DE202009003616U1

DE202009003616U1 - Mehrflächenreibkupplung oder -bremse

Info

Publication number: DE202009003616U1
Application number: DE200920003616
Authority: DE
Original assignee: Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2019-03-07

Abstract

Mehrflächenreibkupplung oder -bremse mit einer, einer ersten Kupplungsseite zugeordneten, axial beweglichen und kraftbeaufschlagten Druckscheibenanordnung sowie mit einer, einer zweiten Kupplungsseite zugeordneten Reibscheibenanordnung, die wenigstens zwei drehbewegliche und axial bewegliche Reibflächenträger sowie wenigstens eine, axial zwischen den Reibflächenträgern angeordnete, mit der ersten Kupplungsseite drehschlüssige und axial bewegliche Zwischenscheibe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19 bis 21) zur axialen Fixierung der Zwischenscheibe (18) in einer Leerlaufstellung vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrflächenreibkupplung oder -bremse mit einer, einer ersten Kupplungsseite zugeordneten, axial beweglichen und kraftbeaufschlagten Druckscheibenanordnung sowie mit einer, einer zweiten Kupplungsseite zugeordneten Reibscheibenanordnung, die wenigstens zwei drehbewegliche und axial bewegliche Reibflächenträger sowie wenigstens eine, axial zwischen den Reibflächenträgern angeordnete, mit der ersten Kupplungsseite drehschlüssige und axial bewegliche Zwischenscheibe umfasst.
Die Erfindung betrifft auch eine Mehrflächenreibkupplung oder -bremse mit wenigstens zwei auf einer Welle axial beweglich und drehschlüssig angeordneten Naben von Kupplungsteilen, insbesondere Reibbelagträgern.
Eine Mehrflächenreibkupplung oder -bremse in Form einer Lamellenkupplung ist allgemein bekannt. Die Lamellenkupplung weist mehrere Reibscheiben auf, die alternierend einer ersten oder einer zweiten Kupplungsseite zugeordnet sind. Die Reibscheiben sind relativ zu einer Kupp lungsdrehachse koaxial beweglich und im Übrigen drehschlüssig mit der ersten oder der zweiten Kupplungsseite gelagert.
Aus der DE 10 2006 033 426 A1 ist eine Zweiflächenreibkupplung bekannt, die hydraulisch betätigt wird. Eine Reibscheibe ist an ihren gegenüberliegenden Stirnflächen mit Reibbelägen versehen. Die Reibscheibe ist drehschlüssig auf einer Antriebswelle gehalten, die eine erste Kupplungsseite bildet. Ein die Reibscheibe umgebendes Kupplungsgehäuse dient als zweite Kupplungsseite. Das Kupplungsgehäuse ist mit einem hydraulisch verlagerbaren Druckkolben versehen, der die Reibscheibe in eine Kupplungsscheibe des Gehäuses drückt. Die axiale Rückstellung des Druckkolbens erfolgt durch eine Scheibenmembran.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrflächenreibkupplung oder -bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die geräuscharm eine hohe Drehmomentübertragung ermöglicht.
Die erste Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Mittel zur axialen Fixierung der Zwischenscheibe in einer Leerlaufstellung vorgesehen sind. Dadurch wird die Zwischenscheibe in der Leerlaufstellung spielfrei gehalten, wodurch eine Geräuschbildung, insbesondere durch metallisches Klingeln, verhindert werden kann. Denn die axiale Fixierung der Zwischenscheibe verhindert ein Vibrieren oder Klappern der Zwischenscheibe an den umgebenden Kupplungsteilen.
Die Mehrflächenreibkupplung oder -bremse ist vorzugsweise mit vier Reibflächen versehen. Es ist aber auch möglich, die Mehrflächenreibkupplung oder -bremse mit mehr als vier Reibflächen zu versehen.
In Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel zur Fixierung Druckmittel und einen Axialanschlag für die Zwischenscheibe, wobei die Druckmittel die Zwischenscheibe in der Leerlaufstellung gegen den Axi alanschlag gedrückt halten. In vorteilhafter Weise sind als Druckmittel Druckfedern vorgesehen, die eine axiale Druckkraft auf die Zwischenscheibe ausüben. Die axiale Druckkraft wirkt in Richtung des Axialanschlages, um die Zwischenscheibe in der Leerlaufstellung gegen den Axialanschlag zu drücken. Vorzugsweise ist der Axialanschlag eine Ringschulter eines Kupplungsgehäuses oder eines Kupplungsgehäuseabschnittes.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Axialanschlag und/oder an einem korrespondierenden Anlageabschnitt der Zwischenscheibe eine Oberfläche mit hohem Haftreibeibkoeffizienten vorgesehen. Dadurch wird die Haftreibung zwischen dem Anlageabschnitt der Zwischenscheibe und dem Axialanschlag erhöht. Falls sowohl am Axialanschlag als auch am Anlageabschnitt Oberflächen mit hoher Haftreibung vorgesehen sind, sind diese Oberflächen zur Erzielung einer gemeinsamen hohen Haftreibung vorzugsweise aufeinander abgestimmt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberfläche mit hohem Haftreibeibkoeffizienten durch mechanische Bearbeitung und zwar insbesondere durch spanende Bearbeitung, oder durch eine Beschichtung oder durch eine chemische Behandlung erzeugt. Die Oberfläche weist einen relativ hohen Rauheitsgrad auf. Alternativ kann die Oberfläche mit einer Haftbeschichtung, ähnlich einer Gummibeschichtung, versehen sein.
Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Mehrflächenreibkupplung oder -bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine sichere und gleichbleibende Drehmomentübertragung im Praxiseinsatz ermöglicht.
Die zweite Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens eine Nabe mit einem zu der anderen Nabe abragenden Ringbund versehen ist, der einen zwischen den benachbarten Naben verbleibenden Ringspalt koaxial umschließt. Durch den Ringbund wird der Ringspalt gekammert. Der Ringspalt ist dazu vorgesehen, um bei der Montage der Nabe auf der Welle benötigtes, überschüssiges Schmierfett aufzunehmen. Durch den Ringbund, der den Ringspalt umlaufend überdeckt, wird verhindert, dass das Fett im Betrieb der Kupplung oder Bremse durch entsprechende Fliehkräfte radial nach außen gedrängt oder geschleudert wird und so zur Verschmutzung von Reibflächen führt. Der Ringbund bildet daher gemeinsam mit dem Ringspalt zwischen den beiden Naben eine Fettkammerung.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der einzigen Zeichnung dargestellt ist.
Die einzige Zeichnung zeigt in einer Längsschnittdarstellung eine obere Hälfte einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Mehrflächenreibkupplung.
Die dargestellte Mehrflächenreibkupplung ist eine hydraulische Vierflächenreibkupplung, die für entsprechende Antriebseinheiten bei selbstfahrenden Erntemaschinen vorgesehen ist. Die Vierflächenkupplung 1 weist ein Kupplungsgehäuse 2 bis 5 auf, das mit einem Riementrieb 6 über entsprechende Schraubverbindungen fest verbunden ist. Das Kupplungsgehäuse 2 bis 5 und der Riementrieb 6 bilden eine erste Kupplungsseite. Als zweite Kupplungsseite dient eine Antriebswelle 7, die um eine Drehachse D drehbar gelagert ist. Die durch den Riementrieb 6 und das Kupplungsgehäuse 2 bis 5 gebildete zweite Kupplungsseite ist koaxial zur Antriebswelle 7 drehbar gelagert.
Die erste Kupplungsseite weist einen relativ zur Drehachse D axial beweglichen Druckkolben 8 auf, der in einem Zylinderabschnitt 2 des Kupplungsgehäuses 2 bis 5 axial verschiebbar gelagert ist und über eine Dichtungsanordnung 10 dicht mit dem Zylinderabschnitt 2 abschließt. Der Zylinderabschnitt 2 und der Druckkolben 8 umschließen eine Druckkammer 9, die über einen Hydraulikanschluss H in grundsätzlich bekannter Weise mit hydraulischem Druck beaufschlagbar ist. An dem Druckkolben 8 ist eine ringförmige Druckscheibe 11 auf der der Druckkammer 9 abgewandten Seite befestigt. Die Druckscheibe 11 ist mit ihrem Innenumfang über mehrere Befestigungsschrauben 13 mit dem Druckkolben 8 verbunden. Zwischen dem Druckkolben 8 und der Druckscheibe 11 ist eine Membranscheibe 12 vorgesehen, die innenseitig zwischen Druckkolben 8 und Druckscheibe 11 eingespannt ist. Radial außenseitig ist die Membranscheibe 12 zwischen dem Zylinderabschnitt 2 und einem Mantelabschnitt 3 des Kupplungsgehäuses 2 bis 5 eingespannt. Zur festen Verbindung der Gehäuseabschnitte 2 bis 5 miteinander sind Schraubverbindungen 14 vorgesehen, die achsparallel zur Drehachse D verlaufen.
Ein Außenflansch der Druckscheibe 11 wird durch mehrere Druckfedern 15, die sich am Gehäuseabschnitt 3 abstützen, in Richtung des Druckkolbens 8 und des Zylinderabschnittes 2 druckbeaufschlagt. Diese Druckfedern 15 dienen in Verbindung mit der elastischen Membranscheibe 12 zur Rückstellung der Druckscheibe 11 und des Druckkolbens 8 in die unbelastete Ausgangslage, d. h. in die Leerlaufstellung der Kupplung. Die Leerlaufstellung der Kupplung wird bei Belüftung der Druckkammer 9 eingenommen.
Zwischen der Druckscheibe 11 und dem gegenüberliegenden Gehäuseabschnitt 5 des Kupplungsgehäuses 2 bis 5 ist eine Reibscheibenanordnung 16 bis 18 aus zwei Reibflächenträgern 16, 17 und einer Zwischenscheibe 18 vorgesehen, die relativ zur Kupplungsdrehachse D koaxial verschiebbar gelagert ist. Zwei Reibflächenträger 16, 17 sind mit jeweils einer Ringnabe und einer Vielkeilverzahnung auf der Antriebswelle 7 gehalten. Die beiden Reibflächenträger 16, 17 sind axial verschiebbar, aber drehschlüssig auf der Antriebswelle 7 gehalten. Die Zwischenscheibe 18 ist axial zwischen den beiden Reibflächenträgern 16, 17 angeordnet und als Scheibenring gestaltet. Die Zwischenscheibe 18 ist an ihrem Außenumfang relativ zu dem Gehäuseabschnitt 4 des Kupplungsgehäuses 2 bis 5 axial verschiebbar und in Umfangsrichtung drehschlüssig gelagert. Hierzu weist der Gehäuseabschnitt 4 innenseitig über den Umfang verteilt mehrere achsparallel zur Kupplungsdrehachse D verlaufende rinnen- oder nutartige Ausnehmungen auf. Der Außenumfang der Zwischenscheibe 18 ist mit korrespondierenden Nocken versehen, die radial mit geringem Spiel in die Ausnehmung hineinragen.
