DE3806974C2 - Hydraulisch betätigbare Kupplung und Schleppwirkungsbremse - Google Patents
Hydraulisch betätigbare Kupplung und SchleppwirkungsbremseInfo
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- DE3806974C2 DE3806974C2 DE19883806974 DE3806974A DE3806974C2 DE 3806974 C2 DE3806974 C2 DE 3806974C2 DE 19883806974 DE19883806974 DE 19883806974 DE 3806974 A DE3806974 A DE 3806974A DE 3806974 C2 DE3806974 C2 DE 3806974C2
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D67/00—Combinations of couplings and brakes; Combinations of clutches and brakes
- F16D67/02—Clutch-brake combinations
- F16D67/04—Clutch-brake combinations fluid actuated
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigbare Kupplung
gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Das Schmier- und/oder Kühlmittel kann wegen des Schleppwir
kungseffekts eine ungewollte Rotation des angetriebenen Teils
der Kupplung hervorrufen, während diese sich im ausgerückten
Zustand befindet, so daß es beispielsweise schwierig und ge
fährlich sein kann, auf eine betreffende Zapfwelle irgendein
Organ oder Werkzeug aufzusetzen und/oder es kann ungewollt
und somit in gefährlicher Weise die Drehung dieses Organs
oder Werkzeugs hervorgerufen werden.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist es bereits vorge
schlagen worden, diesem angetriebenen Teil eine Bremse zuzu
ordnen, allgemein als Schleppwirkungsbremse bezeichnet, die
in der Lage ist, von selber zu wirken, wenn die Kupplung sich
im ausgerückten Zustand befindet.
Bis zum heutigen Tag ist eine solche Ausbildung stets recht
teuer und zwar insbesondere wegen der zusätzlichen Kompli
ziertheit, die sich aus der Anordnung der Mittel ergibt, die
zum Einsatz der Steuerung einer solchen Schleppwirkungsbremse
erforderlich sind. Wenn darüber hinaus diese Steuermittel
elastische Mittel sind, dann wirken sie selbst dann, wenn der
zugeordnete Motor angehalten ist, und wirken noch einer frei
en Rotation des angetriebenen Teils der Kupplung in einer
solchen Situation entgegen, in der es wünschenswert wäre,
über eine solche freie Rotation des angetriebenen Teils zu
verfügen, um das Organ oder das zu betätigende Werkzeug
leichter auf die Zapfwelle aufsetzen zu können.
Um diese Nachteile zu überwinden, könnte man daran denken,
die Versorgung des Schmier- und/oder Kühlmittelkreislaufs zu
unterbrechen, wenn sich der Kolben in einem ausgerückten Zu
stand und somit die Kupplung selber sich in einem ausgerück
ten Zustand befinden, um somit vollständig das übertragene
Moment zu annullieren, um sich auf diese Weise vom Einsatz
einer Schleppwirkungsbremse freizumachen.
Aus der DE 22 52 131 C2 ist eine druckmittelbetätigte Reibschei
benkupplungs- und Bremsvorrichtung bekannt, bei der ein von
einer Pumpe erzeugter Fluiddruck während des Ausrückvorgangs
der Kupplung auf eine Kolbenzylindereinheit und nachgeschal
tet über den Kolben der Kolbenzylindereinheit auf eine Schei
benbremseinrichtung wirkt, um durch die Bremswirkung der
Scheibenbremse eine zugeordnete Welle abzubremsen.
Bei dieser Vorrichtung wird der Ausrückvorgang über eine He
belbetätigung bewirkt, die zum einen das Ausrücklager gegen
eine Kupplungsfeder drückt und gleichzeitig mit dieser Bewe
gung eine Hülse vorschiebt, die den permanenten Fluidstrom im
wesentlichen unterbricht und zur Bremsanlage umleitet.
Aus der EP 0 129 898 A1 ist eine Kupplung mit Schleppwirkungs
bremse bekannt, bei der sowohl die Kupplung als auch die
Schleppwirkungsbremse über jeweils zugeordnete Ringkolben be
tätigt werden, die ihrerseits von einzeln zugeordneten Druck
ventilen gesteuert werden. Diese Druckventile werden sequen
tiell von Nocken betätigt, die über eine Pedalmechanik steu
erbar sind.
Aus der GB 2 071 256 A1 ist ebenfalls eine Kupplung mit Schlepp
wirkungsbremse bekannt, wobei ein Steuerventil die Betätigung
einerseits der hydraulischen Kupplungsbeaufschlagung, ande
rerseits der Bremsbeaufschlagung steuert.
Obwohl dies bei normalen Gebrauchsbedingungen zufriedenstel
lend sein kann, kann diese Anordnung bei besonders widrigen
Betriebsbedingungen unbefriedigend sein.
Die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen, wird durch die im
Hauptanspruch angegebenen Maßnahmen
gelöst.
