DE2829782A1

DE2829782A1 - Kupplung mit kuehlmittelsteuerung

Info

Publication number: DE2829782A1
Application number: DE19782829782
Authority: DE
Inventors: Ronald B Blackburn; Duane H Grimm
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1977-07-28
Filing date: 1978-07-06
Publication date: 1979-02-15
Also published as: GB2001713B; FR2398928A1; IL54968A; GB2001713A; CA1095844A; SG57482G; JPS5433936A; SU786931A3; IL54968A0; FR2398928B1

Description

Sundstrand Corporation, Rockford, Illinois V.St.A.

Kupplung mit Kühlmittelsteuerung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung mit verbesserter Kühlmittelsteuerung, bei der bei ausgerückter Kupplungtein Kühlmittelfluß vorhanden ist und bei eingerückter Kupplung Kühlmittel strömt.

Die hier erläuterte Kupplung ist im Anlaufsystem eines Strahltriebwerks anwendbar und wird zum Übertragen von veränderlicher Leistung im Anlaufkreis in Abhängigkeit von einem die Kupplung beaufschlagenden Steuerdruck zum Steuern des Einrückgrads der Kupplungsplatten angewandt. Diese Arbeitsweise ist mit Schlupf verbunden, der Reibungswärme erzeugt, und daher ist die Kupplung so aufgebaut, daß ein beträchtlicher Kühlmittelfluß durch die Kupplung stattfindet. Ein erster Schritt des Zyklus besteht im Anfahren bestimmter

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Bauteile durch einen von einem Akkumulator "betriebenen Motor, und es wurde festgestellt, daß eine Zeitverzögerung des Betriebs dadurch bewirkt wird, daß Kühlmittel durch die Kupplung strömt, wodurch sich ein zu hohes Widerstandsdrehmoment ergibt. Um dieses zu verringern, ist bei der Erfindung vorgesehen, daß der Kühlmittelstrom beim ersten Schritt des Zyklus, während der Steuerdruck für das Einrücken der Kupplung relativ gering ist, gesperrt ist und erst ausgelöst wird, wenn der Steuerdruck einen höheren Wert erreicht hat.

Kupplungen mit Kühlmittelströmung sind bekannt, bei denen der Kühlmittelstrom durch Glieder gesteuert wird, die auf einen Steuerdruck ansprechen und dadurch das Einrücken der Kupplung steuern.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplungsvorrichtung, bei der die einzelnen Teile so aufeinander abgestimmt sind,daß die erwünschten Ergebnisse mit der kleinstmöglichen Anzahl Teile und äußerst geringer Gewichtszunahme erzielt werden; dies ist bei Kupplungen für Luftfahrzeuge besonders wichtig.

Bei der Kupplung mit Kühlmittelsteuerung nach der Erfindung werden ein Steuerventil und eine Stelleinheit für dieses in der inneren Kupplungstrommel vorgesehen, so daß der Kühlmittelstrom durch die innere Kupplungstrommel zu einer diese umgebenden äußeren Kupplungstrommel so lange blockiert wird, bis der Steuerdruck einen solchen Wert erreicht, daß das Steuerventil verschoben wird und Kühlmittel zu der Kupplungskammer strömen kann.

Die Kupplung umfaßt eine innere Kupplungstrommel und eine sie umgebende Kupplungskammer mit ineinandergreifenden Kupplungselementen sowie auf einen Steuerdruck vorbestimmten

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Werts ansprechende Mittel zum treibenden Einrücken der Kupplungselemente, wobei die innere Kupplungstrommel einen mittigen hohlen Abschnitt aufweist, der einen Strömungsweg mit wenigstens einem von diesem Abschnitt zu der Kupplungskammer verlaufenden Kanal definiert; in dem mittigen hohlen Abschnitt liegt ein Steuerventil im Strömungsweg und wird normalerweise in eine solche Stellung kraftbeaufschlagt, daß der Verbindungskanal blockiert ist. Ferner sind Glieder vorgesehen, die auf den Steuerdruck ansprechen und das Steuerventil aus der genannten Lage verschieben, so daß der Verbindungskanal geöffnet wird und Kühlmittel zu der Kupplungskammer strömt.

