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Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für eine Lamellenkupplung,
bei der das Lamellenpaket von einem hydraulisch beaufschlagten Ringkolben zusammenpreßbar
ist und die Kühlflüssigkeit dem Lamellenpaket über eine axiale und radiale Bohrung
des inneren Lamellenträgers zufließt.
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Es ist eine Kühleinrichtung vorgenannter Gattung bekanntgeworden,
bei der der innere Lamellenträger der Kupplung drehfest auf dem Endteil einer Antriebswelle
sitzt, die im Endteil einer als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle mittels zweier
Nadellager gelagert ist. Auf dem Endteil der Hohlwelle ,ist dabei mittels eines
T-förmigen Steges der Zylinder des Ringkolbens drehfest aufgesetzt, dem Drucköl
von einer Axialbohrung der Antriebswelle über eine Radialbohrung derselben und eine
Radialbohrung der Hohlwelle zugeführt . wird, wobei die Verbindung zwischen beiden
Radialbohrungen mittels zweier Radialdichtungen abgedichtet ist. Hiergegen wird
den axialen Bohrungen des inneren Lamellenträgers Kühlflüssigkeit über eine besondere
Leitung zugeführt, die über einen ortsfesten Ringflansch, der einen Teil des T-förmigen
Steges umhüllt und eine Radialbohrung desselben sowie eine Radial- und Axialbohrung
der Hohlwelle mit einem Hohlraum zwischen dieser und der Abtriebswelle verbunden
ist. Vom Hohlraum fließt die Kühlflüssigkeit über eines der Nadellager in einen
vom inneren Lamellenträger und der Hohlwelle gebildeten Ringraum, der über eine
in einem topfförmigen Teil des inneren Lamellenträgers angeordnete Radialdichtung
gegenüber der Hohlwelle abgedichtet ist. Nachteilig bei dieser bekanntgewordenen
Kühleinrichtung ist, daß die Kühlflüssigkeitszufuhr-'über eine besondere Leitung
und nicht gleichzeitig über Kanäle zur Versorgung des Zylinders des Ringkolbens
erfolgt. Hierdurch wird sowohl die Herstellung der An- als auch der Abtriebswelle
eines Getriebes erschwert, da besondere Radial- und Axialkanäle zur überleitung
des Kühlmittels notwendig sind. Darüber hinaus sind zur überleitung der Kühlflüssigkeit
von der besonderen Leitung zu der Radialbcthrung des T-förmigeri Steges' des Zylinders
zwei Radialdichtungen sowie der ortsfeste Flansch zum Anschluß der Leitung notwendig.
Ferner ist die bekannte Kupplung nicht geeignet, große Drehmomentstöße zu übertragen,
wie sie insbesondere bei Getrieben von Erdbewegungsmaschinen auftreten, da der Ringkolben
gegenüber dem inneren Lamellenträger nicht zwangsgeführt ist und zum andern die
Antriebswelle durch eine Axial- und Radialbohrung geschwächt ist.
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Auch ist bereits eine Kühleinrichtung für eine Lamellenkupplung bekanntgeworden,
bei der dem Innenraum des Lamellenpakets über mehrere radiale Bohrungen des inneren'Lamellenträgers
Kühlflüssiäkeit von einer axialen Bohrung der Antriebswelle zugeführt wird. Die
axiale Bohrung der Antriebswelle ist dabei mit einer eingesetzten Drossel versehen,
hinter der mehrere radiale Kanäle abgezweigt sind, die sich mit den entsprechenden
radialen Bohrungen des inneren Lamellenträgers überdecken. Vor der Drossel ist ferner
die Axialbohrung über eine Radialbohrung mit einer entsprechenden Radialbohrung
eines Bundes des inneren Lamellenträgers verbunden, die im Zylinderraum des Ringkolbens
mündet. Der Zylinderraum ist dabei von einem drehfest auf der Antriebswelle sitzenden
Topf und dem benachbarten Bund des inneren Lamellenträgers gebildet. Ferner ist
der Ringkolben mit'. 1s mehrerer eingeschraubter, einen Teil der Lamellen durchsetzender
Bolzen, die mit ihrem freien Endteil in die Bohrung eines dem inneren Lamellenträger
benachbarten drehfest auf der Antriebswelle aufgebrachten Flansches eingreifen,
gegenüber dem inneren Lamellenträger geführt. Diese Kühleinrichtung weist gleichfalls
den Nachteil auf, daß für die Zuführung der Kühlflüssigkeit zu den Lamellen die
die Herstellung der Kupplung wesentlich erschwerende Axialbohrung der Antriebswelle
sowie mehrere Radialbohrungen in derselben notwendig sind, die außerdem eine Minderung
der Dauerfestigkeit verursachen. Ferner liegt der Nachteil vor, daß der innere Lamellenträger
bei einer solchen Art der Kühlflüssigkeitszufuhr dichtend mit der Antriebswelle
verbunden sein muß, da sonst die die Kupplung mit Kühlflüssigkeit versorgende Pumpe
zu große Ölmengen fördern muß, was insbesondere bei einem Getriebe mit mehreren
Kupplungen die Kosten für die Pumpe wesentlich erhöhen würde. Auch ist noch von
Nachteil, daß die in die Axialbohrung der Antriebswelle eingesetzte Drossel schwer
einfuhrbar ist und außerdem die Axialbohrung im Durchmesser abgesetzt sein muß.
