadigelse af koblingsskiven.

30

Denne opgave løses ved en koblings- og bremseanordning af den i indledningen beskrevne art ved, at koblingsskiven i forhold til udgangsakslen kan lejres let aksialt forskydelig i hver belastningstilstand, at der er anbragt mindst 35 en omdrejningsmomentskive, som er anbragt drejefast og aksialt ikke forskydelig på udgangsakslen og på koblingsski-

DK 165602 B

3 vens omkreds, og at omdrejningsmomentskiven på begge sider påvirkes af det samme tryk.

Under "indgangsaksel" forstås derved enhver indretning, 5 ved hjælp af hvilken et indgangsomdrejningsmoment kan overføres til koblingsflangen. Det kan fx her også dreje sig om en med koblingsflangen forbundet remskive.

Ser man bort fra forbindelsen af koblingsskiven med udlo gangsakslen ved hjælp af omdrejningsmomentskiven, er koblingsskiven på udgangsakslen såvel aksialt som i omkredsretning lejret forskydeligt. Det kan altså ikke forekomme, at koblingsskivens aksiale bevægelse forhindres, fordi der mellem udgangsaksel og koblingsskive er en for stor frik-15 tion. I lejeområdet er der altså i ingen driftstilstand en friktions- eller formlukket forbindelse mellem koblingsskive og udgangsaksel. Ved hjælp af udformningen ifølge opfindelsen er omdrejningsmomentoverførslen frakoblet koblingskraftoverførslen. Over koblingsskiven præsteres kraf-20 ten i aksial retning, som er nødvendig, for at friktionsbelægningerne kommer til anlæg mod friktionsfladerne af henholdsvis koblingsflangen og koblingskammerets endeside. Koblingsskiven selv skal ikke overføre et omdrejningsmoment til udgangsakslen. Omdrejningsmomentet overføres 25 tværtimod ved hjælp af omdrejningsmomentskiven, som er fastgjort på koblingsskivens omkreds. Under omkreds skal derved ikke kun forstås den udvendige kant, dvs. den cylindriske udvendige væg, af koblingsskiven. Tværtimod kan omdrejningsmomentskiven også være fastgjort på koblings-30 skiven i et område, der ligger nær denne udvendige kant, fx inden for en cirkelring på overfladen med en indvendig radius på ca. 70% af koblings sk i vens radius og en udvendig radius, der svarer til koblingsskivens radius. Derved skal omdrejningsmomentskiven stadig være tilstrækkelig fleksi-35 bel for at følge koblingsskivens bevægelse.

DK 165602 B

4 Såvel koblingsskive som omdrejningsmomentskive kan helt dimensioneres for den opgave, der skal opfyldes af dem, uden at skulle tage hensyn til andre indflydelsesfaktorer. Koblingsskiven kan derfor være tykkere end hidtil, da den 5 ikke mere skal bøjes. Den kan derved udholde et højere tryk, hvorved friktionskraften mellem koblingsskive og friktionsflade forøges for at overføre et større omdrejningsmoment. Omdrejningsmomentskiven kan ligeledes udføres tykkere, såfremt der skal overføres et større omdrejnings-10 moment. Ganske vist kræver deformeringen af omdrejningsmomentskiven så større kræfter. Dette er imidlertid intet problem, da koblingsskiven, uden at være udsat for utilladelige spændinger, kan udholde en stor trykdifferens mellem de to arbejdsrum.

15

Da koblingsskiven praktisk taget i alle driftstilstande, dvs. såvel i tomgang som under belastning, praktisk taget er lejret friktionsfri, altså kun behæftet med den normale lejefriktion, på udgangsakslen, kan det ikke forekomme, at 20 koblingsskiven på grund af for stor friktion mellem den og udgangsakslen ikke mere kan bevæges. Denne evne beholder koblingsskiven uafhængigt af de kræfter, der virker på den.

25 Den på koblingsskiven virkende trykdifferens mellem koblingskammerets to arbejdsrum kan let optages af koblingsskiven, da den kun i et område, nemlig i området af dens omkreds, belastes af en yderligere kraft, nemlig omdrejningsmomentskivens tilbagestillingskraft. Derved opstår 30 der få spændinger i koblings skiven, således at faren for beskadigelser formindskes, omdrejningsmomentskiven selv er ikke udsat for en trykdifferens. De spændinger, der opstår i den, resulterer ene og alene fra de to angrebssteder af fastgørelsen på udgangsakslen og af fastgørelsen på kob-35 lingsskiven. Disse spændinger kan dog beherskes.

