DE102022201911A1

DE102022201911A1 - Hydraulische Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022201911A1
Application number: DE102022201911.3A
Authority: DE
Inventors: Nicklas Fjellet
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2023-08-24
Also published as: GB202300767D0; FR3132938A1; CN116641942A; US20230265892A1; GB2616122A

Abstract

Die hydraulische Kupplungsvorrichtung umfasst eine Innenhülse 12, die mit einer sich verjüngenden Außenfläche 12b versehen ist, eine Außenhülse 14, die mit einer sich verjüngenden Innenfläche 14a versehen ist, die an der sich verjüngenden Außenfläche 12b der Innenhülse befestigt ist, und eine Mutter 16, die auf die Innenhülse 12 geschraubt ist. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Zylinder 18, der getrennt von der Außenhülse 14 hergestellt und an dieser befestigt ist, wobei die Mutter 16 zumindest teilweise in den Zylinder 18 eingreift. Die innere Hülse 12, der Zylinder 18, die Mutter 16 und die äußere Hülse 14 begrenzen zusammen eine Kammer 22.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der hydraulischen Kupplungsvorrichtungen, die insbesondere zur Herstellung einer einfachen Verbindung zwischen zwei Wellen verwendet werden.
Klassischerweise umfasst eine hydraulische Kupplungsvorrichtung eine dünne Innenhülse und eine dicke Außenhülse. Die Außenfläche der Innenhülse ist leicht verjüngt und die Bohrung der Außenhülse hat eine entsprechende Verjüngung. Die Bohrung der Innenhülse ist etwas größer als der Durchmesser der zu verbindenden Wellen, so dass die Innenhülse leicht über diese geführt werden kann.
Die hydraulische Kupplungsvorrichtung umfasst weiterhin einen Kolben oder eine Mutter, die auf die Innenhülse aufgeschraubt ist und zusammen mit der Innen- und Außenhülse eine hydraulische Kammer begrenzt, die dazu bestimmt ist, mit Öl oder einer ähnlichen Flüssigkeit gefüllt zu werden. Die Mutter ist mit einer Dichtung versehen, um ein Austreten von Öl aus der Kammer zwischen der Mutter und der inneren und äußeren Hülse zu verhindern.
Die Kupplungsvorrichtung wird befestigt, indem die Außenhülse mit Hilfe von Öl, das in die Hydraulikkammer gepumpt wird, auf den Konus der Innenhülse aufgeschoben wird. Dadurch wird die Innenhülse auf die Wellen gepresst, wodurch ein Presssitz entsteht. Wenn die äußere Hülse die richtige Auffahrposition erreicht hat, wird der Einspritzdruck abgelassen und der Ölanschluss verschlossen.
Beim Auffahrvorgang dehnt sich die Außenhülse radial aus. Dadurch wird das anfängliche radiale Spiel zwischen dem Außendurchmesser der Mutter und der Außenhülse beeinträchtigt. Außerdem besteht die Gefahr, dass die Dichtung, die an der Mutter bereitgestellt ist, verkantet, was zu einem Ölaustritt führen kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden.
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kupplungsvorrichtung, die eine Innenhülse, die mit einer sich verjüngenden Außenfläche versehen ist, eine Außenhülse, die mit einer sich verjüngenden Innenfläche versehen ist, die an der sich verjüngenden Außenfläche der Innenhülse befestigt ist, und eine auf die Innenhülse geschraubte Mutter umfasst.
Gemäß einem allgemeinen Merkmal umfasst die Vorrichtung ferner einen Zylinder, der getrennt von der äußeren Hülse hergestellt und an dieser befestigt ist, wobei die Mutter zumindest teilweise in den Zylinder eingreift. Die innere Hülse, der Zylinder, die Mutter und die äußere Hülse begrenzen zusammen eine Kammer.
Bei einer solchen Ausgestaltung wird der Zylinder weniger durch die radiale Ausdehnung der Außenhülse während des Auffahrvorgangs beeinträchtigt.
Im Übrigen erhält man auf diese Weise eine kompaktere Vorrichtung in radialer Richtung, da die Außenfläche des Zylinders in Bezug auf die Außenfläche der Außenhülse radial nach innen versetzt oder radial bündig sein kann. Alternativ könnte jedoch auch vorgesehen werden, dass die Außenfläche des Zylinders in Bezug auf die Außenfläche der Außenhülse radial nach außen versetzt ist.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist es auch möglich, unterschiedliche Materialien für den Zylinder und die Außenhülse vorzusehen, die beispielsweise unterschiedliche Materialeigenschaften haben. Alternativ können der Zylinder und die Außenhülse aus demselben Material gebildet sein, aber unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen. So können die mechanischen Eigenschaften beispielsweise je nach Abmessungen und Wärmebehandlung variieren.
In einer Ausführungsform umfasst die Mutter einen Hauptabschnitt und eine Nase, die einen reduzierten Außendurchmesser aufweist und axial in Richtung der Außenhülse auskragt.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine erste Dichtung, die radial zwischen der inneren Hülse und der Nase der Mutter eingefügt ist, und eine zweite Dichtung, die radial zwischen dem Zylinder und der Nase eingefügt ist.
Alternativ kann auch eine einzige Dichtung an der Mutter bereitgestellt werden, die mit einer Innenkante an der Innenhülse und mit einer Außenkante am Zylinder anliegt. In diesem Fall darf die Mutter nicht mit der Nase versehen sein. Diese Dichtung könnte an einer stirnseitigen Fläche der Mutter befestigt werden, die axial zur Außenhülse zeigt.
Die Vorrichtung kann ferner mindestens eine Dichtung umfassen, die axial zwischen der Außenhülse und dem Zylinder bereitgestellt ist.
Der Zylinder kann axial an einer stirnseitigen Fläche der äußeren Hülse anliegen. Vorzugsweise ist der Zylinder in direkten axialen Kontakt mit der Außenhülse.
Vorteilhafterweise ist die Kammer radial zwischen der sich verjüngenden Außenfläche der inneren Hülse und der Bohrung des Zylinders definiert. Die Kammer kann axial zwischen der Mutter und der Außenhülse begrenzt sein.
Vorzugsweise ist die Außenhülse oder der Zylinder oder die Mutter mit mindestens einer in ihrer Dicke hergestellten Einspritzleitung versehen, die in die Kammer mündet.
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden besser verstanden, wenn man die ausführliche Beschreibung einer besonderen Ausführungsform studiert, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben und durch die beigefügte Zeichnung veranschaulicht wird, auf der:

