DE10256023A1

DE10256023A1 - Hydraulische Kupplungs-Brems-Kombination

Info

Publication number: DE10256023A1
Application number: DE10256023A
Authority: DE
Inventors: Herbert Seeger; Udo Meller
Original assignee: Ortlinghaus Werke GmbH
Current assignee: Ortlinghaus Werke GmbH
Priority date: 2002-11-30
Filing date: 2002-11-30
Publication date: 2004-06-09

Abstract

Die Kombination umfasst eine Kupplung und eine Bremse sowie einen zwischen ihnen verschiebbaren Hauptkolben. Zum Einschalten der Bremse wird der Hauptkolben in Richtung der Bremse durch Hauptfedern vorbelastet. Zum Einschalten der Kupplung wird der Hauptzylinder durch Hydraulikdruck gegen die Kupplung gedrückt. Relativ zum Hauptkolben ist noch ein Hilfskolben verschieblich. Hilfsfedern belasten den Hilfskolben in Richtung des Hauptkolbens und durch einen auf ihn ausgeübten Hydraulikdruck ist der Hilfskolben auf die Kupplung zu verschiebbar. Für eine optimale Arbeitsweise wird vorgeschlagen, nicht nur die Hauptfedern, sondern auch die Hilfsfedern in einem mit dem Abtrieb drehfesten Gehäuse der Kupplung abzustützen. Der Hilfskolben besitzt Durchlässe zum freien Durchtritt von Federkräften, welche von den Hauptfedern ausgehen und sich anderendig am Hauptkolben abstützen. In einem mit dem Abtrieb drehfesten Gehäuse sind sowohl der zur Steuerung des Hauptkolbens dienende Hauptzylinder als auch der für den Hilfskolben bestimmte Hilfszylinder angeordnet. Dadurch ist der Hilfskolben gegenüber dem Hauptkolben frei verschiebbar.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine hydraulische Kupplungs-Brems-Kombination gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Bei dieser Kombination dienen die auf den Hauptkolben wirkenden Hauptfedern zum Einschalten der Bremse, während der auf den Hauptkolben ausgeübte Hydraulikdruck zum Einschalten der Kupplung genutzt wird. Der Hilfskolben und seine Hilfsfedern sollen die Wirkungsweise des Hauptkolbens modifizieren.

Bei der bekannten Kombination der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art ( DE 44 07 943 C2 ) ist die Bewegung des Hilfskolbens relativ zum Hauptkolben in Richtung der Kupplung durch einen Begrenzungsbolzen begrenzt. Der Begrenzungsbolzen sorgt dafür, dass beim Kupplungsmanöver der Hilfsbolzen durch den auf seine Kolbenfläche wirkenden Hydraulikdruck entgegen der Kraft seiner Feder zwar relativ zum Hauptkolben bewegt, aber durch den Begrenzungsbolzen in einer Abstandsposition gegenüber der Kupplung zunächst stoppt. Erst wenn der Hauptkolben die Bremse freigibt und von dem auf ihn ausgeübten Hydraulikdruck sich von der Bremse wegbewegt, wird der Hilfskolben mit einem Anfangsdruck gegen die Kupplung gedrückt. Danach legt sich auch der Hauptkolben an den Hilfskolben und übt den endgültigen Druck auf die Kupplung aus. Damit soll sichergestellt werden, dass das Einkuppeln sanft und unmittelbar nach dem Lösen der Bremse erst erfolgt. Bei der bekannten Kombination ist der dem Hilfskolben zugeordnete Hilfszylinder in den Hauptkolben integriert.

Der Hilfskolben ist hier gegenüber dem Hauptkolben in seiner axialen Bewegung nicht frei, sondern wird durch den Begrenzungskolben beschränkt, welcher am Hauptkolben verankert ist. Eine Überschneidung des Bremsens und des Kuppelns findet nicht statt. Beim Bremsen sind nur die auf den Hauptkolben wirkenden Hauptfedern wirksam, während die Hilfsfedern den Hilfskolben lediglich an den Hauptkolben angedrückt halten und zur Bremsung nicht beitragen. Im Kupplungsfall äst bei der bekannten Kombination der auf die Kolbenflächen des Hilfskolbens ausgeübte Hydraulikdruck unwirksam. Es kann lediglich die auf die Kolbenfläche des Hauptkolbens wirkende Andruckkraft zum Kuppeln genutzt werden. Ein wichtiger Nachteil dieser bekannten Kombination besteht folglich darin, dass beim Ausüben des vollen Hydraulikdrucks die Kolbenfläche vom Hilfskolben nichts zur Kupplungswirkung beiträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombination der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, bei der eine Überschneidung zwischen dem Bremsen und Kuppeln erfolgt und das Bremsen und Kuppeln optimiert sind. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Wirkungen zukommt.