DK 165602 B

5 I en foretrukken udførelsesform har omdrejningsmoraentski-ven gennemgangshuller. Derved sikres på enkel måde, at der på begge sider af omdrejningsmomentskiven hersker det samme tryk, dvs. der opbygges ingen trykdifferens over om-5 drejningsmomentskiven.

Med fordel er der anbragt en eneste omdrejningsmomentskive, som er anbragt på den bort fra koblings flangen vendte side af koblingsskiven. Principielt er det også muligt at 10 anbringe en omdrejningsmomentskive på begge sider af koblingsskiven. I de fleste tilfælde er en eneste omdrejningsmomentskive dog tilstrækkelig til at overføre det af indgangsakslen præsterede omdrejningsmoment. En udførelse med en eneste omdrejningsmomentskive er billig.

15

Fortrinsvis er omdrejningsmomentskiven fastspændt mellem en skrueanordning og udgangsakslens ende. Derved kan omdrejningsmomentskiven på enkel måde fastgøres på udgangsakslen. Ved montagen opnås en let tilgængelighed. En fast-20 spænding har desuden den fordel, at der kan opbygges en beskyttelse mod et umådeligt stort omdrejningsmoment på samme måde som en friktionskobling, da omdrejningsmomentskiven så kan glide i sin fastspænding.

25 Fordelagtigt har skrueanordningen derved en skrue med cylindrisk hoved, og koblingsskiven har en centrisk boring med en til skruehovedets diameter svarende indvendig diameter, hvorved koblingsskiven er lejret på den cylindriske overflade af skruehovedet. Derved benyttes skruen samtidig 30 flere gange. For det første tjener den til fastspænding af omdrejningsmomentskiven, for det andet til lejring af koblingsskiven. Man opnår derved en ensartet centrering af disse to skiver med hinanden.

DK 165602B

6

Med fordel er skruehovedets højde større end koblingsskivens tykkelse. Derved er den aksiale føring af koblingsskiven sikret over dens samlede bevægelsesspillerum.

5 I en foretrukken udførelsesform har skruen en længdegennemgangsboring og er skruet ind i en blindhulboring på udgangsakslens ende, fra hvis område på bunden mindst en kanal forløber til akselomkredsen og udmunder i et udgangsakslen omgivende ringrum, som kan påvirkes med tryk. Ved 10 denne konstruktion realiseres på enkel måde en luftgennemføring gennem koblingsskiven, ved hvis hjælp der i de to arbejdsrum på begge sider af koblingsskiven kan fremstå forskellige tryk. Igennem ringrummet kan der i hver vinkelstilling af udgangsakslen presses et medium ind i 15 blindhulboringen, hvorfra trykket forplantes gennem læng degennemgangsboringen til arbejdsrummet på indgangsakslens side.

Med fordel er der i koblingsskivens cylindriske boring an-20 bragt en omløbende udsparing til optagelse af en O-ring.

Derved tætnes koblingskammerets to arbejdsrum mod hinanden i udgangsakslens område.

Det er gunstigt, at indgangs- og udgangsakslens gennemfø-25 ringer gennem huset er tætnet ved hjælp af læbetætninger.

Derved opnår man, at det under tryk stående medium ikke strømmer ud af huset langs akslerne.

I en yderligere udførelsesform er de to arbejdsrum tætnet 30 mod hinanden ved hjælp af labyrinttætninger på koblingsskivens omkreds. Trykdifferensen, som opbygges af de forskellige tryk i de to arbejdsrum, kan altså derfor heller ikke udlignes forbi koblingsskivens udvendige omkreds.

DK 165602B

7

Opfindelsen beskrives i det følgende ved hjælp af et foretrukket udførelseseksempel i forbindelse med tegningen, der viser i 5 fig. 1 et snitbillede af koblings- og bremseanordnin-gen, fig. 2 en plantegning af omdrejningsmomentskiven og 10 fig. 3 en detalje fra fig. 1.

Koblings- og bremseanordningen har en indgangsaksel 1 og en udgangsaksel 2, som er lejret i et fælles hus. Huset har en første halvdel 3 og en anden halvdel 4, som er for-15 bundet med hinanden og indeslutter et koblingskammer 11. Indgangsakslen 1 er lejret i lejer 24 i den første hushalvdel 3 og slutter i koblingskammeret 11, hvorved den udvides til en koblingsflange 5. Udgangsakslen 2 er ligeledes drejeligt lejret i lejer 23 i den anden hushalvdel 20 4.

