DE3237189A1

DE3237189A1 - Kupplungsvorrichtung mit ueberlastungssicherung, zur selektiven verbindung einer angetriebenen welle mit einer von zwei antreibenden wellen

Info

Publication number: DE3237189A1
Application number: DE19823237189
Authority: DE
Inventors: Kiyokazu Komatsu Ishikawa Baba
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1982-10-07
Publication date: 1983-04-28
Anticipated expiration: 2002-10-08
Also published as: JPS6213704Y2; JPS5857335U; DE3237189C2; US4478320A

Description

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- 5 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. 5

Eine derartige Kupplungsvorrichtung dient dazu, eine angetriebene Welle in der Weise selektiv mit einer von zwei antreibenden Wellen zu verbinden, daß die angetriebene Welle normalerweise mit einer ersten der antreibenden WelLen verbunden ist und bei drohender Überlastung mit der anderen Antriebswelle verbunden wird. Ein typischer Anwendungsfall einer derartigen Kupplungsvorrichtung ist der Antrieb des Zufuhrmechanismus einer Presse.

Es sind'automatische Pressenanlagen mit einem Zufuhrmechanismus zum sukzessiven Zuführen der Werkstücke in den eigentlichen Bearbeitungsbereich der Presse bekannt, bei denen der Zufuhrmechanismus synchron mit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des das Oberwerkzeug oder den Stempel tragenden Preßschlittens arbeitet. Die Antriebseinrichtung für den Zufuhrmechanismus und die Antriebseinrichtung für die Preßwerkzeuge oder den Preßschlitten sind zum Zwecke der Synchronisation miteinander verbunden. Es ist ferner bekannt, an einem Verbindungspunkt zwischen der Antriebseinrichtung des Zufuhrmechanismus und dem der eigentlichen Presse einen Mechanismus vorzusehen, der eine überlastung der Antriebseinrichtung des Zufuhrmechanismus verhindert. Wenn das von dem Pressenantrieb auf den Antrieb des Zufuhrmechanismus übertragene Drehmoment so groß wird, daß der Zufuhrmechanismus hierdurch zerstört oder beschädigt werden könnte, so bewirkt dieser im folgenden als überlastungssicherung berzeichnete Mechanismus die Trennung der Antriebseinrichtungen von Presse und Zufuhrmechanismus. Der so von dem Pressen-

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antrieb getrennte Zufuhrmechanismus wird sodann von einem unabhängig von dem Pressenantrieb arbeitenden separaten Antriebsaggregat mit kleinerem Drehmoment angetrieben.
5

Der oben beschriebene Stand der Technik hat den Nachteil, daß die Überlastungssicherung und das separate Antriebsaggregat oder die Antriebsquelle für den Zufuhrmechanismus als getrennte Bauteile ausgeführt und nicht in eine strukturelle Einheit integriert sind. Dies führt zu einem verhältnismäßig hohen Raumbedarf und zu hohen Herstellungsoder Installationskosten.

Die Erfindung ist darauf gerichtet/ den oben genannten Nachteil zu überwinden und eine kompakte, kostengünstig herzustellende, eine in sich geschlossene Einheit bildende Kupplungsvorrichtung zur selektiven Verbindung einer angetriebenen Welle mit einer von zwei antreibenden Wellen zu schaffen. Insbesondere soll die Kupplungsvorrichtung geeignet sein, eine Antriebswelle eines Zufuhrmechanismus in einer automatischen Pressenanlage selektiv mit einer Antriebswelle für die eigentliche Presse oder einer durch eine Antriebsquelle mit verhältnismäßig kleinem Ausgangsdrehmoment angetriebenenweiterenAntriebswelle zu koppeln.

