DE4237075C1 - Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplung - Google Patents

Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplung

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DE4237075C1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
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    • F16D25/063Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae

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Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Reibschei­ benkupplung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.
Bei landwirtschaftlichen und industriellen Fahrzeugen, wie Ackerschlepper und dergleichen, finden für die Zuschaltung des Vorderradantriebes druckmittelbetätigte Reibscheiben­ kupplungen Anwendung. Diese Kupplungen werden gewöhnlich durch Drucköl gesteuert. Aus Sicherheitsgründen ist das Kupp­ lungsscheibenpaket durch eine Federanordnung belastet, so daß im drucklosen Zustand die Kupplung eingeschaltet (eingerückt) ist. Wird jedoch eine Kolbenkammer der Kupplung mit Drucköl beaufschlagt, so drückt der Kolben die Federanordnung zusam­ men, wodurch die die Oberflächen der Kupplungsscheiben auf­ einander pressende Belastung und damit auch die Kupplungs­ wirkung aufgehoben wird.
Derartige Kupplungen enthalten gewöhnlich neben den Kupp­ lungsscheiben Druckplatten, die das Kupplungsscheibenpaket beidseits abdecken, Übertragungsmittel zur Übertragung der Kolbenkraft auf die Federanordnung und weitere Hilfsmittel. Eine Druckplatte stützt das Kupplungsscheibenpaket an der Kupplungstrommel ab, während an der anderen Druckscheibe die Federanordnung angreift (nichtveröffentlichte DE 41 19 874 A1).
Die US-PS 3,893,556 beschreibt eine Kupplung, wie sie bei­ spielsweise bei ausfallsicheren Bremsen, die sich durch Flüssigkeitsdruck lösen lassen, verwendbar sein soll. Hierbei sind mit einer zylinderförmigen Eingangshülse mehrere Kupp­ lungstrennscheiben drehfest verbunden, die zwischen Kupp­ lungsscheiben eingeschichtet sind, die ihrerseits mit einer Außenhülse drehfest verbunden sind. Das sich so ergebende Kupplungsscheibenpaket stützt sich mit seiner einen Seite an einem mit der Außenhülse verbundenen Ausgangselement und mit seiner anderen Seite an einer Druckplatte ab, die durch Federn belastet ist, um das Kupplungsscheibenpaket zusammen zu drücken. Es sind ferner hydraulisch betätigbare Kolben­ scheiben vorgesehen, die über ein rohrförmiges Teil mit der Druckplatte in Verbindung stehen und die Druckplatte bei Hydraulikdruckbeaufschlagung der Kolbenscheiben gegen die Kraft der Federn bewegen, so daß sich das Kupplungsschei­ benpaket löst.
Aus der EP-A-0 332 850 geht eine Antriebsanordnung für eine Erntemaschine mit einer Scheibenkupplung hervor, die sich durch Federkraft lösen und durch Hydraulikdruck in Eingriff bringen läßt. Die Kupplung ist auf einer Eingangswelle mon­ tiert, welche im Bereich der Kupplung in axialer Richtung aufeinanderfolgende Abschnitte mit stufenweise abnehmendem Durchmesser aufweist, so daß die Kupplungselemente von einer Seite aufsteckbar sind.
Die US-PS 3,213,984 beschreibt einen Zapfwellenantrieb mit einem Kupplungsmechanismus für landwirtschaftliche Traktoren, bei der innerhalb einer Kuppplungsglocke ein Kupplungsschei­ benpaket mit beidseits angeordneten Druckplatten, eine auf eine Druckplatte wirkende Tellerfeder sowie ein Druckkolben, der auf den Innenring der Tellerfeder wirkt, angeordnet sind. Zwischen dem Kolben und der Kupplungsglocke befindet sich eine Hydraulikkammer, die unter Druck setzbar ist, um den Kolben in Richtung Tellerfeder zu verschieben und so über die Tellerfeder das Druckplattenpaket zusammenzudrücken und die Kupplung einzurücken.
