DE2252131C2

DE2252131C2 - Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplungs- und Bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE2252131C2
Application number: DE2252131A
Authority: DE
Inventors: Wayne Robert Howard; Richard Leon Jackson Mich. Ratliff
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1972-10-24
Publication date: 1982-01-14
Also published as: AU4759072A; FR2164366A5; BR7208177D0; CA969881A; JPS5432084B2; IL40880A0; ZA727223B; US3743070A; AU459545B2; GB1362500A; IL40880A; DE2252131A1; BE792537A; AR195510A1; JPS4865340A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplungs- und Bremsvorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden Art.

Eine derartige Reibscheibenkupplungs- und Bremsvorrichtung ist aus der US-PS 36 67 583 bekannt. Die Bremsvorrichtung hat hierbei den Zweck, die z. B. durch den Kupplungsscheiben anhaftendes öl bewirkte Weiterdrehung der Welle bei gelöster Kupplung zu unterbinden, weil sich sonst Probleme mit dem Ineingriffbringen von zu schaltenden Zahnrädern ergeben können. Die bekannten Ausführungsformen mit Bremsvorrichtung bringen nun aber neue Probleme mit sich, weil sich die Welle mit einer solchen Bremsvorrichtung überhaupt nicht mehr drehen kann, wenn die Kupplung ausgerückt wird. Auch dadurch können die Zahnenden der Getrieberäder gegeneinanderstoßen und die gewünschte Verschiebung der Zahnräder behindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reibscheibenkupplungs- und Bremsvorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrunde liegenden Art so auszugestalten, daß das Ineingriffbringen von Getriebeverzahnungen ohne Rücksicht auf die Winkelstellung, in welcher die Welle durch die Bremsvorrichtung angehalten worden ist, nicht behindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst

Das nachgiebige Zwischenglied erlaubt eine gewisse Verdrehung zwischen der Welle und dem Gehäuse, die ausreicht, um ein mit der Welle verbundenes Getrieberad beispielsweise unter der Wirkung einer Abschrägung an seiner Eingriffsseite soweit verdrehen zu können, daß es mit der Eingriffsseite in die Lücken des

ίο Gegenzahnrades eintreten kann.

Gegenstand des Anspruchs 2 ist die bevorzugte Ausführungsform des elastischen Zwischengliedes als Schraubenfeder.

Die Ansprüche 3 und 4 beziehen sich auf die Ausbildung der Verdrehungsbegrenzung.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Getriebeanordnung nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. ) ; F i g. 3 gibt einen Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 1 wieder.

Gemäß F i g. 1 befinden sich die Teile eines Getriebes 10 in einem ortfesten Gehäuse 12 und umfassen ein

« Schwungrad 14, welches mit einer nicht gezeigten geeigneten Kraftquelle verbunden sein kann, um als Antriebsglied zu dienen, eine drehbare angetriebene Welle 16, und eine mit 18 bezeichnete Kupplung, welche wahlweise das Schwungrad 14 und die Welle 16

JO miteinander zur gemeinsamen Drehung verbinden kann. Das Drehmoment kann von der Welle 16 über ein Zahnrad 20 abgegeben werden, welches drehbar auf der Welle angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist ein Ring 22 auf Drehung mit der Welle verbunden und in

J5 Achsrichtung gegen das Zahnrad 20 beweglich. Der Ring 22 weist eine Keilverzahnung 24 auf, welche in die Keilverzahnung 26, die in einem von dem Zahnrad 20 ausgehenden Bund vorgesehen ist, greifen kann, so daß bei der Bewegung des Ringes 22 gegen das Zahnrad 20 die Keilverzahnungen 24 und 26 ineinander greifen, um das Zahnrad 20 auf Drehung mit der Welle 16 zu verbinden.

