EP2630383A1 - Pressure-medium actuated friction clutch or friction brake - Google Patents

Pressure-medium actuated friction clutch or friction brake

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EP2630383A1
EP2630383A1 EP11770801.6A EP11770801A EP2630383A1 EP 2630383 A1 EP2630383 A1 EP 2630383A1 EP 11770801 A EP11770801 A EP 11770801A EP 2630383 A1 EP2630383 A1 EP 2630383A1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
pressure
friction clutch
brake according
clutch
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11770801.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Glomm
Rainer Bittermann
Thomas HÄSEKER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stromag GmbH
Original Assignee
GKN Stromag AG
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Filing date
Publication date
Application filed by GKN Stromag AG filed Critical GKN Stromag AG
Publication of EP2630383A1 publication Critical patent/EP2630383A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/583—Diaphragm-springs, e.g. Belleville
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063—Fluid-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
    • F16D25/0635—Fluid-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

Abstract

The invention relates to a friction clutch or friction brake having an axially movable pressure piston assembly and at least one ring shoulder to which pressure can be applied by the pressure piston assembly. According to the invention, the pressure piston assembly comprises at least two pistons which can be applied to the at least one ring shoulder in successive order and in stages in a pressure-dependent manner. Application in agricultural machines.

Description

Beschreibung  description
Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse  Fluid-actuated friction clutch or brake
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse mit einer axial beweglichen Druckkolbenanordnung sowie mit wenigstens einer durch die Druckkolbenanordnung beaufschlagbaren Reibscheibe. The invention relates to a fluid-actuated friction clutch or brake with an axially movable pressure piston assembly and at least one acted upon by the pressure piston assembly friction disc.
Eine derartige Reibkupplung ist durch die KHM 800/4 der Firma Stromag AG bekannt. Die bekannte Reibkupplung weist als Druckkolbenanordnung einen Druckkolben auf, der auf zwei Reibscheiben einer abtriebs- seitigen Kupplungsnabe wirkt. Die Reibkupplung ist hydraulisch betätigt. Hierzu ist dem Druckkolben ein Druckraum innerhalb eines Kupplungsgehäuses zugeordnet, der mit Hydrauliköl beaufschlagbar ist. Eine hydraulische Beaufschlagung führt zu einer Axialbewegung des Druckkolbens und demzufolge zu einem Reibschluss mit den Reibscheiben, wodurch die gewünschte Drehmomentübertragung erzielt wird. Such a friction clutch is known from the KHM 800/4 Stromag AG. The known friction clutch has, as a pressure piston arrangement, a pressure piston which acts on two friction disks of an output-side clutch hub. The friction clutch is hydraulically operated. For this purpose, the pressure piston is associated with a pressure chamber within a coupling housing, which is acted upon by hydraulic oil. Hydraulic loading leads to axial movement of the pressure piston and consequently to a frictional engagement with the friction plates, whereby the desired torque transmission is achieved.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Reibkupplung oder -bremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen weichen Schaltvorgang ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Druckkolbenanordnung wenigstens zwei Kolben aufweist, die der wenigstens einen Reibscheibe druckabhängig gestuft nacheinander zustellbar sind. Die Kolben der Druckkolbenanordnung sind demzufolge in Reihe geschaltet, indem zunächst der eine Kolben auf die wenigstens eine Reibscheibe einwirkt und anschließend der wenigstens eine zweite Kolben zur ergänzenden Einwirkung auf die wenigstens eine Reibscheibe zugeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, einen weichen Schaltvorgang für die Kupplung oder Bremse zu realisieren. Denn mit dem Zuschalten des ersten Kolbens erfolgt ein Einschalten der Kupplung oder Bremse mit relativ niedrigem Drehmoment. Das Zuschalten des zweiten Kolbens bewirkt dann eine stufenförmige Drehmomenterhöhung. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich besonders gut für das weiche Zuschalten von Antrieben bei Maschinen für die Industrie oder für die Landwirtschaft. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Lösung für das Zuschalten eines Hauptantriebes in einem Mähdrescher. Das weiche Zuschalten gewährleistet, dass ein den Hauptantrieb versorgender Dieselmotor in seiner Drehzahl allenfalls geringfügig gedrückt wird. Ein Abwürgen des Dieselmotors bei einem Kupplungsschaltvorgang wird zuverlässig vermieden. Ein relativ schnelles Zuschalten des Antriebs wird ermöglicht. Besonders vorteilhaft sind mechanische Mittel vorgesehen, um die mehrstufige Schaltcharakteristik für die Kupplung oder Bremse zu erzielen. The object of the invention is to provide a friction clutch or brake of the type mentioned, which allows a smooth switching operation. This object is achieved in that the pressure piston arrangement has at least two pistons, which are the pressure-dependent stepped at least one friction disc deliverable successively. The pistons of the pressure piston arrangement are therefore connected in series, by first of all the one piston acting on the at least one friction disc and then the at least one second piston is switched on to the complementary effect on the at least one friction disc. This makes it possible to realize a smooth switching operation for the clutch or brake. Because with the connection of the first piston is a switching on of the clutch or brake with a relatively low torque. The connection of the second piston then causes a stepped torque increase. The solution according to the invention is particularly suitable for the soft connection of drives in machines for industry or for agriculture. The solution according to the invention for connecting a main drive in a combine harvester is particularly suitable. The soft connection ensures that a diesel engine supplying the main drive is at most slightly pressed in its speed. A stalling of the diesel engine in a clutch switching operation is reliably avoided. A relatively fast connection of the drive is made possible. Mechanical means are particularly advantageously provided in order to achieve the multi-stage switching characteristic for the clutch or brake.