Dabei unfaßt das Steuerventil ein Ventilglied mit es in Längsrichtung durchsetzenden Kanälen, so daß Kühlmittel an beiden Enden des Ventilglieds vorhanden ist und das Ventilglied beaufschlagende Kräfte ausgleicht, sowie einen Kolben in der inneren Kupplungstrommel, der mit dem Ventilglied koaxial und mechanisch damit verbunden und von dem Steuerdruck beaufschlagt ist, so daß der den Kolben beaufschlagende Steuerdruck den Kolben und das Ventilglied verschiebt und ein Steuerdruck bestimmter Höhe das Ventilglied in eine Lage verschiebt, in der ein Kühlmittelfluß zu der Kupplungskammer stattfindet.

Durch die Erfindung wird also eine Kupplung mit Kühlmittelsteuerung angegeben, die eine innere und eine äußere Kupplungstrommel, die zwischen sich eine Kupplungskammer mit ineinandergreifenden, relativ bewegbaren Kupplungsplatten an beiden Trommeln definieren, umfaßt. Ein auf einen Steuerdruck vorbestimmten Werts ansprechendes Stellglied bewirkt ein treibendes Einrücken der Kupplungsplatten. Ein Kühlmittel-Strömungsweg durch die Kupplung umfaßt einen mittigen hohlen Abschnitt der inneren Kupplungstrommel und wenigstens einen Verbindungskanal zwischen dem mittigen hohlen Abschnitt und

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der Kupplungskammer zur Kühlmittelzufuhr zu den Kupplungsplatten. Ein in dem mittigen hohlen Abschnitt der inneren Kupplungstrommel angeordnetes Steuerventil liegt im Kühlmittel-Strömungsweg und wird normalerweise in eine Stellung kraftbeaufschlagt, in der der Verbindungskanal gesperrt; ist; auf den Steuerdruck ansprechende Glieder verschieben das Steuerventil bei Erreichen eines bestimmten Werts des Steuerdrucks in eine Lage, in der der Verbindungskanal geöffnet wird und Kühlmittel zu den Kupplungsplatten strömt.

Anhand der Zeichnung, die eine zentrale Vertikalschnittansicht der Kupplung ist, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Die Kupplung umfaßt eine innere Kupplungstrommel 10 und eine äußere Kupplungstrommel 11, die konzentrisch angeordnet sind; die äußere Kupplungstrommel 11 ist in zwei Lagern 15 und 16 relativ zu der inneren Kupplungstrommel 10 drehbar angeordnet. Die innere Kupplungstrommel 10 wird von einem Getriebe angetrieben, das ein Antriebszahnrad 17 umfaßt, das auf der Trommel 10 befestigt ist, und der Kupplungsabtrieb erfolgt von einem mit der äußeren Kupplungstrommel 11 einstückig ausgeführten Zahnrad 18. Ein im wesentlichen ringförmiger Raum zwischen innerer und äußerer Kupplungstrommel definiert eine Kupplungskammer mit einer Reihe von ineinandergefügten Kupplungsgliedern in Form von Kupplungsplatten 20, die in der Kupplungskammer angeordnet sind. Abwechselnd aufeinanderfolgende Kupplungsplatten 20 sind an der inneren Kupplungstrommel 10 durch Einsetzen in in Längsrichtung der inneren Kupplungstrommel verlaufende Keilnuten 21 befestigt, und die übrigen Kupplungsplatten 20 sind in Keilnuten 22 eingesetzt, die in der Innenfläche der äußeren Kupplungstrommel 11 angeordnet sind.

