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Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung
mit einem konzentrisch zur Wellenachse angeordneten, die Lamellen gegen eine Gegendruckscheibe
pressenden Kolben, der von einer mit der Gegendruckscheibe durch eine gehäusefest
verbundene Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die Ausrückkammer
dauernd über eine Anschlußleitung mit einem bestimmten Druck und die Einrückkammer
über eine weitere Anschlußleitung mit einem höheren Druck beaufschlagbar ist, und
bei der ferner die Kammern durch von einem konzentrisch zur Kupplungsachse angeordneten
Kolbenschieberventil gesteuerte Öffnungen in der Trennwand zur Beschleunigung der
Kolbenbewegung miteinander verbunden sind.
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Die Erfindung geht aus von einer bekannten Larnellenkupplung (USA-Patentschrift
3 064 780), bei der die Trennwand zur Abteilung der Ausrück- und Einrückkammer am
inneren Umfang mit der Kupplungswelle verbunden ist und am äußeren Umfang zur Befestigung
der Gegendruckscheibe dient. Der Kolben selbst besteht aus zwei beidseitig der Trennwand
angeordneten und mittels die Trennwand durchgreifender Bolzen miteinander verbundenen
Stirnwänden. Dadurch ergeben sich zahlreiche Dichtflächen zwischen der Trennwand
und den Kolbenstirnwänden. Bei der bekannten Kupplung erstrecken sich die Zuleitungen
für das Druckmittel zum Betätigen der Kupplung innerhalb der Kupplungswelle, die
außerdem noch ein Kolbenschieberventil aufweist, das zum Steuern des Druckmittels
zum Ein-und Ausrücken dient. Im übrigen ist zum Ausrücken eine Feder vorgesehen.
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Andererseits ist es bekannt (Ortlinghaus-Werke, -Liste 55), in der
Ausrückkammer ständig einen geringen Druck aufrechtzuerhalten, der zum Halten der
Kupplung im ausgerückten Zustand ausreichend ist, und zum Einrücken die Einrückkammer
mit einem höheren Druck zu beaufschlagen. Bei dieser bekannten Kupplung ist jedoch
die Trennwand als Kolben ausgebildet. Ferner sind die Zuleitungen für das Druckmittel
ebenfalls in der. Welle angeordnet: Bei einer doppelt wirkenden Lamellenkupplung
(USA-Patentschrift 3 032157) ist es außerdem bekannt, die beiden Kammern über ein
von einem Kolbenschieberventil selbsttätig gesteuerten Öffnungen miteinander zu
verbinden. Dies dient dem Zweck, die Kolbenbewegung beim Einrücken der Kupplung
zu beschleunigen, indem beim kurzzeitigen öffnen des Kolbenschieberventils Strömungsmittel
von der Ausrück- in die Einrückkammer fließen kann.
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- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den Kolben
auszubilden, daß die Zuleitungen nicht in der Kupplungswelle,- sondern im Kol= ben
angeordnet sind und der Kolben in einfacher und zweckmäßiger Weise aufgebaut ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei der Lamellenkupplung der eingangs geschilderten
Art dadurch gelöst, daß der Kolben als auf der Welle axial verschiebbare Hülse mit
sich radial erstreckenden und an ihrem Außenumfang an dem Gehäuse geführten Stirnwänden
ausgebildet ist und daß in der Wandung der Hülse die zu den Druckkammern führenden
Anschlußleitungen angeordnet sind. Durch die die Kolbenwände tragende Hülse, die
axial verschiebbar auf der Welle ist, ist ein zweckmäßiger Aufbau erzielt, der auch
die Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Gehäuse bzw. der Trennwand erleichtert.
In der Hülse lassen sich die Zuflußleitungen für den Hoch->drück und den Niederdruck
in 'einfacher- Weise anordnen. Das Kolbenschieberventil zur Beschleunigung läßt
sich ferner -durch die Ausbildung des Kolbens in einfacher Weise am Außenumfang
der Hülse verschiebbar anordnen. Die Kupplung ist vornehmlich zum Einbau in Raupen
und Erdbewegungsmaschinen geeignet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen- ' Axialschnitt durch die Lamellenkupplung
längs der Linie 1-1 in F i g. 2, F i g. 2 eine Ansicht der Lamellenkupplung, vom
linken Ende her in F i g. 1 gesehen, F i g. 3 eine schematische Darstellung der
Verbindungen der Anschlußleitungen.