1 ein Teilquerschnitt einer hydraulischen Kupplungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.

Die in 1 dargestellte hydraulische Kupplungsvorrichtung 10 umfasst eine ringförmige Innenhülse 12, eine auf der Innenhülse befestigte ringförmige Außenhülse 14 und einen auf die Innenhülse aufgeschraubten ringförmigen Kolben oder eine Mutter 16.
Wie später noch beschrieben wird, umfasst die Vorrichtung 10 ferner einen ringförmigen Zylinder 18, der getrennt von der Außenhülse 14 hergestellt und an dieser befestigt ist.
Die Innenhülse 12 umfasst eine zylindrische Innenfläche oder Bohrung 12a und eine sich verjüngende Außenfläche 12b, die der Bohrung 12a radial gegenüberliegt. Die Innenhülse ist außerdem an einem axialen Ende mit einem Außengewinde 12c versehen, das sich radial nach außen erstreckt. Im dargestellten Beispiel ist das Außengewinde 12c gegenüber der sich verjüngenden Außenfläche 12b radial nach innen versetzt.
Die Außenhülse 14 umfasst eine sich verjüngende Innenfläche 14a, die mit der sich verjüngenden Außenfläche 12b der Innenhülse übereinstimmt und an der verjüngenden Au-ßenfläche befestigt ist. Die Außenhülse 14 umfasst auch eine Außenfläche 14b, die sich radial gegenüber der verjüngten Innenfläche 14a befindet. Die Außenhülse 14 umfasst ferner zwei gegenüberliegende stirnseitige Flächen 14c, 14d, die die sich verjüngende Innenfläche 14a und die Außenfläche 14b axial begrenzen.
Wie bereits erwähnt, wird der Zylinder 18 getrennt von der Außenhülse 14 hergestellt. Der Zylinder 18 umgibt radial die Innenhülse 12. Der Zylinder 18 umschließt radial die sich verjüngende Außenfläche 12b der Innenhülse, die von der Außenhülse 14 freigehalten wird. Der Zylinder 18 umschließt auch teilweise die Mutter 16 radial. Alternativ kann der Zylinder 18 die Mutter 16 auch vollständig radial umschließen. Der Zylinder 18 steht axial gegenüber der stirnseitigen Fläche 14c der Außenhülse aus. Der Zylinder 18 ist in Bezug auf die Außenfläche 14b der Außenhülse radial versetzt. Die Mutter 16 ist hier teilweise in den Zylinder 18 eingepasst. Alternativ kann die Mutter 16 auch vollständig in den Zylinder 18 eingreifen. Zwischen der Mutter 16 und dem Zylinder 18 ist ein geringes radiales Spiel bereitgestellt.
Der Zylinder 18 ist axial an der stirnseitigen Fläche 14c der Außenhülse befestigt. Im gezeigten Beispiel ist an der stirnseitigen Fläche 14c eine ringförmige Aussparung (ohne Bezugnahme) gebildet, in die der Zylinder 18 eingreift. Alternativ kann die stirnseitige Fläche 14c auch ohne eine solche Aussparung sein.
Der Zylinder 18 ist an der äußeren Hülse 14 befestigt. Im dargestellten Beispiel umfasst die Vorrichtung 10 eine Mehrzahl von Befestigungsschrauben 20 zur Befestigung des Zylinders 18 an der Außenhülse 14. Die Schrauben 20 sind in umfänglicher Richtung, vorzugsweise gleichmäßig, voneinander beabstandet. Die Schrauben 20 erstrecken sich axial durch den Zylinder 18. Jede Schraube 20 greift in ein Gewindeloch (nicht dargestellt) ein, das in der stirnseitigen Fläche 14c der Außenhülse gebildet ist.
Der Zylinder 18 umfasst eine zylindrische Innenfläche oder Bohrung 18a und eine zylindrische Außenfläche 18b, die der Bohrung 18a radial gegenüberliegt. Die Außenfläche 18b ist in Bezug auf die Außenfläche 14b der Außenhülse radial nach innen versetzt.
Der Zylinder 18 umfasst auch zwei gegenüberliegende stirnseitige Flächen 18c, 18d, die die Bohrung 18a und die Außenfläche 18b axial begrenzen. Die stirnseitige Fläche 18d stößt axial an die stirnseitige Fläche 14c der Außenhülse.
Die Mutter 16 umfasst auch eine zylindrische Innenfläche oder Bohrung 16a und eine zylindrische Außenfläche 16b, die der Bohrung 16a radial gegenüberliegt. Die Mutter 16 umfasst weiterhin zwei gegenüberliegende erste und zweite stirnseitige Flächen 16c, 16d, die die Bohrung 16a und die Außenfläche 16b axial begrenzen.
