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Lamellenkupplung, beispielsweise zum Zuschalten des Vorderachsantriebes eines allradgetriebenen Schleppers an den Hinterachsantrieb unter Last
Die Erfindung bezieht sich auf eine Lamellenkupplung, beispielsweise zum Zuschalten des Vorderachsantriebes eines allradgetriebenen Schleppers an den Hinterachsantrieb unter Last, mit einer axialen, vorzugsweise von einem Tellerfederpaket gebildeten, die Anpresskraft erzeugenden Druckfeder, die über eine Schiebemuffe auf die Lamellen einwirkt. Bei den bisherigen Lamellenkupplungen dieser Art muss die Schiebemuffe gegen die Kraft der Druckfeder festgehalten werden, wenn die Kupplung ausgerückt werden bzw. im ausgerückten Zustand verbleiben soll. Die Schiebemuffe wirkt also unmittelbar auf die Lamellen ein.
Eine solche Ausführung ist daher nur für jene Anwendungsfälle brauchbar, in denen die Kupplung jeweils nur kurzzeitig und verhältnismässig selten ausgerückt zu werden braucht. Die Druckfeder bestimmt das jeweils übertragbare Drehmoment. Es ist daher nicht möglich, mit derartigen Kupplungen im Bedarfsfalle ein grösseres Drehmoment zu übertragen, als es der jeweils vorhandenen Federkraft entspricht.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, solche Lamellenkupplungen so zu verbessern, dass die Schiebemuffe bei ausgerückter Kupplung nicht gegen die Kraft der Druckfeder zurückgehalten werden muss und gegebenenfalls auch eine überschreitung des durch die Federkraft bestimmten übertragbaren Drehmomentes möglich ist, wobei die zu kuppelnden Wellen nicht durch Bohrungen od. dgl. geschwächt werden sollen und ein vergleichsweise einfacher Aufbau mit geringem Raumbedarf angestrebt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Lamellenkupplung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Schiebemuffe bei ausgerückter Kupplung durch einen Anschlag gegen die Kraft der Druckfeder festgehalten und zwischen der Schiebemuffe und den Lamellen eine für sich axial verschiebbare Scheibe angeordnet ist, wobei Druckstücke vorgesehen sind, die sich einerseits an unter einem spitzen Winkel zur Kupplungsachse geneigten Schrägfläche der Schiebemuffe, anderseits an der Scheibenstirnfläche abstützen und beim Einrücken der Kupplung durch achsparallele, mittels einer Schaltmuffe verschiebbare Schaltbolzen od. dgl., die Keilflächen aufweisen, zum Auseinanderspreizen von Schiebemuffe und Scheibe radial auswärts bewegbar sind.
Bei ausgerückter Kupplung ist die Schiebemuffe also gegen die Kraft der Feder am Anschlag abgestützt, es braucht die Muffe daher nicht eigens fest- bzw. zurückgehalten zu werden. Das Einrücken der Kupplung erfolgt nicht wie bisher durch blosse Freigabe der Schiebemuffe, es werden vielmehr die Schaltbolzen verschoben. Die Keilflächen der Schaltbolzen bewirken dabei ein radiales Auswärtsbewegen der Druckstücke, die nun zufolge ihrer Abstützung an den Schrägflächen der Schiebe muffe zunächst die Scheibe an die Lamellen drücken bzw. die Lamellen zusammenpressen und dann die Schiebemuffe zurückdrücken. Dabei ergibt sich der Vorteil eines wesentlich verringerten Federweges, da sich dieser auf das Mass des Zurückdrücken der Schiebemuffe beschränkt.
Die Schaltbolzen können ohne weiteres am Umfang der Schiebemuffe verteilt angeordnet sein, es braucht also keine der beiden zu kuppelnden
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Wellen durch eine Bohrung geschwächt zu werden, und es ergibt sich eine verhältnismässig einfache und betriebssichere Konstruktion mit geringen Gesamtabmessungen.
