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Während des Betriebes ein- und ausrückbare Kupplung, bestehend aus
einer hydraulischen Strömungskupplung und einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer während des Betriebes ein- und ausrückbaren
Kupplung zur Übertragung insbesondere großer Leistungen, die aus einer hydraulischen
Strömungskupplung und einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung mit beweglichen
Bremsbacken besteht.
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Sie umfaßt eine solche Ausgestaltung der Kupplung, daß der Betrieb
der Kupplung, das Einschalten des hydraulischen Teiles, das Einschalten des Reibungsteiles
auf hydraulischem Wege durch drucklos zugeführte Flüssigkeit und das Ausschalten
und Entleeren der Kupplung von Betriebsflüssigkeit in bequemer und betriebssicherer
Weise möglich ist.
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Zu diesem Zwecke werden nach der Erfindung die Kupplungskanäle der
hydraulischen Strömungskupplung und die Spalten zwischen den Reibflächen nebeneinander
iri Richtung der Achse angeordnet, so daß die Kupplungsflüssigkeit sie in Parallelströmen
durchfließen kann. "Zur Anpressung der Reibflächen aneinander kann der Druck der
in den Kupplungskanälen befindlichen Flüssigkeit dienen. Zur Steuerung der Kupplung
wird der Auslaß der Einzelnen Kupplungsräume gesteuert. Dabei kann die Kupplungsflüssigkeit
drucklos zugeführt und der zum Betriebe notwendige Flüssigkeitsdruck durch die Fliehkraft
in der urnlatufenden Kupplung selbst erzeugt werden. Nach Einsetzen des Reibungsschlusses
kann der durch die Fliehkraft erzeugte Flüssigkeitsdruck von außen her verstärkt
werden, um einen größeren Anpressungsdruck der Reibflächen zu erzielen. Die Ventile
zur Steuerung der Auslässe der einzelnen Kupplungsräume werden zweckmäßig elektromagnetisch
oder hydraulisch betätigt. im letzteren Falle wird dazu vorteilhaft die gleiche
Druckflüssigkeit benutzt, die auch zum hydraulischen Anfahren und zur Herstellung
und Lösung des Reibungsschlusses dient.
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Auch den Ventilen kann die Flüssigkeit drucklos zugeführt und der
zur Ventilbetätigung erforderliche Druck erst durch die Drehung erzeugt werden.
Für diesen Fall besitzt der Steuerraum des Ventils, in dem die drucklos zugeführte
Arbeitsflüssigkeit unter Druck kommt, eine radial nach außen gerichtete Öffnung,
durch die bei der Drehung der Kupplung ständig etwas Arbeitsflüssig= keit abströmt,
so daß nach Absperren des Flüssigkeitszuflusses der Steuerraum entleert wird und
das Ventil unter dem Einfluß der Gegenfeder in die Ruhelage geht. Diese Ausbildung
des Ventils beschränkt die zur Ventilsteuerung erforderlichen Maßnahmen auf Öffnen
und Schließen des Ölzulaufes.
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Es sind vier Arten von Ventilen vorgesehen.. Zum Füllen und Anfahren
der Kupplung dient ein Ventil, das zugleich eine Verbindung der Kupplungsräume untereinander
und
mit der Außenluft ermöglicht. Zur Herbeiführung des Reibungsschlusses ist ein Einrückventil
vorgesehen, das die zwischen den Reibflächen befindlichen Räume mit der Außenluft
in Verbindung setzt, so daß die Druckflüssigkeit aus diesenRäumen entweicht und
die Reibflächen durch die in den anderen Räumen befindliche Druckflüssigkeit aneinandergepreßt
werden.
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Der Lösung des Reibungsschlusses dient ein Druckausgleichventil, das
eine Verbindung zwischen den Räumen der Kupplung, die die zur Anpressung der Reibflächen
dienende Druckflüssigkeit enthalten, und denjenigen Räumen, mit denen die Spalten
zwischen der. Reibflächen in Verbindung stehen, herstellt.