Die Kupplungsvorrichtung soll die angetriebene Welle zuverlässig vor überlastung schützen und bei Auftreten einer überlastung ein schnelles Umschalten auf Eigenantrieb ermöglichen sowie andererseits nach Beseitigung der Gefahr der Überlastung ein schnelles Wiederankuppeln der angetriebenen Welle des Zufuhrmechanismus an die Antriebswelle der Presse ermöglichen.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnen-

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den Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß steht die erste Antriebswelle mit einem ersten Rotor in Antriebsverbindung, der drehbar aber axialfest auf der angetriebenen Welle montiert ist. Ein Kolben ist derart drehfest und axial verschiebbar auf der angetriebenen Welle montiert, daß sein eines Ende dem. ersten Rotor zugewandt ist. Die zweite Antriebswelle steht mit einem zweiten Rotor am gegenüberliegenden Ende des Kolbens in Antriebsverbindung. Erste und zweite Kupplungen sind jeweils zwischen dem Kolben.und dem ersten bzw. zweiten Rotor angebracht. Die erste Kupplung ist derart aufgebaut, daß sie eine automatische Lösung der Verbindung zwischen dem ersten Rotor und dem Kolben gewährleistet, wenn das von dem ersten Rotor auf den Kolben übertragene Drehmoment einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Kolben trennt erste und zweite Fluidkammern und ist durch Beaufschlagung mit einem Druckfluid entweder an den ersten oder den zweiten Rotor ankuppelbar.

Ferner ist eine Fluid-Steuereinrichtung oder ein Steuerkreislauf vorgesehen, durch den normalerweise die erste Fluidkammer derart mit Druckfluid beaufschlagt wird, daß der Kolben über die erste Kupplung mit dem ersten Rotor in Eingriff gehalten wird. Der Fluiddruck in der ersten Fluidkammer ist jedoch so weit begrenzt, daß der Kolben zum Lösen der ersten Kupplung bei Überschreitung des vorgegebenen Drehmoments von dem ersten Rotor weg beweglich ist. Wenn der Kolben auf diese Weise von dem ersten Rotor abgerückt ist, liefert der Fluid-Steuerkreislauf Druckfluid in die zweite_κFluidkammer, so daß der Kolben über die zweite Kupplung mit dem zweiten Rotor in Eingriff gebracht wird.

Bevorzugt ist die oben beschriebene Kupplungsvorrichtung

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für den Antrieb des Zufuhrmechanismus einer automatischen Pressenanlage ausgelegt und die angetriebene Welle ist mit dem Zufuhrmechanismus verbunden. Die erste Antriebswelle ist mit dem Preßschlitten verbunden und erzeugt die Aufwärts- und Abwärtsbewegung desselben. Die zweite Antriebswelle ist die Ausgangswelle eines Motors oder einer Antriebseinheit, die ausschließlich zum Antrieb des Zufuhrmechanismus vorgesehen ist. Normalerweise wird somit der Zufuhrmechanismus über die gleiche Antriebswelle wie der Preßschlitten angetrieben, so daß das Zuführen der Werkstücke in die eigentliche Presse zeitlich auf die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen des Preßschlittens abgestimmt ist. Wenn jedoch die angetriebene Welle durch die erste Antriebswelle überlastet wird, trennt die Kupplungsvorrichtung die erste Antriebswelle von der angetriebenen Welle und verbindet die zweite Antriebswelle mit der angetriebenen Welle. In der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung sind somit eine überlastungssicherung zur Vermeidung einer überlastung des Zufuhrmechanismus durch die Antriebswelle der Presse und eine separate Antriebseinheit zum Antrieb des Zufuhrmechanismus integriert.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. 25

Fig. 1 zeigt schematisch den allgemeinen Aufbau eines typischen Zufuhrmechanismus für eine Presse einschließlich des Antriebssystems und einer erfindungsgemäßen

0 Kupplungsanordnung mit überlastungs

sicherung;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, die die Kupplungsanordnung aus Fig. 1

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TER MEER · MÜLLER · STEINMeSTEJR K ."K .""KomatSU

und einen zugehörigen Fluid-Steuerkreislauf umfaßt;

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Ansicht der Kupplungen der Kupplungs

anordnung aus Fig. 2.