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Das Einrücken der Kupplungsplatten 20 erfolgt durch einen
Kolben 25, der verschiebbar auf einem mittigen rohrförmigen hohlen Abschnitt 26 der inneren Kupplungstrommel angeordnet ist. Der Kolben 25 kann sich nach rechts (in der Figur) verschieben und an einer Endplatte 27 anliegen, die mit den
Keilnuten 21 der inneren Kupplungstrommel verkeilt ist,
so daß die Kupplungsplatten zusammengedrückt werden. Ein
Steuerdruck zum Einrücken der Kupplung wird durch eine Öffnung 30 in dem rohrförmigen Abschnitt 26 zugeführt, wobei
Strömungskanäle 31 den Steuerdruck in eine Kammer zuführen, die durch ein Gehäuse 32 definiert ist, in dem sich der Kolben 25 bewegt und das mittels eines O-Dichtungsrings flüssigkeitsdicht damit verbunden ist. Die Kupplungsplatten werden durch eine den mittigen rohrförmigen Abschnitt 26 umgebende Ausrückfeder 35 ausgerückt, die den Kolben 25 in einer solchen Richtung beaufschlagt, daß dieser nach links verschoben wird, wenn der Steuerdruck verringert wird. Der Kühlmittelfluß zum Kühlen der Kupplungsplatten 20 erfolgt durch eine Eintrittsöffnung 40 an einem Ende des mittigen rohrförmigen Abschnitts der inneren Kupplungstrommel und durch Radialkanäle 41 in der Wandung des Abschnitts. Der vorstehend erläuterte Aufbau ist allgemein üblich.

Eine Buchse 45 ist in das hohle Innere der inneren Kupplungstrommel eingesetzt und definiert zwei Kammern 46 und 47 mit einem Verbindungskanal 51· Die Kammer 47 weist eine Reihe
von Radialkanälen 50 an ihrem einen Ende auf, durch die
Kühlmittel aus der Kammer 47 durch die Radialkanäle 41
zu der Kupplungskammer gerichtet wird. Ein Steuerventil
mit einem Ventilglied 55 ist in der Kammer 47 angeordnet
und wird von einer leder 48 in die gezeigte Lage gedrückt,
so daß es die Radialkanäle 50 sperrt und kein -Kühlmittel
aus dem Einlaß 40 in die Kupplungskammer strömen kann.

Die Kammer 46 weist ein Stellglied in Form eines darin beweg-

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baren Kolbens 60 auf, der durch einen Kanal 61, der mit der vorher erwähnten Öffnung 30 verbunden ist, mit Steuerdruck beaufschlagbar ist. Der Stellkolben 60 und das Ventilglied 55 sind mechanisch über eine im Kanal 51 angeordnete Stange 62 verbunden, so daß ein den Kolben 60 beaufschlagender Steuerdruck die Lage des Yentilglieds 55 in Abhängigkeit von der Kraft der Feder 48 verstellt.

Wenn der Steuerdruck einen relativ niedrigen Wert hat, ist die den Kolben 60 beaufschlagende Kraft nicht ausreichend, um die Kraft der Feder 48 zu überwinden, und das Ventilglied 55 bleibt in der gezeigten Lage. Daher erfolgt kein Kühlmittelfluß zu der Kupplungskammer, und es ergibt sich kein durch Kühlmittelfluß resultierendes Widerstandsdrehmoment. Wenn der Steuerdruck auf einen ausreichend hohen Wert steigt, um die Kraft der Feder 48 zu überwinden, werden der Kolben 60 und das Ventilglied 55 nach rechts bewegt, so daß das Ventilglied die Radialkanäle 50 freigibt und Kühlmittel zu der Kupplungskammer strömen kann. Dieser Kühlmittelfluß erfolgt durch eine Serie von in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 65 im Ventilglied 55· Aufgrund dieser Kanäle kann Kühlmittel jederzeit auf beiden Seiten des Ventilglieds vorhanden sein, so daß die das Ventilglied aufgrund des Kühlmitteldrucks beaufschlagenden Kräfte ausgeglichen werden. Wenn das Ventilglied nach rechts verschoben ist, um die Radialkanäle 50 zu öffnen, strömt Kühlmittel durch die Kanäle 65 des Ventilglieds und die Radialkanäle 50 zu der Kupplungskammer. Wenn anschließend der Steuerdruck auf einen Wert sinkt, der ausreicht, daß die Feder 48 das Ventilglied in die gezeigte Lage zurückschiebt, wird der Kühlmittelstrom zur Kupplungskammer unterbrochen. Die Kammer 46 weist Öffnungen 69 auf, so daß sie hinter dem Kolben 60 mit dem Gehäusedruck verbindbar ist. Die äußere Kupplungstrommel weist in ihrer Wandung mehrere öffnungen 70 auf, so daß das Kühlmittel aus der Kupplungskammer austreten kann.