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Endlich ist zum Zwecke der Ausschaltung der Kupplung ein Ausrückventil
angebracht, das nur die Räume, die die für den Reibungsschluß dienende Flüssigkeit
enthalten, mit der Außenluft verbindet.
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Von jeder Ventilart können auch mehrere vorhanden sein, die gleichzeitig
betätigt werden.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Kupplung gemäß
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Axialschnitt durch die Kupplung
im ausgerückten Zustand, Abb. 2 einen solchen im eingerückten Zustand. Die beiden
Axialschnitte stehen, wie Abb.3 zeigt, aufeinander senkrecht. In Abb. q. ist die
Ausbildung einer elektromagnetischen Steuerung der Ventile dargestellt.
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Die Ventile sind parallel zur Achse angeordnet. Es bedeutet a die
treibende Welle, b die getriebene Welle, s die mit der treibendenWelle fest verbundenen
Kupplungsbacken, d die mit der getriebenen Welle umlaufenden, in axialer Richtung
verschiebbaren Reibklötze: e die Spalte zwischen den Reibflächen an c und
d, f die auf der getriebenen Welle sitzende Kupplungshälfte, die die Reibklötze
d trägt und von ihnen mittels Zahneingriffs angetrieben wird, g das mit der treil,enden
Welle fest verl.-Pundene Zellenrad, h die im Zellenrad und den Reibklötzen vorgesehenen,
in Zellen unterteilten Kupplungskanäle, i die Spalträume zwischen den beiden Kanalhälften,
k die Ölzuleitung zur Kupplung, L den der Nabe des treibenden Kupplungsteiles vorgeschraubten
ölverbeilungsring, na Kanäle, die das Öl aus dem Verteilungsring ins Innere der
Kupplung führen, nl das Füll- und Anfahrventil, x2 das Einrückventil für den Reibungskupplungsteil,
n" das Druckausgleichventil, n4 das Ausrückventil.
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Der Ventilstift des Ventils n1 hat eine Längsbohrung, durch die mittels
der Verbindungskanäle o ein Flüssigkeitsausgleich zwischen allen Räumen der Kupplung
ermöglicht wird. Außerdem besitzt das Ventil eine nach außen führende Öffnung p,
die bei geöffnetem Ventil die Innenräume der Kupplung mit der Außenluft in Verbindung
setzt.
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Das Einrückventil n2 steuert die aus den Spalträumen e und
den Nebenräumen q nach außen führenden Öffnungen r, indem es sie durch Verschieben
des Ventilstiftes freigibt oder abschließt.
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Das Druckausgleichventil n$ besitzt, wie das Füll- und Anfahrventil
nl, einen durchbohrten Ventilstift,: durch den eine Verbindung der Räume e, q einerseits
und h, i anderseits herbeigeführt werden kann. Von den Räumen e, q
führen die Kanäle s, von 12, i der Kanals, zum Ventil na.
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Das Ausrückventil n., stellt eine Verbindung der Räume h, i
-mit der Außenluft her. Die Kupplung arbeitet in folgernder Weise: i. Einrücken
Während der treibende Kupplungsteil g, c sich dreht, wird öl durch k zugeführt.