Die Kupplung 18 umfaßt im wesentlichen eine rückseitige Oberfläche 28 an dem Schwungrad 14, einen

■»5 axial beweglichen Druckring 30, welcher auf Drehung mit dem Schwungrad 14 über eine Kupplungsdeckelplatte 32 verbunden ist, und eine Kupplungsscheibe 34, welche bei 36 auf Drehung mit der Welle 16 verkeilt ist und sich zwischen dem Druckring und der rückseitigen

">n Fläche befindet. Der Druckring 30 ist gegen die rückseitige Fläche 28 über mehrere über den Umfang verteilte nicht wiedergegebene Druckfedern gespannt. Wenn die Kupplung 18 eingerückt ist, sind die Kräfte dieser Federn unbehindert, so daß die Kupplungsschei-

¹J¹S be 34 reibend zwischen dem Druckring 30 und der rückseitigen Fläche 28 gekuppelt ist, um hierbei die Hauptwelle 16 mit dem Schwungrad 14 auf Drehung zu verbinden. Mehrere Betätigungshebel 38 sind mit der Druckplatte 30 verbunden, wie es bei 40 angedeutet ist.

t>o Diese Hebel sind schwenkbar mit der Deckplatte 32 an dem Gelenkpunkt 43 angebracht, um die Druckplatte 30 zu lösen.

Mit dem Gehäuse 12 ist eine Hohlwelle 44 mittels des Flansches 46 verbunden. Die Hohlwelle 44 weist einen • ersten Teil 48, einen im Durchmesser verringerten Teil 50 und eine Schulter 52 auf. Auf dem Teil 50 verringerten Durchmessers ist eine Lageranordnung 54 verschiebbar vorgesehen, die eine Hülse 56 umfaßt, an

der ein Ausrücklager 58 angebracht ist Das Ausrücklager 58 umfaßt einen Ring 60, welcher zum Angriff an den radialen inneren Enden der Betätigungshebel 38 gebracht werden kann. Eine Hülse 62 ist auf dem Teil 48 der ortsfesten Hohlwelle 44 verschiebbar angeordnet Ein flanschartiger Teil 64 der Hülse 62 ist dicht über die Hülse 56 geschoben. Die Hülse 62 weist eine innere Umfangsnut 66 auf, deren Flanke 68 am Nachbarende 70 der Hülse 56 zur Anlage gebracht werden kann. Die Hohlwelle 44, die Hülse 56 und die Hülse 62 bilden eine Flüssigkeitskammer 72, welche die Nut 66 umfaßt Die Hülse 62 kann in Längsrichtung auf der Hohlwelle 44 mittels eines Steuerhebels 74 bewegt werden, welcher zwischen Ansätze 76 eingreift die auf beiden Seiten der Hülse 62 vorstehen. Der Steuerhebel 74 ist mit Hilfe eines geeigneten Gestänges um die Welle 78 schwenkbar. Das Gestänge verbindet den Steuerhebel 74 mit einem nicht wiedergegebenen Fußpedal für das Einrücken und Ausrücken der Kupplung 18.

Das Gehäuse 12 weist einen ortsfesten ringförmigen Teil 80 auf, der konzentrisch zu der Welle 16 ist und mehrere über den Umfang verteilte Zylinder 82 enthält. In jedem Zylinder 82 ist ein Kolben 84 verschiebbar angeordnet. Ein Paar von Bremsringen 86 und 88 ist in der im Durchmesser vergrößerten Bohrung 90 im ringförmigen Teil 80 angeordnet. Wie am besten aus F i g. 2 der Zeichnung zu ersehen ist, sind die Bremsringe 86 und 88 lose in Nuten des Teils 80 gehalten. Dies geschieht mit Hilfe von Lappen 92, deren Querschnitt etwas geringer als der Querschnitt eines sich in Achsrichtung erstreckenden Schlitzes 94 in dem ringförmigen Teil 80 ist, in welchen die Lappen 92 eingreifen.

