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Hydraulisch betätigte Lamellenkupplung Die Erfindung bezieht sich
auf eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung, die zum Kuppeln eines aus einem
Getriebegehäuse herausragenden Wellenstumpfes mit einem dazu konzentrisch angeordneten
Zahnrad dient und bei welcher der das Lamellenpaket zusammenpressende Druckring
als hydraulischer Ringkolben ausgebildet sowie in der die Außenlamellen tragenden
trommelförmigen Kupplungshälfte axial verschieblich ist.
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Bei den bekannten Kupplungen zum Kuppeln einer drehbaren Welle mit
einem auf ihr sitzenden Zahnrad, wie sie vornehmlich in Zahnräderwechselgetrieben
Verwendung finden, sind die Zahnräder und die um die Welle drehbaren Kupplungsteile
unmittelbar auf der Welle selbst gelagert. Dies hat den Nachteil, daß alle Kräfte,
welche auf die Kupplungsteile und die Zahnräder wirken, auch auf die Welle übertragen
werden, wodurch diese stark belastet und ein unruhiger Lauf bei ausgerückter Kupplung
hervorgerufen wird.
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Es ist auch bereits eine Kupplung bekannt, bei welcher auf dem überstehenden
Ende einer in einer Gehäusewand gelagerten Getriebewelle eine Zahnkupplungshälfte
sitzt, während die andere Kupplungshälfte auf einem an der Gehäusewand angeflanschten
Lagerhals drehbar angeordnet ist. Diese Kupplungshälfte ist mit einer hydraulisch
betätigten Lamellenbremse fest verbunden. An der drehbar an der Gehäusewand gelagerten
Kupplungshälfte wirkende Radialkräfte werden von dem Lager in der Gehäusewand aufgenommen
und damit von der Welle ferngehalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lamellenkupplung mit Drucköl und
Kühlmittel zu versorgen, wobei die Zuleitungen innerhalb des Getriebegehäuses untergebracht
sind. Hierbei soll die Welle, wie an sich bekannt, von allen äußeren Kräften entlastet
werden, die nicht zur übertragung des Drehmoments gehören.
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Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die gemeinsame Anwendung folgender
Merkmalea) Die trommelförmige Kupplungshälfte ist in an sich bekannter Weise auf
einem am Getriebegehäuse angeflanschten Lagerhals drehbar gelagert und mit dem Zahnrad
fest verbunden, b) der hydraulische Ringkolben ist auf der dem Getriebegehäuse
zugekehrten Seite der Kupplung angeordnet, c) die die Innenlamellen tragende Kupplungshälfte
ist mit dem den Lagerhals überragenden Ende des Wellenstumpfes drehfest verbunden,
d) die Druckflüssigkeit zum Schalten der Kupplung und die Kühlflüssigkeit
zum Kühlen der Kupplungslamellen werden durch innerhalb des Getriebegehäuses verlegte
Rohrleitungen zugeführt, wobei die Druckflüssigkeit in einer Bohrung des Lagerhalsflansches
und einer Bohrung des Lagerhalses dem Ringkolben, die Kühlflüssigkeit durch eine
Bohrung des Lagerhalsflansches und den Ringraum zwischen dem Wellenstumpf und dem
Lagerhals den Kupplungslamellen zufließt.
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Bei dieser Anordnung besteht auch der Vorteil, daß die an dem Zahnrad
wirkenden Umfangskräfte von der Welle ferngehalten werden und die beim Umlaufen
der Kupplungstrommel möglicherweise auftretenden Schwingungen nicht auf die Welle
und deren Lager übertragen werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der einfachen
Weise der Zuführung von Kühlmittel und Drucköl für die Betätigung der Kupplung,
wodurch sich eine einfache und wirtschaftliche Bauweise der Kupplung ergibt.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
durch die Wiedergabe eines Längsschnittes durch die Kupplung, das Zahnrad, die mit
der Kupplung verbundene Welle und deren Lagerung.
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In der Gehäusewand 12 b ist eine Welle 16 über ein Kugellager
52 drehbar gelagert. An dem äußeren Ende der Welle ist die Nabe
126 einer Reibkupplung befestigt. Die Welle 16 ist von einer festen,
koaxialen Hülse oder hohlen Achse 112 umgeben, die mit
einem Ringflansch
114 mittels Schrauben 116 an der Gehäus#ewand 12 b befestigt ist.
Auf der hohlen Achse 112 ist die Kupplungstrommel 120 mit ihrem zur Welle
16 koaxialen nach innen gerichteten ringförinigen Ansatz über ein Wälzlager
gelagert, das in der Zeichnung als Kugellager 119 wiedergegeben ist. Die
Kupplungstrommel 120 weist einen ebenfalls zur Welle 16 koaxialen, nach außen
gerichteten ringförmigen Ansatz 121 auf, der mit Zähnen versehen und als Zahnkranz
62 ausgebildet ist. Mit ihrem zahnkranzartigen Ansatz 121 stützt sich die
Kupplungstrommel 120 über ein Rollenlager 118 auf der hohlen Achse 112 ab.
