FR2465925A1

FR2465925A1 - Pressure operated clutch and double brake - has plates working on bolts passing through spaced hub flanges

Info

Publication number: FR2465925A1
Application number: FR8020448A
Authority: FR
Inventors: Siegfried Winkelmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1979-09-22
Filing date: 1980-09-18
Publication date: 1981-03-27
Also published as: DE2938359B1; FR2465925B1; IT8046880A0; SE8006541L; DE2938359C2; IT8046880A1; IT1154076B; SE445765B

Abstract

The pressure-operated friction clutch and double brake mechanism is particularly for intermittently driven machines such as presses, hammers etc. It has a clutch engaged against spring action and two brakes, axially alongside each other and supported together on the stationary part of the machine. The mating pressure plates of clutch and brakes are part of a hub fixed to the shaft to be driven and braked. The actuating plates of clutch and brakes slide axially on bolts (14) with stops (25) fixed to the hub. The hub comprises two external (17, 18) and one central (7) annular flanges, fixed together and spaced in the axial direction.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'embrayage et de double freinage, en particulier pour machine à entraînement alternatif telle que presse, machine à étamper, marteau mécanique, etc., comportant une amenée de fluide sous pression pour assurer l'aération de freins escamotables sous l'action de ressorts, et pour appliquer les éléments de frottement de l'embrayage, une broche d'entraînement guidée longitudinalement dans une paroi de séparation, et un moyeu solidaire de l'arbre rotatif et constituant un dispositif d'entrainement intérieur auquel sont adaptées des plaques d'appui latérales. The present invention relates to a clutch and double braking device, in particular for a reciprocating machine such as a press, a stamping machine, a mechanical hammer, etc., comprising a supply of pressurized fluid for ensuring the ventilation of retractable brakes. under the action of springs, and to apply the friction elements of the clutch, a drive spindle guided longitudinally in a partition wall, and a hub integral with the rotary shaft and constituting an internal drive device to which are adapted from the side support plates.

La demande de brevet allemand nO 27 11 505 décrit un dispositif combiné d'embrayage et de double freinage, dans lequel le problème consistant à compenser la pression dans les chambres de pression, respectivement à éviter des contraintes de fléchissement, est résolu en ce que des chambres de pression sont ménagées de part et d'autre de la paroi de séparation, dans laquelle des broches d'entraînement sont montées de façon rigide, ces broches étant logées dans des alésages prévus dans des disques d'appui logés de part et d'autre dans le cylindre. Le fonctionnement parfait de l'embrayage dépend, dans cette construction, de ce que l'accroissement de la pression soit suffisant pour vaincre les contraintes exercées par les ressorts et les éventuelles de frictions dues à des coincements.De façon analogue, la fonction de freinage dépend de ce que non seulement les plaques d'appui des freins soient déplacées en position de prise lors d'une panne de circuit hydraulique, mais que simultanément, les disques d'embrayage sortent de leur position de prise. German patent application No. 27 11 505 describes a combined clutch and double braking device, in which the problem of compensating for the pressure in the pressure chambers, respectively avoiding deflection stresses, is solved in that pressure chambers are provided on either side of the partition wall, in which drive pins are rigidly mounted, these pins being housed in bores provided in support discs housed on either side other in the cylinder. The perfect functioning of the clutch depends, in this construction, on the fact that the increase in pressure is sufficient to overcome the stresses exerted by the springs and the possible friction caused by jamming. Similarly, the braking function depends on the fact that not only are the brake support plates moved to the engagement position during a hydraulic circuit failure, but that simultaneously, the clutch discs come out of their engagement position.