Dabei ist das. Ventil-n, durch den Druck seiner Fader geöffnet, wie in Abb. i gezeichnet,
so daß die Druckflüssigkeit sich gleichmäßig in allen Innenräumen der Kupplung verteilen
kann und außerdem die vom C51 aus .der Kupplung verdrängte Luft durch die Öffnung
p auszutreten vermag. Nachdem die Kupplung mit Flüssigkeit gefüllt unid alle Luft
ausgetreten ist, wird das Ventil n,. 'durch Einlassen von Druckflüssigkeit in den
Verteilungsring h, geschlossen, so daß durch die Offnung p kein Öl mehr aus der
Kupplung herausgeschleudert wird, und die Flüssigkeitszufuhr wird abgestellt. Die
treibende Welle a wird durch das Zellenrad g infolge der zwischen den Zeller. h
eintretenden hydraulischen Stoßwirkung die Reibklötze d und dadurch die mit der
getriebenen Welle b verbundene Kupplungshälfte f beschleunigen, bis allmählich die
Welle b eine Höchstdrehzahl erreicht hat und der Schlupf zwischen beiden Kupplungshälften
konstant bleibt. Zugleich nimmt die Flüssigkeit in der Kupplung infolge ihrer Zentrifugalkraft
einen bestimmten Druck an. öffnet man jetzt das in Abb. i geschlossen gezeichnete
Ventil n., so kann .die Druckflüssigkeit aus den Räumen e und q durch die Kanäle
r austreten, und die unter dem Druck der Flüssigkeit in h und i
stehenden
Reibklötze d werden gegen die Kupplungsbacken c geschoben und dort fest angepreßt,
so daß zwischen d und c Reibungsschluß herrscht und das volle Drehmoment bei voller
Drehzahl von der Welle a auf die Welle b übertragen wird.
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Es ist auch möglich, die Zuführung der Flüssigkeit so zu gestalten,
daß nach erfolgtem Reibungsschluß die Flüssigkeit 'unter
Druck gesetzt
werden kann, um so einen größeren Anpressungsdruck der Reibflächen zu erzielen.
Abb. 2 zeigt die hierfür nötige Ausbildung. Die Welle- a besitzt eine Bohrung j"
von der Radialbohrungen j2 nach den Räumen h, i führen. Durch j= und j2 wird
Druckflüssigkeit eingepreßt. 2. Ausrücken Für das Ausrücken wird nach Abschluß des
Ventils n2 mit Hilfe des Druckausgleichventils n$ eine Verbindung der Räume q mit
den Räumen h, i durch die Kanäle s und s1 herbeigeführt und dadurch ein Druckausgleich
zwischen q einerseits und h und i anderseits erzielt.
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Ist dieser Zustand eingetreten, dann- werden nach Abschluß von Ventil
na durch das Ausrückventil n4 die Räume h, i mit der Außenluft verbunden, so d'aß
die Druckflüssigkeit aus h und i herausgeschleudert wird. Infolgedessen
werden die Reibklötze d durch den Flüssigkeitsdruck in q, e wieder von den
Bremsbacken c weggeschoben, und die Verbindung zwischen den Wellen a und b wird
vollständig gelöst.
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Die Ventile sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 durch
Druckflüssigkeit gesteuert. Es bedeuten ul und u2 Druckverteilungsringe, die vier
durch senkrecht zur Welle stehende Kreisrippen gebildete Kammern %, va, v8, v, enthalten.
Jeder dieser Kammern wird das 01 durch eine besondere Leitung w, w2, w8,
w4 zugeführt.
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Die Abbildungen zeigen weiter die radialem Kanäle x1, x2, x8, x4,
durch die das 'Öl aus den Verteilungskammern in die Steuerräume yl, y2, y8,
y4 der Ventile strömt, und die engen radialen öffnungen z, z2,. z8, z4, die aus
den Steuerräumen nach außen führen. Wie bereits erläutert ist, werden die Ventile
durch den Öldruck so lai*e in der einen Endstellung gehalten, wie t51 zufließt,
und sie gehen unter dem Einfluß der Gegenfeder in die andere Endlage über, sobald
die ölzufuhr abgesperrt wird und die Steuerkammer sich durch die Außenöffnung entleert
hat.
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In Abb.4, die eine Ausführung der elektromagnetischen Steuerung der
Ventile als Beispiel zeigt, bedeutet t den Elektromagneten, bei dessen Einschaltung
der Stift des Ventils angezogen wird. Nach Ausschalten des Magneten drückt eine
Feder den Ventilstift zurück.