Beim Übergang vom Bremszustand in den Kupplungszustand gelangt bei einem Anfangs-Hydraulikdruck zunächst nur der Hilfskolben in Andruck an die Kupplungslamellen. Dies ergibt sich durch die auf den Hilfskolben wirkende geringere Gegenkraft der Hilfsfedern. Während dessen stützt sich der Hauptkolben durch die auf ihn wirkenden stärkeren Hauptfedern noch an der Bremse ab. Es findet daher bei der erfindungsgemäßen Kombination eine Überschneidung zwischen dem Kuppeln und Bremsen statt. was für eine sanfte Umsteuerung sorgt. Im Kupplungsfall wirkt auf die Kupplung die Summe von zwei Druckkräften, nämlich einerseits die durch den Hydraulikdruck auf die Kolbenflächen des Hauptkolbens erzeugte erste Druckkraft und andererseits die auf den Hilfskolben ausgeübte zweite Druckkraft. Beide Kolben werden also zur Ausübung der Kupplungskraft genutzt. Eine ähnliche Überschneidung findet auch beim Übergang zwischen dem Kuppeln und Bremsen statt. Während der Hauptkolben bereits im Kontakt mit der Bremse ist, ist der Hilfskolben noch an der Kupplung wirksam. Wenn schließlich im Bremsfall sowohl der Hauptkolben als auch der Hilfskolben ihre bremsseitige Endstellung erreicht haben, dann sind nicht nur die Hauptfedern, sondern auch die Hilfsfedern andruckwirksam. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Bremskraft.

Sofern man den Haupt- und Hilfskolben in einem gemeinsamen Zylinder anordnet, kann eine gemeinsame Zufuhr des Hydraulikdrucks genutzt werden. Dadurch ergibt sich eine Raumersparnis im Aufbau der erfindungsgemäßen Kombination. Gefördert wird dies, wenn die maßgeblichen dem gemeinsamen Hydraulikdruck auszusetzenden Kolbenflächen vom Haupt- und Hilfskolben unmittelbar radial nebeneinander liegen.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt, es zeigen:
1, schematisch, den Aufbau einer Kupplungs-Brems-Kombination, wo die erfindungsgemäßen Details nicht näher gezeigt sind,
2, in einer der 1 analogen Darstellung, eine zweite Anwendung der Kupplungs-Brems-Kombination, wo ein Hilfsantrieb zwischen dem Maschinenständer und dem Bremsgehäuse geschaltet ist,
3 + 4 ein Detail der in 1 gezeigten Kombination in Vergrößerung und in axialem Halbschnitt, wenn der Bremsfall vorliegt, und zwar in 3 im Schnitt im Bereich einer der Hilfsfedern und in 4 im Bereich einer der Hauptfedern,
5 + 6, in einer zur 3 und 4 analogen Darstellung, eine Überschneidung der Wirkungsweise von Haupt- und Hilfskolben beim Übergang zwischen dem Bremsen und dem Kuppeln,
7 + 8, wiederum in Analogie zu 3 und 4, die Verhältnisse im Bereich der Haupt- und Hilfsfedern, wenn der Kupplungsfall vorliegt,
9, in einer Vergrößerung gegenüber der 3, das Bruchstück eines Axialschnitts durch den in der Kombination verwendeten Hilfskolben vor seinem Einbau und
10 die Seitenansicht eines Druckstücks, welches beim Zusammenbau der Kombination wahlweise in einer von zueinander gewendeten Positionen in einen Durchlass des in 9 gezeigten Hilfskolbens eingesteckt ist.
Wie aus dem Schema von 1 zu ersehen ist, besteht die Kombination 10 aus einer Bremse 20 und einer Kupplung 30. Ist die Kupplung 30 eingeschaltet, so verbindet sie einen Antrieb 11 mit einem Abtrieb 12. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Abtrieb 12 aus einer Exzenterwelle und der Antrieb 11 aus einem Schwungrad, welches auf einem Maschinenständer 13 rotativ gelagert ist. Wenn die Bremse 20 eingeschaltet wird, so verbindet sie die hier als Abtrieb fungierende Exzenterwelle 12 mit dem Maschinenständer 13.
Das Ein- und Ausschalten der Kupplung 30 bzw. Bremse 20 wird von einem Hauptkolben 41 bewirkt, der im Abstandsbereich zwischen der Kupplung 30 und der Bremse 20 verschiebbar ist. Das Einschalten der Bremse 20 geht; wie 4 verdeutlicht, von Hauptfedern 51 aus, wie noch näher erläutert wird. Diese Hauptfedern 51 drücken den Hauptkolben 41 in Richtung der Bremse 20 und bewirken, dass, gemäß 4, der Hauptkolben 41 mit seiner Druckfläche 43 die Lamellen 21, 22 zusammendrückt. Die Lamellen 21 sitzen in einem Bremsgehäuse 23, welches drehfest mit der Exzenterwelle 12 ist. Die Gegenlamellen 22 sitzen in einem Stationärgehäuse 14, welches mit dem Maschinenständer 13 fest verbunden ist.
Der Hauptkolben 41 wird auch zum Einschalten der Kupplung 30 genutzt, wie aus 8 zu ersehen ist. Dies erfolgt aber im vorliegenden Fall mittelbar, über einen Hilfskolben 42, dessen Druckfläche 44 Lamellen 31 gegen Gegenlamellen 32 drückt. Die Lamellen 31 sitzen in einem Kupplungsgehäuse 33, während die Gegenlamellen 32 in einem drehfest mit dem Schwungrad 11 verbundenen Außengehäuse 15 aufgenommen sind. Der Andruck der Lamellen 31, 32 wird durch einen in 8 durch einen Pfeil veranschaulichten Hydraulikdruck 50.2 erzeugt. Dieser Hydraulikdruck 50.2 hat eine doppelte Aufgabe zu erfüllen.
