DE2051597C3 - Vorrichtung zum radialen Zuführen von Druckflüssigkeit zu hydraulisch betätigten Schaltelementen - Google Patents

Description

45

50

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum radialen Zuführen von Druckflüssigkeit zu hydraulisch betätigten Schaltelementen, insbesondere zu einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse od. dgl., die einen wenigstens einen Versorgungsanschluß aufweisenden Ring enthält, der in Umfangsrichtung feststehend auf sich drehenden Teilen gelagert ist, wobei !wischen dem Ring und dem oder den sich drehenden Teilen eine hydrostatische Lagerung vorgesehen ist, deren als Ringkammer od. dgl. gestaltete Flüssigkeitsdruckkissen an die zugeführte Flüssigkeit angeschlossen sind und der Ring als Zylinder für einen Arbeitskolben dient, der auf einer umlaufenden Hülse gelagert und gegen eine mit der Hülse umlaufenden Anpreßscheibe von der Druckflüssigkeit andrückbar ist, insbesondere nach Zusatzpatent 24 639 zu Patent 20 24 638.

Durch das Zusatzpatent wird ein Schaltelement vorgeschlagen, das für höchste Drehzahlen und sehr hohe Schaltdrücke auf Grund der hydrostatischen Lagerung geeignet ist. Entsprechend der Zusatzpatentanmeldung wird diese durch das Druckmittel erzielte hydrostatische Lagerung durch eine ergänzende hydrostatische Lagerung unterstützt, die durch die Zufuhr der Kühlflüssigkeit erreicht wird, die sich in zwischen den einzelnen Teilen gebildeten Flüssigkeitskissen befindet.

Bei einem derartigen Schaltelement muß sichergestellt sein, daß die Kühlflüssigkeit ohne größere Verluste dem zu kühlenden Teil zugeführt werden kann, d. h., es muß erreicht werden, daß die Kühlflüssigkeit ohne Spalt von dem als Zylinder ausgebildeten Teil durch den von dem Arbeitskolben verschiebbaren Teil, beispielsweise einer Anpreßscheibe hindurch übertragen werden muß. Bei der Zusatzpatentanmeldung wurde deshalb vorgesehen, daß die Kühlflüssigkeit durch den Arbeitskolben hindurch zu dem von d'esem verschiebbaren Teil hin übertragen wurde. Hierzu wurde der Arbeitskolben mit einem weiteren kolbenartigen Ansatz versehen, der über vorzugsweise mehrere axiale Bohrungen mit daran anschließenden axialen Bohrungen des verschiebbaren Teiles in Verbindung steht. In der Praxis haben sich jedoch bei dieser Ausbildung Nachteile gezeigt, die darauf zurückzuführen sind, daß vor allen Dingen im Leerlauf der Arbeitskolben mit unterschiedlichen und ungünstig angreifenden Drücken belastet wird, wodurch ein unerwünschtes Verkanten und eine durch Reibung bedingte Lagererwärmung hervorgerufen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltelement entsprechend dem Zusatzpatent so weiterzubilden, das insbesondere im Leerlauf die Lagerbelastung weiter verringert wird.

Die Erfindung besteht darin, daß zwischen dem Zylinder und dem von dem Arbeitskolben bewegbaren Teil wenigstens ein Hilfskolben angeordnet ist, der an den Versorgungsanschluß für die Kühlflüssigkeit und die Bohrungen des verschiebbaren Teils angeschlossen ist und der vorzugsweise mehrere Durchgangsbohrungen aufweist. Dadurch werden die beiden Hydraulikkreise für das Druckmittel und für das Kühlmittel voneinander getrennt, so daß die einzelnen Kolben jeweils nur mit den ihnen zugeordneten Drücken beaufschlagt werden. Die Lagertemperatur im Leerlauf könnte hierdurch wesentlich vermindert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dienen als Zylinder und als Arbeitskolben zwei ineinander geführte Ringkolben, die durch die Druckflüssigkeit axial auseinander bewegbar sind und die zwischen sich den ebenfalls als Ringkolben ausgebildeten Hilfskolben aufnehmen. Dabei umgibt der Hilfskolben den Arbeitskolben konzentrisch. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung erhält man außerdem den Vorteil, daß der Reibungsradius des Arbeitskolbens kleiner wird, wodurch bei gleichen Drücken ein kleineres Reibungsmoment und damit eine geringere Erwärmung erhalten wird. Der Hilfskolben hat zwar einen größeren Radius, jedoch wird er nur noch von dem Druck des Kühlmittels beaufschlagt, der wesentlich geringer ist als der Druck des zum Schalten dienenden Druckmittels, so daß auch hier keine große Erwärmung entsteht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor-