Aus der CH-PS 534 318 geht eine Reibscheibenkupplung hervor, die gelochte Reibscheiben zur Durchleitung von Druck- oder Kühlmittel enthält.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gese­ hen, eine Reibscheibenkupplung der eingangs genannten Art an­ zugeben, die kompakt und platzsparend ausgebildet ist, aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht und sich rasch und einfach montieren läßt.
Die Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Vorzugsweise handelt es sich um eine solche Reibscheibenkupp­ lung, die durch die Federkraft geschlossen und durch Druck­ mitteldruck geöffnet wird, wobei der die Kupplungsscheiben beinhaltende Raum als im wesentlichen abgedichteter Raum ausgebildet ist, in den das Druckmittel zum Lösen der Kupp­ lung eingebracht wird. Zwischen der Welle und der Kupplungs­ glocke ist ein Kolben axial verschiebbar angeordnet, den eine Federanordnung gegen die Kupplungsscheiben drückt, um eine Drehmomentübertragung zu gewährleisten. Die Welle ist im Bereich der als vormontierbare Baueinheit ausgebildeten Kupplungseinheit zu einer Seite hin progressiv gestuft und eignet sich somit als Steckverbindung.
Vorzugsweise ist das Eingangszahnrad an die Kupplungsglocke, die aus einem Guß- oder Schmiedeteil bestehen kann, ange­ formt. Durch diese einteilige Ausbildung werden die auf die Verzahnung einwirkenden Kräfte unmittelbar über den Kupp­ lungskorb, den Kolben und die Kupplungsscheiben auf die Welle geleitet.
Die Kupplungseinheit ist doppelschnittig gelagert, wobei sich eine Lagerung an der Kupplungsglocke in etwa unter dem Ein­ gangszahnrad und die andere Lagerung an dem Kolben befindet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Kupplungsscheiben unmittelbar zwischen einer radial ausgerichteten Fläche des die Kammer begrenzenden Gehäuses und einer radial ausgerichteten Fläche eines federbelasteten, axial zum Gehäuse verschiebbaren Kolbens angeordnet sind, wobei auf der außerhalb der Kammer liegenden Seite des Kol­ bens wenigstens eine Druckfeder, vorzugsweise eine sich am Gehäuse abstützende Tellerfeder, angreift. Durch eine der­ artige Lösung sind Druckplatten und Hilfsmittel entbehrlich. Somit können Teile eingespart werden, wodurch sich eine kostengünstige Konstruktion ergibt.
Die erfindungsgemäße Reibscheibenkupplung besteht aus einer minimalen Anzahl von Bauteilen und ist aufgrund dessen sehr kostengünstig zu fertigen. Alle kupplungsrelevanten Teile werden in die Kupplungsglocke eingesetzt und durch ein Tel­ lerfederpaket vorgespannt. Dann wird die Welle, die zweckmä­ ßigerweise die Abtriebswelle ist und als ungeteilte Welle ausgebildet sein kann, in die vormontierte Baueinheit einge­ steckt und ist vorzugsweise durch zwei Lagerungen axial fi­ xiert. Hierdurch wird eine zeitoptimierte Montage gewährlei­ stet. Ferner ist eine weitgehende Vormontage möglich.
Die erfindungsgemäße Reibscheibenkupplung baut im Vergleich zu bekannten Kupplungen sehr kompakt und platzsparend. Die Kühlung ist im eingeschalteten Zustand ohne zusätzliche Bauteile möglich.
Vorzugsweise ist der Kolben drehfest mit der Kupplungsglocke verbunden. Hierfür kann wenigstens ein sich axial erstrecken­ der Paßstift vorgesehen sein, der mit seinem einen Ende in eine stirnseitige Bohrung der Kupplungsglocke und mit seinem anderen Ende in eine gegenüberliegende stirnseitige Bohrung des Kolbens eingreift.
Ferner ist es von Vorteil, das Druckmedium über eine axiale Bohrung und wenigstens eine die Kammer mit der axialen Boh­ rung verbindende Zulaufbohrung der Kammer zu führen, wobei der Druck sich über ein außerhalb der Reibscheibenkupplung liegendes Steuerventil einstellen läßt.
