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Synchron-Selbstschaltekupplung Die Erfindung betrifft eine Sychron-Selbstschaltekupplung jener Art, die ein erstes gezahntes, klauen- tragendes Kupplungsglied, ferner ein zweites drehbares Kupplungsglied und ein mit Kupplungsklauen versehenes Zwischenglied aufweist, welch'letzteres zur Durchführung einer Schraubbewegung relativ zum zweiten Kupplungsglied eingerichtet ist, um dadurch die Kupplungsklauen des Zwischengliedes mit den
Kupplungsklauen des ersten Kupplungsgliedes in bzw.
ausser Eingriff zu bringen und wobei ein Klinken- mechanismus vorgesehen ist, um einen glatten Eingriff der Kupplungsklauen des Zwischengliedes und des ersten Kupplungsgliedes einzuleiten, sobald es zu einer relativen Winkelbewegung zwischen erstem und zweitem Kupplungsglied in einer Richtung kommt, wobei das Zwischenglied und entweder das erste oder das zweite Kupplungsglied mit Teilen ihrer Oberflächen in eine ringförmige, flüssigkeitshaltende Kammer ragen und getrennt werden, wenn das Zwischenglied sich in entkuppeltem Zustand befindet.
Für manche Anwendungsfälle ist es wünschenswert, eine Kupplung der eben umschriebenen Art mit einer Dämpfungseinrichtung zu versehen, nämlich Schmieröl als Dämpfungsmittel zu benutzen, welches der Bewegung des Zwischengliedes in den vollen Eingriff eine mit einer Dämpfungswirkung verbundene Hemmung auferlegt. Unter manchen Betriebsbedingungen trachtet jedoch das Zwischenglied, nachdem es sich zuerst in den vollen Eingriff bewegt hat, nicht in dieser vollen Lage zu verbleiben, z. B. wenn es einem nachgiebigen Wellensystem zugeordnet ist, das Drehmomentsschwankungen unterworfen ist.
Zu Beginn der Eingriffsbewegung des Zwischengliedes tritt das Öl aus der Dämpfungseinrichtung durch Durchlässe verkleinerten Querschnittes aus und es ist wünschenswert, dass diese Drosseleinrichtung, sobald die Kupplung sich in den entkuppelten Zustand bewegt, sich schnell wieder füllt, um für den nächsten Eingriffs- vorgang des Zwischengliedes bereu zu sem. Der Gegenstand der Erfindung besteht dann, eine Kupplung der angegebenen Art zu schaffen, in der eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, welche diese vorteilhaften Eigenschaften besitzt.
Erfindungsgemäss ist eine Kupplung der eingangs genannten Art so beschaffen, dass das Zwischenglied und entweder das erste oder das zweite Kupplungsglied mit gegeneinander gerichteten abgestuften Ringschultern ausgebildet ist, die während der Einkuppelbewegung des Zwischengliedes ineinandergleitend eine Damptungskarnmer bilden, in der die dort eingeschlossene Flüssigkeit eine Dampfung der letzten Phase der Einkuppelbewegung des Zwischengliedes bewirkt.
Es sind Kupplungen bekannt, in denen Flüssigkeit dazu verwendet wird, um auf das Zwischenglied eine Zugwirkung auszuüben, solange zwischen den Kupplungsteilen eine Relativbewegung besteht, womit einer starken Abnutzung durch gegenseitiges Aufemanderreiben bewegter Teile entgegengewirkt werden soll. Bei solchen Bauweisen fällt die Zugwirkung der Flüssigkeit auf Null, sobald Gleichlauf zwischen den zuvor in einer gegenseitigen Relativbewegung befindlich gewesenen Teilen erreicht ist und es erfolgt das Einrücken der Kupplung, ohne dass dem eine Flüssigkeitswirkung entgegenarbeitet. Es ist demnach während des Einrückens der Kupplung keinerlei Dampfungswirkung auf das Zwischenglied festzustellen.
Im Gegensatz dazu wirkt vorliegendenfalls keinerlei Dämpfung, solange der Kupplungsvorgang nicht eingeleitet worden ist, aber wenn einmal die Dämpfungsvorrichtung ihre Wirkung begonnen hat, so besteht diese Wirkung so lange weiter, als das Zwischenglied seine Kupplungsbewegung vollführt.
