DE1286835B

DE1286835B - Hydraulically operated multi-plate clutch

Info

Publication number: DE1286835B
Application number: DE1966I0030762
Authority: DE
Inventors: Engelbrecht; Dipl-Ing Hellmuth
Original assignee: Institut fuer Schiffbau
Current assignee: Institut fuer Schiffbau
Priority date: 1966-05-06
Filing date: 1966-05-06
Publication date: 1969-01-09

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung, bei der zwischen dem Lamellenpaket und dem Betätigungskolben eine gegen die Wirkung einer entsprechend der Kupplungskraft ausgelegten Feder zusammendrückbare Druckscheibe angeordnet ist.The invention relates to a hydraulically operated multi-plate clutch, the one between the disk pack and the actuating piston counteracts the effect a compressible pressure disc designed according to the coupling force is arranged.

Bekannte Kupplungen dieser Art haben den Nachteil, daß, obwohl es sich nur um einen statischen Haltevorgang handelt, auf die Dauer des eingekuppelten Zustandes die Druckflüssigkeit im vollen Umfange durch eine Pumpe, fast ausschließlich eine Zahnradpumpe, gefördert werden muß. Die Bemessung der Pumpe erfolgt nach der Größe der Kolbenräume und nach einer möglichst kleinen Zeitdauer ihrer Auffüllung. Dieses Druckflüssigkeitsvolumen wird auch nach dem Einkupplungsvorgang stetig weitergefördert und unter überwindung eines überdruckventils unter Verlust der in ihr enthaltenen Energie entspannt. Neben einer fühlbaren Abnutzung der Pumpe, die unter voller Betriebslast, z. B. bei Schiffsgetrieben, oft tagelang laufen muß, entsteht eine starke Erwärmung der Druckflüssigkeit, die durch besondere Rückkühler abgeführt werden muß. Weiterhin ergibt sich hieraus eine beschleunigte Alterung der Druckflüssigkeit.Known couplings of this type have the disadvantage that, although it is only a static holding process, for the duration of the engaged State of the hydraulic fluid to the full extent by a pump, almost exclusively a gear pump, must be promoted. The pump is dimensioned according to Size of the piston chambers and after the shortest possible time to fill them. This hydraulic fluid volume is continuously conveyed on even after the coupling process and by overcoming a pressure relief valve with the loss of that contained in it Energy relaxed. In addition to noticeable wear and tear on the pump, which under full operating load, z. B. in marine gear, often has to run for days, there is strong warming the hydraulic fluid, which has to be removed by a special dry cooler. Farther this results in accelerated aging of the hydraulic fluid.

Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, die Lebensdauer der Pumpe zu erhöhen und ein häufiges Auswechseln der Druckflüssigkeit zu vermeiden.The aim of the invention is to increase the service life of the pump and avoid frequent changing of the hydraulic fluid.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch schaltbare Lamellenkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sowohl im eingekuppelten als auch im ausgekuppelten Zustand nicht unter hydraulischem Druck steht.The invention is therefore based on the object of a hydraulically switchable To create multi-plate clutch of the type described above, both in the engaged and is not under hydraulic pressure even when the clutch is disengaged.

