EP1368574A1 - Verfahren zum druckaufbau in verbindungskupplungen und verbindungskupplung - Google Patents

Verfahren zum druckaufbau in verbindungskupplungen und verbindungskupplung

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Publication number
EP1368574A1
EP1368574A1 EP02704739A EP02704739A EP1368574A1 EP 1368574 A1 EP1368574 A1 EP 1368574A1 EP 02704739 A EP02704739 A EP 02704739A EP 02704739 A EP02704739 A EP 02704739A EP 1368574 A1 EP1368574 A1 EP 1368574A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
coupling
eccentric
connection
pressure medium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02704739A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ernst Elsner
Hans Lindenthal
Curt Falk
Bo Appell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Turbo Safeset AB
Original Assignee
Voith Turbo Safeset AB
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10112088A external-priority patent/DE10112088A1/de
Priority claimed from DE10112087A external-priority patent/DE10112087A1/de
Application filed by Voith Turbo Safeset AB filed Critical Voith Turbo Safeset AB
Publication of EP1368574A1 publication Critical patent/EP1368574A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/04—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates an elastic clutching, i.e. elastic actuating member, e.g. a diaphragm or a pneumatic tube
    • F16D25/042—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates an elastic clutching, i.e. elastic actuating member, e.g. a diaphragm or a pneumatic tube the elastic actuating member rotating with the clutch
    • F16D25/046—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates an elastic clutching, i.e. elastic actuating member, e.g. a diaphragm or a pneumatic tube the elastic actuating member rotating with the clutch and causing purely radial movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2048/0233—Source of pressure producing the clutch engagement or disengagement action within a circuit; Means for initiating command action in power assisted devices by rotary pump actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D48/00—External control of clutches
    • F16D48/02—Control by fluid pressure
    • F16D2048/0257—Hydraulic circuit layouts, i.e. details of hydraulic circuit elements or the arrangement thereof
    • F16D2048/0263—Passive valves between pressure source and actuating cylinder, e.g. check valves or throttle valves

Definitions

  • the invention relates to a method for building up pressure in an intermediate space of a connecting coupling, which is delimited by at least one partially elastically deformable wall, for the non-positive connection of two machine elements which are arranged coaxially to one another and can be coupled with one another without play - a first drive-side and a second drive-side machine element, specifically with the features from the preamble of claim 1; also a connection coupling.
  • Couplings are known in a variety of designs. These are used for torque transmission between two coaxial machine parts.
  • a generic backlash-free, non-positive and quick-release and releasable connection coupling for realizing a shaft-hub connection is known, for example, from the publication Voith-Druck G 1578 SV / MSW
  • a pressure medium supply system is assigned to the annular chamber. This is usually followed by a channel arrangement, which is used to fill and empty the annular chamber or the intermediate space.
  • Such couplings are used, for example, in rolling mill drives.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a connection coupling for realizing a backlash-free connection of the type mentioned at the outset, so that the disadvantages mentioned are avoided, in particular that service personnel for implementing the positive connection by means of pressure medium supply and for relief can be dispensed with.
  • Machine elements - a first on the drive side and a second output-side machine element - takes place according to the invention by conveying operating or pressure medium during the rotation of the connecting coupling by means of at least one conveying device arranged in the area of the outer circumference of the connecting coupling from a co-rotating pressure medium tank into the intermediate space.
  • the conveying device is preferably arranged in the region of the outer circumference of the connecting coupling and is driven by an eccentric which acts directly or indirectly on the conveying device via a cam element in such a way that it is moved alternately into and out of the conveying position.
  • the pressure medium is automatically conveyed into the intermediate space during the rotation of the connecting coupling by means of the conveying device or conveying devices arranged in the area of the outer periphery of the connecting coupling, the drive of the conveying device using a
  • the conveying device is driven as a function of a speed difference between the connecting clutch and those that can be directly connected to it
  • connection elements in particular the machine element on the drive side.
  • the drive is then designed or controlled in such a way that the pressure in the pressure chamber is automatically adjusted when a relative speed occurs.
  • the delivery rate is preferably directly proportional to the speed difference.
  • the conveyor is assigned a drive device, which is designed, for example, in the form of an annular eccentric element, in particular an eccentric ring, and which is supported on the drive or output-side machine element and is effective at different speeds in relation to the speed of the conveyor on the conveyor elements, that is to say this drives. It is thereby achieved that, in the case of such a connection coupling, the system is automatically filled when the system in which the coupling is integrated, depending on the current relative speeds between the connection coupling and the machine elements to be coupled to one another.
  • the filling takes place via means for pressure medium supply assigned to the connection coupling, in particular a pressure medium supply system, which comprise at least one delivery device and a pressure medium source or storage unit, the drive of the delivery device, in particular the delivery element or the individual delivery elements, due to the relative speeds between the connection clutch and the with this to be coupled elements.
  • the conveying process is generally only maintained during a relative speed to the other coupling parts, while at a relative speed
  • the drive is designed according to a particularly advantageous embodiment as an eccentric, comprising a weight and a cam element, the output of which is directly or indirectly via a further transmission element on the conveyor element
  • the eccentric is preferably an eccentric ring executed, the weight and curve element form an integral unit, that is, they are formed by one component.
  • the weight and curve element can be formed by one component.
  • the curve element is preferably designed in the form of an annular element with a correspondingly designed outer surface in the form of a curve contour. However, this surface on the outer circumference, when the conveying element moves relative to the latter, causes a force on the conveying element which, when implemented as a tappet pump, is converted into a pressure stroke and thus promotes
  • Coupling parts equal to zero, there is no further conveyance, since no more force is applied to the tappet of the conveying device via the cam disc.
  • the pressure medium storage space is designed to be pressure-tight with respect to the surroundings, and a slight excess pressure is impressed on the operating or pressure medium in the pressure medium storage.
  • the variant a) represents a particularly preferred embodiment, since it is characterized by a very small space requirement and a low manufacturing cost. It is irrelevant whether the structural unit was assembled from individual components or whether it was created as an integral structural unit.
  • the solution mentioned under b) has the advantage that there are no limits with regard to the design of the eccentric from weight and curve element, that is to say any possible combination with regard to the size of the weight and the design of the curve element can be provided very quickly since the functional unit is first is created by merging.
  • the conveying element is prestressed with respect to the eccentric via one or more spring devices. If the force on the conveyor element, especially when trained as a ram pump
  • the conveying device is designed as a pump device.
  • the pump device, in particular the conveying elements are to this Purpose non-rotatably connected to the connecting coupling, the relative speeds between the connecting coupling and, for example, an eccentric being used to drive the conveying elements.
  • this is achieved in that the conveying elements of the conveying device are actuated via corresponding actuating elements which are arranged on the eccentric ring which is supported on one of the two machine elements to be coupled.
  • an actuation is triggered by bringing the conveying elements and the actuating elements into operative connection, this triggering being in each case due to the different circumferential speeds between the conveying devices arranged on the connecting coupling and thus conveying elements and the actuating elements.
  • means for relieving the clutch are provided. Since the pressure is usually through a check valve in the
  • a targeted discharge can be achieved by means of a relief valve with external actuation or a constant throttle relief.
  • connection coupling which, in addition to a small number of components, has the advantage that it can be used as an independently encapsulated structural unit for any purpose, can be arranged on any components and can generally be dispensed with by service personnel on site, with automatic filling of the Space between
  • a connecting coupling for the non-positive connection of two coaxial machine elements to be coupled with one another without play - a first machine element on the drive side and a second machine element on the output side - with at least one of at least one at least partially elastic deformable wall-limited space and a pressure medium supply system assigned to the space, comprising at least one pressure medium storage device, at least one conveying device and means for coupling the conveying device to the intermediate space, are three according to a further embodiment of the solution according to the invention
  • Pressure medium storage device and the conveying device are arranged on the connecting coupling, the conveying device being assigned at least one drive which is connected to one of the two machine elements to be coupled - first machine element or second machine element ⁇ at least indirectly, i.e. indirectly via additional transmission elements or directly, i.e. is directly connectable.
  • the drive is over
  • the conveying device is also designed as a pump device in the simplest case.
  • the pump device in particular the conveying elements, are connected in a rotationally fixed manner to the connecting coupling, the relative speeds between the connecting coupling and, for example, an eccentric being used to drive the conveying elements.
  • this is achieved in that the conveying elements of the conveying device are actuated via corresponding actuating elements which are arranged on the eccentric ring which is supported on one of the two machine elements to be coupled. Doing so
  • Actuation is triggered by bringing the conveying elements and the actuating elements into operative connection, this triggering being due to the different circumferential speeds between the conveying devices arranged on the connecting coupling and thus conveying elements and the actuating elements.
  • These preferably comprise at least one delivery device in the form of a pump device, which is connected to the connecting coupling in a rotationally fixed manner, which in the simplest case is a reciprocating piston pump unit. This is arranged in relation to the coupling base body of the connecting coupling in such a way that the possible piston stroke is realized essentially in the radial direction in the installed position.
  • a corresponding actuating device is assigned to the conveying elements for actuation.
  • This is preferably designed in the form of an annular eccentric element.
  • designs of the drive of the conveying element by means of a swash plate or a gearwheel are conceivable.
  • a plurality of conveying devices are preferably provided, which in the circumferential direction of the
  • Connection coupling are arranged at certain preferably uniform distances from each other. If several conveying devices are provided, there are also several possibilities for the configuration and arrangement of the actuating elements on the drive-side machine element. It is conceivable to use a single actuating element, which the individual
  • Drives conveying elements one after the other depending on the relative speed between the connecting coupling and the drive device.
  • Another possibility is to provide a plurality of actuating elements, which preferably corresponds to the number of conveying devices and also to arrange them at regular intervals in the circumferential direction, for example of the machine element on the drive side, so that all conveying devices can be driven simultaneously.
  • This solution offers the advantage that the individual conveying devices can be made smaller, and thus the entire device connection coupling with means for supplying pressure medium, also with regard to the required installation space in a radial manner
  • the individual actuators can an actuating device can be summarized, for example in the form of an eccentric ring and a plurality of projections aligned in the radial direction.
  • Conveying element pumping devices can be realized with different modes of operation. A distinction is made between the following: a) Constant pump - not switchable b) Constant pump with external switchability c) Constant pump can be switched automatically d) Control pump.
  • the pump devices mentioned under a) and b) are used for the second solution, while the one mentioned under c) is used for the first solution.
  • the actuating element for the conveying element for example the eccentric ring
  • the connecting coupling or the part of the connecting coupling which realizes the frictional connection is led out in the axial direction beyond the housing of the pressure medium storage unit and thus the connecting coupling or the part of the connecting coupling which realizes the frictional connection.
  • the outstanding part serves as a link to one
  • the conveying process of the conveying device can never be interrupted, so that after the pressure has built up in the space which can be filled with pressure medium, means are to be provided which limit the pressure in the space and thus the contact pressure for the elements to be coupled to one another to a maximum value.
  • a pressure limiting device in the simplest case a pressure limiting valve, is assigned to the connecting coupling, in particular the space that can be filled with pressure medium.
  • the eccentric ring is used to implement the mode of operation of a constant delivery device according to b), in particular a constant pump with external switchability also extended in the axial direction and means for optional braking or realization of a freewheel are provided.
  • the holding function can be implemented, for example, a) mechanically b) hydraulically c) electromagnetically or by combining these options.
  • Drive devices are preferably used which enable the delivery device, in particular the pump device, to function as an automatically switchable constant delivery device according to c).
  • Different solutions are also differentiated here. These can be implemented mechanically, hydraulically or electrically.
  • the eccentric ring which acts as a drive or actuating device for the conveying element, is provided with an eccentric weight.
  • the reaction moment from the pump device is applied by a swinging weight on the eccentric ring.
  • the maximum possible pump drive torque is precisely determined by the eccentric weight and the lever arm. When the limit torque, which corresponds to the maximum permissible torque, is reached, the eccentric ring begins to rotate with the weight and due to the reduction in the
  • Relative speed is set by the pumping device until the pressure in the space in the connecting coupling drops again and a relative speed can be recorded.
  • means which preferably comprise at least one check valve which is located in a Connection line between the space and relief device is arranged.
  • the relief device is used for quick emptying of the intermediate space, that is, for releasing if necessary, and is operated manually.
  • only a closure element is provided, which connects the connecting channel between the space and the outer circumference of the
  • a further embodiment for realizing the constant pump function with automatic switchability can be implemented by providing a magnetic brake device with a set magnetic force.
