DE102004048068B4

DE102004048068B4 - Nasse Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE102004048068B4
Application number: DE102004048068.0A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Baur Erwin; Dipl.-Ing. Fischer Walter; Helmut Konrad
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-10-02
Filing date: 2004-10-02
Publication date: 2014-08-21
Anticipated expiration: 2024-10-03
Also published as: DE102004048068A1

Abstract

Nasse Lamellenkupplung, umfassend eine zentrale Antriebswelle (6), ferner dazu koaxial angeordnet und mit dieser umlaufend, ein Zylindergehäuse (8), einen im Zylindergehäuse gegen die Kraft von Rückstellfedern (38, 40, 138) axial verstellbaren, hydraulisch betätigbaren Stellkolben (10, 12, 110, 112), und eine axial feststehende Ausgleichsscheibe (42, 44, 142, 144), an der sich die Rückstellfedern (38, 40, 138) abstützen und die mit dem Stellkolben (10, 12, 110, 112) einen fluiddichten Ausgleichsraum (46, 48, 146) begrenzt, ferner umfassend ein durch den Stellkolben beaufschlagbares Lamellenpaket (14, 16, 114), und Fluidkanäle (62, 68, 74, 162, 174) zum Zu- sowie Abführen eines Ausgleichsfluidstromes zum und vom Ausgleichsraum (46, 48, 146) sowie Fluidkanäle (78, 178) zum Zu- und Abführen eines Kühlfluidstromes zum und vom Lamellenpaket (14, 16, 114), wobei im Fluidkanal (62, 68, 162) zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes ein durch den Stellkolben (10, 12, 110, 112) betätigtes, beim Öffnen der Kupplung den Fluidkanal (62, 68, 162) absperrendes Ventil (70) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (62, 68, 162) zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes an eine Zuleitung (60) in der Antriebswelle (6) angeschlossen ist und zusätzlich der Fluidkanal (78, 178) zum Zuführen des Kühlfluidstromes und der damit in Verbindung stehende Fluidkanal (74, 174) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes über einen Fluidkanal-Abschnitt (75, 175) mit verengtem Querschnitt an die Zuleitung (60, 160) für das Fluid angeschlossen sind, wobei der Fluidkanal (74, 174) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes in den Fluidkanal (78, 178) zum Zuführen des Kühlfluidstromes mündet und der Fluidkanal (78, 178) zum Zuführen des Kühlfluidstromes in einen das Lamellenpaket (14, 114) aufnehmenden Raum (80) mündet und der Fluidkanal (74, 174) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes in den Ausgleichsraum (46, 48, 146) mündet.

Description

Die Erfindung betrifft eine nasse Lamellenkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Lamellenkupplungen werden als Einzelkupplung oder als Doppelkupplung ausgeführt. Bei der Doppelkupplung sind beispielsweise zwei zu einer Querebene spiegelsymmetrisch ausgebildete Einzelkupplungen axial hintereinander angeordnet, wobei die Ausgangsdrehrichtung einer der Einzelkupplungen beispielsweise über ein Vorgelege umgekehrt wird, so dass zwei einander entgegengesetzte Ausgangsdrehrichtungen zur Verfügung stehen.
Zum Schalten, dass heißt zum Schließen einer Einzelkupplung, wird der zugeordnete Stellkolben auf seiner den Rückstellfedern abgewandten Seite mit einem Druckfluid beaufschlagt und axial gegen die Kraft der Rückstellfedern verschoben, wobei das Lamellenpaket zusammengedrückt und die Kupplung geschlossen wird, so dass das eingeleitete Drehmoment auf den Kupplungsausgang übertragen wird. Um die auf der Druckseite des Stellkolbens auftretenden drehzahlabhängigen Axialkräfte zu kompensieren, wird der Druckausgleichsraum mit einem Ausgleichsfluidstrom befüllt, so dass auf der der Druckseite des Stellkolbens abgewandten Seite desselben ebenfalls drehzahlabhängige, den zuvor genannten Axialkräften entgegengesetzt wirkende und diese kompensierende Axialkräfte erzeugt werden.
