DE1169216B

DE1169216B - Hydraulically operated cylinder friction clutch or brake

Info

Publication number: DE1169216B
Application number: DES64686A
Authority: DE
Original assignee: MACH OUTILS SOMUA
Current assignee: MACH OUTILS SOMUA
Priority date: 1958-09-04
Filing date: 1959-08-31
Publication date: 1964-04-30

Description

Hydraulisch betätigte Zylinderreibungskupplung oder -bremse Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Zylinderreibungskupplung oder -bremse mit einem zwischen den beiden Kupplungs- oder Bremshälften angeordneten, aus mehreren in einer Kupplungs-oder Bremshälfte drehfest gehaltenen und radial in dieser verschiebbar geführten Reibbacken bestehenden Reibring.Hydraulically operated cylinder friction clutch or brake The invention relates to a hydraulically operated cylinder friction clutch or brake with a arranged between the two clutch or brake halves, of several in one Coupling or brake half held in a rotationally fixed manner and radially displaceable in this guided friction jaws existing friction ring.

Es sind ähnlich aufgebaute hydraulisch betätigte Kupplungen und Bremsen bekannt, deren ausweitbarer oder zusammenschrumpfbarer Ringkörper vom hydraulischen Druckmittel durch gummielastische Wände oder Körper vollständig getrennt ist. Abgesehen davon, daß ein gewisser Lecköldurchsatz die Möglichkeit einer willkommenen Wärmeableitung gibt und völlig trocken arbeitende Kupplungen oder Bremsen aus diesem Grund ungünstig sind, ist bei diesen Konstruktionen weiterhin nachteilig, daß die gummielastischen Körper oder Wände unter Umständen erheblichen Temperaturen ausgesetzt sein können, die bei der Kupplungs- oder Bremsbetätigung entstehen. Durch solche Temperaturen wird das gummielastische Material erfahrungsgemäß leicht brüchig und damit auch undicht, womit die Brauchbarkeit der ganzen Kupplung oder Bremse in Frage gestellt ist. Der bereits bekannte Versuch, die gummielastischen Bestandteile der Kupplung oder Bremse aus dem Arbeitsbereich der Kupplungs- oder Bremsbeläge möglichst weit herauszuverlegen, stellt nur eine unvollkommene Maßnahme dar, weil dadurch einerseits nur eine geringe Verbesserung erreichbar ist und weil diese Maßnahme anderseits eine entsprechende Vergrößerung und Verteuerung der Kupplung bedingt.There are similarly constructed hydraulically operated clutches and brakes known, their expandable or shrinkable ring body from the hydraulic Pressure medium is completely separated by rubber-elastic walls or bodies. Apart from that from the fact that a certain leakage oil throughput the possibility of a welcome heat dissipation there and completely dry working clutches or brakes are unfavorable for this reason are, is a further disadvantage in these constructions that the rubber-elastic Body or walls may be exposed to significant temperatures, that arise when the clutch or brake is actuated. Because of such temperatures Experience has shown that the rubber-elastic material becomes easily brittle and therefore also leaking, which calls into question the usefulness of the entire clutch or brake is. The already known attempt, the rubber-elastic components of the coupling or brake as far as possible from the working area of the clutch or brake linings relocating is only an imperfect measure, because on the one hand it only a small improvement can be achieved and because this measure is on the other hand a corresponding increase in the size and cost of the clutch is required.

