DE1286837B

DE1286837B - Hydraulisch zu betaetigende Scheibenreibungskupplung

Info

Publication number: DE1286837B
Application number: DET28540A
Authority: DE
Inventors: Black James Benjamin; Hilpert Conrad Roth
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1964-05-28
Filing date: 1965-05-07
Publication date: 1969-01-09
Also published as: US3262531A; BE664437A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch zu betätigende Scheibenreibungskupplung mit einer auf der treibenden Welle drehfest angeordneten Kupplungshälfte und einer auf derselben Welle drehbar gelagerten getriebenen Kupplungshälfte, bei der auf einem auf der treibenden Welle axial festgelegten ringförmigen Kolben ein im Längsschnitt U-förmiger Zylinder geführt ist, der beiderseits des Kolbens mit diesem und der treibenden Welle je eine Flüssigkeitskammer begrenzt, wobei mit jeder Flüssigkeitskammer eine in der treibenden Welle aus einer Längs-und einer Querbohrung bestehende Druckflüssigkeitsleitung in Verbindung steht.
Die bekannten Scheibenreibungskupplungen dieser Art weisen den Nachteil auf, daß bei ihnen das Einrücken verhältnismäßig hart erfolgt, sofern nicht in den Zuleitungen für die Druckflüssigkeit komplizierte und daher kostspielige Regeleinrichtungen vorgesehen sind, welche im allgemeinen auch den Nachteil aufweisen, sowohl das Einkuppeln als auch das Auskuppeln zu verzögern.
Es ist bereits versucht worden, das Einrücken dadurch weicher zu gestalten, daß der auf der Welle gleitbare, die Betätigung der Kupplung bewirkende Zylinder an seiner zur Kupplung hin gelegenen Stirnwand abgestuft wurde, wodurch sich eine kleine Vordruckkammer bildet, die beim Einrücken zunächst mit einer verhältnismäßig niedrigen Kraft auf die Kupplungsscheiben einwirkt, dem dann die durch die Hauptdruckkammer ausgeübte volle Druckkraft folgt. Diese Lösung weist aber den Nachteil auf, daß bei ihr das Verhältnis zwischen Vordruckkammer und Hauptdruckkammer konstant ist, so daß Abstufungen zwischen den beiden auf die Kupplungsscheiben wirkenden Kräfte nicht vorgenommen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Nachteil abzuhelfen, indem der die Kupplung betätigende, auf der Welle gleitbare Zylinder an seiner Stirnwand bzw. an seinen Stirnwänden mit einer ihr Volumen veränderbaren Vordruckkammer versehen wird. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die auf die Kupplungsscheiben wirkende Stirnwand des Zylinders im Bereich der Kupplungsscheiben einen ringförmigen Ansatz aufweist, auf dem ein auf den Kupplungsdruckring wirkender Nebenkolben axial verschiebbar geführt ist, der zusammen mit dem ringförmigen Ansatz eine Vordruckkammer begrenzt, die durch Leitungen in der Stirnwand des Zylinders mit der Druckflüssigkeitsleitung in der Welle in Verbindung steht und daß von den Leitungen in der Zylinderstirnwand vor und nach einem in diesen Leitungen angeordneten, in Richtung zur Vordruckkammer öffnenden Rückschlagventil Drosselbohrungen zur Hauptdruckkammer führen, wobei der Gesamtquerschnitt der hinter dem Rückschlagventil liegenden Bohrungen kleiner ist als der= jenige der vor dem Rückschlagventil liegenden Bohrungen und der Gesamtquerschnitt aller Drosselbohrungen kleiner ist als derjenige der unmittelbar zur Vordruckkammer führenden Leitungen.
Mit einer derart ausgebildeten Scheibenreibungskupplung ist eine leicht abzustufende Kupplungskraft zu erzielen, deren optimale Wirkung durch eine dem jeweiligen Zweck entsprechende konstruktive Ausbildung der zusammenarbeitenden Teile erreicht werden kann.
Bei der Ausbildung der Kupplung gemäß der Erfindung als Doppel- oder Wechselreibungskupplung ist lediglich auch die zweite, nunmehr auch auf Kupplungsscheiben wirkende Stirnwand des Zylinders ebenso wie die erste Stirnwand auszubilden und auf ihr ein mit dem vorbeschriebenen identischer Nebenkolben vorzusehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch eine einfach wirkende Scheibenreibungskupplung gemäß der Erfindung und F i g. 2 einen -Längsschnitt durch eine Doppel- oder Wechselreibungskupplung.
Mit 1 ist die Welle bezeichnet, die von einer nicht dargestellten Kraftquelle angetrieben wird, mit 2 ein auf dieser Welle angeordneter Kolben, welcher durch Sprengringe 3 und 4 axial festgelegt ist.