Zweckmäßigerweise sind mehrere über die axiale Erstreckung des Kupplungsscheibenpaketes verteilte Zulaufbohrungen vor­ gesehen, so daß das Druckmedium sich rasch in der Kammer ausbreiten und gleichzeitig zwischen die Kupplungsscheiben treten kann, so daß die Scheiben sich leichter voneinander lösen.
Zu diesem Zweck können auch in den Kupplungsscheiben axial ausgerichtete Bohrungen vorgesehen sein. Solche Bohrungen be­ finden sich vorzugsweise in den mit der Welle in Verbindung stehenden Innenscheiben und zwar in dem Bereich, der radial außerhalb der Verzahnung zwischen den Kupplungsbelagflächen und der Welle liegt.
Um einen Eintritt des Druckmediums zwischen die Platten zu erleichtern, ist es ferner von Vorteil, die Oberfläche der Kupplungsscheiben mit Nuten zu versehen, die im wesentlichen radial ausgerichtet und relativ schmal sind, um nicht zu viel Belagfläche zu beanspruchen. Hierdurch kann sich das Druckme­ dium (Flüssigkeit, z. B. Drucköl) an den Reibflächen und An­ lageflächen der Kupplungsscheiben ausbreiten, so daß dann, wenn ein bestimmter Druck in der Kupplungsscheibenkammer er­ reicht ist und der Kolben gegen die Federanordnung verschoben wird, sich die Kupplungsscheiben voneinander lösen und die Drehmomentenübertragung unterbrochen wird.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Kupplungsscheiben um ein Lamellenpaket, das zwischen einer radial ausgerichteten Fläche des die Kammer begrenzenden Gehäuses und einer radial ausgerichteten Fläche des Kolbens angeordnet ist. Der Kolben wirkt somit gleichzeitig als Kupplungsdruckplatte. Gesonderte Kupplungsdruckplatten sind nicht erforderlich.
Um zu vermeiden, daß zwischen Kupplungsgehäuse und Kupplungs­ welle aufgrund der Druckbelastung in der Kammer Axialkräfte resultieren, werden die hinsichtlich des Druckmediums wirksa­ men Flächen des Kolbens und des Gehäuses vorzugsweise in etwa gleich groß ausgebildet.
Eine hohe Belastung der Kupplung eines Fahrzeugantriebes kann dazu führen, daß die Kupplungsscheiben gegeneinander rut­ schen, auch wenn die Kupplung eingerückt ist. Dies birgt die Gefahr in sich, daß sich die Kupplungsscheiben infolge Rei­ bungswärme schon nach kurzer Zeit so stark erwärmen, daß sie beschädigt werden.
Um eine optimale Kühlung der Kupplungsscheiben bei eingerück­ ter Kupplung zu ermöglichen, schlägt eine bevorzugte Ausge­ staltung der Erfindung vor, einen radial außen liegenden Bereich der Kammer über eine Ventilanordnung mit einem Druck­ mittelsammelbehälter zu verbinden. Die Verbindungsöffnung befindet sich zweckmäßigerweise im oberen Bereich der Kammer, um ein Durchströmen der Belagflächen mit dem Kühlmedium zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist die Ventilanordnung so ausgelegt und ange­ ordnet, daß sie durch den in der Kammer herrschenden Druck­ mitteldruck gesteuert wird.
Um bei offener Kupplung einen unnötigen Kühldurchfluß durch die Kupplung zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn die Ven­ tilanordnung eine Verbindung zwischen der Kammer und dem Druckmittelsammelbehälter verschließt, sofern die Kupplungs­ scheiben infolge des in der Kammer herrschenden Druckes von­ einander gelöst sind.
Der Querschnitt der Verbindung zwischen Kammer und Sammelbe­ hälter wird so gewählt, daß er auch bei einer relativ gerin­ gen Druckdifferenz zwischen abgedichteter Kammer und Druck­ mittelsammelbehälter einen ausreichenden Kühlstromdurchtritt gewährleistet. Der Kühlmitteldurchtritt kann durch einen geringen Überdruck in der Kammer oder durch Fliehkräfte bewirkt werden.