In der nachfolgenden Beschreibung soll davon ausgegangen werden, daß die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung mit überlastungssicherung für die Verwendung in einer bekannten automatischen Pressenanlage ausgelegt ist. Gemäß Fig. 1 umfaßt die Pressenanlage einen Zufuhrmechanismus 10, mit dessen Hilfe Werkstücke nacheinander synchron mit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Preßschlittens in die nicht gezeigte eigentliche Presse überführt werden. Der Zufuhrmechanismus 10 ist mit Hilfe eines Antriebsmechanismus 12 an eine Zufuhr-Antriebswelle 14 gekoppelt, die nach unten aus einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 16 mit überlastungssicherung austritt. Eine seitlich aus der Kupplungsanordnung 16 austretende Pressen-Antriebswelle 18 ist zur Erzeugung der Aufwärts- und Abwärtsbewegung mit dem nicht gezeigten Preßschlitten verbunden und außerdem normalerweise über die Kupplungsanordnung 16 mit der Zufuhr-Antriebswelle 14 gekoppelt.

Die Kupplungsanordnung 16 umfaßt eine Antriebseinheit 20, durch die die Zufuhr-Antriebswelle 14 angetrieben wird, wenn diese von der Pressen-Antriebswelle 18 abgekuppelt ist.

Normalerweise kuppelt die Kupplungsanordnung 16 die Pressen-Antriebswelle 18 an die Zufuhr-Antriebswelle 14, so daß das Zuführen der Werkstücke in die Presse mit Hilfe des Zufuhrmechanismus 10 zeitlich auf die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Preßschlittens abgestimmt ist.

Wenn jedoch die Zufuhr-Antriebswelle 14 überlastet ist,

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wird sie durch die Kupplungsanordnung 16 sofort von der Pressen-Antriebswelle 18 abgekuppelt. Sodann wird die Ausgangswelle der Antriebseinheit 20 mit der Zufuhr-Antriebswelle 14 verbunden und dadurch der Zufuhrmechanismus 10 wieder in Betrieb gesetzt.

Auf eine nähere Erläuterung der Fig. 1 soll hier verzichtet werden, da diese Figur lediglich eine mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung veranschaulichen soll. Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung 16 soll nunmehr im einzelnen anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben werden.

In Fig. 2 sind nähere Einzelheiten der Kupplungsanordnung 16 mit Überlastungssicherung und eines zugehörigen Fluid-Steuerkreislaufs 22 dargestellt. Die Kupplungsanordnung 16 und der Steuerkreislauf 22 bilden zusammen die erfindungsgemäße überlastungssichere Kupplungsvorrichtung. Die Kupplungsanordnung 16 umfaßt im wesentliehen folgende Bauteile:

1. ein allgemein rohrförmiges Gehäuse 24,

2. einen hin- und hergehend in dem Gehäuse 24 beweglichen, drehfest und axial beweglich auf die Zufuhr-Antriebswelle 14 aufgekeilten Kolben 26,

3. eine erste Kupplung 28 zur Kopplung und Entkopplung der Pressen-Antriebswelle 18 und des Kolbens 26,

4. eine zweite Kupplung 30 zur Kopplung und Entkopplung einer Ausgangswelle 32 der Antriebseinheit 20 und des Kolbens 26.

Die Pressen-Antriebswelle 18 trägt an einem Ende ein

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Zahnrad 34 zur Verbindung mit einem Antriebsmechanismus für den Preßschlitten. Auf dem anderen Ende der Pressen-Antriebswelle 18 ist ein treibendes Kegelrad 36 montiert, das mit einem angetriebenen Kegelrad 38 auf der Zufuhr-Antriebswelle 14 kämmt. Das angetriebene Kegelrad 38 ist frei auf der Zufuhr-Antriebswelle 14 drehbar, ist jedoch gegen axiale Verschiebungen in Bezug auf die Antriebswelle gesichert. Der Kolben 26 weist eine mit geraden Nuten versehene Axialbohrung 40 auf und ist auf einen entsprechenden mit geraden Nuten oder Riffeln versehenen Endabschnitt 42 der Zufuhr-Antriebswelle 14 aufgekeilt. Der Kolben 26 ist somit zusammen mit der Zufuhr-Antriebswelle 14 drehbar, aber in Axialrichtung derselben frei beweglich.

