DE1170722B

DE1170722B - Pressurized friction clutch

Info

Publication number: DE1170722B
Application number: DESCH25284A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gaston Borgeaud
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1958-12-17
Filing date: 1958-12-31
Publication date: 1964-05-21

Description

Druckmittelbetätigte Reibungskupplung Die Erfindung betrifft eine durch ein Druckmittel entgegen der Kraft einer Rückstellfeder einrückbare Reibungskupplung, deren Einrücken bis zum ersten Berühren der Kupplungshälften schnell und bis zum vollen Eingreifen der Kupplungshälften langsam erfolgt und bei der zwischen dem Druckraum und der Druckmittelzuführungsleitung ein zu dieser hin öff- nendes Rückschlag angeordnet ist.Pressure medium-actuated friction clutch The invention relates to a friction clutch which can be engaged by a pressure medium against the force of a return spring, the engagement of which occurs quickly until the clutch halves first touch and slowly until the clutch halves fully engage and in which a pressure medium supply line opens between the pressure chamber and the pressure medium supply line. nendes kickback is arranged.

Bei üblichen druckmittelbetätigt#n Reibungskupplungen ist nachteilig, daß beim Abschluß eines Kupplungsvorganges ein Drehmomentstoß auftreten kann, der darauf zurückzuführen ist, daß im Moment des Aufeinanderliegens der Reibscheiben nicht nur die axial verschieblichen Massen des Druckringes und des Betätigungskolbens, sondern auch diejenige der aktiven Druckmittelsäule plötzlich zum Stillstand kommen. In der Druckmittelsäule tritt dann noch eine kurz dauernde Druckerhöhung auf, die ein Mehrfaches des durch das Überströniventil festgelegten Höchstwertes erreichen kann.In the case of conventional fluid-actuated friction clutches, it is disadvantageous that that at the end of a coupling process, a torque surge can occur that is due to the fact that at the moment the friction disks lie on top of one another not only the axially displaceable masses of the pressure ring and the actuating piston, but also that of the active pressure fluid column suddenly come to a standstill. A brief pressure increase then occurs in the pressure medium column Reach a multiple of the maximum value set by the overflow valve can.

Es ist bekannt, zur Vermeidung des vorgenannten Mangels in einem zum Druckzylinder -der Kupplung führenden Zwischenkanal für das Druckmittel ein einstellbares Drosselventil vorzusehen, das durch ein in Rückflußrichtung des Druckmittels öffnendes Rückschlagventil überbrückt ist; stellt man ein solches Drosselventil aber so ein, daß die genannten Druckstöße mit Sicherheit vermieden werden, so bringt dies den neuen Nachteil einer entsprechenden Trägheit der ganzen Einkupplungsbetätigung mit sich.It is known to avoid the aforementioned deficiency in an intermediate channel leading to the pressure cylinder - the clutch for the pressure medium to provide an adjustable throttle valve which is bridged by a check valve that opens in the return flow direction of the pressure medium; but if such a throttle valve is set in such a way that the pressure surges mentioned are avoided with certainty, this brings with it the new disadvantage of a corresponding inertia of the entire clutch actuation.

Man kann auf eine Drosselung dann verzichten, wenn man den ringfönnigen Kolben der Kupplung zweiteilig - in Form zweier axial nebeneinander angeordneter und unabhängig voneinander verschiebbarer Ringkolben - ausführt, von denen der eine vom anderen Ringkolben her nur unter Zusammendrückung zusätzlicher Federn bis zur Anlage an die Druckplatte der Reibungskupplung verschiebbar ist. Wenn durch eine solche Konstruktion Druckstöße des Druckmittels bei in ihre Einkupplungsstellung gelangenden Kolben auch mehr oder weniger vermieden werden können, so ist mit dieser Konstruktion doch der Nachteil eines unverhältnismäßig großen Aufwandes verbunden, da hierfür außer einer zweiteiligen Ausführung des Kolbens nicht weniger als vierundzwanzig entlang dem Umfang des Kolbens angeordnete zusätzliche Federn vorgeschlagen s7md, um bei dem zu übertragenden hohen Druck eine ausreichende Abstufung der Anpressung des Kolbens herbeizuführen. Dazu kommt noch die genaue Bearbeitung der ineinandergeführten beiden Ringkolben und die Notwendigkeit zusätzlicher Abdichtungsmaß nahmen, was die ganze Kupplung nicht nur sehr teuer, sondern auch in ihrer Wirkungsweise komphziert und unzuverlässig macht. Schließlich.. bedingt eine solche Konstruktion auch noch eine entsprpchende räumliche Vergrößerung der ganzen Kupp- lung, was ihre praktische Verwendbarkeit - insbesondere im Fahrzeugbau und bei großen zu übertragenden Drehmomenten - weiterhin einschränkt.Throttling can be dispensed with if the ring-shaped piston of the clutch is made in two parts - in the form of two ring pistons arranged axially next to one another and displaceable independently of one another - one of which only comes from the other ring piston by compressing additional springs until it comes into contact with the pressure plate the friction clutch is displaceable. If pressure surges of the pressure medium can also be more or less avoided by such a construction when the piston is in its coupling position, this construction is associated with the disadvantage of a disproportionately large effort, since for this purpose, apart from a two-part design of the piston, no fewer than twenty-four along the Additional springs arranged around the circumference of the piston are suggested in order to bring about a sufficient gradation of the pressure of the piston at the high pressure to be transmitted. In addition, there is the precise machining of the two ring pistons, which are inserted into one another, and the need for additional sealing measures, which makes the entire coupling not only very expensive, but also makes it complex and unreliable in its mode of operation. Finally .. caused such a construction and development still entsprpchende spatial enlargement of the whole couplings what their practical use - continues to limit - especially in vehicle construction and large torques to be transmitted.

