-
Kupplungslamelle für eine Lamellenkupplung Die Erfindung bezieht sich
auf eine Kupplungslamelle für eine Lamellenkupplung, in deren Reibflächen spiralige
und radiale Nuten für eine Kühlflüssigkeit eingearbeitet sind.
-
Es sind Lamellenkupplungen bekannt, bei welchen die Kühlung der Lamellen
durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit erfolgt. Da bei derartigen Kupplungen
die Kühlflüssigkeit bei eirgerückter Kupplung, d. h. bei zusammengepreßtem
Lamellenpaket, nicht an die Reibflächen gelangen kann, ist für hochbeanspruchte
Kupplungen diese-- Art eine ausreichende Kühlung der Lamellen nicht möglich. Ganz
abgesehen davon, daß durch den zwischen den Lamellen befindlichen Schmierfilm der
Reibwert in unzulässig hohem Maße reduziert wird.
-
Weiterhin sind Kupplungslamellen bekannt, die mit trockener Reibung
arbeiten und bei denen die Kühlung der Reibflächen bei eingerückter Kupplung über
in die Reibflächen eingelassene Radialnuten erfolgt. Die relativ schlechte Wärmeabfuhr
durch die Luft bedingt naturgemäß große Nutquerschnitte und somit einen verhältnismäßig
starkwandigen, in sich starren Lamellenkörper. Dieses ist insofern nachteilig, als
die Lamellen hierdurch eine geringe Anschmiegsamkeit und Anpassungsfähigkeit an
die Unebenheiten der Reibflächen besitzen und zudem eine solche Ausbildungsform
der Kupplungslamelle eine größere axiale Länge des Lamellenpaketes bedingt.
-
Bei solchen Kupplungslamellen, die hohe Drehmomente zu übertragen
haben und mit großem Schlupf arbeiten müssen, wie das beispielsweise bei den die
Schwenkbewegung einleitenden und deren Geschwindigkeit durch entsprechenden Schlupf
regulierenden Wendekupplungen in Baggern der Fall ist, die praktisch als Geschwindigkeits-
und Drehmomentwandler arbeiten müssen, ebenso wie bei dem Einsatz der Kupplungen
als Hauptantriebskupplung bei schweren Raupenfahrzeugen, Planierraupen, Schiffsantrieben
oder schweren Werkzeugmaschinen ist es infolge des durch die trockene Reibung bedingten
hohen Reibungsverschleißes erforderlich, daß die Reibflächenträger schon nach verhältnismäßig
kurzer Gebrauchsdauer ausgewechselt werden müssen. Derartige überholzeiten der Kupplung
sind jedoch wegen der damit verbundenen hohen Kosten unerwünscht.
-
Weiterhin ist eine im ölbad eines Getriebes laufende Sicherheitslamellenkupplung
bekannt, bei der in die Reibflächen der Lamellen eine spiralförmig verlaufende Ringnut
eingearbeitet ist, die das zwischen den benachbarten Reibflächen befindliche
Öl
im Fall einer Relativbewegung der Reibflächen gegeneinander abstreifen
soll, so daß das Öl von den Spiralnuten über Radialnuten in das ölbad des
Getriebekastens zurückgeführt werden kann. Eine ausreichende Kühlunc, der Reibflächen
kann jedoch auf diese Weise, insbesondere durch den weiten Abstand der Radialnuten
voneinander, nicht erreicht werden, so daß derart ausgebildete Kupplungslamellen
zur übertragung großer Drehmomente bei ausreichendem Schlupfvermögen kaum geeignet
sein dürften.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die bekannten Kupplungslamellen
zu verbessern und eine Lamelle zu schaffen, die in der Lage ist, große Drehmomente
bei großem Schlupfvermögen unter Vermeidung eines hohen Verschleißes der Reibflächen
bei ausreichender Kühlung derselben durch eine Flüssigkeit, beispielsweise
Öl, zu übertragen und geht hierbei von einer Kupplungslamelle für eine Lamellenkupplung
aus, in deren Reibflächen spiralige und radiale Nuten für eine Kühlflüssigkeit eingearbeitet
sind. Um Lamellen dieser Art für die Übertragung großer Drehmomente verwenden zu
können, wird erfindungsgernäß vorgeschlagen, diese Lamellen so auszubilden, daß
die Radialnuten und die sowohl zum Innen- als auch zum Außenumfang der Lamelle hin
geschlossenen Spiralnuten in an sich bekannter Weise breiter als tief sind und die
Radialnuten tiefer und breiter als die Spiralnuten sind und der Abstand der Spiralnuten
voneinander geringer ist als der Abstand der Radialnuten.
