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Mechanische Kupplung, insbesondere Reibschlusskupplung
Die Erfindung betrifft eine Einrück Vorrichtung für mechanische Kupplungen, insbesondere Reibschlusskupplungen.
Grundsätzlich bestehen mechanische Kupplungen aus drei Funktionsgruppen, nämlich : Den ein-oder ausrückbaren Mitnehmerelementen (meist Reibscheiben), der Betätigungswrrichtung und dem zwischen Mitnehmerelementen und Betätigungsvorrichtung angeordneten Einrücksystem.
Dieses Einrücksystem besteht bei bekannten Kupplungen aus einer Anordnung von mechanischen He- beln und Klauen mit den dazugehörigen Lagerungen und Justiervorrichtungen. Die Aufgabe des Einrücksystems besteht nicht nur im Umlenken der vorhandenen Betätigungskraft in die Richtung der erforderlichen Einrückkraft, sondern auch im Umwandeln der relativ geringen Betätigungskräfte in die Einrückkraft, die an den Mitnehmerelementen gefordert wird und in den meisten Anwendungsfällen ein Vielfaches der Betätigungskräfte betragen muss. Diese kraftwandelnde Wirkung wird bei diesen Bauformen der Einrückvorrichtungen durch entsprechende Bemessung der aktiven Hebel-und Klauenlängen erreicht.
Die Nachteile dieser bekannten Einrückkonstruktionen sind offensichtlich : Die Hebelanordnungen sind aufwendig an Material, Gewicht und Bauvolumen. Sie beeinflussen also den Herstellungspreis, das Schwungmoment (Schnellbremsfähigkeit) und den Anwendungsbereich der Kupplung in ungünstiger Weise. Bezüglich des Bauwlumens müssen stets auch noch die ausserhalb der Kupplung liegenden Schwenkwege berücksichtigt werden. Besonders bei leistungsstarken Kupplungen, die hohe Einrückkräfte erfordern, ist es vorteilhaft, wenn mehr als nur zwei kraftübertragende Punkte an den Einrückklauen zur Verfügung stehen. Mit mechanischen Konstruktionselementen ist diese Aufgabe der symmetrischen Kraft- übertragung aber nur mit erheblichem Aufwand zu lösen.
All diese Nachteile werden bei einer weiterhin bekannten Kupplung durch Verwendung einer hydraulischen Einrückvorrichtung vermieden.
Diese Kupplung weist eine Trommel auf, in der ein Wellenstück gelagert ist. Auf dem Wellenstück sitzt ein Kopf. Dieser besitzt zwei senkrecht zueinanderstehende, radiale Kanäle, in welchen Kolben mit nach aussen gerichteten Reibungsflächen angeordnet sind. Das Wellenstück weist eine Bohrung auf, die in die senkrecht zueinanderstehenden Kanäle ausmündet und die eine Erweiterung aufweist. In dieser Erweiterung ist ein Kolben verschiebbar eingesetzt. Dadurch, dass sämtliche Kanäle bzw. Bohrungen mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wird bei einer Verschiebung, des in der Erweiterung des Wellenstücke vorgesehenen Kolbens eine radiale Verschiebung der mit einer Reibungsfläche versehenen Kolben bewirkt und somit der Einrück- oder der Ausrückvorgang durchgeführt.
Da die Kraftübersetzung durch proportionale Wahl der Flächengrössenverhältnisse zwischen Steuerkolben und Angriffsflächen am Mitnehmerelement erfolgt und bei dieser bekannten Ausführung ebenso wie die Steuerfläche auch Angriffsflächen durch Bohrungen gebildet werden, weist sie nur eine geringe, lediglich durch verschiedene Durchmesser der die Steuerfläche bildenden Bohrung gegenüber der die
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Angriffsflächen bildenden Bohrungen bedingte Übersetzung auf.
Dieser Nachteil wird gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass die Angriffsfläche am Mitneh- merelement als geschlossene Ringfläche durch eine in einem Kupplungsteil in Umfangsrichtung verlaufende Ringnut begrenzt ist, wogegen die Steuerfläche durch den Gesamtquerschnitt mehrerer vorzugsweise dreier über den Umfang gleichmässig verteilter, in die vorgenannte Ringnut mündender Druckleitungssysteme bestimmt ist.
Gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal weist jedes Druckleitungssystem einen Steuerkolben auf, welche Steuerkolben gemeinsam durch eine Schaltmuffe betätigbar sind.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung weist die Ausführung den Vorteil einer leistungsstarken Kupplung auf.
Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung eine erfindungsgemäss konstruierte Einscheibenkupplung dargestellt.
Eshandelt sich um eine in der Ruhelage geöffnete Reibungskupplung. Auf der Antriebsnabe 1 befinden sich zwei sich mitdrehende Reibscheiben 2 und 3. Bei Betätigung der Kupplung rücken diese Scheiben axial zueinander und ergreifen dabei reibschlüssig die in der Abtriebsscheibe 4 fest angeordnete Reibkörper 5. Dabei wird also die Abtriebsscheibe in Drehrichtung mitgenommen und das Drehmoment übertragen. Zum Zwecke des Zusammenrückens sind die Reibscheiben 2 und 3 mit je einer Verzahnung 6 versehen, die in eine entsprechende Verzahnung der Nabe 1 eingreifen und somit axial verschiebbar sind. In der Ruhestellung (Kupplung unbetätigt) sorgen die Druckfedern 7 für den erforderlichen Abstand zwischen der Abtriebsscheibe 4 und den Reibscheiben 2 und 3.
Die axial gerichtete Einrückkraft an der Reibscheibe 2 entsteht, wenn die Schaltmuffe 8 die in der Nabe 1 geführten Steuerkolben 9 in Pfeilrichtung betätigt. In diesem Augenblick entsteht ein Druck in der inkompressiblen Flüssigkeit 10, die sich in den Bohrungssystemen 11 und 12 befindet. Dieser Druck p modifiziert sich mit der Austrittsfläche 13 zu der Betätigungskraft P, die ihrerseits über die auslenkbare Dichtungsmembrane 14 und den axial verschiebbaren Druckring 15 auf die Reibscheibe 2 wirkt und damit den Einrückvorgang vollzieht.
Das Ausrücken bzw. Trennen der Kupplung erfolgt selbsttätig mittels der Druckfedern 7, wenn die Steuerkraft an der Schaltmuffe 8 nicht mehr wirksam ist.
Symmetrische Kraft- und Wuchtverhältnisse werden erreicht, wenn etwa drei oder mehr Druckleitungssysteme 9, 11, 12 in gleichmässigen Winkelabständen auf den Umfang der Antriebsnabe verteilt sind. Versuche haben gezeigt, dass drei um 1200 versetzte Leitungssysteme eine optimale Lösung bezüglich Aufwand und Wirkung bieten.
Während die Manschette 16 lediglich zur Abdichtung dient, übernimmt der Justierscl1raubring 17 Einstell- bzw. Nachstellfunktionen für den Ruheabstand zwischen den Reibscheiben 2 und 3 und der Abtriebsscheibe 4.
Die Membrane 14 ist so gelagert, dass sie beim Einrückvorgang in Richtung der Ausrundungen 18 elastisch auslenken kann. Das unerwünschte Auslenken zur andern Seite hin (bewirkt durch die Federn 7) wird dadurch verhindert, dass die Stirnfläche 19 des Druckringes 15 deckungsgleich mit der Austrittfläche 13 gewählt und angeordnet wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mechanische Kupplung, insbesondere Reibschlusskupplung mit einer die Steuerkraft und -rich- tung wandelnden, durch ein hydrostatisches Druckübertragungssystem gebildeten Einrückvorrichtung, bei der die Übersetzung von Steuerkraft in Einrückkraft durch eine diesem Verhältnis entsprechende Bemes-
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der Steuer-undlaufende Ringnut begrenzt ist, wogegen die Steuerfläche durch den Gesamtquerschnitt mehrerer vorzugweise dreier über den Umfang gleichmässig verteilter, in die vorgenannte Ringnut mündender Druckleitungssysteme (9,10, 12) bestimmt ist.