Es ist auch noch bekannt, bei der eingangs g i enannten Kupplung einen Druckstoß des Druckmittels, auf den in seine Einkupplungsstellung gelangenden Kolben dadurch zu verhindern, daß man den den Ringkolben aufnehmenden Zylinder mit einem radialen Abflußkanal für das Druckmittel versieht, der vom Kolben vor Erreichen seiner Abschlußstellung freigegeben wird. Infolgedessen kann ein Teil des Druckmittels kurz vor der Abschlußstellung des Kolbens nach außen entweichen, so daß Druckstöße ausgeschlossen sind. Damit bei dieser Konstruktion der Druck des Druckmittels in der eingekuppelten Stellung aufrechterhalten werden kann, muß jedoch in dem genannten radialen Absthlußkanal noch ein Kolbenschieber verschiebbar angeordnet sein, der diesen Kanal unmittelbar vor Erreichen der Abschlußstellung des Ringkolbens wieder abschließt. Es liegt auf der Hand, daß auch eine solche Konstruktion kompliziert> und störanfällig und insbesondere mit Rücksicht auf die unterschiedliche Abnutzung der Kupplungsbeläge auch in der Wirkung unterschiedlich und unzuverlässig ist.It is also known in the outset g i date set out coupling a surge pressure of the pressure medium to prevent the coming into its engaged position piston characterized in that it provides the annular piston receiving cylinder with a radial outlet channel for the pressure medium, of the piston before reaching its final position is released. As a result, part of the pressure medium can escape to the outside shortly before the piston is in its final position, so that pressure surges are excluded. So that the pressure of the pressure medium can be maintained in the coupled position with this construction, a piston slide must be arranged displaceably in said radial discharge channel, which closes this channel again immediately before reaching the final position of the annular piston. It is obvious that such a construction is complicated and prone to failure and, especially with regard to the different wear and tear on the clutch linings, also has different effects and is unreliable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angestrebte Vermeidung von Druckstößen und damit das langsame endgültige Eingreifen der sich beim Einkuppeln bereits berührenden Kupplungshälften der eingangs genannten Kupplung mit anderen, konstruktiv einfacheren und zuverlässigeren Mitteln zu erreichen.The object of the invention is to achieve the desired avoidance of pressure surges and thus the slow, final intervention when the clutch is engaged already touching coupling halves of the coupling mentioned above with other, to achieve constructively simpler and more reliable means.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der die Druckmittelzuführungsleitung und den Druckraum verbindende durch einen vom Betätigungskolben und einem Ringflansch des Betätigungszylinders gebildete Ringkanal nach einer gewissen Einrückstrecke des Betätigungskolbens durch eine radial nach innen gerichtete Schulter des Betätigungskolbens zu einem Drosselkanal verengt.The object is achieved according to the invention in that the pressure medium supply line and the pressure chamber connecting by one of the Actuating piston and an annular flange of the actuating cylinder formed annular channel after a certain distance of engagement of the actuating piston by a radial after inward shoulder of the actuating piston constricts to a throttle channel.