  • Magnetic force acts on a magnetizable part of the eccentric ring and holds it in place until the pump force becomes greater than the magnetic force.
  • the eccentric ring breaks free and begins to rotate. Since the relative speed between the pump device and the eccentric is almost zero, it no longer delivers.
  • means for maintaining the pressure in the space that can be filled with pressure medium are required, which in the simplest case also comprise a check valve.
  • Another alternative embodiment for realizing the function of a constant pump with automatic switchability consists in the provision of a hydraulic valve device in the supply line to the intermediate space, which lowers the pump pressure to almost zero when the maximum pressure is reached. Means for maintaining the clutch pressure are also required here. This solution is a particularly compact version.
  • connection coupling and the equipment supply system assigned to it can be created as a modular, pre-assembled structural unit, which must be coupled with the respective elements to be connected in a corresponding manner depending on the application. There are no additional devices on the machine parts to be coupled provided. These solutions are therefore particularly versatile in terms of their range of use.
  • the conveyor For certain purposes, it is advisable not to operate the conveyor as a constant pump, but as a control pump. This means that when the required pressure is reached in the space that can be filled with pressure medium, the pump automatically goes back to zero stroke.
  • This function is implemented, for example, when the delivery device is designed as a radial piston pump with a spring-loaded adjustable eccentric ring or a radial piston pump with a spring-loaded spring assembly in front of the tappet or an axial piston pump with a spring-loaded adjustable swash plate.
  • means for relieving the clutch are provided for both solutions. Since the pressure is usually kept in the intermediate space by the check valve, a targeted discharge can be carried out
  • connection coupling begins to rotate
  • pumping process begins according to the invention, and pressure medium is pressed into the intermediate space of the connection coupling.
  • the pressure medium flows to the pressure gap via a check valve.
  • Control line to a relief valve, which lowers the pump pressure to almost zero bar after reaching the required pressure in the pressure gap.
  • Figure 1 illustrates in a schematically simplified representation the basic structure and the basic principle of an invention designed particularly advantageously used connection coupling with automatic filling;
  • FIG. 3 illustrates a further embodiment of a connecting coupling designed according to the invention with an eccentric consisting of a plurality of individual components
  • Figure 4 illustrates an embodiment of a connecting coupling designed according to the invention with a non-switchable constant pump function of the conveyor.
  • 5a and 5b illustrate an embodiment of a connecting coupling designed according to the invention with a switchable constant pump function of the conveying device
  • FIG. 6 shows an embodiment of a connecting coupling with a separate relief valve
  • Figure 7 illustrates a particularly compact embodiment of the
  • Means for maintaining and / or limiting the pressure in the space Means for maintaining and / or limiting the pressure in the space.
  • FIG. 1 illustrates, by way of example, a preferred embodiment of a connecting coupling 1 designed according to the invention.
  • This acts as a coupling for the play-free connection between two machine elements to be coupled coaxially to one another - for example a shaft 2 and a hub 3.
  • the bracing can be caused by the direct effect of the connecting coupling 1 on the two elements to be coupled together by means of intermediate connections the coupling 1 viewed in the radial direction between the shaft 2 and the hub 3 take place.
  • Another possibility is the indirect realization of the bracing, in which the connection coupling 1 is only in direct operative connection with the hub 3, that is to say in direct contact and causes bracing with the other second element of the shaft 2 via the contact pressure on one of these elements.
  • the connecting coupling 1 is designed such that it surrounds the elements to be coupled - shaft 2 and hub 3 - in the circumferential direction and is therefore characterized in the radial direction by a larger diameter than the outer diameter of the elements to be coupled
  • connection coupling is thereby brought into engagement, in particular frictionally, in operative connection with the outer circumference A 3 of the hub 3.
  • the connecting coupling 1 comprises at least one space 4 which can be filled with pressure medium, one of which, preferably the one to the outer surface 5 of the one with the
  • Connection coupling 1 frictionally directly to be coupled element, here the hub 3, directed wall 6 has at least one elastic portion 7, which experiences a deformation in the direction of the elements to be braced when the pressure medium acts.
  • the space 4 is formed, for example, by a double-walled pressure sleeve 8 and is designed in a ring shape. This extends in the installed position of the connecting coupling 1, viewed in the axial direction, preferably in the axial direction and essentially parallel to the axis of rotation R 2, 3 of the shaft 2 and hub 3.
  • Means 9 for supplying pressure medium are assigned to the connecting coupling 1.
  • the conveying device 12 comprises at least one pump device 14, in the illustrated case two of which can be seen in the axial section Pumping devices, the pumping device 14a and the pumping device 14b, which in the area of the
  • Outer circumference 15 or on the end faces aligned in the axial direction 16a or 16b of the connecting coupling 1 are arranged.
  • a plurality of pump devices 14 are preferably always provided, which are arranged at certain predefinable distances from one another in the circumferential direction, preferably at uniform distances from one another, on a certain diameter dp of the connecting coupling. Versions with are also conceivable
  • the means 13 for coupling the conveying device 12 to the intermediate space 4 which can be filled with pressure medium each comprise at least one connecting channel 17, in the case of designs with a plurality of pumping devices 14 a plurality of connecting channels 17, each of which is the individual one
  • the pressure medium supply system 10, in particular the pressure medium reservoir 11, is also arranged on the connection coupling 1 according to the invention.
  • the pressure medium reservoir 11 is designed such that it forms at least one tight pressure medium storage space. This is delimited by a housing 19 and an end face 16 oriented in the axial direction, here the end face
  • the coupling coupling 1 rotates, the pressure medium in the pressure medium storage space 18 also rotates.
  • the pump device 14 is arranged in relation to the liquid level that is set in the pressure medium storage space 18 in such a way that its conveying element 20 extends into the operating medium.
  • a drive 21 is assigned to the conveying element 20.
  • this comprises at least one curved body 22, which is in the form of an annular element 23 with a correspondingly curved shape designed surface 24 is formed on the outer circumference in the form of a curved contour 25, which is designed such that it acts on the conveying element 20 with relative movement like a cam and causes a movement of the conveying element 20 in the conveying position and out of it.
  • An imbalance in the form of a weight 26 is assigned to the cam body 22.
  • Curve body 22 and the weight 26 form an eccentric 27.
  • the structural unit of cam body 22 and weight 26 which forms an eccentric can also be referred to as an eccentric ring 27.
  • the eccentric ring 27 is supported via a floating bearing arrangement 28 on the hub 3 which can be brought into a frictional engagement directly with the connecting clutch 1.
  • a further bearing 30, also in the form of floating bearings is provided between the outer circumference 29 of the eccentric ring 27 and the conveying element 20.
  • the pump devices 14 used are preferably piston pumps, for example in the form of tappet pumps.
  • the plungers act as the conveying element 20.
  • the funding is realized via the pressure stroke. This is at a relative speed between the connecting clutch 1 and thus the conveyor device 12 coupled to it in the form of the pump devices
  • connection coupling 1 When the connection coupling 1 begins to rotate, the pumping process is initiated on the conveying element 18 due to the pressure stroke generated by the eccentric 27. Via the connecting channels 17, pressure medium can be filled with pressure medium
  • the reaction moment causes the cam element 22 to be entrained with weight, ie the eccentric ring 27.
  • the eccentric ring 27 is rotatably mounted in the pressure chamber 18, preferably via the bearing arrangement 28.
  • the pressure medium storage space 18 is designed to be pressure-tight with respect to the surroundings. This is caused by the sealing of the housing 19 from the environment.
  • sealing devices 33 and 34 are provided, for example, which are arranged between the housing 19 and the end face 16a of the connecting coupling and furthermore between the housing 19 and the end face 35 of the hub 3.
  • the reaction moment from the pump device 14 is applied to the eccentric 27 by the swinging-out weight 26.
  • the maximum possible pump drive torque, in particular the pressure stroke which characterizes this, is thus determined by the eccentric weight 26 and the
  • means 18 can be provided in this case for holding the pressure in the intermediate space 4 in the form of so-called check valves 36, which are arranged in the connecting line or the connecting lines 17 to the intermediate space 4.
  • check valves 36 which are arranged in the connecting line or the connecting lines 17 to the intermediate space 4.
  • Another possibility, not shown here, is to provide a hydraulic valve that lowers the pump pressure to almost zero when the maximum pressure is reached. In this case, the reaction torque is also set to 0 and the eccentric 27 is returned to its original starting position without further rotation.
  • the conveying element 20 is prestressed with respect to the eccentric ring 27 via one or more spring devices 37. If the force on the conveying element 20, in particular the tappet, is higher than the spring preload, then the
  • Compress spring device 37 further and the ram stroke decreases, preferably down to 0. Pump device 14 then also no longer delivers.
  • FIG. 2a illustrates in a plan view of an eccentric ring 27.2a the annular element 23 with the curved outer surface 24 and the weight 26.
  • the part carrying the weight 26 is designed as a projection 38.
  • the eccentric 27.2a clarifies a sectional view according to a section 1-1 according to FIG. 1.
  • FIG. 2b illustrates a further embodiment of the weight-forming part 26 of an eccentric 27.2b.
  • the part of the eccentric forming the weight 26 is formed by a ring element 39, which has two segments, a first segment 40 and a second segment 41, which differ in terms of their inner circumference 42a and 42b differentiate.
  • the individual segments 40 and 41 can be made of different materials.
  • the second half, i.e. the first segment 40 for alignment with the inner circumference 42b of the second segment 41, for example poured out a plastic or other potting compound.
  • an essentially smooth inner contour is realized on the inner circumference 42a and 42b, in which the hydrodynamic inclination is considerably minimized.
  • FIG. 3 illustrates, by way of example, a further particularly advantageous embodiment of a connecting coupling 1.3 designed according to the invention with an eccentric ring 27.3.
  • the basic structure and the basic function of the connecting coupling 1.3, the connecting elements shaft 2 and hub 3 and the pressure medium supply system 10.3 correspond to that described in FIG. 1, which is why the same reference numerals are used for the same elements with the addition of the figure number.
  • the coupling between the conveying element 20.3 of the pump device 1 .3a or the pump device 14.3b with the curve element 22.3 or the drive 21.3 does not take place in a radial direction essentially as in FIG. 1 in a common direction
  • the eccentric ring 27.3 is supported on the connecting coupling 1.3 via a floating bearing 28.3. Furthermore, the eccentric 27.3 is divided into two sub-elements 43 and 44, the sub-element 43 being directly connected to the weight 26.3 or forming a structural unit with it.
  • Part element 44 is supported via a further second floating bearing arrangement 45 with respect to the part forming the weight 26.3 and the conveying element 20.3.
  • sub-element 43 is designed as curve element 22.3, i.e. this has an outer surface 24.3, which is characterized by a curved contour 25.3
  • the sub-element 44 exposed to a corresponding pressure stroke, which is proportional to Pressure stroke of the conveying element 20 is.
  • the sub-element 44 is designed such that it can transmit the pressure stroke to the conveying element 20.3.
  • the pressure stroke is not transmitted directly from the cam element 22.3 to the conveying element 20.3, but via an intermediate element.
  • the eccentric 27.3 In this version of the eccentric 27.3 from several individual elements, the
  • this figure provides the possibility of integrating the means 18.3 for holding the pressure in the intermediate space 4 in the form of check valves arranged in the pump device 14.3a or 14.3b, which automatically
  • means are provided for limiting the pressure.
  • the means for limiting the pressure in the space which can be filled with pressure medium, in particular a pressure-limiting valve, and the means for holding the pressure in the space are preferably combined in one structural unit.
  • This structural unit then preferably includes the check valve in addition to the pressure relief valve.
  • the structural unit is arranged in the area of the outer circumference of the connecting coupling, in particular the double-walled pressure sleeve.
  • a plurality of structural units are preferably viewed in the circumferential direction of the connecting coupling at certain predefined distances from one another on the circumference, in particular in the region of the
  • the outer circumference of the connecting coupling is arranged, which are each connected via a connecting line to the intermediate space which can be filled with pressure medium.
  • a connecting line to the intermediate space which can be filled with pressure medium.
  • designs with only one structural unit are also conceivable, which, however, is then to be designed accordingly, while the size can be considerably reduced when using several structural units.
  • a cooling jacket (not shown here) on the circumference, preferably in the whole, is used to reduce the energy loss and thus to avoid an inadmissibly high heating of the pressure medium
  • the pressure medium is guided in a circuit from the pressure medium store to the pressure medium store and can then dissipate thermal energy.
