DE2010713C3 - Druckmittelbetätigte Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung für ein Schwungrad - Google Patents
Druckmittelbetätigte Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung für ein SchwungradInfo
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- F16D67/02—Clutch-brake combinations
- F16D67/04—Clutch-brake combinations fluid actuated
Description
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung der im
Oberbegriff des vorstehenden Anspruchs 1 genannten Art.
Aus der US-PS 24 41 543 ist eine solche Vorrichtung bekannt, bei der die beiden Stirnwände und der sich im
wesentlichen koaxial zur Welle erstreckende zylindri-
sehe Abschnitt mit öffnungen versehen sind, durch die
Luft hindurchtreten kann.
Bei der bekannten Reibungs-Kuppiungs- und Bremsvorrichtung
ist die Kolben-Zylinder-Anordnung in der Nähe der Stirnwand zur Drehabstützung der Baugruppe
auf der Welle angeordnet. Hieran schließen sich in axialer Richtung zum Inneren der Baugruppe hin die
Reibungskupplung und die Reibungsbremse an, wobei die letzter*: der Stirnwand zur Drehabstützung der
Baugruppe auf dem Rahmen benachbart ist. Die durch
die Öffnung in der Stirnwand zur Drehabstützung der Baugruppe auf der Welle eintretende Luft trifft zwar auf
die Kolben-Zylinder-Anordnung auf, kann aber im wesentlichen nicht zur Kühlung der Reibungskupplung
beitragen. Bei solchen druckmittelbetätigten Reibungsso Kupplungs- und Bremsvorrichtungen wird üblicherweise
beim Betrieb der Vorrichtungen in der Reibungsbremse mehr Wärme frei als in der Reibungskupplung.
Da die Reibungsbremse durch die Reibungskupplung von der Kolben-Zylinder-Anordnung getrennt ist, kann
die Reibungsbremse nur durch die durch die öffnungen in der Stirnwand zur Drehabstützung der Baugruppe auf
dem Rahmen eintretende Luft gekühlt werden. Die durch das axiale Einströmen von Luft durch die
öffnungen in den Stirnwänden und das radiale Ausströmen von Luft durch die öffnungen in dem
zylindrischen Abschnitt erreichte Kühlung reicht u. U. für eine einwandfreie Kühlung von Reibungsbremse und
Reibungskupplung nicht aus. Bei der bekannten Vorrichtung besteht die Kolben-Zylinder-Anordnung
t>5 aus einem zum Inneren der Baugruppe hin offenen
Zylinder, der nur über eine Stirnseite des in ihm verschiebbaren Koloens greift, während die andere
Seite des Kolbens unbedeckt bleibt.
Weiterhin ist aus der US-PS 31 77 994 eine druckmittelbetätigte Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung
bekannt, bei der eine Kolben-Zylinder-Anordnung für das Betätigen von Reibungskupplung und Reibungsbremse
zwischen Reibungskupplung ui.d Reibungsbremse angeordnet ist Der Zylinder ist fest mit dem
Gehäuse verbunden, während der Kolben auf einem zylindrischen Abschnitt einer Welle verschiebbar ist, die
durch die Vorrichtung mit einem Motor gekuppelt werden solL Reibungskupplung, Reibungsbremse und
Kolben-Zylinder-Anordnung sind in einem stationären Gehäuse gelagert, das mit einem öl gefüllt ist.
Unterhalb von Reibungsbremse, Reibungskupplung und Kolben-Zylinder-Anordnung ist innerhalb des Öls eine
Kühlschlange angeordnet. Die sich drehenden Teile der Vorrichtung tauchen in das öl ein und wirbeln das Öl
über die zu kühlenden Elemente von Reibungsbremse und Reibungskupplung.
Schließlich ist aus der DE-PS 11 90 746 eine
Flüssigkeits-Reibungs-Kupplung bekannt, bei der die Kupplungskammer mit einer Flüssigkeit gefüllt ist,
deren Ausdehnen zu einem kuppelnden Eingriff zwischen den zu kuppelnden Teilen führt. Die
Kupplungskammer steht in wärmeübertragender Verbindung mit einem sich drehenden Deckelteil, an dem in
vorgegebenen Winkelabständen Rippen vorgesehen sind. Diese Rippen haben die Aufgabe, die Temperaturunterschiede
zwischen der Kupplung und ihrer Umgebung auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Außerdem
vermindern die Rippen die Wirkung der Lufttemperatür, so daß sich die Kupplung bei herabgesetzten
Drehzahlen leicht auskuppeln läßt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine druckmittelbetätigte Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung
der genannten Art zu schaffen, die für eine Flüssigkeitskühlung geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des vorstehenden Hauptanspruchs gelöst.