Der Umfang des Kolbens 2 ist mit einer Nut 6 versehen zur Aufnahme eines Dichtungsringes 5, der den Kolben gegen die Innenwand des ihn umgebenden Zylinders 7 abdichtet. Durch den Kolben 2 wird das Innere des Zylinders in zwei Hauptdruckkammern C 1 und C 2 geteilt.
Der Zylinder 7 weist eine Stirnwand 9 mit einer sich axial erstreckenden Nabe 9 a auf. Die Nabe 9 a kann auf dem Mittelteil der Welle 1 hin und her gleiten, wobei sie gegen die Welle durch in Ringnuten angeordnete Dichtungsringe 13 und 14 abgedichtet ist.
Die Stirnwand 9 hat ferner einen ringförmigen äußeren Ansatz 23 zur Aufnahme eines auf ihm axial gleitbaren, mit Dichtungen 24, 25 abgedichteten Nebenkölbens 21, welcher züsämmeri--mif dem Ansatz eine Vordruckkammer 21 a bildet. In der Stirnwand 9 des Zylinders 7 ist eine Leitung 51 und im ringförmigen Ansatz 23 eine mit der Leitung 51 in Verbindung stehende Leitung 58 vorgesehen, die beide mit einer axialen Druckflüssigkeitsleitung 50 in der Welle 1 in Verbindung stehen. Die Leitung 51 in der Zylinderstirnwand 9 ist auf etwa der Hälfte ihrer Länge erweitert und im Erweiterungspunkt mit einem aus einer Kugel bestehenden Rückschlagventil52 versehen. Oberhalb dieses Ventils ist der Kanal 51 mit der Hauptdruckkammer C 2 durch eine Drosselbohrung 60 und unterhalb dieses Ventils durch eine Drosselbohrung 61 verbunden. Die Bohrung 61 weist einen größeren Durchmesser auf als die Bohrung 60, und der gesamte Querschnitt beider Bohrungen ist kleiner als der Querschnitt der zur Vordruckkammer 21 a führenden Leitung 58 im ringförmigen Ansatz 23 der Stirnwand 9. Dadurch wird der Zustrom der Druckflüssigkeit zur Hauptdruckkammer C 2 etwas mehr als der zur Vordruckkammer 21 a gedrosselt. Das Rückschlagventil52 verhindert- ein- Rücklaufen der Flüssigkeit aus der Vordruckkammer 21 a.
Durch die vorbeschriebene Ausbildung der Leitungen und Kanäle wird die Vordruckkammer 21 a eher unter vollen Druck gesetzt als die Hauptdruckkammer C 2, so daß zunächst der Nebenkolben 21 gegen die Kupplungsscheiben 37, 38 drückt und deren Spiel überwindet, bevor der Druck in der Hauptdruckkammer C 2 zur vollen Wirkung kommt, so daß insgesamt ein weiches Einrücken der Kupplung erfolgt.
Das Einrücken der Kupplung erfolgt auf diese Weise verhältnismäßig schnell, und zwar mit einer geringen Flüssigkeitsmenge. Die Druckflüssigkeit fließt über die Leitung 50 in der Welle 1 zu und dringt über das Rückschlagventil 58 in die Vordruckkammer 21 a ein, diese dabei schnell füllend und den Nebenkolben 21 gegen die Kupplungsscheiben 37, 38 drückend. Gleichzeitig wird durch die Bohrungen 60 und 61 die Hauptdruckkammer C 2 mit Druckflüssigkeit gefüllt, so daß sich auch der Zylinder 7 gegen die Kupplungsscheiben 37, 38 bewegt und diese mit voller Kraft zusammenpreßt. Dabei findet durch die Bohrung 60 ein Druckausgleich zwischen der Vordruckkammer 21 a und der Hauptdruckkammer C 2 statt.
Zum Ausrücken der Kupplung wird der Zufluß der Druckflüssigkeit durch die Leitung 50 unterbrochen, und es erfolgt ein Rückfließen der Druckflüssigkeit aus der Hauptdruckkammer C 2 und der Vordruckkammer über die untere Bohrung 61.
In der Welle 1 sind noch eine zweite Leitung 50a sowie ein Querkanal 50 b vorgesehen, der mit der Hauptdruckkammer C 1 in Verbindung steht, die durch die laufend zugeführte Flüssigkeit geschmiert wird.
In F i g. 2 ist auch die Stirnwand 8 mit der Nabe 8 a der Hauptdruckkammer C 1 so ausgebildet wie die Stirnwand 9 der Hauptdruckkammer C 2. Sie weist einen ringförmigen Ansatz 22 mit auf einem auf diesem gleitbaren, mit Dichtungen 24, 25 abgedichteten Nebenkolben 20 auf, der mit dem Ansatz 22 eine Vordruckkammer 20 a bildet, wodurch hier die gleichen Druckwirkungen auf die Kupplungsscheiben ausgeübt werden wie auf der bereits beschriebenen anderen Seite der Kupplung.