  • FIGS. 4 to 7 illustrate further possible designs of a connecting coupling 1.4 designed according to the invention, which differ in terms of the way in which the conveying devices, in particular the pumping devices 14.4 and / or the means 18.4 for holding or limiting the pressure in the intermediate space 4.4 are implemented ,
  • Limiting the pressure in the intermediate space 4.4 corresponds essentially to that described in FIG. 1.
  • the same reference numerals are used for the same elements.
  • the conveying element 20.4 is supported on the actuating device 46 via a bearing 30.4.
  • the eccentric 27.4 is constructed in such a way that, viewed in the axial direction, it extends beyond the means for supplying pressure medium 9.4.
  • Corresponding sealing devices are provided in the passage area through the housing 19.4 between the eccentric 27.4 and the housing 19.4.
  • the torque arm 47 can be designed differently. For example in the form of a rope or a rod which is articulated out of the housing 19.4 in the region of the projecting part 48 of the eccentric 27.4.
  • the embodiment according to FIG. 4 enables the mode of operation of the
  • Pump device 12.4 as a constant pump, ie as a non-switchable pump.
  • the eccentric ring 27.4 is held on the outside with a torque arm 47. Since the pumping process of the conveying device 14.4 cannot be interrupted, a pressure limiting valve 48 is required as a means for limiting the pressure. If, according to FIG. 4, there is no fixed connection via a rod or a rope, the pumping device 12.4 can be implemented with an optional hard braking or free-running of the eccentric ring 27.4, the functionality of a constant pump with externally possible switchability. With regard to the possibilities of braking, the protruding part 48 of the eccentric 27.4 from the housing 19.4 is then assigned means for braking. These can act mechanically or electromagnetically on the eccentric ring 27.4.
  • FIGS. 5a and 5b illustrate further embodiments of the implementation of the pump function as a regulating pump by appropriately designing the eccentric 27.5a or 27.5b and actuating the delivery elements 20.5a and 20.5b.
  • FIG. 5a illustrates an embodiment with an outstanding eccentric
  • FIG. 5b illustrates a possibility of realizing the functioning of the pump device 12.5b as a non-switchable constant pump, in that the eccentric ring 27.5b is held from the outside with a torque support 47.5b, here in the form of a rope.
  • Both versions have in common that the eccentric ring 27.5a or 27.5b is biased at least by one or more spring devices.
  • the spring devices are designated 50.5a and 50.5b. If the pump force on the conveying element 20.5a or 20.5b, in particular on the tappet, is higher than the spring preload, then the
  • an internal flap valve is preferably provided in the pump device 12.5a or 12.5b, which maintains the pressure.
  • a throttle point in the pump or suction line is preferably the
  • Pump device provided to limit the stroke and thus the delivery rate at higher speeds.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment 1.6 with a separate relief valve 51 for the targeted release of the pressure, which is also used for the embodiments according to FIG. 6
  • FIGS 1 to 5 can be used.
  • FIG. 7 illustrates a particularly compact design of the means 18.7 for holding and / or limiting the pressure in the space 4.7 and the means 22.5 for limiting the pressure in the space 4.7. Both are structural
  • Unit 52 This forms a kind of special valve and is in the Pressure supply line, ie the connecting line 53, arranged between the pump device 12.7 and the intermediate space 4.7.
  • the pressure oil comes through the check valve 36.7 and branches off into a control line 54 to a relief valve 55 which, after reaching the required pressure in the space 4.7, lowers the pump pressure to almost zero bar.
  • this valve device has the advantage that, once the required pressure in the intermediate space 4.7 has been reached, the pressure generated by means of the pump device 12.7 (not shown here) is reduced, so that there is only little power loss.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Verfahren zum Druckaufbau in Verbindungskupplungen zum drehdesten Kuppeln zweuer koaxialer Maschinenelemente - einem ersten antriebsseitigen und einem zweiten abtriebsseitigen Maschinenelement - insbesondere in einer Welle-Nabe-Verbindung, wobei mittels der Verbindungskupplung eine spielfreie, kraftschlüssige Verbindung zwischen den Maschinenelementen hergestellt wird und die Verbindungskupplung einen mit einem Druckmittel befüllbaren Zwischenraum umfasst, der durch eine Wand begrenzt ist, die in Richtung eines der zu kuppelnden Maschinenelemente gerichtet ist und einen elastischen Teilbereich aufweist, wobei der elastische Teilbereich bei Wirkung des Druckmittels eine Verformung in Richtung der zu verspannenden Maschinenelemente erfährt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmittel während der Rotation der Verbindungskupplung mittels wenigstens einer Fördereinrichtung aus einem mitrotierenden Druckmittelspeicher in den Zwischenraum gefördert wird.

Description

Verfahren zum Druckaufbau in Verbindungskupplungen und Verbindungskupplung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckaufbau in einem, von wenigstens einer wenigstens teilweise elastisch verformbaren Wand begrenzten Zwischenraum einer Verbindungskupplung zur kraftschlüssigen Verbindung zweier koaxial zueinander angeordneter und miteinander spielfrei zu koppelnder Maschinenelemente - einem ersten antriebsseitigen und einem zweiten abtriebsseitigen Maschinenelement, im einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1; ferner eine Verbindungskupplung.
Verbindungskupplungen sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Diese dienen der Drehmomentenübertragung zwischen zwei gleichachsigen Maschinenteilen. Eine gattungsgemäße spielfreie, kraftschlüssige und schnell spann- und lösbare Verbindungskupplung zur Realisierung einer Welle-Nabe- Verbindung ist beispielsweise aus der Druckschrift Voith-Druck G 1578 SV/MSW
4.99 2000 bekannt. Diese weist mindestens eine dünnwandige Hülse auf, die eine sich axial erstreckende Wand einer im wesentlichen ringförmigen Kammer bildet, welche auch als Zwischenraum bezeichnet wird und die mit Druckmittel beaufschlagbar ist, um die Hülse im wesentlichen in radialer Richtung zu deformieren und wenigstens mittelbar mit einer Fläche eines Elementes, an dem die Kupplung befestigt werden soll, zu verklemmen. Der ringförmigen Kammer ist ein Druckmittelversorgungssystem zugeordnet. An diese schließt sich in der Regel eine Kanalanordnung an, welche der Befüllung und Entleerung der ringförmigen Kammer bzw. des Zwischenraumes dienen. Derartige Kupplungen finden beispielsweise in Walzwerksantrieben Verwendung. Dabei besteht der Wunsch nach einer spielfreien Verbindung zwischen einer Walze und einem Wellenstrang, beispielsweise in Form einer Gelenkwelle, um die Qualität des Walzgutes zu verbessern oder den Verschleiß in den üblichen Flachzapfen-Treffern zu vermeiden. Bei den bisher zum Einsatz gelangten gattungsgemäßen Verbindungskupplungen wurden diese manuell aufgepumpt, d.h. daß das
Bedienpersonal an der Kupplung tätig werden musste, um beim Lösen Druck abzulassen und die Verbindungskupplung zum Schließen dann wieder aufzupumpen, indem Druckmittel in die ringförmige Kammer eingebracht wurde. Entsprechend des Einsatzfalls ist dies jedoch nur in den seltensten Fällen eine akzeptable Vorgehensweise, insbesondere da jede dieser Handlungen einen Stillstand der Anlage erfordert und des weiteren das Vorortsein von
Servicepersonal. Fernbedienungen mit automatischen Ölanschlüssen wurden zwar angedacht, jedoch in der Praxis nicht realisiert, da der Aufwand für derartige Verbindungen erheblich ist. Als Lösung wird daher ein Großteil der Walzwerksanlagen heute mit spielbehafteten Flachzapfentreffern ausgeführt, die in die Walze mit ihrem Flachprofil nur hineingeschoben werden, ohne daß
Servicepersonal an dem entsprechenden Treffer notwendig ist. Ein wesentlicher Nachteil derartiger formschlüssiger Verbindungen besteht jedoch in dem erheblichen Spiel, welches zur negativen Beeinflussung der Betriebsweise des abtriebsseitigen Maschinenelementes damit bei Verarbeitungsmaschinen des Verarbeituhgsergebnisses führen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungskupplung zur Realisierung einer spielfreien Verbindung der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, daß die genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere daß auf das Vorortsein von Servicepersonal zur Realisierung der kraftschlüssigen Verbindung durch Druckmittelzufuhr und zur Entlastung verzichtet werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch Merkmale der Ansprüche 1 und 7 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Der Druckaufbau in einem von wenigstens einer wenigstens teilweise elastisch verformbaren Wand begrenzten Zwischenraum einer Verbindungskupplung zur kraftschlüssigen Verbindung zweier koaxialer miteinander spielfrei zu koppelnder
Maschinenelemente - einem ersten antriebsseitigen und einem zweiten abtriebsseitigen Maschinenelement - erfolgt erfindungsgemäß durch Förderung von Betriebs- bzw. Druckmittel während der Rotation der Verbindungskupplung mittels wenigstens einer im Bereich des Außenumfanges der Verbindungskupplung angeordneten Fördereinrichtung aus einem mitrotierenden Druckmitteltank in den Zwischenraum.
Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung im Bereich des Außenumfanges der Verbindungskupplung angeordnet und wird durch einen Exzenter angetrieben, der über ein Kurvenelement direkt oder indirekt derart auf die Fördereinrichtung wirkt, daß diese alternierend in Förderstellung und aus dieser heraus bewegt wird.
Vorzugsweise wird das Druckmittel während der Rotation der Verbindungskupplung selbsttätig mittels der im Bereich des Außenumfanges der Verbindungskupplung angeordneten Fördereinrichtung oder Fördereinrichtungen in den Zwischenraum gefördert, wobei der Antrieb der Fördereinrichtung mit einer
Relativdrehzahl, einschließlich Drehzahl Null zu den übrigen Kupplungteilen rotiert. Bezüglich dieser Betriebsweise können folgende Modifikationen erfolgen:
1) fortlaufende, d.h. ununterbrochene Rotation des Antriebes mit Relativdrehzahl zur Drehzahl der Kupplungsteile oder mit Drehzahl Null und Halten des Druckes im Zwischenraum über eine
Druckbegrenzungseinrichtung
2) Rotation des Antriebes mit Relativdrehzahl zur Drehzahl der Kupplungsteile oder mit Drehzahl Null und Möglichkeit einer wahlweisen Entkoppelung von der Fördereinrichtung 2a) automatisch oder
2b) gesteuert.
Der Antrieb der Fördereinrichtung erfolgt dabei unter einem weiteren Aspekt der Erfindung in Abhängigkeit von einer Drehzahldifferenz zwischen der Verbindungskupplung und den mit dieser direkt in Wirkverbindung bringbaren
Anschlußelementen, insbesondere dem antriebsseitigem Maschinenelement. Der Antrieb ist dann derart ausgelegt oder wird derart gesteuert, daß bei Auftreten einer Relativdrehzahl automatisch der Druck im Druckraum angepaßt wird. Vorzugsweise ist die Fördermenge direkt proportional zur Drehzahldifferenz. Zu diesem Zweck ist der Fördereinrichtung eine Antriebsvorrichtung zugeordnet, welche beispielsweise in Form eines ringförmigen Exzenterelementes, insbesondere eines Exzenterringes ausgeführt ist und welcher sich am an- oder abtriebsseitigen Maschinenelement abstützt und bei unterschiedlicher Drehzahl gegenüber der Drehzahl der Fördereinrichtung an den Förderelementen wirksam wird, d.h. diese antreibt. Damit wird erreicht, daß automatisch bei einer derartigen Verbindungskupplung mit der Inbetriebnahme der Anlage, in welcher die Kupplung integriert ist, in Abhängigkeit der vorhandenen jeweils aktuellen Relativdrehzahlen zwischen der Verbindungskupplung und den miteinander zu koppelnden Maschinenelementen befüllt wird. Im einzelnen bedeutet dies, daß zumindest solange eine Relativgeschwindigkeit zwischen Antriebsvorrichtung und den beiden miteinander drehfest zu verbindenden Elementen vorliegt, die Druckmittelzufuhr in den Zwischenraum aufrechterhalten wird. Die Befüllung erfolgt dabei über der Verbindungskupplung zugeordnete Mittel zur Druckmittelversorgung, insbesondere ein Druckmittelversorgungssystem, welches wenigstens eine Fördereinrichtung und eine Druckmittelquelle bzw. -Speichereinheit umfassen, wobei der Antrieb der Fördereinrichtung, insbesondere des Förderelementes oder der einzelnen Förderelemente aufgrund der Relativgeschwindigkeiten zwischen der Verbindungskupplung und den mit dieser zu koppelnden Elementen erfolgt.