Die aus den beiden Stirnwänden und dem sich zur Welle koaxial erstreckenden zylindrischen Abschnitt
bestehende Baugruppe ist als geschlossenes Gehäuse ausgebildet, das eine Kühlflüssigkeit aufnehmen kann.
Da die Kolben-Zylinder-Anordnung zwischen der Reibungskupplung und der Reibungsbremse angeordnet
ist, erfolgt je nach Beaufschlagung der Reibungsbremse oder der Reibungskupplung eine Wärmeableitung
aus den beaufschlagten Reibscheiben durch Wärmeleitung in den Zylinder hinein, der wegen seiner
mittigen Lage den Gehäusehohlraum im wesentlichen in zwei axial nebeneinander liegende Abteile unterteilt.
Damit ist es möglich, daß ein wesentlicher Teil der in Bremse oder Kupplung entstehenden Wärme durch
Wärmeleitung so weit als möglich radial nach außen zu der Innenwandung des Gehäuses hin transportiert wird,
an der bei Betrieb der Vorrichtung unter Einfluß der Zentrifugalkraft die Kühlflüssigkeit anliegt, die dann
den weiteren Wärmetransport übernimmt. Die sich radial erstreckenden Außenflächen des zwischen
Reibungsbremse und Reibungskupplung angeordneten Zylinders lenken die Kühlflüssigkeit radial nach außen,
ohne daß zwischen Reibungsbremse und Reibungskupplung Verwirbelungen auftreten, wie dies bei der
Nebeneinanderanordnung von Reibungskupplung und Reibungsbremse gemäß der US-PS 24 41 S4 3 möglich
ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine eindeutige Führung der Kühlflüssigkeit innerhalb tier
geschlossenen Baugruppe erreicht. Da der einzige Kolben drehfest und axial unverschieblich konzentrisch
auf der Welle gelagert ist und der Zylinder bei Beaufschlagung der Arbeitskammer aui der einen
Stirnseite des Kolbens axial zur Welle verschiebbar ist und den Kolben auf dessen anderer Stirnseite in der
beanspruchten Weise übergreift, ist sichergestellt, daß es bei Verschiebung des Zylinders bezüglich des
stationären Kolbens es nicht zu Druckstößen innerhalb des Gehäuses kommt, wie dies bei dem nur einseitigen
Übergriff des Zylinders über den Kolben bei der US-PS 24 41543 möglich wäre. Der Übergriff über beide
Stirnseiten vermindert darüber hinaus die Gefahr, daß das Druckmittel für die Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung
in das Kühlöl eintritt. Wenn z. B. als Druckmittel Druckluft verwendet wird, könnte der
Eintritt von Druckluft das Kühlöl zum Aufschäumen bringen, wodurch die Wärmeleitfähigkeit des Öls
erheblich herabgesetzt wird. Alle Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 tragen dazu bei, daß die
von der Flüssigkeit an Reibungskupplung und Reibungsbremse aufgenommene Wärme durch das radiale
Abströmen der Flüssigkeit zu den äußeren Gehäusewandungen hin auf diese übertragen, durch Wärmeleitung
auf die Außenseite des Gehäuses geführt und von dort durch die relative Luftströmung zwischen Gehäuse
und der Umgebungsluft und im geringeren Maße durch Strahlung abgeführt wird. Vorzugsweise besteht der
axiale Abschnitt der Baugruppe aus einem gesonderten Gehäuseteil und der Nabe des Schwungrades, die über
einen Umfangsflansch des Gehäuseteils miteinander i/erbolzt sind und die an ihren freien Enden mit den
Stirnwänden verbolzt sind.
Weitere Unteransprüche betreffen Weiterbildungen der Erfindung.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise als Schnitt dargestellte Seitenansicht einer Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung,
Fig.2 eine Stirnansicht von links der in der Fig. 1
dargestellten Vorrichtung,
F i g. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch die Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung gemäß
F i g. 1 und
Fig.4 ein Aiiwendungsbeispiel für die Reibungs-Kupplungs-
und Bremsvorrichtung.
Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, besitzt die
Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung 10 (im folgenden kurz: Vorrichtung) ein geschlossenes drehbares
Gehäuse 12. Zu dem Gehäuse 12 gehören zwei sich radial erstreckende Stirnwände 14 und 16, die auf
Abstand voneinander angeordnet sind und der Drehabstützung des Gehäuses auf einer Antriebswelle 18
dienen. Zumindest ein Teil des Gehäuses 12 ist Teil der Nabe eines Schwungrades 20. Das Schwungrad 20
besteht aus einem äußeren Umfangsflansch 22, einem sich radial erstreckenden Speichenabschnitt 26 und
einem innenliegenden Nabenabschnitt 28. Die Mantelfläche des Umfangsflansches 22 trägt einige V-Nuten 24
für die Aufnahme von nicht dargestellten Keilriemen.
Der Nabenabschnitt 28 weist eine sich axial erstreckende Bohrung 30 auf, deren Bohrungsfläche
einen vorgegebenen Abstand von der Oberflache der Antriebswelle 18 aufweist. Der zwischen Nabenabschnitt
28 und Antriebswelle 18 hegende Raum ist ein
Teil, aum des Gehäuseinneren 32. Dieser reilraiim ist an
seinem einen (in der Fig. J rechten) Ende durch die Stirnwand 16 geschlossen, die mit der zugeordneten
Stirnfläche des Nabenabschnitts 28 mittels Bolzen 34
unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung 36 verbolzt ist. Die Ringdichtung 36 liegt zwischen der
Bohrung 30 und einer sich axial erstreckenden Schulter 38 der Stirnwand 16.
Die andere Stirnwand 14 ist mit einem sich im wesentlichen koaxial zur Welle 18 erstreckenden
Gehäuseteil 40 verbunden, indem die Stirnwand 14 mit einem sich radial nach innen erstreckenden Flansch 42
des Gehäuseteils 40 mittels Schraubbolzen 44 verbolzt ist, die in eine radial vorstehende Schulter 46 der
Stirnwand 14 eingreifen. Zwischen dem Flansch 42 und der Schulter 46 ist eine Dichtung 48 eingebracht.
Das der anderen Stirnfläche des Nabenabschnitts 28 gegenüberstehende Ende 50 des Gehäuseteils 40, das
sich von der Stirnwand 40 zum Nabenabschnitt 28 hin aufweitet, greift in eine Ausdehnung 52 des Nabenabschnitts
28 ein, wobei eine Ringdichtung 54 zwischengeschaltet ist. Das Gehäuseteil 40 weist einen sich radial
erstreckenden Umfangsflansch 56 auf, der sich gegtn die zugeordnete Stirnfläche des Nabenabschnitts 28 legt
und mit dieser durch Schraubbolzen 60 verbolzt ist.
Die Stirnwand 16 und das Gehäuseteil 40 sind mit in Umfangsrichtung auf Abstand angeordneten und sich in
axialer Richtung erstreckenden Wärmeabfuhrrippen 64 bzw. 66 versehen.
Die Stirnwand 14 besitzt eine mittige öffnung 68,
durch die die Antriebswelle 18 mit Abstand von der Wandung der öffnung hindurchgeführt ist. In dieien
Zwischenraum greift ein Stützglied 70 ein, das eine sich in axialer Richtung erstreckende Ringschulter 72
aufweist, auf der der innere Laufring eines Wälzlagers angeordnet ist. Der äußere Laufring des Wälzlagers 74
liegt an einer Ringschulter 76 der Stirnwand 14 an, so daß die Stirnwand 14 und das Gehäuseteil 40 und somit
das Schwungrad 20 auf dem Stützglied 70 drehbar gelagert ist. Das Stützglied 70 ist selbst mittels
Schraubbolzen 78 an einem Teil eines stationären Rahmens 80 befestigt. Das Rahmenteil muß den
Belastungen standhalten, die bei einer Drehabstützung eines mehrere tausend Kilogramm wiegenden
Schwungrades 20 auftreten können. Das Rahmenteil nimmt auch ein weiteres Wälzlager 82 auf, dessen
innerer Laufring auf einem Abschnitt der Antriebswelle 18 aufgebracht ist und dessen äußerer Laufring in einer
ringförmigen Ausnehmung des Rahmenteils einsitzt. Das Wälzlager 82 ist zusammen mit einer Lippendichtung
86 am Ende des Stützgliedes 70 mittels einer Halteplatte 88 durch Schraubbolzen 90 gehalten.
Zwischen Halteplatte 88 und dem Innendurchmesser des Stützgliedes 70 ist eine Dichtung 92 eingebracht.