Eine solche erfindungsgemäße Zuordnung macht die Verwendung
einer Schleppwirkungsbremse einfachen und kostengünstigen
Aufbaus möglich.
Die Anordnung ist in einem Gehäuse eingesetzt, wobei die Aus
gangsnabe dem angetriebenen Teil einer solchen Anordnung
angehört. Bei einem solchen Aufbau kann die Schleppwirkungs
bremse gemäß der Merkmale des Anspruchs 2 in einfacher Weise
hergestellt sein.
Vorteilhafterweise kann zur Versorgung mit Schmier- und/oder
Kühlmittelfluid dieser Druckkammer mit variablem Volumen ein
Zentrifugalventil eingesetzt werden, um die entsprechende
Versorgung oberhalb einer bestimmten Drehzahl zu unterbre
chen, was jeglichen Energieverbrauch durch die Schleppwir
kungsbremse vermeidet, wenn die Kupplung sich im eingerückten
Zustand befindet und die Aktion der Bremse nicht erforderlich
ist.
In jedem Fall ist die Steuerung der erfindungsgemäß einge
setzten Schleppwirkungsbremse hydraulisch und geht von einem
Fluid aus, dessen Druck mit der Drehzahl des Motors gekoppelt
ist, wobei die Schleppwirkungsbremse vorteilhafterweise voll
ständig die Ausgangsnabe der Kupplung freisetzt, wenn der Mo
tor steht, so daß sich das Aufsetzen eines beliebigen Organs
oder Werkzeugs auf eine entsprechende Zapfwelle vorteilhaf
terweise erleichtert wird.
Gleichzeitig arretieriert die erfindungsgemäße Schleppwir
kungsbremse jedes Mal die Ausgangsnabe, wenn die Kupplung in
den ausgerückten Zustand gesteuert wird, wodurch jedes uner
wartete Ingangsetzen des Organs oder betreffenden Werkzeugs
verhindert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand in der Zeichnung
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Axialschnitts einer erfindungs
gemäßen hydraulisch betätigbaren Kupplung entlang
der unterbrochenen Linie I-II in Fig. 2 im einge
rückten Zustand,
Fig. 2 eine Ansicht aus Richtung des Pfeils II in Fig. 1
auf die Rückseite der Anordnung,
Fig. 3 eine Teilansicht eines Schnitts in Umfangsrichtung
entlang der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine Ansicht eines Axialschnitts, der zum Teil die
Ansicht aus Fig. 1 wiedergibt, jedoch im ausgerück
ten Zustand der Kupplung,
Fig. 5 eine Ansicht eines Axialschnitts in anderem Maß
stab, der analog der Ansicht in Fig. 1 lediglich
einen Teil wiedergibt und eine Ausführungsvariante
betrifft,
Fig. 6 eine Teilansicht eines Axialschnitts, in der ein
Teil der Fig. 5 wiedergegeben ist und die Funkti
onsweise dieser Ausführungsvariante wiedergibt, und
Fig. 7, 8 und 9 jeweils Ansichten von Axialschnitten, die
jeweils teilweise nach Art der Fig. 6 Bereiche ent
sprechend der Fig. 5 wiedergeben und zwar jeweils
verschiedene Ausführungsformen.
Wie in diesen Figuren dargestellt, weist die erfindungsgemäße
hydraulisch betätigbare Kupplung einen Hohlkörper 10 auf, der
in einem Gehäuse 11 drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse ist
in den Figuren lediglich teil- und stellenweise wiedergege
ben, es bildet gleichzeitig eine Quelle für unter Druck ste
hendes Fluid, durch Wiederaufnahme über eine nicht darge
stellte Pumpe des enthaltenen Fluids, und einen Auffangbehäl
ter.
Der Hohlkörper 10 weist in axialer Richtung
eine erste rohrförmige Nabe 12 auf, der Einfachheit halber
als Eingangsnabe bezeichnet, mittels welcher er, unter Zwi
schenschaltung zweier Kugellager 13 und eines zwischen diesen
einen Verteiler 14 bildenden Rings in einer Bohrung 15 des
Gehäuses 11 drehbar eingesetzt und drehfest auf eine erste
Welle, hier eine nicht dargestellte Eingangswelle aufgekeilt
ist, wozu eine Innenbohrung 16 dieser Nabe 12 mit Keilnuten
versehen ist.
An seinem Ende, das der mit Keilnuten versehenen Bohrung ab
gewandt ist, trägt die Eingangsnabe 12 in Querrichtung ver
laufend einen ringförmigen Flansch 18 und ist axial über die
sen Flansch hinaus durch eine an ihrem Ende ein axiales An
satzstück 20 bildende Hülse 19 verlängert.
Die Eingangsnabe 12, der ringförmige Querflansch 18 und die
Hülse 19 bilden gemeinsam ein einstückiges Teil.