Bei dieser Lösung findet übrigens keine übertragung von Druckflüssigkeit von der einen Hauptdruckkammer zur anderen statt. Dadurch wird eine beträchtliche Anzahl komplizierter Teile überflüssig, die bei den bekannten Einrichtungen dieser Art notwendig waren. Trotzdem wird das erforderliche Druckflüssigkeitsvolumen auf ein Mindestmaß gehalten, ohne daß die schnelle Betätigung der Kupplung beeinträchtigt wird.
Im übrigen sind in der Kupplung gemäß der Erfindung an sich bekannte Druckfedern 26 und 27 angeordnet, um das Zurückschieben der Nebenkolben 20 und 21 beim Lösen der Kupplung bzw. des einen Teiles derselben zu bewirken.
Die Kupplungen 35 und 36 weisen trommelförmige Gehäuse 39 und 40 auf, welche starr mit Zahnrädern 44 bzw. 45 od. dgl. verbunden sind. Die ineinandergreifenden Kupplungsscheiben 36 und 37 sind auf Naben 31 und 32 angeordnet, welche durch Keile 41 und 42 sowie Sprengringe fest mit der Welle 1 verbunden sind. Die eine Hälfte der Kupplungsscheiben ist mittels Keilen und Nuten axial gleitbar mit den Naben 31 bzw. 32 und die andere Hälfte mit den Kupplungsgehäusen 39 bzw. 40 verbunden.
Im allgemeinen bleiben während Leerlaufes der Kupplung die Druckkammern soweit mit Druckflüssigkeit gefüllt, daß in ihnen keine Luft vorhanden ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydraulisch zu betätigende Scheibenreibungskupplung mit einer auf der treibenden Welle drehfest angeordneten Kupplungshälfte und einer auf derselben Welle drehbar gelagerten getriebenen Kupplungshälfte, bei der auf einem auf der treibenden Welle axial festgelegten ringförmigen Kolben ein im Längsschnitt U-förmiger Zylinder geführt ist, der beiderseits des Kolbens mit diesem und der treibenden Welle je eine Flüssigkeitskammer begrenzt, wobei mit jeder Flüssigkeitskammer eine in der treibenden Welle aus einer Längs- und einer Querbohrung bestehende Druckflüssigkeitsleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Kupplungsscheiben (37, 38) wirkende Stirnwand (9) des Zylinders (7) im Bereich der Kupplungsscheiben (37, 38) einen ringförmigen Ansatz (23) aufweist, auf dem ein auf den Kupplungsdruckring wirkender Nebenkolben (21) axial verschiebbar geführt ist, der zusammen mit dem ringförmigen Ansatz eine Vordruckkammer (21 a) begrenzt, die durch Leitungen (51, 58) in der Stirnwand des Zylinders mit der Druckflüssigkeitsleitung (50) in der Welle (1) in Verbindung steht und daß von den Leitungen in der Zylinderstirnwand vor und nach einem in diesen Leitungen angeordneten, in Richtung zur Vordruckkammer öffnenden Rückschlagventil (52) Drosselbohrungen (61, 60) zur Hauptdruckkammer (C 2) führen, wobei der Gesamtquerschnitt der hinter dem Rückschlagventil liegenden Bohrungen (60) kleiner ist als derjenige der vor dem Rückschlagventil liegenden Bohrungen (61) und der Gesamtquerschnitt aller Drosselbohrungen (61, 60) kleiner ist als derjenige der unmittelbar zur Vordruckkammer (21 a) führenden Leitungen (58).
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausbildung der Kupplung als Doppel- oder Wechselreibungskupplung auch die auf die Kupplungsscheiben der Kupplung (35) wirkende Stirnwand (8) des Zylinders (7) im Bereich der Kupplungsscheiben einen ringförmigen Ansatz (22) aufweist, auf dem ein auf den Kupplungsdruckring wirkender Nebenkolben (20) axial verschiebbar geführt ist, der zusammen mit dem ringförmigen Ansatz eine Vordruckkammer (20 a) begrenzt, die durch Leitungen (51, 58) in der Stirnwand des Zylinders mit der Druckflüssigkeitsleitung (50) in der Welle (1) in Verbindung steht und daß von den Leitungen in der Zylinderstirnwand vor und nach einem in diesen Leitungen angeordneten, in Richtung zur Vordruckkammer öffnenden Rückschlagventil (52) Drosselbohrungen (61, 60) zur Hauptdruckkammer (C 1) führen, wobei der Gesamtquerschnitt der hinter dem Rückschlagventil liegenden Bohrungen (60) kleiner ist als derjenige der vor dem Rückschlagventil liegenden Bohrungen (61) und der Gesamtquerschnitt aller Drosselbohrungen (61, 60) kleiner ist als derjenige der unmittelbar zur Vordruckkammer (20 a) führenden Leitungen (58).