In Ausgestaltung der Erfindung ist dem Kolben ein gemeinsamer Druckraum zur Druckmittelbeaufschlagung zugeordnet, und wenigstens einem Kolben ist ein eine Gegenkraft aufbringendes Haltemittel zugeordnet, das für eine Axialbewegung des Kolbens ein höheres Druckniveau definiert als für den wenigstens einen anderen Kolben. Die wenigstens zwei Kolben sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet. Da die Kolben einen gemeinsamen Druckraum zur Druckmittelbeaufschlagung aufweisen, definieren sie eine gemeinsame Kolbenstirnfläche, die für die Druckberechnung maßgeblich ist. In Ausgestaltung der Erfindung ist als Haltemittel wenigstens eine auf den Kolben wirkende mechanische Federanordnung vorgesehen. Die Federanordnung wirkt als Gegenkraft bei einer Druckbeaufschlagung auf den Kolben, so dass der auf den Kolben wirkende Druck die Gegenkraft der Federanordnung übersteigen muss, um den Kolben verschieben zu können. In an embodiment of the invention, the piston is associated with a common pressure chamber for pressure medium, and at least one piston is associated with a counterforce applying retaining means which defines a higher pressure level for axial movement of the piston than for the at least one other piston. The at least two pistons are preferably arranged coaxially with one another. Since the pistons have a common pressure chamber for pressurizing agent, they define a common piston end face, which is decisive for the pressure calculation. In an embodiment of the invention, at least one mechanical spring arrangement acting on the piston is provided as holding means. The spring arrangement acts as a counterforce when pressure is applied to the piston, so that the pressure acting on the piston must exceed the counterforce of the spring arrangement in order to be able to displace the piston.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Haltemittel eine Kolbenlagerung mit gegenüber einer Lagerung für den wenigstens einen anderen Kolben erhöhtem Reibwert. Hier wirkt der erhöhte Reibwert der Lagerung als Gegenkraft mit der gleichen Folge wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Denn der Kolben ist erst nach Überwindung der erhöhten Reibkraft verschiebbar. In a further embodiment of the invention, the holding means comprises a piston bearing with respect to a storage for the at least one other piston increased coefficient of friction. Here, the increased coefficient of friction of the bearing acts as a counterforce with the same result as in the previously described embodiment. Because the piston is displaced only after overcoming the increased frictional force.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Federanordnung mehrere, über einen Kupplungs- oder Bremsenumfang verteilt angeordnete Schraubendruckfedern auf, die an einem Kupplungs- oder Bremsengehäuse einerseits und an einer dem Druckraum gegenüberliegenden Kolbenstirnfläche andererseits angreifen. Je nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum ist es möglich, unterschiedliche Schraubendruckfedern radial und in Umfangsrichtung versetzt zueinander anzuordnen. In a further embodiment of the invention, the spring arrangement comprises a plurality of distributed over a clutch or brake circumference arranged helical compression springs, which engage on a clutch or brake housing on the one hand and on a pressure chamber opposite the piston face on the other hand. Depending on the available space, it is possible to arrange different helical compression springs radially and circumferentially offset from each other.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kolbenanordnung durch ein Kolbenpaar mit einem Innenkolben und einem den Innenkolben radial umschließenden, ringförmigen Außenkolben gebildet, wobei der Innenkolben in dem Außenkolben verschiebbar gelagert ist. Hierdurch wird ein Doppelkolben gebildet, wobei bei einem niedrigen Druckniveau zunächst einer der beiden Kolben verschiebbar ist. Bei Erhöhung des Druckniveaus wird ergänzend auch der zweite Kolben verschoben. Durch das erfindungsgemäße Einschaltverhalten ergibt sich eine weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Druckschwankungen innerhalb eines zugeordneten Hydrauliksystems. Erfindungsgemäß ist zudem der gestufte Zuschaltvorgang unabhängig von einer Viskosität des Druckmittels und damit des Schaltmediums. In a further embodiment of the invention, the piston assembly is formed by a pair of pistons with an inner piston and a radially surrounding the inner piston, annular outer piston, wherein the inner piston is slidably mounted in the outer piston. As a result, a double piston is formed, wherein at a low pressure level initially one of the two pistons is displaceable. When the pressure level is increased, the second piston is also displaced. The switch-on behavior according to the invention results in a substantial insensitivity to pressure fluctuations within an associated hydraulic system. In addition, according to the invention, the stepped connection process is independent of a viscosity of the pressure medium and thus of the switching medium.