Die Eingangsnabe 12 weist im Inneren über einen Teil ihrer
Länge eine Blindbohrung 22 auf, die, sich in Längsrichtung
erstreckend, auch die Hülse 19 durchdringt und in geeigneter
Weise an ihrer Ausmündung auf der quer verlaufenden Endfläche
dieser Hülse verschlossen ist.
Diese Bohrung 22 steht über einen seitlich ihres Blindbodens
angeordneten Kanal 23 mit einem ringförmigen Spalt 24 in
Strömungsverbindung, welcher Spalt zwischen der Eingangsnabe
12 und dem Ring 14 vorgesehen ist. Über Bohrungen 26, die in
Querrichtung in letzterem ausgebildet sind, kann durch die
zugeordnete Förderpumpe unter Druck stehendes Fluid zuge
speist werden.
Das gleiche gilt für die Innenbohrung 27 der Eingangsnabe 12.
Die Nabe weist zu diesem Zweck in Querrichtung mindestens
einen weiteren in den Figuren nicht sichtbaren Kanal auf.
An seinem Außenumfang weist der ringförmige Flansch 18 des
Hohlkörpers 10 zum Antrieb der Förderpumpe eine Verzahnung 30
auf.
In seinem Mittelbereich ist an dem ringförmigen Flansch, bei
spielsweise mittels Nieten 31, eine Schürze 32 befestigt, die
die im wesentlichen zylindrische Seitenwand des Hohlkörpers
10 bildet, und die, um auf diese Weise an dem ringförmigen
Querflansch 18 befestigt zu werden, in Berührkontakt mit die
sem einen radial zur Achse der Anordnung errichteten Rand 33
aufweist.
Diese Schürze 32 erstreckt sich koaxial zur Hülse 19; in
gleicher Richtung und zwischen der Schürze und dieser Hülse
19 ist axial abgedichtet ein Ringkolben 35 axial bewegbar.
Der Kolben 35 begrenzt mit dem Flansch 18, der Hülse 19 und
der Schürze 32 eine Druckkammer 36 mit variablem Volumen, die
einen Zylinder bildet, der über zumindest einen Kanal 37, der
in Querrichtung in der Hülse ausgebildet ist, und zwar an
dessen Übergang zum Flansch 18, mit der vorhergenannten Boh
rung 22 in Strömungsverbindung steht, um mit unter Druck ste
hendem Fluid gespeist zu werden.
Zu seiner Abdichtung trägt der Kolben 35 eine Dichtung, die
in Kontakt mit der zugeordneten Innenfläche der Schürze 32
steht; in gleicher Weise trägt die Hülse 19 im Kontakt mit
dem Kolben ebenfalls eine Dichtung.
Auf dem axialen Ansatzstück 20, das das Ende der Hülse 19
darstellt, ist unter Zwischenschaltung von Lagermitteln, die
praktisch aus einem einzelnen Kugellager 38 bestehen, eine
zweite rohrförmige Nabe 39 aufgesetzt, der Einfachheit halber
als Ausgangsnabe bezeichnet.
Auf einer ersten Seite trägt diese Ausgangsnabe 39 axial vor
springend einen Kranz 40, der sich in seiner Gesamtheit in
nerhalb des Hohlkörpers 10 in Richtung des Kolbens 35 er
streckt und zwar etwa gegenüber der Mittelzone dieses Kol
bens.
Auf der gegenüberliegenden Seite ragt die Ausgangsnabe 39
über den Hohlkörper 10 hinaus und bildet durch eine Innenboh
rung 43 einen rohrförmigen Ansatz 42, der mit Keilnuten ver
sehen ist und mittels welchen er drehfest auf einer zweiten
Welle, hier eine getriebene Welle, aufschiebbar ist.
Auf dem Kranz 40 der Ausgangsnabe 39 sind über eine Keilver
zahnung, die eine freie axiale Bewegung zuläßt, eine Vielzahl
von Reibscheiben 44 aufgesetzt, in der dargestellten Ausfüh
rungsform deren vier, die über eine Verzahnung 45 an ihrem
Innenumfang auf Keilnuten 46 der Außenfläche dieses Kranzes
aufgesetzt sind.
Mit diesen Scheiben 44 wechseln in axialer Richtung Zwischen
scheiben 47 ab, die über eine an ihrem Außenumfang ausgebil
dete Verzahnung 48 mit in axialer Richtung nebeneinanderlie
gend an der Schürze 32 ausgebildeten Nuten 49 drehfest in
Eingriff stehen.
Die Scheiben 44 und 47 erstrecken sich in axialer Richtung
zwischen zum einen einer ringförmigen Verlängerung 50, die
der ringförmige Kolben 35 in Richtung von dem Flansch 18 fort
axial vorspringend aufweist, und zum anderen einem Flansch
oder einer Gegendruckplatte 51, die in axialer Richtung am
Ende der Schürze 32 drehfest an dieser aufgekeilt ist.
Dieser Flansch 51 ist mittels zweier Zähne 52 auf der Schürze
32 verkeilt, wobei die Zähne an sich diametral gegenüberlie
genden Stellen vorgesehen sind und axial in zwei zugeordnete
Nuten 49 eingreifen.