Sur des machines qui sont soumises à des conditions d'usure et d'encrassement très élevées et doivent absorber des augmentations de température importantes, il subsiste toujours le risque d'un coincement ou d'un blocage qui ne peut être surmonté ni par le fluide de transmission hydraulique, ni par des forces de ressort. I1 reste possible, dans l'état de la technique actuel, que le système de freinage vienne interférer avec le système d'embrayage. On machines which are subjected to very high conditions of wear and fouling and which have to absorb significant temperature increases, there is always the risk of a jamming or blockage which cannot be overcome either by the fluid hydraulic transmission, nor by spring forces. It remains possible, in the current state of the art, for the braking system to interfere with the clutch system.

Les buts de la présente invention, tels que définis par la revendication 1, consistent à réaliser un dispositif d'embrayage et de double freinage, dans lequel l'embrayage et les freins sont agencés de telle manière qu'ils soient verrouillés de façon indépendante, pour éviter un fonctionnement simultané de l'embrayage et des freins. The aims of the present invention, as defined by claim 1, consist in producing a clutch and double braking device, in which the clutch and the brakes are arranged in such a way that they are locked independently, to avoid simultaneous operation of the clutch and brakes.

Parmi les avantages de la présente invention, on notera un couplage mécanique des éléments de l'embrayage et des freins permettant une amélioration de la rigidité et du guidage axial des éléments mobiles. La pression d'enclenchement de l'embrayage est transmise mécaniquement lors d'une panne des ressorts de rappel de cet embrayage, de telle manière que les distances minimales entre les plaques d'appui respectives de l'embrayage ou des freins, soient respectées. Les couples, agissant sur les disques ou les plaques d'appui, sont transmis, sur une courte distance, au moyeu par l'intermédiaire des broches d'entraînement. Pour débrayer, respectivement freiner, le dispositif ne nécessite plus qu'une seule couronne de ressorts, disposés entre les plaques d'appui des freins.La disposition en ligne des alésages des broches d'entrainement,sur l'ensemble des disques, facilite le montage et l'entretien. Among the advantages of the present invention, there is a mechanical coupling of the elements of the clutch and of the brakes allowing an improvement in the rigidity and the axial guidance of the mobile elements. The clutch engagement pressure is transmitted mechanically during a failure of the return springs of this clutch, so that the minimum distances between the respective bearing plates of the clutch or the brakes are respected. The torques, acting on the discs or the bearing plates, are transmitted, over a short distance, to the hub via the drive pins. To disengage, respectively brake, the device only requires a single ring of springs, arranged between the brake support plates. The online arrangement of the bores of the drive pins, on all the discs, facilitates the assembly and maintenance.

Des variantes avantageuses de la présente invention sont décrites dans les autres revendications. Dans l'exemple décrit par la revendication 2, la paroi de séparation sert de surface d'appui à des disques de friction montés extérieurement et maintenus rigidement de façon qu'ils ne puissent être entraînés en rotation, et les broches d'entraînement sont logées rigidement dans des plaques d'appui solidaires du moyeu. Selon la revendication 4, le cylindre de l'embrayage est constitué par les deux moitiés de l'embrayage lui-même, ce qui permet d'obtenir une amenéede fluide sous pression sans aucun détour. Advantageous variants of the present invention are described in the other claims. In the example described by claim 2, the partition wall serves as a bearing surface for friction discs mounted externally and rigidly held so that they cannot be rotated, and the drive pins are housed rigidly in support plates integral with the hub. According to claim 4, the clutch cylinder is constituted by the two halves of the clutch itself, which makes it possible to obtain a supply of fluid under pressure without any detour.

Grâce au dispositif selon la revendication 4, le déplacement du premier piston annulaire, respectivement de la plaque d'appui de l'embrayage en direction du disque d'appui disposé du côté de l'embrayagecréeuneforceax ialetransmisepar la broche d'entraînement à la plaque d'appui des freins extérieure, et simultanément le deuxième piston annulaire, respectivement la plaque d'appui intérieure de l'embrayage, agit sur une douille longitudinale mobile axialement, agissant sur une broche d'entraînement et par conséquent sur la plaque d'appui intérieure des freins. Thanks to the device according to claim 4, the displacement of the first annular piston, respectively of the clutch support plate in the direction of the support disc disposed on the side of the clutch creates a force ial and transmitted by the drive pin to the plate d external brake support, and simultaneously the second annular piston, respectively the internal support plate of the clutch, acts on an axially movable longitudinal sleeve, acting on a drive spindle and consequently on the internal support plate brake.