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Gleitlagerung zwischen Außenkolben und Innenkolben vorgesehen, die ein nichtmetallisches Gleitringband umfasst. Vorzugsweise besteht das Gleitringband aus PTFE (Polytetrafluorethylen). Das zusätzliche Gleitringband ermöglicht eine nichtmetallische Lagerung des Innenkolbens im Außenkolben und demzufolge eine verbesserte Linearführung für den Innenkolben. In a further embodiment of the invention, a sliding bearing between outer piston and inner piston is provided which comprises a non-metallic slip ring band. Preferably, the slip ring band made of PTFE (polytetrafluoroethylene). The additional slip ring band allows a non-metallic mounting of the inner piston in the outer bulb and consequently an improved linear guide for the inner piston.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schraubendruckfedern an dem Außenkolben abgestützt. Bei dieser Ausgestaltung bewirkt somit der Innenkolben die erste Schaltstufe mit geringem Drehmoment und flacher Druckkennlinie, bevor dann die ergänzende Zuschaltung des Außenkolbens bei höherem Druckniveau erfolgt. In a further embodiment of the invention, the helical compression springs are supported on the outer bulb. In this embodiment, the inner piston thus causes the first switching stage with low torque and flat pressure characteristic, before then the additional connection of the outer bulb takes place at a higher pressure level.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen erläutert ist. Further advantages and features of the invention will become apparent from the claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention, which is explained with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer Fig. 1 shows a sectional view of an embodiment of a
Reibkupplung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist,  Friction clutch, as known from the prior art,
Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibkupplung und Fig. 2 shows an embodiment of a friction clutch according to the invention and
Fig. 3 ein Schaubild eines Druck-/Drehmoment-Verhaltens der Reibkupplung nach Fig. 1 einerseits und der erfindungsgemäßen Reibkupplung nach Fig. 2 andererseits. Eine erfindungsgemäße, hydraulisch betätigte Reibkupplung 1 nach Fig. 2 ist dafür vorgesehen, einen Hauptantrieb eines Mähdreschers zuzuschalten. Der Hauptantrieb wird durch eine strichpunktiert dargestellte Antriebswelle 7 verdeutlicht. Die erfindungsgemäße Reibkupplung 1 wird nachfolgend im Vergleich zu einer Reibkupplung 1 a gemäß Fig. 1 beschrieben, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Identische Bauteile bei der Reibkupplung 1 nach Fig. 2 und bei der Stand-der- Technik-Kupplung 1 a nach Fig. 1 sind mit identischen Bezugszeichen versehen. Funktionsgleiche Teile und Abschnitte, die aber in ihrer konstruktiven Ausführung unterschiedlich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Buchstabens a für die Kupplung nach Fig. 1 aus dem Stand der Technik versehen. Nachfolgend wird zunächst die bekannte Reibkupplung 1 a gemäß Fig. 1 erläutert. Fig. 3 is a graph of a pressure / torque behavior of the friction clutch of FIG. 1 on the one hand and the friction clutch according to the invention of FIG. 2 on the other. A hydraulically operated friction clutch 1 according to the invention according to FIG. 2 is intended to connect a main drive of a combine harvester. The main drive is illustrated by a dash-dotted drive shaft 7. The friction clutch 1 according to the invention is described below in comparison to a friction clutch 1a according to FIG. 1, as is known from the prior art. Identical components in the friction clutch 1 of FIG. 2 and in the prior art coupling 1 a of FIG. 1 are provided with identical reference numerals. Functional parts and sections, but different in their structural design, are provided with the same reference numerals with the addition of the letter a for the coupling of FIG. 1 of the prior art. Hereinafter, the known friction clutch 1 a of FIG. 1 will be explained first.