gesehen, daß der Hilfskolben aus Panbronze herge- kolbcns 12 eine Ausnehmung 18 angeordnet, die stellt ist. Diese Ausbildung laßt eine hohe Flachen- ebenfalls eine mit Druckflüssigkeit gefüllte Ringkampressung bei besten Laufeigenschaften zu. mer bildet. Die an den R'ngkolben 11 angrenzende

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Aus- Seitenfläche der Anpreßscheibe 7 ist mit einer Aus-

führungsform beispielsweise dargestellt. Die Zeich- 5 nehmung 19 versehen, die sich in axialer Richtung so

nung zeigt einen axialen Schnitt durch eine erfin- weit erstreckt, daß sie einen Anschlag für den Siche-

dungsgernäß ausgebildete hydraulisch betätigte La- rungsring 10 bildet,

wellenkupplung. j5j_{e von den} Ausnehmungen 17, 18 und 19 gebil-

Die dargestellte Lamellenkupplung besitzt eins deten Ringkammern stehen über den Lagerspalt zwi-Hülsel, die mit einer Welle drehfest, beispielsweise i° sehen den Ringkolben 1! und 12 und der Hülse 1 über Paßfedern od. dgl., verbindbar ist. Die Hülse I mit dem Ringspalt 14 zwischen den Rinekolben 11 dient gleichzeitig als Träger der Innenlamer.en2, die und 12 in Verbindung. Um als hydrostatische Lagesich ge»«n ein an die Hülse 1 mit mehreren Schrau- rungen wirksame Flüssigkeitsdruckkissen in den ben3 angeflanschte Abstützplatte 4 abstützen. Die Ringkanälen zu schaffen, ist der Lagerspalt so be-Außenlamellen 5 werden von einem im Querschnitt 15 messen, daß er als Drossel wirkt. Außerdem erhalten winkelförmigen Trägerring6 gehalten, an dem die die Ausnehmungen 18 und 19 eine Querschnittsmit der Weife zu kuppelnden Teile befestigbar sind. fläche, die um 1 bis 8 ° 0 größer ist als die in axialer Die Lamellen 2 und 5 können zum Schließen der Richtung wirksame Druckfläche der Ringkolben 11 Kupplung durch eine auf der Hülse 1 axial verschieb- und 12. Die genaue Größe dieser Flächen wird durch bar gelagerte Anpreßscheibe 7 zusammengedrückt *° das Drucköl und die Drehzahl zwischen den Anpreßwerden. Zwischen der Anpreßscheibe 7 und der scheiben 7 und 16 und den Ringkolben 11 und 12 Hülse 1 sind ein oder mehrere axiale Stifte 8 vorgese- bestimmt.

hen. die derart in Bohrungen angeordnet sind, daß Wird nun zum Betätigen der hydraulisch betätigsie ein Verschieben der Anpreßscheibe 7 in axialer ten Lamellenkupplung Drucköl zugeführt, so stützt Richtung gestatten, jedoch ein Verdrehen gegenüber 55 sich der Ringkolben 12 über ein Flüssigkeitsdruckder Hülse 1 ausschließen. Das Lüften der Kupplung kissen an der Anpreßscheibe 16 ab, während der erfolgt mit Hilfe mehrerer Federn 9, die sich an der Ringkolben 11 gegen die Anpreßscheibe 7 und mit Abstützscheibe 4 abstützen und die Anpreßscheibe 7 dieser axial verschoben wird. Durch das durch die axial von den Lamellen 2 und 5 wegschieben. Die Ausnehmung 19 geschaffene Flüssigkeitspolster wird axiale Bewegung der Anpreßscheibe 7 ist in dieser 30 verhindert, daß eine Berührung zwischen dem Ring-Richtung durch einen in die Hülse 1 eingesetzten An- kolben 11 und der Anpreßscheibe 7 stattfindet. Es schlagring 10 begrenzt. können somit bei geringer Reibung sehr große Dreh-

Die Anpreßscheibe 7 kann zu den Lamellen 2 zahlen zugelassen werden, ohne daß die Gefahr von

und 5 hin über einen als Arbeitskolben dienenden. Verschleiß gegeben ist. Beim Lüften der Kupplung