Selon la forme de réalisation décrite par la revendication 5, la force de rappel des ressorts agit directement à la fois sur la première plaque d'appui des freins et sur la seconde, et, par l'intermédiaire des butées des broches d'entraînement et de la douille longitudinale, également sur les plaques d'appui de l'embrayage, dans une direction axiale. According to the embodiment described by claim 5, the return force of the springs acts directly both on the first support plate of the brakes and on the second, and, via the stops of the drive pins and of the longitudinal sleeve, also on the clutch bearing plates, in an axial direction.

La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé, dont
La figure 1 représente un schéma de principe du dispositif d'embrayage et de double freinage selon l'invention.The present invention will be better understood with reference to the description of an exemplary embodiment and the accompanying drawing, of which
Figure 1 shows a block diagram of the clutch and double braking device according to the invention.

Une partie de machine 1, devant être entraînée, est en prise avec la broche d'entraînement extérieure 2, par l'intermédiaire de l'embrayage 3 pourvu des disques de friction 4, 4'. Ces disques de friction 4, 4' sont mobiles axialement et peuvent être activés par les plaques d'appui 6, 6' de l'embrayage, lorsque la pression du fluide de transmission hydraulique est suffisante dans l'espace annulaire 5, ou par la force de résistance dans cet espace annulaire, exercée par des surfaces de friction opposées non mobiles axialement, contraintes dans la direction opposée.Sur la face de la-paroi de séparation 7 opposée à l'espace annulaire 5, sont disposés les deux freins A et B constitués par les plaques d'appui intérieures 8, agencées pour être poussées contre la paroi de séparation 7 (pour le frein A), les disques de friction associés 9, 9' et les plaques d'appui opposées 10 du frein B, avec les disques de friction correspondants 11, l1'. Les disques de friction 9, l1 des freins A et B sont en prise avec la partie stationnaire 12, 13 de la machine, et sont également mobiles axialement. A part of the machine 1, to be driven, is engaged with the external drive spindle 2, by means of the clutch 3 provided with the friction discs 4, 4 '. These friction discs 4, 4 'are axially movable and can be activated by the bearing plates 6, 6' of the clutch, when the pressure of the hydraulic transmission fluid is sufficient in the annular space 5, or by the resistance force in this annular space, exerted by opposite friction surfaces which are not axially movable, stresses in the opposite direction. On the face of the partition wall 7 opposite the annular space 5, the two brakes A and B constituted by the internal support plates 8, arranged to be pushed against the partition wall 7 (for the brake A), the associated friction discs 9, 9 'and the opposite support plates 10 of the brake B, with the corresponding friction discs 11, 11 '. The friction discs 9, 11 of the brakes A and B are engaged with the stationary part 12, 13 of the machine, and are also axially movable.