Um die Lamellen des Lamellenpaketes zu kühlen, werden diese insbesondere bei geschlossener Kupplung von einem Kühlfluidstrom durchströmt. Bei geöffneter Kupplung wird dieser Kühlfluidstrom durch ein vom Stellkolben betätigtes Ventil entweder ganz oder teilweise unterbrochen, um Schleppverluste auszuschalten oder zu verringern. Für das Druckfluid zum Verstellen des Stellkolbens, das Ausgleichsfluid zum Kompensieren der Axialkräfte und das Kühlfluid zum Kühlen der Kupplungslamellen wird im allgemeinen das gleiche Fluid, beispielsweise ein Öl verwendet.
Durch die DE 198 30 951 A1 ist bereits eine als Doppelkupplung ausgebildete Lamellenkupplung mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Merkmalen bekannt. Dabei bilden der Ausgleichsfluidstrom und der Kühlfluidstrom weitgehend getrennte Kreisläufe. Die in den Ausgleichsraum mündenden Fluidkanäle (Querbohrungen) zum Zuführen und zum Abführen des Ausgleichsfluides sind jeweils an eine Zuleitung bzw. Ableitung angeschlossen. Ebenso ist der in den das Lamellenpaket aufnehmenden Raum mündende Fluidkanal zum Zuführen des Kühlfluides an die Zuleitung angeschlossen; die Ableitung des Kühlfluides erfolgt über gesonderte Fluidkanäle in das Kupplungsgehäuse.
Da im Falle der oben genannten Druckschrift die Zuleitung für das Ausgleichsfluid und das Kühlfluid sowie die Ableitung für das Ausgleichsfluid und außerdem die Zuleitung für das den Stellkolben beaufschlagende Druckfluid als Längsbohrungen in der zentralen Antriebswelle ausgebildet sind, ergibt sich insgesamt ein konstruktiv und herstellungstechnisch äußerst aufwendiges und damit teures Bauteil.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion wird darin gesehen, dass das Ausgleichsfluid nach dem Durchströmen des Ausgleichsraumes über die Ableitung wieder abgeleitet wird und deshalb für die Kühlung der Lamellen nicht zur Verfügung steht. Die für den axialen Druckausgleich benötigte Fluidmenge muss demnach zusätzlich zu der für die Kühlung der Lamellen gebrauchten Fluidmenge vorgesehen und gefördert werden. Dies bedeutet, dass entsprechend dimensionierte Fluid-Vorratsbehälter und Fördereinrichtungen vorgesehen werden müssen. Es hat sich aber gezeigt, dass bei herkömmlichen Lamellenkupplungen der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art dennoch ein schnelles Befüllen des Ausgleichsraumes bei Inbetriebnahme der Kupplung nicht ausreichend gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nasse Lamellenkupplung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, die gegenüber der bekannten Lamellenkupplung konstruktiv und herstellungstechnisch einfacher ist, die mit einer insgesamt geringeren Fluidmenge und dementsprechend mit kleiner dimensionierten Vorratsbehältern und Fördereinrichtungen für das Fluid auskommt, und bei der trotz der geringeren Gesamt-Fluidmenge ein schnelles Befüllen des Ausgleichsraumes bei Inbetriebnahme der Kupplung gewährleistet ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, die Kreisläufe des Ausgleichsfluidstromes einerseits und des Kühlfluidstromes andererseits zumindest für die aktive Phase bei geschlossener Kupplung zu einem Fluidstrom zusammenzufassen. Demnach wird das Fluid, welches zur Kühlung der Kupplungslamellen benötigt wird, zumindest bei geschlossener Kupplung zuerst für den Axialkraftausgleich (Rotationsausgleich) zu verwendet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergeben sich folgende Vorteile:
Da das Ausgleichsfluid aus dem Ausgleichsraum nicht über eine Ableitung abgeleitet wird, kann diese Ableitung entfallen, welches zu einer konstruktiven und fertigungstechnischen Vereinfachung führt.
Weil das Ausgleichsfluid nach dem Durchströmen des Ausgleichsraumes zu den Kupplungslamellen geleitet wird, kann die gesamte Fluidmenge verringert werden, womit auch die zugeordneten Vorratsbehälter und Fördereinrichtungen entsprechend kleiner dimensioniert werden können.
Da die zum Kühlen der Kupplungslamellen benötigte Fluidmenge auch für das Befüllen des Ausgleichsraumes zur Verfügung steht, kann das Befüllen des Ausgleichsraumes bei Inbetriebnahme der Kupplung in sehr kurzer Zeit erfolgen.
