DE3309104A1

DE3309104A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE3309104A1
Application number: DE3309104A
Authority: DE
Inventors: Herbert 4618 Kamen-Heeren Hobert; Werner 4755 Holzwickede Rüggen
Original assignee: Maschinenfabrik Stromag GmbH
Current assignee: Stromag GmbH
Priority date: 1983-03-15
Filing date: 1983-03-15
Publication date: 1984-09-20
Also published as: DE3309104C2

Description

DR. - I NG. H. H. WILH E LM - Dl PL. - I NG. H. DAU STE R

D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31Β· TELEFON (07 11) 291133/29 28

Anmelder:

Maschinenfabrik -3- D 6615

Stromag GmbH
Hansastraße 120

4 750 Unna

Lamellenkupplung

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung, bestehend aus zwei gegeneinander verdrehbaren und jeweils drehfest mit Kupplungslamellen verbundenen Kupplungshälften, von denen eine mit einem axial gegenüber einem Anschlagring verschiebbaren Druckring versehen ist, der unter Federkraft die zugeordneten Bereiche der Kupplungslamellen beider Kupplungshälften aneinanderpreßt und durch ein Druckmedium beaufschlagt die Kupplung gegen die Federkraft lüftet.

Lamellenkupplungen dieser Art sind bekannt. Die einzelnen Lamellen der Kupplungshälften sind dabei jeweils axial verschiebbar mit Außen- bzw. Innenverzahnungen in entsprechenden Verzahnungen der Kupplungshälften geführt. Auf diese Weise lassen sich die Kupplungslamellen beim Einschalten und Ausschalten der Kupplung um das notwendige Maß axial verschieben, so daß sie in einem Fall nach dem Entlüften frei gegeneinander verdrehbar sind und im anderen Fall nach dem Einschalten reibungsschlüssig gegeneinander gedrückt sind. Nachteilig ist, daß bei der Herstellung dieser Verzahnungen, bedingt durch das Zahnspiel, auch ein Verdrehspiel auftritt, das bei den handelsüblichen Lamellenkupplungen zu Geschv.'indigkeitsstößen führen kann, wenn die Kupplungen geschaltet werden. Diese Stöße können die Lebensdauer der Verzahnung stark herabsetzen und damit die Verfügbarkeit der Kupplung beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lamellenkupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Verdrehspiel ausgeschlossen ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Kupplungslamellen jeweils in einem vorbestimmten und auf die Stärke der Kupplungslamellen der anderen Kupplungshälfte abgestimmten Axialabstand fest mit ihrer zugeordneten Kupplungshälfte verbunden und als axial verformbare Membranringe ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung weist den Vorteil auf, daß die für das Einschalten und Ausschalten der Kupplung notwendigen axialen Vege von den Kupplungslamellen durch eine elastische Verformung aufgebracht werden, die es ermöglicht, auf eine Führung der Kupplungslamellen in Verzahnungen zu verzichten. Die neue Kupplung zeichnet sich daher dadurch aus, daß beim Schalten keine Geschwindigkeitsstöße entstehen können und daß auch die Lebensdauer der Kupplung durch solche Stöße nicht beeinträchtigt werden kann.

Vorteilhaft ist es, wenn die Membranringe mit segmentartig auf jeweils gleichen Radien verlaufenden Rundschlitzen versehen werden, die mindestens einen Außen- und einen Innenring gegeneinander abteilen, die untereinander durch radial verlaufende Stege verbunden sind. Bei einer Axialverschiebung des Außen- und des Innenringes der Membranringe gegeneinander, verbiegen sich dabei die Stege, die wegen der membranartigen Ausbildung der Kupplungslamellen einer Versetzung des Außen- und Innenringes in Axialrichtung wenig Widerstand entgegensetzen, dagegen in ümfangsrichtung so bemessen werden können, daß sie das notwendige Drehmoment übertragen. Bei dieser Ausführungsform werden die Innenlamellen über Schrauben im Bereich des Innenringes zusammengehalten. Die äußeren Innenlamellen werden über Schrauben im Bereich des Außenringes an den jeweils anliegenden Ring befestigt. Die Außenlamellen werden über Schrauben fest mit der zugeordneten Kupplungshälfte verbunden. Dabei kann in einfacher Weise der Axial-Abstand zwischen den einzelnen Kupplungslamellen durch Distanzringe hergestellt werden, die zwischen die Membranringe gelegt