Die erste Kupplung 28 ist zwischen einem dem angetriebenen Kegelrad zugewandten Ende des Kolbens 26 und dem Kegelrad angebracht. Wie genauer in Fig. 3 gezeigt ist, ist die erste Kupplung 28 eine Backenkupplung mit keilförmigen, in Eingriffs- und Trennrichtung gegeneinander beweglichen Backen 44,46. Die Berührungsflanken 48,50 der zueinander passenden Backen sind in der Weise geneigt, daß die Backen während der übertragung von Drehmoment von dem Kegelrad auf den Kolben 26 eine Kraft ausüben, die die Tendenz hat, das Kegelrad 38 und den Kolben 26 auseinander zu drücken.

Wenn das Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt, bewegt sich der Kolben 26 von dem Kegelrad 38 weg. Hierdurch wird*die erste Kupplung 28 gelöst. Gemäß Fig. 2 ist die zweite Kupplung 30 zwischen dem anderen Ende des Kolbens 26 und einem starr auf der Ausgangswelle 32 der Antriebseinheit 20 montierten Rotor 52 angebracht. Die Antriebseinheit 20 umfaßt in herkömmlicher Weise einen Motor 54 und ein Drehzahl-Reduziergetriebe 56. Bei der zweiten Kupplung 30 handelt es sich um eine beliebige geeignete Kupplung bekannter Bauart, im gezeigten Beispiel um eine Kupplung mit zwei miteinander in Paßeingriff stehenden keilförmigen

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- 12 Backen 58,60.

Der Kolben 26 ist mit einer ringförmigen Rippe 62 versehen, die in gleitender aber druckdichter Berührung mit der Innenfläche eines Abschnitts 64 von größerem Durchmesser des Gehäuses 24 steht. Auf diese Weise werden zwei entgegengesetzte Fluidkammern 66,68 auf den gegenüberliegenden Seiten der Rippe 62 des Kolbens gebildet. Bei Zufuhr von unter Druck stehendem Hydraulikfluid in die erste Fluidkammer 66 bewegt sich der Kolben 26 in Richtung auf das Kegelrad 38, so daß die erste Kupplung 28 eingreift. Bei Zufuhr von Druckfluid in die zweite Fluidkammer 68 bewegt sich dagegen der Kolben 26 in Richtung des Rotors 52, so daß die zweite Kupplung 30 eingreift.

Das Gehäuse 24 weist einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 70 auf. Aus diesem Schlitz ragt ein Schaltfinger 72 des Kolbens 26. Wenn der Kolben 26 über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad 38 verbunden ist, schaltet der Schaltfinger 72 einen elektrischen Schalter 74 ein. Ein weiterer ähnlicher Schalter 76 wird durch den Schaltfinger eingeschaltet, wenn der Kolben über die zweite Kupplung mit dem Rotor 52 verbunden ist. Der Fluid-Steuerkreislauf 22 steuert die Zufuhr und das Ablassen von Fluid in die bzw. aus den Fluidkammern 66,68 und gewährleistet so ein einwandfreies Arbeiten der Kupplungsanordnung 16. Der Fluid-Steuerkreislauf 22 umfaßt im wesentlichen die folgenden Elemente: .

1. ein ersteswählventil 78 zur selektiven Verbindung der Fluidkammern 66,68 mit einer Druckfluidquelle 80 oder einem Fluidauslaß 82,

2. ein Druckreduzierventil 84 zwischen dem ersten Wähl-

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ventil 78 und der ersten Fluidkammer 66, das den Druck in der ersten Fluidkammer 66 normalerweise auf einem ersten vorgegebenen Wert P1 hält,

3. ein überdruckventil 86, das die erste Fluidkammer 66 mit dem Fluidauslaß 82 verbindet, wenn der Fluiddruck der ersten Fluidkammer auf einen zweiten Wert P2 ansteigt, der größer als der erste Wert P1 ist,

4. ein zweites Wählventil 88, das bei Betätigung das erste Wählventil 78 über eine das Druckreduzierventil umgehende Leitung 90 mit der ersten Fluidkammer 66 verbindet .