Die maßgeblichen Kolbenflächen 45, 46 vom Haupt- bzw. Hilfskolben 41, 42 liegen nämlich, wie 8 zeigt, unmittelbar radial nebeneinander und werden daher gemeinsam durch den Hydraulikdruck 50.2 im Zylinder 40 beaufschlagt, was noch näher beschrieben wird. Der Zylinder 40 hat also die Funktion gleichzeitig der Hauptzylinder-Raum für den Hauptkolben 41 als auch der Hilfszylinder-Raum für den Hilfskolben 42 zu sein. Der Hydraulikdruck 50.2 gelangt durch eine am Achsende vorgesehene Hydraulikzuführung 16 gemäß 1 über nicht näher gezeigte Kanäle in den radialen Endkanal 24 von 8. Dieser Endkanal 24 durchsetzt das Bremsgehäuse 23 bis zum dortigen Gesamtzylinder 40.
Der vorerwähnte Hilfskolben 42 ist relativ zum Hauptkolben verschieblich und zwischen dem Hauptkolben 41 und der Kupplung 30 angeordnet. Er wird von aus 3 erkennbaren Hilfsfedern 42 in Richtung des Hauptkolbens 41 belastet. Durch den bereits erwähnten Hydraulikdruck ist der Hilfskolben 42 auf die Kupplung 30 zu verschiebbar, wie noch näher gezeigt wird. Dies geschieht aber bei der Erfindung in besonderer Weise.
Eine erste Besonderheit der Erfindung besteht in einer Schar von Durchlässen 25, die, wie aus der Detailansicht von 9 zu erkennen ist, hier rotationssymmetrisch ausgebildet und in sich axial gestuft sind. Dadurch entsteht ein enger Bereich 28 und ein weiter Bereich 26 im Durchlass 25. Der weite Durchlassbereich 26 dient zu axialen Führung für ein Druckstück 35 gemäß 10. Auch das Druckstück 35 ist zwar rotationssymmetrisch, aber axial unsymmetrisch ausgebildet. Das Druckstück 35 besitzt auf einem zylindrischen Kern 34 einen außermittig sitzenden Bund 36 dessen eine Flanke einen noch näher zu beschreibenden Axialanschlag 37 bestimmt. Bezogen auf die beiden Stirnenden des Kerns 34 bestimmt der Bund 36 ein kurzes Ende 38 zu der einen Stirnfläche 48 hin und ein langes Ende 39 zur gegenüberliegenden Stirnfläche 49. Beide Stirnflächen 48, 49 werden von axialen Zapfen 18, 19 überragt.
Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Hauptfedern 51 und die Hilfsfedern 52 formgleich ausgebildet sind. Sie bestehen im vorliegenden Fall aus einer äußeren Wendelfeder 53 in deren Wendelinneren eine innere Wendelfeder 54 sitzt. Auch die radiale Position der Haupt- und Hilfsfedern 51, 52 ist, wie 3 und 4 zeigen, identisch ausgebildet. Im Kupplungsgehäuse 33 sind, in Ausrichtung mit den Durchlässen 25 vom Hilfskolben 42 Sackbohrungen 55 eingelassen, an deren Sackboden 56 sich beide Federn 51, 52 jeweils abstützen. Ob das jeweilige Wendelfeder-Paar 53, 54 als Hauptfeder 51 für den Hauptkolben 41 oder als Hilfsfeder 52 für den Hilfskolben 42 fungiert, hängt nur davon ab, in welcher Weise das Druckstück 35 in den Durchlass 25 vom Hilfskolben 42 eingesteckt wird.
Das Druckstück 35 kann bei der Erfindung in einer von zwei zueinander gewendeten Positionen im Durchlass 26 benutzt werden. Diese beiden Einsteckmöglichkeiten des Druckstücks 35 sind in 10 mit den Positionspfeilen 35.1 und 35.2 gekennzeichnet. In Abhängigkeit von diesen beiden Einsteckrichtungen 35.1 und 35.2 ergeben sich gegensätzliche Wirkungen, was anhand der 3 und 4 näher erläutert werden soll.
Im Falle der 3 ist das Druckstück 35 im Sinne des Pfeils 35.2 in den Durchlass 25 eingesteckt worden. Dabei kommt das kurze Ende 38 in dem bereits erwähnten, aus 9 erkennbaren engeren Bereich 28 zu liegen. Der die Stirnfläche 48 in 10 überragende Zapfen 18 greift in eine entsprechende Zapfenaufnahme 47 des Hauptkolbens 41 ein. Das Druckstück 35 fungiert auch noch als Schutz gegen eine Verdrehung zwischen dem Haupt- und Hilfskolben 41, 42. In 3 ist aber entscheidend, dass, was in 9 und 10 besser zu erkennen ist, der Axialanschlag 37 am Druckstück 35 sich an einem Gegenanschlag 27 abstützt, welcher durch die Stufe zwischen dem weiten und engen Bereich 26, 28 des Durchlasses 25 entsteht. Die auf die Stirnfläche 49 vom langen Ende 39 ausgeübten Federkräfte 58 der Hilfsfedern 52 werden vom Anschlag 37 und Gegenanschlag 27 zunächst auf den Hilfskolben 42 übertragen. Der Hilfskolben 42 stützt sich aber in 3 mit seiner Kontaktfläche 62 an der Anlagefläche 61 des Hauptkolbens ab. Die durch den Kraftpfeil 58 in 3 verdeutlichte Federkraft 58 wird so über die Druckfläche 43 auf die Bremse 20 übertragen, die dadurch wirksam gesetzt wird. Die auf die Bremse 20 wirkende Andruckkraft wird über das erwähnte Stationärgehäuse 14 auf dein Maschinenständer 13 übertragen. Die als Abtrieb fungierende Exzenterwelle 12 wird abgebremst.