Vorzugsweise enthält der Verbindungskanal zwischen dem radial außen liegenden Bereich der Kammer und dem Drucksammelbehäl­ ter wenigstens eine Blende, die bei geöffneter Ventilanord­ nung den durchtretenden Volumenstrom unabhängig von Änderun­ gen der temperaturabhängigen Viskosität des Druckmittels weitgehend konstant hält.
Eine einfache, kostengünstig herstellbare Ventilanordnung er­ gibt sich dadurch, daß der Kolben in seinem oberen Bereich wenigstens einen von der Kammer aus nach außen führenden Kanal aufweist, der bei einer Verschiebung des Kolbens gegen die Federkraft selbsttätig verschließbar ist.
Es ist von Vorteil, in der Kupplungsglocke eine im wesentli­ chen radiale Öffnung vorzusehen, die mit dem Kanal des Kol­ bens eine Verbindung zwischen Kammer und Sammelbehälter bildet und bei einer Verschiebung des Kolbens gegen die Federkraft selbsttätig verschlossen wird.
Aufgrund der erforderlichen weitgehenden Abdichtung der Kammer ist der Kühlölstrom begrenzt. Daher wird die erfin­ dungsgemäße Reibscheibenkupplung vorzugsweise dort einge­ setzt, wo relativ geringe Reibleistungen übertragen werden, oder wo geringe Relativdrehzahlen im ausgekuppelten Zustand zwischen den zu verbindenden Wellen auftreten. Dies ist bei­ spielsweise bei Zwischendifferentialen von Kraftwagen sowie bei Vorderachskupplungen und Differentialsperrkupplungen der Fall.
Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Reibscheiben­ kupplung im Querschnitt. In einem Kupplungsgehäuse 10 ist eine Welle 12 mittels zweier Kegelrollenlager 14, 16 gela­ gert. Das Kupplungsgehäuse 10 dient auch als Sammelbehälter, in dem sich Druck- bzw. Kühlöl sammelt. Die Wellenenden sind durch Dichtungen 18, 20 gegenüber dem Kupplungsgehäuse 10 bzw. einem Lagerdeckel 22 abgedichtet.
Die Welle 12 hat in ihrem mittleren Bereich 13 den größten Querschnitt. Gemäß der Figur rechts neben diesem mittleren Bereich 13 trägt die Welle 12 eine Verzahnung 24, die mit den Innenlamellen 26 eines Lamellenpaketes 28 in Eingriff stehen. Die Außenlamellen 30 des Lamellenpaketes 28 greifen in eine Verzahnung 32 einer Kupplungsglocke 34 ein.
Die Kupplungsglocke 34, die als Gehäuse für das Lamellenpaket 28 dient, ist über Gleitlagerbuchsen 36, 38 auf der Welle 12 drehbar gelagert und durch eine Anlaufscheibe 40 zur Aufnahme axialer Kräfte gesichert. An der Kupplungsglocke 34 ist ein Antriebszahnrad 44 angeformt, welches mit einem Ausgangszahn­ rad eines nicht dargestellten Fahrzeuggetriebes in Eingriff steht. Die Wellenlagerung der Kupplungsglocke 34 liegt in etwa auf der gleichen axialen Höhe wie das Antriebszahnrad 44.
In einer zylinderförmigen Ausnehmung 45 der Kupplungsglocke 34 ist ein Kolben 46 axial verschiebbar, jedoch gegenüber der Kupplungsglocke 34 drehfest angeordnet. Der Drehsicherung dient ein axial ausgerichteter Paßstift 47, der mit seinem einen Ende in eine stirnseitige Bohrung des Kolbens 46 durch eine Preßpassung eingepaßt ist und mit seinem anderen Ende in eine gegenüberliegende stirnseitige Bohrung der Kupplungs­ glocke 34 gleitend eingreift, so daß er eine axiale Relativ­ verschiebung des Kolbens 46 zur Kupplungsglocke 34 zuläßt.