Das erste Wählventil 78 ist ein Vierwegeventil mit zwei Stellungen. In der in Fig. 2 gezeigten Normalstellung verbindet das erste Wählventil die Druckfluidquelle 80 mit einer ersten Hauptleitung 92, die über ein Rückschlagventil 94, das zweite Wählventil 88/ das Druckreduzierventil 84 und ein zweites Rückschlagventil 96 zu der ersten Fluidkammer 66 führt. Ferner verbindet das erste Wählventil 78 in der Normalstellung den Fluidauslaß 82 mit einer zweiten Hauptleitung 98, die über ein Rückschlagventil mit der zweiten Fluidkammer 68 verbunden ist.

Wenn das erste Wählventil 78 in seine Betätigungsstellung umgeschaltet wird, verbindet es die Druckfluidquelle 80 mit der zweiten Hauptleitung 98 und den Fluidauslaß 82 mit der ersten Hauptleitung 92. Das Rückschlagventil 94 in der ersten Hauptleitung 92 ist derart hydraulisch vorgesteuert, das es öffnet, wenn die zweite Hauptleitung 98 unter Druck steht. Das Rückschlagventil 100 in der zweiten Hauptleitung 98 ist in entsprechender Weise hydraulisch vorgesteuert und öffnet, wenn die erste Hauptleitung 92 unter Druck steht. 35

Das zweite Wählventil 88 ist ebenfalls ein Vierwegeventil

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mit zwei Stellungen. In der in der Zeichnung gezeigten Normalstellung stellt es einerseits eine Verbindung zwischen dem ersten Wählventil 78 und dem Reduzierventil 84 und andererseits eine Verbindung zwischen der ersten Fluidkammer 66 und dem Rückschlagventil 86 über die Umgehungsleitung 90 her. In der Betätigungsstellung verbindet das zweite Wählventil 88 die erste Hauptleitung 92 mit der Umgehungsleitung 90 und ermöglicht so, daß das Druckfluid von der Druckfluidquelle 80 direkt in die erste Fluidkammer 66 strömt. Der Auslaß des Überdruckventils 86 ist mit dem Fluidauslaß 82 über eine Auslaßleitung 102 verbunden. Der normalerweise durch das Druckreduzierventil 84 aufrecht erhaltene erste vorgegebene Fluiddruck P1 in der ersten Fluid-kammer 66 ist kleiner als der zweite vorgegebene Fluiddruck P2, bei dem das überdruckventil 86 öffnet. Der zweite vorgegebene Fluiddruck P2 ist seinerseits kleiner als der Ausgangsdruck der Druckfluidquelle 80.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der überlastungssicheren Kupplungsvorrichtung aus Fig. 2 soll zunächst angenommen werden, daß die ersten und zweiten Wählventile 78,88 des Fluid-Steuerkreislaufs 22 beide in der Normalstellung sind. Das Druckfluid aus der Druckfluidquelle 80 wird so über die erste Hauptleitung 92 in die erste Fluidkammer 66 der Kupplungsanordnung 16 geleitet, während das Fluid aus der zweiten Fluidkammer 68 durch die zweite Hauptleitung 98 abgelassen wird. Dies führt dazu, daß sich der Kolben 26 verschiebt und über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff tritt. In diesem Zustand wird die Zufuhr-Antriebswelle 14 über die miteinander kämmenden Kegelräder 36,38 und den Kolben 26 durch die Pressen-Antriebswelle 18 angetrieben. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist unter dieser Bedingung der Bewegungszyklus des Zufuhrmechanismus 10 beim Zuführen von Werkstücken in die nicht gezeigte Presse mit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Preßschlittens synchronisiert.