Dabei wird in der Regel nur während einer Relativdrehzahl zu den übrigen Kupplungsteilen der Fördervorgang aufrechterhalten, während bei Relativdrehzahl
0 der Fördervorgang eingestellt wird. Um diesen Vorgang automatisch ablaufen zu lassen, das heißt ohne zusätzliche vorzusehende Maßnahmen von außen, ist der Antrieb gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung als Exzenter ausgeführt, umfassend ein Gewicht und ein Kurvenelement, dessen Ausgang direkt oder indirekt über ein weiteres Übertragungselement am Förderorgan der
Pumpeinrichtung wirksam wird. Vorzugsweise ist der Exzenter als Exzenterring ausgeführt, wobei Gewicht und Kurvenelement eine integrale Baueinheit bilden, das heißt, diese werden von einem Bauteil gebildet. Denkbar ist es jedoch auch, Gewicht und Kurvenelement von separaten Bauelementen zu bilden und diese hinsichtlich ihrer Funktion zu einer Einheit zusammenzufassen, wobei jedoch ihre Eigenständigkeit als Komponente erhalten bleibt. Das Kurvenelement ist vorzugsweise in Form eines ringförmigen Elementes mit entsprechend gestalteter Außenfläche in Form einer Kurvenkontur ausgebildet. Diese Oberfläche am Außenumfang bewirkt jedoch bei Relativbewegung des Förderelementes gegenüber dieser eine Kraft auf das Förderelement, welche bei Ausführung als Stößelpumpe in einen Druckhub umgesetzt wird und damit eine Förderung von
Druckmittel aus dem Druckmittelspeicherraum vornimmt. Dabei baut sich auf Seiten der Verbindungskupplung mit zunehmendem Fördervorgang ein Druck auf, welcher gleichzeitig das Reaktionsmoment auf den durch den Druckhub hervorgerufenen Fördervorgang bestimmt. Erreicht dieser Druck einen bestimmten vordefinierten Grenzwert, welcher den optimalen Arbeitsdruck im Zwischenraum oder aber einen maximal zulässigen Druck im Zwischenraum entspricht, bewirkt das Reaktionsmoment eine Mitnahme des Kurvenelementes mit Gewicht, das heißt des Exzenterringes. Dieser reißt sich los und rotiert mit. Der Exzenterring ist zu diesem Zweck drehbar im Druckmittelraum gelagert. Ist die Relativdrehzahl zwischen Antrieb und Förderelement beziehungsweise den übrigen
Kupplungsteilen gleich Null, erfolgt keine Förderung mehr, da über die Kurvenscheibe keine Kraft auf den Stößel der Fördereinrichtung mehr aufgebracht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil einer selbsttätigen Befüllung des
Zwischenraumes mit Betriebs- beziehungsweise Druckmittel während des Anfahrvorganges und bei Drehmomentübertragung, das heißt im Dauerbetrieb. Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Druckmittelspeicherraum druckdicht gegenüber der Umgebung ausgeführt und dem Betriebs- beziehungsweise Druckmittel im Druckmittelspeicher ist ein geringer Überdruck aufgeprägt. Diese Lösung bietet den Vorteil, daß die Fördereinrichtung beim Startvorgang selbst ansaugend arbeiten kann, das heißt keine zusätzlichen Hilfsmittel weiter erforderlich sind.
Bezüglich der Ausgestaltung des Exzenters bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten: a) Bauliche Einheit aus Gewicht und Kurvenelement, insbesondere drehfeste Vebindung zwischen Gewicht und Kurvenelement b) Kopplung zwischen Gewicht und Kurvenelement über zwischengeschaltete Lageranordnungen.
Die Variante a) stellt dabei eine besonders bevorzugte Ausführung dar, da diese sich durch einen sehr geringen Bauraumbedarf und einen geringen Fertigungsaufwand auszeichnet. Dabei ist es unerheblich, ob die bauliche Einheit aus Einzelkomponenten zusammengefügt wurde oder aber durch Ausbildung als integrale Baueinheit entstanden ist.
Die unter b) genannte Lösung bietet den Vorteil, daß bezüglich der Ausbildung des Exzenters aus Gewicht und Kurvenelement keine Grenzen gesetzt sind, das heißt jede mögliche Kombination hinsichtlich der Größe des Gewichtes und der Ausbildung des Kurvenelementes sehr schnell bereitgestellt werden können, da die Funktionseinheit erst durch Zusammenfügung entsteht.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Förderelement über eine oder mehrere Federeinrichtungen gegenüber dem Exzenter vorgespannt. Wird dabei die Kraft am Förderelement, insbesondere bei Ausbildung als Stößelpumpe dem
Stößel, höher als die Federvorspannung, so wird die Federeinrichtung weiter einfädeln, die Vorspannung vergrößert sich und der Stößelhub nimmt ab, bis die Fördereinrichtung beziehungsweise die Pumpeinrichtung nicht mehr fördert.
Die Fördereinrichtung ist dabei im einfachsten Fall als Pumpeneinrichtung ausgeführt. Die Pumpeinrichtug, insbesondere die Förderelemente sind zu diesem Zweck drehfest mit der Verbindungskupplung verbunden, wobei zum Antrieb der Förderelemente die Relativgeschwindigkeiten zwischen der Verbindungskupplung und beispielsweise einem Exzenter ausgenutzt wird. Dies wird im einfachsten Fall dadurch realisiert, daß die Förderelemente der Fördereinrichtung über entsprechende Betätigungselemente, welche an dem Exzenterring, welcher sich an einem der beiden zu koppelnden Maschinenelementen abstützt, angeordnet sind, betätigt werden. Dabei wird eine Betätigung durch das miteinander in Wirkverbindung bringen der Förderelemente und der Betätigungselemente ausgelöst, wobei diese Auslösung jeweils aufgrund der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten zwischen den an der Verbindungskupplung angeordneten Fördereinrichtungen und damit Förderelementen und den Betätigungselementen bedingt ist.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung sind Mittel zur Entlastung der Kupplung vorgesehen. Da der Druck üblicherweise durch ein Rückschlagventil im
Zwischenraum gehalten wird, kann eine gezielte Ablassung durch ein Entlastungsventil mit externer Betätigung oder eine ständige Drosselentlastung realisiert werden.
Diese Lösung ermöglicht es, eine besonders kompakte Baueinheit einer
Verbindungskupplung zu schaffen, welche neben einer geringen Bauteilanzahl den Vorteil besitzt, daß diese als selbständig gekapselte Baueinheit für beliebige Einsatzzwecke genutzt werden kann, an beliebigen Bauelementen angeordnet werden kann und generell auf das vor Ort sein von Servicepersonal verzichtet werden kann, wobei eine selbsttätige Befüllung des Zwischenraumes der
Verbindungskupplung erfolgt.
Bei einer Verbindungskupplung zur kraftschlüssigen Verbindung zweier koaxialer, miteinander spielfrei zu koppelnder Maschinenelemente - einem ersten antriebsseitigen und einem zweiten abtriebsseitigen Maschinenelement -, mit mindestens einem von wenigstens einer wenigstens teilweise elastisch verformbaren Wand begrenzten Zwischenraum und einem dem Zwischenraum zugeordneten Druckmittelversorgungssystem, umfassend wenigstens eine Druckmittelspeichereinrichtung, wenigstens eine Fördereinrichtung und Mittel zur Kopplung der Fördereinrichtung mit dem Zwischenraum, sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung drei
Druckmittelspeichereinrichtung und die Fördereinrichtung an der Verbindungskupplung angeordnet, wobei der Fördereinrichtung wenigstens ein Antrieb zugeordnet ist, welcher mit einem der beiden zu koppelnden Maschinenelemente - erstes Maschinenelement oder zweites Maschinenelement ■ wenigstens mittelbar, d.h. indirekt über weitere Übertragungselemente oder aber unmittelbar, d.h. direkt verbindbar ist. Der Antrieb wird dabei über
a) einen stehenden Exzenter b) eine Schrägscheibe oder c) ein Zahnrad erfolgen.
Auch bei dieser Lösung ist die Fördereinrichtung dabei im einfachsten Fall als Pumpeneinrichtung ausgeführt. Die Pumpeinrichtug, insbesondere die Förderelemente sind zu diesem Zweck drehfest mit der Verbindungskupplung verbunden, wobei zum Antrieb der Förderelemente die Relativgeschwindigkeiten zwischen der Verbindungskupplung und beispielsweise einem Exzenter ausgenutzt wird. Dies wird im einfachsten Fall dadurch realisiert, daß die Förderelemente der Fördereinrichtung über entsprechende Betätigungselemente, welche an dem Exzenterring, welcher sich an einem der beiden zu koppelnden Maschinenelementen abstützt, angeordnet sind, betätigt werden. Dabei wird eine
Betätigung durch das miteinander in Wirkverbindung bringen der Förderelemente und der Betätigungselemente ausgelöst, wobei diese Auslösung jeweils aufgrund der unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten zwischen den an der Verbindungskupplung angeordneten Fördereinrichtungen und damit Förderelementen und den Betätigungselementen bedingt ist. Für beide Lösungen bestehen bezüglich der Ausgestaltung der Mittel zur Versorgung mit Druckmittel eine Vielzahl von Möglichkeiten. Vorzugsweise umfassen diese wenigstens eine drehfest mit der Verbindungskupplung verbundene Fördereinrichtung in Form einer Pumpeinrichtung, wobei es sich bei dieser im einfachsten Fall um eine Hub-Kolben-Pumpeneinheit handelt. Diese ist dabei derart gegenüber dem Kupplungsgrundkörper der Verbindungskupplung angeordnet, daß der mögliche Kolbenhub im wesentlichen in radialer Richtung in Einbaulage betrachtet realisiert wird. Zur Betätigung ist den Förderelementen eine entsprechende Betätigungseinrichtung zugeordnet. Diese ist vorzugsweise in Form eines ringförmigen Exzenterelementes ausgeführt. Denkbar sind des weiteren Ausführungen des Antriebes des Förderelementes mittels einer Schrägscheibe oder einem Zahnrad.
Vorzugsweise werden bei beiden Lösungen eine Mehrzahl von Fördereinrichtungen vorgesehen, welche in Umfangsrichtung der
Verbindungskopplung in bestimmten vorzugsweise gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Bei Vorsehen mehrerer Fördereinrichtungen bestehen für die Ausgestaltung und Anordnung der Betätigungselemente am antriebsseitigen Maschinenelement ebenfalls mehrere Möglichkeiten. Denkbar ist dabei der Einsatz eines einzelnen Betätigungselementes, welches die einzelnen
Förderelemente nacheinander in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit zwischen Verbindungskupplung und Antriebsvorrichtung antreibt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Vielzahl von Betätigungselementen vorzusehen, die vorzugsweise der Anzahl der Fördereinrichtungen entspricht und diese ebenfalls in gleichmäßigen Abständen in Umfangsrichtung beispielsweise des antriebsseitigen Maschinenelementes anzuordnen, so daß jeweils alle Fördereinrichtungen gleichzeitig angetrieben werden können. Diese Lösung bietet den Vorteil, daß die einzelnen Fördereinrichtungen kleiner bauen können und damit die Gesamteinrichtung Verbindungskupplung mit Mitteln zur Versorgung mit Druckmittel ebenfalls hinsichtlich des erforderlichen Bauraumes in radialer
Richtung kleiner bauen kann. Die einzelnen Betätigungselemente können dabei in einer Betätigungseinrichtung zusammengefaßt sein, beispielsweise in Form eines Exzenterringes und einer Mehrzahl von in radialer Richtung ausgerichteten Vorsprüngen.
Allgemein können bezüglich der konkreten Ausführungen des Antriebes des
Förderelementes Pumpeinrichtungen mit unterschiedlicher Wirkungsweise realisiert werden. Dabei wird zwischen den nachfolgend genannten unterschieden: a) Konstantpumpe - nicht schaltbar b) Konstantpumpe mit externer Schaltbarkeit c) Konstantpumpe selbsttätig schaltbar d) Regelpumpe.
Die unter a) und b) genannten Pumpeinrichtungen finden bei der zweiten Lösung Verwendung, während die unter c) genannte für die erste Lösung genutzt wird.