Der Gehäuseabschnitt 3 weist auf der dem Gehäuseabschnitt 4 zugewandten Stirnseite eine Ringschulter 19 auf, die als Axialanschlag für die Zwischenscheibe 18 dient. Die Zwischenscheibe 18 weist im Bereich ihres Außenumfanges an ihrer dem Axialanschlag 19 zugewandten Stirnseite einen ringförmigen Stirnflächenabschnitt 21 auf, der als Gegenanschlag zu der Ringschulter 19 des Gehäuseabschnittes 3 dient. Auf der der Ringschulter 19 gegenüberliegenden Stirnseite greift auf etwa gleicher radialer Höhe an der Zwischenscheibe 18 eine Druckfederanordnung 20 axial an, die aus mehreren, über den Umfang der Zwischenscheibe 18 verteilt angeordneten Druckfedern besteht. Die Druckfederanordnung 20 ist wesentlich schwächer ausgelegt als die Vielzahl der Druckfedern 15, die auf den Druckkolben 11 wirken. Die Druckfedern der Druckfederanordnung 20 sind in entsprechenden Bohrungen oder Axialdurchtritten des Gehäuseabschnittes 4 aufgenommen und stützen sich auf ihrer von der Zwischenscheibe 18 abliegenden Seite an einer entsprechenden Stirnfläche des Gehäuseabschnittes 5 ab. Die Druckfederanordnung 20 dient dazu, in der Leerlaufstellung der Kupplung 1 die Zwischenscheibe 18 gegen die als Axialanschlag dienende Ringschulter 19 gedrückt zu halten. Dadurch wird die Zwischenscheibe 18 spielfrei in dieser Anlagestellung gehalten.
Die Reibflächenträger 16 und 17 weisen jeweils ein Reibbelagpaar 22, 23 auf, die auf gegenüberliegenden Stirnflächen jedes Reibflächenträgers 16 angeordnet sind. Die Reibbeläge 22 des Reibflächenträgers 16 liegen somit an der Stirnfläche des Druckkolbens 11 und der benachbarten Stirnfläche der Zwischenscheibe 18 und die Reibbeläge 23 des Reibflächenträgers 17 an der Zwischenscheibe 18 und der zugewandten Stirnfläche des Gehäuseabschnittes 5 an.
Bei entsprechender hydraulischer Druckbeaufschlagung des Druckkolbens 8 und der Druckscheibe 11 wird die Druckscheibe 11 axial in Richtung der Reibflächenträger 16, 17 gepresst, wodurch beide Reibflächenträger 16, 17 und die Zwischenscheibe 18 axial in Richtung des rückseitigen Gehäuseabschnittes 5 gepresst werden. Dadurch erfolgt die gewünschte Drehmomentübertragung zwischen der Antriebswelle 7 und dem Kupplungsgehäuse 2 bis 5 bzw. dem Riementrieb 6. Sobald die Druckkammer 9 belüftet wird, stellen die Druckfedern 15 und die Membranscheibe 12 die Druckscheibe 11 wieder in ihre am Zylinderabschnitt 2 anliegende Ausgangslage axial zurück. Die Druckfederanordnung 20 drückt die Zwischenscheibe 18 axial gegen die Ringschulter 19 des Gehäuseabschnittes 3. Dadurch erhalten die Reibflächenträger 16, 17 ausreichendes Spiel, um sich ohne Drehmomentübertragung relativ zum Kupplungsgehäuse 2 bis 5 gemeinsam mit der Antriebswelle 7 drehen zu können.
Die beiden Ringnaben der Reibflächenträger 16, 17 sind mit jeweils einer Vielkeilinnenverzahnung versehen, die auf eine Vielkeilaußenverzahnung der Antriebswelle 7 derart abgestimmt sind, dass die Ringnaben auf die Antriebswelle 7 axial aufgeschoben werden können und drehschlüssig, aber axial verschiebbar auf dieser gehalten sind. Für eine einfache axiale Verschiebbarkeit sowohl bei der Montage als auch im Betrieb der Kupplung wird Schmierfett eingesetzt, das im Bereich der Vielkeilverzahnung vorgesehen ist. Zwischen den beiden Ringnaben der Reibflächenträger 16, 17 ist ein Ringspalt 24 vorhanden, in dem sich durch axiale Verschiebung während der Montage oder im Betrieb der Ringnaben aufgeschobenes Schmierfett stauen kann. Die Ringnabe des Reibflächenträgers 16 ist mit einem umlaufenden Ringbund 25 versehen, der koaxial zur Kupplungsdrehachse D angeordnet ist und zur anderen Ringnabe hin abragt. Der Ringbund 25 weist eine in der Längsschnittdarstellung kammerartige Krümmung auf. Die benachbarte Ringnabe des Reibflächenträgers 17 ist im Bereich der Überlagerung des Ringbundes 25 mit einem reduzierten Außenumfang versehen, so dass sich gemäß der Darstellung in der Zeichnung zwischen den benachbarten Ringnaben und der Antriebswelle 7 eine Ringkammer ergibt. Der Ringbund 25 ragt nach Art eines gewölbten Fortsatzes zu der anderen Ringnabe ab und umschließt den korrespondierenden Außenumfangabschnitt der Ringnabe des Reibflächenträgers 17 in Umfangsrichtung umlaufend und im Wesentlichen radial spielfrei. Entsprechendes Schmierfett innerhalb des Ringspaltes 24 kann somit auch bei höheren Drehzahlen der Antriebswelle 7 nicht radial nach außen verdrängt werden, so dass eine Verschmutzung der Reibflächen zwischen den Reibbelägen 22, 23, dem Druckkolben 11, der Zwischenscheibe 18 und dem Gehäuseabschnitt 5 zuverlässig vermieden wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006033426 A1 [0004]