Um die Kupplung in eingerückter Stellung zu sichern, sind an den äusseren Enden der Keilflächen der Schaltbolzen od. dgl. Rasten für die Druckkörper vorgesehen, so dass die Druckfeder allein nicht im Stande ist, die Kupplungsteile in die ausgerückte Stellung zurückzuführen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die in der einen Kupplungsfläche gelagerten Schaltbolzen od. dgl. über die Stellung, in der die Lamellen Reibungsschluss haben, hinaus in eine weitere Stellung verschiebbar, in der sie in in der zweiten Kupplungshälfte vorgesehene Ausnehmungen formschlüssig eingreifen. Soll vorübergehend ein grösseres Drehmoment, als es der Druckfeder entspricht, übertragen werden, so brauchen die Schaltbolzen od. dgl. mit Hilfe der Schaltmuffe nur in Einrückrichtung weiter verschoben zu werden.
Da das Drehmoment bereits den Reibungswiderstand an den Lamellen überwindet, ergibt sich dabei eine Relativverdrehung der beiden Kupplungshälften, so dass die Schaltbolzen auch tatsächlich in die Ausnehmungen der zweiten Kupplungshälfte eintreten können, worauf eine formschlüssige Kupplung hergestellt ist, die selbstverständlich die Übertragung höherer Drehmomente zulässt.
Die erfindungsgemässe Lamellenkupplung könnte auch als sogenannte Differentialsperre mit Synchronisiereffekt verwendet werden, bei der zunächst die beiden Halbachsen kraftschlüssig verbunden bzw. auf gleiche Drehzahlen gebracht und dann formschlüssig gekuppelt werden.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1 bis 3 eine Lamellenkupplung im Axialschnitt in ausgerückter und eingerückter Stellung sowie in der Stellung der formschlüssigen Kupplung und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV gemäss Fig. 1.
Die beiden zu kuppelnden Wellen sind mit-1 und 2--bezeichnet. Auf der Welle--2--sitzt drehfest ein Kupplungstopf-3--, in dem die Aussenlamellen --4-- eingesetzt sind. Die Innenlamellen--5--sind unmittelbar auf einem Nabenteil --6-- der Welle --1-- angeordnet.
Auf der Welle--1--ist ferner eine Schiebemuffe--7--vorgesehen, auf die eine von einem Tellerfederpaket--8--gebildete Druckfeder einwirkt. In ausgerückter Stellung gemäss Fig. 1 stützt sich die Schiebemuffe--7--an einen von einem Wellenabsatz gebildeten Anschlag--9--gegen die Kraft der Druckfeder--8--ab. Zwischen der Schiebemuffe--7--und den Lamellen--4, 5- ist eine für sich axial verschiebbare Scheibe --10-- vorgesehen.
Die Schiebemuffe --7-- ist gegen die Lamellen--4, 5-- bzw. die Scheibe--10--zu kegelförmig verbreitert. Von der Basisfläche des Kegels her sind drei gegeneinander um je 1200 versetzte Frässchlitze --11-- eingearbeitet, so dass unter einem spitzen Winkel zur Kupplungsachse geneigte Schrägflächen --12-- entstehen.
Mit --13-- sind, beispielsweise als Rollen ausgebildete, Druckkörper bezeichnet, die sich einerseits an diesen Schrägflächen--12--, anderseits an der Stirnfläche der Scheiben --10-- abstützen. In den Frasschlitzen--11-entsprechender Anordnung sind achsparallele Schaltbolzen --14-- vorgesehen, die mit Hilfe einer gemeinsamen Schaltmuffe --15-- verschoben werden können und Keilflächen --16-- aufweisen.
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--15-- aus--10-- gegen die Lamellen --4, 5-- gedrückt bzw.
es werden die Lamellen zusammengepresst und es wird in weiterer Folge die Schiebemuffe--7--gegen die Kraft der Feder --8-zurückgeschoben, bis die Druckstücke --13-- am Ende der Keilflächen --16-- in Rasten --17-einrasten und so die eingerückte Kupplungsstellung gemäss Fig. 2 erreicht ist.
Soll ein grösseres Drehmoment, als es der Kraft der Druckfeder --8-- entspricht, übertragen werden, so werden die Schaltbolzen --14-- über die Stellung nach Fig. 2 hinaus in jene nach Fig. 3 verschoben, in der sie in Ausnehmungen--18--im Kupplungstopf--3--eingreifen und so eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Wellen--1, 2- herstellen.
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