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Hydraulisch betätigte Wechselreibungskupplung Die Erfindung bezieht
sich auf eine hydraulisch betätigte Wechselreibungskupplung mit zwei achsgleich
angeordneten, wahlweise einrückbaren Mehrscheiben-Reibungskupplungen, zwischen denen
ein im Längsschnitt U-förmiger, axial verschiebbarer Zylinder angeordnet ist, der
einen auf der treibenden Welle axial festgelegten Kolben umgibt und beiderseits
dieses Kolbens mit diesem und der treibenden Welle je eine Flüssigkeitskammer begrenzt,
wobei in jede Flüssigkeitskammer eine in der treibenden Welle liegende, axial und
radial verlaufende Druckfiüssigkeitsleitung mündet.
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Die bekannten Wechselreibungskupplungen der genannten Art weisen den
Nachteil auf, das Einkuppeln verhältnismäßig hart zu bewirken, sofern nicht in den
Zuleitungen für die Druckflüssigkeit komplizierte Regeleinrichtungen vorgesehen
werden, die nicht nur kostspielig sind, sondern auch Anlaß zu beträchtlichen Verzögerungen
beim Ein- und Ausrücken der Kupplung sein können.
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Es wurde bereits versucht, die Härte der Kupplungsbetätigung mittels
einer Abstufung in den Stirnwänden der das Einrücken der Kupplung bewirkenden hydraulischen
Zylinder abzumildern, durch die sich in den Zylindern Vordruckkammern bilden, welche
beim Einrücken zunächst mit relativ niedrigem Druck auf die Kupplungsscheiben einwirken,
worauf anschließend das endgültige Zusammenpressen der Scheiben durch den ganzen
Zylinder erfolgt. Da jedoch bei einer solchen Ausbildung Vordruckkammer und Hauptdruckkammer
immer eine starre Einheit miteinander bilden, ist hier die durch die Vordruckkammer
erzielte Abmilderung beim Einrücken der Kupplung nur in einem stets gleichbleibenden
beschränkten Umfang zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen.
Bei ihrer Lösung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß eine Abstufung des Anpreßdruckes
auf die Kupplungsscheiben dann besonders wirkungsvoll ist, wenn das Volumen der
Vordruckkammer gegenüber dem der Hauptdruckkammer bis zu einem gewissen Grade veränderbar
ist.
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Die Aufgabe ist speziell dadurch gelöst, daß in den den Kupplungsscheiben
zugewandten Stirnwänden des Zylinders je ein Ringzylinder eingearbeitet ist, in
denen mit einem radial gerichteten Ringflansch auf die Kupplungsdruckscheiben wirkende
Nebenkolben verschiebbar geführt sind, die zusammen mit den Stirnwänden des Zylinders
Vordruckkammern bilden, welche einerseits durch mit in die Vordruckkammern öffnenden
Plattenrückschlagventilen versehene Öffnungen und andererseits mittels Bohrungen,
die durch einen auf den äußeren Mantelflächen der Ringzylinder verschiebbaren, den
Zylinder flüssigkeitsdicht gegenüber dem Kolben führenden Ringschieber abwechselnd
geöffnet und verschlossen werden, mit den Flüssigkeitskammern verbunden sind.
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Mit einer derart ausgebildeten Wechselreibungskupplung wird eine leicht
abzustufende Kupplungskraft bewirkt, deren optimale Wirkung durch eine dem jeweiligen
Zweck entsprechende konstruktive Ausbildung der zusammenarbeitenden Teile zu erzielen
ist. Dabei ist es vorteilhaft, die Stirnwände des Zylinders radial außerhalb des
Ringschiebers durch eine mit Bohrungen versehene Hülse zu verbinden sowie zwischen
den Stirnwänden und dem axial festgelegten Kolben als Zentrierfedern dienende Blattfedern
anzuordnen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten
Wechselreibungskupplung im Längsschnitt dargestellt, und zwar in der Weise, daß
die untere Hälfte der Zeichnung gewisse Teile in einer anderen Stellung zeigt als
die obere Hälfte.
