DE2047377B2 - MH Druckmittel betätigbare Kupplungsund Bremsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mit Druckmitlei betätigbare Reibungskupplungs- und Bremsvorrichtung, bestelend aus einer Kupplungseinheit und einer dazu koaxial angeordneten Bremseinheit sowie einer zwischen diesen beiden Einheiten vorgesehenen Reibscheibe, die mittels wahlweise betätigbarer Zylinder-Kolben-An- ©rdnungen mit der Brems- und/oder Kupplungseinheit in Eingriff zu bringen ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DT-AS 142527t) wird die Reibscheibe, die mit dem angetriebenen Element drehfest verbunden ist, mittels mit Druck beaufschlagbarer Ringkolben wahlweise entwcder mit einem mit einer antreibenden Welle drehfest verbundenen Kupplungselement oder mit einem gehäusefesten Bremselement in Verbindung gebracht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungs- und Bremsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche derart ausgebildet ist, daß Verschleißteile oder defekte Teile auf besonders einfache Weise in sehr kurzer Zeit auswechselbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe steht die Erfindung vor. daß sowohl die Kupplungseinhe.t (C) als auch die Bremseinheit (B) jeweils als selbständige Baugruppe ausgebildet sind und voneinander trennbare Gehäuse «8 MOi aufweisen, die an ihren aneinanderliegenden Stirnflächen offen und auf voneinander axial trennbaren Naben (20; 128.136) gelagert smd. wöbe, die Reibscheibe (56 auf der. mit der getriebenen^eIIe (138) drehfest verbundenen Nabe (127,136) der Bremseinheit (B)XOVX eine Kupplungsscheibe (28) auf der mit der antreibenden Welle (22) drehfest verbundenen Nabe (20) der Kupplungseinheit (C) drehfest gehalten »st

Vorteilhafte Weiferbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. .

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht dann, daß die Einheit, in der ein Verschleiß oder Defekt vorliegt sei es die Bremseinheit oder die Kuppiungseinheit ohne weiteres von der anderen tinheit getrennt und'durch eine Austauscheinheit ersetzt werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sowohl die Bremseinheit als auch die Kuppiungseinheit unabhängig voneinander verwendbar sind. .

Vorteilhafterweise weisen die Kupplungseinheit und die Bremseinhei! voneinander trennbare Gehäuse auf. die an ihren aneinanderliegenden Stirnflächen offen sind Dabei ist vorteilhafterweise die Reibscheibe mit der mit einer getriebenen Welle drehfest verbindbaren Nabe der Bremseinheit drehfest verbunden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Kupplungs- und Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Längsschnitt der von der Bremseinheit getrennten Kuppiungseinheit, wobei Teile weggebrochen sind, und

F i g. 3 einen Längsschnitt d.r von der Kuppiungseinheit losgelösten Bremseirheit, wobei Teile weggebrochen sind.

Nach der Zeichnung umfaßt eine Kupplungs- und Bremsvorrichtung A in ihrer Kuppiungseinheit C eine Nabe 20 mit einer auf der inneren Oberfläche ausgebildeten Keilnut, mittels der die Nabe 20 mit einer antreibenden Welle 22 durch einen Keil 24 verkeilt werden kann. Die Nabe 20 weist außerdem Federn 26 auf, die in Keilnuten eingesetzt sind, welche auf der äußeren Oberfläche der Nabe gebildet sind. Weiterhin ist eine drehbare Kupplungsscheibe 28 vorgesehen, welche eine zylindrische Nabe 30 besitzt, die innen kerbverzahnt ist für einen Gleiteingriff mit den Federn 26 der Nabe 20. Auf der Nabe 30 der Kupplungsscheibe 28 ist eine Ringschulter 32 ausgebildet, mit der der sich radial nach außen erstreckende Scheibenkörper 34 der Kupplungsscheibe 28 verbunden ist, von dem Kühlrippen 36 abstehen.