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werden und in ihrer Dicke auf die Stärke der der anderen Kupplungshälfte zugeordneten Membranringe abgestimmt sind. Dabei werden die Distanzringe in ihrer Stärke in der Regel etwas größer ausgebildet als es der Stärke der Membranringe der anderen Kupplungshälfte entspricht, damit nach dem Lüften der Kupplung auch eine möglichst ungehinderte Verdrehung der Kupplungslamellen gegeneinander gewährleistet ist.

Das einwandfreie Lüften der Kupplung ist möglich/ weil die zu einem Block verbundenen, inneren Membranringe durch die vordere und hintere Lamelle mit dem Druckring bzw. Gegenlagerring verbunden sind. Die äußersten Membranringe machen so zwangsläufig die Schaltbewegung der Kupplung mit und sorgen daher für eine einwandfreie Entlastung auch der anderen Reibbereiche der als Kupplungslamellen dienenden Membranringe.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und wird im folgenden anhand dieser Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Lamellenkupplung, die durch Federdruck geschaltet und durch ein Druckmedium gelüftet wird,

Fig. 2 die Ansicht einer bei der Ausführungsform der Fig. 1 vorgesehenen Außenlamelle in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 die mit der Außenlamelle der Fig. 2 zusammenwirkende Innenlamelle, und zwar in zwei Aus führungs formen, die jeweils in der linken bzw. in der rechten Hälfte der Fig. 3 dargestellt sind.

Aus den Figuren ist ersichtlich, daß die neue Lamellenkupplung aus zwei Kupplungshälften 1 und 2 besteht, von denen die eine Kupplungshälfte 1 fest auf einer, beispielsweise angetriebenen Welle 3 mit einer Nabe aufgekeilt ist, auf der über ein Kugel-

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lager 5 verdrehbar die andere -K.upplungshälfte 2 gelagert ist, welche beim Ausführungsbeispiel mit einem Zahnkranz 6 versehen ist, der die von der Welle 3 kommende Antriebsleistung auf nicht näher gezeigte Bauteile übertragen soll. Die Kupplungshälfte 2 besteht dabei, im einzelnen aus einem glockenartig ausgebildeten Ring 7, der.fest mit dem Zahnkranz 6 verschraubt ist. Fest verbunden mit diesem Ring 7 sind die in der Fig. 2 gezeigten Außenlamellen 8, die als Membränringe ausgebildet sind, die jeweils durch segmentartige Rundschlitze 9 in einen Außenring 8a und einen Innenring 8b unterteilt sind, die durch radial verlaufende Stege 8c untereinander verbunden sind. Der Innenring 8b der Außenlamellen 8 ist beim Ausführungsbeispiel noch mit einem beispielsweise aufgesinterten Reibbelag 19 versehen, der aus den bekannten Gründen der Wärmedehnung durch radial verlaufende Schlitze 10 in Einzelsegmente unterteilt ist. Die in der Fig. 1 beim Ausführungsbeispiel gezeigten vier Außenlamellen 8 sind jeweils mit ihren Außenringen 8a unter Zwischenfügung von Distanzringen 11 zu einem Block zusammengefügt, der dann mit Hilfe von durch die Bohrungen 12 geführten Schrauben 13, die in ein entsprechendes Gewinde 14 an dem Ring 7 eingreifen, fest mit dem Ring 7 und damit mit der Kupplungshälfte 2 verbunden wird.