Der Kolben 46 ist über eine Bronzebuchse 50 drehbar und axial verschiebbar auf der Welle 12 gelagert. Die Bronzebuchse 50, die auch eine Dichtfunktion übernimmt, ist in eine Ausdrehung in einem sich nach außen erstreckenden, an den Kolben 46 an­ geformten zylinderförmigen Ansatz 51 eingepaßt. Durch die relativ große axiale Länge des Ansatzes 51 läßt sich ein Ver­ kanten des Kolbens 46 gegenüber der Welle 12 vermeiden. An Stelle der Bronzebuchse 50 kann zur Lagerung auch ein Nadel­ lager mit zusätzlicher Dichtung vorgesehen sein.
Der Kolben 46 ist durch einen O-Ring 48 gegenüber der Kupp­ lungsglocke 34 abgedichtet. Zur Abdichtung zwischen Welle 12 und Kolben 46 und Kupplungsglocke 34 können nicht dargestell­ te Dichtungen vorgesehen sein. Dabei kann es sich beispiels­ weise um Ringe handeln, die in entsprechenden Nuten in der Welle 12 eingelegt sind. Diese Ringe sind sowohl auf Dreh­ bewegungen als auch auf axiale Verschiebungen ausgelegt.
Auf der Seite des Ansatzes 51 weist der Kolben 46 eine Aus­ drehung auf, in die eine erste Tellerfeder 54 eingesetzt ist, die sich mit ihrem äußeren Rand an dem Kolben 46 abstützt. Eine zweite Tellerfeder 55 liegt mit ihrem inneren Durch­ messer an der ersten Tellerfeder 54 an und stützt sich mit ihrem äußerer Rand an einem Distanzring 56 ab, der seiner­ seits durch einen in eine Nut der Kupplungsglocke 34 einge­ lassenen Sicherungsring 57 gegen eine axiale Verschiebung gesichert ist. Durch die Tellerfedern 54, 55 wird der Kolben 46 in Richtung Lamellenpaket 28 verschoben und drückt dieses zusammen. Mit zusammengedrücktem Lamellenpaket 28 ist die Kupplung eingerückt und überträgt ein Drehmoment von dem Antriebszahnrad 44 über die Kupplungsglocke 34 auf die Welle 12. Die Vorspannung der Tellerfedern 54, 55 ist so gewählt, daß ein vorgebbares Drehmoment übertragen wird, ohne daß die Lamellen 26, 30 gegeneinander schleifen.
Der Distanzring 56 dient neben der Aufnahme der zweiten Tel­ lerfeder 55 auch als Anschlag, der lediglich eine begrenzte axiale Bewegung des Kolbens 46 zuläßt, sowie als Ventilmit­ tel, wie noch beschrieben werden wird.
Das Lamellenpaket 28, der Kolben 46 und die aus den Tellerfe­ dern 54, 55 und dem Distanzring 56 bestehende Federanordnung sind vollständig innerhalb der Kupplungsglocke 34 angeordnet und bilden mit dieser eine vormontierbare, auf die Welle 12 auf steckbare Baueinheit. Zur Vormontage wird die Gleitbuchse 36 in eine axiale Bohrung der Kupplungsglocke 34 eingesetzt. Hierauf werden die Außenlamellen 30 und die Innenlamellen 26 abwechselnd in die Kammer 52 der Kupplungsglocke 34 einge­ schichtet. Dann werden der Kolben 46 mit montiertem O-Ring 48, Bronzebuchse 50 und Paßstift 47 sowie die beiden Tel­ lerfedern 54, 55 und der Distanzring 56 in die zylinderförmi­ ge Ausnehmung 45 eingefügt. Schließlich wird das Gesamtpaket zusammengedrückt und der Sicherungsring 57 in eine Nut in der Kupplungsglocke 34 eingesetzt, der den Distanzring 56 an einer axialen Verschiebung nach außen hindert.
Die Welle 12 ist von ihrem mittleren Bereich 13 aus zu beiden Seiten hin mit abnehmenden Querschnitten gestuft ausgebildet. Da die Welle 12 im Bereich der Kupplungsglocke 34 zu ihrem (rechten) freien Ende hin progressiv gestuft ausgebildet ist, kann zur weiteren Montage der Reibscheibenkupplung die vor­ montierte Baueinheit der Kupplungsglocke 34 auf das gemäß der Figur rechte Ende der Welle 12 aufgesteckt werden, so daß sie die in der Figur dargestellte Lage einnimmt und die Bronze­ buchse 50 über dem mittleren Bereich 13 der Welle 12 gleitend angeordnet ist.