Claims

Mehrflächenreibkupplung oder -bremse mit einer, einer ersten Kupplungsseite zugeordneten, axial beweglichen und kraftbeaufschlagten Druckscheibenanordnung sowie mit einer, einer zweiten Kupplungsseite zugeordneten Reibscheibenanordnung, die wenigstens zwei drehbewegliche und axial bewegliche Reibflächenträger sowie wenigstens eine, axial zwischen den Reibflächenträgern angeordnete, mit der ersten Kupplungsseite drehschlüssige und axial bewegliche Zwischenscheibe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (19 bis 21) zur axialen Fixierung der Zwischenscheibe (18) in einer Leerlaufstellung vorgesehen sind.
Mehrflächenreibkupplung oder -bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Fixierung Druckmittel (20) und einen Axialanschlag (19) für die Zwischenscheibe (18) umfassen, wobei die Druckmittel (20) die Zwischenscheibe (18) in der Leerlaufstellung gegen den Axialanschlag (19) gedrückt halten.
Mehrflächenreibkupplung oder -bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckmittel Druckfedern (20) vorgesehen sind, die eine axiale Druckkraft auf die Zwischenscheibe (18) ausüben.
Mehrflächenreibkupplung oder -bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Axialanschlag (19) und/oder einem korrespondierenden Anlageabschnitt (21) der Zwischenscheibe (18) eine Oberfläche mit hohem Haftreibkoeffizienten vorgesehen ist.
Mehrflächenreibkupplung oder -bremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche mit hohem Haftreibkoeffizienten durch mechanische, insbesondere spanende, Bearbeitung oder durch eine Beschichtung oder durch chemische Behandlung erzeugt ist.
Mehrflächenreibkupplung oder -bremse mit wenigstens zwei auf einer Welle axial beweglich und drehschlüssig angeordneten Naben von Kupplungsteilen, insbesondere Reibbelagträgern, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nabe mit einem zu der anderen Nabe abragenden Ringbund (25) versehen ist, der einen zwischen den benachbarten Naben verbleibenden Ringspalt (24) koaxial umschließt.