Bei einer solchen Ausbildung des zum Druckraum führenden Ringkanals läßt sich die radiale Versetzung der genannten Schulter nach innen leicht so auf die Einrückbewegung des Kolbens abstimmen, daß die gewünschte Drosselung der Druckmittelzufuhr erst kurz vor der vollendeten Einrückung erfolgt und die nachteiligen Druckstöße ohne eine unnötige Drosselung der vorherigen Druckmittelzufuhr vermieden werden, wobei sich auch jegliche komplizierteren zusätzlichen Maßnahmen erübrigen, wie etwa eine Dämpfung durch Abfederungskörper oder ein durch einen besonderen Schieber gesteuerter Druckmittelablaß.With such a design of the ring channel leading to the pressure chamber the radial displacement of said shoulder inward can easily be so adjust the engagement movement of the piston that the desired throttling of the pressure medium supply takes place shortly before the completed indentation and the disadvantageous pressure surges can be avoided without unnecessary throttling of the previous pressure medium supply, and any more complicated additional measures, such as a damping by a cushioning body or a controlled by a special slide Pressure fluid drain.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das in an sich bekannter Weise als Plattenventil ausgebildete Rückschlagventil an dem Ringflansch angeordnet.According to one embodiment of the invention, this is known per se Way designed as a plate valve check valve arranged on the annular flange.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Mittellängsschnitt durch eine Lamellenkupplung in ausgekuppeltem Zustand, F i g. 2 einen Teillängsschnitt durch den Kupplungszylinder in ausgekuppeltem Zustand, F i g. 3 denselben in eingekuppeltem Zustand.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a central longitudinal section through a multi-plate clutch in the disengaged state, FIG . 2 shows a partial longitudinal section through the clutch cylinder in the disengaged state, FIG . 3 the same in the coupled state.

Die druckmittelbetätigte Reibungskupplung ist im Innern eines Zahnrades 1 untergebracht, das mit Hilfe der Trommel 2 und des Deckels 3 über zwei Wälzlager 4 und 5 auf der Antriebswelle 6 gelagert ist. Diese ist mit ihrem einen Ende mittels des Rollenlagers 7 im Gehäuse 8 gelagert. Der Kupplungsinnenkörper 10 bildet ein Stück mit der Welle 6 und besitzt eine Gegendruckplatte 10a, gegen welche sich die eine Endlamelle des inneren Lamellenpaketes abstützt. An der verzahnten Mitnehmerbahn 11 sind die mit Innenverzahnung versehenen Lamellen 12 längsverschieblich geführt. Die Lamellen 13 sind mit Außenverzahnung versehen und an der entsprechend verzahnten Mitnehmerbahn 14 der Trommel 2 längsverschieblich geführt.The fluid-actuated friction clutch is housed in the interior of a gear 1 , which is mounted on the drive shaft 6 by means of the drum 2 and the cover 3 via two roller bearings 4 and 5. One end of this is mounted in the housing 8 by means of the roller bearing 7. The inner clutch body 10 forms one piece with the shaft 6 and has a counter-pressure plate 10a against which the one end plate of the inner plate pack is supported. The lamellae 12, which are provided with internal teeth, are guided in a longitudinally displaceable manner on the toothed driver track 11. The lamellae 13 are provided with external teeth and are guided in a longitudinally displaceable manner on the correspondingly toothed driver track 14 of the drum 2.

Zum Einrücken der Kupplung ist ein Betätigungskolben 15 vorgesehen, der sich im Ringraum 16 bewegt, über einen Fortsatz auf einem Distanzring 17 längsverschieblich geführt ist und aus einem Stück mit der Druckplatte 15a besteht. Zur Beaufschlagung des Betätigungskolbens 15 wird mittels eines nicht dargestellten Steuerhahnes ein Druckmittel durch die im Gehäusedeckel 18 vorhandene öffnung 19 in die hohleAntriebswelle6eingelassen.Durchdasmit dieser verbundene Einsatzstück 20 hindurch wird das Druckmittel über Kanäle nach dem Druckraum 21 geführt und übt hier den notwendigen Kupplungsdruck auf die Kolbenfläche 22 aus. Das Auskuppeln geschieht durch eine Anzahl von Rückstellfedern 23, die in Bohrungen 24 des Kupplungsinnenkörpers 10 untergebracht sind. Damit dabei die einzelnen Lamellen voneinander richtig getrennt werden, ist ein System von kettengliedartig mit den Lamellen verflochtenen Spreizgliedern 25 vorgesehen. Für die Schmierung und Kühlung der Lamellen tritt Schmierflüssigkeit durch ein von den Druckmittelkanälen getrenntes Kanalsystem 26 in das Innere der Kupplung.To engage the clutch, an actuating piston 15 is provided which moves in the annular space 16 , is guided in a longitudinally displaceable manner via an extension on a spacer ring 17 and consists of one piece with the pressure plate 15a. To act on the actuating piston 15 , a pressure medium is let into the hollow drive shaft 6 through the opening 19 in the housing cover 18 by means of a control valve (not shown) 22 off. The disengagement takes place by a number of return springs 23 which are accommodated in bores 24 of the inner coupling body 10. In order that the individual lamellas are properly separated from one another, a system of spreader links 25 intertwined with the lamellas in the manner of a chain is provided. For the lubrication and cooling of the lamellae, lubricating fluid enters the interior of the clutch through a channel system 26 that is separate from the pressure medium channels.