Zu dieser Bremswirkung tragen natürlich die Hauptfedern 51 entscheidend bei, wie anhand der 4 gezeigt ist. Die Funktion des Wendelfeder-Paares 53, 54 als Hauptfedern 51 kommt einfach dadurch zustande, dass das Druckstück 35 in einer gegenüber 3 gewendeten Position im Hilfskolben 42 sitzt. Dazu wird das Druckstück 35 im Sinne des Einsteckpfeils 35.1 von 10 in den Durchlass 25 vom Hilfskolben 42 der 9 eingesteckt. Dadurch kommt, wie 4 zeigt, das beschriebene lange Ende 39 im engen Bereich 28 zu liegen, wobei sich die dortige Stirnfläche 49 jetzt an der Anlagefläche 61 des Hauptkolbens 41 abstützt. Es liegt ein beträchtlicher axialer Abstand 29 zwischen dem Axialanschlag 37 am Bund 36 einerseits und den Gegenanschlag 27 im Durchlass 25 vor. Der Bund 36 ist mit seinem Umfangsbereich in der erweiterten axialen Führung 26 des Durchlasses 25 frei beweglich. Dadurch werden die mit dem Kraftpfeil 57 verdeutlichten Federkräfte der jetzt als Hauptfeder 51 fungierenden Wendelfeder-Paare 53, 54 durch den Durchlass 25 frei hindurchgeführt und wirken über das Druckstück 25 unmittelbar auf den Hauptkolben 41. Dieser setzt, wie bereits beschrieben wurde, die Bremse 20 wirksam. Die Kupplung 30 dagegen ist, wie aus dem Luftspalt 59 in 3 oder 4 zu erkennen ist, unwirksam. Das Schwungrad 11 läuft frei um.
In einer ersten Einsteckposition gemäß 3 bewirkt das Druckstück 35, das die darauf wirkenden Federkräfte 58 an den Hilfskolben 42 gelangen und daher die Funktion von Hilfsfedern 52 erfüllen. Die durch den entsprechenden Pfeil 35.2 in 10 dazu verdeutlichte Einsteck-Position im Hilfskolben 42 erweist sich somit als „Hilfsfeder-Wirk-Position 35.2". Wird das Druckstück 35 aber in der aus 4 ersichtlichen gewendeten Position im Sinne des Pfeils 35.1 von 10 eingesteckt, dann kommen die Federkräfte 57 von 4, unter Umgehung des Hilfskolbens 42, direkt am Hauptkolben 41 zur Anlage. In diesem Fall fungieren die gleichen Federn 53, 54 als Hauptfedern 51. Diese gewendete Position 35.1 des Druckstücks 35 erweist sich somit als „Hauptfeder-Wirk-Position".
Wie anhand der 5 näher erläutert werden soll, besteht die im Bremsfall von 3 und 4 wirksame Druckfläche 43 vom Hauptkolben 41 aus dem Endflansch eines Stößels 17 in einer Bohrung des Hauptkolbens 41. Der Stößel 17 stützt sich im Bohrungsinneren über Blattfedern an einem Widerlager ab. Dadurch soll die Druckfläche 43 elastisch nachgiebig auf die Lamellen 21, 22 treffen. Das sorgt für eine geräuscharme Arbeitsweise.
Anstelle eines in zueinander gewendeten Positionen 35.1 und 35.2 verwendbaren Druckstücks 35 könnte an jenen Stellen, wo die Wendelfeder-Paare 53, 54 die Funktion von Hilfsfedern 52 übernehmen sollen, ein nicht näher gezeigter Einsatz im Durchlass 25 vom Hilfskolben 42 angeordnet sein. Dieser würde dann die zugehörigen Hilfs-Federkräfte 58 aufnehmen. An jenen Stellen, wo diese Wendelfeder-Paare 53, 54 die Funktion von Hauptfedern 51 übernehmen sollen, wird ein solcher Einsatz einfach weggelassen. Dann können sich diese unmittelbar an der Anlagefläche 61 des Hauptkolbens 41 abstützen. Es könnte auch unterschiedliche Wendelfedern 53, 54 als Hauptfedern 51 und Hilfsfedern 52 verwendet werden. So könnte die Federkraft der Hilfsfedern 52 kleiner als diejenige der Hauptfedern 51 gewählt werden.
Eine weitere Variante der Erfindung könnte, darin bestehen, dass die Durchlässe 25 nur im Bereich jener Stellen vorgesehen sind, wo die Wendelfedern als Hauptfedern 51 fungieren und, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, im Kupplungsgehäuse 33 sich abstützen, welches auch die Hilfsfedern 52 aufnimmt. Die Federkräfte 58 der Hilfsfedern 52 könnten durch Stößel auf den Hauptkolben 41 übertragen werden. Die Durchlässe 25 im Hilfskolben 42 könnten dann so eng sein, dass nur diese Stößel hindurchpassen und darin frei beweglich sind.