Ringkolben 11 verschoben werden, der in einem 35 drücken die Federn 9 die Anpreßscheibe 7 axial zu-

zweiten, ihn ummantelnden Ringkolben 12 geführt rück und damit auch den Ringkolben 11. Um unnö-

ist. Der äußere Ringkolbe« 12 ist mit einem An- tige Druckverluste zu vermeiden, sind zwischen den

schluß 13 für die Druckflüssigkeit, insbesondere Ringkolben 11 und 12 und zwischen der Anpreß-

Drucköl, versehen, das zwischen den beiden Ring- scheibe 7 und der Hülse 1 Radialringe 20 und 21

kolben 11 and 12 über einen Spalt 14 zugeführt wer- 40 vorgesehen.

den kann. Der äußere Ringkolben 12 stützt sich in Die hydraulisch geschaltete Kupplung ist außeraxialer Richtung gegen eine an die Hülse 1 mit meh- dem mit einem Anschluß 22 versehen, der zur Zureren Schrauben 15 angeflanschte Anpreßscheibe 16 führung von Kühlflüssigkeit dient, die zur Unterstütab, so daß bei einer Zuführung von Druckflüssigkeit, zung der hydrostatischen Lagerung ausgenutzt wird, durch die die beiden Ringkolben 11 und 12 ausein- 45 Hierzu ist von dem Anschluß 22 in dem Ringkolben anderbewegt werden, sich nur der Ringkolben 11 12 eine Verbindung zu der Anpreßscheibe 16 geaxial verschieben kann. Dabei nimmt er dann die führt, in der eine Ausnehmung 23 vorgesehen ist, die Anpreßscheibe 7 mit, so daß die Lamellen 2 und 5 ebenfalls eine Ringkammer bildet. Um die erforderaneinander gedrückt werden. Die beiden Ringkolben liehe Drosselwirkung zu erzielen, ist in der Verbin-11 und 12 sind durch einen oder mehrere axiale 5° dungsbohrung zwischen dem Anschluß 22 und der Stifte in nicht näher dargestellter Weise derart ver- Ausnehmung 23 eine Drosselschraube 24 vorgesebunden, daß eine axiale Bewegung des Ringkolbens hen. Die Kühlflüssigkeit muß von dem Anschluß 22 11 möglich ist, ein gegenseitiges Verdrehen jedoch des Ringkolbens 12 den Lamellen 2 und 5 durch die verhindert wird. verschiebbare Anpreßscheibe 7 hindurch zugeführt

Um für die radiale Druckmittelzuiührung an den 55 werden. Es muß deshalb sichergestellt werden, daß

Anschluß 13 eine Druckleitung anschließen zu kön- kein größerer Spalt entsteht, auch wenn die Anpreß-

nen, wird durch nicht näher dargestellte Mittel scheibe 7 von dem Arbeitskolben 11 von dem festste-

sichergestellt, daß der Ringkolben 12 sich nicht mit henden als Zylinder dienenden Ringkolben 12 hin-

den übrigen Teilen der Lamellenkupplung dreht, weg bewegt wird. Hierzu ist in den Ringkolben 12

sondern stillsteht. Zwischen den sich drehenden Tei- 60 ein ebenfalls als Ringkolben ausgebildeter Hilfskol-

len ist eine hydrostatische Lagerung vorgesehen, de- ben 25 eingesetzt, der den als Arbeitskolben dienen-

ren Flüssigkeitsdruckkissen von der Druckflüssigkeit den Ringkolben 11 konzentrisch umgibt und der an

beaufschlagt werden. In den der Hülse 1 gegenüber- der Anpreßscheibe 7 anliegt. Der Hilfskolben 25

liegenden Laufflächen der Ringkolben 11 und 12 steht über eine Bohrung 26 mit dem Anschluß 22 in

sind Ausnehmungen 17 in Form von Ringnuten an- 65 Verbindung und besitzt selbst ebenfalls vorzugsweise

gebracht, die als Flüssigkeitsdruckkissen dienende mehrere axiale Bohrungen 27. Die Anpreßscheibe 7

Ringkammem bilden Außerdem ist in der der An- ist vorzugsweise ebenfalls mit mehreren koaxial zu

preßscheibe 16 zugewandten Seitenfläche des Ring- den Bohrungen 27 liegenden Bohrungen 28 versehen.