Der Scheibenkörper 34 weist mit Abstand angeordnete Luftkanäle 38 und innerhalb von diesen eine ringförmige Aussparung 40 mit einer Ringschulter 42 auf. Ein ringförmiger Federhalter 44 ist mit einem Ringflansch 46 ausgebildet, der im wesentlichen den Außendurchmesser der ringförmigen Aussparung 40 aufweist. Ein Ringhalter 48 begrenzt eine Gleitbewegung der Nabe 30 der Kupplungsscheibe 28 auf der Nabe 20 nach außen. Der Federhalter 44 ist mittels eines Stiftes 30 mit der Nabe 20 fest verstiftet. Ober den Federn 26 der Nabe 20 ist eine Schraubenfeder 52 zwischen der Ringschulter 42 der Kupplungsscheibe 28 und dem

Bjngflanscb 46 des Federhalters 44 angeordnet, die die kupplungsscheibe 28 in eine Stellung außer Eingriff von dem Reibftöchenbelag 54 einer Reibscheibe 56 vorgespannt, die als Teil der Bremseinheil B nachfolgend

'beschrieben wird. Der Reibflächenbelag 54 weist eine zentrale Axialöffnung 55 auf. Die Reibscheibe 56 dient dazu, eine getriebene Welle 138 sowohl anzukuppeln ils auch abzubremsen.

Ein Ringkolben 58 weist einen Ringflansch 60 auf, der zur Nabe 30 der Kupplungsscheibe 28 konzentrisch gnd von dieser auf Abstand angeordnet ist. Vom Ringflansch 60 erstreckt sich radial nach außen eine KoI-

> benkopfwand 62, welche in einer Ringwand 64 endet, in der eine ringförmige Aussparung 66 mit einer Ringschulter 68 und einer ringförmigen Aussparung 70 aus- gebildet ist Ein Lager 72 ist im Preßsitz in der Ausspa-

" rung 66 und auf der Nabe 30 der Kupplungsscheibe 28 angeordnet, wobei das Lager an der Ringschulter 68, einem Ringhalter 74 in der Aussparung 70, einem Ringhalter 76 in einer ringförmigen Aussparung 78, welche in der Nabe 30 vorgesehen ist, und an der Ringschulter 32 anliegt Der Ringkolben 58 ist somit mit der K 'ipplungsscheibe 28 über das Lager 72 verbunden und ermöglicht eine Relativdrehung zwischen sich und der Kupplungsscheibe 28.

Die Ringwand 64 weist auf ihrer äußeren Oberfläche eine ringförmige Aussparung 80 auf. in welche ein O-Ring 82 eingesetzt ist, der in dichter, gleitender Berührung mit der Zylinderfläche 84 eines Ringflansches 86 steht welcher sich axial in einem Gehäuse 88 erstreckt Das Gehäuse 88 umfaßt einen Flansch 90, in welchem eine ringförmige Aussparung 92 ausgebildet ist, in die ein O-Ring 94 eingesetzt ist. der in dichter, gleitender Berührung mit der äußeren ringförmigen Oberfläche des Ringtlansches 60 steht, der seinerseits auf dem Ringflansch 90 gleitbar angeordnet ist. Das Gehäuse 88 ist durch mit Abstand voneinander an geordnete Bolzen 89 an einem nicht dargestellten Motor befestigt An dem Gehäuse 88 ist ebenfalls eine kreisförmige Aussparung 91 vorgesehen, welche einen auf dem Motor gebildeten Befestigungsfalz aufnimmt. Die Ringflansche 86 und 90 bilden Zylinderwände, auf welchen der Ringkolben 58 gleitet, wobei die O-Ringe 82 und 94 eine Abdichtung gewährleisten.

In dem Gehäuse 88 ist ein Luftkanal 96 vorgesehen, der zu einer Kammer 98 an der Kopfwand 62 des Ringkolbens 58 führt. Wenn ein Fluid unter Druck von einer nicht dargestellten Quelle zu der Kammer 98 geführt wird, wird der Ringkolben 58 axial bewegt, wobei das Lager 72 und die Kupplungsscheibe 28 auf der Nabe 20 gleiten, und der Scheibenkörper 34 wird in Eingriff mit dem Reibflächenbelag 54 der Reibscheibe 56 gebracht, so daß die Reibscheibe 56 gedreht wird. Die Kupplungsscheibe 28 dreht sich im Betrieb der Vorrichtung ständig, da sie mit der antreibenden Welle 22 drehfest verbunden ist.