Der innere Laufring des Wälzlagers 82 wird gegen eine Schulter 94 der Antriebswelle 18 durch einen auf einen
Gewindeabschnitt 98 der Antriebswelle 18 aufgeschraubten Haltering % gedruckt
Eine mittige öffnung 100 in der Stirnwand 16 fluchtet
mit der öffnung 68. Zur Drehabstützung des Gehäuses
auf der Antriebswelle ist in der mittigen öffnung 100 ein Wälzlager 102 angeordnet, dessen innerer Laufring auf
der Antriebswelle durch zwei Halteringe 104, 106 gehalten ist von denen der letztere auf einen
Gewindeabschnitt 108 der Antriebswelle 18 aufgeschraubt ist Der äußere Laufring des Wälzlagers 102
liegt an einer in der öffnung 100 ausgebildeten Ringschulter 110 an und wird gegen diese durch einen
Klemmring 112 gedrückt, der mittels Schraubbolzen 114
mit der Stirnwand 16 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 116 verbolzt ist Ebenso ist eine Lippendichtung
120 zwischen der Mantelfläche des Halterings 104 und der Innenfläche des Klemmrings 112 angeordnet.
Die Antriebswelle 18 erstreckt sich in axialer Richtung über die Stirnwand 16 hinaus und trägt an
ihrem äußeren Ende ein Antriebsritzel 122. Die Antriebswelle 18 ist zwischen der Stirnwand 16 und dem
Antriebsritzel 122 in dem Rahmen 80 mittels eines Wälzlagers 134 drehbar gelagert. Zwischen dem
Klemmring 112 und dem Wälzlager 134 ist eine ringförmige Verkleidung 148 vorgesehen, deren eines
Ende mittels Schraubbolzen 150 an dem Wälzlager 134 befestigt ist, während desser. anderes Ende in der Nähe
des Klemniringes 112 in einer Weise endet, wie dies am
besten in der F i g. 3 dargestellt ist. Die Verkleidung 148 besitzt eine Ablaßöffnung 152, von der ein Pfad zu
einem sich axial im Inneren der Antriebswelle 18 erstreckenden Kanal 154 vorgesehen ist.
Im Inneren des Gehäuseteils 40 ist auf der Antriebswelle 18 eine ringförmige Nabe 156 aufgebracht
und zwischen einer Ringschulter 160 der Antriebswelle 18 und einem geteilten Haltering 162
gehalten, der in einer Nut 164 an der Oberfläche der Antriebswelle 18 sitzt. In der äußeren Mantelfläche der
Nabe 156 ist eine Vielzahl von sich axial erstreckenden und in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander
aufweisenden Nuten 166 vorgesehen, in die Bremsscheiben 168 eingreifen.
Weitere Bremsscheiben 170 sind an ihrem Außenumfang mit sich axial erstreckenden Antriebsansätzen 172
eines Trägers 174 verbunden. Der Träger 174 weist weiterhin einen Befestigungsabschnitt 176 auf, der mit
einer mittigen öffnung 177 um einen sich axial erstreckenden Abschnitt 182 des Stützgliedes 70 greift
und mit diesem Abschnitt verkeilt ist Die axiale Festlegung auf dem Abschnitt 182 erfolgt durch einen
Haltering 180. Mit der dem Befestigungsabschnitt 176 zugewandten Stirnfläche der Nabe 156 ist ein sich in
radialer Richtung erstreckender Anschlagring 184 mittels Schraubbolzen 188 verbolzt.
Benachbart zur Stirnwand 16 und mit axialem Abstand von der Nabe 156 ist eine weitere Nabe 190 auf
der Antriebswelle 18 vorgesehen. Die Nabe 190 ist auf der Antriebswelle 18 zwischen einer Ringschulter 194
und dem inneren Laufring des Wälzlagers 102 in axialer Richtung festgelegt. Eine Drehverbindung zwischen den
Naben 156 und 190 und der Welle wird jeweils durch eine Keilverbindung aufgebaut.
Die Mantelfläche der Nabe 190 ist mit Nuten 196
versehen, in die Reibscheiben 198 eingreifen.