Des broches d'entraînement 14,-disposées régulièrement et parallèlement à l'axe, traversent tous les disques mobiles axialement 6, 6', 8, 10, ainsi que la paroi de séparation 7. L'extrémité du côté des freins comporte un organe de retenue 15 sous la forme d'un écrou ou similaire, pour fixer axialement une douille courte 16 à déplacement'axial limité, et guidée par un alésage central de la plaque d'appui 17 localisée du côté du frein. L'autre extrémité de la broche d'cntrainement 14 présente un jeu longitudinal limité, du même ordre de grandeur, son extrémité opposée, qui est logée dans la plaque d'appui 18 disposée du côté de l'embrayage.Les plaques d'appui 17 et 18 sont solidaires d'un moyeu commun 28 auquel elles sont fixées par des vis de fixation 19
ce qui les rend solidaires en ce qui concerne la rotation de la broche de rotation 14. La broche d'entraînement 14 est également mobile axialement dans une ouille longitudinale 20 solidaire de la paroi de séparation 7, elle-même solidaire en rotation du moyeu 28. L'amenée du fluide sous pression, dans la chambre annulaire 5, se fait par le canal principal 21. Les deux pistons annulaires 6, 6', servant de plaque d'appui de l'embrayage, comportent des joints d'étanchéité 22 à leurs diamètres intérieurs et extérieurs.La broche d'entrai- moment 14 comporte une butée 23, disposée entre la plaque d'appui extérieure 6 de l'embrayage et le disque support 18 disposé du côté de l'embrayage, cette butée ayant la forme d'une bride grâce à laquelle la plaque d'appui 6 de l'en- brayage, se déplaçant vers l'extérieur, peut entraîner la broche d'entraînement vers sa position de prise avec la plaque d'appui de l'embrayage 6.Drive pins 14, -disposed regularly and parallel to the axis, pass through all the axially movable discs 6, 6 ', 8, 10, as well as the partition wall 7. The end on the side of the brakes comprises a member retaining 15 in the form of a nut or the like, for axially fixing a short sleeve 16 with limited axial displacement, and guided by a central bore of the support plate 17 located on the side of the brake. The other end of the drive spindle 14 has a limited longitudinal clearance, of the same order of magnitude, its opposite end, which is housed in the support plate 18 disposed on the side of the clutch. 17 and 18 are integral with a common hub 28 to which they are fixed by fixing screws 19
which makes them integral with regard to the rotation of the rotation spindle 14. The drive spindle 14 is also axially movable in a longitudinal eye 20 integral with the partition wall 7, itself integral in rotation with the hub 28 The supply of pressurized fluid into the annular chamber 5 takes place via the main channel 21. The two annular pistons 6, 6 ′, serving as the clutch support plate, include seals 22 at their internal and external diameters. The driving pin 14 comprises a stop 23, disposed between the external bearing plate 6 of the clutch and the support disc 18 disposed on the side of the clutch, this stop having the form of a flange by means of which the clutch support plate 6, moving outwards, can drive the drive spindle towards its position of engagement with the clutch support plate 6.

La douille longitudinale 20, qui pénètre jusque dans la plaque d'appui 6 de l'embrayage, comporte une autre butée d'extrémité 24 se présentant également de préférence sous la forme d'une bride, grâce à laquelle la douille longitudinale 20 est entraînée en direction des freins, losque la pression est suffisante dans la chambre annulaire 5. Grâce à la force résistante s'exerçant sur la butée d'extrémité 23 simultanément et avec la même force que celle exercée par le fluide sur la chambre annulaire 5, il se produit, outre le déplacement longitudinal de la douille 20, également un déplacement en sens opposé de la broche d'entraînement 14 en direction de l'embrayage 3. Etant donné que la broche d'entraînement 14 comporte également, du côté des freins, une butée 25 sous la forme d'une douille courte 16, et que la bride annulaire est également présente, la broche d'entraînement 14 écarte également la plaque d'appui 10 du frein, tandis que la force résistante de l'embrayage 3 dépasse sensiblement celle exercée par les ressorts 26 agissant en pression et disposés entre les plaques d'appui 8 et 10 des freins. Les cols 27, ménagés de façon préférentielle pour loger les ressorts de pression 26 dans les plaques d'appui 8 et 10 des freins, peuvent être montés concentriquement par rapport aux broches d'entraînement 14 ou, au choix, -être décalés radialement tout en ayant le même rayon. The longitudinal sleeve 20, which penetrates into the bearing plate 6 of the clutch, has another end stop 24 which is also preferably in the form of a flange, by means of which the longitudinal sleeve 20 is driven towards the brakes, when the pressure is sufficient in the annular chamber 5. Thanks to the resistive force exerted on the end stop 23 simultaneously and with the same force as that exerted by the fluid on the annular chamber 5, it occurs, in addition to the longitudinal displacement of the sleeve 20, also a displacement in the opposite direction of the drive pin 14 in the direction of the clutch 3. Since the drive pin 14 also comprises, on the side of the brakes, a stop 25 in the form of a short sleeve 16, and that the annular flange is also present, the drive pin 14 also spreads the support plate 10 from the brake, while the resistant force of the clutch 3 exceeds sensiblem ent that exerted by the springs 26 acting under pressure and arranged between the bearing plates 8 and 10 of the brakes. The necks 27, preferably arranged to accommodate the pressure springs 26 in the support plates 8 and 10 of the brakes, can be mounted concentrically with respect to the drive pins 14 or, as desired, be offset radially while having the same radius.