Das Gehäuse 88 umfaßt weiterhin eine Ringwand tÖO» weiche von einer Ri ng wand 102 auf Abstand gehalten wird und mit dieser verbunden ist durch mit Abstand voneinander angeordnete Stege 104. Die Ring- wand 100 weist einen konzentrischen Flansch 106 auf. Die Stege 104 begrenzen Öffnungen 105, die Luftkanäle bilden. Ein erster Ringansatz 108 bildet eine ringförmige Aussparung 110, in welche der Flansch 106 hineinpaßt; dabei liegt der Ringansatz 108 an der Ringwand 100 an und wird durch eine Vielzahl von Kopfschrauben 111, die im Eingriff mit tiöwindebohrungeri 112 in den Stegen 104 stehen, in Anlage gehalten. Die Schrauben 111 verlaufen durch Bohrungen in dem Ringensetz 108. Zwischen Streben 114, dem Ringansate 108 und einem Ringansatz 116 ist die Bremseinheit #an ihren* Außenumfang bei 1J8 durchbrochen. Mit Abstand voneinander angeordnete Federführungsstifte 120 sind an dem Ringansatz 116 befestigt und erstrecken sich durch den Ringansatz 108 hindurch.

Die Reibscheibe 56 bildet einen Teil der Bremseinheit B und umfaßt einen Scheibenkörper 122, an welchem der Reibflächenbelag 54 befestigt ist Auf Abstand voneinander angeordnete Kühlrippen 124 erstrecken sich radial weg von dem Scheibenkörper 122. Der Scheibenkörper 122 weist ebenfalls eine Reibungsfläche 123 auf und ist mit auf Abstand voneinander angeordneten Luitkanälen 126 versehen, weiche im wesentlichen mit den Luftkanälen 38 des Scheibenkörpers 34 fluchten. Die Reibscheibe 56 umfaßt weiterhin eine zentrale Nabe 128, welche eine Aussparung 130 aufweist, in die der äußere Laufring eines Lagers 132 eingepaßt ist, dessen innerer Laufring adf ein Endteil 134 des Federhalters 44 aufgepaßt ist. Ein ',,jhlzylindrischer Nabenansatz 136 erstreckt sich als Teil d^r Nabe 128 von dieser weg. Von dem äußeren Ende des Nabenansatzes geht eine getriebene Welle 138 ab, die das Ausgangsende der Kupplungs- und Bremsvorrichtung A darstellt. Die getriebene Welle 138 kann beispielsweise mit einem Übpr- bzw. Untersetzungsgetriebe verbunden sein, so daß das Getriebe durch die Vorrichtung A angehalten oder in Gang gesetzt werden, kann.

Die Bremseinheit B umfaßt außerdem ein stationäres Gehäuse 140, welches den Ringansatz 116 einschließt und sich von diesem aus radial nach innen erstreckt. Das Gehäuse 140 umfaßt einen Ringzylinder 142 und einen Lufteinlaßkanal 144 und ist mit einem nach innen verlaufenden, einen Gehäuseteil bildenden zylindrischen Flansch 146 mit einem ringförmigen, radial einwärts gedrehten Ansatz 148 vorgesehen. Das Gehäuse 140 und dessen Flansch 146 sind auf dem Nabenaiisatz 136 mittels eines Lagers 150 und eines Lagers 152, welche eine Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 140 und dem Nabenansatz 136 gestatten, angebracht. Der Nabenansatz 136 weist eine hohle Aussparung 137 auf.

Ein Ringkolben 156. welcher in dem Ringzylinder 142 gleitbar angeordnet ist, verlängert sich axial zu einem ringförmigen Kolbenträger 154. Der Ringkolben 156 weist eine innere ringförmige Rille 156a auf, in welche ein O-Ring 1566 eingesetzt ist. Der Ringkolben 156 ist weiterhin mit einer ringförmigen äußeren Rille 156c versehen, in welche ein O-Ring 156deingesetzt ist.

Der Kolbenträger 154 umfaßt einen Ringansatz 155, von we!:hem axial nach aoßen Stege 157 abgehen, die ihrerseits Öffnungen 159 aufweisen, die als Luftkanäle zwischen den Stegeii 157 dienen. Die Stege 157 sind mit ihren äußeren Enden an dem Ringkolben 136 befestigt und liegen mit ihren Außenflächen 157a an der Innenfläche des Rin^ansatzes 116 an, wie es bei Ygezeigt ist, so daß dadurch der Hub des Ringkolbens 156 so begrenzt ist, daß ein Hohlraum, wie er bei Z dargestellt ist, zwischen dem Rihgkolben und dem Kopf des Ringzylinders 142 erhalten bleibt und dadurch kein Ausschlagen des Ringkolbens auftreten kann. An der Innenfläche 158 des Uolbenträgers 154 ist ein Reibflächenbelag 159a befestigt.