Weil das Ausgleichsfluid nach dem Durchströmen des Ausgleichsraumes nicht abgeleitet sondern auf kürzestem Weg den Kupplungslamellen zugeführt wird, ergeben sich insgesamt kürzere Förderwege und damit geringere Strömungsverluste, welches sich als Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades äußert.
Um bei geöffneter Kupplung Schleppverluste auszuschließen, ist grundsätzlich vorgesehen, den Fluidstrom in den Ausgleichsraum beim Öffnen der Kupplung mittels des durch den Stellkolben betätigten Ventils zumindest teilweise abzuschalten. Um jedoch auch bei geöffneter Kupplung eine Grund- oder Mindestschmierung der Kupplungslamellen sicherzustellen, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Fluidkanäle zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes und des Kühlfluidstromes über eine Passage mit einem verengten Querschnitt an die Fluidzuleitung angeschlossen sind. Über diese Passage wird auch bei geöffneter Kupplung eine bestimmte Mindestmenge des Fluides dem Ausgleichsraum und den Lamellen zugeführt, welches sich über die Verbindung zwischen dem Fluidkanal zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes und dem Fluidkanal zum Zuführen des Kühlfluidstromes auf den Ausgleichsraum sowie den die Kupplungslamellen aufnehmenden Raum verteilt.
Die oben genannte Druckschrift zeigt eine verbreitete Bauweise für eine Lamellenkupplung, bei der das Zylindergehäuse eine die zentrale Antriebswelle koaxial umgebende Gehäusehülse bildet, und wobei die Hülsenwände durchsetzende Querbohrungen oder dergleichen Fluidkanäle zum Zu- und Abführen der Fluidströme bilden und über in der zentralen Antriebswelle ausgebildete, jeweils zugeordnete Querbohrungen mit den in der Antriebswelle ausgebildeten fluidführenden Längsbohrungen verbunden sind.
Bei einer derartigen Lamellenkupplung ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Fluidkanal zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes und der Fluidkanal zum Zuführen des Kühlfluidstromes axial hintereinander ausgebildet sind, und dass an der Außenseite der Antriebswelle im Bereich dieser Fluidkanäle eine diese überdeckende und miteinander verbindende Längsnut ausgebildet ist, in die eine Passage mit verengtem Querschnitt mündet.
Die an der Außenseite der zentralen Antriebswelle ausgebildete Längsnut ist herstellungstechnisch sehr einfach zu realisieren. Im Gegensatz zu der Konstruktion gemäß der oben genannten Druckschrift kann eine in der Antriebswelle ausgebildete Ableitung für das Ausgleichsfluid sowie eine diese mit dem Fluidkanal für das Abführen des Ausgleichsfluides verbindende Querbohrung in dieser Antriebswelle entfallen.
Der Stellkolben (und gegebenenfalls die Ausgleichsscheibe) kann gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung als Drehteil oder dergleichen ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren konstruktiven Weiterbildung eines derartigen Stellkolbens ist dann das Ventil zum Absperren des Fluidkanals zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes durch einen am Stellkolben ausgebildeten, zum Ausgleichsraum hin abstehenden, die Gehäusehülse umgebenden zentralen Ringstutzen gebildet, dessen freies Ende bei der Öffnungsstellung der Lamellenkupplung den Fluidkanal zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes abdeckt und bei der Schließstellung freigibt. Der Ringstutzen bildet vorzugsweise einwärts von seinem freien Ende an seiner Innenseite eine umlaufende Rinne, die über die Ringstutzenwand durchsetzende Öffnungen mit dem Ausgleichsraum in Verbindung steht. Bei durch das Ventil freigegebenem Fluidkanal gelangt das Fluid über diesen Fluidkanal in die umlaufende Rinne und über die die Ringstutzenwand durchsetzenden Öffnungen in den Ausgleichsraum.
In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Stellkolben (und gegebenenfalls die Ausgleichsscheibe) als Blechziehteil ausgebildet. In diesem Fall ist das Ventil zum Absperren des Fluidkanals zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes durch ein an der dem Ausgleichsraum zugewandten Seite des Stellkolbens in Anlage gehaltenes, die Gehäusehülse manschettenartig umgebendes Blechteil gebildet, welches bei der Öffnungsstellung der Kupplung den Fluidkanal zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes abdeckt und bei der Schließstellung freigibt.