Gelöst wird diese Aufgabe wie folgt: An der dem Druckkörper zugewandten Stirnseite der Druckscheibe befindet sich eine radial verlaufende T-Nut zur Führung eines nach dem Einrücken durch Reibungsschluß zwischen der Druckscheibe und einem Vorsprung der Kupplungsnabe gehaltenen Riegels. Dieser Riegel ist durch Federn mit einer ebenfalls in der T-Nut geführten und durch eine Feder belasteten Klinke verbunden. Die Klinke ist zwischen einer durch die relative Drehung eines Verschieberinges bewirkten inneren Endstellung nach dem Einrücken und einer durch die Feder bewirkten äußeren Endstellung nach dem Ausrücken verschiebbar. Koaxial zu dem Druckkörper ist ein mit einem gewissen Spiel in diesem beweglicher Hilfsdruckkörper angeordnet, der mit einer Nase versehen ist, die beim Einkuppeln zwischen dem Riegel und der Klinke eingreift und den Riegel nach Zusammendrücken der Druckscheibe beim Einrücken durch den Druckkörper gegen die Kraft der Federn hinter den Vorsprung der Kupplungsnabe schiebt und die bei Betätigung des Druckkörpers zum Ausrücken an der Klinke anschlägt.This task is solved as follows: At the one facing the pressure hull The face of the thrust washer has a radially running T-slot for guidance one after engagement by frictional engagement between the thrust washer and one Projection of the coupling hub held bolt. This latch is made with springs connected to a latch also guided in the T-slot and loaded by a spring. The pawl is between one by the relative rotation of a sliding ring caused inner end position after engagement and one caused by the spring outer end position can be moved after disengagement. Coaxial with the pressure hull a movable auxiliary pressure body is arranged in this with a certain amount of play, which is provided with a nose that when coupling between the bolt and the The latch engages and the latch after compressing the thrust washer when engaging by the pressure body against the force of the springs behind the projection of the coupling hub pushes and which hits the latch when the pressure body is actuated to disengage.

Die Vorteile, die eine Lamellenkupplung nach der Erfindung hat, bestehen einmal darin, daß die Druckflüssigkeit nicht während der gesamten Betriebszeit unter vollem Betriebsdruck und vollem Fördervolumen steht. Die sonst entstehenden Leistungsverluste, die Erwärmung und Alterung der Druckflüssigkeit gehen auf ein Minimum zurück.The advantages that a multi-disc clutch according to the invention has once in the fact that the pressure fluid is not under during the entire operating time full operating pressure and full delivery volume. The otherwise resulting performance losses, the heating and aging of the hydraulic fluid are reduced to a minimum.

Eine Rückkühlung kann eventuell ganz entfallen. Zum anderen ersetzt eine solche Lamellenkupplung die bei Schiffsgetrieben von der Seeaufsichtsbehörde vorgeschriebene Notkupplung, die bei Ausfall der Hydraulik zur Verfügung stehen muß. Befindet sich die Lamellenkupplung bei Ausfall der Hydraulik gerade in eingerücktem Zustand, so ist deren Ausfall vollkommen belanglos; in ausgerücktem Zustand der Lamellenkupplung müßte allerdings Vorsorge getroffen werden, daß etwa mittels einer gesonderten Pumpeinrichtung die Lamellenkupplung eingerückt werden kann.Recooling can possibly be omitted entirely. For another, replaced Such a multi-disc clutch is used by the maritime supervisory authority for marine gears Mandatory emergency coupling that is available in the event of a hydraulic failure got to. If the hydraulic system fails, is the multi-plate clutch currently engaged? State, its failure is completely irrelevant; when the Multi-plate clutch, however, would have to be taken care of, for example by means of a separate pumping device, the multi-plate clutch can be engaged.

Soll mit der Lamellenkupplung häufig manövriert werden, wie das beispielsweise in kurzen Abständen bei Hafenmanövern von Schiffen üblich ist, so wird durch eine Sperre; die die Klinke in der vorgeschnellten Position festhält, verhindert, daß der Riegel hinter den Vorsprung geschoben werden kann. Infolgedessen rückt die Lamellenkupplung sofort nach Entspannung der Druckflüssigkeit wieder aus.Should the multi-plate clutch be used to maneuver frequently, like that for example is common for ships to maneuver in port at short intervals, a Lock; which holds the pawl in the advanced position prevents the latch can be pushed behind the projection. As a result, the multi-plate clutch moves immediately after the pressure fluid has been released.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch die Lamellenkupplung, F i g. 2 einen Schnitt durch den Druckring, F i g. 3 und 4 die Riegelstellung vor dem Einrücken, F i g. 5 und 6 die Riegelstellung nach dem Einrücken, F i g. 7 und 8 die Riegelstellung vor dem Ausrücken.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely, FIG. 1 shows a section through the multi-plate clutch, FIG. 2 one Section through the pressure ring, F i g. 3 and 4 the bolt position before engaging, F i g. 5 and 6 the locking position after engagement, F i g. 7 and 8 the bolt position before moving out.