Weiterhin ist eine Vielzahl von radial verlaufenden, auf Abstand voneinander angeordneten Augenbolzen 160 vorgesehen, die in Bohrungen 1556 befestigt sind, welche in einem erhöhten teil 155a des Ringansatzes 155 vorgesehen sind, dessen inneres Ende 162 in dem

Kolbentröger 154 befestigt ist. jeder Federführungsstift 12Ö erstreckt sich durch das Auge des ihm zugeordneten Augenbolzens 160. Auf jedem Federführungsstift 120 ist zwischen dem Auge des zugeordneten Augenbolzens 160 und dem Ringansatz 108 eine Schraubenfeder 162a angeordnet, so daß der Ringkolben 156 über die Augenbolzen 160 in den Kolbenträger 154 in den Ringzylinder 142 und dadurch der Reibflächenbelag tS9a außer Eingriff von dem Scheibenkörper 122 der Reibscheibe 56 vorgespannt ist.

Der Ringkolben 156 und der Kolbenträger 154 werden mittels Luft unter Druck, die über den Luftkanal 144 in den Zylinder 142 und zu dem Ringkolben 156 gelangt bewegt, um eine Bremsführung des Reibflächenbelages 159« mit der Reibscheibe 56 hervorzurufen und dadurch die getriebene Welle 138 abzubremsen.

Wenn alle verschiedenen Teile der Bremseinheit B zusammengebaut sind, ist ein ringförmiger Luftkanal 163 vorhanden, welcher mit den mit Abstand voneinander angeordneten Luftkanälen 126 in Verbindung steht

Weiterhin sind mit Abstand voneinander angeordnete Torsionsstifte 170 vorgesehen, deren äußere Enden in dem Gehäuse 140 befestigt sind und die nach innen durch Bohrungen 172 der Stege 157 frei verlaufen, so daß der Ringkolben 156 in bezug auf das Gehäuse 140 durch den Kolbenträger drehfest gehalten und dabei axialverschieblich ist

Gewindebohrungen 174 sind in den Streben 114 vorgesehen, die Befestigungsschrauben einer mit der Kupplungs- und Bremsvorrichtung A zu verbindenden Vorrichtung aufnehmen.

Bei der Kupplungs- und Bremsvorichtung A sind die Bremseinheit B und die Kupplungseinheit C durch die Kopfschrauben 111 miteinander verbunden, die in die Gewindebohrungen 112 der Stege 104 eingreifen, wobei das Lager 132 im Paßsitz in die Aussparung 130 der Nabe 128 eingesetzt ist. Die Kupplungseinheit C kann unabhängig von der Bremseinheit B verwendet werden, indem der Ringbolzen 156 und der Kolbenträger 154 aus der Bremseinheit B entfernt werden. Dann können der Nabenansatz 136 und die daran angebrachte getriebene Welle 138 durch die Kupplungseinheit Can- oder abgekuppelt werden. Ebenfalls kann die Bremseinheit B unabhängig von der Kupplungseinheit C verwendet werden, indem die Kupplungseinheit C abgenommen und der Ringansatz 108 der Bremseinheit β mittels Bolzen an einer Befestigungsplatte eines nicht dargestellten Motors befestigt wird, wobei die antreibende Welle M "m der Aussparung Wt des Nabenansatzes f36 verkeilt wird Sd Aufbringen von Druck auf den Rhtgbolzen 156 wird der Reibflächenbelag 159a mit der Reibungsfläche 123 der Reibscheibe 56 in Eingriff ge bracht, so daß die Abtriebswelle 138 gebremst wird.

Im Betrieb der Kupptangs- und Bremsvorrichtung A wird Druckmittel unter Druck durch den Kanal 96 zugeführt so daß der Ringkolben 58 axial bewegt und die

S Kupplungsscheibe 28 miit dem Reibflächenbelag 54 der Reibscheibe 56 in Eingriff gebracht und dadurch die getriebene Welle 138 mitgenommen wird. Die getriebene Welle 138 kann nach Auskuppeln der Kupplungseinheit C für das das Druckmittel aus dem Kanal %

■ο durch ein nicht dargestelltes, bekanntes Ventil abgelassen wird, abgebremst werden, indem im wesentlichen gleichzeitig mit dem Ablassen des Druckmittels aus dem Kanal 96 Druckmittel unter Druck in den Kanal 144 eingeführt und der Reibflichenbelag IMa mit der

is Reibscheibe 56 in Eingriff gebracht und dadurch die getriebene Welle 138 gebremst wird.