Wie anhand eines Ausführungsbeispieles noch genauer dargelegt wird, weist das Blechteil einen ersten, die Gehäusehülse umgebenden Abschnitt auf, welcher die Ventilfunktion ausübt, ferner einen daran anschließenden zweiten, im Durchmesser vergrößerten Abschnitt und einen daran ausgebildeten, an dem Stellkolben anliegenden radialen Flansch, wobei die Rückstellfeder jeweils außen an dem zweiten Abschnitt anliegt und durch diesen zentriert wird sowie axial an dem Flansch anliegt. Auf diese Weise wird das Blechteil durch die Rückstellfeder in Anlage am Stellkolben gehalten.
Um einen Stoß beim Schalten, also beim Schließen der Kupplung zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Stellkolben und dem Lamellenpaket eine vorgespannte Wellfeder angeordnet ist, und dass zwischen den vom Stellkolben beaufschlagten Lamellen (Außenlamellen) jeweils Spreizfedern angeordnet sind. Die Spreizfedern sind so ausgelegt, dass sie durch die vorgespannte Wellfeder nicht zusammengedrückt werden, so dass die Kupplung trotz der auf das Lamellenpaket aufgebrachten Vorspannkraft der Wellfeder offen bleibt. Durch diese Anordnung wird bewirkt, dass das Kupplungsmoment in Abhängigkeit vom Weg des Stellkolbens sanft und ohne Drucksprung aufgebaut wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Wellfeder über ihren Außenrand in einem die Außenlamellen des Lamellenpaketes haltenden Außenlamellenträger zentriert. Die Drehmitnahme der Wellfeder erfolgt mittels Reibung durch die vom Stellkolben beaufschlagte Lamelle, an der die Wellfeder anliegt, so dass eine Mitnahme durch den Außenlamellenträger über eine Mitnahmeverzahnung nicht erforderlich ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Stellkolben und/oder die Ausgleichsscheibe jeweils über in an diesen ausgebildeten Ringnuten liegende Ringdichtungen gegenüber zugeordneten Gegenflächen abgedichtet. Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind der Stellkolben und/oder die Ausgleichsscheibe jeweils über anvulkanisierte Dichtlippen gegenüber zugeordneten Gegenflächen abgedichtet.
Die Rückstellfedern können grundsätzlich jeweils durch mehrere über den Umfang der Gehäusehülse verteilt angeordnete Federn gebildet sein; vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass sie jeweils durch eine einzelne, die Gehäusehülse koaxial umgebende Feder gebildet sind, wie anhand eines Ausführungsbeispieles noch dargelegt wird.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Doppel-Lamellenkupplung, wobei die Stellkolben und die Ausgleichsscheiben jeweils als Drehteile oder dergleichen (z. B. maschinenbearbeitete Präzisionsgießteile) ausgebildet sind, und
2 eine Darstellung ähnlich der 1, wobei die Stellkolben und die Ausgleichsscheiben jeweils als Blechteile ausgebildet sind.
Die in 1 dargestellte Doppel-Lamellenkupplung besteht aus zwei getrennt ansteuerbaren Einzelkupplungen 2 und 4. Sie umfasst eine beiden Einzelkupplungen gemeinsame zentrale Antriebswelle 6 und ein dazu koaxial angeordnetes, mit dieser umlaufendes Zylindergehäuse 8. In dem Zylindergehäuse 8 sind zwei jeweils einer der Einzelkupplungen 2 bzw. 4 zugeordnete Stellkolben 10 bzw. 12 axial verschiebbar angeordnet. Mit den Stellkolben 10 bzw. 12 können die jeweils zugeordneten Lamellenpakete 14 bzw. 16 mit einer Kraft beaufschlagt werden, um die zugeordneten Einzelkupplungen 2 bzw. 4 zu schließen. Die Lamellenpakete 14 bzw. 16 bestehen jeweils aus an einem gemeinsamen, mit dem Zylindergehäuse 8 umlaufenden Außenlamellenträger 18 geführten Außenlamellen 20 bzw. 22, und aus in den jeweiligen Einzelkupplungen 2 bzw. 4 zugeordneten Innenlamellenträgern 24 bzw. 26 geführten Innenlamellen 28 bzw. 30.