In 5 ist eine Zwischenposition der erfindungsgemäßen Kombination 10 gezeigt, wo eine Überschneidung zwischen dem Bremsen und Kuppeln erfolgt. 5 zeigt, in Analogie zu 3, die Hilfsfeder-Wirk-Position 35.2, wo die Wendelfeder-Paare die Funktion der Hilfsfeder 52 übernehmen. Im Gesamtzylinder 70 hat sich ein kleiner Anfangs-Hydraulikdruck 50.1 aufgebaut. Weil nur wenige Druckstücke 35 diese Position 35.2 einnehmen, sind die Hilfsfedern 41 von einer verhältnismäßig kleinen Federkraft 58 belastet. Der kleine Anfangsdruck 51.1 reicht daher schon aus, um den Hilfskolben 41, wie 5 zeigt, um ein kleines Wegstück 63 weiterzubewegen. Der Hilfskolben 41 bewegt sich gegenüber dem zunächst noch ruhenden Hauptkolben 42 frei auf die Kupplung 30 zu. Das hat eine doppelte Wirkung.
Der Hilfskolben 42 entfernt sich mit seiner Kontaktfläche 62 von der Anlagefläche 61 des Hauptkolbens 41. Dadurch wirken seine Federkräfte 58 nicht mehr auf die Bremse 20. Zugleich ist aber der Hilfskolben 42 mit seiner Druckfläche 44 in Anlage an die zur Kupplung 30 gehörenden Lamellen 31, 32 gekommen, weshalb sich eine gewisse Kupplungskraft schon aufbaut. Das sorgt für einen weichen Übergang vom Bremsen zum Kuppeln und natürlich auch umgekehrt.
6 zeigt, in Analogie zu 5, den Übergang zwischen dem Kuppeln und Bremsen, allerdings in jenem Bereich, wo sich das Druckstück 35 in seiner Hauptfeder-Wirk-Position 35.1 befindet. Jetzt wirken die Wendelfeder-Paare als Hauptfedern 51 und erzeugen die auch in 6 verdeutlichte Federkraft 57. Auch wenn die Lücke 63 zwischen den beiden Kolben 41, 42 vorliegt, stützt sich die Federkraft 57 nach wie vor über die stirnseitige Druckfläche 49 vom Druckstück 35 unmittelbar an der Anlagefläche 61 des Hauptkolbens 41 ab. Es sind, wie bereits erwähnt wurde, wegen der gewendeten Position 35.1 wesentlich mehr Druckstücke 35 in ihrer Funktion als Hauptfedern 51 wirksam als in der in 5 beschriebenen Funktion als Hilfsfedern 52. Dadurch wird in 6 die Bremse 20 noch mit einer beachtlichen Federkraft 57 wirksam gesetzt. Steigt aber der Hydraulikdruck im Gesamtzylinder 70 an, so erhöht sich nicht nur der Andruck des Hilfskolbens 42 an der Kupplung 30, sondern es nimmt auch zunehmend der Andruck des Hauptkolbens 41 an der Bremse 20 ab.
Der Endzustand dieses Übergangs ist in den 7 und 8 gezeigt. Hier ist die Bremse 20 unwirksam und die Kupplung 30 wirksam gesetzt. Auch dies geschieht, im Vergleich zum Stand der Technik, in optimaler Weise.
Die 7 zeigt wieder, in Analogie zu 3 bzw. 5, diejenigen Verhältnisse, wo die Wendelfeder-Paare 53, 54 die Funktion von Hilfsfedern 52 übernehmen, weil das Druckstück 35 sich in seiner beschriebenen Hilfsfeder-Wirk-Position 35.2 befindet. Die 8 zeigt die zu 4 und 6 analogen Verhältnisse, wo das Druckstück 35 sich in seiner Hauptfeder-Wirk-Position befindet. Der Hydraulikdruck im Gesamtzylinder 70 hat seinen bereits vorausgehend genannten Endwert 50.2 erreicht. Jetzt wird auch der Hauptkolben 41 gegen die Kupplung 30 gedrückt und stützt sich mit seiner Anlagefläche 61 an der Kontaktfläche 62 vom Hilfskolben 42 ab. Es werden daher die auf die große Kolbenfläche 45 des Hauptkolbens 41 wirkenden großen Kräfte über die Druckfläche 44 des Hilfskolbens 42 auf die Lamellen 31, 32 der Kupplung 30 geleitet. Der Hauptkolben leistet einen großen Beitrag zu dem durch den Kraftpfeil 60.2 in 7 und 8 verdeutlichten Kupplungsandruck. Das geschieht natürlich in besonders hohem Maße bei den in der Hauptfeder-Wirk-Position 35.1 angeordneten Druckstücken 35 gemäß 8. Die Bremse 20 ist ganz geöffnet. Die Kupplung 30 ist voll wirksam gesetzt, wodurch die Rotation vom Schwungrad 11 über das Außengehäuse 15 und die Kupplung 30 auf die mit dem Kupplungsgehäuse 33 fest verbundene Exzenterwelle 12 übertragen wird.