I koblingskammeret 11 er der anbragt en koblingsskive 6, som inddeler koblingskammeret li i to arbejdsrum 9, 10, der kan påvirkes med forskellige tryk. Koblingsskiven 6 25 har to friktionsbelægninger 7, 8, med hvilke den lægges an mod koblingsflangen 5 eller mod koblingskammerets li endeside på udgangsakslens side. Udgangsakslen 2 har i en blindhulboring 17 på sin endeside et gevind 16, i hvilket en skrue 13 er indskruet, på hvis cylinderformede hoved 27 30 koblingsskiven 6 med en centrisk anbragt boring 14 er anbragt drejelig og aksialt forskydelig. En omdrejningsmomentskive 12 er klemt inde mellem skruen 13 og udgangsakslen 2 og forbundet med koblingsskiven 6. Forbindelsen sker derved på den mod omdrejningsmomentskiven 12 vendte side 35 af koblingsskiven 6 omtrent i en cirkelring, som forløber indad fra kanten af koblingsskiven 6.

DK 165602B

8

Skruen 13 har en gennemgangsboring 15. Fra blindhulborin-gens 17 endeområde forløber kanaler 18 til udgangsakslens 2 omkreds og udmunder i et ringrum 28. Ringrummet står over en ikke vist kanal i forbindelse med en magnetventil 5 22. Alt efter magnetventilens 22 stilling kan trykket af et medium over ringrummet 28, kanalerne 18, blindhulborin-gen 17 og boringen 15 nå ind i det ene arbejdsrum 9. Over en ikke vist anden magnetventil kan et tryk opbygges i en anden kanal 21, som igen påvirker trykket i det andet ar-10 bejdsrum 10. For at trykkene i de to arbejdsrum 9, 10 forbliver adskilt fra hinanden, er der i koblingsskivens 6 boring 14 anbragt en omløbende not, i hvilken en o-ring 19 er indlagt. På koblingsskivens 6 udvendige omkreds forhindres en trykudligning over en labyrinttætning 29 (fig. 3).

15 Mod omgivelsen er koblingskammeret tætnet af læbetætninger 20.

Fig. 2 viser en plantegning af omdrejningsmomentskiven 12.

I midten kan man se en boring 30, igennem hvilken skruens 20 13 skaft er ført for at fastgøre omdrejningsmomentskiven 12 til udgangsakslen 2. Yderligere kan man se boringer 25, ved hjælp af hvilke det i det andet arbejdsrum 10 herskende tryk kan fordeles ensartet på begge sider af omdrejningsmomentskiven 12.

25

Under drift drejes indgangsakslen 1 permanent. Med den drejes koblingsflangen 5. Opbygges nu igennem kanalen 21 et tryk i det andet arbejdsrum 10, forskydes koblingsskiven 6 aksialt i retning af indgangsakslen 1. Derved kommer 30 friktionsbelægningen 7 i friktions indgreb med koblingsflangens 5 friktionsflade. Koblingsskiven begynder at dreje og tager derved omdrejningsmomemtskiven 12 med, med hvilken den er fast forbundet i drejeretning. Omdrejningsmomentskiven 12 på sin side accelererer udgangsakslen 2.

35

DK 165602 B

9

For at bremse udgangsakslen 2, forringes trykket i det andet trykrum 10. Ventilen 22 åbner og lader et tryk igennem ringrummet 28, kanalerne 18, blindhulboringen 17 og længdeboringen 15 i skruen 13 komme ind i det første arbejds-5 rum 9. Trykopbygningen i det første arbejdsrum 9 forskyder koblingsskiven 6 aksialt i retning af udgangsakslen 2. Friktionsbelægningen løsnes fra koblingsflangens 5 friktionsflade. Derfor kommer friktionsbelægningen 8 i friktionsindgreb med friktionsfladen af koblingskammrets 11 en-10 des ide 26. Derved bremses koblingsskiven 6. Bremsemomentet overføres over omdrejningsmomentskiven 12 til udgangsakslen 2, som derved ligeledes bremses. Trykket i det andet arbejdsrum 10 fordeles ensartet på begge sider af omdrejningsmomentskiven 12 ved hjælp af boringerne 25. Derved er 15 omdrejningsmomentskiven praktisk taget ikke udsat for nogen trykbetingede spændinger.

