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Reibungskupplung mit in Öl laufenden Lamellen Es ist bekannt,
daß büi Reibungskupplungen, insbesondere, wenn sie unter öl laufen und ihre
Reibflächen nicht zwangläufig geführt sind, wie dies brei Lamellen, die auf Mitnehmerklauen
aufgesteckt bzw. ir solche eingesteckt sind, der Fall ist, im ausgeschalte,un Zustand
das sogenannte Leerlaufmoment auftritt, das außer von der konstruktiven Gestaltung
der Kupplung noch von der Viskasität, also Betriebstemppratur *s verwendeten Schmieröls,
von der Art der Zuftihrung dieses S(#hniieröls, und von der jeweiligen
I abhängt, Eine der wichtigsten Ein' fli.,ßgröße,i. von der die Höhe des
Leerlaufmoments bei einer Lamellenkupplung abhängt, ist die Anzahl der Reibflächen,
mit der zwar das übertragbare und somit atxli das schaltbare Drahmoment, aber auch
das Le--#rlaufmoment wächst. Weiterhin wird der Verschl,eiM, einer in
01 laufenden Reibungskupplung und somit ihre Lebensdauer durch Vergrößerung
der ihr zugeführten Ölmenge im günstigen $inne, beeinflußt, jedoch steigt auch das
Leerlaufmoment mit der Vera C Crrößerung der Schmieröhnenge. Die schädlichen, durch
das Leerlaufmom#nt hervorgerufenen Erscheinungen sind Erwärmung und somit Begrenzung
der möglichen Drehzahlen sowie der Anzahl der in einem Getriebe einztibauenden Kupplungseinheiten
und ein Nachlaufen der durch die Kupplung abgeschalteten Maschinenelerliente. Letzteres
kann zwar durch An# ordnung von Bremsrii und somit Vergröße rung der r Grenzen Reibungswiderstände
innerhalb zu14ssig#>, gehalten werden, jedocherzeugen solche vergrößerte wieder
zusätzlich Wärme.
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Ein für die Beurteilung von Reibungskupplungen (Lastschaltkupplungen)
wesentlicher Faktor ist die Abbauzeit des Hauptdrelimoments. Darunter wird jene
Zeit verstanden, die, die unter B.etriebsbedingun# gen laufen - de Kupplung
benötigt., um nach Abschalten der Anpreßkraft ihr Hauptdrehmoment bis auf das Leerlauf-
oder Restdrehmoment abzubauen. Diese Zeit soll in dQn meisten AnweMdungsfällen so
kurz wie möglich sein, da da dur(;h die Größe, des Na(zlilagfens der getriebenQn
Teile und ein überdecken beim Einschalten der in der Getriebeeinheit befindlighen
Kupplungerl verringert wird, Jede überdeckung von Kupplungsschaltungen erzeugt über
die Schaltarbeit hinaus zusätzliche Wärme genauso wie auch Bremsen, die das
Vberlaufen verhindern, zusätzliche Erwärmung herbeiführen.
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Es sind eine Reihe von Reibtlächeinausführungen sowie, Reibflächenpaarungen
und Formgebungen von Lamellen bekannt, die zur Aufgabe haben, das Leerlaufmoment
und 0;- II--rhaltzeit zu verkleinern. So ist es bekannt, die Lamellen so auszubilden,
daß sie ,als Tellerfodern wirken (Sinuslamellon, Schirmlamollen und Keillamellen),
Spreizfedern zwischen Außen- oder Innenlamellen anzuordnen oder Lamellen mit ölnuten
in der Reibfläche, die entweder radial oder nach Sekanten verlaufen, entweder gegen
Lamellen mit den gleichen ölnuten oder gegen glatte Lamellen oder Lamellen mit Umfangsölnuten
in Form von konzentrischen Kreisen oder in Form einer arQhimr,dischen Spirale wirken
zu lassen.
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Zum Trennen der Lamellen ist es auch bekannt, den Lamellen Druckflüssigkeit,
z. B. 01, von innen her radial unterbrochen zuzuführen und zu diesem Zweck Einschnitte,
in den Lamelknoberflächen vorzusehen, die in Richtung des Umfangs der Lamellen zur
LnmellenQberfläche geneigte Flächen aufweisen. Diesen Einschnitten stehen ungeschlitzte
ebene, Lamellen gegenüber, so daß zwischen zwei Lamellen ein Keilraum gebildet wird,
in den das Öl eintritt, Beim Ausrücken der Kupplung soll durch die, GegeneinandQrbewr,gung
benachbarter Lamellenscheiben das in dem, Koi.Iraum befindliche Öl in die
Keilspitze hineingetricben und dadurch eine, Drucksteigerung des öls bewirkt werden,
die das Trennen der Lamellen veranlaßt, Es ist auch eine Lamellenkupplung bekannt,
bei der das SchmiormitteA durch Fliehkraft von der Drehachse aus radial nach außen
zwischen die einzelnen Lamellen gefübe wird und die Innenlamellen und/ oder Außenlamellen
kleine Vertiefungen, z. B, Durchbo.brungen, Schlitze, Rillen od. dgl., aufweisen.
