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Druckmittelbetätigte Lamellenkupplung Die Erfindung betrifft eine
druckmittelbetätigte Lamellenkupplung, deren äußere Kupplungshälfte insbesondere
an einem antreibenden Schwungrad befestigt ist und die durch Beaufschlagung eines
innerhalb eines zentralen Zylinders axial verschieblich angeordneten, mit einem
in der Verzahnung für die Innenlamelle geführten Druckring in fester Verbindung
stehenden Topfkolbens gegen die Wirkung von Rückstellfedern einrückbar ist.
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Es sind druckmittelbetätigte Reibungskupplungen bzw. Rutschkupplungen
in kurzer Bauform bekannt, die als Betätigungskolben eine Topfmanschette aufweisen,
die in ihrer Anordnung unmittelbar unter der Reibfläche liegt. Es ist in der Kupplungstechnik
hinreichend bekannt, daß Reibungskupplungen mit Topfmanschetten am Kolben als Dichtelement
in unmittelbarer Nähe der Reibflächen in bezug auf Schaltarbeit und somit der entwickelten
Wärme nur bedingt einsatzfähig sind. Dieses trifft besonders auf vorstehend angeführte
Kupplung zu. Die entstehende Reibungswänne an den Reibflächen wird auf Grund der
Wärmeleitung schnell den Zylinderraum erreichen. Da Topfmanschetten an sich wärmeempfindlich
sind, ist die Wärmekapazität solcher Kupplungen gering. Ein Einsatz an modernen,
schnellschaltenden Arbeitsmaschinen ist sehr problematisch, wenn nicht gar unmöglich.
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Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist in der unbestimmten Schraubenverbindung
in bezug auf gleichmäßige Zugbelastung zu sehen. Die Schrauben, die den Flanschring
zur Topfmanschette mit der axial beweglichen Andruckscheibe verbinden, können nicht
distanziert werden, da hierfür die erforderlichen Distanzbuchsen nicht vorgesehen
sind. Solche nicht vorgespannte Verbindungsschrauben neigen im Betrieb zu schnellem
Lösen und somit zum Ausfall der Kupplung.
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Es sind weiter druckmittelbetätigte Reibungskupplungen bekannt, die
wohl einen topfförmigen Metallkolben mit Dichtungsring aufweisen, der in einem Ringzylinder
geführt wird. Zylinder mit Kolben und Rückdruckfeder sind vor den Reibscheiben koaxial
angeordnet, so daß diese Konstruktion in axialer Richtung einen überaus großen Einbauraum
beansprucht.
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Ein weiterer Nachteil ist in der getrennten Anordnung des inneren
Kupplungskörpers und des Zylinders insofern zu sehen, als es montagemäßig an Maschinen
immer mit Schwierigkeiten verbunden ist, solche Teile auffädeln zu müssen. Der Zylinder,
der mit dem inneren Kupplungskörper durch Anschrauben mit umläuft, bedarf einer
äußerst sorgfältigen Fertigung, da die Vermeidung von Unwacht oder Schlag des Zylinders
nur von den wenigen Gewindea -"ängen der überwurfmutter, die mit dem Flansch ring
zum Zylinder verbunden ist, abhängt. Praktisch ist diese Voraussetzung kaum zu erreichen.
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Weiter sind Kupplungen bzw. Bremsen bekannt, die über Andruckfedern
den Kuppelvorgang tätigen und über topfförmige Kolben und Zylinder mittels Druckmittel
wieder lüften. Die Andrückfedem und Kolben mit Zylinder sind je rechts und
links von den Reibflächen koaxial angeordnet, so daß eine entsprechend große Breite
der Kupplung nicht zu verhindern war.
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Um die Nachteile der bekannten Kupplungen zu beseitigen, wird erfindungsgemäß
eine Kupplung durch die Kombination folgender Merkmale vorgeschlagen: a) Die Kolben-Zylinder-Anordnung
(7, 11, 40) ist unmittelbar im Raum radial innerhalb des Lamellenpaketes
(22, 28) angeordnet, wobei der Zylinder (11, 40) außen die Verzahnung
(20) für die Innenlamelle (22) trägt; b) der durch Kolbenringe abgedichtete
Topfkolben (7) ist mit einem radial nach außen ragenden Ringflansch
(9) versehen, mit dem der Druckring (14, 16, 25) über die Zylinderwand
(11)
durchsetzende Schrauben (10) und diese umgebende Distanzhülse
(17) fest verbunden ist; c) die als Druckfedern ausgebildeten Rückstellfedern
(44) liegen in Bohrungen (45) innerhalb der Zylinderwand (11) und drücken
unmittelbar auf den Druckring (14, 16, 25);
d) der die innere Kupplungshälfte
bildende Zylinder (11, 40) steht auf der dem Topfkolben (7)
abgewandten
Seite mit einer zur Aufnahme einer Welle geeigneten Nabe (6) in Verbindung,
durch die das Druckmittel für die Kupplungsbetätigung und - über Bohrungen
(41) - Schmiermittel für das Lamellenpaket (22, 28) zuführbar sind.
