DE2559645B2 - Druckmittelbetätigte Ausrückkupplung - Google Patents
Druckmittelbetätigte AusrückkupplungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D43/00—Automatic clutches
- F16D43/28—Automatic clutches actuated by fluid pressure
- F16D43/286—Automatic clutches actuated by fluid pressure controlled by torque
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Description
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Ausrückkupplung mit koaxial ineinander angeordneten
Kupplungshälften, wobei die innere Kupplungshälfte über den Umfang gleichmäßig verteilte radiale
Zylinderbohrungen mit darin eingesetzten Druckkolbcn und die äußere Kupplungshälfte an ihrer radial
inneren Umfangsflächc den Druckkolben zugeordnete, radiale Vorsprünge aufweist, die im Überlastfall
über ein Zwischenstück auf die Druckkolbcn einwirken.
Eine derartige Ausrückkupplung ist bekannt (FR-PS 1413027). Bei der bekannten Ausführungsform
sind die Druckkolben in ihren Zylinderbohrungen an Federn abgestützt, die letztlich keine Möglichkeit bieten,
das Ansprechdrehmoment zum definierten Einrücken der Kolben genau und definiert einzustellen.
Bei einer gattungsfremden Vorrichtung, nämlich einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, ist es allerdings
bekannt, zur Einstellung mit einem hydraulischen Druckmittel zu arbeiten. Dazu wird ein metallischer
Druckball verwendet, dessen Volumen bei einem vorgegebenen Anstieg des Druckmittels bei
Eintreten des Überlastfalles entgegen der Wirkung einer stützenden Haltefeder vergrößert werden kann.
Auch hierbei ist die Einstellung schwierig.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetätigte Ausrückkupplung
der eingangs beschriebenen Gattung so weiter auszubilden, daß bei einstellbarem Druck des hydraulischen
Druckmittels sehr genau definiert das Ansprechdrehmoment einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
a) die Zylinderbohrungen in eine Druckmittclkanimcr münden, die einerseits mit einer Gasfederkammer und andererseits über ein Rückschlagventil mit einer Druckmitteleinführungsleitung verbunden ist,
a) die Zylinderbohrungen in eine Druckmittclkanimcr münden, die einerseits mit einer Gasfederkammer und andererseits über ein Rückschlagventil mit einer Druckmitteleinführungsleitung verbunden ist,
b) die Gasfederkammer einseitig durch eine Membran begrenzt ist, die an einem eine ringförmige
Durchtrittsöffnung offenlassenden Ringstück der Druckmittelkammer anliegt,
c) die Membran in Nornialbetrieb neben der Durchtrittsöffnung eine mit der Druckmitteleinführungsleitung
verbindbare Abströmkammer dichtend abdeckt.
Mit einer derartigen Anordnung gemäß den Merkmalen a) bis c) lassen sich stets sehr genau definierte
Verhältnisse, insbesondere ein genau definiertes Ansprechdrehmoment, einstellen. Da die Druckkolben
sowohl von der äußeren Kupplungshälfte als auch über ihre zugeordneten radialen Zylinderbohrungen
hydraulisch stets genau axiale Beanspruchungen in Richtung ihrer Kolbenachse erfahren, können sie
nicht verkanten. Das hat wiederum zur Folge, daß die Druckkolben sich entsprechend leicht bewegen. Deshalb
läßt sich das Drehmoment, bei dem die Ausrückkupplung anspricht, auf einen sehr genauen Wert
durch Einstellung des Gasdruckes in der Gasfederkammer einstellen. Weil die Zylinderbohrungen aller
Druckkolben funktionell an die gemeinsame Gasfederkammer angeschlossen sind, gelten für alle Druckkolben
auch gleiche Verhältnisse.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
erläutert; es zeigt
Fig. 1 den Ausschnitt aus einem Radialschnitt einer druckmittelbetätigten Ausrückkupplung,
Fig. 2 eine Stirnansicht, teilweise geschnitten, einer druckmittelbetätigten Ausrückkupplung,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie ΙΙ1-ΠΙ durch
den Gegenstand nach Fig. 2 und
Fig. 4 in vergrößertem Maßstab ein Detail F4 aus dem Gegenstand nach Fig. 3.
Die Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer druckmittelbetätigten Ausrückkupplung mit koaxial
ineinander angeordneten Kupplungshälften 1, 2. Die antreibende Kupplungshälfte 1 besteht aus einem zylinderförmigen
Körper, in dem an einer bestimmten Stelle eine radiale Zylinderbohrung 3 für einen darin
beweglichen Druckkolben 4 vorgesehen ist. Dieser Druckkolbcn 4 arbeitet am freien Ende zusammen
mit einem Hebel 5 als zwischengeschaltetes Übertragungselement, der über Zapfen 6 bzw. 7 in Langlöchern
8 bzw. 9 gehalten wird.
Der Hebel 5 besitzt in der Mitte vorzugsweise eine zylinderförmige Ausbildung, die einerseits mit dem
freien Ende des Druckkolbens 4 zusammenarbeitet und andererseits mit einem Vorsprung 10 als Widerlager
zusammenarbeiten kann, der sich an der radial inneren Umfangsfläche der angetriebenen Kupplungshälfte
2 befindet. Der Vorsprung 10 ist vorzugsweise abgerundet.