Wie bereits erwähnt, ist ein geringes radiales Spiel zwischen der Mutter 16 und dem Zylinder 18 bereitgestellt. Dieses radiale Spiel ist zwischen der Außenfläche 16b der Mutter und der Bohrung 18a des Zylinders bereitgestellt. Die Bohrung 16a der Mutter ist mit einem Innengewinde 16e versehen, das mit dem Außengewinde 12c der Innenhülse in Eingriff steht.
Die Mutter 16, die Außenhülse 14, die Innenhülse 12 und der Zylinder 18 begrenzen zusammen eine ringförmige Hydraulikkammer 22. Die Kammer 22 ist axial durch die Mutter 16 und die Außenhülse 14 begrenzt. Genauer gesagt ist die Kammer 22 axial durch die stirnseitige Fläche 16d der Mutter und die stirnseitige Fläche 14c der Außenhülse begrenzt. In radialer Richtung wird die Kammer 22 durch die innere Hülse 12 und den Zylinder 18 begrenzt. Genauer gesagt wird die Kammer 22 radial durch die Bohrung 18a des Zylinders und die sich verjüngende Außenfläche 12b der Innenhülse begrenzt.
Die Kammer 22 ist dazu bestimmt, mit Öl gefüllt zu werden. Zu diesem Zweck ist in der Dicke der äußeren Hülse 14 eine Einspritzleitung 24 bereitgestellt. Ein erstes Ende des Einspritzkanals 24 mündet in die Kammer 22. Die Einspritzleitung 24 mündet in die stirnseitige Fläche 14c der Außenhülse. An der Außenfläche 14b der Außenhülse ist eine Einspritzöffnung 26 bereitgestellt, die mit einem zweiten Ende der Einspritzleitung 24 verbunden ist, das dem ersten Ende gegenüberliegt. Alternativ können die Einspritzleitung 24 und die Einspritzöffnung 26 auch an der Mutter 16 oder am Kolben 18 bereitgestellt sein.
Die Außenhülse 14 ist ebenfalls mit zusätzlichen Einspritzleitungen (nicht dargestellt) versehen, um einen Ölfilm zwischen den sich verjüngenden Außen- und Oberflächen 12b, 14a der Innen- und Außenhülse aufbauen zu können.
Im dargestellten Beispiel umfasst die Mutter 16 einen Hauptabschnitt 28 und eine Nase 30, die einen reduzierten Außendurchmesser aufweist und axial in Richtung der Außenhülse 14 auskragt. Im gezeigten Beispiel sind der Hauptabschnitt 28 und die Nase 30 in einem Teil hergestellt. Alternativ dazu kann die Nase 30 auch getrennt vom Hauptabschnitt 28 hergestellt werden. Der Hauptabschnitt 28 der Mutter begrenzt die Bohrung 16a, die Au-ßenfläche 16b und die stirnseitige Fläche 16c. Die Nase 30 begrenzt die stirnseitige Fläche 16d.
Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine erste ringförmige Dichtung 32, die radial zwischen der Außenfläche 12b der Innenhülse und der Nase 30 der Mutter eingefügt ist, und eine zweite Dichtung 34, die radial zwischen der Bohrung 18a des Zylinders und der Nase eingefügt ist. Die Dichtung 32 kommt radial mit der Mutter 30 und der Außenfläche 12b der Innenhülse in Berührung. Die Dichtung 32 kann mit einem zylindrischen oder sich verjüngenden Abschnitt der Außenfläche 12b in Berührung kommen. Die Dichtung 34 kommt radial mit der Mutter 30 und der Bohrung 18a des Zylinders in Berührung. Die Dichtungen 32, 34 stehen gegenüber der stirnseitigen Fläche 16d der Mutter nicht aus. Im dargestellten Beispiel haben die Dichtungen 32, 34 im Querschnitt eine kreisförmige Form. Alternativ können die Dichtungen 32, 34 auch eine andere Form haben.
Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine zusätzliche Dichtung 36, die axial zwischen der Außenhülse 14 und dem Zylinder 18 bereitgestellt ist. Die Dichtung 36 ist axial zwischen der stirnseitigen Fläche 14c der Außenhülse und der stirnseitigen Fläche 18d des Zylinders bereitgestellt.
Die Dichtungen 32 bis 36 sind jeweils bereitgestellt, um einen Ölaustritt aus der Kammer 22 zwischen der Mutter 16 und der inneren Hülse 12, der Mutter und dem Zylinder 18 sowie zwischen dem Zylinder und der äußeren Hülse 14 zu verhindern.

