DE2540191A1 - Druckbetaetigte lamellenkupplung mit stehendem ringzylinder - Google Patents

Description

• Druckbetätigte Lamellenkupplung mit stehendem Ring zylinder Die Erfindung betrifft eine Einflächen- oder Lamellenkupplung mit stehendem Zylinder und mit hydraulischer Druckbetätigung, vorzugsweise für Werkzeugmaschinen-Getriebe.
• Es sind hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen mit stehendem Ringzylinder, wie sie das ZF-Prospekt über "Hydraulische Kupplungen .., F 42297/R 2976-867 zeigt, bekannt, welche mit konstant anstehendem Druck geschlossen und durch Wegnahme des Druckes wieder geöffnet werden. Durch die konstant anstehenden, relativ hohen Axialkräfte bei Betätigung der Kupplung, sind zur Lagerung des stehenden Ringzylinders Schrägkugellager und zur Übertragung der Kolbenbewegung und der konstant anstehenden Axialkraft auf die Druckscheibe Axialkugellager notwendig. Diese Lagerart benötigt eine in der Regel durch Federn erzeugte Mindestaxialkraft in drucklosem Zustand. Die Lagerbauform ergibt relativ niedere Höchstdrehzahlen und eine relativ geringe Lebensdauer.
• Bei einer weiteren Ausführung, wie aus dem Sonderdruckaus dem "Industrie-Anzeiger" Nr. 26 vom 27.3.1973 und Nr. 36 vom 27.4.1973 des Verlages Girardet, Essen, über "Eine neue, hydraulisch geschaltete Lamellenkupplung hervorgeht, erfolgt die Lagerung über Gleitlager mit Druckölschmierung.
• Die Gleitlager haben relativ hohe Lagerdrehmomente und weisen somit relativ hohe Verlustleistungen auf.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckimpulsbetätigte Lamellenkupplung mit stehendem Ringzylinder zu schaffen welche durch ihren besonderen Aufbau ermöglicht, eine Lagerbauform zu verwenden, die relativ hohe Drehzahlen bei relativ hoher Lebensdauer zuläßt.
• Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen gekennzeichnete Erfindung gelöst.
• Durch die Erfindung wird eine Lamellenkupplung geschaffen, welche durch eine Selbsthalteeinrichtung direkt an der Druckscheibe die Betätigung nur durch Druckimpulse über 2 getrennte Leitungen ermöglicht. Dadurch wird die mittlere Lagerbelastung relativ stark reduziert und es können einfache Rillenkugellager mit höheren Grenzdrehzahlen und größerer Lebensdauer eingesetzt werden.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung zeigen die folgende Beschreibung und die Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bringen: Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lamellenkupplung in geöffnetem Zustand.
• Fig. 2 eine erfindungsgemäße Lamellenkupplung in geschlossenem Zustand.
• Auf der Nabe 1 einer Lamellenkupplung sind angeordnet: Eine Stützscheibe 4 drehfest mit der Nabe verbunden und axial, beispielsweise durch einen Sicherungsring 3 gestützt, ein Lamellenpaket 5, das mit dem Abtriebselement 6 in Verbindung ist, eine auf der Nabe 1 drehfeste, jedoch axial verschiebbare Druckplatte 7, eine Tellerfeder 8, eine auf der Nabe drehfeste, jedoch axial verschiebbare Kulissenscheibe 10 und ein Hauptlager 17, welches ein einfaches Rillenkugellager ist. Die Tellerfeder 8 wird durch eine Begrenzungsschraube 9, die die Druckplatte 7 mit der Kulissenscheibe 10 verbindet, vorgespannt. Auf dem Umfang der Nabe 1 sind mehrere, axial verschiebbare Riegel 18, die auf ihrer Unterseite eine Ausnehmung 19 aufweisen, gleichmäßig angeordnet. Über den Riegeln 18 liegt ein Druckring 16, der über ein Drucklager 12 mit einem Ringkolben 13 eines stehenden Ringzylinders 14, der auf dem Hauptlager 17 abgestützt ist. 11 und 15 sind die Druckmittelzuführungen des Ringzylinders 14. In der Nabe 1 befindet sich unter jedem Riegel 18 je eine Bohrung 20, in welcher je eine Kugel 22 von einer Feder 23 an den Riegel gedrückt wird. Die Riegel 18 mit ihren Ausnehmungen 19 und die in den Bohrungen 20 angeordneten Federn 23 und Kugeln 22 bilden die Selbsthalteeinrichtung 21. Zwischen der Stützscheibe 4 und der Druckscheibe 7 sind Druckfedern 2 angeordnet.
• Die druckimpulsbetätigte Lamellenkupplung mit stehendem Ringzylinder nach der Erfindung funktioniert folgendermaßen: Im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung, wie in Fig. 1 zu sehen, befindet sich der Ringkolben 13 des Ringzylinders 14 in seiner äußersten rechten Position und zusammen mit ihm auch das Drucklager 12, der Druckring 16 und die Riegel 18, also die Selbsthalteeinrichtung 21 ist geöffnet.