Die eingangs genannte Kupplungskonstruktion ohne gummielastische Abdichtungen, von der bei der Erfindung ausgegangen ist, wurde in dem Bestreben entwickelt, die vorgenannten Mängel auf andere Weise zu vermeiden. Sie weist jedoch bisher den Nachteil auf, daß die zusammengesetzten Ringteile jedes Ringkörpers gegenüber der Flüssigkeit noch nicht ausreichend abgedichtet sind und im Fall der Zuordnung von radial zur Kupplung verlaufenden Kolbenzylinderführungen zu den einzelnen Ringteilen auch eine verhältnismäßig sperrige und in der Herstellung teure Kupplung entsteht.The coupling construction mentioned at the beginning without rubber-elastic seals, is based on the invention, was developed in an effort to to avoid the aforementioned defects in other ways. However, it has so far had the disadvantage on that the assembled ring parts of each ring body against the liquid are not yet sufficiently sealed and in the case of the assignment of radial to Clutch extending piston cylinder guides to the individual ring parts also a relatively bulky and expensive to manufacture coupling arises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch die letztgenannten Mängel zu vermeiden und die eingangs erwähnten Kupplungen so weiterzuentwikkeln, daß sie trotz Verzicht auf ein elastisch dehnbares Ringmaterial ausreichend flüssigkeitsdicht und außerdem trotz einer vereinfachten und gedrängteren Konstruktion besonders betriebssicher sind. Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in einer mit der Druckfiüssigkeitsquelle verbundenen Ringnut einer Kupplungs- oder Bremshälfte geführten Reibbacken mit ihren jeweils einander zugekehrten Enden einen V-förmigen Spalt begrenzen, dessen Spitze der Ringnut abgekehrt ist und dessen Schenkel Anlageflächen für eine im Spalt angeordnete und zur gegenseitigen Abdichtung der benachbarten Reibbacken dienende Rolle bilden.The invention is based on the object, including the latter To avoid defects and to further develop the couplings mentioned at the beginning, that they are sufficiently liquid-tight despite the absence of an elastically stretchable ring material and besides that, despite a simplified and compact design, it is particularly reliable in operation are. The object is achieved according to the invention in that the in one with the pressure fluid source connected to the annular groove of a clutch or brake half guided friction jaws with their ends facing each other a V-shaped Limit the gap, the tip of which is turned away from the annular groove and the legs of which contact surfaces for one arranged in the gap and for mutual sealing of the neighboring ones Form friction shoes serving role.