Im unter a) genannten Fall ist das Betätigungselement für das Förderelement, beispielsweise der Exzenterring über das Gehäuse der Druckmittel- Speichereinheit hinaus und damit der Verbindungskupplung bzw. des den Kraftschluß realisierenden Teiles der Verbindungskupplung in axialer Richtung herausgeführt. Der herausragende Teil dient dabei der Anlenkung an eine
Drehmomentstütze. In diesem Fall ist der Fördervorgang der Fördereinrichtung niemals unterbrechbar, so daß nach Aufbau des Druckes im mit Druckmittelbefüllbaren Zwischenraum Mittel vorzusehen sind, die den Druck im Zwischenraum und damit die Anpreßkraft für die miteinander zu koppelnden Elemente auf einen Höchstwert begrenzen. Dazu ist der Verbindungskupplung, insbesondere dem mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum, eine Druckbegrenzungseinrichtung, im einfachsten Fall ein Druckbegrenzungsventil zugeordnet.
Zur Realisierung der Wirkungsweise einer Konstantfördereinrichtung gemäß b), insbesondere Konstantpumpe mit externer Schaltbarkeit ist der Exzenterring ebenfalls verlängert in axialer Richtung ausgeführt und es sind Mittel zum wahlweisen Festbremsen oder Realisierung eines Freilaufes vorgesehen. Die Festhaltefunktion kann dabei beispielsweise a) mechanisch b) hydraulisch c) elektromagnetisch oder durch Kombination dieser Möglichkeiten realisiert werden. Ein Vorteil einer derartigen Ausführung besteht darin, daß bei entsprechender Anordnung der Einrichtungen zum Festhalten des Exzenterringes an der Verbindungskupplung die Verbindungskupplung unabhängig von weiteren örtlichen Gegebenheiten als gekapselte Einheit ausgeführt sein kann.
Bevorzugt zum Einsatz gelangen Antriebseinrichtungen, welche eine Wirkungsweise der Fördereinrichtung, insbesondere der Pumpeinrichtung als selbsttätig schaltbare Konstantfördereinrichtung gemäß c) ermöglichen. Auch hier werden unterschiedliche Lösungen unterschieden. Diese können mechanisch, hydraulisch oder elektrisch realisiert werden. Dabei ist bei einer mechanischen Lösung beispielsweise der Exzenterring, welcher als Antrieb bzw. Betätigungseinrichtung für das Förderelement fungiert, mit einem exzentrischen Gewicht versehen. Das Reaktionsmoment von der Pumpeinrichtung wird durch ein ausschwenkendes Gewicht am Exzenterring aufgebracht. Damit wird das maximal mögliche Pumpenantriebsmoment durch das exzentrische Gewicht und den Hebelarm genau bestimmt. Beim Erreichen des Grenzdrehmomentes, welches dem maximal zulässigen Drehmoment entspricht, beginnt der Exzenterring mit dem Gewicht zu rotieren und aufgrund der Verringerung der
Relativgeschwindigkeit wird die Förderung durch die Pumpeinrichtung eingestellt, so lange, bis der Druck im Zwischenraum in der Verbindungskupplung wieder absinkt und eine Relativgeschwindigkeit zu verzeichnen ist.
Zum Halten des Druckes im Zwischenraum nach Befüllung sind Mittel erforderlich, welche vorzugsweise wenigstens ein Rückschlagventil umfassen, welches in einer Verbindungsleitung zwischen Zwischenraum und Entlastungseinrichtung angeordnet ist. Die Entlastungseinrichtung dient der schnellen Entleerbarkeit des Zwischenraumes, d.h. dem Lösen bei Bedarf und wird manuell betätigt. Im einfachsten Fall ist lediglich ein Verschlußelement vorgesehen, welches den Verbindungskanal zwischen Zwischenraum und äußerem Umfang des
Kupplungskörpers verschließt.
Eine weitere Ausführung zur Realisierung der Konstantpumpenfunktion mit selbsttätiger Schaltbarkeit kann durch das Vorsehen einer Magnetbremseinrichtung mit eingestellter Magnetkraft realisiert werden. Die
Magnetkraft wirkt dabei auf einen magnetisierbaren Teil des Exzenterringes und hält diesen fest, bis die Pumpenkraft größer als die Magnetkraft wird. Bei Erreichen dieses Zustandes reißt sich der Exzenterring los und beginnt zu rotieren. Da die Relativgeschwindigkeit zwischen Pumpeneinrichtung und Exzenter nahezu null ist, fördert diese nicht mehr. Auch hier sind Mittel zum Halten des Druckes im mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum erforderlich, welche im einfachsten Fall ebenfalls ein Rückschlagventil umfassen.
Eine andere alternative Ausführung zur Realisierung der Funktion einer Konstantpumpe mit selbsttätiger Schaltbarkeit besteht im Vorsehen einer hydraulischen Ventileinrichtung in der Versorgungsleitung zum Zwischenraum, die beim Erreichen des maximalen Druckes den Pumpendruck auf nahezu null absenkt. Auch hier sind Mittel zum Halten des Kupplungsdruckes erforderlich. Diese Lösung stellt eine besonders kompakte Ausführung dar.
Die Ausführungen als Konstantpumpe mit selbsttätiger Schaltbarkeit bieten den Vorteil, daß die Verbindungskupplung und das dieser zugeordnete Betriebsmittel Versorgungssystem als modulare vormontierte bauliche Einheit erstellt werden kann, die entsprechend dem Einsatzfall mit dem jeweiligen zu verbindenden Elementen in entsprechender weise zu koppeln sind. Dabei sind keine zusätzlichen Einrichtungen an den zu koppelnden Maschinenteilen vorzusehen. Diese Lösungen sind daher bezüglich ihrer Einsatzbreite besonders vielseitig verwendbar.
Für bestimmte Einsatzzwecke empfiehlt es sich, die Fördereinrichtung nicht als Konstantpumpe zu betreiben, sondern als Regelpumpeinrichtung. Dies bedeutet, daß bei Erreichen des erforderlichen Druckes im mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum die Pumpe von selbst auf Null-Hub zurückgeht. Diese Funktion wird beispielsweise bei Ausbildung der Fördereinrichtung als Radialkolbenpumpe mit federvorgespanntem verstellbarem Exzenterring oder Radialkolbenpumpe mit federvorgespanntem Federpaket vor dem Stößel oder Axialkolbenpumpe mit federvorgespannter versteilbarer Schrägscheibe realisiert.
Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung sind für beide Lösungen Mittel zur Entlastung der Kupplung vorgesehen. Da der Druck üblicherweise durch das Rückschlagventil im Zwischenraum gehalten wird, kann eine gezielte Ablassung durch
a) ein Entlastungsventil mit externer Betätigung oder b) eine ständige Drosselentlastung realisiert werden.
Diese Lösungen ermöglichen es, eine besonders kompakte Baueinheit einer Verbindungskupplung zu schaffen, welche neben einer geringen Bauteilanzahl den Vorteil aufweist, daß auf das Vorortsein von Servicepersonal verzichtet werden kann und eine selbsttätige Befüllung des Zwischenraums ermöglicht.
Die Grundfunktion gestaltet dabei sich wie folgt: Bei beginnender Rotation der Verbindungskupplung beginnt erfindungsgemäß der Fördervorgang der Pumpeinrichtung, und es wird Druckmittel in den Zwischenraum der Verbindungskupplung gedrückt. Ist der erforderliche Druck erreicht, sind in
Abhängigkeit der verwendeten Fördereinrichtung mehrere Möglichkeiten denkbar, den Druck zu begrenzen bzw. zu halten. Als diese kommen beispielsweise in Betracht: a) Druckbegrenzungsventil b) Drossel in der Pumpen-Saugleitung zur Erzielung höherer Drehzahlen und Begrenzung der Förderleistung c) Vorsehen eines Spezialventils in der Druckzuleitung zum mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum.
Bei dieser letztgenannten Möglichkeit strömt das Druckmittel über ein Rückschlagventil zum Druckspalt. Nach dem Rückschlagventil zweigt eine
Steuerleitung zu einem Entlastungsventil ab, das nach Erreichen des erforderlichen Druckes im Druckspalt den Pumpendruck auf nahe null bar absenkt.
Der Druck im Druckspalt wird durch das Rückschlagventil gehalten. Sinkt dieser infolge einer Leckage aber wieder unter einen vordefinierbaren Minimalwert, wird das Entlastungsventil wieder deaktiviert und der Druckspalt wird wieder auf den erforderlichen Druck heraufgesetzt. Die Förderung endet, wenn beide
Maschinenteile mit gleicher Drehzahl rotieren.
Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der Fördereinrichtung, des Antriebes der Fördereinrichtung und der Mittel zur Realisierung der Begrenzung bzw. des
Haltens des Druckes ist die erfindungsgemäße Lösung nicht auf die dargestellten begrenzt. Die konkrete Auswahl einer dieser Maßnahmen und die Auslegung hängt vom konkreten Einsatzfall ab und liegt dabei im Ermessen des zuständigen
Fachmannes.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert.
Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Figur 1 verdeutlicht in schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und das Grundprinzip einer erfindungsgemäß gestalteten besonders vorteilhaft zum Einsatz gelangenden Verbindungskupplung mit selbsttätiger Befüllung;
Fig. 2a - 2c verdeutlichen beispielhaft verschiedene Ausführungen eines
Exzenters;
Figur 3 verdeutlicht eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäß gestalteten Verbindungskupplung mit einem Exzenter aus einer Mehrzahl von Einzelkomponenten;
Figur 4 verdeutlicht eine Ausführung einer erfindungsgemäß gestalteten Verbindungskupplung mit nicht schaltbarer Konstantpumpenfunktion der Fördereinrichtung.
Fig. 5a und 5b verdeutlichten eine Ausführung einer erfindungsgemäß gestalteten Verbindungskupplung mit schaltbarer Konstantpumpenfunktion der Fördereinrichtung;
Figur 6 zeigt eine Ausführung einer Verbindungskupplung mit separatem Entlastungsventil;
Figur 7 verdeutlicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der
Mittel zum Halten und/oder Begrenzen des Druckes im Zwischenraum.
Die Figur 1 verdeutlicht beispielhaft eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäß ausgeführten Verbindungskupplung 1. Diese fungiert als Kupplung zur spielfreien Verbindung zwischen zwei koaxial miteinander zu koppelnden Maschinenelementen - beispielsweise einer Welle 2 und einer Nabe 3. Die Verspannung kann dabei durch direkte Wirkung der Verbindungskupplung 1 auf die beiden miteinander zu koppelnden Elemente durch Zwischenschaltungen der Verbindungskupplung 1 in radialer Richtung betrachtet zwischen die Welle 2 und die Nabe 3 erfolgen. Eine andere Möglichkeit besteht in der indirekten Realisierung der Verspannung, bei welcher die Verbindungskupplung 1 lediglich mit der Nabe 3 in direkter Wirkverbindung, das heißt direktem Kontakt steht und über die Anpreßkraft auf eines dieser Elemente eine Verspannung mit dem anderen zweiten Element der Welle 2 bewirkt. Im dargestellten Fall ist die Verbindungskupplung 1 derart ausgeführt, daß diese die miteinander zu koppelnden Elemente - Welle 2 und Nabe 3 - in Umfangsrichtung umschließt und somit in radialer Richtung betrachtet durch einen größeren Durchmesser charakterisiert ist, als der Außendurchmesser der miteinander zu koppelnden
Elemente - Welle 2 und Nabe 3. Die Verbindungskupplung wird dabei kraftschlüssig, insbesonderse reibschlüssig in Wirkverbindung mit dem Außenumfang A3 der Nabe 3 gebracht. Zu diesem Zweck umfaßt die Verbindungskupplung 1 wenigstens einen mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum 4, dessen eine, vorzugsweise die zur Außenfläche 5 des mit der
Verbindungskupplung 1 reibschlüssig direkt zu koppelnden Elementes, hier der Nabe 3, gerichtete Wand 6 wenigstens einen elastischen Teilbereich 7 aufweist, welcher bei Wirkung des Druckmittels eine Verformung in Richtung der zu verspannenden Elemente erfährt. Der Zwischenraum 4 wird beispielsweise von einer doppelwandigen Druckhülse 8 gebildet und ist ringförmig ausgeführt. Dieser erstreckt sich in Einbaulage der Verbindungskupplung 1 in axialer Richtung betrachtet vorzugsweise in axialer Richtung und im wesentlichen parallel zur Rotationsachse R2, 3 der Welle 2 und Nabe 3. Der Verbindungskupplung 1 sind Mittel 9 zur Versorgung mit Druckmittel zugeordnet. Diese umfassen ein Druckmittelversorgungssystem 10 mit mindestens einem Druckmittelspeicher 1 , einer Fördereinrichtung 12 für das Druckmittel und Mittel 13 zur Kopplung der Fördereinrichtung 12 mit dem mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum 4. Die Fördereinrichtung 12 umfaßt wenigstens eine Pumpeinrichtung 14, im dargestellten Fall im Axialschnitt beispielhaft ersichtlich zwei Pumpeinrichtungen, die Pumpeinrichtung 14a und die Pumpeinrichtung 14b, die im Bereich des
Außenumfanges 15 oder an den in axialer Richtung ausgerichteten Stirnseiten 16a oder 16b der Verbindungskupplung 1 angeordnet sind. Vorzugsweise sind immer eine Mehrzahl von Pumpeinrichtungen 14 vorgesehen, die in bestimmten vordefmierbaren Abständen zueinander in Umfangsrichtung, vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen zueinander, auf einem bestimmten Durchmesser dp der Verbindungskupplung angeordnet sind. Denkbar sind auch Ausführungen mit
Anordnungen von Pumpeinrichtungen auf unterschiedlichem Durchmesser. Die Mittel 13 zur Koppelung der Fördereinrichtung 12 mit dem mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum 4 umfaßt dabei jeweils wenigstens einen Verbindungskanal 17, bei Ausführungen mit einer Vielzahl von Pumpeinrichtungen 14 eine Mehrzahl von Verbindungskanälen 17, die jeweils die einzelne
Pumpeinrichtung 14a bis 14n mit dem Druckraum, welcher vom Zwischenraum 4 gebildet wird, verbinden. Nach Befüllung des mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraumes 4 ist es erforderlich, den Druck im Zwischenraum 4 zu halten. Dazu sind Mittel 18 zum Halten des Druckes im Zwischenraum 4 vorgesehen.