Ein
Ausführungsbeispiel wird durch die Schnittzeichnung dargestellt.
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Die Kupplungshälfte 5 ist durch die Nabe 6 mit der nicht
dargestellten Abtriebswelle formschlüssig verbunden und besitzt in ihrem sich flanschartig
verbreiternden Teil eine den Kolben 7 aufnehmende Zy-
linderbohrung
8. Der Kolben 7 weist einen Ringflansch 9 auf, der in einer
entsprechenden stirnseitigen Ausnehmung 10 der Zylinderwand 11 eingelassen
und durch eine Anzahl von als Zugglieder wirkenden Bolzen 12, die sich mit ihrem
verbreiternden Kopfteil 13 an der Außenfläche des Flanschringes
9 abstützen, mit dem Druckring 14 verbunden ist, indem der jeweilige Bolzen
12 mit seinem Gewindeteil 15
in eine entsprechende Gewindebohrung der Druckscheibe
eingeschraubt ist, die sich in einem bis in Höhe des Kolbenringflansches
9 erstreckenden Flanschteil 16 der Druckscheibe 14 befindet. Der Bolzen
12 ist von einer Büchse 17 umgriffen, die von einer Bohrung 46 der Zylinderwand
aufgenommen ist und sich einerends gegen die Stirnfläche 18 des Ringflansches
9 und andererends gegen die Stirnfläche 19
des Rin gflansches
16 abstützt, so daß nach Anziehen des Bolzens 12 Kolben 7 und Druckscheibe
14 in einem festen Abstand zueinander gehalten sind.
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Die Zylinderwand 11 besitzt an ihrem Außenumfang zahnartige
Vorsprünge 20, in welche entsprechend ausgebildete Verzahnungen 21 der Innenlamelle
22 eingreifen, ebenso wie die Verzahnung 23
des mit der Druckscheibe 14 über
Schrauben 24 verbundenen Reibringes 25. Etwa in Radialebene des Ringflansches
9 ist die Gegendruckscheibe 26 mit der Zylinderwand 11 fest
und unverdrehbar z. B. durch Verschweißung 27 verbunden. Die Außenlamellen
28
sind beiderseits mit einem Sintermetallbelag 29 versehen, in welchen
Radial- und Quernuten eingearbeitet sind. Die Verbindung der Außenlamellen 28 mit
dem äußeren Kupplungsring 30 erfolgt über eine Innenverzahnung
31 des Kupplungsringes 30, in welche die entsprechenden Zähne
32 der Außenlamellen 28 eingreifen. Der Kupplungsring 30 wird
mit seiner Stirnseite 33 über die Bohrungen 34 durchsetzende Schrauben od.
dgl. mit der Schwungscheibe eines Motors verbunden. An der Stirnseite
35 des Kupplungsringes 30 befinden sich Bohrungen 36, die zur
schlüssigen Aufnahme der axial verlaufenden Zapfen 37 dienen, welche mit
den Armen 38 verbunden sind, die, wie nicht weiter dargestellt, von einer
Nabe ausgehen, welche auf der Abtriebswelle frei drehbar gelagert ist und das zum
Antrieb der Druckmittelpumpe bestimmte Zahnrad trägt.
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Durch die Abtriebswelle wird über 2 getrennte Leitungen einerseits
das zur Betätigung des Kolben 7
benötigte Drucköl und andererseits das die
Kühlung der Lamellen 22, 28 bewirkende Kühlöl mit unterschiedlichem Druck
zugeführt. Bei Einschalten der Kupplung wird durch die in den Zylinderraum
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eintretende Flüssigkeit der Kolben 7 in der dargestellten Abbildung
nach links bewegt und nimmt hierbei gleichzeitig über die Bolzen 12 die Druckscheibe
14 in der gleichen Richtung mit, so daß der Reibring 25
die Lamellen 22,
28 gegen das Widerlager 26 drückt, so lange, bis der Reibungsschluß
zwischen der äußeren Kupplungshälfte 30 und der inneren Kupplungshälfte
5 erfolgt. Gleichzeitig wird durch die in den Boden 40 des Druckzylinders
eingearbeiteten radialen Bohrungen 41, die in axial verlaufende Bohrungen 42 auslaufen,
unter einem geringeren Druck das öl,
welches über die Radialbohrungen 43 austritt,
den Reibflächen der Lamellen 22, 28 zugeführt, so daß eine ausreichende Wärmeabfuhr
während des Einschaltzustandes der Kupplung an den Reibflächen bewirkt wird.
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Die Lüftung der Kupplung erfolgt über eine Anzahl Druckfedern 44,
die von Bohrungen 45 der Zy-
linderwand 11 führend aufgenommen werden.