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Die in .der Zeichnung dargestellte Lamellenkupplung besteht aus dem
Kupplungseingang A, dem Ausgang B, dem Lamellenpaket C, der hydraulischen Betätigungseinrichtung
D, dem Ventil G zum Betätigen der Kupplung, einem Rückschlagventil F, einer Hochdruckpumpe
H, -einem Sammelbehälter S und einem Rückflußüberdruckventil J.
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In dem angetriebenen Schwungrad 10 ist das Ende 11a der getriebenen
Welle 11 drehbar gelagert. Der Außenrand 12 des Schwungrades 10 ist mit einer
Ringschulter 1.2 a versehen, in der ein Ring 13 sitzt, der mehrere sich in der Längsrichtung
erstreckende Nuten 14 aufweist, in denen Mitnehmerzapfen 15 a der Lamellen
15 angeordnet sind.
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Auf der getriebenen Welle 11 ist die Nabe 16 drehfest angeordnet,
die ebenfalls mit mehreren am Umfaiig verteilten, in Längsrichtung verlaufenden
Nuten 17 versehen ist, in denen die Mitnehmerzapfen 18 a der Lamellen 18 angeordnet
sind, die zwischen den Lamellen 15 liegen. Die flache innere Stirnseite des Schwungrades
10 dient als Gegendruckscheibe.
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Das rechte Ende 11 b der Welle 11 ist drehfest mit der
Bremse E verbunden: Eine axiale Verschiebung der Betätigungsvorrichtung D kann nicht
nur das Ein- und Ausrücken des Lamellenpakets C, sondern auch eine Betätigung der
Bremse E bewirken.
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Mit dem Schwungrad 10 bzw. dem Ring 13 ist ein Gehäuse mittels der
durch die Bohrungen 22 bzw. 21 ä gesteckten Schrauben 23 verbunden. Das Gehäuse
20 weist einen Ringflansch 21 und einen zylindrischen Abschnitt 20 a sowie
eine Trennwand 20 b auf, die sich radial nach innen erstreckt. Der auf der Welle
1l axial verschiebbare Kolben besteht aus der Hülse 26 und den beiden sich radial
erstreckenden Stirnwänden 24 und 25. Die Stirnwand 24 ist mit der- Hülse 26 fest
verbunden, während die Stirnwand ' 25 an der Hülse 26 mittels der in die Nuten 27
a eingesetzten' Sicherungsringe 27 festgehalten ist.
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Die Stirnwand 24 ist mit einer Ringschulter 28 zum Zusammenwirken
mit dem Lamellenpaket C versehen. In der Nähe des Innenumfangs der Stirnwand
24 ist zur Bildung einer Ringkammer 42 eine Auskehlung 29 ausgebildet.
Die Abdichtung der Stirnwände 24 und 25 gegenüber dem zylindrischen Abschnitt
20 a erfolgt durch die Dichtungen 31. Der Kolben ist mittels der Zapfen
32 mit der Trennwand 20 b bzw. dem Gehäuse verbunden. Die Zapfen 32 greifen in entsprechende
Bohrungen 33 und 34 der Stirnwände. Zwischen den Innenflächen 36 und 37 der Ringkammern
42 und 43 und der Außenfläche der Hülse 26 ist axial gleitend ein Kolbenschieberventil
30
angeordnet. Zu diesem Zweck weist das Kolbenschieberventil 30 eine innere Ringschulter
38 auf. Auf der Außenseite des Kolbenschieberventils 30 befinden sich beidseitig
der Trennwand 20b die beiden Druckkammern, nämlich die Einrückkammer 40 und die
Ausrückkammer 41. Die Ringkammern 42 und 43 sind kleiner als die Druckkammern und
sind mit diesen durch Drosselöffnungen 44 verbunden.