Bien entendu, les différentes distances des disques mobiles axialement sur les broches d'entraînement sont réglées de façon appropriée, selon les besoins, par des bagues d'écartement, de sorte qu'il soit possible d'effectuer un ajustage précis de ces disques les uns par rapport aux autres, et par rapport au moyeu 28 entraîné par l'arbre d'entraînement 29. Of course, the different distances of the axially movable discs on the drive pins are adjusted appropriately, as necessary, by spacer rings, so that it is possible to carry out a precise adjustment of these discs. relative to each other, and to the hub 28 driven by the drive shaft 29.

Le principe de la présente invention peut être modifié, pour des raisons constructives, par exemple en ce sens que le recours à des ressorts de traction et des ressorts de pression montés sur les freins, ou l'utilisation de ressorts disposés de part et d'autre d'une autre paroi de séparation, permettrait une inversion cinématique, respectivement un changement de I'effetres- sort. En outre, une construction dans laquelle les freins sont directement soumis à l'action du fluide sous pression, serait également possible. The principle of the present invention can be modified, for constructive reasons, for example in the sense that the use of tension springs and pressure springs mounted on the brakes, or the use of springs arranged on either side. another of another partition wall, would allow a kinematic inversion, respectively a change of the spell effect. In addition, a construction in which the brakes are directly subjected to the action of the fluid under pressure, would also be possible.

Le fonctionnement du dispositif représenté par la fig. 1 est essentiellement le suivant : si le fluide sous pression est amené par le canal principal 21 dans la chambre annulaire 5, entre les plaques d'appui 6 et 6' de l'embrayage, ces plaques s'écartent et appuient sur les disques de friction 4 et 4'. The operation of the device shown in FIG. 1 is essentially the following: if the pressurized fluid is brought through the main channel 21 into the annular chamber 5, between the bearing plates 6 and 6 ′ of the clutch, these plates move apart and press on the discs of friction 4 and 4 '.

Par ce mouvement uniforme, le piston 6 entraîne la broche d'entraînement 14 par sa butée d'extrémité 23, le boulon 15, la douille courte 16, ainsi que la bride annulaire 25 et finalement la plaque d'appui extérieure 10 des freins.By this uniform movement, the piston 6 drives the drive spindle 14 through its end stop 23, the bolt 15, the short sleeve 16, as well as the annular flange 25 and finally the outer support plate 10 of the brakes.

Simultanément, l'autre piston annulaire 6' entraîne l'autre plaque d'appui des freins 8, par l'intermédiaire de sa butée d'extrémité 24 solidaire de la douille longitudinale 20. Simultaneously, the other annular piston 6 'drives the other brake support plate 8, by means of its end stop 24 secured to the longitudinal bush 20.

De ce fait, les plaques d'appui de l'embrayage sont solidaires des deux plaques d'appui des freins. Therefore, the clutch support plates are integral with the two brake support plates.

Lors du montage, on peut effectuer un réglage tel que lorsque les plaques d'appui des freins 8 et 10 sont en position couplée, les disques de friction correspondants 9, 11 ont un certain jeu. During assembly, an adjustment can be made such that when the brake support plates 8 and 10 are in the coupled position, the corresponding friction discs 9, 11 have a certain play.