Bei einer solchen Ausbildung und Anordnung der Ringteile erübrigen sich jegliche, den einzelnen Ringteilen zugeordnete Kolbenzylinderführungen und auch jegliche gummielastische Abdichtungsteile, so daß die ganze Kupplung sehr einfach und gedrängt ausgeführt werden kann. Wenn auch die mittels der genannten Rollen erzielbare Abdichtung zwischen dem hydraulischen System einerseits und den Kupplungs- bzw. Bremsflächen anderseits nicht »hermetisch« sein kann, so haben die Erfahrungen doch gezeigt, daß die durch die erfindungsgemäße Maßnahme erzielbare Abdichtung den praktischen Belangen vollständig entspricht. Zu beachten ist in. diesem Zusammenhang, daß das Druckmittel an den Reibbacken entlang großen Flächen angreifen kann, was die Anwendung entsprechend niedriger Arbeitsdrücke und eine entsprechende Erleichterung des Abdichtungsproblems mit sich bringt. Außerdem können die einzelnen Reibbacken »schwimmend« gelagert werden und sich etwaigen ungleichmäßigen Abnutzungen des Reibbelages frei anpassen. Im übrigen können die an den Stirnseiten der Rollen und an den Stirnflächen der Reibbacken auftretenden Leckverluste ohne weiteres zugelassen werden und bringen gegenüber sogenannten »trocken arbeitenden« Kupplungen oder Bremsen sogar einen Vorteil mit sich. Wenn nämlich, wie es bei in Getriebe eingebauten Kupplungen der Fall ist, die Kupplung oder die Bremse mit einem Ölsumpf verbunden ist, dann geht die entweichende Leckflüssigkeit nicht verloren und kann noch dazu ausgenutzt werden, unerwünschte Reibungswärme abzuführen. Schließlich ermöglicht die Wirkung des Lecköles auch eine einwandfreie Trennung der zusammenwirkenden Kupplungsteile, was bei den trocken arbeitenden vergleichbaren Kupplungen nur schwierig zu erreichen ist.With such a design and arrangement of the ring parts unnecessary any piston cylinder guides assigned to the individual ring parts and also any rubber-elastic sealing parts, so that the whole coupling is very simple and can be executed in a crowded manner. Even if by means of the roles mentioned achievable sealing between the hydraulic system on the one hand and the clutch or braking surfaces, on the other hand, cannot be "hermetic", experience has shown but shown that the seal achievable by the measure according to the invention fully complies with practical requirements. It should be noted in this context, that the pressure medium can attack the friction jaws along large areas, what the use of correspondingly lower working pressures and a corresponding relief of the sealing problem. In addition, the individual friction jaws "Floating" stored and any uneven wear of the friction lining customize freely. In addition, the on the end faces of the rollers and on the end faces the friction shoes occurring Leakage losses are readily permitted are and bring against so-called "dry working" clutches or brakes even an advantage with itself. If namely, as is the case with clutches built into gearboxes if the clutch or the brake is connected to an oil sump, then the escaping leakage fluid is not lost and can also be used dissipate unwanted frictional heat. Finally, the effect allows of the leakage oil also a perfect separation of the interacting coupling parts, which is difficult to achieve with comparable dry working clutches is.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Kupplung in einem axialen Längsschnitt, F i g. 2 die Kupplung gemäß F i g. 1 in einem Querschnitt nach der Linie II-11 der F i g. 1, F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Kupplung in einem der F i g. 1 entsprechenden Längsschnitt, F i g. 4 die Kupplung gemäß F i g. 3 in einem Querschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3.In the drawing, the invention is illustrated by way of example; it shows F i g. 1 a first embodiment of the coupling in an axial longitudinal section, F i g. 2 the coupling according to FIG. 1 in a cross section along the line II-11 of FIG F i g. 1, Fig. 3 a second embodiment of the clutch in one of the F i G. 1 corresponding longitudinal section, F i g. 4 the coupling according to FIG. 3 in one Cross section along the line IV-IV of FIG. 3.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Kupplung weist als eine Kupplungshälfte eine Welle 1 und als andere Kupplungshälfte eine Hülse 2 auf, die auf der Welle 1 mittels zweier Lagerringe 3, 4 konzentrisch gelagert ist. Außerdem ist die Hülse 2 an einer axialen Verschiebung gegenüber der Welle 1 an jeder ihrer beiden Stirnseiten durch einen Anschlagring 5 gehindert, der an der Welle 1 mittels eines radialen Stiftes 6 unverdrehbar gehalten und axial nach außen an einem an der Welle 1 festgelegten Sprengring 7 abgestützt ist.The in the F i g. The coupling shown in FIGS. 1 and 2 has a shaft 1 as one coupling half and a sleeve 2 as the other coupling half, which is mounted concentrically on the shaft 1 by means of two bearing rings 3, 4. In addition, the sleeve 2 is prevented from axial displacement with respect to the shaft 1 on each of its two end faces by a stop ring 5, which is held non-rotatably on the shaft 1 by means of a radial pin 6 and is supported axially outward on a snap ring 7 fixed on the shaft 1 is.

Bei dieser Kupplung erfolgt das Einrücken durch eine Ausweitung eines aus drei gleichartigen Ringteilen-9 zusammengesetzten Ringkörpers, der in eine äußere Ringnut 8 der Welle 1 eingefügt ist. Jeder Ringteil 9 ist an seinem äußeren Umfang mit einem Reibbelag 10 versehen, der bei der Ausweitung des Ringkörpers gegen eine zylindrische Reibfläche 11 der Hülse 2 angepreßt wird. Außerdem ist jeder Ringteil mittels eines in der Welle 1 radial geführten und in eine entsprechende radiale Ausnehmung des Ringteiles 9 eingreifenden Stiftes 12 an der Welle 1 unverdrehbar gehalten.In this clutch, the engagement occurs through an expansion of a from three similar ring parts-9 composed ring body, which in an outer Annular groove 8 of the shaft 1 is inserted. Each ring part 9 is on its outer periphery provided with a friction lining 10, which in the expansion of the annular body against a cylindrical friction surface 11 of the sleeve 2 is pressed. In addition, each is part of the ring by means of a radially guided in the shaft 1 and in a corresponding radial Recess of the ring part 9 engaging pin 12 on the shaft 1 non-rotatably held.