Die Reibkupplung 1 a nach Fig. 1 weist ein mehrteiliges Kupplungsgehäuse 2a, 3, 4 auf, wobei die Gehäuseteile 2a, 3, 4 durch Schraubverbindungen 13a am Außenumfang der Reibkupplung 1 a miteinander verbunden sind. In dem Kupplungsgehäuse ist eine Druckkolbenanordnung 10a angeordnet, die über einen abgedichteten Druckraum 14a hydraulisch mit Druck beaufschlagbar ist. Die Druckkolbenanordnung 10a ist relativ zu dem Kupplungsgehäuse 2a, 3, 4 längs einer Kupplungsdrehachse K axial beweglich verlagerbar. Zur Rückstellung dient eine elastische Scheibenmembran 1 1 , die radial innenseitig an der Druckkolbenanordnung 10a und radial außenseitig zwischen den Gehäuseteilen 2a und 3 befestigt ist. Eine Druckfläche der Druckkolbenanordnung 10a wirkt auf eine erste Reibscheibe 5, die axial beweglich, aber drehfest, mit der Antriebsnabe 7 verbunden ist. Auf der Antriebsnabe 7 ist axial versetzt zu der ersten Reibscheibe 5 eine weitere Reibscheibe 6 angeordnet, die ebenfalls axial beweglich und drehfest auf der Antriebsnabe 7 gelagert ist. Zwischen den beiden Reibscheiben 5, 6 ist eine Druckscheibe 8 angeordnet, die in einem Gehäuseteil 4 des Kupplungsgehäuses 2a, 3, 4 drehfest, aber axial beweglich angeordnet ist. Der Distanz- scheibe 8 ist eine Rückstellfederanordnung 9 zugeordnet, die die Druckscheibe 8 in unbelasteter Ausgangslage gegen einen Gehäuseanschlag des Gehäuseteils 3 drückt. Auch die Druckkolbenanordnung 10a wirkt auf eine Rückstellfederanordnung 12, die einen die Kolbendruckfläche tragenden Kolbenabschnitt der Druckkolbenanordnung 10a gegen den Gehäuseabschnitt 2a des Kupplungsgehäuses und damit gegen die äußere Einspannung der Scheibenmembran 1 1 in unbelasteter Ausgangslage drückt. In unbelasteter Ausgangslage der Druckkolbenanordnung 10a sind beide Reibscheiben 5 und 6 gelüftet, da sowohl die Druckkolbenanordnung 10a durch die Scheibenmembran 1 1 und die Rückstellfederanordnung 12 als auch die Druckscheibe 8 durch die Druckfederanordnung 9 in ihrer in Fig. 1 linken Ausgangslage gedrückt gehalten sind. 1 has a multi-part clutch housing 2a, 3, 4, wherein the housing parts 2a, 3, 4 by screw 13a on the outer circumference of the friction clutch 1 a are interconnected. In the clutch housing, a pressure piston assembly 10a is arranged, which is hydraulically pressurized via a sealed pressure chamber 14a. The pressure piston assembly 10a is axially movable displaceable relative to the clutch housing 2a, 3, 4 along a coupling axis of rotation K. To reset an elastic disc membrane 1 1, which is radially on the inside of the pressure piston assembly 10a and radially outside between the housing parts 2a and 3 is attached. A pressure surface of the pressure piston assembly 10a acts on a first friction disc 5, which is axially movable, but non-rotatably connected to the drive hub 7. On the drive hub 7 is axially offset from the first friction disc 5, a further friction disc 6 is arranged, which is also mounted axially movable and rotationally fixed on the drive hub 7. Between the two friction plates 5, 6, a pressure plate 8 is arranged, which in a housing part 4 of the clutch housing 2a, 3, 4 rotatably, but is arranged axially movable. The distance Disc 8 is associated with a return spring assembly 9, which presses the pressure plate 8 in the unloaded starting position against a housing stop of the housing part 3. The pressure piston arrangement 10a also acts on a return spring arrangement 12, which presses a piston section of the pressure piston arrangement 10a carrying the piston pressure surface against the housing section 2a of the clutch housing and thus against the outer clamping of the disk membrane 11 in an unloaded starting position. In unloaded initial position of the pressure piston assembly 10a both friction plates 5 and 6 are released, since both the pressure piston assembly 10a through the disc diaphragm 1 1 and the return spring assembly 12 and the pressure plate 8 are held pressed by the compression spring assembly 9 in its left in Fig. 1 starting position.
Bei einer hydraulischen Druckbeaufschlagung durch entsprechende Füllung des Druckraumes 14a mit Hydrauliköl wird die Druckkolbenanordnung 10a axial nach rechts - auf die Zeichnungsebene in Fig. 1 bezogen - verschoben, wodurch die Reibscheibe 5 gegen die Druckscheibe 8 gepresst wird und diese wiederum die zweite Reibscheibe 6 gegen einen nicht dargestellten Abschnitt des durch die Antriebsnabe 7 definierten Hauptantriebs drückt. Auf der gegenüberliegenden Kupplungsseite ist ein Dieselmotor direkt oder indirekt angeschlossen. Sobald die Druckkolbenanordnung 10a hydraulisch mit Druck beaufschlagt wird und demzufolge ein Schaltvorgang der Reibkupplung 1 a erfolgt, wird der Dieselmotor in seiner Drehzahl sehr stark gedrückt, was bis zu einem Abwürgen des Dieselmotors führen kann. In a hydraulic pressurization by appropriate filling of the pressure chamber 14a with hydraulic oil, the pressure piston assembly 10a axially to the right - on the plane of the drawing in Fig. 1 - moved, whereby the friction disc 5 is pressed against the thrust washer 8 and this in turn the second friction disc 6 against a not shown portion of the main drive defined by the drive hub 7 presses. On the opposite side of the clutch, a diesel engine is directly or indirectly connected. As soon as the pressure piston arrangement 10a is pressurized hydraulically and consequently a switching operation of the friction clutch 1 a takes place, the diesel engine is pressed very strongly in its rotational speed, which can lead to stalling of the diesel engine.