Die radiale Zylinderbohrung 3 steht über eine Zuleitung 11 und eine Ableitung 12 mit einer Druckölleitung
13 in Verbindung, die beispielsweise von einer axialen Bohrung in der Welle der antreibenden Kupplungshälfte
1 gebildet wird, wobei sich in den Leitungen 11 bzw. 12 ein Überdruckventil 14 bzw. ein Rückschlagventil
15 befinden.
Die Arbeitsweise dieser in Fig. 1 dargestellten Ausrückkupplung ist wie folgt. A.us der Druckölleitung
13 wird unter Druck stehendes Öl durch das
Rückschlagventil 15 in die Zylinderbohrung 3 eingeführt, wobei das Abgießen dieses Öls bis zu einem
bestimmten Druck vom Überdruckventil 14 verhindert wird, während das Rückschlagventil 15 dafür
sorgt, daß kein Öl in die Druckleitung 13 zurückfließen kann. Das in die Zylinderbohrung 3 eingeführte
öl bewirkt eine Verschiebung des Druckkolbens 4, der damit gegen den Hebel 5 und diesen nach auEan
drückt. Wenn sich die angetriebene Kupplungshälfte 1 dre.bt, gelangt der Hebel 5 dadurch mit seiner
zentralen und zylindrischen Ausbildung in den Bereich des Vorsprungs 10 der angetriebenen Kupplungshälfte
2, die dann mitgenommen wird. Die Übertragung der Drehbewegung von der Kupplungshälfte 1 auf die Kupplungshälfte 2 kann sowohl im
Uhrzeigersinn als auch entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn erfolgen. Trifft die angetriebene Kupplungshälite
2 aus einem bestimmten Grund auf einen übermäßig hohen Widerstand, dann wird die Ui./f angskraf t
an dieser Kupplungshälfte 2 größer und die vom Vorsprung 10 auf den Hebel 5 ausgeübte Kraft steigt entsprechend
an. Dadurch entsieht am Druckkolben 4 eine radiale Kraft, während der Hebel 5 einer Zugbelastung
unterliegt. Dabei ist zu beachten, daß die seitlich gerichteten Kraftkomponenten am Druckkolben
sehr geringsind, so daß nur eine geringe oder gar keine Abnutzung des Druckkolbens 4 eintritt. Der I'ebel 5
kann verhältnismäßig leicht ausgeführt sein, da er im wesentlichen nur einer Druckbelastung unterliegt.
Die Konstruktion des Hebels 5 ist so gestaltet, daß die Zapfen 6 oder 7 des unbelasteten Arms des Hebels
5 sich mittig im Langloch 8 oder 9 befinden, in denen sich diese Zapfen praktisch ohne Reibung bewegen
können, ohne am Kräftespiel teilzunehmen. Die tangentialen Kräfte können eventuell auch durch
Rollen aufgefangen werden, die gegen eine senkrechte Führung drücken.
Die auf den Druckkolben 4 ausgeübte Kraft verursacht einen Druckanstieg im öl in der Zylinderbohrung
3. Bei einem vorbestimmten Druck öffnet das Überdruckventil 14. Dann strömt das öl durch dieses
Überdruckventil 14 ab und der Druckkolben 4 kann sich radial nach innen bewegen, wobei der Hebel 5
vom Vorsprung 10 abhebt und damit die Kupplungshälften 1 und 2 entkoppelt Bruchschäden an Maschinenteilen
werden damit vermieden, und die Kopplung läßt sich mühelos wieder herstellen, wenn der Druck
auf den Druckkolben 4 nachläßt und erneut Öl in die Zylinderbohrung 3 einströmt. - Offensichtlich handelt
es sich dabei um eine sehr einfache Drehmomentenbegrenzung der Ausrückkupplung, die nach dem
Ansprechen der Drehmomentenbegrenzung mühelos und in kürzester Zeit wieder in Einsatzbereitschaft gebracht
werden kann.
Bei dem in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel, das nach dem in Fig. 1 dargestellten
Prinzip arbeitet, sind an der antreibenden Kupplungshälfte insgesamt vier Druckkolben 4 vorgesehen.
Dementsprechend sind auch vier Hebel 5 vorgesehen, die jeweils mit einem zugeordneten Vorsprung der
angetriebenen Kupplungshälfte 2 zusammenarbeiten können, wolvi diese Vorsprünge beim dargestellten
Ausführungsbeispiel aus Rollen 16 bestehen, die in der Kuppluiigshalfte 2 gelagert sind. Die HeIx-I 5 bestehen
aus zwei Feilen 5« bzw. 5/>, die an ihren radial
außenliegenden linden über Zapfen 17 verbunden sind. Auf jedem Zapfen 17 isl frei drehbar eine Buchse
18 angeordnet, die mit jeweils einer Rolle 16 zusammenarbeiten kann.