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Ferner ist bereits eine Kühlvorrichtung für eine Lamellenkupplung
bekanntgeworden, bei der für das Anpressen des Lamellenpakets und das Lösen desselben
ein doppeltwirkender Ringkolben vorgesehen äst, wobei der dem Ausrücken dienende
Zylinderraum über einen axialen Verbindungskanal und eine in diesen eingesetzte
Drossel mit dem Innenraum der Lamellen in Verbindung steht. Dagegen hat der dem
Einrücken dienende, von einer besonderen Leitung versorgte Zylinderraum keine Verbindung
mit dem Innenraum der Lamellen. Eine solche Art der Kühlflüssigkeitszufuhr hat auch
den Nachteil, daß eine besondere, kostenaufwendige Leitung sowie eine Radial- und
Axialbohrung in der Antriebswelle zum überleiten der Kühlflüssigkeit notwendig sind,
die gleichfalls eine Minderung der Dauerfestigkeit der Antriebswelle verursachen.
Darüber hinaus besteht -der wesentliche Nachteil, daß zum Zeitpunkt des Anpressens
des Lamellenpakets zumeist in dem zum Ausrücken der Kupplung dienenden Zylinderraum
keine für eine intensive Kühlung ausreichende Flüssigkeitsmenge vorgelagert ist,
da ein Teil zwischenzeitlich bereits abgeströmt ist. Weiterhin ist von Nachteil,
daß die über die Drossel in den Innenraum des Lamellenpakets gelangende Kühlflüssigkeit
nicht gleichmäßig übet alle Lamellen verteilt wird, so daß die nahe am Widerlager
angeordneten Lamellen nicht ausreichend gekühlt werden. Schließlich ist auch noch
von Nachteil, daß die Kupplung auf Grund fehlender Führungsbolzen od. dgl. zwischen
dem inneren Lamellenträger und dem doppeltwirkenden Ringkolben nicht geeignet ist,
große Drehmomentstöße zu übertragen.
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Darüber hinaus ist eine Lamellenkupplung bekanntgeworden, bei der
das Lamellenpaket von einem hydraulisch beaüfschlagten Ringkolben zusammenpreßbar
ist, wobei der Ringkolben in unmittelbarer Nähe seines Außendurchmessers mit einer
den Zylinderraum mit seiner äußeren Stirnfläche verbindenden Drosselbohrung versehen
ist, um ein Anpressen der Lamellen in unbelastetem Zustand bei hohen Drehzahlen
zu verhindern. Die Drosselbohrung mündet dabei in nachteiliger Weise auf der äußeren
Stirnseite des Ringkolbens außerhalb des Innendurchmessers
des
Lamellenpalets und wird somit beim Anpressen desselben verschlossen, so daß während
des Anpressens kein Druckmittel als Kühlflüssigkeit dem Lamellenpaket von innen
zugeführt wird. Da ferner der Ringkolben gegenüber dem inneren Lamellenträger nicht
durch Führungsbolzen od. dgl. zwangsgeführt ist, liegt bei dieser Kupplung der Nachteil
vor, däß sie für das Getriebe eines Erdbewegungsfahrzeuges, das häufig bei großen
Drehmomentstößen geschaltet werden muß, nicht geeignet ist.