Um diese Problematik der Reibkupplung 1 a aus dem Stand der Technik zu vermeiden, ist die erfindungsgemäße Reibkupplung 1 vorgesehen, die bezüglich der zweiten Kupplungsseite, der die Antriebswelle 7 zugeordnet ist, identisch aufgebaut ist wie die bekannte Reibkupplung 1 a. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf die Offenbarung der Reibkupplung 1 a gemäß Fig. 1 verwiesen. Wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen Reibkupplung 1 nach Fig. 2 ist es, dass die in der Zeichnung linke Kupplungsseite, nämlich die erste Kupplungsseite, anders aufgebaut ist. Bei der erfindungsgemäßen Reibkupplung 1 ist die Druckkolbenanordnung 10a als Doppelkolben ausgeführt, indem sie einen Innenkolben 10 und einen Außenkolben 15 umfasst. Der Innenkolben 10 ist analog der Druckkolbenanordnung 10a nach Fig. 1 mehrteilig aufgebaut und weist einen auf die erste Reibscheibe 5 wirkenden Kolbenabschnitt auf, der die entsprechende Kolbenstirnfläche umfasst. Dieser Kolbenabschnitt ist mittels einer axialen Schraubverbindung mit einem Wirkkolbenabschnitt verbunden, der mit seiner stirnseitigen Druckfläche dem Druckraum 14 zugewandt ist. Zwischen dem Wirkkolbenabschnitt und dem der Reibscheibe 5 zugewandten Kolbenabschnitt ist die zur Rückstellung dienende Scheibenmembran 1 1 radial innenseitig eingespannt. Radial außenseitig ist die Scheibenmembran 1 1 zwischen dem Gehäuseabschnitt 13 und einem Gehäusezwischenabschnitt 18 eingespannt, der Teil des gesamten Kupplungsgehäuses ist. To avoid this problem of the friction clutch 1 a from the prior art, the friction clutch 1 according to the invention is provided, which is identical with respect to the second clutch side, which is associated with the drive shaft 7 as the known friction clutch 1 a. To avoid repetition, reference is therefore made to the disclosure of the friction clutch 1a according to FIG. The essential difference of the friction clutch 1 according to the invention according to FIG. 2 is that the coupling side on the left side of the coupling, namely the first coupling side, has a different construction. In the friction clutch 1 according to the invention, the pressure piston assembly 10a is designed as a double piston by comprising an inner piston 10 and an outer piston 15. The inner piston 10 is analogous to the pressure piston assembly 10a of FIG. 1 constructed in several parts and has a force acting on the first friction disc 5 piston portion which includes the corresponding piston end face. This piston section is connected by means of an axial screw connection with an active piston section, which faces the pressure chamber 14 with its frontal pressure surface. Between the active piston portion and the friction disc 5 facing the piston portion which serves to restore disk membrane 1 1 is clamped radially inwardly. Radially outside the disk membrane 1 1 is clamped between the housing portion 13 and a housing intermediate portion 18 which is part of the entire coupling housing.
Die der zweiten Kupplungsseite zugewandte Ringscheibe 6 stützt sich an einem Kupplungsabschnitt 21 des Hauptantriebs axial ab. The second clutch side facing annular disc 6 is supported axially on a coupling portion 21 of the main drive.
Die Druckkolbenanordnung nach Fig. 2 umfasst zudem einen ringförmigen Außenkolben 15, der koaxial zum Innenkolben 10 in dem Gehäuseteil 2 des Kupplungsgehäuses gelagert ist. Der Wirkkolbenabschnitt des Innenkolbens 10 ist in dem Außenkolben 15 axial beweglich gelagert. Der Außenkolben 15 weist eine radial nach innen ragende Ringschulter 22 auf, die einen Axialanschlag relativ zu dem Wirkkolbenabschnitt des Innenkolbens 10 bildet. Der Innenkolben 10 ist relativ zu dem Außenkolben 15 mittels einer Dichtungsanordnung 16 abgedichtet. Zudem ist als Gleitlagerung zwischen Innenkolben 10 und Außenkolben 15 ein Gleitringband 17 vorgesehen, dass als Führungsband für die Axialbeweglich- keit des Innenkolbens 10 relativ zum Außenkolben 15 dient. Das Gleitringband 17 ist in eine entsprechende, radial nach innen offene Ringnut des Außenkolbens 15 eingefügt und verhindert einen metallischen Kontakt zwischen dem aus Stahl bestehenden Außenkolben 15 und dem aus Stahl bestehenden Innenkolben 10. Das Gleitringband 17 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus PTFE hergestellt. 2 also includes an annular outer piston 15 which is mounted coaxially with the inner piston 10 in the housing part 2 of the clutch housing. The active piston portion of the inner piston 10 is axially movably mounted in the outer piston 15. The outer piston 15 has a radially inwardly projecting annular shoulder 22, which forms an axial stop relative to the active piston portion of the inner piston 10. The inner piston 10 is sealed relative to the outer piston 15 by means of a sealing arrangement 16. In addition, a sliding ring belt 17 is provided as a sliding bearing between the inner piston 10 and the outer piston 15 that serves as a guide band for the Axialbeweglich- speed of the inner piston 10 relative to the outer piston 15 is used. The slip ring band 17 is inserted into a corresponding radially inwardly open annular groove of the outer bulb 15 and prevents metallic contact between the outer bulb 15 made of steel and the existing inner steel piston 10. The Gleitringband 17 is made in the illustrated embodiment of PTFE.