Das Druckmittelversorgungssystem 10, insbesondere der Druckmittelspeicher 11 , ist erfindungsgemäß ebenfalls an der Verbindungskupplung 1 angeordnet. Der Druckmittelspeicher 11 ist dabei derart ausgeführt, daß dieser zumindest einen dichten Druckmittelspeicherraum bildet. Dieser wird begrenzt von einem Gehäuse 19 und einer in axialer Richtung ausgerichteten Stirnseite 16, hier der Stirnseite
16a bzw. wenigstens einem Teil der von den Stirnseiten gebildeten Seitenflächen der Verbindungskupplung 1 sowie der zur koppelnden Welle 2 oder Nabe 3. Bei Rotation der Verbindungskupplung 1 rotiert das Druckmittel im Druckmittelspeicherraum 18 mit. Die Pumpeinrichtung 14 ist dabei, bezogen auf den sich im Druckmittelspeicherraum 18 einstellenden Flüssigkeitspiegel derart angeordnet, daß deren Förderelement 20 in das Betriebsmittel hineinreicht. Um ein während des Betriebes eines Antriebssytems mit integrierter Verbindungskupplung 1 vollständig autarkes Druckmittelversorgungssystem 10 für die Verbindungkupplung 1 zu realisieren, ist dem Förderelement 20 ein Antrieb 21 zugeordnet. Dieser umfaßt erfindungsgemäß wenigstens einen Kurvenkörper 22, welcher in Form eines ringförmigen Elementes 23 mit entsprechend kurvenförmig gestalteter Oberfläche 24 am Außenumfang in Form einer Kurvenkontur 25 ausgebildet ist, die derart gestaltet ist, daß diese am Förderelement 20 bei Relativbewegung wie eine Kurvenscheibe wirkt und eine Bewegung des Förderelementes 20 in Förderstellung und aus dieser heraus bewirkt. Dem Kurvenkörper 22 ist eine Unwucht in Form eines Gewichtes 26 zugeordnet. Der
Kurvenkörper 22 und das Gewicht 26 bilden einen Exzenter 27. Dabei besteht die Möglichkeit, Kurvenkörper 22 und Gewicht 26 einteilig auszuführen oder aber als zwei separate Elemente durch entsprechende Verbindungsmittel zur drehfesten Verbindung. Die bauliche Einheit aus Kurvenkörper 22 und Gewicht 26, welche einen Exzenter bildet, kann auch als Exzenterring 27 bezeichnet werden. Dieser bildet den Antrieb 21. Der Exzenterring 27 stützt sich dabei über eine Loslageranordnung 28 auf der direkt mit derVerbindungskupplung 1 reibschlüssig in Wirkverbindung bringbaren Nabe 3 ab. Des weiteren ist im dargestellten Fall zwischen dem Außenumfang 29 des Exzenterringes 27 und dem Förderelement 20 eine weitere Lagerung 30, ebenfalls in Form von Loslagern vorgesehen. Bei den verwendeten Pumpeinrichtungen 14 handelt es sich vorzugsweise um Kolbenpumpen, beispielsweise in Form von Stößelpumpen. Als Förderelement 20 fungieren dabei die Stößel. Die Förderung wird über den Druckhub realisiert. Dieser wird bei Relativdrehzahl zwischen der Verbindungskupplung 1 und damit der mit dieser gekoppelten Fördereinrichtung 12 in Form der Pumpeinrichtungen
14 und dem Exzenterring 27 bei geringem Reaktionsmoment der Fördereinrichtung 12 realisiert. Dabei wird bei beginnender Rotation der Verbindungskupplung 1 der Pumpvorgang aufgrund des mittels des Exzenters 27 erzeugten Druckhubes auf das Förderelement 18 eingeleitet. Über die Verbindungskanäle 17 wird Druckmittel in den mit Druckmittel befüllbaren
Zwischenraum 4 der Verbindungskupplung 1 gedrückt. Erfolgt der Antrieb im dargestellten Fall beispielsweise über die Welle 2 oder über die Nabe 3, rotiert die Verbindungskupplung 1 und damit auch der Druckmittelspeicherraum 18 mitsamt dem Gehäuse 9 des Druckmittelspeichers 11. Des weiteren rotieren die Innenringe 31a und 31 b der beiden Lager 32a und 32b der Lageranordnung 28.
Kräfte zur Rotation des Exzenters 27 werden nicht übertragen. Aufgrund des Gewichtes 26 verharrt dieser in seiner Position. Die Oberfläche am Außenumfang 24, welcher durch eine Kurvenkontur beschreibbar ist, bewirkt jedoch bei Relativbewegung des Förderelementes 20 gegenüber dieser eine Kraft auf das Förderelement 20, welche in einen Druckhub umgesetzt wird und damit eine Förderung von Druckmittel aus dem Druckmittelspeicherraum 18 vornimmt. Dabei wird, um eine einfache Selbstansaugung durch die Pumpeinrichtung 14 zu gewährleisten, das Druckmittel im Druckmittelspeicherraum 18 vorzugsweise mit einem geringen Überdruck vorgehalten. Dadurch baut sich auf Seiten der Verbindungskupplung 1 mit zunehmenden Fördervorgang ein Druck auf, welcher gleichzeitig verantwortlich ist für das Reaktionsmoment der Fördereinrichtung 12 auf den durch den Druckhub hervorgerufenen Fördervorgang. Erreicht dieser Druck einen bestimmten vordefinierten Grenzwert, welcher dem optimalen Arbeitsdruck im Zwischenraum 4 oder aber einem maximal zulässigen Druck im Zwischenraum 4 entspricht, bewirkt das Reaktionsmoment eine Mitnahme des Kurvenelementes 22 mit Gewicht, d.h. des Exzenterringes 27. Dieser reißt sich los und rotiert mit. Der Exzenterring 27 ist zu diesem Zweck drehbar im Druckraum 18 gelagert, vorzugsweise über die Lageranordnung 28.
Zur Gewährleistung der Funktion, insbesondere bei Inbetriebnahme die Gewährleistung des Ansaugvorganges, ist der Druckmittelspeicherraum 18 druckdicht gegenüber der Umgebung ausgeführt. Dies wird durch die Abdichtung des Gehäuses 19 gegenüber der Umgebung bewirkt. Dazu sind beispielsweise Dichteinrichtungen 33 und 34 vorgesehen, die zwischen dem Gehäuse 19 und der Stirnseite 16a der Verbindungskupplung angeordnet sind und des weiteren zwischen Gehäuse 19 und der Stirnfläche 35 der Nabe 3.
Das Reaktionsmoment von der Pumpeinrichtung 14 wird durch das ausschwenkende Gewicht 26 am Exzenter 27 aufgebracht. Damit wird das maximal mögliche Pumpenantriebsmoment, insbesondere der dieses charakterisierende Druckhub durch das exzentrische Gewicht 26 und den
Hebelarm genau bestimmt. Bei Erreichen dieses Grenzdrehmomentes beginnt der Exzenterring 27 dann mit dem Gewicht 26 zu rotieren und die Pumpe fördert nicht mehr, bis der Druck wieder absinkt. Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung können in diesem Fall Mittel 18 zum Halten des Druckes im Zwischenraum 4 in Form von sogenannten Rückschlagventilen 36 vorgesehen werden, welche in der Verbindungsleitung bzw. den Verbindungsleitungen 17 zum Zwischenraum 4 angeordnet sind. Eine andere, hier nicht dargestellte Möglichkeit besteht im Vorsehen eines Hydraulikventiles, welches beim Erreichen des maximalen Druckes den Pumpendruck auf nahezu Null absenkt. In diesem Fall wird das Reaktionsmoment ebenfalls auf 0 gesetzt und der Exzenter 27 wieder in seine ursprüngliche Ausgangsstellung verbracht ohne weitere Rotation.
Unter einem weiteren Aspekt der erfindungsgemäßen Lösung ist das Förderelement 20 über eine oder mehrere Federeinrichtungen 37 gegenüber dem Exzenterring 27 vorgespannt. Wird dabei die Kraft am Förderelement 20, insbesondere dem Stößel, höher als die Federvorspannung, so wird die
Federeinrichtung 37 weiter einfedern und der Stößelhub nimmt ab, vorzugsweise bis auf 0. Die Pumpeinrichtung 14 fördert dann ebenfalls nicht mehr.
Bezüglich der Ausführung des Exzenterringes 27 bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Beispielhaft sind drei Ausführungen in den Figuren 2a bis 2c wiedergegeben. Die Figur 2a verdeutlicht dabei in einer Draufsicht auf einen Exzenterring 27.2a das ringförmige Element 23 mit der kurvenförmig gestalteten Außenfläche 24 und dem Gewicht 26. Der das Gewicht 26 tragende Teil ist dabei als Vorsprung 38 ausgeführt. Bezüglich der Ausführung der Kurvenkontur 25.2a wird auf die unterschiedlichen radialen Abmessungen an der Außenfläche 24.2a verwiesen. Der Exzenter 27.2a verdeutlicht dabei eine Schnittdarstellung gemäß eines Schnittes 1-1 gemäß Figur 1. Demgegenüber verdeutlicht die Figur 2b eine weitere Ausgestaltung des das Gewicht bildenden Teiles 26 eines Exzenters 27.2b. Der das Gewicht 26 bildende Teil des Exzenterrs wird dabei von einem Ringelement 39 gebildet, welcher zwei Segmente, ein erstes Segment 40 und ein zweites Segment 41 aufweist, die sich hinsichtlich ihres Innenumfanges 42a und 42b unterscheiden. Dabei können die einzelnen Segmente 40 und 41 aus unterschiedlichen Materalien gefertigt sein. Gemäß einerweiteren, besonders vorteilhaften Ausführung des das Gewicht 26 bildenden Teiles des Exzenters 27.2b wird gemäß der Ausführung in Figur 2c zur Strömungs- und Gewichtsoptimierung die zweite Hälfte, also das erste Segment 40, zur Angleichung an den Innenumfang 42b des zweiten Segmentes 41 beispielsweise mit einem Kunststoff oder einen anderen Vergußmasse ausgegossen. Dabei wird eine im wesentlichen glatte Innenkontur am Innenumfang 42a und 42b realisiert, bei der die hydrodynamische Neigung erheblich minimiert wird.