Zwischen diese Reibscheiben 198 greifen mit dem Schwungrad 20 verbundene Reibscheiben 200. Die
Reibungsscheiben 200 stehen an ihrem Umfang mit sich axial erstreckenden Antriebsansätzen 202 in Verbindung,
die an ihren einen Enden mit der Stirnwand 16 verbunden sind, wie dies in der F i g. 3 dargestellt ist An
dem von der Nabe 156 abgewandten Ende der Nabe 19€ ist ein sich radial erstreckender Anschlagring 204
drehfest bezüglich der Nabe 190 angeordnet
Die ringförmige Nabe 190 weist an ihrem der Nabt
156 zugewandten Ende mehrere sich axial erstreckende und in Umfangsrichtung auf Abstand angeordnete
Bohrungen 208 auf, die jeweils eine Druckfeder 21C aufnehmen. Das eine Ende einer jeden Druckfeder 21C
stützt sich an dem Boden 212 der Bohrung 208 ab. Dk anderen Enden der Federn 210 stehen über dit
zugeordnete Stirnfläche der Nabe 190 in axialei
Richtung vor, um in einer noch zu beschreibender Weise den Reibeingriff zwischen den Bremsscheibe!
170 und 168 zu bewirken.
Zwischen den Naben 156 (Reibungsbremse) und 190 (Reibungskupplung) ist eine Kolben-Zylinder-Anordnung
214 vorgesehen. Zu dem Zylinder dieser Anordnung gehört ein sich in radialer Richtung
erstreckendes Verschlußteil 216, welches mit einem sich s auf die Bremsscheiben 168 in axialer Richtung zu
erstreckenden Anschlag 218 versehen ist, dessen Anschlagfläche 220 sich radial erstreckt. Das Verschlußteil
216 ist an seinem Umfang einem in der Dicke verringerten Flanschabschnitt 222 versehen, der mittels H,
Bolzen 224 mit der Stirnfläche eines zylindrischen Wandabschnitts 226 eines becherförmigen Zylinderteils
228 verbolzt ist. Der Bodenabschnitt 230 des Zylinderteils
228 ist mittels Schraubbolzen 232 mit einem die Welle umgreifenden Zylinderteil 234 verbolzt. Das i<;
Zylinderteil 234 besitzt eine sich in radialer Richtung erstreckende Anschlagfläche 236, die der Anschlagfläche
206 des Anschlagrings 204 gegenübersteht. Zwischen der sich axial erstreckenden Innenflächen des
Bodenabschnitts 230 und der sich axial erstreckenden Außenfläche des Zylinderteils 234 ist eine Dichtung 238
angeordnet. An der außenliegenden Radialfläche 242 des Zylinderteils 234 stützen sich die anderen Enden der
Druckfedern 210 ab. Zwischen Zylinderbauteil 234 und dem zugeordneten Oberflächenabschnitt der Welle 18
ist eine Dichtung 244 angeordnet.
Eine vergleichbare Dichtung 248 ist zwischen der mittigen Bohrung 250 des Verschlußteils 216 und einem
ringförmigen Stützabschnitt 252 eines einzigen Kolbens 260 angeordnet, der drehfest und axial unverschieblich
konzentrisch auf der Welle 18 angeordnet ist. Zwischen der Innenfläche des ringförmigen Stützabschnitts 252
und der Welle 18 ist eine Dichtung 254 angeordnet.
Der von den Bauelementen 216, 228 und 234 begrenzte Zylinderraum ist durch den drehfest und axial
unverschieblich konzentrisch zur Welle 18 gelagerten Kolben 260 in eine Arbeitskammer 262 und eine
Ausgleichskammer 264 unterteilt, wobei die Trennung zwischen den beiden Kammern durch eine Dichtung 266
am Umfang des Kolbens 260 und eine Dichtung 268 zwischen dem Innenumfang des Kolbens 260 und einer
ringförmigen Ausnehmung 270 der Antriebswelle 18 gewährleistet ist, wobei die Dichtung 268 zwischen den
Dichtungen 254 und 244 liegt.
Der Kolben ist bezüglich der Welle 18 festgelegt,
indem er zwischen einer Ringschulter 271, die an der Welle 18 in der Nähe der Nut 270 ausgebildet ist, und
der zugewandten Stirnfläche der Nabe 156 eingespannt ist, die ihrerseits durch den geteilten Haltering 162
beaufschlagt ist.
