DE3517144A1

DE3517144A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE3517144A1
Application number: DE19853517144
Authority: DE
Inventors: Josef 7961 Ebersbach Dietenberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-05-26
Filing date: 1985-05-11
Publication date: 1985-11-28
Also published as: EP0222742A1; WO1985005660A1

Description

Lamellenkupplung
Die Erfindung betrifft eine Kupplung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist eine Kupplung dieser Art bekannt (DE-OS 27 32 121).
Bei einer Kupplung nach der DE-OS 27 32 121 dient ein Kolben eines Linearmotors zusätzlich unmittelbar als Innenlamellenträger und ist über ein Mitnahmeprofil drehfest und axial beweglich mit einer Abtriebswelle als einem von zwei Anschlußgliedern zur Drehmomentübertragung verbunden, dient ein Teil des Zylinders des Linearmotors zusätzlich unmittelbar als Außenlamellenträger und ist fest mit dem zweiten AnschluBglied in Form eines Planetenträgers verbunden. Der Zylinder wird vervollständigt durch die Abtriebswelle. Zur Abdichtung zwischen dem Kolben und den beiden Teilen des Zylinders sind insgesamt drei Dichtringe erforderlich, die gegen Fliehkraftdruck und zeitweise gegen Betätigungsdruck des Fluids abdichten müssen: - Der erste Dichtring ist angeordnet zwischen dem Kolben und der Abtriebswelle. Er muß nur axiale Verschiebungen entsprechend dem Betätigungsweg des Linearmotors ertragen.
Bewegungen in Umfangsrichtung werden durch das Mitnahmeprofil vollständig vermieden.
- Der zweite Dichtring ist angeordnet zwischen den beiden Teilen des Zylinders, dem Außenlamellenträger und der Abtriebswelle. Er muß sowohl Umfangsgeschwindigkeiten entsprechend dem Durchmesser der Abtriebswelle und der Drehzahldifferenz zwischen den beiden Lamellenträgern als auch geringe axiale Verschiebungen entsprechend seiner eigenen axialen Nachgiebigkeit bei Druckänderungen ertragen.
- Der dritte Dichtring ist angeordnet zwischen den beiden Lamellenträgern auf einem großen Dichtdurchmesser nahe den Lamellen. Er muß sowohl große Umfangsgeschwindigkeiten als auch große axiale Verschiebungen entsprechend dem Betätigungsweg des Linearmotors ertragen.
Während der erste Dichtring keine Probleme erwarten läßt, muß man beim zweiten Dichtring schon mit einer verkürzten Lebensdauer rechnen, weil er als Radialwellendichtring zeitweise, bei Betätigung der Kupplung, durch erhebliche Fluiddrücke zusätzlich belastet wird. Der dritte Dichtring ist den höchsten Belastungen ausgesetzt. Bereits ohne Betätigung der Kupplung läuft er als Radialwellendichtring gegen erhebliche, fliehkraftbedingte Fluiddrücke. Durch die gleichen Fliehkräfte bedingt, sammeln sich vor seiner Dichtkante alle abrasiven Partikel, die Dichtkante gräbt sich eine Verschleiß- oder Laufrille in ihre zylindrische Gegenfläche. Bei Betätigung der Kupplung muß der Dichtring aus dieser Laufrille herausgehoben und entsprechend dem Betätigungsweg axial verschoben werden. Dadurch ist für diesen Dichtring keine befriedigende Lebensdauer zu erwarten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so zu verbessern, daß einer der drei Dichtringe entfällt und die beiden anderen Dichtringe nur axiale Verschiebungen ertragen müssen.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs erfüllt.
Vorteilhaft ist die Ausbildung des Zylinders als Innenlamellenträger und die Ausbildung des Kolbens als Zwischenglied zur Drehmomentübertragung zwischen dem Innenlamellenträger und der Antriebswelle. Radial zwischen den Lamellen und der Antriebswelle angeordnet, übernehmen die beiden Elemente des Linearmotors, entsprechend ihrer natürlichen radialen Reihenfolge, zusätzlich die Ubertragung des gesamten Drehmoments. Ein vorhandener Bauraum wird doppelt genutzt.
Weitere Vorteile werden mit den an sich bekannten kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche erreicht.
Die Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch eine Lamellenkupplung nach der Erfindung im geöffneten Zustand Auf einer Antriebswelle 1 ist ein Kolben 2 eines Linearmotors 3 über ein Mitnahmeprofil 4 drehfest und zwischen einem Wellenbund 5 und einem Sicherungsring 6 axial fest angeordnet.
Auf dem Kolben 2 ist ein Zylinder 7 über ein Mitnahmeprofil 8 drehfest und durch eine ringförmige Stirnfläche 9 des Kolbens 2 und einen Sicherungsring 10 begrenzt axial beweglich angeordnet.
Eine Tellerfeder 11 zwischen dem Sicherungsring 10 und dem Kolben 2 drückt den Zylinder 7 axial gegen die Stirnfläche 9. Ein radial äußerer Dichtring 12 ist in einer Umfangsnut 13 in einer Außenfläche 14 des Kolbens 2 angeordnet und gleitet axial in einer Hohlzylinderfläche 15 des Zylinders 7. Ein radial innerer Dichtring 16 ist in einer Umfangsnut 17 in einer Innenfläche 18 des Zylinders 7 angeordnet und gleitet axial auf einer Zylinderfläche 19 des Kolbens 2. Der Zylinder 7 trägt in einem äußeren Mitnahmeprofil 20 drehfest und axial beweglich Innenlamellen 21 und eine Endlamelle 22. Die Endlamelle 22 wird axial abgestützt durch einen Bund 23 des Zylinders 7. Der Zylinder 7 ist damit zusätzlich Innenlamellentrger 7. Ein Außenlamellenträger 24 trägt in einem inneren Mitnahmeprofil 25 drehfest und axial beweglich Außenlamellen 26. Ein Sicherungsring 27 in einer Umfangsnut 28 im Mitnahmeprofil 25 stützt eine Endscheibe 29 und damit alle Lamellen 21, 22, 26 axial gegen den Außenlamellenträger 24 ab. Der Außenlamellenträger 24 ist gleichzeitig zusätzlich ein Planetenträger 24 mit Planetenbolzen 30 und darauf über Wälzlager 31 gelagerten Planetenridern 32 eines nur teilweise dargestellten Planetengetriebes 33. Die Antriebswelle 1 ist gleichzeitig zusätzlich ein Zentralrad 1 des Planetengetriebes 33.
Die Antriebswelle 1 und der Planetenträger 24 sind die beiden Anschlußglieder 1, 24 zur Drehmomentübertragung.
Druckfluid in einer Kammer 34 zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinder 7, zugeführt über Bohrungen 35, 36 in der Antriebswelle 1 und im Kolben 2, schiebt den Zylinder 7 und damit auch die Endlamelle 22 axial gegen die anderen Lamellen 21, 26 und die Endscheibe 29, und schließt damit die Lamellenkupplung. Dabei muß die Rückstellkraft der Tellerfeder 11 überwunden werden.
Die Betätigungskraft der Lamellenkupplung wird durch ein Axialnadellager 37 zwischen dem Kolben 2 und dem Außenlamellenträger 24 abgestützt.
Läßt man das Druckfluid aus der Kammer 31 wieder entweichen, schiebt die Tellerfeder 11 den Zylinder 7 wieder zurück und öffnet damit die Lamellenkupplung wieder. Bezugszeichen 1 Antriebswelle, Zentralrad, Anschlußglied 2 Kolben, Element, Zwischenglied 3 Linearmotor 4 Mitnahmeprofil 5 Wellenbund 32 Planetenrad 33 Planetengetriebe 34 Kammer 35 Bohrung 36 Bohrung 37 Axialnadellager 6 Sicherungsring 7 Innenlamellenträger, Zylinder, Element 8 Mitnahmeprofil 9 Stirnfläche 10 Sicherungsring 11 Tellerfeder 12 Dichtring 13 Umfangsnut 14 Außenfläche 15 Hohlzylinderfläche, Innenfläche 16 Dichtring 17 Umfangsnut 18 Innenfläche 19 Zylinderfläche, Außenfläche 20 Mitnahmeprofil 21 Innenlamelle 22 Endlamelle 23 Bund 24 Außenlamellenträger, Planetenträger, Anschlußglied 25 Mitnahmeprofil 26 Außen lamelle 27 Sicherungsring 28 Umfangsnut 29 Endscheibe 30 Planetenbolzen 31 Wälzlager - Leerseite