Die Figur 3 verdeutlicht beispielhaft eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäß gestalteten Verbindungskupplung 1.3 mit einem Exzenterring 27.3. Der Grundaufbau und die Grundfunktion der Verbindungskupplung 1.3, der Anschlußelemente Welle 2 und Nabe 3 sowie das Druckmittelversorgungssystem 10.3 entspricht dabei dem in der Figur 1 beschriebenen, weshalb für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung der Figurennummer verwendet werden. Bei dieser Ausführung erfolgt die Kopplung zwischen dem Förderelement 20.3 der Pumpeinrichtung 1 .3a bzw. der Pumpeinrichtung 14.3b mit dem Kurvenelement 22.3 bzw. dem Antrieb 21.3 nicht wie in der Figur 1 in radialer Richtung im wesentlichen in einer gemeinsamen
Ebene, sondern in mehreren in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Ebenen. Dabei stützt sich der Exzenterring 27.3 über ein Loslager 28.3 an der Verbindungskupplung 1.3 ab. Des weiteren ist der Exzenter 27.3 in zwei Teilelemente 43 und 44 unterteilt, wobei das Teilelement 43 mit dem Gewicht 26.3 direkt verbunden ist bzw. mit diesem eine bauliche Einheit bildet. Das zweite
Teilelement 44 stützt sich über eine weitere zweite Loslageranordnung 45 gegenüber dem das Gewicht 26.3 bildenden Teil sowie dem Förderelement 20.3 ab. Zur Realisierung der Funktion ist dabei das Teilelement 43 als Kurvenelement 22.3 ausgeführt, d.h. dieses weist eine Außenfläche 24.3 auf, welche durch eine Kurvenkontur 25.3 charakterisiert ist Über das Loslager 45 wird das Teilelement
44 einem entsprechenden Druckhub ausgesetzt, welcher proportional dem Druckhub des Förderelementes 20 ist. Das Teilelement 44 ist dabei derart ausgeführt, daß dieses den Druckhub auf das Förderelement 20.3 übertragen kann. In diesem Fall wird der Druckhub nicht direkt vom Kurvenelement 22.3 auf das Förderelement 20.3 übertragen, sondern über ein Zwischenelement. Bei dieser Ausführung des Exzenters 27.3 aus mehreren Einzelelementen kann die
Ausführung des Gewicht 26 tragenden Teiles entsprechend einer der Möglichkeiten gemäß Figur 2a bis 2c erfolgen. Unter einem weiteren Aspekt der Erfindung ist in dieser Figur die Möglichkeit der Integration der Mittel 18.3 zum Halten des Druckes im Zwischenraum 4 in Form von in der Pumpeinrichtung 14.3a bzw. 14.3b angeordneten Rückschlagventilen vorgesehen, die eine automatische
Abschaltung bei Erreichen eines bestimmten Druckes p im Zwischenraum ermöglichen, indem der Druck in der Pumpeinrichtung 14.3a bzw. 14.3b auf 0 abgesenkt wird.
Entsprechend einer weiteren möglichen Ausgestaltung sind Mittel zum Begrenzen des Druckes vorgesehen. Dabei werden vorzugsweise die Mittel zur Begrenzung des Druckes in dem mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum, insbesondere ein Druckbegrenzungsventil, und die Mittel zum Halten des Druckes im Zwischenraum in einer baulichen Einheit zusammengefaßt. Diese bauliche Einheit umfaßt dann neben dem Druckbegrenzungsventii vorzugsweise auch das Rückschlagventil. Die bauliche Einheit ist dabei im Bereich des Außenumfanges der Verbindungskupplung, insbesondere der doppelwandigen Druckhülse, angeordnet. Vorzugsweise werden eine Mehrzahl von baulichen Einheiten in Umfangsrichtung der Verbindungskupplung betrachtet in bestimmten vordefinierten Abständen zueinander am Umfang, insbesondere im Bereich des
Außenumfanges der Verbindungskupplung angeordnet, welche jeweils über eine Verbindungsleitung mit dem mit Druckmittel befüllbaren Zwischenraum verbunden sind. Denkbar sind jedoch auch Ausführungen mit lediglich einer baulichen Einheit, welche jedoch dann in entsprechenderweise auszulegen ist, während bei Verwendung mehrerer baulichen Einheiten die Baugrößen erheblich reduziert werden können. Bei Ausführungen der Mittel zur Begrenzung des Druckes im Zwischenraum in Form von Druckbegrenzungsventilen wird zur Verringerung der Verlustenergie und damit eine Vermeidung einer unzulässig hohen Erwärmung des Druckmittels ein hier nicht dargestellter Kühlmantel am Umfang, vorzugsweise im gesamten
Bereich des Außenumfanges der Verbindungskupplung vorgesehen. Über diesen wird das Druckmittel im Kreislauf vom Druckmittelspeicher zum Druckmittelspeicher geführt und kann dann darüber Wärmeenergie abführen.
Die Figuren 4 bis 7 verdeutlichen weitere mögliche Ausführungen einer erfindungsgemäß gestalteten Verbindungskupplung 1.4, welche sich hinsichtlich der Art der Realisierung der Betätigung der Fördereinrichtungen, insbesondere der Pumpeinrichtungen 14.4 und/oder der Ausführung der Mittel 18.4 zum Halten oder zur Begrenzung des Druckes im Zwischenraum 4.4 unterscheiden. Die in den Figuren dargestellten Kombinationen, die Ausgestaltung der Fördereinrichtung
12.4 bzw. deren Anbindung und Funktionsweise betreffend sowie der Mittel 18.4 zum Halten und/oder zur Begrenzung des Druckes im Zwischenraum 4.4 stellen dabei keine Beschränkung auf die konkret ausgestellte Möglichkeit dar, sondern sind frei miteinander kombinierbar. Der Grundaufbau der Verbindungskupplung 1.4 und der Mittel 9.4 zur Versorgung mit Druckmittel sowie der Mittel 18.4 zur
Begrenzung des Druckes im Zwischenraum 4.4 entspricht dabei im wesentlichen den in der Figur 1 beschriebenen. Für gleiche Elemente werden dabei gleiche Bezugszeichen verwendet.
Bei der in der Figur 4 dargestellten Ausführung der Verbindungskupplung 1.4 und der Mittel 9.4 zur Versorgung mit Druckmittel unterscheidet sich diese lediglich hinsichtlich der Ausführungen der Betätigungseinrichtung 46 für die Pumpeinrichtung 14.4. Die Ausführung der Mittel 18.4 zur Begrenzung und/oder zum Halten des Druckes im Zwischenraum 4.4 entspricht dabei dem in der Figur 1 beschriebenen. Die Betätigungseinrichtung 46 für die Pumpeinrichtung 12.4 ist in
Form wenigstens eines Exzenters, vorzugsweise eines Exzenterringes 27.4, ausgeführt. Dieser stützt sich über eine Lageranordnung 28.4 an der Welle 2.4 oder Nabe 3.4 ab. Das Förderelement 20.4 stützt sich über eine Lagerung 30.4 an der Betätigungseinrichtung 46 ab. Der Exzenter 27.4 ist dabei derart aufgebaut, daß dieser sich in axialer Richtung betrachtet über die Mittel zur Versorgung mit Druckmittel 9.4 hinaus erstreckt. Im Durchgangsbereich durch das Gehäuse 19.4 sind zwischen Exzenter 27.4 und Gehäuse 19.4 entsprechende Dichteinrichtungen vorgesehen. Dieser Exzenterring 27.4 ist vorzugsweise auch für eine Drehzahl von n = 0 ausgelegt. Dies wird durch das Herausführen des Exzenters 27.4 ermöglicht, da in dem herausragenden Bereich eine Abstützung über eine Drehmomentstütze 47 erfolgen kann. Die Drehmomentstütze 47 kann unterschiedlich ausgeführt sein. Beispielsweise in Form eines Seils oder einer Stange, die im Bereich des herausragenden Teiles 48 des Exzenters 27.4 aus dem Gehäuse 19.4 angelenkt wird.
Die Ausführung gemäß Figur 4 ermöglicht die Wirkungsweise der
Pumpeinrichtung 12.4 als Konstantpumpe, d.h. als nicht schaltbare Pumpe. Der Exzenterring 27.4 wird dabei von außen mit einer Drehmomentstütze 47 festgehalten. Da der Pumpvorgang der Fördereinrichtung 14.4 nicht unterbrechbar ist, ist als Mittel zur Begrenzung des Druckes ein Druckbegrenzungsventil 48 erforderlich. Erfolgt gemäß Figur 4 keine feste Anbindung über eine Stange oder ein Seil, kann bei optionaler Festbremsung oder Freilauf des Exzenterringes 27.4 die Pumpeinrichtung 12.4 die Funktionsweise einer Konstantpumpe mit extern möglicher Schaltbarkeit realisiert werden. Bezüglich der Möglichkeiten der Festbremsung sind dann dem herausragenden Teil 48 des Exzenters 27.4 aus dem Gehäuse 19.4 Mittel zum Festbremsen zugeordnet. Diese können mechanisch oder elektromagnetisch auf den Exzenterring 27.4 einwirken. Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht dabei bei elektromagnetischen Festbremsen des Exzenterringes 27.4 in einer vollgekapselten Ausführung der Verbindungskupplung 1.4, wobei die Magnetkraftübertragung auch durch ein Aluminiumgehäuse 19.4 möglich wäre. Die Figuren 5a und 5b verdeutlichen weitere Ausführungen der Realisierung der Pumpfunktion als Regelpumpe durch entsprechende Ausbildung des Exzenters 27.5a bzw. 27.5b und die Betätigung der Förderelemente 20.5a und 20.5b.
Die Figur 5a verdeutlicht dabei eine Ausführung mit herausragendem Exzenter
27.5a aus dem Gehäuse 19.5a, wobei diesem Mittel zur wahlweisen Festbremsung zugeordnet werden können. Die Ausführung gemäß Figur 5b verdeutlicht eine Möglichkeit der Realisierung der Funktionsweise der Pumpeinrichtung 12.5b als nicht schaltbare Konstantpumpe, indem der Exzenterring 27.5b von außen mit einer Drehmomentstütze 47.5b, hier in Form eines Seils, festgehalten wird. Beiden Ausführungen ist gemeinsam, daß zwischen der Exzenterring 27.5a bzw. 27.5b wenigstens über eine oder mehrere Federeinrichtungen vorgespannt ist. Die Federeinrichtungen sind dabei mit 50.5a bzw. 50.5b bezeichnet. Wird dabei die Pumpenkraft am Förderelement 20.5a bzw. 20.5b, insbesondere am Stößel, höher als die Federvorspannung, so wird die
Feder weiter einfedern und der Stößelhub nimmt ab, vorzugsweise bis auf null. Die Pumpe 12.5a bzw. 12.5b fördert dann nicht mehr. In diesem Fall ist vorzugsweise ein internes Klappenventil in der Pumpeinrichtung 12.5a bzw. 12.5b vorgesehen, welches den Druck aufrecht erhält. Zur Begrenzung des Druckes ist vorzugsweise eine Drosselstelle in der Pumpen- bzw. Saugleitung der
Pumpeinrichtung vorgesehen, um bei höheren Drehzahlen den Hub und damit die Förderleistung zu begrenzen.
Figur 6 verdeutlicht eine Ausführung 1.6 mit separaten Entlastungsventil 51 zum gezielten Ablassen des Druckes, welche auch für die Ausführungen gemäß der
Figuren 1 bis 5 zum Einsatz gelangen kann.
Figur 7 verdeutlicht eine besonders kompakte Ausgestaltung der Mittel 18.7 zum Halten und/oder Begrenzen des Druckes im Zwischenraum 4.7 und der Mittel 22.5 zur Begrenzung des Druckes im Zwischenraum 4.7. Beide sind zu einer baulichen
Einheit 52 zusammengefasst. Diese bildet eine Art Spezialventil und ist in der Druckzuleitung, d.h. der Verbindungsleitung 53, zwischen der Pumpeinrichtung 12.7 und dem Zwischenraum 4.7 angeordnet. Das Drucköl kommt dabei über das Rückschlagventil 36.7 und zweigt in eine Steuerleitung 54 zu einem Entlastungsventil 55 ab, das nach Erreichen des erforderlichen Druckes im Zwischenraum 4.7 den Pumpendruck auf nahe null bar absenkt. Der Druck im
Zwischenraum 4.7 wird durch das Rückschlagventil 36.7 gehalten. Sinkt der Druck infolge einer Leckage aber wieder unter ein eingestelltes Minimum, wird das Entlastungsventil 55 wieder deaktiviert, und der Zwischenraum 4.7 wird wieder auf den erforderlichen Druck heraufgesetzt. Diese Ventileinrichtung bietet neben der besonders kompakten Bauweise den Vorteil, daß bereits nach Erreichen des erforderlichen Druckes im Zwischenraum 4.7 der mittels der hier nicht dargestellten Pumpeinrichtung 12.7 erzeugte Druck herabgesetzt wird, so daß nur wenig Verlustleistung entsteht.