Nach dem Aufsetzen der Anlaufscheibe 40, des Kegelrollenla­ gers 16 und der Dichtung 20 auf das gemäß der Figur rechte Wellenende wird das linke Wellenende durch eine hierfür vor­ gesehene Öffnung im Kupplungsgehäuse 10 gesteckt. Die Welle 12 wird nach rechts verschoben, so daß sich ihr rechtes Ende über das Kegelrollenlager 16 am Kupplungsgehäuse 10 abstützt. Schließlich werden am linken Wellenende das Kegelrollenlager 14, die Dichtung 18 und der Lagerdeckel 22 montiert.
Die Kupplungsglocke 34, die Welle 12 und der Kolben 46 schließen eine im wesentlichen abgedichtete Kammer 52 ein, in der sich das Lamellenpaket 28 befindet. Das Lamellenpaket 28 liegt mit seiner einen Seite an einem ringförmigen Vorsprung der Kupplungsglocke 34 und mit seiner anderen Seite an einem ringförmigen Vorsprung des Kolbens 46 an. Gesonderte Druck­ platten sind nicht vorgesehen.
Die Welle 12 weist eine axiale Bohrung 58 sowie radial ver­ laufende Zulaufbohrungen 60 auf. Die Zulaufbohrungen 60, von denen lediglich zwei dargestellt sind, verbinden die axiale Bohrung 58 mit der Kammer 52. Die axiale Bohrung 58 steht über eine Gehäusebohrung 62 mit einem Hydraulikversorgungs­ system 64 in Verbindung. Letzteres besteht im wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe 66, einem Ventil 68 und einem Sam­ melbehälter 70. Die Pumpe 66 liefert den Systemdruck von bei­ spielsweise 12 bar. Das Ventil 68 ist ein elektromagnetisches Dreiwege-Steuerventil mit drei Stellungen, welches durch ein elektrisches Steuersignal gegen die Kraft einer Feder 72 aus seiner dargestellten ersten Stellung verschiebbar ist. Der Grad der Verschiebung ist von der Größe des elektrischen Steuersignals abhängig.
In der ersten, dargestellten Stellung verbindet das Ventil 68 den Ausgang der Hydraulikpumpe 70 mit der Kammer 52. In dieser Stellung enthält das Ventil 68 jedoch eine Drossel­ stelle 74, so daß der Systemdruck der Pumpe 66 auf beispiels­ weise 1 bis 2 bar abgesenkt wird. Dieser Druck reicht nicht aus, um den Kolben 46 gegen die Kraft der Tellerfedern 54, 55 nach außen zu bewegen, die Lamellen 26, 30 voneinander zu lösen und die Kupplung auszurücken. Er dient jedoch der Küh­ lung des Lamellenpakets 28, wie noch beschrieben werden wird.
In einer zweiten, mittleren Stellung des Ventils 68 wird die Kammer 52 mit dem Sammelbehälter 70 verbunden, so daß die Kammer 52 druckentlastet wird und die Kupplung auch in die­ ser Stellung eingeschaltet ist.
In einer dritten Stellung verbindet das Ventil 68 den Ausgang der Hydraulikpumpe 70 mit der Kammer 52 ohne Zwischenschal­ tung einer nennenswerten Drosselstelle. Der Druck in der Kammer 52 steigt auf den Systemdruck an und führt dazu, daß sich der Kolben 46 gegen die Kraft der Tellerfedern 54, 55 nach außen bewegt, so daß die das Lammellenpaket 28 zusam­ menpressende Kraft der Kraft der Tellerfedern 54, 55 ent­ gegenwirkt und sich die Lamellen 26, 30 gegeneinander ver­ drehen können. Die Kupplung wird somit in dieser dritten Ventilstellung ausgerückt und überträgt kein Drehmoment.