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Der Fluiddruck in der ersten Fluidkammer 66 steigt nur bis auf den durch das Druckreduzierventil 84 festgelegten ersten vorgegebenen Wert P1 an, der jedoch hinreichend hoch ist, damit der Kolben 26 normalerweise über die erste Kupplung an das Kegelrad 38 gekuppelt bleibt. Die dadurch auf den Kolben 26 ausgeübte abwärts gerichtete Kraft ist in Fig. 2 durch einen Pfeil F2 dargestellt. Wenn der Kolben 26 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff tritt, betätigt der Schaltfinger 72 des Kolbens den Schalter 74. Dieser erzeugt daraufhin ein Signal, durch das angezeigt wird, das der Zufuhrmechanismus 10 synchron mit der Presse angetrieben wird.

Wenn die Zufuhr-Antriebswelle 14 beim synchronisierten Betrieb des Zufuhrmechanismus 10 überlastet wird, erzeugen die keilförmigen Backen 44,45 der eingerückten ersten Kuppling 28 eine Kraft F1, die die Tendenz hat, den Kolben 26 von dem Kegelrad 38 weg zu bewegen. Wenn die Kraft F1 größer als die entgegengesetzt gerichtete Kraft F2 durch den Fluiddruck in der ersten Fluidkammer 66 wird, beginnt der Kolben 26 sich von dem Kegelrad 38 weg zu bewegen. Dies führt zu einem Antieg des Fluiddrucks in der ersten Fluidkammer 66. Das überdruckventil 86 des Fluid-Steuerkreislaufs 22 öffnet, wenn der Fluiddruck in der ersten Fluidkammer 66 über den Wert P2, der den Schwellenwert des Uberdrucksventils darstellt, ansteigt. Durch das öffnen des Überdruckventils wird das Fluid aus der ersten Fluidkammer 66 über die Umgehungsleitung 90 und die Auslaßleitung 102 abgelassen. Daraufhin bewegt sich der Kolben 26 weiter von dem Kegelrad 38 weg und gibt das Kegelrad 38 frei. Auf diese Weise wird die Zufuhr-Antriebswelle 14 von der Pressen-Antriebswelle abgekoppelt und gegen überlastung geschützt.

Um den Kolben 26 mit dem Rotor 52 auf der Motor-Ausgangswelle 32 in Eingriff zu bringen, kann das erste Wählventil

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in die Betätigungsstellung umgeschaltet werden, während das zweite Wählventil 88 möglicherweise in seiner Normalstellung verbleibt. Sodann fließt das Druckfluid von der Druckfluidquelle 80 über die zweite Hauptleitung 98 in •5 die zweite Fluidkammer 68, während das Fluid in der ersten Fluidkammer 66 durch die Umgehungsleitung 90, das überdruckventil 86 und die Auslaßleitung 102 abgelassen wird. Daraufhin tritt der Kolben 26 über die zweite Kupplung 30 mit dem Rotor 52 in Eingriff.

Die Zufuhr-Antriebswelle 14 wird nunmehr durch die Antriebseinheit 20 angetrieben, die ausschließlich für den Zufuhrmechanismus 10 aus Fig. 1 vorgesehen ist. Während des Antriebs durch die Antriebseinheit 20 ist die Wirkungsweise des Zufuhrmechanismus jedoch nicht automatisch mit der Bewegung der Presse synchronisiert. Diese Betriebsart wird dadurch abgetastet, daß der Schaltfinger 70 an dem Kolben 26 den Schalter 76 betätigt, wenn der Kolben mit dem Rotor 52 in Eingriff tritt.

