EP0222742A1

EP0222742A1 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: EP0222742A1
Application number: EP19850902518
Authority: EP
Inventors: Josef Dietenberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-05-26
Filing date: 1985-05-11
Publication date: 1987-05-27
Also published as: DE3517144A1; 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 Dreh¬ momentübertragung verbunden, dient ein Teil des Zylinders des Linearmotors zusätzlich unmittelbar als Außenlamellenträger und ist fest mit dem zweiten Anschlußglied in Form eines Planeten¬ trägers 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 ent¬ sprechend dem Betätigungsweg des Linearmotors ertragen. Bewegungen in Umfangsrichtung werden durch das Mitnahme¬ profil vollständig vermieden.

Der zweite Dichtring ist angeordnet zwischen den beiden Teilen des Zylinders, dem Außenlamellenträger und der Ab¬ triebswelle. Er muß sowohl Umfangsgeschwindigkeiten ent¬ sprechend dem Durchmesser der Abtriebswelle und der Dreh¬ zahldifferenz 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 Betäti¬ gungsweg des Linearmotors ertragen.

Während der erste Dichtring keine Probleme erwarten läßt, muß man beim zweiten Dichtring schon mit einer verkürzten Lebens¬ dauer 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 Fluid¬ drücke. Durch die gleichen Fliehkräfte bedingt, sammeln sich vor seiner Dichtkante alle abrasiven Partikel, die Dichtkante gräbt sich eine Verschleiß- oder Laufrille in ihre zylindrische Gegen¬ fläche. Bei Betätigung der Kupplung muß der Dichtring aus dieser Laufrille herausgehoben und entsprechend dem Betätigungsweg axial verschoben werden. Dadurch ist für "diesen Dichtring keine be¬ friedigende 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 Dicht¬ ringe nur axiale Verschiebungen ertragen müssen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs erfüllt.

Vorteilhaft ist die Ausbildung des Zylinders als Innenla¬ mellenträger und die Ausbildung des Kolbens als Zwischenglied zur Drehmomentübertragung zwischen dem Innenlamellenträger und der Antriebswelle. Radial zwischen den Lamellen und der Antriebs¬ welle angeordnet, übernehmen die beiden Elemente des Linearmotors, entsprechend ihrer natürlichen radialen Reihenfolge, zusätzlich die Übertragung des gesamten Drehmoments. Ein vorhandener Bauraum wird doppelt genutzt. Weitere Vorteile werden mit den an sich bekannten kenn¬ zeichnenden 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 Linear¬ motors 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 Kol¬ ben 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 Hohlzylinderflache 15 des Zylinders 7. Ein radial innerer Diσhtring 16 ist in einer Umfangsnut 17 in einer Innenfläche 18 des Zylinders 7 angeordnet und gleitet axial auf einer Zylin¬ derfläche 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 Innenlamellenträger 7. Ein Außenlamellenträger 24 trägt in einem inneren Mitnahmeprofil 25 drehfest und axial be¬ weglich Außenlamellen 26. Ein Sicherungsring 27 in einer Umfangs¬ nut 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 Wälz¬ lager 31 gelagerten Planetenrädern 32 eines nur teilweise dar¬ gestellten Planetengetriebes 33. Die Antriebswelle 1 ist gleich¬ zeitig 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 Antriebs¬ welle 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. Da¬ bei muß die Rückstellkraft der Tellerfeder 11 überwunden werden. Die Betätigungskraft der Lamellenkupplung wird durch ein Axial¬ nadellager 37 zwischen dem Kolben 2 und dem Außenlamellenträ¬ ger 24 abgestützt.

Läßt man das Druckfluid aus der Kammer 31 wieder ent¬ weichen, schiebt die Tellerfeder 11 den Zylinder 7 wieder zurück und öffnet damit die Lamellenkupplung wieder.

Bezugszeichen

1 Antriebswelle, Zentralrad, 32 Planetenrad

Anschlußglied 33 ' Planetengetriebe

2 Kolben, Element, Zwischenglied 34 Kammer

3 Linearmotor 35 Bohrung

4 Mitnahmeprofil 36 Bohrung

5 Wellenbund 37 Axialnadellager

6 Sicherungsring

7 Innenlamellenträger, Zylinder, Element

8 Mitnahmeprofi1

9 Stirnfläche

10 Sicherungsring 1 Tellerfeder 2 Dichtring 3 Umfangsnut 4 Außenfläche 5 Hohlzylinderflache, Innenfläche 6 Dichtring 7 Umfangsnut 8 Innenfläche 9 Zylinderfläche, Außenfläche 0 Mitnahmeprofil 1 Innenlamelle 2 Endlamelle 3 Bund 4 Außenlamellenträger, Planetenträger Anschlußglied 5 Mitnahmeprofil 6 Außenlamelle 7 Sicherungsring 8 Umfangsnut 9 Endscheibe 0 Planetenbolzen 1 Wälzlager

Claims

Lame 1 lenkup lungA n s p r ü c h e

1. Fluidisch betätigte Lamellenkupplung mit einem Außenla¬ mellenträger mit mindestens einer Außenlamelle und einem ersten Anschlußglied zur Drehmomentübertragung, mit einem Innenlamellen¬ träger mit mindestens einer Innenlamelle und einem zweiten An¬ schlußglied zur Drehmomentübertragung, mit einem fluidisch be¬ tätigten 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 ab¬ dichten, wobei eines der beiden Elemente zusätzlich unmittelbar als Innenlamellenträger dient, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ e t , daß

- der Zylinder (7) zusätzlich unmittelbar als Innenlamellen¬ träger {7) dient,

- der Zylinder (7) über ein Mitnahmeprofil (8) drehfest und axial beweglich mit dem Kolben (2) verbunden ist,

- der Kolben (2) drehfest mit einem der beiden Anschlußglie¬ der (1) verbunden ist,

- der Kolben (2) als Zwischenglied (2) das gesamte Drehmoment zwischen diesem Anschlußglied (1) und dem als Innenlamellen¬ träger (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 ¬ z e i c h n e t , daß der Linearmotor (3) axial innerhalb des Außenlamellenträgers (24) angeordnet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n ¬ z e i c h n e t , daß die Umfangsnuten (17, 28) für die Dicht¬ ringe (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 n e t , daß die Anschlußglieder (1, 24) ein Zentralrad (1) und ein Planetenträger (24) eines Planetenge¬ triebes 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.