Die mit den Außenlamellen 8 zusammenwirkenden Innenlamellen 15 bzw. 15a sind in der Fig. 3 gezeigt. Dabei stellt die linke Hälfte der Fig. 3 die jeweils axial äußersten Innenlamellen 15a und die rechte Hälfte die dazwischenliegenden Innenlamellen 15 dar. Diese Bauarten unterscheiden sich durch die Bohrungen 16, auf deren Bedeutung noch eingegangen, wird und möglicherweise auch durch ihre Stärke. Die Innenlamellen 15, 15a sind ebenfalls als Membranringe ausgebildet, die durch segmentartige Rundschlitze 9' in einen Außenring 15b und einen Innenring 15ä unterteilt sind, die durch radial verlaufende Stege 15c untereinander in Verbindung stehen. Die Innenlamellen 15, 15a sind durch Zwischenfügung von Distanzringen Yl mit ihren Innenringen 15d zu einem Block zusammengefügt, der mit Hilfe von Schrauben 18, welche

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durch die Bohrungen 21 geführt sind, fest mit einem axial beweglichen Ring 2 0 verbunden ist.

Die Nabe 4 besitzt einen Anschlagring 22, der mit einem Druckring 2 3 zusammenwirkt, um jeweils den Innenring 8b der Außenlamellen 8 bzw..die Reibbeläge 19 mit den Außenringen 15b der Innenlamellen 15, 15a in Reibungskontakt zu bringen. Zu diesem Zweck ist der Druckring ,23 fest mit mindestens zwei axial verlaufenden Bolzen 24 verbunden, die an ihrem anderen Ende fest mit einem Verschiebering 25 verschraubt sind. Zwischen dem Verschiebering 25 und dem Anschlagring 22 sind mindestens zwei kan zentrisch zueinander angeordnete Druckfedern 26 und 27 angeordnet, die dafür sorgen, daß der Druckring 2 3 unter genügender Kraft axial in Richtung des Pfeiles 28 gegen den Anschlagring 22 gezogen wird. Dabei drückt der Druckring 23 die in Reibungskontakt stehenden Flächen der Außenlamellen 8 bzw. der Innenlamellen 15, 15a zusammen. In dieser Stellung befindet sich die Kupplung in ihrer eingeschalteten Lage, d.h. die von der Welle 3 kommenden Dreh.kräfte werden über die Kupplungsteile 1 und 2 übertragen, so daß der Zahnring 6 angetrieben ist.

Der Verschiebering 25 ist mit radialem Spiel gegenüber der Nabe 4 über ein Kugellager 29 geführt, das seinerseits mit seinem Außenring in einem Kolben 30 sitzt, der axial verschiebbar in einem Ringraum 31 angeordnet ist, welcher durch eine Anschlußbohrung 32 mit einem Druckmedium beispielsweise mit Druckluft beaufschlagbar ist. Der Ringraum 31 befindet sich in einem drehbar gegenüber der Welle 3 angeordneten Steuerring 33, der in nicht näher dargestellter Weise fest mit dem die Welle 3 aufweisenden Antrieb verbunden ist.

In dem Ringraum 31 ist eine Druckfeder 34 angeordnet, die dafür sorgt, daß der Kolben 30 stets in Anlage an dem Verschiebering 25 gehalten wird. Der Kolben wird im übrigen durch die Druckfedern 26 und 27 in seiner dargestellten Endlage gehalten, wenn der Raum 31 nicht dfiickbeauf schlagt ist. In dieser Stellung ist die Kupplung eingeschaltet. Der Abtriebszahnring 6 wird von der Welle 3 angetrieben.

Soll die Kupplung ausgeschaltet, d.h. entlüftet werden, so wird Druckluft in den Raum 31 geleitet. Dadurch verschiebt sich der Kolben 30 nach links, nimmt den Verschiebering 2 5 mit den Bolzen 24 mit und bewegt dadurch den Druckring 2 3 aus der dargestellten Lage nach links. Damit wird der Axialabstand zwischen Druckring 2 3 und Anschlagring 22 vergrößert. Die Kupplungslamellen 8 bzw. 15 erhalten dadurch Gelegenheit, sich mit den aneinanderliegenden Reibflächen voneinander zu entfernen. Die Kupplung ist dadurch ausgeschaltet. Die als Membranringe ausgebildeten Kupplungslamellen 8 bzw. 15 können sich durch die Vergrößerung des axialen Abstandes zwischen Druckring 23 und Anschlagring 22 in ihrer ursprünglichen Einbaulage ausrichten, die, wie vorher erwähnt, durch die Anordnung der Distanzringe 11 bzw. 11a so gewählt ist, daß die axial gegenüberliegenden Reibbereiche der Innen- und AußenlameIlen, d.h. die Innenringe 8b und die Außenringe 15b frei aneinander vorbeigleiten können. Zu diesem Zweck ist es zweckmäßig, die Distanzringe 11 bzw. 11a etwas größer als die Stärke der Kupplungslamellen zu wählen, die dem anderen Kupplungsteil zugeordnet sind. Die Distanzringe besitzen daher eine geringfügig größere Stärke als es der Stärke der Innenlamellen 15 entspricht und umgekehrt.