Jeder Ringteil 9 ist nach der Kupplungsachse hin durch eine entlang einer Sehne des Ringkörpers verlaufende ebene Fläche 9' begrenzt, wobei die Flächen 9' jeweils an den einander zugekehrten Kanten zweier benachbarter Ringteile 9 einen V-förmigen Spalt bilden, dessen Öffnungswinkel in F i g. 2 mit A bezeicnhet ist. Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, ist in jedem Spalt eine Rolle 13 gelagert, die durch eine in der Welle 1 radial gehaltene Feder 14 nach außen in den Spalt hineingedrückt wird.Each ring part 9 is delimited towards the coupling axis by a flat surface 9 'running along a chord of the ring body, the surfaces 9' each forming a V-shaped gap on the mutually facing edges of two adjacent ring parts 9, the opening angle of which is shown in FIG . 2 is denoted by A. As in particular from FIG. 2, a roller 13 is mounted in each gap and is pressed outward into the gap by a spring 14 held radially in the shaft 1.

Am Grund der Ringnut 8 befindet sich in der Welle 1 eine weitere als Kammer 15 dienende kleinere Ringnut, die in axialer Richtung jeder Feder 14 über eine radial nach innen anschließende Bohrung 16, eine axiale Sackbohrung 17 und mindestens eine weitere, von diesem Kanal 17 seitlich des Ringkörpers nach außen führende radiale Bohrung 18 mit einer äußeren Ringnut 19 der Welle 1 in Verbindung steht. Dabei befindet sich die äußere Ringnut 19 an der Stelle des einen Lagerringes 3 für die Hülse 2 und steht über Bohrungen 20 desselben mit einer dortigen inneren Ringnut 21 der Hülse 2 in Verbindung, die ihrerseits über eine nicht dargestellte Druckleitung an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen ist.At the base of the annular groove 8 in the shaft 1 there is another smaller annular groove serving as a chamber 15, which in the axial direction of each spring 14 via a radially inwardly adjoining bore 16, an axial blind bore 17 and at least one other laterally from this channel 17 of the annular body outwardly leading radial bore 18 with an outer annular groove 19 of the shaft 1 is in connection. The outer annular groove 19 is at the location of the one bearing ring 3 for the sleeve 2 and is connected via bores 20 of the same to an inner annular groove 21 there of the sleeve 2, which in turn is connected to a pressure fluid source via a pressure line, not shown.

Wie aus F i g. 1 weiterhin ersichtlich ist, ist beiderseits des Ringkörpers zwischen den einzelnen Ringteilen 9 und den Lagerringen 3. 4 noch je eine Ringkammer 22 gebildet. Beide Ringkammern 22 sind miteinander entlang den zwischen den Ringteilen 9 befindlichen Spalten verbunden. Außerdem weist die Welle 1 auch an der Stelle des anderen Lagerringes 4 eine radiale Bohrung 23 auf, die über eine axiale Sackbohrung 24 und eine weitere radiale Bohrung 25 mit einem Ringkanal 22 in Verbindung steht. Dabei kann auch die Bohrung 23 über eine äußere Ringnut 26 der Welle 1 und verschiedene radiale Bohrungen 27 des Lagerringes 4 sowie eine innere Ringnut 28 der Hülse 2 an eine Druckflüssigkeitsleitung angeschlossen werden.As shown in FIG. 1 can also be seen, is on both sides of the ring body between the individual ring parts 9 and the bearing rings 3, 4 each have an annular chamber 22 formed. Both ring chambers 22 are mutually along the between the ring parts 9 located columns connected. In addition, the shaft 1 also points at the point of the other bearing ring 4 has a radial bore 23 which has an axial blind bore 24 and a further radial bore 25 is connected to an annular channel 22. In this case, the bore 23 via an outer annular groove 26 of the shaft 1 and various radial bores 27 of the bearing ring 4 and an inner annular groove 28 of the sleeve 2 be connected to a hydraulic fluid line.