Die in den beiden Positionen 35.1 und 35.2 jeweils nicht in der Zapfenaufnahme 47 des Hauptkolbens 41 steckenden Zapfen 18, 19 des Druckstücks 35 dienen zur Zentrierung der Wendelfeder-Paare 53, 54, wie anhand der 7 und 8 zu erkennen ist. In die Position 35.2 von 7 greift der Zapfen 19 ins Innere der inneren Wendelfeder 54. Bei der Position 35.1 von 8 ragt der andere Zapfen 18 vom Druckstück 35 ins Wendelinnere der Hauptfedern 51 hinein.
Wie aus 8 zu entnehmen ist, ist dem Zylinder 40 ein Gegenzylinder 65 zugeordnet, der mit einer eigenen Steuerung für einen zusätzlichen Hydraulikdruck versehen ist. Das ist in 8 durch einen Druckzuführpfeil 50.3 veranschaulicht. Diese Hydraulikzufuhr 50.3 erfolgt über einen radialen Endkanal 64, welcher ebenfalls im Bremsgehäuse 23 eingelassen ist und von der gleichen Hydraulikzuführung 16 gespeist wird. Im vorliegenden Fall wirkt dieser zusätzliche Hydraulikdruck 50.3 mittelbar auf den Hauptkolben 41, nämlich über den Hilfskolben 42 und die zwischen diesen beiden Kolben bestehende Kontakt- und Anlagefläche 62, 61. Der Gegenzylinder 65 erfasst nämlich nur die mit 66 in 8 verdeutlichte Gegenkolbenfläche 66 des Hilfskolbens 42. Dadurch lässt sich der Übergang zwischen dem Kuppeln und Bremsen modifizieren und die endgültige Bremslage der beiden Kolben 41, 42 gemäß 3 und 4 verstärken. Der zusätzliche Hydraulikdruck 50.3 wirkt nämlich im Sinne einer Verstärkung der im Zusammenhang mit 3 und 4 beschriebenen Federkräfte 57, 58. Auch ein schnellerer Einfall der Bremse kann durch diesen Hydraulikdruck 50.3 erreicht werden.
Beachtenswert ist, dass der Gegenzylinder 65 in der gleichen Radialzone wie der gemeinsame Zylinder 40 angeordnet ist, der zur Aufnahme der beiden Kolben 41, 42 mit ihren Kolbenflächen 65, 46 dient. Im vorliegenden Fall kann der Bewegungsablauf des Hilfskolbens durch ein Zusammenspiel der Hydraulikkräfte 50.1 bis 50.3 und der Federkräfte 57, 58 beliebig gesteuert werden.
Die 2 zeigt gegenüber 1 eine abgewandelte Ausführung 10' der erfindungsgemäßen Kombination. Soweit eine Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel 10 von 3 bis 8 besteht, gilt die bisherige Beschreibung.
In diesem Fall ist das Schwungrad 11 auf einer gesonderten Schwungradwelle 67 rotativ lagert. Die Schwungradwelle 67 ist koaxial auf der abtriebswirksamen Exzenterwelle 12 angeordnet und demgegenüber sowie gegenüber dem Maschinenständer 13 drehbar. Zwischen dem ruhenden Maschinenständer 13 und der Schwungradwelle 67 ist ein Hilfsantrieb 70 angeordnet. Dazu gehört ein Motor 71, der ein Zahnrad 72 antreibt. Dem Zahnrad 72 ist eine Gegenzahnung 68 an der Schwungradwelle 67 zugeordnet. Der Hilfsantrieb 70, der selbsthemmend ausgelegt ist (Schneckengetriebe), wird genutzt, um einen an den Abtrieb 12 angeschlossenen Pressenstößel bei geschlossener Bremse 20 unabhängig vom Hauptantrieb 11 zu verfahren. Dies geschieht meistens mit geringer Geschwindigkeit. Dieser Hilfsantrieb wird beim Einrichten der Maschine gebraucht, was vor allem nach dem Werkzeugwechsel erfolgt. Das Drehmoment der Bremse 20 wird dabei durch den Druck im Gegenzylinder 65 erhöht. Die Welle 69 des Zahnrads 72 kann, wie 2 zeigt, im Maschinenständer 13 drehgelagert sein.

