DE3738305A1 - Vorrichtung zum radialen zufuehren von druckfluessigkeit und/oder kuehlfluessigkeit zu hydraulisch betaetigten schaltelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum radialen Zuführen von Druckflüssigkeit und/oder Kühlflüssigkeit zu hydraulisch betätigten Schaltelementen, insbesondere zu einer Lamellenkupp­ lung oder Lamellenbremse o.dgl., die einen wenigstens einen Versorgungsanschluß aufweisenden Ring enthält, der in Umfangs­ richtung feststehend auf mindestens einem sich drehenden Teil gelagert ist, wobei zwischen dem Ring und dem sich drehenden Teil eine hydrostatische Lagerung vorgesehen ist, deren in Ringkammern o.dgl. gebildete Flüssigkeitsdruckkissen an die zu­ geführte Flüssigkeit angeschlossen sind.

Mit der Erfindung vergleichbare Lösungen sind in der DE-PS 20 24 638 und den zugehörigen Zusatzpatenten beschrieben, in denen axiale und radiale hydrostatische Lager zur Anwendung kommen. Diese Lager sind zwischen dem feststehenden Ring und den sich drehenden Teilen der Vorrichtung angeordnet, wobei die radialen Lager mit der anschließend zu einem Betätigungsorgan weiterge­ führten Flüssigkeit und die axialen Lager mit der Kühlflüssig­ keit versorgt werden.

Die bekannten radialen Zuführungen für Druckflüssigkeit können nur in einem begrenzten Durchmesserbereich verwendet werden, weil bestimmte Teile der Zuführung bei großen Wellendurchmes­ sern so schwer werden, daß das Eigengewicht der zu lagernden Teile eine zu hohe Belastung für die Lagerung ergibt. So lange die dem Betätigungsorgan zugeordnete Flüssigkeit unter Betäti­ gungsdruck steht, sind die in den Ringkammern gebildeten Flüs­ sigkeitsdruckkissen in der Lage, das Eigengewicht der zu la­ gernden Teile zu tragen. Dieses ist der Fall, wenn mittels Be­ tätigungsorgan z.B. eine Kupplung eingeschaltet ist. Dagegen ist bei ausgeschalteter Kupplung der Betätigungsdruck der dem Betätigungsorgan zugeordneten Flüssigkeit so gering, daß die Lagerlast höher ist als die Gegenkraft der Flüssigkeitsdruck­ kissen. Dabei genügt die Kühlölzuführung allein nicht, Flüssig­ keitsdruckkissen mit genügender Tragfähigkeit aufzubauen.

Zu schwache oder nicht vorhandene Flüssigkeitsdruckkissen be­ deuten erhöhte Reibung und damit einen größeren Verschleiß der Lagerung. Infolge des Verschleißes vergrößern sich die Ring­ spalte und dadurch die Leckage. Im Extremfall kann die Leckage der Zuführung so groß werden, daß kein genügend hoher Druck am Betätigungsorgan aufbaubar ist und somit die Kupplung nicht mehr geschaltet werden kann.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine radiale hydrostatische Öl­ zuführung für große Wellendurchmesser zu schaffen, deren Ver­ schleiß an den Flächen zum sich drehenden Teil gering ist und deren Tragfähigkeit in allen Drehzahlbereichen hoch ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichneden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, einen ausreichenden Lagerdruck in zwei, vorzugsweise symmetrisch auf die Länge der zu lagernden Teile verteilten Flüssigkeitsdruckkissen auch bei sehr schweren gegeneinander rotierenden Teilen aufrechtzuerhal­ ten. Der hydrostatische Druck in diesen Lagern kann bereits, durch eine geeignete Steuereinrichtung nach einem der Unteran­ sprüche, aufgebaut werden, ehe der Antrieb des drehenden Teiles erfolgt. Er bleibt aufrechterhalten, unabhängig davon, ob Druckflüssigkeit zur Betätigung der Kupplung oder Bremse zuge­ führt wird oder nicht. Eine geeignete Abstimmung der axialen Länge dieser Lagerflüssigkeitskissen auf den zur Verfügung ste­ henden Flüssigkeitsdruck und auf die aufzunehmenden Kräfte kann in bekannter Weise vorgenommen werden.