Der Zweck dieser Verti-efungen besteht darin, daß beim Zusammenpmsen der
Lamellen Öl in den Vertiefungen gesammelt wird, um die Reibungswirkung beim
Kupplungsvorgang nicht zu stören, und daß
nach dem Auskuppeln das
Öl wieder als Schmiermittel der gelösten Reibflächen zur Verfügung steht.
Neben der Schmierung soll dadurch auch eine gute Kühlung der Lamellen erzielt werden.
Die Kühlung kann jedoch nur mangelhaft sein, da die Temperaturspitze im Lamellenpaket
bekanntlich nach beendetem Kupplungsvorgang ihr Maximum erreicht und gerade von
diesem Zeitpunkt an bei der bekannten Ausführung kein Frischöl, welches diese Temperaturspitze
abbauen könnte, zur Verfügung steht. Um das Verschleißverhalten der Reibflächen
so günstig wie möglich zu beeinflussen, muß angestrebt werden, den Zustand der flüssigen
Reibung während des Kupplungsvorgangs (Rutschen unter Anpreßkraft) möglichst lan-e
aufrechtzuerhalten. Bei der bekannten Ausführung ist dies nicht der Fall, da die
Frischölzuführung nach dem Schließvorgang abgeschlossen ist.
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Außerdem sind Lamellen mit Durchbrüchen in der Reibfläche zum Zwecke
der Teilung des Magnetfluss2s bekannt.
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Alle diese bekannten Ausführungen haben den Nachteil einer relativ
geringen Wirksamkeit auf das Leerlaufmoment, setzen teilweise (Tellerfederwirkun-)
die Lebensdauer der Lamellen herab oder sind wie dieAnordnung vonAbdrückfedern (Spreizfedern)
mechanisch kompliziert und daher nicht betriebssicher bzw. setzen die ständige Zuführung
von Öl
unter Druck zu den Lamellen voraus.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine wesentlich stärkere Herabsetzung
des Leerlaufmoments als bisher zu bewirken und gleichzeitig die Ausschaltzeit von
Reibungskupplungen zu verkürzen. Sie besteht darin, daß an sich bekannte Lamellen
mit Durchbrechungen in ihrer Reibfläche und Lamellen, die in an sich bekannterWeise
in einer ihrer Reibflächen oder in ihren beiden Reibflächen mindestens eine, vorzugsweise
mehrere ölnuten, die tadial oder zur radialen Richtun- schräg oder senkrecht verlaufen,
aufweisen, abwechselnd angeordnet sind, wobei in jeder Relativstellung der benachbarten
Lamellen wenigstens eine, vorzugsweise mehrere der Durchbrechungen der einen Lamelle
den zwischen den ölnuten vorhandenen glatten Lamellenflächen der GegenlamelIe gegenüberstehen.
Auf diese Weise wird das Leerlaufmoment gegenüber den bekannten Ausführungen wesentlich
herabgesetzt. Während es bei letzteren zwischen 2,5 und 9 % -des schaltbaren
Drehmoments liegt, beträgt es bei der erfindungsgemäßen Ausführung nur
0,6 bis 1,2 11/0 des schaltbaren Drehmoments, je nach Kupplungsgröße
und Schmierungsart. Dieses überraschende Ergebnis läßt sich dadurch erklären, daß
die bei zusammengepreßtem Lamellenpaket abgeschlossenen Durchbrechungen wie ölkammern
wirken, in denen das Öl infolge der Fliehkraft unter Staudruck steht, der seinerseits
bei ausbleibender Anpreßkraft das Lamellenpaket auseinanderdrückt. Im geschlossenen
Zustand steht das Öl in den durch die glatten Lamellenflächen abgeschlossenen
Durchbrechungen durch die Fliehkraft unter Druck, wobei die Druckpolster gegen die
benachbarte Lamelle pressen und das Lösen der Lamellen unterstützen. Beim Lösen
tritt eine Relativbewegung zwischen den benachbarten Lamellen ein, wodurch es zur
Oberdeckung der bisher geschlossenen Durchbrechungen mit den ölnuten kommt und die
gesamte Gleitfläche der Lamellen benetzt und damit die Reibung herabgesetzt wird.
Da durch die ölnuten den Durchbrechungen der Gegenlamellen während der Relativbe-C,
wegung der Lamellen dauernd Öl zufließt, werden diese ständig mit
Öl gefüllt, so daß auch im zusammengepreßten Zustand des Lamellenpaketes
mit Öl
gefüllte Durchbrechungen vorhanden sind und sich daher der Staudruck
auswirken kann. Der günstigste Fall ist der, daß im zusammengepreßten Zustand sämtliche
Durchbrechungen abgedeckt sind. Dies läßt sich aber nicht für alle Relativlagen
erreichen, da die ölnut bzw. ölnuten in der einen oder anderen Lage eine überdeckung
mit den Durchbrechungen ergeben. Da ferner die Lamellen beim Lösen jede Relativstellung
einnehmen können, müssen in jeder Relativstellung wenigstens eine, vorzugsweise
mehrere, abgeschlossene Durchbrechungen vorhanden sein, anderseits muß aber auch
für eine überdeckung gesorgt sein, damit die Durchbrechungen mit Öl gefüllt
werden, so daß mindestens eine. vorzugsweise mehrere Ölnuten vorzusehen sind.