Gleichzeitig ist der Flansch 51 axial mittels eines Rings 53,
der durch einen radialen Schlitz geöffnet ist, in axialer
Richtung verkeilt, wobei der Ring sowohl in einer Nut 54 der
Schürze 32, als auch in einer Nut 55 des Flansches 51 ein
greift.
Um zu verhindern, daß der auf diese Weise eingesetzte Ring 53
sich fehlerhaft von alleine schließen kann, wodurch die Ge
fahr einer Loslösung des Flansches 51 von der Schürze 32 be
steht, kann ihm ein Ring, in den Figuren nicht deutlich er
kennbar, zugeordnet sein, der beispielsweise tangential durch
eine Öffnung des Flansches eingesetzt, den Raum zwischen die
sem und dem Boden der Nut 55 ausfüllt.
Der Flansch 51 erstreckt sich radial zwischen der Schürze 32
und der Ausgangsnabe 39 und ist auf das Kugellager 38 aufge
preßt; eine Schraube 57, die axial auf dem Ansatz 20 aufge
schraubt ist, sichert die axiale Lage der Anordnung im Ver
hältnis zum Hohlkörper 10.
Aus Gründen, die nachfolgend erläutert werden, ist zwischen
dem Kugellager 38 und einer Schulter 58 des axialen Ansatzes
20 axial eine sich in Querrichtung erstreckende ringförmige
Scheibe 60 eingesetzt, die von der Schraube 57 unter Klemmung
gehalten ist.
Außen ist die Schürze 32 in der Nähe ihres Endes durch einen
Ring 61 verstärkt, der beispielsweise durch Verschweißen auf
ihr festgelegt ist.
Innen ist der ringförmige Kolben 35 zwischen zwei Positionen
axial bewegbar, nämlich einer vorgerückten Einrückposition
(vergl. Fig. 1), in der er, belastet durch das unter Druck
stehende Fluid, das in der Druckkammer 36 von der Förderpumpe
geliefert wird, die axiale Klemmung der Scheiben 44 und 47
gegen den Flansch 51 sicherstellt und einer zurückgezogenen
Ausrückstellung (vergl. Fig. 4), in der er diese Scheiben
freisetzt.
Diesem Kolben 35 sind federnde Rückstellmittel zugeordnet,
die ihn dauerhaft in Richtung seines ausgerückten Zustands
belasten.
Es handelt sich dabei um eine Feder 62, die sich an dem ring
förmigen Querflansch 60 abstützt und axial gegen den Boden 63
eines ringförmiges Napfs 64 drückt, dessen Rand 65 axial zwi
schen der ringförmigen Verlängerung des ringförmigen Kolbens
35 und der Schichtung der Scheiben 44 und 47 eingesetzt ist.
Zwischen dem Rand 65 dieses ringförmigen Napfs 64 und der
ringförmigen Verlängerung 50 ist des weiteren ein axial wir
kender elastischer Ring vom Typ Belleville-Ring eingesetzt.
Schließlich ist in der ringförmigen Verlängerung 50 zumindest
ein Einwegventil 68 ausgebildet, das eine Verbindung zwischen
dem Innenvolumen der Schürze 32 und der Druckkammer 36 ge
stattet, jedoch eine umgekehrte Verbindung verhindert.
Des weiteren ist in dem Hohlkörper 10 ein Schmiermittel- und/oder
Kühlmittelkreislauf 70 ausgebildet, der insbesondere
die Reibscheiben 44 zur Kühlung umspült.
Allgemein erfolgt die Speisung des Schmiermittel- und/oder
Kühlreislaufs 70 im wesentlichen in axialer Richtung, der
Kreislauf durchspült anschließend im wesentlichen radial in
seiner Gesamtheit das Innenvolumen des Hohlkörpers 10 bevor
das entsprechende Fluid abfließt, insbesondere über die axia
len Nuten 49 in der Schürze 32.
Ein davon unterschiedliches Fluid, welches die Speisung der
Druckkammer 36 sichert, kann zur Speisung des Kreislaufs 70
herangezogen werden, aber, aus Einfachheitsgründen handelt es
sich um dasselbe Fluid. Beispielsweise, und wie durch die
Pfeile F in Fig. 1 dargestellt, tritt zumindest ein Teil des
unter Druck stehenden Fluids, das die Innenbohrung der Ein
gangsnabe 12 erreicht, zumindest über einen Kanal 72, der in
der Hülse 19 quer angebracht ist, in das Innenvolumen der
Schürze 32 ein.
Im Versorgungsweg dieses Kreislaufs 70 sind Absperrmittel 75
vorgesehen, die unter Steuerung des Kolbens 35 geeignet sind,
die Versorgung des Kreislaufs 70 abzusperren, wenn sich der
Kolben in der zurückgezogenen Ausrückposition befindet.