Vorteilhaft ist es aus baulichen Gründen, den Anschluß für die Zuführung zu den ständig druckbeaufschlagten Flüssigkeitskissen axial in der Stirnseite des Ringes vorzunehmen. Wenn dann der Druckanschluß zur Betätigung der Kupplung oder der Bremse eben­ falls stirnseitig angeordnet wird, dann bleibt genügend Platz, um den Kühlmittelanschluß über eine außenliegende Ringkammer radial nach innen zu führen und von dort aus, wegen der größe­ ren Menge, über zwei Ringkammern der axial verlaufenden Zuführung zur Weiterleitung des Kühlmittels zuzuleiten. Bei dieser Ausführungsform kann das drehende Teil drei voneinander getrennte Bohrungen, zwei zur Weiterleitung des Kühlmittels und eine zur Weiterleitung des Druckmittels zur Schaltung der Kupp­ lung oder Bremse aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß aus­ gestaltete Zuführeinrichtung zum radialen Zuführen von Druckflüssigkeit zu einer hydraulischen Schalt­ einrichtung,

Fig. 2 die Stirnansicht der Einrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schnittes durch die Einrichtung der Fig. 2 längs der Linie III-III,

Fig. 4 einen schematischen Teilschnitt durch die Einrich­ tung der Fig. 2 längs der Schnittlinie IV-IV und

Fig. 5 einen schematischen Teilschnitt durch die Einrich­ tung der Fig. 2 längs der Linie V-V.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ring (10) gezeigt, der zur Zufüh­ rung von Kühlöl und von Drucköl zu einer im Betrieb rotierenden Welle (9) dient, die im Ring (10) geführt ist. Der Ring (10) ist mit einem radialen Sackloch (30) versehen, in das ein fest­ stehender Bolzen (31) zur Verdrehsicherung eingreift. Zur Zu­ führung des Kühlöles ist der Ring (10) mit einer umlaufenden Vertiefung (23) in seiner Mitte versehen, die mit einem außen aufgesetzten Gegenring (24) einen Ringraum (25) bildet, in den von dem Gegenring (24) her das Kühlöl durch eine Anschlußboh­ rung (11) geführt wird. Der Ringraum (25) ist nach beiden axia­ len Richtungen hin durch Dichtungen (26) abgeschlossen, die zwischen dem Ring (10) und dem Gegenring (24) angeordnet sind. Von dem Ringraum (25) aus führen radiale Bohrungen (12, 13), die im einzelnen in Fig. 4 gezeigt sind, zu zwei nutenartigen Ringkammern (14 und 15), die mit Radialbohrungen (27 und 27′) in Verbindung stehen, die in der Welle (9) angeordnet sind und die in axial verlaufende Bohrungen (16, 16′) münden. Diese bei­ den axial verlaufenden Bohrungen (16, 16′) führen in nicht nä­ her dargestellter Weise zu der zu kühlenden Stelle der eben­ falls nicht gezeigten hydraulisch schalteten Kupplung oder Bremse.

Der Ring (10) ist außerdem an einer seiner Stirnseite mit einem Druckölanschluß (17) versehen, der in eine axial im Ring (10) verlaufende Bohrung (18) mündet, die wiederum in eine Radial­ bohrung (19) übergeht, welche in eine Ringkammer (20) mündet, die zu der Welle (9) hin offen ist. Die Radialbohrung (19) ist in bekannter Weise radial nach außen hin durch eine Verschluß­ schraube (28) abgedichtet. Die Welle (9) wiederum weist eine radial verlaufende Bohrung (21) auf, die außen in die Ringkam­ mer (20) und innen in eine axial verlaufende Druckölbohrung (22) mündet, die zu dem nicht gezeigten druckölgesteuerten Schaltteil der Bremse oder der Kupplung führt. Am Anschluß (17) sind Druckmittel, insbesondere Drucköl angeschlossen, das unter Druck kommt, wenn die Bremse oder die Kupplung geöffnet oder geschlossen werden soll.

Der Ring (10) ist aber außer dem Druckölanschluß für die Schaltzwecke noch mit einem weiteren stirnseitigen Druckanschluß (1) ausgerüstet, der in eine im Ring (10) verlaufende axiale Bohrung (2) mündet, die wiederum über zwei radiale Bohrungen (3 und 4), die jeweils nach außen durch Verschlußschrauben (29) abgedichtet sind, in zwei Ringkammern (7 und 8) mündet, die wiederum zur Welle (9) hin offen sind. Diese beiden Ringkammern (7 und 8) stellen die beiden äußersten Ringkammern des Ringes (10) dar. Sie dienen als hydrostatische Lager für die Welle (9) und sie sind zu diesem Zweck so bemessen, daß sie das Gewicht der gesamten zu lagernden Teile aufnehmen können. Zu diesem Zweck ist ihre axiale Länge so bemessen, daß der darin durch das Anlegen des Druckmittels am Anschluß (1) entstehende Druck ausreicht, um die Welle (9) und die darin angeordneten Teile tragen kann. Da die beiden Ringkammern (7 und 8) den größten Abstand zueinander aufweisen, der im Ring (10) verwirklichbar ist, stellen sie zusammen eine stabile hydrostatische Lagerung dar.

