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Lamellenkupplung Bekanntlich steht den Vorteilen einer Lamellenkupplung,
nämlich hauptsächlich der Unterbringungsmöglichkeit einer großen Reibfläche, d.
h. hoher Leistung, auf kleinem Raum, der Nachteil gegenüber, daß die beim Einrücken
der Kupplung bis zum Erreichen des Gleichlaufs entstehende Reibwärme nur unvollkommen
abgeführt werden kann. Bei häufig geschalteten hoch belasteten Lamellenkupplungen
ist dieser Übelstand so groß, daß man hierfür Flüssigkeitskühlungen entwickelt hat.
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Eine bekannte ölgekühlte Lamellenkupplung arbeitet derart, daß das
Kühlmittel dem Ringraum am Innenmantel des Lamellenpaketes, der an den Längsnuten
des Mitnehmerstückes für die Innenlamellen verbleibt, zugeführt und vom entsprechenden
Ringraum an dessen Außenmantel abgeführt wird. Bei ausgerückter Kupplung fließt
das Kühlmittel dann, unterstützt durch die Zentrifugalkraft, in radialer Richtung
an den einzelnen Lamellen vorbei vom Innen- zum Außenmantel des Lamellenpaketes,
wodurch eine wirkungsvolle Kühlung der Lamellen erzielt wird. Diese Kühlung erfolgt
naturgemäß nur bei losen Lamellen, also im entkuppelten Zustand; bei eingerückter
Kupplung, d. h. zusammengepreßtem Lamellenpaket, ist kein Ölfluß möglich. Eine solche
Art der Kühlung reicht also gerade für den oft auftretenden Fall nicht aus, daß
die Kupplung häufig geschaltet und jeweils nur kurzzeitig in ausgerücktem, dagegen
vergleichsweise länger in eingerücktem Zustand verbleibt.
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Um auch bei eingerückter Kupplung einen Kühlmittelfluß und damit eine
ständige Abführung der Reibwärme zu erreichen, hat man die Lamellen mit radialen
Nuten versehen, zwischen denen das Kühlmittel auch bei zusammengepreßtem Lamellenpaket
hindurchfließen kann. Einfache Nuten bringen jedoch den Nachteil mit sich, daß die
Lamellen sich bei stärkerer Wärmebelastung leicht verwerfen. Eine andere Ausführung,
nach der jede Lamelle durch Zusammennieten von zwei üblichen und einer dazwischen
angeordneten, mit Radialnuten versehenen gebildet wird, ist recht teuer und bedingt
außerdem sehr starke Lamellen, d. h. eine Vermehrung des Raumbedarfs im Verhältnis
zur Reibfläche.
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Der Erfindung, die sich auf flüssigkeitsgekühlte Lamellenkupplungen
der eingangs beschriebenen Art bezieht, liegt ebenfalls die Aufgabe zugrunde, auch
bei eingerückter Kupplung einen Kühlmittelfluß und damit eine ständige Wärmeabfuhr
zu erzielen. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck die Anordnung von Leitungswegen
für das Kühlmittel derart vorgeschlagen, daß dieses bei zusammengepreßtem Lamellenpaket
in axialer Richtung zumindest einen wesentlichen Teil von dessen Innenmantel, sodann
in radialer Richtung in eine an einem Stirnende des Lamellenpaketes angeordnete
Abstützplatte und schließlich in axialer Gegenrichtung den Außenmantel durch- bzw.
umfließt.
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Auf diese Weise sind bei eingerückter Kupplung die Lamellen zwar nicht
auf ihrer gesamten Oberfläche, aber doch an ihren Innen- und Außenkanten einem ständig
fließenden Kühlmittelstrom ausgesetzt, der - infolge der guten Wärmeleitfähigkeit
der Stahllamellen - eine Kühlung des Lamellenpaketes auch in diesem Zustand bewirkt.
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Um bei zeitweiser Stockung des Kühlmittelzulaufs noch die Sicherheit
zu haben, daß die Ringräume an den beiden Mänteln des Lamellenpakets mit Kühlflüssigkeit
gefüllt bleiben, wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Austritt
des Kühlmittels aus dem Innen- und/oder Außenmantel des zusammengepreßten Lamellenpaketes
anfänglich mit radial nach innen verlaufender Komponente erfolgt.
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Dann wird das Kühlmittel trotz der Fliehkraft des sich mit den Innenlamellen
drehenden Kupplungsteils in diesen Ringräumen gestaut, so daß diese nicht leerlaufen
können, wodurch die Kühlwirkung sonst unter Umständen gänzlich ausfallen würde.
Aus dem Außenmantel tritt etwa das Kühlmittel an der Innenkante einer das Mitnehmerstück
für die Außenlamellen an der freien Stirnfläche abdeckenden Ringscheibe aus, deren
Innendurchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des Außenmantels ist, vorzugsweise
etwa dem Außendurchmesser der Innenlamellen entspricht.