Der Kolben 35 ist auf der Hülse 19 bewegbar angeordnet, wobei
die Versorgung des Kreislaufs 70 zumindest teilweise, wie
oben beschrieben, durch mindestens einen Durchgang 72 ge
schieht, der in der Hülse 19 ausgebildet, auf der Oberfläche
der Hülse an der Seite des Kolbens 35 ausmündet, die den
Reibscheiben 44 zugewandt ist. Der Kolben 35 weist eine ring
förmige Verlängerung 76 auf, die, koaxial zur Hülse 19, sich
über die Ausmündung des Durchgangs 72 auf der Oberfläche der
Hülse 19 hinaus erstreckt, wobei die Absperrmittel 75 eine
Sperrschulter 77 besitzen, die der ringförmigen Verlängerung
76 angehört und die zwischen der genannten Ausmündung und dem
Kreislauf 70 mit einer Anschlagschulter 79 zusammenwirkt, die
an der Hülse 19 ausgebildet ist, um eine Absperrung hervorzu
rufen. Es sind mehrere Durchgänge 72 in der Hülse 19 vorgese
hen, die sich im wesentlichen radial erstrecken.
Die radiale Verlängerung 76 erstreckt sich am Innenumfang des
Kolbens in unmittelbarer Nachbarschaft der Hülse 19. Radial
zurückspringend ist an zumindest einem der beiden Teile, die
von der Hülse 19 und der ringförmigen Verlängerung 76 ausge
bildet sind, zumindest ein Absatz 80 ausgebildet, der sich
axial von der Ausmündung des Durchgangs 72 bis zum Ende der
Hülse 19 hinzieht.
Ein solcher Absatz ist sowohl an der Außenfläche der Hülse
19, wie auch an der Innenfläche der ringförmigen Verlängerung
76 derart vorgesehen, daß beide Absätze oder Hinterschneidun
gen 80 einen freien Spalt 82 zwischen der Hülse 19 und der
ringförmigen Verlängerung 76 bilden.
Folglich wird die Sperrschulter 77 von einer winkligen Abbie
gung 83 getragen, die radial zur Achse der Anordnung weisend
am Ende der ringförmigen Verlängerung 76 ausgebildet ist. Die
von der Hülse 19 getragene Anschlagschulter 79 wird von einer
quer verlaufenden Fläche einer Hinterschneidung gebildet, die
an dem entsprechenden Ende der Hülse ausgebildet ist.
Wenn sich in der Druckkammer 36 unter Druck stehendes Fluid
befindet, steht der ringförmige Kolben 35 in der vorgescho
benen Einrückstellung, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei die
Scheiben 44 und 47 geklemmt und die Eintrittsnabe 12 und der
rohrförmige Ansatz 42 dann drehfest miteinander verbunden
sind und die Kupplung sich im eingerückten Zustand befindet.
Demzufolge weist in diesem eingerückten Zustand des ringför
migen Kolbens 35 die Absperrschulter 77 einen Abstand von der
Anschlagschulter 79 der Art auf, daß die Versorgung des
Kreislaufs 70 mit Fluid frei erfolgen kann.
Demzufolge ist der Kreislauf 70 im eingerückten Zustand der
Kupplung in Betrieb und die Absperrmittel 75 inaktiv.
Wenn demgegenüber der Druck des Fluids in der Druckkammer 36
abgebaut wird, fährt der ringförmige Kolben 35 unter Bela
stung der Feder 62 in die zurückgezogene Ausrückstellung ge
mäß Fig. 6 und die Scheiben 44 und 47 sind freigesetzt, die
Kupplung befindet sich somit im ausgerückten Zustand.
In diesem ausgerückten Zustand wird jedoch nun der ringför
mige Kolben 35 mit der Sperrschulter 77 gegen die Anschlag
schulter 79 gedrückt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, so
daß nunmehr die Absperrmittel 75 aktiv sind und dadurch die
Versorgung des Kreislaufs 70 unterbrochen ist. Aufgrund der
Abdichtung, die zwischen der Hülse 19 und dem ringförmigen
Kolben 35 stattfindet, ist dieser Versorgungsweg nunmehr ver
schlossen, trotz der zwangsläufigen Herstelltoleranzen zwi
schen den ringförmigen Kolben 35 und der Hülse 19. Aufgrund
der Tatsache, daß der Kreislauf 70 normalerweise nicht mehr
mit unter Drucks stehendem Fluid gespeist wird, ist das
Schleppmoment, dem die Ausgangsnabe 39 ausgesetzt ist, wenn
nicht gleich Null, so doch zumindest weitgehend reduziert.
Erfindungsgemäß und in Kombination mit einer solchen Ordnung
ist der Ausgangsnabe 39 eine hydraulisch gesteuerte Schlepp
wirkungsbremse zugeordnet, deren Steuerfluid von dem Schmier
mittel- und/oder Kühlfluid abgegriffen wird, wobei die Ab
zweigung im Verhältnis zu den Absperrmitteln 75 geschieht.