zuoi ο

die die Bohrungen 27 und damit den Anschluß 22 mit einem auf der Rückseite der Anpreßscheibe 7 befindlichen Ringraum 29 verbindet, der über Bohrungen 30 mit den Lamellen 2 und 5 in Verbindung steht. Die Anpreßscheibe 7 und der Hilfskolben 25 sind an ihren gegenüberliegenden Flächen mit Ausnehmungen 31 und 32 versehen, die Ringkammern für Kühlflüssigkeitskissen bilden. Der Hilfskolben 25 besitzt einen Radialdichtungsring 33, der an dem Ringkolben 12 anliegt. Durch diese Ausbildung wird sichergestellt, daß die Kühlflüssigkeit ohne Spalt zu den Lamellen 2 und 5 gefördert werden kann, während andererseits der als Arbeitskolben dienende Ringkolben 11 nicht mit dem Druck der Kühlflüssigkeit belastet wird. Der Reibungsradius des von dem hohen Schaltdruck beaufschlagten Ringkolbens 11 bezüglich der Anpreßscheibe 7, der in etwa dem auf die Mitte der vom Ringkolben 11 gebildeten Kreisringfläche gerichteten Radius entspricht, ist bei dieser Ausführungsform relativ gering, während der Hilfskolben 25 mit dem relativ großen Reibungsradius nur mit dem wesentlich geringeren Druck des Kühlmittels belastet ist. Die Reibungskräfte können daher insgesamt sehr gering gehalten werden. Da außerdem zwischen dem Ringkolben 11 und dem Hilfskolben 12 ein Spalt belassen ist, werden beide nicht durch gegenseitige Reibungskräfte in axialer Richtung belastet.

Die Anpreßscheibe 7 besitzt auf ihrer der Ringkammer 29 zugewandten Seite eine relativ große Fläche, so daß der Druck der Kühlflüssigkeit beim Lüften der Kupplung die Wirkung der Federn 9 unterstützt, so daß dadurch ein Schnellschalteffekt erhalten wird.

Der Hilfskolben 25 wird zweckmäßigerweise aus einer verschleißfesten Bronze (Panbronze) hergestellt, oder auf seiner der Anpreßscheibe 7 zugewandten Seite beschichtet, was den Vorteil einer hohen zulässigen Flächenpressung bei besten Laufeigenschaften ergibt. Es ist auch möglich, an Stelle eines als Ringkolben ausgebildeten Hilfskolbens 25 mehrere kleine Kolben vorzusehen, die dann zylindrisch oder als Kreissegmente od. dgl. ausgebildet werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum radialen Zuführen von Druckflüssigkeit zu hydraulisch betätigten Schaltelementen, insbesondere zu einer Lamellenkupplung oder einer Lamellenbremse od. dgl., die einen wenigstens einen Versorgungsanschluß aufweisenden Ring enthält, der in Umfangsrichtung feststehend auf sich drehenden Teilen gelagert ist, wobei sich zwischen dem Ring und dem oder den sich drehenden Teilen eine hydrostatische Lagerung vorgesehen ist, deren als Ringkammern od. dgl. gestaltete Flüssigkeitsdruckkissen an die zugeführte Flüssigkeit angeschlossen sind und wobei der Ring als Zylinder für einen Arbeitskolben dient, der auf einer umlaufenden Hülse gelagert und gegen eine mit der Hülse umlaufende Anpreßscheibe von der Druckflüssigkeit andrückbar ist, insbesondere nach Zusatzpatent 2U24639 zu Patent 2024638, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinder (12) und dem von dem Arbeitskolben (11) bewegbaren Teil (7) wenigstens ein Hilfskolben (25) angeordnet ist, der an den Versorgungsanschluß (22) für die Kühlflüssigkeit und die Bohrungen (28) des verschiebbaren Teils angeschlossen ist und der vorzugsweise mehrere Durchgangsbohrungen (27) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zylinder und Arbeitskolben zwei ineinander geführte Ringkolben (11, 12) dienen, die durch die Druckflüssigkeit axial auseinander bewegbar sind und die zwischen sich den ebenfalls als Ringkolbcn ausgebildeten Hilfskolben (25) aufnehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (25) den Arbeitskolben (11) konzentrisch umgibt.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (25) aus einer verschleißfesten Bronze (Panbronze) hergestellt ist.