Der Lüftungseffekt kommt im wesentlichen dadurch zustande, daß die jeweils äußersten Innenlamellen 15a mit ihrem Außenring 15b über die Bohrungen 16 drehfest mit dem Druckring 23 bzw. mit dem Anschlagring 22 verschraubt sind. Bei dieser Ausführung ist vorgesehen, daß der Ring 20 axial gegenüber dem Anschlagring 22 bewegbar ist. Die beiden Außenlamellen 15a sorgen dafür, daß bei Auseinanderspreizung des Druckringes 23 gegenüber dem Anschlagring 22 die Innenlamellen 15 ebenfalls auseinandergespreizt werden. Damit tritt zwangsläufig der Ausschalteffekt ein. Die neue Lamellenkupplung ist daher einwandfrei wirksam. Sie weist kein Spiel der verwendeten Lamellen gegenüber den zugeordneten Kupplungshälften 1 und 2 auf und ist daher auch frei von unerwünschten Schaltstößen während des Betriebes.

- Leerseite -

Claims

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D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B- TELEFON (07 11) 291133/29 28 57

Anmelder: Stuttgart, den 14.3.1983

Maschinenfabrik !J ⁶f,)i-

Stromag GmbH Dr.W/Ex

Hansastraße 120
Unna

Ansprüche

.) Lamellenkupplung, bestehend aus zwei gegeneinander verdrehbaren und jeweils drehfest mit Kupplungslamellen verbundenen Kupplungshälften, von denen eine mit einem axial gegenüber einem Anschlagring verschiebbaren Druckring versehen ist, der unter Federkraft die zugeordneten Bereiche der Kupplungslamellen beider Kupplungshälften aneinanderpreßt und durch ein Druckmedium beaufschlagt die Kupplung gegen die Federkraft lüftet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungslamellen (8, 15) jeweils in einem vorbestimmten und auf die Stärke der Kupplungslamellen der anderen Kupplungshälfte (1, 2) abgestimmten Äxialabstand fest mit ihrer zugeordneten Kupplungshälfte verbunden und als axial verformbare Membranringe ausgebildet sind.
2. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranringe mit segmentartigen Rundschlitzen (9, 9¹) versehen sind, die mindestens einen Außenring (8a bzw. 15b) und einen Innenring (8b bzw. 15d) gegeneinander abteilen, die untereinander durch radiale Stege (8c bzw. 15c) verbunden sind,
3. Lamellenkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlamellen (15, 15a) mit Befestigungsbohrungen (21) am Innenring (15d) und die Außenlamellen (8)

mit Befestigungsbohrungen (12) am Außenring (8a) versehen sind.
4. Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialabstand zwischen den Kupplungslamellen (8, 15) durch Distanzringe (11, 11a) eingestellt ist, die zwischen die Außen- bzw. Innenringe (8a, 15d) der Kupplungslamellen (8, 15) gelegt und in ihrer Dicke auf die Stärke der der anderen Kupplungshälfte (1, 2) zugeordneten Kupplungslamellen abgestimmt sind.
5. Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axial außenliegenden Innenlamellen (15a) an ihrem Außenring (15b) fest mit dem Druckring (23) bzw. dem Anschlagring (22) verbunden sind, und daß die Innenringe (15d) der Innenlamellen (15, 15a) fest mit einem Ring (20) verbunden sind, der axial gegenüber dem Anschlagring (22) bewegbar ist.