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In der oberen Hälfte ist die Wechselreibungskupplung in der ausgerückten
Lage dargestellt, in die sie durch Blattfedern S 1 und S 2 gedrückt wird. Mit 1
ist die Antriebswelle bezeichnet, die mit einer nicht dargestellten Kraftquelle
verbunden ist. Auf der Antriebswelle 1 ist, mit dieser axial durch Sprengringe 3
und 4 festgelegt, ein Kolben 2 angeordnet. Am äußeren Umfang des Kolbens 2 ist eine
Ringnut 6 vorgesehen,
in die ein Dichtungsring 5 eingelegt ist,
der den Kolben 2 gegen die Wand des Ventils V abdichtet. Der Kolben 2 teilt das
Innere des Zylinders in zwei Flüssigkeitskammern C 1 und C 2. Der Zylinder 7 weist
zwei Stirnwände 8 und 9 mit die Antriebswelle 1 umfassenden konzentrischen Bohrungen
8 a und 9 a auf. Die Stirnwände 8 und 9 sind durch eine Hülse 10 miteinander verbunden.
Infolge der Bohrungen 8 a und 9 a, an die sich noch kurze Naben anschließen, kann
der Zylinder 7 auf der Antriebswelle 1 gleiten, gegenüber der er durch übliche Dichtungen
13 und 14 abgedichtet ist.
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In die Stirnwände 8 und 9 des Zylinders 7 sind Ringzylinder 22 und
23 eingearbeitet, in die Nebenkolben 20 und 21 axial gleitbar eingesetzt sind. Gegen
die Ringzylinder sind die Nebenkolben durch übliche Dichtungsringe 24 und 25 abgedichtet.
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Die Nebenkolben 20 und 21 bilden zusammen mit den Stirnwänden 8 und
9 Vordruckkammern 20 a und 21 a, welche einerseits durch mit in die Vordruckkammern
öffnenden Plattenrückschlagventilen 60 und 61 versehene Öffnungen 58 und 59 sowie
andererseits mittels Bohrungen 30 und 31 mit den Flüssigkeitskammern C 1 und C 2
verbunden sind. Auf den äußeren Mantelflächen 33 a und 34 a der Ringzylinder 22
und 23 ist ein Ringschieber V vorgesehen, der, flüssigkeitsdicht gegenüber dem Kolben
2, die Bohrungen 30 und 31 abwechselnd öffnet und schließt.
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Im übrigen werden die Nebenkolben 20 und 21 durch Blattfedern 26 und
27 gehalten, die an den Stirnwänden 8 und 9 durch Sprengringe 28 und an den Nebenkolben
durch Sprengringe 29 gehalten werden, während das Ventil V Ringschieber 33 und 34
mit Eindrehungen aufweist, die nach ihrer jeweiligen Stellung die Verbindung mit
den Flüssigkeitskammern herstellen oder unterbrechen. Der in radialer Richtung hinter
dem Ventil V liegende Raum wird durch in der Hülse 10 vorgesehene Bohrungen P, P
1 und P 2 entlüftet.
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Gegenüber den Stirnseiten 8 und 9 des Zylinders 7 sind außen einander
gleiche Reibungskupplungen 35 und 36 üblicher Bauart angeordnet, die sich hintergreifende
Reibscheiben 37 und 38 aufweisen. Die eine Hälfte der Reibscheiben ist drehfest,
aber axial gleitbar mit den Kupplungsnaben 31 a, 32 und die andere Hälfte ebenfalls
drehfest und gleitbar mit den Kupplungstrommeln 39, 40 verbunden.
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Die Kupplungsnaben 31 a und 32 sind durch Keile 41 und 42 sowie Sprengringe
bzw. Scheiben fest mit der Antriebswelle 1 verbunden, während die Kupplungstrommeln
39 und 40 über Wälzlager drehbar auf der Antriebswelle 1 angeordnet und mit Abtriebselementen,
z. B. Zahnrädern 44 und 45, verbunden sind.