Wenn die Einzelkupplung 2 durch Verstellen des Stellkolbens 10 geschlossen wird, dann wird der Innenlamellenträger 24 drehangetrieben und treibt seinerseits ein Abtriebs-Zahnrad 32 an, an welchem eine Ausgangsleistung abgenommen werden kann. Wenn die Einzelkupplung 4 geschlossen wird, dann wird der Innenlamellenträger 26 drehangetrieben und treibt seinerseits ein Abtriebs-Zahnrad 34 an, dessen Drehung über ein Vorgelege 36 reversiert wird, so dass am Vorgelege 36 eine zur Drehrichtung des Abtriebs-Zahnrades 32 entgegengesetzte Drehrichtung anliegt.
Die Stellkolben 10 bzw. 12 werden jeweils gegen die Kraft von Rückstellfedern 38 bzw. 40 verstellt, die sich gegen axial feststehende Ausgleichsscheiben 42 bzw. 44 abstützen. Zwischen dem Stellkolben 10 und der Ausgleichsscheibe 42 einerseits sowie zwischen dem Stellkolben 12 und der Ausgleichsscheibe 44 andererseits ist jeweils ein fluiddichter Ausgleichsraum 46 bzw. 48 gebildet, dessen Funktion nachfolgend am Beispiel der in 1 rechts dargestellten Einzelkupplung 2 erläutert wird.
Um den Stellkolben 10 aus seiner einer geöffneten Kupplung entsprechenden Stellung in die dargestellte, einer geschlossenen Kupplung entsprechende Stellung zu verschieben, wird die der Rückstellfeder 38 abgewandte Druckseite 50 des Stellkolbens 10 über eine als Längsbohrung in der Antriebswelle 6 ausgebildete Zuleitung 52, eine damit in Verbindung stehende Querbohrung 54 und einen damit in Verbindung stehenden schrägen Druckfluidkanal 56 mit einem Druckfluid beaufschlagt.
Der in dem Druckraum 58 aufgebaute Druck enthält einen drehzahlabhängigen Anteil, welcher ausgeglichen werden muss. Zu diesem Zweck wird der Ausgleichsraum 46 über eine Zuleitung 60 in der Antriebswelle 6 und einen damit in Verbindung stehenden Fluidkanal 62 (der sich aus mehreren hintereinander angeordneten Querbohrungen zusammensetzt) mit einem Ausgleichsfluid versorgt, welches in dem Ausgleichsraum 46 einen ebenfalls drehzahlabhängigen Gegendruck aufbaut.
Wie die 1 erkennen lässt, ist am Stellkolben 10 ein zum Ausgleichsraum 46 hin abstehender, die Gehäusehülse 9 umgebender zentraler Ringstutzen 64 gebildet, dessen freies Ende 66 bei der dargestellten Stellung des Stellkolbens 10 den Fluidkanal 62 freigibt. Bei der in 1, linke Seite, dargestellten Stellung des Stellkolbens 12, die der geöffneten Kupplung entspricht, wird der entsprechende Fluidkanal 68 abgedeckt.
Der Ringstutzen 64 bildet einwärts von seinem freien Ende 66 an seiner Innenseite eine umlaufende Rinne 70, die über die Ringstutzenwand durchsetzende Öffnungen 72 mit dem Ausgleichsraum 46 in Verbindung steht.
Das Ausgleichsfluid wird sodann über einen Fluidkanal 74 bildende Querbohrungen aus dem Ausgleichsraum 46 abgeführt und über eine an der Außenseite der Antriebswelle 6 ausgebildete Längsnut 76 und einen mit dieser in Verbindung stehenden, durch eine Querbohrung gebildeten Fluidkanal 78 in den das Lamellenpaket 14 aufnehmenden Raum 80 geleitet, in dem es die Lamellen des Lamellenpaketes 14 durchströmt und diese kühlt. Über in dem Außenlamellenträger 18 ausgebildete Öffnungen 82 gelangt das Kühlfluid in das Kupplungsgehäuse zurück. Die an der Außenseite der Antriebswelle 6 ausgebildete Längsnut 76 ist so ausgebildet, dass sie die beiden Fluidkanäle 74 und 78 überdeckt.