Um einen guten Druckausgleich in der Kammer 52 zu gewährlei­ sten, weisen die Innenlamellen 26 in ihrem radial inneren Be­ reich Querbohrungen 80 auf. Ferner sind auf den die Kupp­ lungsbeläge tragenden Flächen der Kupplungslamellen 26, 30 in etwa radial verlaufende Nuten eingebracht, durch die Flüssig­ keit zwischen die Lamellen 26, 30 treten kann, so daß ein Druckausgleich zwischen den Lamellen 26, 30 eintritt. Ferner ermöglichen die Nuten einen Flüssigkeitsdurchtritt von radial innen nach außen, um auch bei eingerückter Kupplung einen Kühlflüssigkeitsstrom aufrecht zu erhalten.
Der Kolben 46 weist in seinem oberen Bereich, der außerhalb der radialen Erstreckung der Innenlamellen 26 liegt, einen im wesentlichen axial ausgerichteten Kanal 82 auf. Der Mantelbe­ reich der Kupplungsglocke 34 enthält in seinem oberen Bereich eine radiale Durchbrechung 84. Durch den Kanal 82 und die Durchbrechung 84 besteht eine Verbindung zwischen der Kammer 52 und dem Äußeren der Kupplungsglocke 34, das als Sammelbe­ hälter dient. Durch diese Verbindung kann ein Kühlflüssig­ keitsstrom aufrecht erhalten werden.
Bei einer Verschiebung des Kolbens 46 aus der Kammer 52 nach außen (gemäß der Figur nach links) wird die Durchbrechung 84 durch die äußere Mantelfläche des Kolbens 46 verschlossen. Ferner wird, sobald der Kolben 46 mit seiner äußeren Ringflä­ che 86 gegen den Distanzring 56 aufläuft, die Öffnung des Ka­ nals 82 verschlossen. Damit wirken die Durchbrechung 84 mit der Mantelfläche des Kolbens 46 einerseits und der Kanal 82 mit dem Distanzring 56 andererseits als Ventilanordnungen, die in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Kolbens 46 die Verbindung zwischen der Kammer 52 und dem Sammelbehälter öffnen oder verschließen.
Die Achse des als Durchgangsbohrung ausgebildeten Kanals 82 ist hinsichtlich der Kupplungsdrehachse leicht gekippt, so daß ihre hinsichtlich der Kammer 52 äußere Öffnung radial etwas weiter außen liegt, als ihre innere Öffnung. Diese Schrägausrichtung erleichtert bei sich drehender Kupplungs­ glocke 34 infolge von Fliehkräften das Ausströmen der Kühl­ flüssigkeit, so daß ein Kühlflüssigkeitsstrom auch dann auf­ recht erhalten werden kann, wenn in der Kammer 52 kein Über­ druck durch das Hydraulikversorgungssystem 64 aufgebaut wird.
Der Kanal 82 enthält eine Drosselstelle 88, durch deren Be­ messung ein konstanter, von der Viskosität des Kühlmediums unabhängiger Volumenstrom einstellbar ist.

Claims (18)

1. Druckmittelbetätigte Reibscheibenkupplung für Fahrzeu­ ge, insbesondere eine für die Zuschaltung einer zusätz­ lichen Achse in den Antriebsstrang vorgesehene Kupplung eines landwirtschaftlichen oder industriellen Fahrzeu­ ges, mit einer Kupplungsglocke (34), innerhalb der Au­ ßenkupplungsscheiben (30) drehfest angeordnet sind und die auf einer mit Innenkupplungsscheiben (26) verzahn­ ten Welle (12) drehbar gelagert ist, und mit einem mit­ tels eines Druckmittels gegen die Kraft einer Federan­ ordnung (54, 55) axial verschiebbaren Kolben (46), der auf das aus den Innenkupplungsscheiben (26) und den Außenkupplungsscheiben (30) bestehende Kupplungspaket (28) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupp­ lungspaket (28), der Kolben (46) und die Federanordnung (54, 55) innerhalb der Kupplungsglocke (34) angeordnet sind und mit dieser eine axial kontinuierlich in radia­ ler Richtung gestuft gestaltete, auf die Welle (12) auf steckbare Baueinheit bilden, daß die Kupplungsglocke (34) mit dem Kolben (46) und der Welle (12) eine das Kupplungspaket (28) aufnehmende, mit einer Druckmittel­ quelle (66) verbindbare, im wesentlichen abgedichtete Kammer (52) einschließt, deren Innenraum durch Druck­ mittel beaufschlagbar ist, und daß die Welle (12) we­ nigstens im Bereich der Kupplungsglocke (34) komplemen­ tär zur Baueinheit axial in radialer Richtung kontinu­ ierlich gestuft ausgebildet ist.
2. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (46) durch die sich an der Kupplungsglocke (34) abstützende Federanordnung (54, 55) gegen das Kupplungspaket (28) gedrückt wird, um die Drehmomentübertragung zu gewährleisten.
3. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungspaket (28) durch die Kraft der Federanordnung (54, 55) zusammengedrückt und durch den Druckmitteldruck gelöst wird.
4. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungspaket (28) un­ mittelbar zwischen einer radial ausgerichteten Fläche der die Kammer (52) begrenzenden Kupplungsglocke (34) und einer radial ausgerichteten Fläche des axial zur Kupplungsglocke (34) verschiebbaren Kolbens (46) ange­ ordnet ist.
5. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung wenig­ stens eine Tellerfeder (54, 55) enthält, die sich ei­ nerseits an der außerhalb der Kammer (52) liegenden Seite des Kolbens (46) und andererseits an einem durch die Kupplungsglocke (34) abgestützten Haltering (56) abstützt.
6. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kupplungsglocke (34) ein Zahnrad (44) angeformt ist, daß dem An- bzw. Ab­ trieb dient.
7. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsglocke (34) und der Kolben (46) sich über je wenigstens eine Lage­ rung (36, 38; 50) auf der Welle (12) abstützen.
8. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wellenlagerung (36, 38) der Kupp­ lungsglocke (34) auf der gleichen axialen Höhe liegt, wie das Zahnrad (44).
9. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (46) drehfest mit der Kupplungsglocke (34) verbunden ist.
10. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein sich axial erstreckender Paßstift (47) vorgesehen ist, der mit seinem einen Ende in eine stirnseitige Bohrung der Kupplungsglocke (34) und mit seinem anderen Ende in eine gegenüberliegende stirnseitige Bohrung das Kolbens (46) eingreift.
11. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) wenigstens eine axiale Bohrung (58) und wenigstens eine die Kammer (52) mit der axialen Bohrung (58) verbindende Zulauf­ bohrung (60) zur Zufuhr des Druckmediums aufweist.
12. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheiben (26, 30) axial ausgerichtete Durchbrechungen (80) und/oder im wesentlichen radiale Nuten auf ihrer Belagsoberflä­ che aufweisen.
13. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial außen liegender Bereich der Kammer (52) über eine Ventilanordnung mit einem Druckmittelsammelbehälter verbindbar ist.
14. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ventilanordnung so ausgelegt und an­ geordnet ist, daß sie durch den in der Kammer (52) herrschenden Druckmitteldruck gesteuert wird.
15. Reibscheibenkupplung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung eine Verbindung zwischen der Kammer (52) und dem Druckmittelsammelbe­ hälter verschließt, sofern die Kupplungsscheiben (26, 30) infolge des in der Kammer (52) herrschenden Druckes voneinander gelöst sind.
16. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal (82) zwischen dem radial außen liegenden Bereich der Kammer (52) und dem Druckmittelsammelbehälter wenig­ stens eine Blende (88) enthält, die bei geöffneter Ven­ tilanordnung den durchtretenden Volumenstrom weitgehend konstant hält.
17. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (46) wenig­ stens einen von der Kammer (52) aus nach außen führen­ den Kanal (82) aufweist, der sich bei einer Verschie­ bung des Kolbens (46) gegen die Kraft der Federanord­ nung (54, 55) selbsttätig verschließt.
18. Reibscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsglocke (34) eine im wesentlichen radiale Öffnung (84) auf­ weist, die mit einem Kanal (82) im Kolben (46) eine Verbindung zwischen der Kammer (52) und einem Druckmit­ telsammelbehälter bildet und bei einer Verschiebung des Kolbens (46) gegen die Kraft der Federanordnung (54, 55) sich selbsttätig verschließt.
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