Auf der Welle 1 ist die Kupplungsnabe 2 befestigt, die zwischen ihrer Verzahnung 3 und der Verzahnung der auf der Welle 1 drehbar angeordneten Trommel 4 das Lamellenpaket 5 trägt. Auf der einen Seite der Kupplungsnabe 2 befindet sich der Bund 6, während auf der anderen der Kolbenträger 7 befestigt ist. Die zwischen den Kolben 8 und dem Lamellenpaket 5 befindliche Druckscheibe 9 besteht aus dem Innenring 10 und dem Außenring 11, zwischen denen in Aussparungen 12 Federn 13 untergebracht sind, die durch Schrauben 14 unter eine gewisse Vorspannung versetzt sind, derart, daß zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 11 ein geringer Abstand 15 verbleibt. In dem Außenring 11 ist ferner unterhalb der Auflage der Kolben 8 eine T-Nut 16 angebracht, in der der Riegel 17 mit der an ihm angelenkten Klinke 18 gleitet. In der Klinke 18 sind drei Bolzen befestigt, von denen die Bolzen 19 den Riegel 17 durchdringen und in Aussparungen Federn 20 tragen, die über den Vorsprung 21 die Klinke 18 gegen den Riegel 17 drücken. Der dritte Bolzen 22 der Klinke 18 ragt durch eine fest in der T-Nut 16 angeordnete Scheibe 23, gegen die sich die auf dem Bolzen 22 befindliche Feder 24 legt, die die Klinke 18 über dem Vorsprung 25 gegen die Scheibe 23 zieht, wodurch die Lage von Klinke 18 und Riegel 17 (zunächst) fixiert ist. In dem Kolben 8, der durch die Rückzugsfeder 26 nach innen gezogen wird, ist der Hilfskolben 27 zentral angeordnet, dessen eine Seite mit einer schrägen Fläche 29 und deren Nase 30 ausgebildet ist. In dem Kolben 8 ist ferner ein Stift 31, der durch Längslöcher 32 des Hilfskolbens 27 ragt, wodurch der Kolben 8 eine Schleppwirkung auf den Hilfskolben 27 ausüben kann.The clutch hub 2 is fastened to the shaft 1 and carries the disk pack 5 between its toothing 3 and the toothing of the drum 4 rotatably arranged on the shaft 1. The collar 6 is located on one side of the clutch hub 2, while the piston carrier 7 is attached to the other. The thrust washer 9 located between the piston 8 and the disk pack 5 consists of the inner ring 10 and the outer ring 11, between which springs 13 are accommodated in recesses 12, which are placed under a certain preload by screws 14, so that between the inner ring 10 and the outer ring 11 a small distance 15 remains. In the outer ring 11, a T-groove 16 is also made below the support of the piston 8, in which the bolt 17 slides with the pawl 18 hinged to it. Three bolts are fastened in the pawl 18, of which the bolts 19 penetrate the bolt 17 and carry springs 20 in recesses which press the pawl 18 against the bolt 17 via the projection 21. The third bolt 22 of the pawl 18 protrudes through a disk 23 fixedly arranged in the T-groove 16, against which the spring 24 located on the bolt 22 rests, which pulls the pawl 18 over the projection 25 against the disk 23, whereby the Position of pawl 18 and latch 17 (initially) is fixed. In the piston 8, which is pulled inward by the return spring 26, the auxiliary piston 27 is arranged centrally, one side of which is formed with an inclined surface 29 and its nose 30 . In the piston 8 there is also a pin 31 which protrudes through the longitudinal holes 32 of the auxiliary piston 27, as a result of which the piston 8 can exert a drag effect on the auxiliary piston 27.

