DE1193317B

DE1193317B - Hydraulisch betaetigte Reibungskupplung, insbesondere fuer Wende- und Wechselgetriebe

Info

Publication number: DE1193317B
Application number: DEK33012A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Bartha; Horst Benker
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1957-09-26
Filing date: 1957-09-26
Publication date: 1965-05-20

Description

Hydraulisch betätigte Reibungskupplung, insbesondere für Wende- und Wechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung, insbesondere für Wende-und Wechselgetriebe, zum wahlweisen Verbinden mehrerer voneinander unabhängiger und koaxial ineinander gelagerter Abtriebswellen mit einer mit diesen fluchtenden Antriebswelle, wobei die Drehmomentübertragung über auf den Antriebswellen befestigte Reibscheiben erfolgt, die mit einem auf der Antriebswelle fest angeordneten, die Reibscheiben insgesamt umfassenden Kupplungsteil mit Hilfe eines zwischen je zwei Reibscheiben angeordneten und von dem Kupplungsteil mitgenommenen Anpreßring axial in Reibungseingriff gebracht werden.
Kupplungen dieser Art bieten nur dann Gewähr für ein befriedigend exaktes Schaltverhalten sowie für eine lange Lebensdauer, sofern der zwischen je zwei Reibscheiben angeordnete, hydraulisch verschiebbare Anpreßring in Ausrückstellung vollkommen frei läuft von den beiden Reibscheiben. Die Kupplung muß also entweder selbsttätig diese exakte Mittelstellung herbeiführende Einrichtungen aufweisen, oder es muß die Möglichkeit gegeben sein, von Zeit zu Zeit nachzustellen, was einerseits recht umständlich ist und andererseits einen unnützen Verschleiß nicht grundsätzlich ausschließt. Bei einer bekannten Kupplung soll der Anpreßring zwischen den beiden Reibscheiben bei Leerlauf durch Federn exakt in Mittelstellung gehalten werden. Dies aber setzt voraus, daß beide Federn gleiche Federkonstanten und Längen aufweisen, eine Bedingung, die bekanntlich nur sehr schwer zu erfüllen ist. Auch können einzelne Federn oder Federgruppen nach längerem Betrieb unterschiedlich erlahmen, so daß eine vielleicht anfangs erzielte genaue Mittelstellung im Laufe der Zeit verlorengeht. Außerdem besteht die Gefahr, daß der Anpreßring bei ausgerückter Kupplung durch Längsschwingungen letzterer ebenfalls zum Schwingen angeregt wird, da er ja nur zwischen Federn gehalten ist, und dann an den Reibscheiben ankommt. Schließlich müssen auch die Federn recht steif sein, damit der Anpreßring beim Ausrücken die Mittelstellung möglichst schnell einnimmt. Steife Federn aber erfordern hohe Öldrücke beim Schalten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine keine Rückstellfedern aufweisende Kupplung zu schaffen, bei der die Anpreßringe im Leerlauf durch hydraulische Mittel exakt in Mittelstellung gehalten werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Maßnahmen in Kombination gelöst.
a) Die Anpreßringe weisen einen radial nach außen offenen U-förmigen Querschnitt auf und liegen mit ihren äußeren Mantelflächen dichtend an dem mit der Antriebswelle fest verbundenen Kupplungsteil an.
b) Der Innenraum eines jeden Anpreßringes ist durch eine von dem Kupplungsteil ausgehende, bis auf den Grund des Anpreßringes reichende Zwischenwand in zwei Druckräume aufgeteilt, die bei Betätigung der Kupplung wahlweise mit der Druckmittelquelle verbunden werden.
c) Die Mitnahme der Anpreßringe durch das mit der Antriebswelle fest verbundene Kupplungsteil erfolgt mittels Bolzen, die in der den Innenraum jedes Anpreßringes aufteilenden Zwischenwand axial gleitend geführt und in den Anpreßringen verdrehungs- und verschiebungssicher gehalten sind.
d) In Leerlaufstellung der Kupplung ist jeder Anpreßring hydraulisch dergestalt beaufschlagt, daß er infolge selbsttätiger Steuerung bei Auswanderung aus seiner Mittelstellung jeweils denjenigen seiner beiden Druckräume, dessen Volumen durch die Verschiebung eine Verkleinerung erfährt, mit einer besonderen, bei eingerückter Kupplung versperrten Druckleitung, den anderen Druckraum dagegen gleichzeitig mit einer besonderen, bei eingerückter Kupplung ebenfalls versperrten Entlastungsleitung verbindet.