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Zweckmäßig sind erfindungsgemäß die Ölnuten in an sich bekannter Weise
nach innen oder nach innen und außen offen. Diese Ausführung gewährleistet, daß
während des Schließvorgangs auf Grund der hierbei infolge der Relativbewegung erfolgenden
periodischen überdeckung von Nut und Durchbrechung, Öl
in die Durchbrechungen
verteilt wird. Wenn die Nuten nach innen und außen offen sind, ist auch im eingekuppeltenZustand
eine dauernde Frischöldurchflutung des Lamellenpakets und damit eine laufende Kühlung
gewährleistet, die vor allem bei hoher Schaltarbeit wichtig ist. Ferner wird auch
während des Rutschens unter Anpreßkraft im Zuge des Kupplungsvorgangs eine ständige
Benetzung der Reibflächen mit Frischöl bewirkt und dadurch der Zustand der flüssigen
Reibung möglichst lange aufrechterhalten, so daß eine Verschleißminderung erreicht
wird.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands sind in den Zeichnungen
dargestellt.
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A b b. 1 zeigt eine Innenlamelle mit Durchbrechungen in Ansicht,
A b b. 2 eine Außenlamelle mit ölnuten in Ansicht, Ab b. 3
und 4 je einen Schnitt nach der Linie III-111 in A b b. 1 bzw. IV-IV
in A b b. 2; A b b. 5 und 6 zeigen die Lamellen nach
A b b. 1
und 2 aufeinanderliegend in zwei extremen Relativstellungen,
A b b. 7 und 8 zwei abgeänderte Ausführungsformen von Lamellen mit
öfnuten und A b b. 9 schematisch ein LamelIenpaket.
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Nach A b b. 1 weist eine Innenlamelle 1 einer Reibungskupplung
in ihrer Reibfläche zwölf Durchbrechungen in Form von Langlöchern 2 auf. Die in
A b b. 2 dargestellte zugehörige Außenlamelle 3 ist mit nach Sekanten
verlaufenden ölnuten versehen. A b b. 5 und 6 zeigen die Lamellen
1 und 3 in Extremstellungen ihrer relativen Lage, und zwar findet
nach Ab b. 5 keine überdeckung der ölnuten 4 und der Durchbrechungen 2 statt,
wogegen A b b. 6 die maximale überdeckung von acht Durchbrechungen durch
die ölnuten zeigt oder mit anderen Worten, nach A b b. 5 stehen sämtliche
Durchbrechungen 2 den glatten Flächen der Lamelle 3 gegenüber und sind daher
gänzlich abgeschlossen, wogegen nach Ab b. 6
vier Durchbrechungen abgeschlossen
sind. Es wird daher die angeführte Wirkung bei jeder Relativstellung der Lamellen
1 und 3 auftreten.
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Gemäß Ab b. 7 weist die Lamelle 5 sechs radiale Ölnuten
6 auf, wogegen die Lamelle 7, welche in
A b b.
8 dargestellt ist, mit je zwei radialen Ölnuten 8
auf beiden Reibflächen
versehen ist. Im Zusammenwirken mit einer Innenlamelle nach der Ab b. 1 ergeben
sich bei der Lamelle nach Ab b. 7 mindestens sechs abgeschlossene
Durchbrechungen und bei jener nach A b b. 8 mindestens zehn abgeschlossene
Durchbrechungen, die das Lösen der Lamelle begünstigen, wobei die überdeckung nach
A b b. 7 gleichzeitig bei sechs und nach Ab b. 8 gleichzeitig
bei zwei Durchbrechungen im Zuge der Relativbewegung stattfindet, um die flüssige
Reibung und das Auffüllen der Durchbrechungen mit öl zu erreichen. Es kann
auch durch die Anordnung nur einer ölnut schon eine bessere Wirkung als bei den
bekannten Lamellen mit Durchbrechungen und glatten Gegenlamellen erreicht werden,
da durch diese Ölnut die Auffüllung der Durchbrechungen mit öl stattfindet.
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A b b. 9 zeigt schematisch die wechselweise Anordnung der Lamellen
1 und 3 nach den A b b. 1 und 2 im Lainellenpaket.
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Die Durchbrechungen und die ölnuten können beliebige Formen aufweisen,
so können die Ölnuten gekrümmt verlaufen und auch nur an einer Seite des Lamellenumfangs
ausmünden, also die Reibfläche nicht ganz durchlaufen. Zweckmäßig ist die symmetrische
Anordnung sowohl der Durchbrechungen als auch der Nuten. Selbstverständlich können
die Nuten auch an den Innenlamellen und dieDurchbrechungen an den Außenlamellen
vorgesehen werden. Die Erfindung ist auf Reibungskupplungen aller Art, insbesondere
auch auf elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungen anwendbar.