Normalerweise beaufschlagen die Druckfedern 210 den Zylinder 216, 228, 234 in der Fig. 3 nach links,
wodurch die Reibscheiben 168 und die Reibscheiben 170
zwischen der Anschlagfläche 168 des Anschlagrings 184 und der Anschlagfläche 220 des Verschlußbauteils 216
zusammengedrückt werden, d.h. in Bremsrichtung. Wenn die Arbeitskammer 262 mit Druckluft beaufschlagt wird, wird der Zylinder der Kolben-Zylinder-Anordnung 214 in der Fig.3 nach rechts unter
Zusammendrücken der Druckfedern 210 so lange verschoben, bis die Reibscheiben 198 und 200 zwischen
der Anschlagfläche 236 und der Anschlagfläche 206 zusammengepreßt werden, d. h. die Reibungskupplung
eingerückt wird.
Um die Beaufschlagung der Arbeitskammer 262 zu ermöglichen, ist die Welle 18 mit einem mittigen
Druckluftzuführungskanal 272 verbunden, der über eine Schleif-Drehkupplungsanordnung 274 an dem nicht das
Antriebsritzel 122 tragenden Ende der Welle 18 mit einer geeigneten Druckluftquelle in Verbindung steht
(linkes Ende in der F i g. 3). Der sich axial erstreckende Druckluftzuführungskanal 272 ist an seinem anderen
Ende mit einem Radialkanal 276 verbunden, der sich zur Außenfläche der Welle hin im Bereich der Arbeitskammer
262 öffnet.
Die Ausgleichskammer 264, die durch das Verschlußbauteil 216 gegenüber dem Inneren 32 des Gehäuses 12
abgedichtet ist, ist über einen sich axial in der Welle 18 erstreckenden Ausgleichskanal 278 mit einem geeigneten
(nicht gezeigten) Endlüftungsstutzen verbunden. Der sich axial erstreckende Ausgleichskanal 278 ist über
einen Radialkanal 280 in dem stationären Kolben 260 und einen Radialkanal 282 in der Welle 18 mit der
Ausgleichskammer 264 verbunden.
Das Innere des geschlossenen Gehäuses 12 ist mit einer vorgegebenen Menge an Schmieröl gefüllt, um
einerseits den Verschleiß zwischen den Bremsscheiben 168 und 170 und den Reibscheiben 198 und 200
herabzusetzen und um eine Wärmeübertragung zu dem Gehäuse hin zu ermöglichen, damit die Betriebstemperatur
der Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung 10 auf einen zulässigen Wert gehalten werden kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung ein ölbehälter 284
zugeordnet, aus dem mittels einer ölpumpe 286 öl in
eine Leitung 288 gefördert werden kann. Die Leitung 288 steht über einen geeigneten Anschluß 290 mit dem
sich längs der Welle 18 erstreckenden Kanal 154 in Verbindung. Der Kanal 154 ist über einen sich radial
erstreckenden Kanal 291 mit dem Innenraum des Wälzlagers 134 und mit einem weiteren sich radial
erstreckenden Kanal 292 mit dem Inneren des Gehäuses 12 verbunden. Schmieröl wird aus dem Inneren 32 des
Gehäuses 12 durch einen in dem Stützglied 70 ausgebildeten Kanal 293 abgezogen, dessen freies Ende
über eine Rückführleitung 294 mit dem Ölbehälter 284 verbunden ist.
In der Fig.4 ist ein Anwendungsfall der erfindungsgemäßen
Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung gezeigt. Das Antriebsritzel 122 kämmt mit einem auf
einer Welle 298 befestigten Zwischenrad 296. Die Welle 298 ist in dem Rahmen 80 gelagert und trägt an ihren
Enden Ritzel 300 und 302, die mit Zahnrädern 304 bzw. 306 in Eingriff stehen, die an den Enden einer
Kurbelwelle 308 angeordnet sind. Die Welle 308 ist mit einem auf- und abgehenden Arbeitselement 310 über
Pleuelstangen 312 verbunden.