Claims

Hydraulische Kupplungsvorrichtung, umfassend eine Innenhülse (12), die mit einer sich verjüngenden Außenfläche (12b) versehen ist, eine Außenhülse (14), die mit einer sich verjüngenden Innenfläche (14a) versehen ist, die an der sich verjüngenden Außenfläche (12b) der Innenhülse befestigt ist, und eine Mutter (16), die auf die Innenhülse (12) geschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner einen Zylinder (18) umfasst, der getrennt von der äußeren Hülse (14) hergestellt und mit dieser verbunden ist, wobei die Mutter (16) zumindest teilweise in den Zylinder (18) eingreift, und wobei die innere Hülse (12), der Zylinder (18), die Mutter (16) und die äußere Hülse (14) gemeinsam eine Kammer (22) begrenzen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Außenfläche (18b) des Zylinders gegenüber der Außenfläche (14b) der Außenhülse radial fluchtet oder radial nach innen versetzt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Zylinder (18) aus einem Material hergestellt ist, das sich vom Material der Außenhülse (14) unterscheidet.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mutter (16) einen Hauptabschnitt (28) und eine Nase (30) umfasst, die einen reduzierten Außendurchmesser aufweist und axial in Richtung der äußeren Hülse (14) auskragt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, die ferner eine erste Dichtung (32), die radial zwischen der inneren Hülse (12) und der Nase (30) der Mutter eingefügt ist, und eine zweite Dichtung (34) umfasst, die radial zwischen dem Zylinder (18) und der Nase eingefügt ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner zumindest eine Dichtung (36) umfasst, die axial zwischen der äußeren Hülse (14) und dem Zylinder (18) bereitgestellt ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Zylinder (18) axial an einer stirnseitigen Fläche (14c) der Außenhülse anliegt.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kammer (22) radial zwischen der sich verjüngenden Außenfläche (12b) der Innenhülse und der Bohrung (18a) des Zylinders begrenzt ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kammer (22) axial zwischen der Mutter (16) und der Außenhülse (14) begrenzt ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenhülse (14), die Mutter (16) oder der Zylinder mit mindestens einer in ihrer Dicke bereitgestellten Einspritzleitung (24) versehen ist, die in die Kammer (22) mündet.