Der Außenkolben 15 ist mittels einer nicht näher bezeichneten Dichtungsanordnung abgedichtet axial beweglich in dem Gehäuseteil 2 des Kupplungsgehäuses gelagert. Der Zwischengehäuseteil 18 ragt radial zwischen den Außenkolben 15 und die Scheibenmembran 1 1 hinein, wie Fig. 2 entnehmbar ist. In dem Zwischengehäuseteil 18 ist eine Schraubendruckfederanordnung 19, 20 angeordnet, die aus mehreren, über den Umfang des Zwischengehäuseteiles 18 verteilt angeordneten Schraubendruckfedern zusammengesetzt ist. Dabei sind kleinere Schraubendruckfedern 20 und größere Schraubendruckfedern 19 vorgesehen, die radial und in Umfangsrichtung versetzt zueinander im Zwischengehäuseteil 18 angeordnet sind. Die Schraubendruckfedern 19, 20 sind in axialen Aussparungen des Zwischengehäuseteiles 18 angeordnet, die axial zu dem Außenkolben 15 hin offen sind. Die Schraubendruckfedern 19, 20 stützen sich zum einen jeweils an einem Boden der jeweiligen axialen Aussparung des Zwischengehäuseteiles 18 und zum anderen an einer dem Druckraum 14 gegenüberliegenden Stirnfläche des Außenkolbens 15 ab. Die Schraubendruckfedern 19, 20 üben eine axiale Gegenkraft auf den Außenkolben 15 aus, die in unbelasteter Ausgangslage des Außenkolbens 15 den Außenkolben 15 gegen das Gehäuseteil 2 gepresst halten. Der Außenkolben 15 weist eine wirksame Kolbenfläche innerhalb des Druckraumes 14 auf, die radial innen im Bereich der Ringschulter 22 endet. Der Innenkolben 10 weist eine sich radial nach innen an die Kolbenfläche des Außenkolbens 15 anschließende, wirksame Kolbenfläche auf. Die gesamte wirksame Kolbenfläche des Druckraumes 14 wird daher gemeinsam durch den Innenkolben 10 und den Außenkolben 15 gebildet. Die wirksamen Kolbenflächen von Außenkolben 15 und Innenkolben 10 sind derart auf die durch die Druckfederanordnungen 12 und 19, 20 ausgeübten Gegenkräfte abgestimmt, dass bei beginnender hydraulischer Druckbeaufschlagung innerhalb des Druckraumes 14 zunächst der Innenkolben 10 axial bewegt wird. Erst bei weiterer Druckerhöhung überwindet auch der Außenkolben 15 die durch die Druckfederanordnungen 19, 20 bewirkten Gegenkräfte und wird axial bewegt. Über die Ringschulter 22 überträgt der Außenkolben 15 die entsprechenden Druckkräfte auf den Innenkolben 10, der wiederum die Reibscheiben 5 und 6 beaufschlagt. Die ergänzende Druckkraft des Außenkolbens 15 ist durch seine wirksame Kolbenfläche im Druckraum 14 definiert. Die Kraftübertragung erfolgt über die Ringschulter 22 auf den Innenkolben 10. The outer piston 15 is sealed by means of a sealing arrangement unspecified axially movable axially mounted in the housing part 2 of the clutch housing. The intermediate housing part 18 protrudes radially between the outer bulb 15 and the disc membrane 1 1, as shown in FIG. 2 can be removed. In the intermediate housing part 18, a helical compression spring arrangement 19, 20 is arranged, which is composed of a plurality of distributed over the circumference of the intermediate housing part 18 arranged helical compression springs. In this case, smaller helical compression springs 20 and larger helical compression springs 19 are provided, which are arranged radially and circumferentially offset from one another in the intermediate housing part 18. The helical compression springs 19, 20 are arranged in axial recesses of the intermediate housing part 18, which are open axially to the outer bulb 15. The helical compression springs 19, 20 are supported on the one hand at a bottom of the respective axial recess of the intermediate housing part 18 and on the other at an end face of the outer bulb 15 opposite the pressure chamber 14. The helical compression springs 19, 20 exert an axial counterforce on the outer piston 15, which keep the outer bulb 15 pressed against the housing part 2 in the unloaded initial position of the outer bulb 15. The outer piston 15 has an effective piston surface within the pressure chamber 14, which ends radially inward in the region of the annular shoulder 22. The inner piston 10 has a radially inwardly on the piston surface of the outer piston 15 subsequent, effective piston surface. The entire effective piston area of the pressure chamber 14 is therefore jointly by the inner piston 10th and the outer bulb 15 is formed. The effective piston surfaces of the outer piston 15 and the inner piston 10 are matched to the opposing forces exerted by the pressure spring assemblies 12 and 19, 20 that at the beginning of hydraulic pressurization within the pressure chamber 14, first, the inner piston 10 is moved axially. Only when the pressure increases further does the outer piston 15 also overcome the opposing forces caused by the compression spring arrangements 19, 20 and is moved axially. About the annular shoulder 22 of the outer piston 15 transmits the corresponding pressure forces on the inner piston 10, which in turn acts on the friction plates 5 and 6. The supplementary pressure force of the outer bulb 15 is defined by its effective piston area in the pressure chamber 14. The power transmission takes place via the annular shoulder 22 on the inner piston 10th