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Die Druckflüssigkeit wird den Flüssigkeitskammern C 1 und C 2 sowie
den Vordruckkammern 20 a und 21 a wahlweise durch in der Antriebswelle 1 vorgesehene
Kanäle 50 und 51 zugeführt.
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In den Stirnwänden 8 und 9 des Zylinders 7 sind große Öffnungen 58
und 59 zur Verbindung der Flüssigkeitskammern C 1 und C 2 mit den Vordruckkammern
20 a und 21 a vorgesehen. Auf der Seite der Vordruckkammern sind die Öffnungen 58
und 59 durch Rückschlagplattenventile 60 und 61 abgeschlossen, die, von Sprengringen
63 gehalten, sich in die Vordruckkammern hin öffnen können, also ein Rückfließen
der Druckflüssigkeit in die Flüssigkeitskammern C 1 und C 2 verhindern. Die Kupplungsbetätigung
sei mit Bezug auf die rechte Hälfte der Zeichnung beschrieben, auf der sich die
Flüssigkeitskammer C 2 befindet. Wird dieser über den Kanal 51 Druckflüssigkeit
zugeführt, so tritt sogleich ein Teil dieser Flüssigkeit durch die Öffnung 59 über
das Rückschlagklappenventil 61 in die Vordruckkammer 21 a, wodurch der Nebenkolben
21 gegen die Kupplung 36 gedrückt wird und die Reibscheiben 37 und 38 gegeneinander
verschiebt. Gleichzeitig füllt sich auch die Flüssigkeitskammer C 2 mit weiterer
Druckflüssigkeit, durch die nun auch der Zylinder 7, gebremst durch die in der Kammer
C 1 noch vorhandene Druckflüssigkeit, gegen die Kupplung 36 gedrückt -wird. Die
Druckflüssigkeit in der Kammer C 2 verschiebt auch das Ventil V nach rechts, wie
in der Zeichnung unten rechts dargestellt, und schließt dabei die mit der Vordruckkammer
21 a in Verbindung stehende Leitung 31 ab, während gleichzeitig auf der anderen
Seite die Leitung 30, und mit dieser die Vordruckkammer 20 a, entlüftet wird.
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Sobald der Nebenkolben 21 durch den Gegendruck der Kupplung stehenbleibt,
steigt der Druck in der Flüssigkeitskammer C 2 an, und der Zylinder 7 bzw. dessen
Stirnwand 9 beginnt zusammen mit dem Nebenkolben 21 die gesamte Anpreßkraft auf
die Kupplung 36 zur Einwirkung zu bringen. Infolge des Durchleckens von Flüssigkeit
an den Dichtungsringen 24 und 25 der Vordruckkammer 21 a nimmt der Druck in der
Vordruckkammer langsam ab, so daß schließlich die Kraft des Zylinders 7 überwiegt.
Im übrigen wird die Flüssigkeitskammer C 1, während die Kammer C 2 unter Druck gesetzt
ist, entlüftet.
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Zum Lösen der Kupplung wird die Zufuhr an Druckflüssigkeit zur Flüssigkeitskammer
C 2 unterbrochen,.wodurch allein schon das Lecken an den Dichtungen sogleich einen
Druckabfall in der Kammer C 2 bewirkt. Wird sodann Druckflüssigkeit durch den Kanal
50 der Druckflüssigkeitskammer C 1 zugeführt, so wiederholt sich der beschriebene
Kupplungsvorgang auf der linken Seite der Kupplung, wobei auch das Ventil V umgeschaltet
und damit die Flüssigkeitskammer C 2 entlüftet wird.
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Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Wechselreibungskupplung ist
ein übertragen von Öl zwischen den beiden Flüssigkeitskammern nicht erforderlich,
trotzdem wird das Flüssigkeitsvolumen auf ein Mindestmaß gehalten. Die neue Kupplung
arbeitet schnell, wirtschaftlich und zuverlässig, vor allem aber außerordentlich
weich.