Gemäß F i g. 1 ist der ortsfeste Bremsring 86 auf der Seite der Enden der Kolben 84 angeordnet. Der ortsfeste Bremsring 88 wird an einer axialen Verschiebung nach rechts in Fi g. 1 mit Hilfe eines Sprengringes % gehindert. Eine drehbare Bremsscheibe 98 ist zwischen den Scheiben 86 und 88 angeordnet. Die Bremsscheibe 98 ist drehnachgiebig mit der Welle 16 4u über ein geeignetes nachgiebiges Mittel verbunden, welches die nachstehend noch erklärte Wirkung hat. Bei der gezeigten Ausführungsform umfaßt das nachgiebige Mittel eine Schraubenfeder 100, welche zwischen der Welle 16 und der Bremsscheibe 98 angeordnet ist.

Eine Büchse 102 mit einem abgeflachten Teil 104 ist über eine Kerbverzahnung bei 106 auf Drehung mit der Welle 16 verbunden. Das in die radiale Richtung umgelegte Ende 108 der Schraubenfeder 100 greift in eine Radialbohrung der Büchse 102 ein (Fig. 1 und 2), um das eine Ende der Schraubenfeder 100 auf Drehung mit der Welle zu verbinden. Aus Fig.3 ist in Verbindung mit F i g. 1 zu ersehen, daß das andere Ende UO der Schraubenfeder 100 in eine axiale Richtung umgelegt ist und in einen Schlitz 112 eingreift, der in der 5·; Bremsscheibe 98 vorgesehen ist. Zur Begrenzung der Verdrehung der Bremsscheibe 98 gegenüber der Hohlwelle 102 (und der Welle 16) steht eine V-förmig gestaltete Nase 114 (Fig.3) radial nach innen von der Bremsscheibe 98 in den Bereich des abgeflachten Teils bo 104 vor, so daß die Seitenfläche 116 des Ansatzes 114 gegen die Fläche 118 des abgeflachten Teils 104 anschlagen kann, um die Drehung der Scheibe 98 im Uhrzeigersinn gegenüber der Welle 16 zu begrenzen, und die Seitenfläche 120 gegen die Fläche 122 schlägt, b^r> um eine Drehbewegung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn zu begrenzen. Die Welle 10 ist durch die Schraubenfeder 100 in die in Fig. 3 gezeigte Lage gegenüber der Bremsscheibe 98 zentriert Die Größe der Drehfederkonstante der Schraubenfeder 100 ist so gewählt daß die Welle 16 gegenüber der Bremsscheibe 98 in den durch den Ansatz It4 bestimmten Grenzen verschwenkbar ist

Gewünschtenfalls kann eine nicht gezeigte Feder zwischen den Kolben 84 und dem Gehäuse 12 vorgesehen sein, um hierdurch die Kolben nach der linken Seite, wie in F i g. 1 gezeigt zu belasten und aus dem Angriff an dem Bremsring 86 zu drücken. Wenn eine solche Feder vorgesehen ist dann muß ihre Spannkraft nur ausreichend sein, um die auf Verschiebung der Kolben 84 nach rechts wirkende Kraft des Flüssigkeitsdrucks nur dann zu überwinden, wenn die Kupplung 18 eingerückt wird.