Ferner ist es möglich, zugleich mit dem ersten Wählventil 78 auch das zweite Wählventil 88 in die Betätigungsstellung umzuschalten, um den-Kolben 26 mit dem Rotor 52 in der oben beschriebenen Weise in Eingriff zu bringen. In diesem Fall wird das Fluid aus der ersten Fluidkammer 66 durch die Umgehungsleitung 90, das zweite Wählventil 88, das durch den Vorsteuer-Druck in der zweiten Hauptleitung 98 geöffnete Rückschlagventil 94 und das erste Wählventil 78 abgelassen.

Wenn die zweite Kupplung 30 gelöst und der Kolben 26 wieder über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff gebracht werden soll, so wird das erste Wählventil 78 in die Normalstellung zurückgeschaltet, während das zweite Wählventil 88 in der Betätigungsstellung gehalten bzw. in die Betätigungsstellung überführt wird. Das Druckfluid fließt

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dann aus der Druckfluidquelle 80 durch die Umgehungsleitung 90 in die erste Fluidkammer 66. Da das Druckfluid nicht das Druckreduzierventil 84 durchläuft, steigt der Druck in der ersten Fluidkammer 66 auf den vollen Ausgangsdruck der Druckfluidquelle 80 an. Infolgedessen kann der Kolben 26 unter dem vollen Ausgangsdruck der Druckfluidquelle 80 fest über die erste Kupplung 28 mit dem Kegelrad 38 in Eingriff gebracht werden. Nachdem ein fester Eingriff zwischen dem Kolben 26 und dem Kegelrad 38 hergestellt ist, kann das zweite Wählventil 88 in die Normalstellung zurückgestellt werden. In der Normalstellung stellt das zweite Wählventil eine Verbindung zwischen der Druckfluidquelle 80 und der ersten Fluidkammer 66 über das Druckreduzierventil 84 her und verbindet außerdem die erste Fluidkammer mit dem Uberdruckventil 86. Wenn somit der Druck in der ersten Fluidkammer 66 auf den ersten vorgegebenen Wert P1 reduziert ist und anschließend aufgrund einer überlastung der Zufuhr-Antriebswelle durch die Pressen-Antriebswelle 18 erneut auf den durch das Überdruckventil 86 festgelegten zweiten Wert P2 ansteigt, so löst sich die erste Kupplung 28 selbsttätig.

Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung mit überlastungssicherung kann nicht nur wie oben beschrieben in Verbindung mit einem Pressen-Zufuhrmechanismus verwendet werden, sondern ist darüberhinaus allgemein in solchen Fällen anwendbar, in denen eine einzige angetriebene Welle selektiv mit zwei durch unterschiedliche Antriebsquellen angetriebenen treibenden Wellen gekoppelt werden soll. Darüberhinaus sind an dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im Rahmen der allgemeinen Lehre der Erfindung zahlreiche Veränderungen denkbar. Beispielsweise braucht die Pressen-Antriebswelle 18 nicht über Kegelräder mit der ersten Kupplung 28 verbunden zu sein. Im Rahmen der Erfindung ist es lediglich erforderlich, daß ein hinsichtlich seiner Funktion dem angetriebenen Kegelrad 38 entsprechendes drehbares Teil vorhanden ist. Das Kegel-

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rad 38 ist daher in den Patentansprüchen allgemein als erster Rotor bezeichnet, während der Rotor 52 als zweiter Rotor bezeichnet ist.

Leerseite

Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr, N. ter Meer Dipl-Ing. H. Steinmeister

Sst'rTsse i ^MÜ"^er Ärtur-Ladebfcck-Strasse ei

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

FP 82-13-Ger.

st/wi/i_a OCT 7 1982

KABUSHIKI KAISHA KOMATSU

SEISAKUSHO

3-6, 2-chome, Akasaka,

Minato-ku, Tokyo, Japan

Kupplungsvorrichtung mit überlastungssicherung zur selektiven Verbindung einer angetriebenen Welle mit einer von zwei antreibenden Wellen

PRIORITÄT: 12. Oktober 1981, Japan, No. 150018/81

PATENTANSPRÜCHE

fi.y Kupplungsvorrichtung mit überlastungssicherung zur selektiven Verbindung einer angetriebenen Welle mit einer von zwei antreibenden Wellen, gekennzeichnet durch

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". FP"82-"1_:3-Ger.