10: Kombination (1, 3 bis 8)
10': alternative Kombination (2)
11: Antrieb, Schwungrad
12: Abtrieb, Exzenterwelle
13: Maschinenständer
14: Stationärgehäuse für 22
15: Außengehäuse für 32
16: Hydraulikzuführung von 10 bzw. 10' (1, 8)
17: Stößel für 43 (5)
18: axialer Zapfen an 35 bei 38 (10)
19: axialer Zapfen von 35 bei 39 (10)
20: Bremse
21: Lamellen von 20
22: Gegenlamellen von 20
23: Bremsgehäuse
24: radialer Endkanal für 50.1 bzw. 50.2 (5, 8)
25: Durchlass in 42 (3, 9)
26: weiter Bereich von 25, axiale Führung für 36 (10)
27: Gegenanschlag für 37 (9, 3)
28: enger Bereich von 25 (9)
29: axialer Abstand zwischen 37, 27 (4)
30: Kupplung
31: Lamelle von 30
32: Gegenlamelle von 30
33: Kupplungsgehäuse
34: zylindrischer Kern von 35 (10)
35: Druckstück (10)
35.1: erster Positionspfeil von 35, Haupt-Wirk-Position (10)
35.2: zweiter Positionspfeil von 35, Hilfsfeder-Wirk-Position (10)
36: Bund an 34 (10)
37: Axialanschlag an 37 bei 36 (10)
38: kurzes Ende von 35 (10)
39: langes Ende von 35 (10)
40: Gesamtzylinder für 41, 42 (8)
41: Hauptkolben
42: Hilfskolben
43: Druckfläche von 41
44: Druckfläche von 42 (8)
45: Kolbenfläche von 41 (8)
46: Kolbenfläche von 42 (8)
47: Zapfenaufnahme in 41
48: Stirnfläche von 34 bei 38 (10)
49: Stirnfläche von 34 bei 39, Druckfläche (10)
50.1: Anfangs-Hydraulikdruck (5, 6)
50.2: End-Hydraulikdruck (7, 8)
50.3: zusätzlicher Hydraulikdruck für 65 (10)
51: Hauptfeder für 41 (4)
52: Hilfsfeder für 42 (3)
53: äußere Wendelfeder von 51 bzw. 52 (Wendelfeder-Paar)
54: innere Wendelfeder von 51, 52 (Wendelfeder-Paar)
55: Sackbohrung in 33 für 51 bzw. 52
56: Sackboden von 55
57: Federkraft von 51 (4)
58: Federkraft von 52 (3)
59: Luftspalt zwischen 42, 30 (3, 4)
60.1: kleiner Anfangs-Kupplungsandruck (5)
60.2: großer End-Kupplungsandruck (7, 8)
61: Anlagefläche von 41
62: Kontaktfläche für 61 an 42
63: Lücke, Verschiebungswegstück von 42 gegenüber 41 (5, 6)
64: radialer Endkanal für 53.3 in 23 (8)
65: Gegenzylinder (8)
66: Gegenkolbenfläche an 42 (8)
67: Schwungradwelle, Antriebslagerwelle (2)
68: Gegenzahnung an 67 (2)
69: Zahnradwelle für 72 (2)
70: Hilfsantrieb (2)
71: Motor von 70 (2)
72: Zahnrad (2)

Claims

) Hydraulische Kupplungs-Brems-Kombination (10) mit einer Kupplung (30), welche im Einschaltfall einen Antrieb (11) mit einem Abtrieb (12) verbindet, mit einer Bremse (20), welche im Einschaltfall den Abtrieb (12) mit einem Maschinenständer (13) verbindet, mit einem zwischen der Kupplung (30) und der Bremse (20) verschiebbaren Hauptkolben (41), wobei der Hauptkolben (41) – zum Einschalten der Bremse (20) – einerseits durch Hauptfedern (51) in Richtung der Bremse (20) vorbelastet ist, und der Hauptkolben (41) – zum Einschalten der Kupplung (30) – andererseits durch einen in einem Hauptzylinder ausgeübten Hydraulikdruck (50.2) gegen die Kupplung (30) gedrückt wird, und mit einem relativ zum Hauptkolben (41) verschieblichen Hilfskolben (42), welcher seinerseits durch Hilfsfedern (52) in Richtung des Hauptkolbens (41) vorbelastet (58) ist, aber durch einen in einem Hilfszylinder ausgeübten Hydraulikdruck (50.2) auf die Kupplung (30) zu verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass nicht nur die Hauptfedern (51), sondern auch die Hilfsfedern (52) sich einendig an einem mit dem Abtrieb (12) drehfesten Gehäuse (33) der Kupplung (30) (Kupplungsgehäuse 33) abstützen, dass der Hilfskolben (42) Durchlässe (25) zum freien Durchtritt von Federkräften (57) aufweist, welche von den Hauptfedern (51) ausgehen und sich anderendig am Hauptkolben (41) abstützen, dass sowohl der zur Hydrauliksteuerung des Hauptkolbens (41) dienende Hauptzylinder als auch der die Kolbenflächen (46) vom Hilfskolben (42) aufnehmende Hilfszylinder in einem mit dein Abtrieb (12) drehfesten Gehäuse (23) der Bremse (20) (Bremsgehäuse 23) angeordnet sind, und dass der Hilfskolben (42) gegenüber dem Hauptkolben (41) frei verschiebbar ist.
Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (41) und der Hilfskolben (42) in einem gemeinsamen Zylinder (40) angeordnet sind, welcher sowohl als Hauptzylinder als auch als Hilfszylinder fungiert.
Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kolbenflächen (45, 46) des Haupt- und Hilfskolbens (41, 42), welche für die Hydrauliksteuerung (50.1, 50.2) maßgeblich sind, radial unmittelbar nebeneinander liegen.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfedern (51) und die Hilfsfedern (52) in der gleichen Ringzone der beiden Kolben (41, 42) angeordnet sind.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt- und Hilfsfedern (51, 52) zwar im wesentlichen zueinander formgleich (53, 54) ausgebildet sind, aber der Hauptkolben (41) von einer größeren Anzahl von Federn (51) als der Hilfskolben (42) belastet wird.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (25) im Hilfskolben (42) nicht nur im Bereich der Hauptfedern (51), sondern auch im Bereich der Hilfsfedern (52) angeordnet sind, dass aber die im Bereich der Hilfsfedern (52) befindlichen Durchlässe (25) mit einem Einsatz versehen sind und dass die Einsätze Anlageflächen für die Hilfsfedern (42) aufweisen.