Bei einfachem Aufbau gewährleistet diese erfindungsgemäße Kupplung eine stets zuverlässig wirkende genaue Einstellung des Anpreßringes in Ausrückstellung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird noch vorgeschlagen, diese erfindungsgemäße Kupplung mit folgenden Merkmalen in Kombination- zu versehen. a) In jeder der in die Anpreßringe hineinragenden Zwischenwände sind eine oder mehrere radiale Bohrungen vorgesehen, die in den Führungen der Mitnahmebolzen münden und in Leerlaufstellung der Kupplung mit der Druckmittelquelle verbunden, bei eingerückter Kupplung dagegen versperrt sind.
b) Jeder Mitnahmebolzen, in dessen Führung eine in der Zwischenwand verlaufende radiale Bohrung mündet, weist zwei in Achsrichtung gesehen hintereinanderliegende, durch einen in seiner Breite dem Durchmesser der Mündung der Bohrung entsprechenden Steg voneinander getrennte Ausnehmungen oder Abflachungen auf, deren jede mit je einem der beiden Druckräume der Kupplung in ständiger Verbindung steht, wobei die Lage der Ausnehmungen oder Abflachungen so getroffen ist, daß der sie voneinander trennende Steg die Mündung der radialen Bohrung vollständig überdeckt, wenn sich der betreffende Anpreßring in seiner Mittelstellung befindet.
c) Am Grunde der Anpreßringe mündet eine Entlastungsleitung, die beim Verschieben der Anpreßringe jeweils mit dem in Verschieberichtung gelegenen Druckraum der Kupplung verbunden wird und bei eingerückter Kupplung versperrt ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die an Hand der folgenden Beschreibung näher erläutert werden.
In den A b b. 1 und 2 sind Kupplungen schematisch im Längsschnitt dargestellt; die A b b. 3 zeigt das Schaltschema der Kupplung.
In A b b. 1 sind die das Drehmoment auf die koaxial ineinander gelagerten Abtriebswellen 3 und 4 übertragenden Reibscheiben 1 und 2 innerhalb des von der Antriebswelle 5 angetriebenen Kupplungsteil 6 angeordnet. Zwischen den beiden Reibscheiben befindet sich ein Anpreßring 7 mit nach außen offenem U-förmigem Querschnitt, der mit seinen äußeren Mantelflächen 8 und 9 dichtend an dem antreibenden Kupplungsteil 6 anliegt. Durch eine von dem Kupplungsteil 6 ausgehende und bis auf den Grund des Anpreßringes 7 reichende Zwischenwand 10 ist der Innenraum des Anpreßringes 7 in zwei Räume aufgeteilt. Die Mitnahme des Anpreßringes in Umfangsrichtung erfolgt durch gleichmäßig über dem Umfang der Zwischenwand 10 verteilte Bolzen, die in dafür vorgesehenen Querbohrungen axial gleitend in der Zwischenwand geführt sind. Einer der Bolzen ist in der Abbildung dargestellt und mit 11 bezeichnet. Mit ihren Enden sind die Bolzen an den Innenwänden des Anpreßringes 7 verdrehungs- und verschiebungssicher gehalten. In der Zwischenwand 10 ist in radialer Richtung eine Bohrung 12 angeordnet, die in die Führungsöffnung des Bolzens 11 mündet. Der Bolzen 11 hat auf seiner der Bohrung 12 zugewandten Seite in Axialrichtung hintereinanderliegende Ausnehmungen 13 und 14, von denen jede mit je einem Innenraum des Anpreßringes in Verbindung steht. Der zwischen den Ausnehmungen 13 und 14 im Bolzen 11 verbleibende Steg 15, dessen Breite dem Durchmesser der Bohrung 12 entspricht, verschließt in der Mittelstellung des Anpreßringes die Bohrung 12. Auf der der Kupplungsachse zugewandten Seite des Anpreßringes 7 ist eine Ausnehmung 16 vorgesehen. In der bezeichneten Mittelstellung des Anpreßringes 7 ist die Ausnehmung 16 von der Zwischenwand 10 überdeckt. In den Innenraum des Anpreßringes 7 neben der Zwischenwand 10 mündet die Druckmittelleitung c, in den Raum rechts neben der Zwischenwand die Druckmittelleitung a ein. Die Bohrung 12 ist mit der Druckmittelleitung b und die Ausnehmung 16 im Anpreßring mit der Leitung d verbunden. Alle Leitungen stehen mit in der Antriebswelle 5 vorgesehenen Kanälen in Verbindung. Die Druckmittelzu- und -abführung erfolgt über einen Steuerschieber 17, der in der Abtriebswelle 3 und der Antriebswelle 5 verschiebbar geführt ist.