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Am Außenumfang des Kolbenschieberventils 30 sind mittels der Sicherungsringe
53 und 54 die beiden Ventilscheiben 47 und 48 aus dünnem elastischem Blech angeordnet,
die durch Zapfen 49 miteinander verbunden sind, wobei Abstandsbolzen 50 den Mindestabstand
zwischen den Ventilscheiben aufrechterhalten. Die Ventilscheiben 47 und 48 weisen
die in F i g. 2 gezeigte Form auf und liegen mit den Stegen 51 über den Bohrungen
46 in der Trennungswand 20 b. Das dünne elastische Blech der Ventilscheiben ist
an einem dickeren elastischen Blech angebracht. Bei einer Bewegung des Kolbenschieberventils
30 werden die Ventilscheiben mitgenommen.
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Die Hülse 26 ist mit zwei in Längsrichtung verlaufenden Bohrungen,
nämlich den Anschlußleitungen 55 und 56, versehen, deren Enden 57 und 58 mit Verschlüssen
59 versehen sind, durch deren Drosselbohrungen 60 Druckmittel zur Kühlung des Lamellenpakets
C austreten kann. Die Anschlußleitung 55 steht über die Bohrung 55 a mit
der Ringkammer 42 und die Anschlußleitung 56 über die Bohrung 56 a
mit der
Ringkammer 43 in Verbindung. Am anderen Ende sind die Anschlußleitungen über öffnungen
55 b und 56 b mit Ringnuten 61 bzw. 62 verbunden, die über die Anschlüsse
64 und 65 in der drehbar auf der Hülse 26 angeordneten Muffe 63 mit den in F i g.
3 dargestellten Leitungen verbunden sind. Der Anschluß 64 ist mit Hochdruck und
der Anschluß 65 mit Niederdruck verbunden.
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Im ausgerückten Zustand der Lamellenkupplung befinden sich das Schwungrad
10, der Ring 13, die Lamellen 15 und die Betätigungsvorrichtung D in Rotation, während
die Welle 11 sowie die Muffe 63 stillstehen. Dabei stehen die Druckkammer 41 und
die Ringkammer 42 auf der rechten Seite der Trennwand ständig unter einem verhältnismäßig
niedrigen Druck, z. B. 1,75 kg/cm2. Der Druck in den Kammern 40 und 42 links von
der Trennwand entspricht etwa dem Atmosphärendruck. Zur Zentrierung der Stirnwände
24 und 25 dienen im übrigen die Federn 70 zwischen der Trennwand 20 b und der Stirnwand
25.
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Zum Einrücken der Kupplung wird das Ventil G in F i g. 3 betätigt
und damit Hochdruck durch den Anschluß 64 und die Anschlußleitung 55 in die Ringkammer
42 geleitet. Dadurch verschiebt sich das Kolbenschieberventil 30 nach rechts
und bringt die Ventilscheiben 47 und 48 in die in F i g. 1 dargestellte Lage, in
der die Ventilscheibe 47 an der Trennwand 20 b anliegt. Die Stirnwand 24 verschiebt
sich nach links und bringt die Lamellen in Eingriff. Die Stirnwand 25 drückt das
Druckmittel aus der Ausrückkammer 41 durch die Öffnungen 46 in die Einrückkammer
40. Das Festhalten des Kolbens im eingerückten Zustand der Kupplung erfolgt durch
das Druckmittel, das durch die Drosselöffnung 44
aus der Ringkammer 42 in
die Einrückkammer 40 gelangt.
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Zum Ausrücken der Kupplung wird über das Ventil G die Anschlußleitung
55 druckentlastet und der Druck in der Ringkammer 42 auf Atmosphärendruck reduziert.
Dadurch entsteht ein Druckunterschied gegenüber dem Niederdruck in der Ausrückkammer
41, durch den das Kolbenschieberventil 30 nach links zurückgeführt wird, so daß
durch das Umschalten der Ventilscheiben 47 und 48 eine schnelle Rückführung des
Druckmittels aus der Einrückkammer 40 in die Ausrückkammer 41 ermöglicht ist. Dadurch
wird das Ausrücken beschleunigt. Durch die Drosselöffnung 44 steht die Ringkammer
42 stets mit der Einrückkammer 40 in Verbindung.