Die Kupplungstrommel 120 trägt eine Anzahl von ringförmigen Reiblamellen 122, die
durch Keilnuten od. dgl. mit der Kupplungstrommel verbunden sind. Zwischen den Reiblamellen
122 sind weitere Reiblamellen 124 angeordnet, die durch Keilnuten od. dgl. mit der
Kupplungsnabe verbunden sind. Am äußeren Ende der Kupplungstrommel 120 ist eine
ringförrnige Gegenplatte 128 angeordnet, die durch einen Sprengring
130 in Stellung gehalten wird. Beim Einrücken der Kupplung werden die ineinander
geschachtelten Reiblamellen von einem Ringkolben 132 zusammengepreßt, der
in einer in der Kupplungstrommel vorgesehenen Ringkammer 134 axial verschieblich
ist.
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Der Ringkolben 132 wird von einem Druckmittel beaufschlagt,
welches der Kammer 134 von einer Druckmittelzuführungsleitung 172 durch eine
Kammer 174 und einen Durchlaß 135 im Ringflansch 114 und durch eine Längsbohrung
136 in der hohlen Achse 112 zugeleitet wird. Durch einen Durchlaß
138, der in geeigneter Weise gegen die hohle Achse 112 abgedichtet ist, gelangt
das Druckmittel an die Stelle 140, wodurch eine Bewegung des Ringkolbens
132 nach rechts eingeleitet wird. Hierbei wird der Ringkolben 132
zunächst relativ rasch bewegt, da nur ein kleiner Teil des Querschnittbereiches
des Kolbens 132 zu Anfang wirksam ist. Die Fläche, die zu Beginn der Kolbenbewegung
beaufschlagt wird, ist durch die Klammer angedeutet und mit 142 bezeichnet. Sobald
der Ringkolben 132 um die Strecke d
nach rechts verschoben worden und
mit seiner Hinterkante 144 an der Schulter 146 des Trommelkörpers vorbeigeglitten
ist, wird die gesamte Stirnfläche des Kolbens 132 von dem Druckmittel beaufschlagt,
so daß ein wesentlich höherer Druck auf den Kolben ausgeübt wird. Der Kolben wird
also in den Anfangsphasen zwar schnell, aber mit verhältnismäßig kleiner Kraft bewegt.
Nähert er sich jedoch dem Ende seines Hubes, um den Eingriff der Kupplung herbeizuführen,
so wird durch den erhöhten Druck auf den Kolben ein vollständiger Kupplungseingriff
gewährleistet und ein Rutschen im Betrieb ausgeschlossen.
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Für den mit Kupplungen dieser Art vertrauten Fachmann ist erkennbar,
daß durch Beeinflussung oder Steuerung des Leckstromes oder des Druckmittelstromes
entlang den mit der Ziffer 143 bezeichneten, aufeinander arbeitenden Flächen zwischen
den beiden Teilen der Kupplungskammer ein sanfter übergang zwischen dem schnellen
und langsamen Betriebszustand der Kupplung erzielbar ist.
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Soll die Kupplung ausgerückt werden, so wird der Druckmittelzustrom
abgeschaltet und die Kammer 134 mittels eines Kugelsperr- oder -rückschlagventils
148 vom Stufentyp von Druckmittel entlastet. Der Kolben 132 wird dann durch
eine Anzahl von Fedem 157, die sich zwischen dem Kolben und dem Gegenring
128 befinden, zurückgeführt. Eine der Federn ist im unteren Teil der Zeichnung
erkennbar. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Keävorsprünge an den
Reiblamellen 122 längs des äußeren Umfanges dieser Scheiben teilweise fortgelassen
oder weggeschnitten. Es sind in die entsprechenden Keilnuten in der Kupplungstrommel
120 Rückholfedern eingefügt.
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Um die Kupplung während der Zeit zu kühlen, in welcher sie nicht eingerückt
ist, und eine Relativbewegung zwischen den ineinander geschachtelten Reiblamellen
auftritt, ist in dem Ringflansch 114 der hohlen Achse 112 eine Radialbohrung
150 vorgesehen, durch welche Kühlmittel aus einer Kühlmittelzuführungsleitung
176 dem Ringspalt 152 zwischen der Welle 16 und der hohlen
Achse 112 zugeführt wird, von wo aus es entlang des durch die Liniel54 angedeuteten
Weges durch öffnungen156 in der Nabe 126 zwischen die Reiblamellen 122 und
124 gelangt und durch öffnungen 158 in der Kupplungstrommel 120 austritt.
Von hier aus strömt das Kühlmittel unter der Wirkung der Schwerkraft zu einem Sammelbehälter
zurück.