Eine Pumpe 124 saugt Flüssigkeit aus dem Behälter 126 und speist die Flüssigkeit der Kammer 72 über einen Flüssigkeitsdurchgang 128 in der Hohlwelle 44 zu, welcher seinerseits über eine Ringkammer 130 mit dem Flüssigkeitsdurchlaß 132 im Gehäuse 12 verbunden ist. Jeder Zylinder 82 ist mit der Ringkammer 130 verbunden, und steht unter der Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes in dieser. Der Flanschteil 64 der Hülse 62 weist eine öffnung 134 auf und ist hierdurch mit dem Innern des Gehäuses 12 verbunden, so daß durch die Pumpe 124 zugespeiste Flüssigkeit durch die Kammer 72 strömt und durch die öffnung 134 so geleitet wird, daß sie die Teile der Kupplung 18 berieselt oder besprüht.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Wenn die Kupplung 18 eingerückt ist, strömt Flüssigkeit von der Pumpe 124 ziemlich frei durch die Kammer 72 und die öffnung 134 in das Innere des Gehäuses 12, so daß der Flüssigkeitsdruck in dem ringförmigen Durchgang 130, welcher auf die Kolben 84 wirkt, ziemlich niedrig ist. Wenn die Kupplung 18 ausgerückt werden soll, betätigt die Bedienungsperson den Schalthebel 74, um die Hülse 62 nach links zu bewegen, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, so daß die Seite 68 der Nut 66 sich dem Ende 70 der Hülse 56 nähert. Hierdurch wird der Widerstand für den Flüssigkeitsstrom durch die Kammer 72 erhöht, wodurch der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 72 steigt, so daß die Bedienungsperson bei ihrem Bestreben, die Kupplung 18 auszurücken, durch den Flüssigkeitsdruck unterstützt wird, welcher auf das Ende 70 der Hülse 56 wirkt, um das Ausrücklager 58 nach links zum Angriff an den Ausrückhebel 38 zu bewegen. Wenn die Kupplung 18 ausgerückt ist, liegt in der Ringkammer 130 ein erhöhter Druck vor, so daß die Kolben 84 sich nach rechts zum Angriff an dem Bremsring 86 bewegen, so daß die Bremsscheibe 98 zwischen den Bremsringen 86 und 88 reibend eingespannt und abgebremst wird.

Solange die Kupplung 18 ausgerückt ist, wirkt der verhältnismäßig hohe Druck in der Ringkammer 130 über die Kolben 84 auf eine Hinderung des Drehens der Bremsscheibe 98 und der Welle 16. Da aber die Welle 16 über die Schraubenfeder 100 drehnachgiebig mit der Bremsscheibe 98 verbunden ist, kann die Welle 16 doch um ein verhältnismäßig kleines Maß in beiden Richtungen gegenüber der Bremsscheibe 98 bzw. dem Gehäuse 12 in den Grenzen verschwenkt werden, welche durch den Ansatz 114 gegeben sind. F.ine solche bv^renzte Drehwinkelfreiheit der Welle 16 reicht aus, um das Verschieben der Verzahnung 24 des Ringes 22 in Eingriff mit der Verzahnung 26 des Zahnrades 20 zu erlauben, auch wenn die Welle 16 in einer Winkelstellung angehalten worden ist, in welcher die Enden der

Verzahnung 24 gegen die F.nden der Verzahnung 26 stoßen. Das Ineinandergreifen wird durch die bei 13b angedeuteten Schrägkanten erleichtert, welche an den Eingriffsseiten der Verzahnungen 24 und 26 vorgesehen sein können.

Γ jrzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplungsund Bremsvorrichtung mit einer Reibscheibenkupplung, mittels deren eine treibende Kupplungshälfte mit einer getriebenen Welle verbindbar ist, mit einem auf der Welle angeordneten Zahnrad, welches mit einem weiteren Zahnrad durch axiales Verschieben in Eingriff bringbar ist und mit einer auf der Welle angeordneten Bremsscheibe, die mit im Gehäuse festen Bremsdruckscheiben in Reibeingriff kommt und die beim Lösen der Kupplung die Welle abbremst, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheibe (98) mit der Welle (16, 102) über ein elastisches Zwischenglied (100) verbunden und bei eingerückter Bremse (86, 88) in einem begrenzten Winkelbereich gegenüber der Welle (16, 102) gegen die Rückstellkraft des Zwischengliedes (!00) verdrehbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenglied (100) durch eine die Welle (16, 102) koaxial umgebende Schraubenfeder gebildet ist, die mit einem Ende (108) an der Welle (16, 102), mit dem anderen Ende (110) an der Bremsscheibe (98) angreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bremsscheibe (98) und der Welle (16, 102) eine die Begrenzung der gegenseitigen Verdrehung ergebende Anschlaganordnung (104,114) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (16, 102) in Höhe der Bremsscheibe (98) am Außenumfang eine Abflachung (104) und die Bremsscheibe (98) einen radial nach innen bis unter den dortigen Außenumfang der Welle (16, 102) vorspringenden Ansatz (114) aufweisen.