Kombination nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Durchlässe (25) zueinander formgleich ausgebildet sind.
Kombination nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz aus einem axial unsymmetrisch ausgebildeten Druckstück (35) besteht, dass das Druckstück (35) gegenüber seinen beiden Stirnflächen (48, 49) einen außermittig positionierten Axialanschlag (37) besitzt, welcher das Druckstück (35) einerseits in ein kurzes Ende (38) und andererseits in ein langes Ende (39) gliedert, und dass das Druckstück (35) in einem der Durchlässe (25) des Hilfskolbens (42) einsteckbar und in seiner Einstecklage durch eine der Hauptfedern (51) oder Hilfsfedern (52) gesichert ist.
Kombination nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (37) durch die eine Flanke eines Bundes (36) erzeugt ist.
Kombination nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstücke (35) zwar in allen Durchlässen (25) des Hilfskolbens (42) angeordnet sind, aber – in Abhängigkeit von der gewünschten Federbelastung (57, 58) durch die Hauptfedern (51) einerseits bzw. durch die Hilfsfedern (52) andererseits – in einer von zwei zueinander gewendeten Positionen (35.1, 35.2) liegen, nämlich einer Hauptfeder-Wirk-Position (35.1) und einer Hilfsfeder-Wirk-Position (35.2), dass die Durchlässe (25) axiale Führungen (26) für das Druckstück (35) und einen axialen Gegenanschlag (27) für den Axialanschlag (37) des Druckstücks (35) aufweisen, dass – in der Hilfsfeder-Wirk-Position (35.2) vom Druckstück (35) – die Hilfsfedern (52) sich am langen Ende (39) des Druckstücks (35) abstützen, während der Axialanschlag (37) des Druckstücks (35) am Gegenanschlag (27) im Durchlass (25) des Hilfskolbens (42) anliegt und dadurch die Federkraft (58) der Hilfsfedern (52) auf den Hilfskolben (42) überträgt und dass – in der Hauptfeder-Wirk-Position (35.1) vom Druckstück (35) – die Hauptfedern (51) sich an dem kurzen Druckende (38) abstützen, während der Axialanschlag (37) im axialen Abstand (29) vom Gegenanschlag (27) im Durchlass (25) angeordnet ist, wobei – in der Hauptfeder-Wirk-Position (35.1) – das Druckstück (35) in der axialen Führung (26) des Durchlasses (25) frei beweglich ist, sich mit seinem langen Druckende (39) an einer Anlagefläche (61) vom Hauptkolben (41) abstützt und die Federkraft (57) der Hauptfedern (51) auf den Hauptkolben (41) überträgt.
Kombination nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckstücke (35) zugleich zur Verdrehungssicherung zwischen dein Hilfskolben (42) und dem Hauptkolben (41) dienen.
Kombination nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (25) und die Druckstücke (35) rotationssyminetrisch ausgebildet sind, dass beide Stirnflächen (48, 49) Zapfen (18, 19) aufweisen, während an der Anlagefläche (61) des Hauptkolbens (41) Zapfenaufnahmen (47) im Bereich der Durchlässe (25) vom Hilfskolben (42) angeordnet sind, und dass die Zapfen (18, 19) sowohl in der Hauptfeder-Wirk-Position (35.1) als auch in der Hilfsfeder-Wirk-Position (35.2) der Druckstücke (35) mit den Zapfenaufnahmen (47) in Eingriff sind und zur Verdrehungssicherung dienen.
Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegenden, nicht für den in Eingriff in den Zapfenaufnahmen (47) genutzten Zapfen (19, 18) der Druckstücke (35) zur Zentrierung der wedelförmig ausgebildeten Hauptfedern (51) bzw. der Hilfsfedern (52) am Druckstück (35) dienen.
Kombination, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zylinder (40) ein Gegenzylinder (65) mit einer eigenen Steuerung für einen zusätzlichen Hydraulikdruck (50.3) zugeordnet ist, dass dieser zusätzliche Hydraulikdruck (35.2) unmittelbar oder mittelbar auf den Hauptkolben (41) wirkt und den Hauptkolben (41) in Richtung der Bremse (20) drückt.
Kombination nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nur der Hilfskolben (42) im Gegenzylinder (65) angeordnet ist und dass der Hilfskolben (42) bei Anlage am Hauptkolben (41) den auf ihn ausgeübten zusätzlichen Hydraulikdruck (50.3) auf den Hauptkolben (42) überträgt.
Kombination nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenzylinder (65) in der gleichen Radialzone wie der zur Aufnahme des Hauptkolbens (41) und/oder des Hilfskolbens (42) dienende gemeinsame Zylinder (40) angeordnet ist.
Kombination nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Hydraulikdruck (50.3) zum schnelleren Einfall der Bremse (20) genutzt wird.
Kombination nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Hydraulikdruck (50.3) den Bewegungsablauf des Hilfskolbens (42) bzw. Hauptkolbens (41) beim Bremsen und/oder Kuppeln steuert.
Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Maschinenständer (13) und einer den Antrieb (11) lagernden Antriebslagerwelle (64) ein Hilfsantrieb (70) angeordnet ist und dass bei wirksamen Hilfsantrieb (70) der federbedingte (51, 52) Andruck (57, 58) des Hauptkolbens (41) bzw. des Hilfskolbens (42) an der Bremse (20) erhöht wird.