Claims

Lamellenkupplung Ansprüche 1. Fluidisch betätigte Lamellenkupplung mit einem Außenlamellenträger mit mindestens einer Außenlamelle und einem ersten Anschlußglied zur Drehmomentübertragung, mit einem Innenlamellenträger mit mindestens einer Innenlamelle und einem zweiten Anschlußglied zur Drehmomentübertragung, mit einem fluidisch betätigten Linearmotor mit zwei zueinander gegen Federkraft axial beweglichen Elementen in Form eines Kolbens und eines Zylinders, mit Dichtringen, die jeweils in einer Umfangsnut eines der beiden Elemente gehalten sind und auf einer zylindrischen Oberfläche des anderen Elements gleitend die beiden Elemente gegeneinander abdichten, wobei eines der beiden Elemente zusätzlich unmittelbar als Innenlamellenträger dient, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß - der Zylinder (7) zusätzlich unmittelbar als Innenlamellenträger (7) dient, - der Zylinder (?) über ein Mitnahmeprofil (8) drehfest und axial beweglich mit dem Kolben (2) verbunden ist, - der Kolben (2) drehfest mit einem der beiden Anschlußglieder (1) verbunden ist, - der Kolben (2) als Zwischenglied (2) das gesamte Drehmoment zwischen diesem Anschlußglied (1) und dem als Innenlamellenträger (7) dienenden Zylinder (7) überträgt, - der Linearmotor (3) radial innerhalb der Lamellen (21, 22, 26) angeordnet ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Linearmotor (3) axial innerhalb des Außenlame 1 lenträgers (24) angeordnet ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Umfangsnuten (17, 28) für die Dichtringe (12, 16) jeweils entweder in einer Außenfläche (14, 19) des Kolbens (2) oder in einer Innenfläche (18, 15) des Zylinders (7) angeordnet sind.
4. Kupplung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kupplung entweder durch Fluiddruck geschlossen und durch Federkraft geöffnet oder durch Fluiddruck geöffnet und durch Federkraft geschlossen wird.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine vorgespannte Tellerfeder (11) die Federkraft erzeugt.
6. Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß die Anschlußglieder (1, 24) ein Zentralrad (1) und ein Planetenträger (24) eines Planetengetriebes sind.
7. Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Kolben (2) und dem Planetenträger (24) ein Axiallager (30) angeordnet ist.