Tilsvarende er den begrænsende faktor for den mellem de to arbejdsrum 9, 10 herskende trykdifferens kun koblingsski-20 ven 6. Denne kan dog udføres så massiv, at der praktisk taget ikke er nogen begrænsning på nogen bestemte trykhøjder. Over koblingsskiven kan der altså frembringes store friktionskræfter, således at også større omdrejningsmomenter kan overføres med den viste koblings- og bremseanord-25 ning.

I fig. 2 er omdrejningsmomentskiven vist som cirkelformet skive. Denne udførelsesform er dog ikke den eneste mulige. Tværtimod er også en flertakket stjerne mulig, som ved si-30 ne spidser er fast forbundet med koblings skiven 6, mens den i sin midte er forbundet med udgangsakslen 2. Principielt er enhver form for omdrej ningsmomemtskiven 12 tænkelig, som gør det muligt at overføre et omdrejningsmoment fra koblingsskivens 6 omkredsområde til udgangsakslen 2, 35 uden at koblingsskiven 6 kan sammenklemmes på udgangsaks len 2.

Claims (10)

1. Ved hjælp af et kompressibelt medium, især pneumatisk, 5 omkobbelbar koblings- og bremseanordning med en ind gangs- (l) og en udgangsaksel (2), som er lejret i et fælles hus (3, 4) og slutter i et koblingskammer (11) i huset (3, 4), hvorved en drejefast med indgangsakslen (1) forbundet koblingsflange (5) og en koblings- 10 skive (6) er anbragt i koblingskammeret (11) , kob lingsskiven (6) inddeler koblingskammeret (11) i to arbejdsrum (9, 10), der kan påvirkes med forskelligt tryk, og kan under mellemkobling af en friktionsbelægning (7, 8) lægges an mod koblingsflangen (5) eller en 15 endeflade (26) af koblingskammeret (11), kende tegnet ved, at koblingsskiven (6) i forhold til udgangsakslen kan lejres let aksialt forskydelig i hver belastningstilstand, at der er anbragt mindst en omdrejningsmomentskive (12), som er anbragt drejefast 20 og aksialt ikke forskydelig på udgangsakslen (2) og på koblingsskivens (6) omkreds, og at omdrejningsmomentskiven (12) på begge sider påvirkes af det samme tryk.

2. Anordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at omdrejningsmomentskiven (12) har gennemgangshuller (25).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet v e d, at der er anbragt en eneste omdrejnings- 30 momentskive (12), som er anbragt på den bort fra kob lingsflangen (5) vendte side af koblingsskiven (6).

4. Anordning ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet v e d, at omdrejningsmomentskiven (12) er fast- 35 spændt mellem en skrueanordning (13) og udgangsakslens (2) ende. 11 DK 165602B

5. Anordning ifølge krav 4, kendetegnet ved, at skrueanordningen har en skrue (13) med cylindrisk hoved (27), og koblingsskiven (6) har en centrisk boring (14) med en til skruehovedets (27) diameter sva- 5 rende indvendig diameter, hvorved koblingsskiven (6) er lejret på den cylindriske overflade af skruehovedet (27).

6. Anordning ifølge krav 5, kendetegnet ved, 10 at skruehovedets (27) højde er større end koblingsski vens (6) tykkelse.

7. Anordning ifølge et af kravene 4-6, kendetegnet v e d, at skruen (13) har en længdegennemgangs- 15 boring (15) og er skruet ind i en blindhulboring (17) på udgangsakslens (2) ende, fra hvis endeområde på bunden mindst en kanal (18) forløber til akselomkredsen og udmunder i et udgangsakslen (2) omgivende ringrum (28), som kan påvirkes med tryk. 20

8. Anordning ifølge et af kravene 5-7, kendetegnet v e d, at der i koblingsskivens (6) cylindriske boring (14) er anbragt en omløbende udsparing til optagelse af en O-ring (19). 25

9. Anordning ifølge et af kravene 1-8, kendetegnet v e d, at indgangs- og udgangsakslens (1, 2) gennemføringer gennem huset (3, 4) er tætnet ved hjælp af læbetætninger (20). 30

10. Anordning ifølge et af kravene 1-9, kendetegnet v e d, at de to arbejdsrum (9, 10) er tætnet mod hinanden ved hjælp af labyrinttætninger på koblingsskivens (6) omkreds. 35