Auch bei dem insoweit dargestellten Ausführungsbeispiel münden die Leitungen 11,12 in die Druckölleitung,
die sich in der Antriebswelle als Druckmitteleinführungsleitung 19 fortsetzt. Am Übergang zwischen
Druckmitteleinführungsleitung 19 und Druckölleitung 13 ist das Rückschlagventil 1£ angeordnet.
Dieses Rückschlagventil weist einen Ventilsitz 20 und eine zugeordnete Verschlußkugel 21 auf, die mit einer
Feder 22 gegen ihren Sitz gedrückt wird.
Das Überdruckventil besteht im wesentlichen aus einer Kammer 23, in dem sich Gas, zum Beispiel
Stickstoff, unter einem Druck befindet, der demjenigen entspricht, bei dem das Überdruckventil öffnen
soll, einem Druck also, der dem höchst zulässigen Übertragungsdrehmoment entspricht. Die Kammer
23 kann über ein Rückschlagventil 24 gefüllt oder entleert werden.
Zur Abdichtung der Kammer 23 dient außerdem eine Dichtungshaube 25, unter der sich eine Membran
26 befindet. Unter der Membran 26 befindet sich ein Ring 27, der mit Ausnahme einer kleinen ringförmigen
Durchtrittsöffnung 28 auf ein zentrales Teil des Gehäuses des Überdruckventils paßt. Zwischen dem
Ring 27 und dem zentralen Gehäuseteil verbleibt eine ringförmige Abströinkammer 29, die über einen oder
mehrere Durchgänge 30 mit der Druckmitteleinführungsleitung 19 in Verbindung steht. Die Leitungen
11, 12 sind im zentralen Gehäuseteil des Überdruckventils 14 angebracht.
Auch in diesem Fall werden dann, wenn die angetriebene Kuppiungshälfte 2, beispielsweise eine Riemenscheibe,
ein Kettenrad, eine Kettennuß oder dergleichen, einem übermäßigen Widerstand begegnet,
der zum Bruch eines Maschinenteils führen könnte, die verschiedenen Hebel 5 durch Einwirkung der
Rollen 16 auf die Buchsen 18 die Druckkolben 4 in ihre zugeordneten Zylinderbohrungen 3 drücken, so
daß das öl über einen zentralen Durchgang 31 und eine daran angeschlossene Druckmittelkammer 32
unter hohem Druck auf die Membran 26 einwirken kann, die dann, w^nn der Druck größer wird als der
Druck in der vom Gas beaufschlagten Kammer 23, so verformt wird, wie das in Fig. 4 mit gestrichelten
Linien angedeutet ist. Dann kann das unter hohem Druck stehende öl aus der Druckmittelkammer 32
um die Stirnfläche eines diese Druckmittelkammer 32 begrenzenden Ringstücks 34 herum über die Durchtrittsöffnung
28 in die daran anschließende Abströmkammer 29 und von dort über die Durchgänge 30 in
die Druckmitteleinführungsleitung 19 zurückfließen.
Sobald das überschüssige Öl abgeflossen ist, kehrt das Überdruckventil 14 in seine anfängliche Stellung
zurück, und zwar unter der Wirkung des in der Kammer 23 eingeschlossenen Gases, so daß nach Aufhebung
des Widerstandes an der angetriebenen Kupplungshälfte 2 durch einfache Zufuhr von Öl über die
Druckmitteleinführungsleitung 19 und das Rückschlagventil 15 die verschiedenen Druckkolben 4 erneut
radial nach außen gedrückt werden können, wodurch die Hebel 5 jeweils wieder in Berührung mit
einei Rolle 16 gelangen.
lis versteht sich, daß die Zahl der üruckkolben 4
bzw. der Hebel 5 und der Rollen 16 den jeweiligen Medürfnissen und Anforderungen angepaßt werden
kann.
Claims (1)
- Patentanspruch:Druckmittelbetätigte Ausrückkupplung mit koaxial ineinander angeordneten Kupplungshälften, wobei die innere Kupplungshälfte über den Umfang gleichmäßig verteilte, radiale Zylinderbohrungen mit darin eingesetzten Druckkolben und die äußere Kupplungshälfte an ihrer radialinneren L'mfangsfläche den Druckkolben zugeordnete, radiale Vorsprünge aufweist, die im Überlastfall über ein Zwischenstück auf die Druckkolben einwirken, dadurch gekennzeichnet, daßa) die Zylinderbohrungen (3) in eine Druckmittelkammer (32) münden, die einerseits mit einer Gasfederkammer (23, 25) und andererseits über ein Rückschlagventil (21,22) mit einer Druckmitteleinführungsleitung (19) verbunden ist,b) die Gasfederkammer (23,25) einseitig durch eine Membran (26) begrenzt ist, die an einem eine ringförmige Durchtrittsöffnung (28) offenlassenden Ringslück (34) der Druckmittelkammer (32) anliegt,c) die Membran (26) in Normalbctrieb neben der Durchtrittsöffnung (28) eine mit der Druckmitteleinführungsleitung (19) verbindbare Abströmkammern (29) dichtend abdeckt.
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