- einen drehbar und axialfest auf der angetriebenen Welle (14) montierten, durch die erste antreibende Welle (18) angetriebenen ersten Rotor (38)/

- einen.drehfest und axial verschiebbar auf der angetriebenen Welle (14) montierten Kolben (26), dessen eines Ende dem ersten Rotor (38) zugewandt ist,

- eine erste Kupplung (28) zum Verbinden und Trennen des ersten Rotors (38) und des Kolbens (26) , welche erste Kupplung sich selbsttätig löst, wenn das von dem ersten Rotor (38) auf den Kolben (26) übertragene Drehmoment einen vorgegebenen Wert überschreitet,

- einen mit der zweiten Antriebswelle (32) in Antriebsverbindung stehenden zweiten Rotor (52) am entgegengesetzten Ende des Kolbens (26),

- eine zweite Kupplung (30) zur Verbindung des zweiten

Rotors (52) mit dem Kolben (26), wenn dieser von dem ersten Rotor (38) abgekuppelt ist,

- Einrichtungen (14,62) zur Begrenzung erster und zweiter entgegengesetzter. Fluidkammern zum Verschieben des Kolbens in entgegengesetzte axiale Richtungen relativ zu der angetriebenen Welle (14) und

- eine Fluid-Steuereinrichtung, die in einem ersten Zustand den Kolben (26) über die erste Fluidkammer (66) derart mit Druckfluid beaufschlagt, daß der Kolben (26) über die Kupplung (28) mit dem ersten Rotor (38) in Eingriff gehalten wird, jedoch zum Lösen der Kupplung (28) bei überschreiten des vorgegebenen Drehmoment-Wertes von dem ersten Rotor (38) weg verschiebbar ist/ und die in einem zweiten Zustand den Kolben (26) zur Ankupplung an den

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zweiten Rotor (52) über die zweite Fluidkanvmer (68) mit Druckfluid beaufschlagt.
2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Fluid-Steuereinrichtung (22) eine Druckfluidquelle (80), ein Wählventil (78) zur selektiven Verbindung der ersten oder zweiten Fluidkamraer (66,68) mit der Druckf luidquelle (80) und einem Fluidauslaß (82) , ein erstes druckbegrenzendes Ventil (84) zwischen dem Wählventil (78) und der ersten Fluidkammer (68) und ein zweites druckbegrenzendes Ventil (86) zwischen der ersten Fluidkammer (66) und dem Fluidauslaß (82) umfaßt, daß das erste druckbegrenzende Ventil (84) den Druck in der ersten Fluidkammer (66) auf einem ersten vorgegebenen Wert P1 hält, der ausreicht, den Kolben (26) unter normalen Bedingungen über die erste Kupplung (28) mit dem ersten Rotor (38) in Eingriff zu halten, und das das zweite druckbegrenzende Ventil (86) öffnet, wenn der Druck in der ersten Fluidkammer (66) über einen über dem ersten vorgegebenen Wert P1 liegenden zweiten vorgegebenen Wert P2 ansteigt.
3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluid-Steuereinrichtung (22) ein zweites Wählventil (88) zur Beaufschlagung des Kolbens (26) mit dem vollen Ausgangsdruck der Druckfluidquelle (80) beim Ankuppeln des Kolbens an den ersten Rotor (38) umfaßt, welches zweite Wählventil (88) in einer Normalstellung die Fluidverbindung zwischen dem ersten Wählventil (78) und dem ersten druckbegrenzenden Ventil (84) aufrecht erhält und in einer betätigten Stellung das erste Wählventil (78) über eine das erste druckbegrenzende Ventil (84) umgehende Leitung (90) direkt mit der ersten Fluidkammer (66) verbindet.

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4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung eine Antriebseinheit (20) umfaßt und daß die zweite Antriebswelle (32) die Ausgangswelle der Antriebseinheit (20) ist.