Bei geöffneter Kupplung ist der Fluidkanal 62 geschlossen. Um auch in dieser Betriebsphase eine Grundversorgung sicherzustellen, wird über einen Fluidkanal-Abschnitt 75 mit verengtem Querschnitt, über die Längsnut 76 und die Fluidkanäle 74 bzw. 78 eine geringe Fluidmenge dem Ausgleichsraum 46 und dem Raum 80 und damit den Lamellen zugeführt.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht, so dass sich die folgende Beschreibung auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausgestaltungen beschränken kann.
Im Gegensatz zur 1 sind die Stellkolben 110 und 112 sowie die jeweils zugeordneten Ausgleichsscheiben 142 bzw. 144 nicht als Drehteile oder dergleichen, sondern als tiefgezogene Blechteile ausgeführt.
Das Ventil zum Absperren des Fluidkanals 162 zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes zum Ausgleichsraum 146 ist durch ein an der dem Ausgleichsraum 146 zugewandten Seite des Stellkolbens 110 in Anlage gehaltenes, die Gehäusehülse 109 manschettenartig umgebendes Blechteil 164 gebildet, dessen freies Ende 166 bei der in 2, untere Hälfte dargestellten Stellung des Stellkolbens 110, die der geöffneten Kupplung entspricht, den Fluidkanal abdeckt, bei der in 2, obere Hälfte dargestellten Stellung des Stellkolbens 110, die der geschlossenen Kupplung entspricht, den Fluidkanal 162 jedoch freigibt, so dass das Ausgleichsfluid in den Ausgleichsraum 146 strömen kann.
Das Ausgleichsfluid wird sodann wie im Ausführungsbeispiel gemäß der 1 über den Fluidkanal 174, die Längsnut 176 und den Fluidkanal 178 dem Lamellenpaket 114 zugeführt. Ein in die Längsnut 176 mündender, an die Zuleitung 160 angeschlossener Fluidkanal-Abschnitt 175 mit verengtem Querschnitt sorgt für die Grundschmierung bei offener Kupplung.
Wie die 2 weiter erkennen lässt, weist das Blechteil 164 außer dem das freie Ende 166 bildenden ersten Abschnitt einen daran anschließenden Abschnitt 167 mit einem größeren Durchmesser auf, durch den die Rückstellfeder 138 zentriert wird. Am stellkolbenseitigen Ende dieses Abschnittes ist ein radialer Flansch 165 ausgebildet, an welchem die Rückstellfeder 138 anliegt, und der seinerseits am Stellkolben 110 anliegt. Auf diese Weise wird das Blechteil 164 radial und axial in seiner Stellung gehalten.
Es wird nochmals auf die 1 Bezug genommen: Wie diese erkennen lässt, liegt der Stellkolben 10 nicht direkt an der diesem zugewandten Außenlamelle 20 an. Vielmehr ist zwischen dem Stellkolben 10 und der diesem zugewandten Außenlamelle 20 eine Wellfeder 84 vorgesehen, die über ihren Außenrand im Außenlamellenträger 18 zentriert, im übrigen aber lose angeordnet ist. Zwischen den Außenlamellen 20 sind jeweils Spreizfedern 86 vorgesehen, welche die Außenlamellen 20 bei geöffneter Kupplung auf Abstand halten.
Die Wellfeder 84 einerseits und die Spreizfedern 86 andererseits sind so ausgelegt, dass bei der in 1, linke Seite dargestellten, der geöffneten Kupplung entsprechenden Stellung des Stellkolbens, hier des Stellkolbens 12, die Wellfeder unter einer Vorspannung steht. Auf diese Weise wird beim Schließen der Kupplung die auf den Stellkolben wirkende Gegenkraft abhängig vom Kolbenweg sanft aufgebaut. Die aus der Überlagerung der Federkennlinien der Rückstellfeder, der Spreizfedern und der Wellfeder sich ergebende resultierende Federkennlinie hat im ersten Wegabschnitt des Stellkolbens einen durch die Rückstellfeder und die Spreizfedern bestimmten flachen Anstieg und im letzten Wegabschnitt einen durch die Wellfeder bestimmten steileren Anstieg bis zu dem Punkt, bei dem die Kupplung geschlossen ist.