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Ausgehend von diesem bekanntgewordenen Stand der Technik ist es Aufgabe
der Erfindung, eine Kühleinrichtung der vorausgesetzten Gattung dahingehend zu verbessern,
daß über baulich einfachere Mittel als bisher, insbesondere zum Zeitpunkt des Anpressens
des Lamellenpakets, eine ,intensive Kühlung desselben sichergestellt ist, wobei
gleichfalls die Kupplung in der Lage sein soll, große Drehmomentstöße bei kleinem
Außendurchmesser zu übertragen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der auf
der Welle axial verschiebbar geführte Ringkolben mittels durchbohrter, in die axialen
Bohrungen des inneren Lamellenträgers und in Bohrungen des Ringkolbens greifender
Führungsbolzen gegen Verdrehung gesichert ist und daß die Bohrungen in den Führungsbolzen
den Druckraum zum Beaufschlagen des Ringkolbens mit den axialen Bohrungen des inneren
Lamellenträgers verbinden. Hierdurch wird erreicht, daß einmal eine intensive Kühlung
des Lamellenpakets während dem Anpressen als auch danach sichergestellt ist und
außerdem durch die vorhandenen Führungsbolzen die Kupplung in der Lage ist, große
Drehmomentstöße zu übernehmen. Da nunmehr die Antriebswelle der Kupplung keiner
Axial- und Radialkanäle mehr bedarf, kann die Antriebswelle und damit auch die Kupplung
in ihrem Außendurchmesser relativ klein gehalten werden, so daß sie sich insbesondere
für ein Getriebe mit mehreren Kupplungen eignet.
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Zur Begrenzung der durchströmenden Menge an Kühlmittel ist ferner
vorgesehen, daß zwischen dem Druckraum zum Beaufschlagen des Ringkolbens und axialen
Bohrungen des inneren Lamellenträgers ein Drosselquerschnitt angeordnet ist.
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Einzelheiten der Erfindung sind aus der Beschreibung und der Zeichnung
zu ersehen, die zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung darstellt.
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A b b. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Hälfte einer Doppelkupplung
mit der erfindungsgemäßen Kühlmittelzufuhr für die Kühlung des Lamellenpakets; A
b b. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel.
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In den A b b. 1 und 2 ist im Längsschnitt der linke Teil einer Doppelkupplung
eines Fahrzeuggetriebes ;ezeigt, dessen Gangwahl durch Verspannen bzw. Lösen der
entsprechenden Kupplung erfolgt. Dabei ist mit 1 die Antriebswelle des Getriebes
bezeichnet, die ein Zahnprofil 2 aufweist, auf dem mittels eines entsprechenden
Gegenprofils 3 ein innerer Lamellenträger 4 sitzt. Axial ist der innere Lamellenträger
4 auf der Antriebswelle 1 mittels eines in deren Ringnut 5 sitzenden Springringes
6 einerseits und andererseits mittels eines Bundes 7 fixiert. Der innere Lamellenträger
4 ist über den Umfang mit einer Anzahl gleichmäßig verteilter Mitnehmer 8 versehen,
die in bekannter Weise als Zahnprofil ausgebildet sind, auf dem mit entsprechendem
Gegenprofil die Innenlamellen 9 der Kupplung drehfest, jedoch längsverschiebbar
radial geführt sind. Zwischen je zwei Innenlamellen 9 ist je eine Außenlamelle
10 angeordnet. Die Außenlamellen 10 sind über den Umfang gleichmäßig verteilt
mit einer Anzahl von Mitnehmern 11 versehen, die gleichermaßen als Zahnprofil ausgeführt
sein können, wobei dieses der Mitnahme und der Zentrierung über die entsprechenden
Gegenmitnehmer des topfförmig ausgebildeten äußeren Lamellenträgers 12 dient. Dabei
sind die Außenlamellen 10 gleichfalls drehfest, jedoch längsverschiebbar im äußeren
Lamellenträger 12 geführt. Der Topf 13 des äußeren Lamellenträgers 12 ist gleich
dessen scheibenförmigen Boden 14 mit der Ölabfuhr aus dem Inneren der Kupplung dienenden,
das innere mit dem äußeren Teil verbindenden Radial- bzw. Axialbohrungen 15/16 versehen,
die zwecks Vermeidung von störenden Massenmomenten gleichmäßig über den Umfang verteilt
sein sollen. Vorzugsweise können die Radial- bzw. Axialbohrungen 16 dem Auswuchten
des äußeren Lamellenträgers 12 dienen. Der äußere Lamellenträger 12 ist mittels
seines nabenförmigen Teils 17 über ein Zahnprofil 18 auf einem entsprechenden Gegenprofil
19 einer der Vorgelegewellen 20 des Zahnradgetriebes zentriert. Von
der Vorgelegewelle 20 wird das zu übertragende Drehmoment über ein nicht
dargestelltes, jedoch mit der Vorgelegewelle 20 verbundenes Zahnrad auf die anderen
Zahnradsätze des Zahnradgetriebes übertragen.