Die Kupplungsscheibe 28 dreht sich im Betrieb der Kupplungs- und Bremsvorrichtung A ständig mit ihren Kühlrippen 36 während des Kuppeins oder Bremsens.

so daß Luft hufeisenförmig durch die Offnungen 105 herein und wieder zurück nach oben um die Kühlrippen 36 kontinuierlich gesaugt wird, wie es durch die gestrichelte Linie 107 in F i g 1 angedeutet ist Der Luftstrom wird beständig während des Kuppeins oder Bremsens

2s und auch dann, wenn kein Kuppeln oder Bremsen stattfindet, aufrechterhalten.

Gleichzeitig wird Luft durch die Durchbrechung 118 aufwärts in die Luftkiinäle 159 in dem Kolbenträger 154 und von dort durch eiuen ringförmigen Hohlraum 161 in den ringförmigen Luftkanal 163 gesaugt, von wo die Luft in und durch die Luftkanäle 126 strömt. Die Luft strömt weiter durch die Axialöffnung 55 des Reibflächenbelages 54 und von dort durch die Luftkanäle 38 der Kupplungsscheibe 28. Die Luft tritt dann entlang den Kühlrippen 36 aus. wo sie sich mit dem Luftstrom vereinigt, der durch die gestrichelte Linie 107 angedeutet ist. Die zweite Luftströmung, die die Bremsteile kontinuierlich kühlt, ist durch die gestrichelte Linie 109 angedeutet.

Wenn die Reibscheibe 56 still steht wie es beim Bremsen der Fall ist besteht ein Nebenluftstrom, der durch die gestrichelte Linie 113 dargestellt ist durch die Durchbrechungen 118 im Gehäuse 140 der Bremseinheit B hinunter und weiter durch den Raum zwi- sehen in der Reibscheibe 56 vorgesehenen Rippen 124 hindurch, wo er sich mit der Luftströmung vereinigt die durch die gestrichelte Linie 109 in den Luftkanälen 126 dargestellt ist.

Wenn sich die Reibscheibe 56 dreht dann saugen und

so pumpen die Rippen 124 der Reibschefl» 56 Loft au: der Luftströmung ίψ aus dem rffSgfÖttnigen Luftfcaha 163 zwischen den Rippen 124 hindurch and an diesen vorbei nach draußen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mit Druckmittel betätigbare Reibungskupplungs· und Bremsvorrichtung, bestehend aus einer s Kupplungseinheit und einer dazu koaxial angeordneten Bremseinheit sowie einer zwischen diesen beiden Einheiten vorgesehenen Reibscheibe, die mittels wahlweise betätigbarer Zylinder-Kolben-Anordnungen mit der Brems- und/oder Kupplungs- to einheit in Eingriff zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kupplungseinheit (C) als auch die Bremseinheit (B) jeweils als selbständige Baugruppe ausgebildet sind und voneinander trennbare Gehäuse (88,140) aufweisen, die an ihren aneinanderliegenden Stirnflächen offen und auf voneinander axial trennbaren Naben (20; 128. 136) gelagert sind, wobei die Reibscheibe (56) auf der mi; der getriebenen Welle (138) drehfest verbundener. Nabe (128, 136) der Bremseinheit (B) und eine Kupplungsscheibe (28) auf der mit der antreibenden Welle (22) drehfest verbundenen Nabe (20) der Kupplungseinheit (C) drehfest gehalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (28) durch eine um die Nabe (20) herumgreitende Schraubenfeder (52) außer Eingriff mit der Reibscheibe (56) gehalten ist, wobei sich die Schraubenfeder an einem mit der Nabe verbundenen Ansatz (46) eines Federhalters (44) abstutzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daÜ der Federhalter (44) einerseits mit der Nabe (20) der Kupplungen! ;it (C) drehfest und andererseits mit der Nabe (128) der Bremseinheit (B) über ein Laufringlager (132) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Reibflächenbelag (159a) tragender, mit Druck beaufschlagbarer Ringkolben (156) in dem Bremsgehäuse (140) drehfest gehalten und axial verschieblich ist und daß der Ringkolben (156) in eine Stellung außer Eingriff von der von der Kupplungsscheibe (28) abgekehrten Fläche der Reibscheibe (56) durch Schraubenfedern (162a) vorgespannt ist.

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