Aus der F i g. 2 ist ersichtlich, daß das in den Ringraum 30 eingetretene Druckmittel den Ringflansch 31 in einem unmittelbar vor dem Druckraum 21 liegenden Ringkanal 32 umströmen muß, um nach dem Druckraum 21 zu gelangen. Die innere Kanalwand liegt also im unverschieblichen, die äußere im axial verschieblichen Kupplungsteil. Nachdem der Betätigungskolben 15 dann etwa den Weg »a« durchschritten hat, tritt, wie in F i g. 3 dargestellt, eine Verengung des Ringkanals 32 um das Maß s ein, das dem Halbmesserunterschied zwischen der Bohrung 33 und dem Distanzring 17 entspricht. Die verbleibende Ringkanaldicke beträgt nun nur noch etwa 0,2 mm, so daß während der zweiten Hubphase eine ganz erhebliche Drosselung des Druckmittelstromes eintritt, wodurch die Kolbengeschwindigkeit stark vermindert wird. Dank dieser Maßnahmen wird die Druckplatte 15a nicht schlagartig auf die Lamellen auftreffen und es kann im Moment des Aufeinanderliegens der Lamellen weder eine übermäßige Druckwelle noch ein Drehmomentstoß auftreten.From FIG. 2 it can be seen that the pressure medium that has entered the annular space 30 must flow around the annular flange 31 in an annular channel 32 located directly in front of the pressure space 21 in order to reach the pressure space 21. The inner channel wall is therefore in the non-displaceable, the outer in the axially displaceable coupling part. After the actuating piston 15 has then traversed approximately the path "a", occurs, as in FIG. 3 shows a narrowing of the annular channel 32 by the dimension s , which corresponds to the difference in radius between the bore 33 and the spacer ring 17 . The remaining ring channel thickness is now only about 0.2 mm, so that during the second stroke phase a very considerable throttling of the pressure medium flow occurs, as a result of which the piston speed is greatly reduced. Thanks to these measures, the pressure plate 15a will not suddenly strike the lamellae and neither an excessive pressure wave nor a torque surge can occur at the moment when the lamellae lie on top of one another.

Besondere bauliche Maßnahmen sind getroffen, damit beim Auskuppeln das im Druckraum befindliche Druckmittel rasch zurückfließen kann. Hierzu ist an der der Kolbenfläche 22 abgekehrten Seite des Ringflansches 31 eine Membran 35 angeordnet und im Ringflansch 31 selbst sind Rückströmbohrungen 36 vorgesehen. Wird zwecks Auskuppelns die Zufuhr von Druckmittel unterbrochen, so wird die Membran 35 durch den im Druckraum 21 herrschenden, durch die Rückstellfedern 23 bewirkten Rückdruck in die strichpunktiert angedeutete Form 35' (F i g. 3) verbogen und gibt damit die Rückströmbohrungen 36 frei. Da dieses Rückschlagventil selbstfedernd arbeitet, benötigt es keine zusätzlichen Rückstellfedern. Nachdem sich der Betätigungskolben 15 so weit zurückverschoben hat, daß die Drosselung durch den Ringkanal 32 aufgehoben ist, kann das Druckmittel wieder ganz durch den Ringkanal zurückflie&n, und die Membran 35 wird die Rückströmbohrungen 36 selbsttätig schließen.Special structural measures have been taken so that the pressure medium located in the pressure chamber can flow back quickly when the clutch is disengaged. For this purpose, a membrane 35 is arranged on the side of the annular flange 31 facing away from the piston surface 22, and return flow bores 36 are provided in the annular flange 31 itself. If the supply of pressure medium is interrupted for the purpose of uncoupling, the membrane 35 is bent into the form 35 ' ( FIG. 3) indicated by dash-dotted lines by the back pressure prevailing in the pressure chamber 21 and caused by the return springs 23 , thus releasing the return bores 36 . Since this check valve is self-resilient, it does not require any additional return springs. After the actuating piston 15 has moved back so far that the throttling through the annular channel 32 is canceled, the pressure medium can flow back completely through the annular channel, and the membrane 35 will automatically close the return bores 36.

Claims

Claims: 1. A friction clutch that can be engaged by a pressure medium against the force of a return spring, the engagement of which takes place quickly until the first contact of the coupling halves and slowly until the coupling halves fully engage and in which a non-return valve opening towards this is arranged between the pressure chamber and the pressure medium supply line , characterized in that the pressure medium supply line (30) and the pressure chamber (21) connecting through an annular channel (32) formed by the actuating piston (15) and an annular flange (31) of the actuating cylinder after an engagement distance (a) of the actuating piston a radially inwardly directed shoulder of the actuating piston narrows to form a throttle channel.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the check valve (35, 36) designed in a manner known per se as a plate valve is arranged on the annular flange (31). Documents considered: German Patent No. 538 802; German utility model No. 1 764 466; British Patent No. 654 453.