Die Schleppwirkungsbremse 85 weist eine Reibscheibe 86 auf,
die drehfest auf einem beliebigen der Elemente, die das Ge
häuse 11 oder die Ausgangsnabe 39 bildet, verkeilt ist, wobei
jeweils zu beiden Seiten der Reibscheibe 86 zwei Platten 87
angeordnet sind, die beide drehfest auf dem anderen der bei
den genannten Elemente festgelegt sind und von denen eine
axial gegen einen Anschlag 88 anliegt, der bezüglich eines
der Elemente, an dem sie drehfest gehalten ist, festliegt
während die andere einer Druckkammer mit variablem Volumen 90
ausgesetzt ist. Diese Druckkammer ist mit der Schmiermittel- und/oder
Kühlmittelfluidversorgung oberhalb der in den Kreis
lauf 70 eingeschalteten Absperrmittel 75 verbunden, d. h. zwi
schen dem Eingang der Einspeisung und den Absperrmitteln 75,
wobei die Betrachtungsrichtung derart angenommen wird, daß
sie von der Einspeisung in Richtung des Kreislaufs verläuft.
Die Schleppwirkungsbremse weist eine einzige Reibscheibe 86
auf, die drehfest an dem Gehäuse 11 festgelegt ist, während
die Platten 87, die diese Scheibe umschließen, drehfest auf
der Ausgangsnabe 39 aufgekeilt sind, genauer gesagt, auf dem
rohrförmigen Ansatz 42 dieser Nabe. Zu diesem Zweck weisen
die Platten 87 an ihrem Innenumfang eine Verzahnung auf, die
beispielsweise auf zwei Zähne 89 beschränkt ist, welche an
einander diametral gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind
und mittels welchen sie in Eingriff mit axial verlaufenden
Nuten 91 in dem Außenumfang des rohrförmigen Ansatzes 42 ste
hen.
Der diesen Platten 87 zugeordneten Anschlag 88 wird von einem
radial federnd verformbaren Ring gebildet, beispielsweise ei
nem geschlitzten Federring der auf der Seite der Platte 87
angeordnet ist, die axial dem Hohlkörper 10 abgewandt ist und
der in Eingriff mit einer Nut steht, die ringförmig auf dem
Außenumfang des ringförmigen Ansatzes 42 ausgearbeitet ist.
Vorzugsweise wirken zwischen den beiden Platten 87 Federmittel
mit axialer Wirkung, die geeignet sind, die Platte relativ
auseinander zu drängen, wobei es sich um einen gewellten Fe
derring 100 vom Typ der Handelsmarke "ONDUFLEX" handelt.
In einer Ausführungsvariante kann es sich dabei auch um einen
einfachen Ring aus elastischem Material handelt. Die Druck
kammer 90 der Schleppwirkungsbremse 95 ist zwischen der Aus
gangsnabe 39 und einem in der Kammer verschiebbar angeordne
ten Kolben 102 ausgebildet. Dieser Kolben 102 weist zum einen
in axialer Richtung eine Schürze 103 auf, wobei er mittels
einem Ende dieser Schürze verschiebbar auf dem fortlaufenden
Abschnitt der Ausgangsnabe 39 aufgesetzt ist. Mit dem Rand
des anderen Endes der Schürze drückt er auf die Platte 87,
die dem Hohlkörper 10 zugewandt ist. Zum anderen besitzt der
Kolben 102 in Querrichtung verlaufend einstückig mit der
Schürze ausgebildet, einen ringförmigen Flansch 104, wobei er
mit dessen Innenumfang verschiebbar auf dem ringförmigen An
satz 42 der Ausgangsnabe 39 aufgesetzt ist. Die auf diese
Weise gebildete Druckkammer 90 steht in Strömungsverbindung
mit dem Innenraum des Gehäuses 11 und zwar über zumindest
eine Leckbohrung 106 des Kolbens 102.
Diese Öffnung 106 ist in Querrichtung in der sich axial er
streckenden Schürze 103 des Kolbens 102 ausgearbeitet. In der
insbesondere in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausfüh
rungsform ist die Druckkammer 90 unmittelbar mit der Versor
gung für das Schmiermittel und/Kühlmittelfluid verbunden.
Die entsprechende Abzweigung weist von der Innenbohrung 27
der Eingangswelle 12 eine Bohrung 107, ausgebildet in axialer
Richtung in der Schraube 57, die am Ende der Nabe eingesetzt
ist, und zumindest eine Bohrung 108 auf, welche letztere in
geeigneter Weise in der Ausgangsnabe 39 ausgebildet ist.
Die Bohrung 108 besitzt einen ersten Teilabschnitt 109, der,
in Querrichtung ausgelegt, die Ausgangsnabe durchquert und an
der Außenoberfläche der Nabe in geeigneter Weise verschlossen
ist, und im Winkel zu diesem einen zweiten Abschnitt 110, der
in die Druckkammer mit variablem Volumen 19 einmündet, um
diese zu versorgen.