Zur Kupplung der Welle 1 mit der Hülse 2 wird die Druckflüssigkeit durch die Kanäle 20, 18, 17, 16 der Kammer 15 zugeführt. Die Abdichtung zwischen den einzelnen Ringteilen 9 erfolgt durch die Rollen 13. Durch den Flüssigkeitsdruck werden die Ringteile 9 radial nach außen gepreßt, wodurch ihre Reibbeläge 10 gegen die Reibfläche 11 der Hülse 2 angedrückt werden und so den Reibschluß herbeiführen. Beim Einkuppeln bleibt der an der Stelle der inneren Ringnut 28 der Hülse 2 befindliche Druckflüssigkeitsanschluß unbeaufschlagt.To couple the shaft 1 to the sleeve 2, the pressure fluid is fed to the chamber 15 through the channels 20, 18, 17, 16. The sealing between the individual ring parts 9 is carried out by the rollers 13. The liquid pressure presses the ring parts 9 radially outward, whereby their friction linings 10 are pressed against the friction surface 11 of the sleeve 2 and thus bring about the frictional engagement. During coupling, the hydraulic fluid connection located at the location of the inner annular groove 28 of the sleeve 2 remains unaffected.

Soll die Kupplung zwischen der Welle 1 und der Hülse 2 wieder aufgehoben werden, so wird nunmehr Druckflüssigkeit an der Stelle des inneren Ringkanals 28 der Hülse 2 zugeführt, während der an der Stelle der inneren Ringnut 21 der Hülse 2 befindliche Druckanschluß unbeaufschlagt bleibt. Infolgedessen werden hierbei die einzelnen Ringteile 9 von den über die Kanäle 27, 23, 24 und 25 mit Druckflüssigkeit versorgten Ringkanälen 22 aus nach innen in ihre in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausgangslage zurückverschoben.If the coupling between the shaft 1 and the sleeve 2 is to be canceled again, pressure fluid is now fed to the location of the inner annular channel 28 of the sleeve 2, while the pressure connection located at the location of the inner annular groove 21 of the sleeve 2 remains unaffected. As a result, the individual ring parts 9 are moved inwards from the ring channels 22, which are supplied with pressurized fluid via the channels 27, 23, 24 and 25, into their in FIGS. 1 and 2 moved back.