-
Um das Einarbeiten der nebeneinanderliegenden Radialnuten zu verbilligen,
wird weiterhin vorgeschlagen, die Radialnuten in mehreren Gruppen von parallel zueinander
verlaufenden Nuten zusammenzufassen, derart, daß die einander benachbarten Gruppen
einen
spitzen Winkel miteinander bilden. Eine derartige Anordnung der Nuten ermöglicht
es, auf der Maschine in einem Arbeitsgang gleichzeitig mehrere Nuten in die Reibfläche
einzuarbeiten. Zum Zwecke der besseren Wärmeabfuhr sind die Nutgruppen auf der einen
Seite der Lamelle gegenüber denjenigen auf der anderen Reibfläche der Lamelle in
Umfangsrichtung versetzt.
-
Eine preisgünstige Fertigung derartiger Lamellen ergibt sich besonders
dann, wenn die Nuten in einem auf eine Trägerplatte aufgebrachten Reibwerkstoff
aus Sintermetall beim Pressen spanlos eingeformt bzw. eingeprägt sind.
-
Durch diese Ausbildungsform der Kupplungslamelle ergeben sich neue
Anwendungsbereiche der mit diesen Lamellen bestückten Lamellenkupplungen für schwere
und schlupfreiche Belastungen, und es ist möglich, sowohl Lamellen einzusetzen,
die mit einem Sinterinetallbelag versehen sind, als auch Stahllamellen, die für
derartige Belastungen, insbesondere bei Trockenlauf, bisher keine Verwendung finden
konnten, so daß durch den nunmehr möglichen Einsatz einer Lamellenkupplung an Stelle
der bisher für diese Fälle benutzten, mit trockener Reibung arbeitenden Kupplung,
ein wesentlich geringerer Raumbedarf für den Einbau der Kupplung benötigt wird.
-
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine Kupplung mit Kupplungslamellen
gemäß der Erfindung, F i g. 2 die Ansicht einer Kupplungslamelle, F i
g. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-Ill in F i g. 2 in vergrößertem
Maßstab und F i g. 4 ebenfalls in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach
der Linie IV-IV in F i g. 2.
-
Die Kupplung der F i g. 1 ist so ausgebildet, daß die die Innenlamellen
5 tragende innere Kupplungshälfte 6 über eine Nabe 7 axial
und radial formschlüssig mit der nicht dargestellten getriebenen Welle verbunden
ist. Im Flansch der Kupplungshälfte 6 ist eine zylindrische Bohrung
8 eingearbeitet, in der ein scheibenförmiger Kolben 9 verschiebbar
geführt ist, dessen Flansch 10 durch auf seinen Umfang verteilt angeordnete
Schraubenbolzen 11 durchgriffen ist, die von Büchsen 12 aufgenommen werden,
die sich mit ihrem einen Ende gegen die Stirnseite des Flansches 10 und mit
ihrem anderen Ende gegen die gegenüberliegende Stirnseite eines Druckringes
13 abstützen, in -welchen die Schraubenbolzen 11 mit ihrem Gewinde
14 fest eingeschraubt sind, so daß der auf der einen Seite der Kupplungshälfte
6
Ixgende Kolben 9 über Schraubenbolzen 11 und 2chsen 12, die
jeweils von einer axialen Bohrung 15 führend aufgenommen sind, mit dem Druckring
13 fest verbunden ist. Am Druckring 13 ist ein Reibring
16 mittels Schrauben 17 befestigt, der über die Zähne 18 in
der Verzahnung 19 der Kupplungshälfte 6 axial verschiebbar gehalten
ist, wobei die Verzahnung 19 gleichzeitig zur Aufnahme der entsprechenden
Verzahnung 20 der Innenlamellen 5
dient, die auf diese Weise axial verschiebbar,
jedoch unverdrehbar mit der Kupplungshälfte 6 verbunden sind, an deren einer
Stirnseite eine Gegendruckscheibe 21 befestigt ist.