Es wird angenommen, daß Schmieröl von dem ölbehälter 284 über die Leitung 288 und die Kanäle 154,
291 und 292 in das Innere des Gehäuses einströmt und über den Kanal 293 und die Leitung 294 zu dem Behälter
zurückströmt Wenn nun der Kanal 272 und damit der Kanal 276 mit Druckluft beaufschlagt wird, wird der
Zylinder 216, 228, 234 entgegen der Wirkung der Druckfedern 210 in der Fig.3 nach rechts gedruckt
Damit wird die Reibungsbremse gelöst und die Reibungskupplung angelegt so daß das Schwungrad 20
antriebsmäßig mit der Welle 18 verbunden ist Die mittels der nicht gezeigten Keilriemen auf das
Schwungrad 20 übertragene Drehbewegung wird somit auf das Antriebsritzel 122 und die nachgeschalteten
Zahnräder gemäß F i g. 4 übertragen, um das Arbeitselement 310 zu bewegen. Wenn der Druck in der
Arbeitskammer 262 abfällt, drücken die Druckfedern 210 den Zylinder 216,228,234 wieder in die in der F i g. 3
gezeigte Stellung, d. h. nach links, so daß die Kupplung
gelöst und die Bremse wieder angelegt wird und somit die Übertragung der Drehbewegung des Schwungrades
auf die Antriebswelle 18 unterbrochen und die Antriebswelle angehalten wird. Es ist auch möglich, daß
die der Entlüftung der Ausgleichskammer 264 dienenden Kanäle 280, 282 und 278 beim Lösen des
Kupplungseingriffs und beim Anlegen der Bremse über geeignete Ventile mit einer Druckluftquelle in Verbindung
gebracht werden, um die Druckfedern beim Verschieben des Zylinders in diejenige Lage zu
unterstützen, in der die Bremse angelegt und die Kupplung gelöst wird.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die die Arbeitskammern 262 bzw. 264 begrenzenden wirksamen
Flächen des Kolbens 260 gleich groß sind. Bei dieser Konstruktion wird bei einer Bewegung des
Kolbens 260 relativ zu dem Zylinder eine verhältnismäßig kleine Luftmenge aus der Ausgleichskammer 24 in
die Kanäle 280, 282, 278 verdrängt. Daher ist bei der vorliegenden Erfindung die Anwendung teurer, hochdruckfester Dichtungen nicht notwendig, wie dies bei
einem Verdrängen einer großen Luftmenge bei Betätigung der Kolben-Zylinder-Anordnung der Fall
wäre.
Die bei häufiger Betätigung der Vorrichtung entstehende Wärme wird sicher abgeführt, da das im Inneren
des Gehäuses vorhandene Schmieröl unter dem Einfluß der bei Drehung des Gehäuses auftretenden Zentrifugalkraft
radial nach außen bewegt wird, woraus sich eine kontinuierliche Umwälzung des Öls in der Nähe der
Gehäusewandung ergibt. Die Wärmeabfuhr durch die Wandung des Gehäuses hindurch wird dadurch
unterstützt, daß die an der Gehäuseoberfläche angeordneten Wärmeabfuhrrippen 64 und 66 während der
ί Drehung des Gehäuses eine starke Turbulenzströmung
erzeugen, so daß die durch Wärmeleitung aus dem Gehäuseinneren auf die Außenseite des Gehäuses
abgeleitete Wärme leicht an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Sollte es erforderlich sein,
ίο kann in dem äußeren Schmierölkreislauf eine Zwangskühlung vorgesehen sein, indem z. B. der ölbehälter 284
mit Wärmeaustauschern ausgerüstet wird.
Die beschriebene Ausgestaltung der Stirnwände 14 und 16 einerseits und des Gehäuseteils 40 und des
Schwungrades 20 andererseits ermöglichen es, daß mit Ausnahme des zuletztgenannten Bauteils die Reibungs-Kupplungs-
und Bremsvorrichtung vormontiert und hinsichtlich ihrer Funkeionstüchtigkeit überprüft werden
kann, ehe das schwere Schwungrad montiert wird.
Abschließend soll noch darauf hingewiesen werden, daß das Schwungrad auch in anderer Weise mit dem
Gehäuse 12 verbunden werden kann. Es kommt nur darauf an, daß zumindest ein Teil des sich zwischen den
Stirnwänden erstreckenden zylindrischen Abschnitts ein Bestandteil der Nabe des Schwungrades ist, d. h. der
Lagerung des Schwungrades dient.
