DE2540191B2 - Druckmittelbetätigte Lamellenkupplung mit stehendem Ringzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches, vorzugsweise für Werkzeugmr.schinen-Getriebe.

Es sind hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen mit stehendem Ringzylinder, wk sie der ZF-Prospekt Qber hydraulische Kupplungen F 42 297/5 2966-867 zeigt, bekannt, welche mit konstant anstehendem Druck geschlossen und durch Wegnahme des Druckes wieder geöffnet werden: Infolge der konstant anstehenden, relativ hohen Axialkräfte 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 durch Federn erzeugte Mindestaxialkraft in druckloser·! Zustand. Die Lagerbauform ergibt relativ niedrige Höchstdrehzahlen und eine geringe Lebensdauer. Bei einer weiteren Ausführung, Sonderdruck aus dem Industrieanzeiger Nr. 26 vom 27.03.1973 und der Nr. 36 vom 27.04.1973 des Verlages Girardef Essen, über »eine neue, hydraulisch geschaltäte Lamellenkupplung« erfolgt die Lagerung Über Gleitlager mit Druckölschmierung. Die Gleitlager haben hohe Lagerdrehmomente und somit hohe Verlustleistungen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lamellenkupplung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen, welche durch ihren besonderen Aufbau eine Lagerbauform zuläßt, die hohe Drehzahlen bei einer hohen Lebensdauer ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen vom Patentanspruch enthaltenen Merkmale gelöst

Aus der DEOS 22 22184 ist zwar eine Kupplung bekannt, bei der über zwei verschiedene Anschlüsse nur beim Umstellen — Öffnen oder Schließen — Druck zum Entriegeln einer Klemmung — ähnlich einer Spannzange — aufgebaut wird. Dieser Druck wird aber nur zum Schließen der Kupplung mitverwendet während das Öffnen der Kupplung über Federn erfolgt, nachdem die Klemmung mit Hilfe eines druckmittelbeaufschlagten Kolbens gelöst wurde. In dieser Druckschrift handelt es sich um keine Lamellenkupplung und infolge des völlig anderen Aufbaus und auch einer anderen Lösung kann sie auch die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung nicht nahelegen. Darüber hinaus ist der Aufbau dieser Kupplungsbetätigung sehr kompliziert, hat einen sehr hohen Bauaufwand und erfordert große Kolbendurchmessar. Demgegenüber hat die Kupplung nach der Erfindung den Vorteil, daß sie unter Verwendung einfacher, verschleißfester, raum- und krafts^arender

ίο Mittel, wie doppelt wirkender Zylinder, Rillenkugellager als Drucklager, Druckring, Schieber und an sich bekannte federbelastete Kugeln, zu einer im Aufbau sehr einfachen druckimpulsbetätigten Kupplung führt, die relativ hohe Drehzahlen zuläßt und dabei noch zu

is ^iner hohen Lebensdauer führt

Durch eine Selbsthalteeinrichtung, direkt an der Druckscheibe, wird die Betätigung nur durch Druckimpulse über zwei getrennte Leitungen möglich. Für das Schließen und öffnen der Kupplung ist auch nur ein einziger, doppelt wirkender Zylinder mit einem bedeutend einfacheren Aufbau nötig. Auch werden, im Gegensatz zu der vorgenannten Druckschrift, bei der Lamellenkupplung nach der Erfindung nur Kräfte für deren Verstellung benötigt, die in der Größenordnung der herkömmlichen Druckkräfte bei Lamellenkupplungen sind. Darüber hinaus ist auch fertigungstechnisch eine Kugelraste als Selbsthalteeinrichtung sehr einfach und billig zu fertigen.
Weiter ist aus der US-PS 2432591 eine Fliehkraftkupplung bekannt Kugeln als Fliehgewichte bewirken, abhängig von der Drehzahl, das Aus- und Einrücken der Kupplung und eine weitere Kugel, bei der eine Feder der Fliehkraft entgegenwirkt, unterstützt die axiale Fixierung, besonders im eingerückten Zustand. Eine Rastung im Sinne der Erfindung zeigt diese Druckschrift nicht und kann sie auch nicht nahelegen.

Auch aus der US-PS 30 71 224 sind lediglich gefederte Kugeln bekannt, die, wie allgemein üblich, Stellungen von Bauteilen zueinander positiopieren. Axiale Kupplungskräfte werden durch die gefederten Kugeln nicht aufgenommen.

Aus dem DE-Gbm 74 20 567 ist eine schaltbare, formschlüssige Wellenkupplung bekannt bei welcher die Kuppelelemente Kugeln sind, also nicht zum Festhalten einer eingerückten Reibungskupplung benützt werden. Darüber hinaus werden diese Kugeln nicht durch Federn, sondern durch Fliehkräfte radial bewegt, in diesem Fall beim Entkuppeln.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Lamellenkupplung im geöffneten Zustand.