Si l'on relâche la pression, la force de résistance des ressorts 26 est suffisante pour enserrer les disques de friction 9 et 11. Simultanément, les pistons 6 et 6' sont déplacés de telle manière qu'il y ait un certain jeu entre les disques de friction 4, 4'. De ce fait, l'embrayage et le freinage, entièrement synchronisés, ne peuvent s'obtenir que par suite d'une amenée ou par l'échappement de fluide sous pression. L'embrayage et le freinage simultanés sont exclus. If the pressure is released, the resistance force of the springs 26 is sufficient to grip the friction discs 9 and 11. Simultaneously, the pistons 6 and 6 'are moved in such a way that there is a certain play between the friction discs 4, 4 '. Therefore, the clutch and braking, fully synchronized, can only be obtained as a result of a supply or by the exhaust of pressurized fluid. Simultaneous clutching and braking are excluded.

Claims

1. Clutch and double braking device, in particular for machine with reciprocating drive such as press, stamping machine, mechanical hammer, etc., comprising a supply of fluid under pressure to ensure the ventilation of retractable brakes under the spring action, and to apply the clutch friction elements, a drive spindle guided longitudinally in a partition wall, and a hub integral with the rotary shaft and constituting an internal drive device to which are adapted side support plates, characterized in that

at. The drive pins 14 are engaged with all the discs 6, 6 ', 8, 10, 17, 18 integral with the shaft and with the partition wall, and axially guide spacers 16, 20 which can be slidably for the mechanical coupling of brake clutch elements 6, 6 ', 8, 10;

b. The spacing elements 16, 20 either transmit the control force of the clutch 3 on the inner support disc 8 of the brakes, or conversely transmit the restoring force of the push springs 26 on the support disc inside 6 'of the clutch, these discs both being in abutment against the partition wall;

vs. End stops 23, 24, respectively secured to the drive spindle 14 of the longitudinal sleeve 20, which are in abutment against the bearing discs 6, 6 'of the clutch, either transmit the control force from the clutch 3 on the outer support disc of the brakes, or inversely transmit the restoring force of the thrust springs 26 on the outer support disc 6, these discs pressing respectively against the support plate 18, 17 closest.

2. Clutch and double braking device according to claim 1, characterized in that

at. The partition wall 7 is disposed between the clutch 3 and the brakes 8, 10 and constitutes, on its two sides, a bearing surface for friction discs 4, 9 rigidly mounted on the outside;

b. The drive pins 14, which are axially movable, have their ends housed in the fixed bearing plates on either side of the hub 28.

3. Clutch and double braking device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that

at. The supply of pressurized fluid 21 comes from the rotary shaft 29 and opens into an annular space 15, formed between the partition wall 7 and a support plate 18 disposed on the side of the clutch;

b. The annular space 5 has two annular pistons 6, 6 'which can be slid on the hub 28, centered and sealed relative to each other, traversed by the drive pins 14 and having bearing surfaces, arranged on their operational side for the friction discs 4, 4 'rigidly mounted on the outside.

4. Clutch and double braking device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that

at. A first annular piston 6 bears against a flange 23 of the drive pins 14, when it is subjected to the pressure of the working fluid;

b. A second annular piston 6 'is in abutment against the longitudinal bush 20 axially slidable, and housed in the separation wall 7 when it is subjected to the action of the working fluid, this bush being arranged coaxially with respect to the spindle d training 14.

5. Clutch and double braking device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a first brake support plate 8, disposed àl'opposéde the longitudinal sleeve 20 relative to the side of the separation plate 7 facing the annular space 5, and axially movable on the drive spindle 14, this support plate being in abutment against thrust springs 26 on one side of the support plate brakes 10, which are mounted so as to be able to slide axially in the direction of the support plate 17 disposed on the side of the brakes, but bearing against a short socket 16 whose axial position is determined relative to the drive spindle 14.