Die Wirkungsweise ist folgende: Wird der Zylinderraum 28 mit einer Druckflüssigkeit beaufschlagt, so wird der Kolben 8 gegen den Außenring 11 und die schräge Fläche 29 des Hilfskolbens 27 gegen die gerundete Kante 33 des Riegels 17 gedrückt. Der Hilfskolben 27 versucht, den Riegel 17 in Richtung auf die Welle 1 zu verschieben, was zunächst nicht möglich ist, da der Vorsprung 34 die Bewegung verhindert. Erst wenn bei weiterem Ansteigen des Flüssigkeitsdruckes die vorgespannten Federn 13 der Druckscheibe 9 unter gleichzeitiger Zusammenpressung des Lamellenpaketes 5 so weit zusammendrücken, daß sich der Innenring 10 und der Außenring 11 nähern, kann der Riegel 17 hinter den Vorsprung 34 geschoben werden. Bei nachfolgendem Abfallen des Flüssigkeitsdruckes tritt zunächst der Kolben 8 zurück, bis sich der Außenring 11 über den Riegel 17 auf dem Vorsprung 34 abstützt, sodann wird der Kolben 8 durch die Rückzugfeder 26 vollends in seine Ausgangsstellung zurückgezogen. Der Hilfskolben 27 wird über den Stift 31 mit seiner schrägen Fläche 29 von der gerundeten Kante 33 des Riegels 17 abgehoben, bis seine Nase 30 die Klinke 18 freigibt. Die Klinke 18 schnellt infolge der erlittenen Zusammendrückung der Federn 20 gegen den Anschlagstift 35 um einen geringen Betrag vor, wobei die Federn 20 nach wie vor unter Zusammendrückung bleiben, da der Riegel 17 durch die aufgezwungene Klemmung hinter dem Vorsprung 34 durch die Kraft der Federn 13 unverrückbar festgehalten wird. Die Kupplung, die bei Aufbringen des Flüssigkeitsdruckes eingerückt wird, bleibt also auch nach Wegnahme des Druckes eingerückt.The mode of operation is as follows: If a pressure fluid is applied to the cylinder space 28, the piston 8 is pressed against the outer ring 11 and the inclined surface 29 of the auxiliary piston 27 is pressed against the rounded edge 33 of the bolt 17. The auxiliary piston 27 tries to move the bolt 17 in the direction of the shaft 1, which is initially not possible because the projection 34 prevents the movement. Only when, as the fluid pressure continues to rise, the pretensioned springs 13 of the thrust washer 9, while simultaneously compressing the lamella set 5, compress so far that the inner ring 10 and the outer ring 11 approach each other, the bolt 17 can be pushed behind the projection 34. When the fluid pressure subsequently drops, the piston 8 first steps back until the outer ring 11 is supported on the projection 34 via the bolt 17, then the piston 8 is completely withdrawn into its starting position by the return spring 26. The auxiliary piston 27 is lifted off the rounded edge 33 of the bolt 17 via the pin 31 with its inclined surface 29 until its nose 30 releases the pawl 18. As a result of the compression of the springs 20 against the stop pin 35, the pawl 18 snaps forward by a small amount, the springs 20 still remaining under compression, since the bolt 17 is forced through the force of the springs 13 due to the force of the springs 13 being forced onto it behind the projection 34 is held immovably. The clutch, which is engaged when the fluid pressure is applied, remains engaged even after the pressure is removed.