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iii AustutiruilgsbeispielLangsschnitt durch eine erfindungsgemasse Kupplung zeigt, die in der oberen Hälfte in der ausgerückten und in der unteren Hälfte in der eingerückten Stellung dargestellt ist, wogegen Fig. 2 einen Querschnitt
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nach Linie 2-2 der Fig. 1 darstellt.
Das erste Kupplungsglied umfasst ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse l, das an einem Ende geschlossen ist und über eine Hülse 3 mit einer Welle 2 über eine Verzahnung, die bei 4 und 5 dargestellt ist, in Antriebsverbindung steht. Das zweite Kupplungsglied 6 ist am Ende einer Welle 7 ausgebildet und ragt in das erste Kupplungsglied 1 von dessen offenem Ende her hinein und ist innerhalb des ersten Kupp- lungsgliedes 1 von zwei im Axialabstand voneinander angeordneten Lagern 8 und 8'getragen, die dazu eingerichtet sind, einen Axialschub aufzunehmen und die beiden Kupplungsglieder 1 und 6 in der ge- wünschten Relativlage zu halten. Das erste Kupplungsglied 1 besteht mit einem Ring von Kupplungsklauen
9 und einem Innenring von Klinkenfangzähnen 10 aus einem Stück.
Das Zwischenglied der Kupplung umfasst eine Kupplungshülse 11, die auf der Aussenseite des zweiten
Kupplungsgliedes 6 montiert ist und mit einer inneren, rechtsgängigen Schraubennutung versehen ist, die mit der Aussennutung 12 des zweiten Kupplungsgliedes 6 in Eingriff steht. Die Kupplungshülse 11 besitzt einen Ring von äusseren Kupplungsklauen 13, die sich in der voll ausgerückten Stellung der Kupplungshülse II (obere Hälfte der Fig. 1) axial an einer Seite der inneren Kupplungsklauen 9 befinden. Ausserdem trägt die Kupplungshülse 11 vier sich zu diametral gegenüberliegenden Paaren ergänzende Klinken 14, die um Klinkenbolzen 15 drehbar sind, vgl. Fig. 2. Im ausgerückten Zustand der Kupplung, Fig. I, obere Hälfte, fluchten die Klinken 14 radial mit den Klinkenfangzähnen 10.
Die Klinken 14 haben eine solche Gewichtsverteilung, dass bei rotierender Welle 7 die Nasen der Klinken radial nach auswärts gedrängt werden.
Die Kupplungshülse 11 besitzt an jenem Ende, das vom geschlossenen Ende des ersten Kupplungsgliedes I abgewendet ist, eine äussere ringförmige Schulter mit einer zylindrischen Oberfläche 16, die parallel zur Kupplungsachse verläuft und einen planen ringförmigen Absatz 17, der normal zur Kupplungsachse verläuft. Das erste Kupplungsglied 1 besitzt eine innere ringförmige Absetzung, die eine zylindrische Oberfläche 18 aufweist, und eine ebene Ringfläche 19, die senkrecht zur Kupplungsachse steht.
Wenn die Kupplungshülse 11 sich in ihrer voll gelösten Lage (obere Hälfte der Fig. 1) befindet, so sind die Absetzungen der Kupplungshülse 11 und des ersten Kupplungsgliedes l axial in Abstand voneinander angeordnet, so dass zwischen diesen Teilen ein vergleichsweise breiter Spalt besteht. Das erste Kupplungsglied 1 besitzt an seinem offenen Ende einen radial nach innen gerichteten Ringflansch 20 der eine Lippendichtung 23 trägt und bildet dadurch mit dem geschlossenen Glied 1 eine Kammer, die Öl enthält, das, wenn das erste Kupplungsglied 1 rotiert, einen Ring bildet, dessen radial innere Oberfläche sich, radial gesehen, innerhalb der zylindrischen Oberfläche 16. der Absetzung der Kupplungshülse 11 befindet.