Die Reibkupplung 1 nach Fig. 2 entspricht - wie bereits ausgeführt wurde - bezüglich der in der Zeichnung rechten Kupplungshälfte der Reibkupplung 1 a nach Fig. 1. Die in der Zeichnung nach Fig. 2 linke Kupplungshälfte wird durch voneinander getrennte Bauteile gebildet, die lösbar miteinander oder mit den übrigen Kupplungsteilen verbunden sind. Die gegenüber der Reibkupplung 1 a nach Fig. 1 unterschiedlichen Kupplungsteile sind der Zwischengehäuseteil 18, die Schraubendruckfedern 19, 20, der Innenkolben 10, der Außenkolben 15, das Führungsband 17 und die zusätzliche Dichtungsanordnung 16 wie auch entsprechend längere Schraubverbindungen 13. All diese Kupplungsteile sind lösbar an die gegenüber der Reibkupplung 1 a nach Fig. 1 verbliebenen Gleichteile anfügbar und mittels entsprechend lösbarer Befestigungsmittel verbindbar. Dadurch ist es möglich, eine bekannte Reibkupplung 1 a nach Fig. 1 nachträglich zu einer erfindungsgemäßen Reibkupplung 1 nach Fig. 2 umzurüsten und dabei Bauteile der bekannten Reibkupplung zu verwenden. Hierdurch ist mit relativ geringem Aufwand eine Nachrüstung einer bekannten Reibkupplung 1 a auf eine erfindungsgemäße Reibkupplung 1 nach Fig. 2 ermöglicht. Anhand der Fig. 3 ist erkennbar, wie die Reibkupplung 1 a nach Fig. 1 und die erfindungsgemäße Reibkupplung 1 nach Fig. 2 ein unterschiedliches Druck-/Drehmoment-Verhalten im Betrieb aufweisen. Im in Fig. 3 dargestellten Diagramm ist auf der Ordinate das Drehmoment M und auf der Abszisse der Druck p aufgeführt. Die Druck-/Drehmoment-Kennlinie der Reibkupplung 1 a nach Fig. 1 ist strichpunktiert dargestellt. Die Druck-/Drehmoment-Kennlinie der erfindungsgemäßen Reibkupplung 1 nach Fig. 2 ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Wie das Diagramm gemäß Fig. 3 erkennen lässt, erfolgt bei der Reibkupplung 1 eine zweistufige Zuschaltung. In einer ersten Stufe, bei der die Druckkräfte der Schraubendruckfedern 19, 20 den Außenkolben 15 noch in seiner Ausgangslage halten, erfolgt bei entsprechender Druckerhöhung ein lediglich geringer Anstieg des Drehmoments. Erst bei Wirksamwerden der resultierenden Gesamtkolbenwirkfläche beider Kolben des Doppelkolbens erfolgt dann der gleiche Drehmomentanstieg relativ zur Druckerhöhung, wie es bei der Reibkupplung 1 nach Fig. 1 von Beginn an der Fall ist. The friction clutch 1 according to Fig. 2 corresponds - as already stated - with respect to the right half of the drawing coupling half of the friction clutch 1 a of FIG. 1. The left in the drawing of FIG. 2 coupling half is formed by separate components that are detachable to each other or connected to the other coupling parts. The opposite the friction clutch 1 a of FIG. 1 different coupling parts are the intermediate housing part 18, the coil springs 19, 20, the inner piston 10, the outer bulb 15, the guide belt 17 and the additional seal assembly 16 as well as correspondingly longer screw 13. All these coupling parts releasably attached to the opposite of the friction clutch 1 a of FIG. 1 remaining common parts attachable and by means of correspondingly releasable fastening means. This makes it possible to retrofit a known friction clutch 1 a of FIG. 1 to a friction clutch according to the invention 1 according to FIG. 2 and to use components of the known friction clutch. As a result, retrofitting of a known friction clutch 1 a on a friction clutch 1 according to the invention according to FIG. 2 is made possible with relatively little effort. It can be seen from FIG. 3 how the friction clutch 1 a according to FIG. 1 and the friction clutch 1 according to the invention according to FIG. 2 have a different pressure / torque behavior during operation. In the diagram shown in Fig. 3, the torque M is shown on the ordinate and the pressure p on the abscissa. The pressure / torque characteristic of the friction clutch 1 a of FIG. 1 is shown in phantom. The pressure / torque characteristic of the friction clutch 1 according to the invention of FIG. 2 is shown by a solid line. As can be seen from the diagram according to FIG. 3, a two-stage connection takes place in the friction clutch 1. In a first stage, in which the pressure forces of the helical compression springs 19, 20 still hold the outer bulb 15 in its initial position, a slight increase in the torque takes place with a corresponding increase in pressure. Only when the resulting total piston effective area of both pistons of the double piston becomes effective does the same torque increase take place relative to the pressure increase, as is the case in the friction clutch 1 according to FIG. 1 from the beginning.