In A b b. 2 ist die Bohrung 12, die Führungsöffnung des Bolzens 11 kreuzend, durch die Zwischenwand 10 hindurchgeführt. In der gezeichneten Mittelstellung des Anpreßringes fluchtet der der Kupplungsachse zugewandte Teil 18 der Bohrung 12 mit der im Boden des Anpreßringes angeordneten Abflußöffnung 19, die ihrerseits mit der Leitung d in Verbindung steht. In den Bolzen 11 ist gegenüber den in Achsrichtung hintereinanderliegenden Ausnehmungen 13 und 14 eine dritte Ausnehmung 21 angeordnet, die in der Mittelstellung des Anpreßringes 7 die beiden Räume im Anpreßring gegen das untere Ende 18 der Bohrung 12 absperrt.
Die Wirkungsweise der Kupplung sei an Hand des in A b b. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
Der Anpreßring 7 befindet sich in Mittelstellung, d. h., die Reibscheiben 1 und 2 haben keine Berührung mit dem Anpreßring und dem antreibenden Kupplungsteil 6. In dieser Stellung steht der Steuerkolben 17 mit der Öffnung des Kanals 20, durch den das Druckmittel geleitet wird, vor dem Kanal der Leitung b. Die Leitungen a und c sind gesperrt. Der im Steuerkolben 17 vorgesehene Druckmittelabflußkanal 22 steht mit der Leitung d in Verbindung. Verschiebt sich der Anpreßring beispielsweise nach links aus seiner Mittelstellung, so öffnet der Steg 15 im Bolzen 11 die Bohrung 12, und das Druckmittel gelangt über die Ausnehmung 14 in den rechten Raum des Anpreßringes. Bei der Auswanderung des Anpreßringes nach links ist auch die Ausnehmung 21 im Bolzen 11 nach links verschoben worden, so daß der linke Raum des Anpreßringes über die Ausnehmung 21 den Bohrungen 18 und 19 mit der Rücklaufleitung d verbunden ist. Das in den rechten Raum einströmende Druckmittel schiebt den Anpreßring so weit nach rechts, bis die Bohrung 12 in der Zwischenwand durch den Steg 15 verschlossen ist und die beiden Räume im Anpreßring durch die Kanten der Ausnehmung 21 gegen die Bohrung 18 abgesperrt sind. Der Anpreßring wird also automatisch in seine Mittelstellung eingesteuert. Soll nun die Reibscheibe 2 an den antreibenden Kupplungsteil 6 angepreßt werden, wird der Steuerkolben 17 so verschoben, daß der Kanal 20 vor der Leitung c steht. Das in dem rechten Raum befindliche Druckmittel fließt über die Leitung a und den Ringkanal 23 ab. Die einzelnen Schaltungen sind im Schaltschema der A b b. 3 dargestellt.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydraulisch betätigte Reibungskupplung, insbesondere für Wende- und Wechselgetriebe, zum wahlweisen Verbinden mehrerer voneinander unabhängiger und koaxial ineinander gelagerter Abtriebswellen mit einer mit diesen fluchtenden Antriebswelle, wobei die Drehmomentübertragung über auf den Antriebswellen befestigte Reibscheiben erfolgt, die mit einem auf der Antriebswelle fest angeordneten, die Reibscheiben insgesamt umfassenden Kupplungsteil mit Hilfe eines zwischen je zwei Reibscheiben angeordneten und von dem Kupplungsteil mitgenommenen Anpreßring axial in Reibungseingriff gebracht werden, g e k e n n z e i c hn e t durch die Kombination folgender Merkmale: a) Die Anpreßringe (7) weisen einen radial nach außen offenen U-förmigen Querschnitt auf und liegen mit ihren äußeren Mantelflächen (8, 9) dichtend an dem mit der An-Antriebswelle (5) fest verbundenen Kupplungsteil (6) an. b) Der Innenraum eines jeden Anpreßringes (7) ist durch eine