Das Ausrücken der Kupplung geschieht folgendermaßen: Durch erneutes Aufbringen des Flüssigkeitsdruckes wird die Druckscheibe 9 zusammengedrückt, wobei die Klemmung des Riegels 17 hinter dem Vorsprung 34 aufhört. Die Nase 30 des Hilfskolbens 27 setzt dabei auf der gegen den Anschlagstift 35 vorgeschnellten Klinke 18 auf, und die schräge Fläche 29 kann keinerlei Wirkung auf den Riegel 17 ausüben, der durch die Kraft der Federn 20 gegen die Klinke 18 gezogen wird und dementsprechend hinter dem Vorsprung 34 hervorspringt. Bei Wegnahme des Flüssigkeitsdruckes wird das Lamellenpaket 5 entlastet und ausgerückt, wobei die von der Nase 30 festgehaltene Klinke 18 freigegeben wird, die zusammen mit dem Riegel 17 durch die Feder 24 in die Ausgangsstellung (F i g. 3 und 4) zurückgezogen wird.The clutch is disengaged as follows: When the fluid pressure is reapplied, the pressure disc 9 is compressed, with the locking of the bolt 17 behind the projection 34 ceasing. The nose 30 of the auxiliary piston 27 rests on the pawl 18 which has been pushed forward against the stop pin 35, and the inclined surface 29 cannot exert any effect on the bolt 17 , which is pulled by the force of the springs 20 against the pawl 18 and, accordingly, behind the Protrusion 34 protrudes. When the fluid pressure is removed, the plate pack 5 is relieved and disengaged, releasing the pawl 18 held by the nose 30, which is retracted together with the bolt 17 by the spring 24 into the starting position (FIGS. 3 and 4).

Zwecks Einstellung der Lamellenkupplung sowie Nachstellung nach eingetretener Abnutzung ist der Vorsprung 34 als Gewindering ausgebildet, der eine Verlagerung der Klemmfläche gestattet. Weiterhin ist um den Außenring 11 ein Verschiebering 36 mit den Aussparungen 37 angeordnet, dessen schräge Fläche 38 über den Bolzen 23 die Klinke 18 bis an den Anschlagstift 35 verschiebt. Die Folge hiervon ist, daß bei jeder Beaufschlagung des Kolbenraumes mit Druckflüssigkeit die Nase 30 des Hilfskolbens 27 auf die Klinke 18 aufstößt und das eingerückte Lamellenpaket 5 nicht durch Verriegelung des Riegels 17 festsetzen kann. Die Lamellenkupplung wird sofort nach Aufhören des Flüssigkeitsdruckes wieder ausgerückt.For the purpose of setting the multi-plate clutch and readjusting after it has occurred Wear, the projection 34 is designed as a threaded ring, the displacement the clamping surface permitted. Furthermore, there is a sliding ring around the outer ring 11 36 arranged with the recesses 37, the inclined surface 38 over the bolt 23 moves the pawl 18 up to the stop pin 35. The consequence of this is that each time the piston chamber is applied with hydraulic fluid, the nose 30 of the Auxiliary piston 27 hits the pawl 18 and the engaged disk pack 5 does not can set by locking the bolt 17. The multi-plate clutch is activated immediately disengaged again after the fluid pressure has ceased.

Claims

Claim: Hydraulically operated multi-plate clutch, in which between the disk pack and the actuating piston one against the action of a corresponding the clutch force designed spring compressible pressure disc is arranged, characterized in that on the end face facing the pressure body (8) a radially extending T-slot for guiding one after engagement by frictional engagement held between the pressure disc (9) and a projection (34) of the clutch hub (2) Bolt (17) is located, which by springs (20) with a also guided in the T-slot, is connected by a spring (24) loaded pawl (18) which is between a through relative rotation of a sliding ring (36) caused inner end position after the engagement and an outer end position caused by the spring (24) the disengagement is displaceable and that coaxially to the pressure body (8) with a Certain game is arranged in this movable auxiliary pressure body (27), the one Has the nose (30) which, when coupling, between the bolt (17) and the pawl (18) engages and the latch (17) after compressing the thrust washer (9) when engaging by the pressure body (8) against the force of the springs (20) behind the projection (34) pushes and when actuating the pressure body (8) to disengage on the pawl (18) strikes.