Wie die 1 weiter erkennen lässt, sind gemäß der 1 die Stellkolben 10, 12 und die zugeordneten Ausgleichsscheiben 42, 44 jeweils über in Ringnuten liegende Ringdichtungen (z. B. Ringdichtung 88) gegen die zugeordneten Gegenflächen abgedichtet. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 2 sind die Stellkolben 110, 112 und die zugeordneten Ausgleichsscheiben 142, 144 über anvulkanisierte Dichtlippen (beispielsweise Dichtlippe 90) gegen zugeordnete Gegenflächen abgedichtet.
Wie 1 außerdem zeigt, sind die Rückstellfedern 38 bzw. 40 jeweils als zur Antriebswelle 6 konzentrische Schraubenfedern ausgebildet.
Bezugszeichenliste

2: Einzelkupplung
4: Einzelkupplung
6: Antriebswelle
8: Zylindergehäuse
9: Gehäusehülse
10: Stellkolben
12: Stellkolben
14: Lamellenpaket
16: Lamellenpaket
18: Außenlamellenträger
20: Außenlamelle
22: Außenlamelle
24: Innenlamellenträger
26: Innenlamellenträger
28: Innenlamelle
30: Innenlamelle
32: Abtriebs-Zahnrad
34: Abtriebs-Zahnrad
36: Vorgelege
38: Rückstellfeder
40: Rückstellfeder
42: Ausgleichsscheibe
44: Ausgleichsscheibe
46: Ausgleichsraum
48: Ausgleichsraum
50: Druckseite
52: Zuleitung
54: Querbohrung
56: Druckfluidkanal
58: Druckraum
60: Zuleitung
62: Fluidkanal
64: Ringstutzen
66: Ende
68: Fluidkanal
70: Rinne
72: Öffnung
74: Fluidkanal
75: Fluidkanal-Abschnitt mit verengtem Querschnitt
76: Längsnut
78: Fluidkanal
80: Raum
82: Öffnung
84: Wellfeder
86: Spreizfeder
88: Ringdichtung
90: Dichtlippe
109: Gehäusehülse
110: Stellkolben
112: Stellkolben
114: Lamellenpaket
138: Rückstellfeder
142: Ausgleichsscheibe
144: Ausgleichsscheibe
146: Ausgleichsraum
160: Zuleitung
162: Fluidkanal
164: Blechteil
165: radialer Flansch
166: Ende
167: Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser
174: Fluidkanal
175: Fluidkanal-Abschnitt mit verengtem Querschnitt
176: Längsnut
178: Fluidkanal

Claims

Nasse Lamellenkupplung, umfassend eine zentrale Antriebswelle (6), ferner dazu koaxial angeordnet und mit dieser umlaufend, ein Zylindergehäuse (8), einen im Zylindergehäuse gegen die Kraft von Rückstellfedern (38, 40, 138) axial verstellbaren, hydraulisch betätigbaren Stellkolben (10, 12, 110, 112), und eine axial feststehende Ausgleichsscheibe (42, 44, 142, 144), an der sich die Rückstellfedern (38, 40, 138) abstützen und die mit dem Stellkolben (10, 12, 110, 112) einen fluiddichten Ausgleichsraum (46, 48, 146) begrenzt, ferner umfassend ein durch den Stellkolben beaufschlagbares Lamellenpaket (14, 16, 114), und Fluidkanäle (62, 68, 74, 162, 174) zum Zu- sowie Abführen eines Ausgleichsfluidstromes zum und vom Ausgleichsraum (46, 48, 146) sowie Fluidkanäle (78, 178) zum Zu- und Abführen eines Kühlfluidstromes zum und vom Lamellenpaket (14, 16, 114), wobei im Fluidkanal (62, 68, 162) zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes ein durch den Stellkolben (10, 12, 110, 112) betätigtes, beim Öffnen der Kupplung den Fluidkanal (62, 68, 162) absperrendes Ventil (70) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (62, 68, 162) zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes an eine Zuleitung (60) in der Antriebswelle (6) angeschlossen ist und zusätzlich der Fluidkanal (78, 178) zum Zuführen des Kühlfluidstromes und der damit in Verbindung stehende Fluidkanal (74, 174) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes über einen Fluidkanal-Abschnitt (75, 175) mit verengtem Querschnitt an die Zuleitung (60, 160) für das Fluid angeschlossen sind, wobei der Fluidkanal (74, 174) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes in den Fluidkanal (78, 178) zum Zuführen des Kühlfluidstromes mündet und der Fluidkanal (78, 178) zum Zuführen des Kühlfluidstromes in einen das Lamellenpaket (14, 114) aufnehmenden Raum (80) mündet und der Fluidkanal (74, 174) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes in den Ausgleichsraum (46, 48, 146) mündet.