Dank der Bohrungen 107, 108 und in Richtung des Pfeils F′ in
den Fig. 1 bis 4 ist durch die Abzweigung von der Zirkula
tion des Schmier- und/oder Kühlmittelfluids, dargestellt
durch den Pfeil F, eine permanente Versorgung des Innenvolu
mens im laufenden Bereich der Ausgangsnabe wirksam etabliert.
Dieses Innenvolumen 111 ist in geeigneter Weise durch eine
Platte 112 abgeschlossen, die in der Bohrung der Ausgangsnabe
39 eingepreßt ist und sich axial in Anlage gegen eine Quer
schulter dieser Nabe befindet.
Es ist zu bemerken, daß die Kugellagermittel, die von dem Ku
gellager 38 gebildet werden, das zwischen der Eingangsnabe 12
und der Ausgangsnabe 39 eingesetzt ist, ihrerseits die Ab
zweigung begrenzen, welche auf diese Weise die Druckkammer 90
der erfindungsgemäß eingesetzten Schleppwirkungsbremse mit
Fluid versorgen. Diese Abzweigung weist neben den Bohrungen
107, 108 und dem Innenvolumen 111 der Ausgangsnabe 39 einen
Fluidabschnitt auf, der, herkommend aus dem Innenvolumen 111,
durch die Kugellagermittel in Richtung des Innenvolumens des
Hohlkörpers 10 entsprechend des Pfeils f der Fig. 1 und 4
abgeleitet ist, wodurch in vorteilhafter Weise während des
Durchgangs die Schmierung dieses Kugellagers 38 sicherge
stellt ist.
Wie des weiteren zu erkennen ist, wird die Druckkammer 90 in
der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 mit unter Druck ste
henden Fluid versorgt, sei es, daß die Kupplung sich im ein
gerückten Zustand oder sei es, daß sie sich im ausgerückten
Zustand befindet.
Durch eine geeignete Wahl der dem Fluid gebotenen Durchgänge
einerseits und der auf die Platten 87 durch den zwischen ih
nen eingesetzten gewellten Ring 100 aufgebrachten Spreizkraft
andererseits kann aber, wenn die Kupplung im eingerückten Zu
stand ist, d. h. wenn die Absperrmittel 75 inaktiv sind, der
Hauptteil des Fluids wirksam den Schmiermittel- und/oder
Kühlmittelkreislauf 70 beaufschlagen; das Bremsmoment, das
von der Schleppwirkungsbremse aufgebracht wird, ist dann ver
nachlässigbar. Wenn es notwendig ist, kann, wie mit unterbro
chenen Linien in Fig. 1 dargestellt, zusätzlich zu diesem
Zweck in der Innenbohrung 27 der Eingangswelle 12 zwischen
der Nabe und der Hülse 19, die diese Nabe verlängert, eine
perforierte Platte 115 eingesetzt sein, um den Fluidstrom zu
drosseln, und so stromabwärts einen geeigneten Druck zu eta
blieren.
Wenn die Kupplung sich im ausgerückten Zustand befindet und
aufgrund dessen, daß die Absperrmittel 75 dann aktiv sind,
wirkt, abgesehen von dem durch das Kugellager 38 abgeteilten
Teil, das Fluid in günstiger Weise für die Effizienz in der
Druckkammer der Schleppwirkungsbremse, wie es erforderlich
ist.
Wie zu erkennen ist, gestattet die Öffnung 106, die in dem
Kolben 102 der Schleppwirkungsbremse 85 ausgebildet ist, die
Kammer zu lehren, wenn sich die Kupplung im eingerückten Zu
stand befindet. Dieses Entleeren kann auch lediglich durch
das Montagespiel sichergestellt werden, das üblicherweise
zwischen dem Kolben 102 und der Ausgangsnabe 39 besteht. In
den in den Fig. 5-9 dargestellten Ausführungsformen ist
zwischen der Druckkammer mit variablem Volumen 90 der erfin
dungsgemäß eingesetzten Schleppwirkungsbremse 85 und der
Fluideinspeisung mit Schmier- und/oder Kühlmittel ein Zentri
fugalventil 116 eingesetzt. Dieses Zentrifugalventil 116
weist, auf die Bohrung 108 der Ausgangsnabe 39 aufgesetzt,
ein Ventil 117 auf, das gegen eine Feder 118, welche das Ven
til dauerhaft in Richtung der Achse der Anordnung belastet,
radial bewegbar ist und welches es gestattet, die Bohrung 108
jenseits einer bestimmten Drehzahl der Anordnung zu
schließen.
Beispielsweise ist in den Fig. 5 bis 7 das Ventil 117 aus
gelegt, mit einem im wesentlichen flachen Ventilsitz 120 zu
sammenzuarbeiten sei es wie in den Fig. 5 und 6 darge
stellt, daß sein Ventilkopf selber flach ist sei es, wie in
Fig. 7 dargestellt, daß der Ventilkopf kegelstumpfförmig aus
gebildet ist.