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Beim Betrieb eines die erläuterte Kupplung verwendenden Systems ist der Kupplungs-Steuerdruck während des Anfahrens einer Anlaßturbine niedrig, und daher wird zur Vermeidung von Widerstandsdrehmoment der Kupplungskammer kein Kühlmittel zugeführt. Wenn die Anlaßturbine ihre Arbeitsgeschwindigkeit erreicht und die Kupplung wirksam werden soll, steigt der Steuerdruck, und die Kraft der Feder 4-8 wird überwunden, so daß das Ventilglied 55 verschoben wird und Kühlmittel in die Kupplungskammer strömt.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1.) Kupplung mit Kühlmittelsteuerung, mit einer inneren

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Kupplungstrommel und diese umgebenden, relativ zueinander beweglichen Kupplungselementen, mit einer auf eine vorbestimmte Kraft ansprechenden Einheit zum treibenden Einrücken der Kupplungselemente, und mit einem Kühlmittelströmungsweg durch die Kupplung, der einen mittigen hohlen Abschnitt der inneren Kupplungstrommel und wenigstens einen Verbindungskanal von dem hohlen Abschnitt zu den Kupplungselementen umfaßt,

gekennzeichnet durch

ein in dem mittigen hohlen Abschnitt (26) und damit im Kühlmittel-Strömungsweg angeordnetes Steuerventil, ein Glied (47), das das Steuerventil derart beaufschlagt, daß der Verbindungskanal (50) gesperrt ist, und Glieder (60, 62) zum Verschieben des Steuerventils gegen das es beaufschlagende Glied (47)» wodurch der Verbindungskanal (50) geöffnet wird und Kühlmittel zu den Kupplungsplatten (20) strömt.

2. Kupplung mit Kühlmittelsteuerung nach Anspruch 1, mit einer inneren und einer äußeren Kupplungstrommel, wobei ineinandergreifende, relativ zueinander bewegbare Kupplungsplatten von beiden Trommeln getragen werden, mit einer auf einen Steuerdruck vorbestimmten Werts ansprechenden Einheit zum treibenden Einrücken der Kupplungsplatten, und mit einem Kühlmittel-Strömungsweg durch die Kupplung, der einen mittigen rohrförmigen Abschnitt der inneren Kupplungstrommel

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ORIGINAL INSPECT«)

und wenigstens einen Verbindungskanal zwischen dem genannten Abschnitt und den Kupplungsplatten umfaßt,

gekennzeichnet durch

ein in dem mittigen hohlen Abschnitt (26) und damit im Kühlmittel-Strömungsweg angeordnetes Steuerventil, ein Federglied (4-7), das das Steuerventil in eine Stellung drückt, in der der Verbindungskanal (50) gesperrt ist, und auf den Steuerdruck ansprechende Glieder (60, 62) zum Verschieben des Steuerventils gegen die Kraft des Federglieds (4-7) und Öffnen des Verbindungskanals (50) zur Kühlmittelzufuhr zu den Kupplungsplatten (20).

3. Kupplungsanordnung nach Anspruch Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Steuerventil ein Ventilglied (55) aufweist, durch das Kühlmittelkanäle (65) verlaufen, wodurch die das Ventilglied (55) beaufschlagenden Kühlmittel-Druckkräfte ausgleichbar sind.

4·. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die auf den Steuerdruck ansprechenden Glieder zum Verschieben des Steuerventils einen Kolben (60) umfassen, der vom Steuerdruck beaufschlagbar und mit dem Steuerventil verschiebbar ist.

5. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ventilglied (55) ss in axialer Richtung durchsetzende Kühlmittelkanäle (65) aufweist, und daß der Kolben (60) koaxial mit dem Ventilglied (55) angeordnet ist und mit einer Steuerdruckflüssigkeit in Fluidverbindung (61) steht zur Steuerung des Einrückens der Kupplungsplatten (2o).

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