Lamellenkupplung nach Anspruch 1, wobei das Zylindergehäuse (8) eine die zentrale Antriebswelle (6) koaxial umgebende Gehäusehülse (9) bildet, und wobei die Hülsenwände durchsetzende Querbohrungen die Fluidkanäle (62, 74) zum Zu- und Abführen des Ausgleichsfluidstromes und den Fluidkanal (78) zum Zuführen des Kühlfluidstromes bilden, und wobei zumindest die Fluidkanäle (62, 68, 162) zum Zuführen der Fluidströme über in der zentralen Antriebswelle (6) ausgebildete, jeweils zugeordnete Querbohrungen mit einer in der Antriebswelle (6) ausgebildeten fluidführenden Längsbohrung (60) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidkanal (74) zum Abführen des Ausgleichsfluidstromes und der Fluidkanal (78) zum Zuführen des Kühlfluidstromes axial hintereinander ausgebildet sind, und dass in der Antriebswelle (6) im Bereich dieser Fluidkanäle (74, 78) eine diese überdeckende und miteinander verbindende Längsnut (76) ausgebildet ist, in die der mit der Zuleitung (60) verbundener Fluidkanalabschnitt (75) mit verengtem Querschnitt mündet.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (10) und gegebenenfalls die Ausgleichsscheibe (42) als Drehteil ausgebildet sind.
Lamellenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil zum Absperren des Fluidkanals (62) zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes durch einen am Stellkolben (10) ausgebildeten, zum Ausgleichsraum (46) hin abstehenden, die Gehäusehülse (9) umgebenden zentralen Ringstutzen (64) gebildet ist, dessen freies Ende (66) bei der Öffnungsstellung der Lamellenkupplung den Fluidkanal (62) abdeckt und bei der Schließstellung freigibt.
Lamellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringstutzen (64) einwärts von seinem freien Ende (66) an seiner Innenseite eine umlaufende Rinne (70) bildet, die über die Ringstutzenwand durchsetzende Öffnungen (72) mit dem Ausgleichsraum (46) in Verbindung steht.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (110) und gegebenenfalls die Ausgleichsscheibe (142) als Blechziehteil ausgebildet sind.
Lamellenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil zum Absperren des Fluidkanals (162) zum Zuführen des Ausgleichsfluidstromes durch ein an der dem Ausgleichsraum (146) zugewandten Seite des Stellkolbens (110) in Anlage gehaltenes, die Gehäusehülse (109) manschettenartig umgebendes Blechteil (164) gebildet ist, welches bei der Öffnungsstellung der Lamellenkupplung den Fluidkanal (162) abdeckt und bei der Schließstellung freigibt.
Lamellenkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (164) einen ersten, die Gehäusehülse (109) umgebenden Abschnitt (freies Ende 166), einen daran anschließenden zweiten, im Durchmesser vergrößerten Abschnitt (167) und einen daran anschließenden, an dem Stellkolben anliegenden radialen Flansch (165) aufweist, und dass die Rückstellfeder (138) außen an dem zweiten Abschnitt (167) und axial an dem Flansch (165) anliegt.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stellkolben (10) und dem zugeordneten Lamellenpaket (14) eine vorgespannte Wellfeder (84) angeordnet ist, und dass zwischen den vom Stellkolben beaufschlagten Lamellen (Außenlamellen 20) jeweils Spreizfedern (86) angeordnet sind.
Lamellenkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellfeder (84) über ihren Außenrand in einem Außenlamellen (20) des Lamellenpaketes (14) haltenden Außenlamellenträger (18) zentriert ist.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (10) und/oder die Ausgleichsscheibe (42) über in Ringnuten liegende Ringdichtungen (88) gegen zugeordnete Gegenflächen abgedichtet sind.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellkolben (110) und/oder die Ausgleichsscheibe (142) über anvulkanisierte Dichtlippen (90) gegen zugeordnete Gegenflächen abgedichtet sind.
Lamellenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (38) eine koaxial zur zentralen Antriebswelle (6) angeordnete Schraubenfeder ist.