Bezugszeichenliste
1 , 1.2, 1.3, 1.4, 1.5a 1.5b, 1.6, 1.7 Verbindungskupplung 2, 2.3 Welle
3, 3.3 Nabe 4, 4.4, 4.5a, 4.5b,
4.6, 4.7 mit Druckmittel befüllbarer Zwischenraum
5 Außenfläche 6 Wand
7 elastischer Teilbereich
8 doppelwandige Druckhülse
9, 9.4 Mittel zur Versorgung mit Druckmittel
10, 10.3, Druckmittelversorgungssystem 11 ,, 11.3, 11.4;
11.5a, 11.5b,11.6;
11.7 Druckmittelspeicher
12, 12.3, 12.4; 12.5a,
12.5b, 12.6; 12.7 Fördereinrichtung 13, 13.4; 13.5a; Mittel zur Koppelung der Fördereinrichtung
13.5b, 13.6, 13.7 mit dem mit Druckmittel befüllbaren
Zwischenraum
14a, 14b, 14.3a,
14.3b, 14.4, 14.5,
14.6, 14.7 Pumpeinrichtung
15 Außenumfang
16a, 16b Stirnseite der Verbindungskupplung
17 Verbindungskanal
18, 18.3, 18.4, Mittel zum Halten und/oder Begrenzen des
18.5a, 18.5b, Druckes im Zwischenraum
18.6, 18.7 19, 19.3, 19.4; 19.5a; 19.5b, 19.6, 19.7 Gehäuse 20a, 20b, 20.3a, 20.3b, 20.4, 20.5a, 20.5b, 20.6, 20.7 Förderelemente
21 , 21.3 Antrieb
22, 22.3, Kurvenelement
23, 23.3 ringförmiges Element
24, 24.2a, 24.2b, 24.2c Außenfläche
25, 25.2a, 25.2b 25.2c Kurvenkontur
26, 26.2a, 26.2b, 26.2c, 26.3 Gewicht 27, 27.2a, 27.2b, 27.2c,
27.3, 27.4, 27.5a,
27.5b, 27.6, 27.7 Exzenter
28 Loslageranordnung
29 Außenumfang 30, 30.4 Lagerung
31a, 31b Innenring
32a, 32b Lager der Lageranordnung 28
33 Dichteinrichtung
34 Dichteinrichtung 35 Stirnfläche
36, 36.7 Rückschlagventil
37 Federeinrichtung
38 Vorsprung
39 Ringelement 40 erstes Segment
41 zweites Segment 42a Innenumfang
42b Innenumfang
43 Teilelement
44 Teilelement 45 Loslager
46 Betätigunseinrichtung
47, 47.5b Drehmomentstütze
48 herausragender Teil des Exzenters
49 Druckbegrenzungsventil 50.5a, 50.5b Federeinrichtung
51 Entlastungsventil
52 bauliche Einheit
53 Verbindungsleitung
54 Steuerleitung 55 Entlastungsventil
A3 Außenumfang dp Anordnungsdurchmesser der Pumpeinrichtungen

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Druckaufbau in Verbindungskupplungen (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) zum drehfesten Kuppeln zweier koaxialer Maschinenelemente - einem ersten antriebsseitigen und einem zweiten abtriebsseitigen Maschinenelement- insbesondere in einer Welle (2; 2.3)- Nabe (3; 3.3)-Verbindung, wobei
1.1 mittels der Verbindungskupplung (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) eine spielfreie, kraftschlüssige Verbindung zwischen den Maschinenelementen (2; 2.3; 2.4; 3; 3.3; 3.4) hergestellt wird und
1.2 die Verbindungskupplung (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) einen mit einem Druckmittel befüllbaren Zwischenraum (4; 4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7) umfaßt, der durch eine Wand (6) begrenzt ist, die in Richtung eines der zu kuppelnden Maschinenelemente gerichtet ist und einen elastischen Teilbereich (7) aufweist, wobei
1.3 der elastische Teilbereich (7) bei Wirkung des Druckmittels eine Verformung in Richtung der zu verspannenden Maschinenelemente erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß
1.4 das Druckmittel während der Rotation der Verbindungskupplung (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) mittels wenigstens einer Fördereinrichtung (12;
12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7) aus einem mitrotierenden Druckmittelspeicher (11 ; 11.3; 11.4; 11.5a; 11.5b; 11.6; 11.7) in den Zwischenraum (4; 4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7) gefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei
2.1 die Fördereinrichtung (12; 12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7) im Bereich des Außenumfanges der Verbindungskupplung (1 ; 1.2; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) angeordnet ist, und
2.2 die Fördereinrichtung (12; 12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7) durch einen Exzenter (27; 27.2a; 27.2b; 27.2c; 27.3; 27.4; 27.5a; 27.5b; 27.6; 27.7) angetrieben wird, der über ein Kurvenelement (22; 22.3) direkt oder indirekt derart auf die Fördereinrichtung (12; 12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7) wirkt, dass die alternierend in Förderstellung aus dieser heraus bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Druckmittel während der Rotation der Verbindungskupplung (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) selbsttätig in den Zwischenraum (4; 4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7) gefördert wird, wobei der Antrieb (21 ; 21.3) der Fördereinrichtung (12; 12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7) mit einer Relativdrehzahl zu den übrigen Kupplungteilen rotiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb immer eine Relativdrehzahl zur Drehzahl der Kupplungsteile aufweist und der Druck im Zwischenraum (4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7) über eine Druckbegrenzungseinrichtung (18.4; 18.5a; 18.5b; 18.6; 18.7) gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (27.5a; 27.5b) eine Relativdrehzahl zur Drehzahl der Kupplungsteile aufweist und wahlweise von der Fördereinrichtung (12.5a; 12.5b) entkoppelbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der Antrieb (21 ; 21.3) derart ausgelegt wird, daß bei einer Relativdrehzahl von Null zwischen antriebsseitigen Maschinenelement (2; 2.3) und abtriebsseitigen
Maschinenelement (3; 3.3) dieser selbsttätig außer Betrieb genommen wird.
7. Verbindungskupplungen (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) zur kraftschlüssigen Verbindung zweier koaxialer, miteinander spielfrei zu koppelnder Maschinenelemente - einem ersten antriebsseitigen und einem zweiten abtriebsseitigen Maschinenelement -;
7.1 mit einem von wenigstens einer wenigstens teilweise elastisch verformbaren Wand (6) begrenzten Zwischenraum (4; 4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7);
7.2 mit einem dem Zwischenraum (4; 4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7) zugeordneten Druckmittelversorgungssystem (10; 10.3); gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
7.3 das Druckmittelversorgungssystem (10; 10.3) umfaßt mindestens einen an der Verbindungskupplung (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) angeordneten und mitrotierenden Druckmitteltank (11 ; 11.3; 11.4; 11.5a; 11.5b; 11.6; 11.7);
7.4 mit wenigstens einer im Bereich des Außenumfanges (15) der Verbindungskupplung (1 ; 1.3; 1.4; 1.5a; 1.5b; 1.6; 1.7) angeordneten Fördereinrichtung (12; 12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7), umfassend mindestens ein Förderelement (20a, 20b, 20.3a, 20.3b, 20.4, 20.5a, 20.5b, 20.6, 20.7) zur Förderung von Druckmittel aus dem mitrotierenden Druckmitteltank (11 ; 11.3; 11.4; 11.5a; 11.5b; 11.6; 11.7) in den Zwischenraum (4; 4.4; 4.5a; 4.5b; 4.6; 4.7); 7.5 mit einem einer Fördereinrichtung (12; 12.3; 12.4; 12.5a; 12.5b; 12.6; 12.7) zugeordneten Antrieb (27; 27.2a; 27.2b; 27.2c; 27.3; 27.4; 27.5a; 27.5b; 27.6; 27.7).
8. Verbindungskupplung (1 ; 1.2; 1.3) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
8.1 mit einem einer Fördereinrichtung (12; 12.3) zugeordneten Antrieb (21 ;
21.3), umfassend einen Exzenter (27; 27.2a; 27.2b; 27.2c; 27.3) mit einem Gewicht (26, 26.2a, 26.2b, 26.2c, 26.3) und ein mit diesem gekoppeltes Kurvenelement (22; 22.3), welches direkt oder indirekt über weitere Übertragungselemente am Förderelement (20a, 20b, 20.3a; 20.3b) wirksam wird.
9. Verbindungskupplung (1 ; 1.2; 1.3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Exzenter (27; 27.2a; 27.2b; 27.2c; 27.3) frei drehbar im Druckmittelspeicher (11 ; 11.3) gelagert ist und dem Zwischenraum (4; 4.3) Mittel (18; 18.3) zum Halten und/oder Begrenzen des Druckes zugeordnet sind.
10. Verbindungskupplung (1 ; 1.2; 1.3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (18; 18.3) mindestens ein in der Zulaufleitung zum Zwischenraum (4; 4.3) angeordnetes Rückschlagventil
(36) umfassen.
11. Verbindungskupplung (1 ; 1.2) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (22) und das Gewicht (26, 26.2a, 26.2b, 26.2c) von einer integralen Baueinheit gebildet werden.
12. Verbindungskupplung (1.3) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kurvenelement (22; 22.3) und Gewicht von separaten Bauelementen gebildet werden, die zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind durch drehfeste Verbindung.
13. Verbindungskupplung (1.3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement (22.3) und das Gewicht (26.3) sich gegeneinander über eine Lageranordnung (45) abstützen.
14. Verbindungskupplung (1 ; 1.2; 1.3)) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Exzenter (27; 27.2a; 27.2b; 27.2c; 27.3) und der Fördereinrichtung (12; 12.3) eine vorgespannte Federeinheit vorgesehen ist.
15. Verbindungskupplung (1.4) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 15.1 die Fördereinrichtung (12.4) ist als nichtschaltbare Konstantpumpe ausgeführt; 15.2 der Antrieb wird von einem der Fördereinrichtung (12.4) zugeordneten und ortsfest abgestützten Exzenterring (27.4) gebildet; 15.3 dem Druckraum (4.4) sind Mittel (18.4) zum Halten des Druckes oder zur
Druckbegrenzung zugeordnet.
16. Verbindungskupplung (1.5a; 1.5b) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
16.1 die Fördereinrichtung (12.5a; 12.5b) ist als schaltbare Konstantpumpe ausgeführt;
16.2 der Antrieb wird von einem der Fördereinrichtung (12.5a; 12.5b) zugeordneten frei drehbaren und festbremsbaren Exzenterring (27.5a;
27.5b) gebildet;
16.3 dem Druckraum (4.5a; 4.5b) sind Mittel (18.5a; 18.5b) zum Halten des Druckes oder zur Druckbegrenzung zugeordnet.
17. Verbindungskupplung (1.5a) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Exzenter (27.5a) eine mechanische Bremseinrichtung zugeordnet ist.
18. Verbindungskupplung (1.5a) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Exzenter (27.5a) eine elektro-pneumatische Bremseinrichtung zugeordnet ist.
19. Verbindungskupplung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 19.1 der Antrieb wird von einem Exzenterring gebildet;
19.2 der Exzenter ist frei drehbar gelagert;
19.3 dem Exzenter ist mit einer Magnetbremseinrichtung mit eingestellter Bremskraft koppelbar;
19.4 dem Zwischenraum sind Mittel zum Halten des Druckes zugeordnet.
20. Verbindungskupplung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung als selbstätig schaltbare Konstantpumpeneinrichtung ausgeführt ist.
21. Verbindungskupplung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
21.1 der Antrieb wird von einem Exzenter mit exzentrischem Gewicht gebildet;
21.2 der Exzenter ist frei drehbar gelagert;
21.3 dem Zwischenraum sind Mittel zum Halten des Druckes oder Druckbegrenzung zugeordnet.
22. Verbindungskupplung nach einem der Ansprüche 15 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens ein in der Zulaufleitung zum Zwischenraum angeordnetes Rückschlagventil umfassen.
23. Verbindungskupplung nach einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch gekennzeichnet daß die Fördereinrichtung wird von einer Regelpumpe gebildet wird.
24. Verbindungskupplung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelpumpe als Radialkolbenpumpe mit federvorgespanntem Exzenterring ausgebildet ist.
25. Verbindungskupplung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet daß die Regelpumpe als Radialkolbenpumpe mit federvorgespanntem Förderelement ausgebildet ist.
6. Verbindungskupplung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelpumpe als Axialkolbenpumpe mit federvorgespannter verstellbarer Schrägscheibe ausgebildet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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SE425515B (sv) * 1978-06-15 1982-10-04 Metalform Safeset Ab Tryckmediepaverkad koppling
DE4112484C2 (de) * 1991-04-17 1997-07-03 Renk Tacke Gmbh Hydraulische Sicherheitskupplung

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