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Der Kühlmittelfluß in radialer Richtung vom Innenzum Außenmantel des
Lamellenpaketes kann dadurch bewirkt werden, daß die an einem Stirnende befindliche
Abstützplatte in Nähe des Innenmantels des Lamellenpakete-s in axialer Richtung
durchgebende
Bohrungen aufweist, durch die das Kühlmittel tritt
und die Abstützplatte von außen umfließt. Andererseits kann das Kühlmittel auch
durch Bohrungen und in radial verlaufenden Nuten auf der Innenseite der Abstützplatte
vom Innen- zum Außenmantel geleitet werden.
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Bei hydraulisch schaltbaren Lamellenkupplungen erfolgt die Konstruktion
zweckmäßig in der Weise, daß die Leckmengen aus dem Druckraum am Kolben für die
Betätigung der Kupplung in den Kühlflüssigkeitsraum am Innenmantel des Lamellenpaketes
zum Ablauf kommen, wodurch der Kühlmittelstrom noch durch die anfallenden Leckölmengen
verstärkt wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
am Beispiel einer mit Drucköl schaltbaren und gekühlten Lamellendoppelkupplung dargestellt,
die etwa auf der Hauptwelle eines Mehrgangstufengetriebes angeordnet ist und zum
wahlweisen Kuppeln von zwei auf dieser Welle im übrigen lose drehbaren Getriebezahnrädern
dient.
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Die inneren Teile beider dargestellten Kupplungen bestehen aus zwei
auf der Welle 1 aufgekeilten, auf der Außenseite mit Axialnuten versehenen Mitnehmerstücken
2 für die entsprechend gezahnten und daher auf ihnen nur längs verschieblichen Innenlamellenringe
3. Die beiden Mitnehmerstücke 2 sind über ein Mittelstück 4 miteinander verbunden
und tragen an ihren freien Stirnenden je eine Abstützplatte 5 bzw. 5'. Die äußeren
Teile der Kupplung bestehen aus den an den Getrieberädern 6 bzw. 6' befestigten,
hülsenförmig gestalteten und auf ihrer Innenseite Axialnuten tragenden Mitnehmerstücken
7 für die auf ihnen längs verschieblichen Außenlamellenringe 8, von denen sich je
einer zwischen zwei Innenlamellen 3 (und umgekehrt) befindet. Durch Verschieben
des Doppelkolbens 9 nach links oder rechts kann entweder das Lamellenpaket der einen
oder das der anderen Kupplung gegen die entsprechende Abstützplatte 5 bzw. 5' gedrückt
und damit zusammengepreßt werden. Das Verschieben des Doppelkolbens 9 erfolgt dadurch,
daß dem zwischen Mittelstück 4 und der entsprechenden Seite des Kolbens 9 gelegenen
Druckraum 10 über eine der Bohrungen 11 Drucköl zugeführt wird. In der Zeichnung
ist die linke Kupplung eingerückt und damit das linke Getrieberad 6 mit der Welle
1 gekuppelt dargestellt.
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Die Zuleitung des Kühlöls zu den Ringräumen 12 an den Innenmänteln
der Lamellenpakete, die dort als freie Räume, z. B. in den Axialnuten der Mitnehmerstücke
2 und zwischen den Innenteilen der Lamellenringe 3 und 8, verbleiben, erfolgt (ebenfalls
unter Druck) durch weitere Bohrungen 13 in der Welle 1. Das Kühlmittel umspült also
die Innenteile der Lamellen und fließt von hier aus bei zusammengepreßtem Lamellenpaket
entweder über eine Anzahl von radial nach innen gerichteten, sodann die Abstützplatte
5 axial durchsetzenden Bohrungen 14 in den Raum 15 hinter die Abstützplatte 5, radial
nach außen um diese herum zum Ringraum 16 am Außenmantel des Lamellenpaketes (linke
Hälfte der Zeichnung) oder über radial nach innen, sodann schräg durch die Abstützplatte
5' auf deren mit Radialnuten 17 versehene Innenseite führende Bohrungen 14' ebenfalls
zum Ringraum 16 (rechte Hälfte der Zeichnung). Bei ausgerückter Kupplung fließt
das Kühlmittel natürlich in radialer Richtung unmittelbar zwischen den jetzt lose
aneinanderliegenden Lamellenringen 3, 8 hindurch vom Innen- zum Außenmantel des
Lamellenpaketes. Der Austritt des Kühlöls aus den Ringräumen 16 des Außenmantels
erfolgt schließlich an der Innenkante von Ringscheiben 18, die an den Mitnehmerstücken
7 für die Außenlamellen 8 an deren freien Stirnflächen befestigt sind und deren
Innendurchmesser etwa dem Außendurchmesser der Innenlamellenringe 3 entspricht.
Auf diese Weise werden auch die Außenteile sämtlicher Lamellen ständig vom Kühlmittelstrom
umspült.
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Das aus dem Druckraum 10 stammende Lecköl gelangt längs der inneren
Zylinderflächen des Ringkolbens 9 in den Ringraum 12 am Innenmantel des Lamellenpaketes
und wird auf diese Weise dem Kühlmittelstrom zugeführt.