• Unter der Wirkung der Druckfedern 2 sind die Druckplatte 7, die Kulissenscheibe 10 und mit ihnen die Tellerfeder 8 ebenfalls bis auf Anschlag nach rechts geschoben, dabei das Lamellenpaket 5 offenlassend. Die Riegel 18 ihrerseits drücken in ihrer rechten Endstellung die Kugeln 22 entgegen der Kraft der Federn 23 gänzlich in die Bohrungen 20 hinein.
• Wird die erfindungsgemäße Lamellenkupplung geschlossen, so tritt durch die Druckmittelzuführung 15 das Druckmittel in den Ringzylinder 14 ein, den Ringkolben 13 nach links bis zum Anschlag schiebend. Dabei nimmt der Ringkolben 13 über das Drucklager 12 den Druckring 16 mit, der seinerseits die Kulissenscheibe 10, die Tellerfeder 8 und die Druckplatte 7 vor sich hinschiebt und dabei das Lamellenpaket 5 entgegen der Kraft der Druckfedern gegen die Stützscheibe 4 zusammendrückt. Zugleich zieht der Druckring 16 auch die Riegel 18 nach links mit, bis die Ausnehmungen 19 über den Bohrungen 20 zu liegen kommen und die Kugeln 22 unter der Kraft der Federn 23 in diese Ausnehmungen 19 einrasten. Die Selbsthalteeinrichtung 21 ist geschlossen, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Hiermit ist die Kupplung eingeschaltet und überträgt das volle Drehmoment. Der hydraulische Schaltdruck fällt nach Einrasten der Kugeln 22 in die Riegel 18 wieder ab, so daß als axiale Kupplungskraft nur noch die elastische, entsprechend ausgelegte Verspannungskraft der Tellerfeder 9, zu wirken kommt.
• Zur Entsperrung der Selbsthalteeinrichtung 21 zwecks öffnen der Kupplung wird über die Zuführung 11 ein bestimmtes Volumen des Druckmittels dem Ringzylinder 14 zugeführt. Der Ringkolben 13 wird dadurch nach rechts verschoben und zieht dabei über das Drucklager 12 und den Druckring 16 die Riegel 18 zurück. Die Kugeln 22 werden gegen die Kraft der Feder 23 in die Bohrungen 20 zurückgeschoben, wodurch die Sperrwirkung der Kugeln 22 aufgehoben wird und der Ringkolben 13 bis zum Anschlag nach rechts verschoben wird. Die Druckfedern 2 schieben die Druckplatte 7 und damit auch die Teller feder 8 und die Kulissenscheibe 10 in Richtung Zylinder und entlasten das Lamellenpaket 5. Die Kupplung ist geöffnet. Nach Abfall des öffnungsdruckimpulses bleibt die Kupplung unter Wirkung der Druckfedern 2 geöffnet.
• Durch entsprechende Einwegdrosseln in den Zuführungen 11 und 15 und über die Vorspannung der Tellerfeder 8 können die Ein- und Ausschaltvorgänge beeinflußt werden.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen druckimpulsbetätigten Lamellenkupplung mit stehendem Ringzylinder besteht darin, daß nur relativ kurze Druckimpulse ausreichen, um die Xupplung ein- oder auszuschalten, da das Ein- oder Ausschalten der Kupplung sich auf das Zu- oder Entsperren der Selbsthalteeinrichtung beschränkt. Dies bringt den Vorteil einer Unabhängigkeit von der Gleichmäßigkeit des Druckes des Arbeitsmittels. Die Kupplung kann sich durch unvorgesehenen Druckabfall des Arbeitsmittels nicht ungewünscht öffnen.
• Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit der Verwendung von einfachen Rillenkugellagern im Aufbau der Kupplung, da durch nur kurze Dauer des Druckimpulses die axiale Belastung der Lager nur kurzfristig hoch ist, während sie bei ein- oder ausgeschalteter Kupplung vernachlässigbar ist.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   b Druckbetätigte Lamellenkupplung mit stehendem Ringzylinder, mit einer Tellerfeder zwischen den axialen Kraftübertragungselementen, mit Druckfedern an dem stehenden Ringzylinder, wobei das eine Lager als Abstützung gegenüber der sich rotierenden Nabe dient, während das andere Lager ein Drucklager ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Betätigung der Kupplung über Druckimpulse erfolgt und daß eine Selbsthalteeinrichtung (21), die zwischen einer Druckplatte (7) und den axialen Kraftübertragungselementen (8, 10, 16, 12, 13) vorgesehen ist, über Druckimpulse ein- bzw. ausgeschaltet wird.
2. 2. Druckbetätigte Lamellenkupplung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Selbsthaltevorrichtung aus vorzugsweise mehreren Riegeln (18) mit Ausnehmungen (19) und mit gleich vielen, in einer Bohrung (20) angeordneten Federn (23) und Kugeln (22), besteht.