F i g. 2 eine erfindungsgemäße Lamellenkupplung im geschlossenen 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 durch die Außenlamellen und

μ mit der Nabe durch die Innenlamellen drehfest verbunden ist, eine auf der Nabe ί 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 Ober den Riegeln 18 liegt ein Druckring 16, der Ober ein Drucklager 12 mit einem Ringkolben 13 eines stehenden Ringzylinders 14 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 in bekannter Weise je eine Kugel 22 von einer Feder 23 an den Riegel gedruckt wird. Die Riegel 18 mit ihren Ausnehmungen 19 und die in den Bohrungen 20 angeordneten Federn 23 und Kugeln 22 bilden die Selbsthaiteeinrichtung 21 in Form einer Kugelraste. Zwischen der Stützscheibe 4 und der Druckscheibe 7 befinden sich Druckfedern 2.

Die Funktion der druckimpulsbetätigten Lamellenkupplung wird nachfolgend beschrieben:

Im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung — F i g. 1 — 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 Riege! 18, also die Selbcthaltefcinrichtung 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, wobei das Lamellenpaket 5 geöffnet ist Die Riegel 18 ihrerseits drücken in ihrer rechten Endstellung die Kugeln 22, entgegen der Kraft der Feder 23, gänzlich in die Bohrungen 20 hinein.

Wird die Lamellenkupplung geschlossen, so tritt durch die Druckmittelzuführung 15 das Druckmittel in den Ringraum vor dem Kolben 13 ein und schiebt diesen bis zum Anschlag nach links. Dabei nimmt der Kolben 13 über das Drucklager 12 den Druckring 16 mit, der seinerseits die Kulissenscheibe 10, die Tellerfeder 8 und die Druckplatte 7 vor sich herschiebt und dabei das Lamellenpaket entgegen der Kraft der Druckfedern gegen die Stützscheibe 4 zusammendrückt Zugleich zieht der Druckring 16 auch die Riegel 18 nach links mit, bis die Ausrehmungen 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 F i g. 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 Vorspannkraft der Tellerfedern 8 zur Wirkung kommt

Zur Entsperrung der Selbsthalteewichtung 21 zwecks öffnen der Kupplung wird über die Zuführung 11 ein bestimmtes Volumen des Druckmittels dem

ίο Druckraum vor dem Kolben 13 zugeführt Der Kolben wird dadurch nach rechts verschoben und zieht dabei über das Drucklager 12 und den Druckring 16 die Riegel 18 zurück. Die Kugeln 22 werden durch die Kraft der Feder 34 in die Bohrungen 20 zurückgeschoben, wodurch die Sperrwirkung der Kugeln 22 aufgehoben wird und der Kolben 13 bis zum Anschlag nach rechts verschoben wird. Die Druckfedern 2 schieben die Druckplatte 7 und damit auch die Tellerfeder 8 und die Kulissenscheibe 10 in Richtung Zylinder und entlasten

μ das Lameilenpaket 5. Die Kupplung ist geöffnet Nach Abfall des Öffnungsdruckimpulses Udibt 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 Ringzylinde.r besteht darin, daß nur relativ kurze Druckimpulse ausreichen, um die Kupplung ein- oder auszuschalten, da das Ein- oder Ausschalten der Kupplung sich auf das Zu- oder Entsperren der Selbsthalteeinrichtung beschränkt Damit ist die Verstellung unabhängig von evtl. Druckschwankungen im Arbeitsmittel. Die Kupplung kann sich durch unvorhergesehenen Druckabfall des Arbeitsmittels nicht in ungewünschter Weise öffnen.

Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit der Verwendung von einfachen Rillenkugellagern im Aufbau der Kupplung, da durch die kurze Dauer der Druckimpulse die axiale Belastung der Lager nu·- kurzzeitig hoch ist, während sie bei ein- oder ausgeschalteter Kupplung vernachlässigt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckmittelbetätigte Lamellenkupplung mit stehendem Ringzylinder, dessen Kolben Ober eine Tellerfeder gegen die Kraft einer Ausrückfeder auf eine Druckplatte wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) der Ringzylinder (14) als doppeltwirkender Zylinder (11,15) ausgebildet ist

   b) im Bereich zwischen Kolben (13) und Druckplatte (7) auf einer mit einer Kupplungshälfte verbundenen Nabe (1) eine in Form einer Kugelraste (21) ausgebildete Selbsthalteeinrichtung zur nur durch einen Druckimpuls lösbaren Arretierung der Kupplung im eingerückten Zustand vorgesehen ist,

   c) die Selbsthalteeinrichtung aus vorzugsweise mehreren, an einem mit dem Kolben (13) drehbar verbundenen Druckring (16) angeordneten "jegeln (18) besteht, die jeweils mit einer Ausnehmung (19) versehen sind, in die eine in einer Bohrung (20) der Nabe (1) angeordnete, mit der Kraft einer Feder (33) beaufschlagte Kugel (22) eingreift