-
Zwischen die Innenlamellen 5 greifen die Außenlamellen 22,
die eine Außenverzahnung 23 aufweisen und beiderseits mit einem Reibwerkstoff
aus Sintermetall 24 versehen sind. Die Außenverzahnung 23
greift in eine entsprechend
ausgebildete Innenverzahnung 25 der beispielsweise als Ring ausgebildeten
treibenden Kupplungshälfte 26 ein, die mit Hilfe von die Bohrungen
27 durchgreifenden Schrauben z. B. mit einer Schwungscheibe eines Fahrzeugs
verbunden sein kann.
-
Wird durch die Bohrung der Welle Druckflüssigkeit in den Zylinderraum28
eingedrückt, bewegen sich der Kolben 9 sowie die damit verbundene Druckscheibe
13, in F i g. 1 gesehen, nach links und pressen hierdurch das Lamellenpaket
zusammen. Gleichzeitig wird über eine getrennte, in der Welle vorgesehene Zuführungsleitung
mit einem geringeren Druck Öl in die radialen, den Flansch der inneren Kupplungshälfte
6 durchsetzenden Bohrungen 29
eingeführt, die in eine sich axial erstreckende
Bohrung 30 auslaufen, von der aus mehrere radiale Bohrungen 31 das
Öl dem Lamellenpaket zuführen. Damit in diesem Augenblick die miteinander
zusammenwirkenden Reibflächen durch eine ausreichende Öhnenge, z. B. für eine Kupplung
zur Übertragung eines Drehmomentes von etwa 130 mkg etwa 20 bis
30 1/min, gekühlt werden, sind in die Außenlamellen 22 Gruppen
32, 33 Radialnuten 34 eingearbeitet, in der Weise, daß die auf der einen
und anderen Seite der Lamellen 22 befindlichen Nutengruppen 32 und
33 gegeneinander um einen Winkelbetrag 35 versetzt sind. Der bei der
Drehung der Lamellen an der, in Drehrichtung gesehen, vorderen Kante 40 der Segmentflächen
36 sich aufbauende Schmierkeil wird durch die die Vorderkante 35
unterbrechenden
Quernuten 37 abgebaut, so daß ein ausreichend hoher Reibwert bei entsprechendem
Anpreßdruck zum übertragen eines großen Drehmoments zur Verfügung steht. Der radiale
Abstand der Spiralnuten 37 voneinander ist geringer als der Abstand der Radialnuten
in Umfangsrichtung. Mit steigendem Anpreßdruck der Lamellen kann der von den Radialnuten
34 und Spiralnuten 37 eingenommene Anteil bis zu 50 % der Gesamtreibungsfläche
der Lamelle betragen; günstige Werte wurden bei einer anteiligen Fläche der Nuten
34, 37 zwischen etwa 20 bis 50 ()/o erreicht. Die Lüftung des Lamellenpakets
erfolgt über Druckfedem 38, die von im Flanschteil der Kupplungshälfte
6 vorgesehenen Bohrungen 39 führend aufgenommen sind.