In einer in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist der Ven
tilsitz 120 selber kegelstumpfförmig und das Ventil 117 wirkt
mit diesem Ventilsitz über den Rand seines Endabschnitts zu
sammen.
In einer in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform wird das
Ventil 117 von einem einfachen Schieber gebildet.
In jedem Fall beläßt das Ventil 117 in der Ruhestellung,
Fig. 5, 7, 8 und 9 einen freien Durchfluß für das Schmiermit
tel- und/oder Kühlmittelfluid in der Öffnung 108 der Aus
gangsnabe 59.
Während der Betriebsstellung, die in Fig. 6 dargestellt ist,
wird dieser Durchfluß verschlossen.
Claims (9)
1. Hydraulisch gesteuerte Kupplung mit einem Hohlkörper
(10), der eine erste Nabe (12), als Eingangsnabe bezeichnet,
und einen Kolben (35) aufweist, der zwischen zwei Stellungen
axial bewegbar ist, nämlich eine Einrückstellung, in der er
unter Einwirkung von unter Druck stehendem Fluid die Klemmung
zumindest einer Reibscheibe sicherstellt, die drehfest auf
einer zweiten Nabe (39), als Ausgangsnabe bezeichnet, festge
legt ist, und eine Ausrückstellung, in der er die Reibscheibe
(44) freisetzt, und mit einem Schmier- und/oder Kühlmittel-
Kreislauf, der von einem entsprechenden Fluid gespeist ist
und der insbesondere die Reibscheibe (44) versorgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß, in Kombination, in der Versorgung des Schmier- und/oder
Kühlmittel-Kreislaufs Absperrmittel (75) vorgesehen sind, die
gesteuert von dem Kolben (35), die Versorgung dieses Kreis
laufs unterbrechen, wenn sich der Kolben (35) in der Ausrück
stellung befindet, und der Ausgangsnabe (39) eine hydraulisch
gesteuerte Bremse (85) zugeordnet ist, deren Betätigung durch
Abzweigung von dem Fluid aus dem Schmier- und/oder Kühlmit
tel-Kreislauf in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens
(35) zu dem Absperrmittel (75) bewirkt wird.
2. Kupplung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung in einem Gehäuse (11) eingesetzt ist, wobei
die der Ausgangsnabe (39) zugeordnete Bremse (85) zumindest
eine Reibscheibe (86) aufweist, die drehfest an einem der
Elemente, Gehäuse (11) oder Ausgangsnabe (39) festgelegt ist,
und jeweils zu beiden Seiten dieser Reibscheibe zwei Platten
(97) angeordnet sind, die beide drehfest an einem der genann
ten Elemente festgelegt sind, und von welchen Platten eine
axial gegen einen Anschlag (88) anliegt, der bezüglich des
Elements fest ist, an dem sie drehfest verkeilt ist, während
die andere einer Druckkammer (90) mit variablem Volumen aus
gesetzt ist, die mit der Versorgung mit Schmier- und/oder
Kühlmittelfluid stromauf von Absperrmitteln (75) verbunden
ist, welche letzteren in dem Schmier- und/oder Kühlmittel
kreislauf (70) eingesetzt sind.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckkammer (90) mit variablem Volumen zwischen der Aus
gangsnabe (39) und einem Kolben (102) ausgebildet ist, wel
cher letzterer verschiebbar auf der Nabe angeordnet ist.
4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckkammer (90) mit variablem Volumen mit dem Innenvolu
men des Gehäuses (11) über eine Leckbohrung (106) in Strö
mungsverbindung steht, welche letztere zu diesem Zweck in dem
Kolben (102) ausgebildet ist.
5. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (90) mit varia
blem Volumen unmittelbar der Versorgung mit Schmier- und
Kühlmittelfluid angeschlossen ist.
6. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckkammer (90) mit
variablem Volumen und der Versorgung mit Schmier- und oder
Kühlmittelfluid ein Zentrifugalventil (116) wirkt.
7. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß Kugellagermittel (38) zwischen
der Eingangsnabe (12) und der Ausgangsnabe (39) eingesetzt
sind, die die Versorgungsabzweigung mit Schmier- und/oder
Kühlmittelfluid für die Druckkammer (90) von diesem Teil ab
grenzen.
8. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Platten (87)
der Schleppwirkungsbremse (85) in axialer Richtung wirkende
Federmittel einwirken, die die beiden Platten (87) voneinan
der fortdrängen.
9. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reibscheibe (86) der Schlepp
wirkungsbremse am Gehäuse und die beiden Platten (87), welche
die erstere einschließen, drehfest auf der Ausgangsnabe (39)
festgelegt sind.
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- 1988-03-03 DE DE19883806974 patent/DE3806974C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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