Claims

Ansprüche claims
1. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse mit einer axial beweglichen Druckkolbenanordnung sowie mit wenigstens einer durch die Druckkolbenanordnung beaufschlagbaren Reibscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkolbenanordnung (10, 15) wenigstens zwei Kolben (10, 15) aufweist, die der wenigstens einen Reibscheibe (5, 6) druckabhängig gestuft nacheinander zustellbar sind. Characterized in that the pressure piston assembly (10, 15) has at least two pistons (10, 15), the at least one friction disc (5 , 6) are pressure-dependent graded successively deliverable.
2. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch2. pressure medium operated friction clutch or brake according to claim
1 , dadurch gekennzeichnet, dass den Kolben (10, 15) ein gemeinsamer Druckraum (14) zur Druckmittelbeaufschlagung zugeordnet ist, und dass wenigstens einem Kolben (15) ein eine Gegenkraft aufbringendes Haltemittel (19, 20) zugeordnet ist, das für eine Axialbewegung des einen Kolbens (15) ein höheres Druckniveau definiert als für den wenigstens einen anderen Kolben (10). 1, characterized in that the piston (10, 15) is associated with a common pressure chamber (14) for the pressure medium, and that at least one piston (15) is associated with a holding force applying retaining means (19, 20), which for an axial movement of the a piston (15) defines a higher pressure level than for the at least one other piston (10).
3. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch3. fluid-actuated friction clutch or brake according to claim
2, dadurch gekennzeichnet, dass als Haltemittel wenigstens eine auf den Kolben (15) wirkende mechanische Federanordnung (19, 20) vorgesehen ist. 2, characterized in that as a holding means at least one on the piston (15) acting mechanical spring arrangement (19, 20) is provided.
4. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch4. pressure medium operated friction clutch or brake according to claim
2, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel eine Kolbenlagerung mit gegenüber einer Lagerung für den wenigstens einen anderen Kolben erhöhtem Reibwert umfasst. 2, characterized in that the holding means comprises a piston bearing with respect to a storage for the at least one other piston increased coefficient of friction.
5. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch5. fluid-actuated friction clutch or brake according to claim
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung mehrere, über einen Kupplungs- oder Bremsenumfang verteilt angeordnete Schraubendruckfedern (19, 20) aufweist, die an einem Kupplungs- oder Bremsengehäuse (18) einerseits und an einer dem Druckraum (14) gegenüberliegenden Kolbenstirnfläche andererseits angreifen. 3, characterized in that the spring arrangement comprises a plurality of distributed over a clutch or brake circumference arranged helical compression springs (19, 20) which at a coupling or brake housing (18) on the one hand and on a pressure chamber (14) opposite piston end face on the other hand attack.
6. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkolbenanordnung durch ein Kolbenpaar mit einem Innenkolben (10) und einem den Innenkolben (10) radial umschließenden, ringförmigen Außenkolben (15) gebildet ist, wobei der Innenkolben (10) in dem Außenkolben (15) verschiebbar gelagert ist. 6. pressure-medium-actuated friction clutch or brake according to claim 1, characterized in that the pressure piston assembly by a piston pair with an inner piston (10) and the inner piston (10) radially enclosing, annular outer piston (15) is formed, wherein the inner piston (10). is slidably mounted in the outer piston (15).
7. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch7. fluid-actuated friction clutch or brake according to claim
6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleitlagerung zwischen Außenkolben (15) und Innenkolben (10) vorgesehen ist, die ein nichtmetallisches Gleitringband (17) umfasst. 6, characterized in that a sliding bearing between outer piston (15) and inner piston (10) is provided, which comprises a non-metallic sliding ring band (17).
8. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch8. pressure medium operated friction clutch or brake according to claim
7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitringband (17) aus PTFE besteht. 7, characterized in that the sliding ring band (17) consists of PTFE.
9. Druckmittelbetätigte Reibkupplung oder -bremse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubendruckfedern (19, 20) an dem Außenkolben (15) abgestützt sind. 9. pressure medium actuated friction clutch or brake according to claim 5, characterized in that the helical compression springs (19, 20) on the outer piston (15) are supported.
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