Bei der in den F i g. 3 und 4. dargestellten Kupplung erfolgt die Einkupplung durch einen zusammenschrumpfbaren dreiteiligen Kupplungsring. Dabei sind die einzelnen Ringteile 29 in einer inneren Ringnut 30 der Hülse 2 gelagert und durch in der Hülse 2 radial geführte Stifte 31 an einer Verdrehung gegenüber der Hülse 2 gehindert. In diesem Fall sind die inneren Umfangsflächen der Ringteile 29 mit je einem Reibbelag 32 versehen, der zur Anlage an einer zylindrischen Reibfläche der Welle 1 bestimmt ist. Wie insbesondere aus F i g. 4 hervorgeht, sind die einzelnen Ringteile 29 an ihren einander zugekehrten Kanten nach außen hin abgeschrägt, wobei die Abschrägungen 33 zweier benachbarter Ringteile 29 zugleich einen V-förmigen Spalt bilden, dessen Öffnungswinkel in F i g. 4 mit A' bezeichnet und in dem eine Rolle 34 aufgenommen ist. Jede Rolle 34 wird durch eine in einer entsprechenden radialen inneren Ausnehmung der Hülse 2 befindliche Feder 35 nachgiebig in den Spalt hineingedrückt, wodurch die zwischen den einzelnen Ringteilen 29 befindlichen Spalten in radialer Richtung abgedichtet sind.In the case of the FIGS. 3 and 4. the coupling shown takes place Coupling through a shrinkable three-part coupling ring. Included the individual ring parts 29 are mounted in an inner ring groove 30 of the sleeve 2 and by means of pins 31 guided radially in the sleeve 2 at a rotation opposite the sleeve 2 prevented. In this case, the inner peripheral surfaces are the ring parts 29 each provided with a friction lining 32, which rests on a cylindrical friction surface of wave 1 is determined. As in particular from FIG. 4 are the individual Ring parts 29 beveled towards the outside at their edges facing each other, wherein the bevels 33 of two adjacent ring parts 29 at the same time a V-shaped Form a gap, the opening angle of which is shown in FIG. 4 with A 'and in the one Roll 34 is added. Each roller 34 is supported by one in a corresponding one radial inner recess of the sleeve 2 located spring 35 resiliently in the gap pressed in, whereby the gaps located between the individual ring parts 29 are sealed in the radial direction.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß auch am Grund der inneren Ringnut 30 der Hülse 2 eine kleine weitere Ringkammer 36 angeordnet ist, die ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel (in nicht besonders dargestellter Weise) an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossen werden kann. Zur Einkupplung der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Kupplung wird Druckflüssigkeit in die Ringkammer 36 eingeführt, wodurch die einzelnen Ringteile 29 radial nach innen gegen die Welle l gepreßt werden. Zur Entkupplung braucht lediglich 5 der Flüssigkeitsdruck unterbrochen zu werden, woraufhin die einzelnen Ringteile 29 durch die an ihnen wirksame Fliehkraft selbsttätig wieder nach außen verschoben werden.From Fig. 3 it can be seen that also at the bottom of the inner annular groove 30 of the sleeve 2 a small further annular chamber 36 is arranged, which is similar to the first embodiment (in a manner not specifically shown) to a pressure fluid source can be connected. For coupling the in the F i g. 3 and 4 clutch shown, pressure fluid is introduced into the annular chamber 36, whereby the individual ring parts 29 are pressed radially inward against the shaft l. The fluid pressure only needs to be interrupted for decoupling. whereupon the individual ring parts 29 automatically by the centrifugal force acting on them be shifted outwards again.

Falls eine Kupplungshälfte unverdrehbar gehalten 1o wird, wirkt die Anordnung als Bremse.If one coupling half is held non-rotatably 1o, the Arrangement as a brake.

Claims

Claims: 1. Hydraulically operated cylinder friction clutch or brake with a friction ring arranged between the two 15 clutch or brake halves, consisting of several friction shoes held in a rotationally fixed manner in one clutch or brake half and radially displaceably guided in this friction ring, characterized in that the friction ring in 2o one with the pressure fluid source connected annular groove (8,30) of a clutch or brake half (1,2) guided friction shoes (9,29) with their ends facing each other limit a V-shaped gap, the tip of which faces away from the annular groove (8, 30) and the legs of which form contact surfaces for a roller (13, 34) which is arranged in the gap and serves to seal the adjacent friction jaws (9, 29) from one another.

2. Clutch or brake after Claim 1, characterized in that on both sides of the friction jaws (9) there are annular spaces (22) are formed, which for disengaging the clutch or releasing the brake pressure fluid is fed.

3. Clutch or brake according to claim 1, characterized in that the V-förnügen gaps are delimited by surfaces (9 ') running along a chord of the friction shoes (9). Considered publications: German utility model No. 1683 733; British. Patent Nos. 347,329, 581283, 654,781; U.S. Patents Nos. 1661295, 1983,751, 2,434,761, 2,719,620.