Die Wirkungsweise der neuen Zuführeinrichtung ist folgende:

Beim Einschalten des nicht dargestellten Antriebs zur Bewegung des drehbaren Teiles (9) wird zunächst eine nicht dargestellte Hydraulikpumpe in Gang gesetzt, die über den hydraulischen An­ schluß (1) in den Ringkammern (5, 6) Flüssigkeitsdruckkissen (7, 8) aufbaut. Mit einer definierten Verzögerung setzt sich das drehbare Teil (9) in Bewegung. Somit ist auch im Betriebs­ zustand "Anfahren" das hydrostatische Lager voll funktionsfä­ hig. Präzise Lagerung und minimaler Verschleiß sind gesichert.

Unabhängig von der Versorgung des hydraulischen Anschlusses (1) von der nicht dargestellten Hydraulikpumpe wird der Kühlölan­ schluß (11) von der gleichen Hydraulikpumpe bzw. von einer un­ abhängigen Hydraulikpumpe mit Kühlöl versorgt. Das Kühlöl fließt über die radialen Bohrungen (12, 13), die Ringkammern (14, 15), über die axiale Bohrung (16) zur vorgesehenen, nicht dargestellten Kühlzone.

Unabhängig vom Fluß des Kühlmittels wird der hydraulische An­ schluß (17) im Betriebszustand "Einschalten" der Kupplung bzw. der Bremse von der gleichen Hydraulikpumpe versorgt, die den hydraulischen Anschluß (1) speist, und die zu diesem Zweck mit einer Leistungsregelung versehen sein kann. Über den hydrauli­ schen Anschluß (17) fließt die Flüssigkeit über die axiale Boh­ rung (18), die radiale Bohrung (19), die Ringkammer (20), die radiale Bohrung (21) und die axiale Bohrung (22) zum nicht dar­ gestellten Betätigungsorgan. Im Betriebszustand "Ausschalten" der Kupplung bzw. der Bremse ist die Flüssigkeitsversorgung des hydraulischen Anschlusses (17) unterbrochen, während der hy­ draulische Anschluß (1) weiterhin mit Flüssigkeit durch die Hy­ draulikpumpe versorgt wird. Zu diesem Zweck ist ein nicht dar­ gestelltes Hydraulikumschaltventil vorgesehen.

Die Hydraulikpumpe ist mit einer definierten Verzögerung nach Stillstand des drehbaren Teiles (9) ausschaltbar.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum radialen Zuführen von Druckflüssigkeit und/oder Kühlflüssigkeit zu hydraulisch betätigten Schaltelemen­ ten, insbesondere zu einer Lamellenkupplung oder Lamellenbremse o.dgl., die einen wenigstens einen Versorgungsanschluß aufwei­ senden Ring enthält, der in Umfangsrichtung feststehend auf mindestens einem sich drehenden Teil gelagert ist, wobei zwi­ schen dem Ring und dem sich drehenden Teil eine hydrostatische Lagerung vorgesehen ist, deren in Ringkammern o.dgl. gebildete Flüssigkeitsdruckkissen an die zugeführte Flüssigkeit ange­ schlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei, von den übrigen Ringkammern getrennte Ringkammern (5, 6) vorge­ sehen sind, die mit einer unter ausreichendem Druck stehenden Flüssigkeit zur Bildung ständig tragender Flüssigkeitskissen (7, 8) beaufschlagt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ring (10) eine zu den zusätzlichen Ringkammern (5, 6) für die tragenden Flüssigkeitsdruckkissen führende axiale Zuführbohrung (2) mit einem stirnseitigen Anschluß (1) angeord­ net ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß eine von der Zuführbohrung (2) und den Ringkammern (5, 6) unabhängige zweite axiale Bohrung (18) mit einem stirnseiti­ gen Anschluß (17) für die Versorgung des Schalt- oder Betäti­ gungsorganes angeordnet ist, und daß mindestens eine weitere, radiale Bohrung (12, 13) vorgesehen ist, die mit einem Kühlölan­ schluß (11) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite axiale, zu einem Betätigungsorgan weiterführende Bohrung in mindestens eine radial umlaufende Ringkammer inner­ halb des Ringes mündet, und daß die weitere axiale mit dem Kühlanschluß versehene Bohrung in mindestens eine weitere radi­ al umlaufende Ringkammer im Ring mündet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des sich drehenden Teiles voneinander unabhängi­ ge axiale Bohrungen angeordnet sind, die mit radialen nach au­ ßen führenden Bohrungen verbunden sind, die jeweils den Ring­ kammern auf der einen Seite, und auf den anderen Seiten einem Betätigungsorgan und einer zu kühlenden Zone zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammern (5, 6) für die tragenden Flüssigkeitskissen (7, 8) axial außerhalb der anderen Ringkammern (14, 15, 20) an­ geordnet und in ihrer axialen Länge an die aufzunehmenden Kräf­ te und den Flüssigkeitsdruck angepaßt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußbohrung (2) für die tragenden Flüssigkeitskissen (7, 8) mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, die den Flüssigkeitszufluß freigibt, ehe der Antrieb des drehenden Tei­ les (9) erfolgt.