von dem Kupplungsteil (6) ausgehende, bis auf den Grund des Anpreßringes reichende Zwischenwand (10) in zwei Druckräume aufgeteilt, die bei Betätigung der Kupplung wahlweise mit der Druckmittelquelle verbunden werden. c) Die Mitnahme der Anpreßringe (7) durch das mit der Antriebswelle (5) fest verbundene Kupplungsteil (6) erfolgt mittels Bolzen (11), die in der den Innenraum jedes Anpreßringes aufteilenden Zwischenwand (10) axial gleitend geführt und in den Anpreßringen verdrehungs- und verschiebungssicher gehalten sind. d) In Leerlaufstellung der Kupplung ist jeder Anpreßring (7) hydraulisch dergestalt beaufschlagt, daß er infolge selbsttätiger Steuerung bei Auswanderung aus seiner Mittelstellung jeweils denjenigen seiner beiden Druckräume, dessen Volumen durch die Verschiebung eine Verkleinerung erfährt, mit einer besonderen, bei eingerückter Kupplung- versperrten Druckleitung (b), den anderen Druckraum dagegen gleichzeitig mit einer besonderen, bei eingerückter Kupplung ebenfalls versperrten Entlastungsleitung (d) verbindet.
2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale in Kombination: a) In jeder der in die Anpreßringe (7) hineinragenden Zwischenwände (10) sind eine oder mehrere radiale Bohrungen (12) vorgesehen, die in den Führungen der Mitnahmebolzen (11) münden und in Leerlaufstellung der Kupplung mit der Druckmittelquelle verbunden, bei eingerückter Kupplung dagegen versperrt sind. b) Jeder Mitnahmebolzen (11), in dessen Führung eine in der Zwischenwand (10) verlaufende radiale Bohrung (12) mündet, weist zwei in Achsrichtung gesehen hintereinanderliegende, durch einen in seiner Breite dem Durchmesser der Mündung der radialen Bohrung entsprechenden Steg (15) voneinander getrennte Ausnehmungen oder Abflachungen (13, 14) auf, deren jede mit je einem der beiden Druckräume der Kupplung in ständiger Verbindung steht, wobei die Lage der Ausnehmungen oder Abflachungen so getroffen ist, daß der sie voneinander trennende Steg die Mündung der radialen Bohrung vollständig überdeckt, wenn sich der betreffende Anpreßring in seiner Mittelstellung befindet. c) Am Grunde der Anpreßringe (7) mündet eine Entlastungsleitung (d), die beim Verschieben der Anpreßringe jeweils mit dem in Verschieberichtung gelegenen Druckraum der Kupplung verbunden wird und bei eingerückter Kupplung versperrt ist.
3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsleitung (d) am Grunde eines jeden Anpreßringes (7) in einer in ihrer axialen Länge der Breite der Zwischenwand (10) am Grunde entsprechenden und von dieser in Mittelstellung des Anpreßringes ganz überdeckten Ausnehmung (16) mündet.
4. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Bohrung oder die radialen Bohrungen (12) in der Zwischenwand (10) der Anpreßringe (7) bis auf dessen Grund reichen und dort mit der Entlastungsleitung (d) bei jeder Stellung des Anpreßringes in Verbindung stehen und daß die Mitnahmebolzen (11) eine weitere, den vorhandenen beiden Ausnehmungen (13, 14) diametral gegenüberliegende Ausnehmung (21) aufweisen, deren Länge, in Achsrichtung gesehen, der Breite der Zwischenwand entspricht und so angeordnet ist, daß sie in Mittelstellung der Anpreßringe von der Zwischenwand vollständig überdeckt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 757190; britische Patentschriften Nr. 602 749, 609 732.