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Die zur Erzeugung der Drehmomentübertragung erforderliche Anpreisung
der Innenlamellen 9 und Außenlamellen 10 erfolgt über einen Ringkolben 21; der gleich
seinem Zylinder 22 axial und verdrehsicher gegenüber dem inneren Lamellenträger
4 geführt ist. Die verdrehsichere Führung des Ringkolbens 21, der entgegen der vom
Öldruck erzeugten Anpreßkraft von gleichmäßig über den Umfang verteilten Federn
23 belastet ist, die sich auf dem Boden 24 einer Bohrung 25 des inneren Lamellenträgers
4 abstützen, erfolgt über Führungsbolzen 26. Die Führungsbolzen 26, die ebenfalls
gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, sind bei dem Ausführungsbeispiel nach
A b b. 1 einerseits in abgestuften, sich in etwa über die Breite der Lamellen erstreckenden
Bohrungen 27 des inneren Lamellenträgers 4 mittels Preßsitz fest eingesetzt, während
sie andererseits in Bohrungen 28 des Ringkolbens 21 geführt sind. In Abwandlung
hierzu sind bei der in A b b. 2 gezeigten Ausführungsform die Führungsbolzen 26
in abgestuften, mit einer Drossel 29 versehenen Bohrung 30 des Ringkolbens 21 fest
eingesetzt und in Bohrungen 31 des inneren Lamellenträgers 4 geführt. Dabei sind
die Bohrungen 27 bzw. 31 vorzugsweise durch mehrere radiale Kanäle 32 mit den Ausnehmungen
33 der Mitnehmer 8 des inneren Lamellenträgers 4 verbunden. Die Führungsbolzen 26
sind bei beiden Ausführungsformen erfindungsgemäß durchbohrt, wobei die in A b b.
1 gezeigte Ausführungsform einen Führungsbolzen 26 mit einer Drosselbohrung 34 zeigt.
Über die Bohrung 35 der Führungsbolzen 26 gelangt Kühlmittel von der Druckseite
des Ringkolbens 21 zu den radialen Verbindungskanälen 32 und von diesen zu den Kupplungslamellen.
Der Ringkolben 21, der von der Ölkraft bzw. Federkraft axial gegenüber der Antriebswelle
1 bewegt wird, ist radial mit seinem inneren Umfang gegenüber der Antriebswelle
mittels
eines Rundgummiringes 36, der in einer Nut 37 des Ringkolbens angeordnet ist, abgedichtet,
während sein äußerer Umfang gegenüber dem Zylinder 22 gleichfalls mittels eines
Rundgummiringes 38 radial abgedichtet ist, der in einer Nut 39 liegt. Als Gegenlager
für die Anpreßkraft des Ringkolbens 21 dient auf dem inneren Lamellenträger 4 eine
Scheibe 40, die axial in Anpreßrichtung mittels eines Springringes 41 gegenüber
dem inneren Lamellenträger fixiert ist. Der Ringkolben 21 ist lamellenseitig mit
einem Bund 42 versehen, der in etwa dem äußeren Reibdurchmesser der Lamellen entspricht.
Der Bund 42 dient in Entlastungsrichtung der Kupplung dem Ringkolben 21 als Anschlag.
Dies hat den Vorzug, daß mit Sicherheit immer ein Spalt zwischen Zylinderboden 43
des Zylinders 22 und der Stirnfläche 44 des Ringkolbens 21 erhalten bleibt und damit
keine stufenförmige Belastung für den Ringkolben eintritt. Der Zylinder 22 für den
Ringkolben ist über ein nabenförmiges Teil 45 auf der Antriebswelle 1 zentriert
und stützt sich axial an einem Bund 46, der Antriebswelle 1 gegenüber derselben
ab. In gleicher Weise ist auch der nicht dargestellte Zylinder des rechten Teils
der Doppelkupplung mittels eines nabenförmigen Teils 45 a, welches in der
Zeichnung nur zum Teil gezeigt ist, gegenüber der Antriebswelle 1 abgestützt. Die
verdrehsichere Fixierung des Zylinders 22 gegenüber dem inneren Lamellenträger 4
ist über eine Paßfeder 47 vorgenommen, die einerseits in einer Aussparung 48 der
Antriebswelle 1 bzw. einer Gegenaussparung 49 des Zylinders 22 sitzt. Die Druckmittelzufuhr
für den Zylinder 22 erfolgt über die Anschlußbohrung eines ortsfesten Gleitringes
51, der die nabenförmigen Teile 45 bzw. 45 a umschließt. Die Anschlußbohrung 50
steht mit einer Ringnut 52 in Verbindung, die im nabenförmigen Teil 45 vorgesehen
ist. Die Ringnut steht über radiale Kanäle 53 mit einem inneren Ringkanal 54 in
Verbindung, der seinerseits durch einen axialen Kanal 55 mit dem Druckraum vor dem
Ringkolben verbunden ist. Auf diese Weise gelangt aus den Ringkanälen über den axialen
Kanal 55 das von einem nicht dargestellten Steuergerät gesteuerte Druckmittel zum
Ringkolben 21.