Das Schmieröl dient sowohl der Verschleißminderung an Reibungsbremse und Reibungskupplung als
auch der Schmierung der Wälzlager 82,74,102 und 134.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Druckmittelbetätigte Reibungs-Kupplungs- und Bremsvorrichtung für ein Schwungrad und eine in
einem Rahmen gelagerte Welle, auf der das Schwungrad mit einer Nabe drehbar gelagert ist, mit
einer Reibungskupplung mit mehreren drehfest mit dem Schwungrad und der Welle verbundenen
Reibscheiben, einer axial neben der Reibungskupplung mit Abstand von derselben angeordneten
Reibungsbremse mit mehreren drehfest mit dem Rahmen und der Welle verbundenen Bremsscheiben,
einer Kolben-Zylinder-Anordnung, die bei Beaufschlagung ihrer Arbeitskammer über einen
Kanal in der Welle von deren Ende her die Bremse ausrücken und gleichzeitig die Kupplung einrücken
kann, mit mehreren sich axial erstreckenden Druckfedern, deren eines Ende sich an einem axial
unvcrschieblich gehaltenen unci drehfest mit der Welle verbundenen Ring abstützt und deren anderes
Ende den beweglichen Teil der Kolben-Zylinder-Anordnung in Bremsrichtung beaufschlagt, und mit
einer die Reibungskupplung und die Reibungsbremse übergreifenden Baugruppe, die aus einer sich im
wesentlichen radial erstreckenden Stirnwand zur Drehabstützung der Baugruppe über ein Lager auf
dem Rahmen, einem sich im wesentlichen koaxial zur Welle erstreckenden zylindrischen Abschnitt
und einer weiteren sich im wesentlichen radial erstreckenden Stirnwand zur Drehabstützung der
Baugruppe über ein Lager auf der Welle besteht, wobei zumindest ein Teil des zylindrischen Abschnitts
ein Teil der Nabe des Schwungrades ist, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Flüssigkeitskühlung
a) die Baugruppe (14, 40, 28, 16) als geschlossenes
Gehäuse ausgebildet ist, dessen Inneres (32) mit einer vorgegebenen Menge an Kühlflüssigkeit
gefüllt ist,
o) die Kolben-Zylinder-Anordnung (214; 260, 216,
228, 234) zwischen der Reibungskupplung (190) und der Reibungsbremse (156) angeordnet ist,
c) ein einziger Kolben (260) drehfest und axial unverschieblich konzentrisch auf der Welle (18) gelagert ist und der Zylinder (216, 228, 234) bei Beaufschlagung der Arbeitskammer (262) auf der einen Stirnseite des Kolbens (260) axial zur Welle (18) verschiebbar ist und den Kolben auf dessen anderer Stirnseite übergreift, derart, daß der Arbeitskammer (262) auf der anderen Stirnseite des Kolbens (260) eine innerhalb des Zylinders (216,228, 234) liegende Ausgleichskammer (264) zugeordnet ist, die gegenüber dem Inneren (32) des Gehäuses abgedichtet und ebenfalls über einen Kanal (278) in der Welle (18) mit einem Ende der Welle verbunden ist.
c) ein einziger Kolben (260) drehfest und axial unverschieblich konzentrisch auf der Welle (18) gelagert ist und der Zylinder (216, 228, 234) bei Beaufschlagung der Arbeitskammer (262) auf der einen Stirnseite des Kolbens (260) axial zur Welle (18) verschiebbar ist und den Kolben auf dessen anderer Stirnseite übergreift, derart, daß der Arbeitskammer (262) auf der anderen Stirnseite des Kolbens (260) eine innerhalb des Zylinders (216,228, 234) liegende Ausgleichskammer (264) zugeordnet ist, die gegenüber dem Inneren (32) des Gehäuses abgedichtet und ebenfalls über einen Kanal (278) in der Welle (18) mit einem Ende der Welle verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abschnitt der Baugruppe
aus einem gesonderten Gehäuseteil (40) und der Nabe (28) des Schwungrades (20) besteht, die über
einen Umfangsflansch (56) des Gehäuseteils miteinander verbolzt sind und die an ihren freien Enden mit
den Stirnwänden (14 bzw. 16) verbolzt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Außenseite des
Gehäuses Wärmeabfuhrrippen (64, 66) im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsbremse (156) im Gehäusebauteil (40) und die Reibungskupplung
(190) in der Bohrung (30) der Nabe (28) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere (32) des
Gehäuses mit einem externen Behälter (284) über in der Welle (18) ausgebildete Kanäle (154, 292)
verbindbar ist
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere (32) des
Gehäuses mit dem Behälter (284) einerseits über den sich zu einem Ende (290) der Welle (18) hin
öffnenden Kanal (154) und andererseits über einen das Gehäuse drehbar am anderen Wellenende
abstützenden Stützglied (70) geführten Kanal (293) verbunden ist
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (74,102) zur
Drehabstützung des Gehäuses im Inneren des gegenüber dem Rahmen und der Welle abgedichteten
Gehäuses liegen, so daß die Kühlflüssigkeit zugleich als Schmierflüssigkeit dient.
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