Die Kupplung arbeitet folgendermassen : Es sei angenommen, dass bei Betrachtung der Figuren die Welle 2 und das erste Kupplungsglied 1 im Uhrzeigersinn rotieren, wie durch Pfeil angedeutet und dass das zweite Kupplungsglied 6 ruhe. Unter diesen Umständen befindet sich die Kupplungshülse 11 in ihrer voll gelösten Lage. in welcher sie gegen einen Axialanschlag, der durch den inneren Wälzlagerring 21 gebildet ist, anliegt und die Klinken 14 sind wirkungslos. Der zwischen den Ringabsetzungen 16, 17 und 18, 19 befindliche Spalt ist mit Öl gefüllt, das unter Zentrifugaldruck steht und der Ölring reicht bis an die Stirnwandungen der oben genannten, aus den Teilen 1 (samt Stirnwand), 20 und 23 gebildeten Kammer, so dass die im Öl wirkenden Axialdrücke ausgeglichen sind.
Wenn nun die Welle 7 und das zweite Kupplungsglied 6 in der gleichen Drehrichtung wie das erste Kupplungsglied 1 beschleunigt werden, so rotiert die Kupplungshulse 11 mit ihnen und die Fiiehkraft, die auf die Klinken 14 einwirkt, bewegt deren Nasen radial nach aussen und solange die Winkelgeschwindigkeit des zweiten Kupplungsgliedes 6 geringer ist als die des ersten Kupplungsgliedes 1, rattern die Klinkenzähne 10 über die Klinken 14 hinweg.
Wenn das zweite Kupplungsglied Gleichlauf erreicht und im Begriff ist, dem ersten Kupplungsglied 1 vorzueilen, so erfassen die Klinken 14 zwei diametral gegen- überliegende Fangzähne 10 und zufolge der Schraubennuten der Kupplungshülse 11 und des zweiten Kupplungsgliedes 6 wird die Kupplungshülse 11 schraubenförmig längs des zweiten Kupplungsgliedes 6 in einer Richtung verschoben (nach links in Fig. l), um mit ihren äusseren Kupplungszähnen 13 in sauberen Eingriff mit den inneren Kupplungsklauen 9 des ersten Kupplungsgliedes zu geraten. Die weiter andauernde Beschleunigung der Welle 7 verursacht nun, dass die Welle 2 über die Kupplung angetrieben wird.
Während der Einknpplungsbewegung nähert sich die äussere Ringschulter 16, 17 der Kupplungshulse 11 der inneren Ringschulter ld, ls des ersten Kupplungsgliedes 1 und die Verminderung der Spaltbreite zwischen ihnen drängt das Öl fortschreitend aus dem Spalt heraus, so dass die Bewegung der Kupplungshülse 11 zunächst etwas gehemmt wird. Der dem Durchfluss des aus diesem Spalt austretenden Öles zur Verfügung stehende Querschnitt wird zunehmend kleiner, so dass die Hemmung, die der Bewegung der Kupplungshülse 11 auferlegt wird, fortschreitend zunimmt.
Gegen Ende der Kupplungsbewegung der Hülse 11 wirken die zylindrischen Flächen 16 und 18 und die Ringflächen 17 und 19 zusammen,
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um eine ringförmige Dämpfungskammer zu bilden, die im wesentlichen geschlossen ist, mit Ausnahme von beschränkten, zwischen diesen Oberflächen übrig bleibenden Leckwegen, wodurch die Endbewegung der Einkupplungsbewegung gedämpft wird.
Wenn die Kupplungshülse 11 sich bis zu einem Axialanschlag 22 bewegt hat, befinden sich die Kupp- lungsklauen 9 und 13 in vollem Eingriff und das erste Kupplungsglied 1 wird vom zweiten Kupplungsglied 6 angetrieben. Wenn die Welle 7 und das zweite Kupplungsglied 6 nun verzögert werden, so kommt es zu einer Verschiebung des Zwischengliedes 11 hinsichtlich des Kupplungsteiles 1 und während dieser Bewe- wegung füllt sich der sich verbreiternde, zwischen den Absetzungen des ersten Kupplungsteiles 1 und der
Kupplungshülse 6 bestehende Spalt schnell mit Öl auf Grund der Saugwirkung, die noch durch die Zentrifugalkraft unterstützt wird. Demnach ist die Dämpfungskammer auch dann wirksam, wenn die Kupplung kurzzeitig aufeinanderfolgend ein-oder ausgerückt wird.