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Doppelkupplung für den Fahr- und Zapfwellenantrieb eines Ackerschleppers
Die, Erfindung betrifft eine Doppelkupplung für den Fahr- und den Zapfwellenantrieb
eines Ackerschleppers mit einer zwischen der am Schwungrad befestigten Mitnehmerscheibe
und der zugehörigen Druckplatte wirkenden Tellerfeder und Belüftung durch axiale
Lufteintrittslöcher sowie radiale Kanäle im Schwungrad sowie in der Druckplatte
des inneren Kupplungsteiles.
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Bei bekannten Kupplungen sind die rotierenden Teile so ausgebildet,
daß sie einen Luftstrom durch hitzegefährdete Zonen treiben, der hitzeempfindliche
Bauteile, wie z. B. die Reibbeläge der Kupplungsscheibe, kühlt und vor einer Zerstörung
durch Hitzeeinwirkung schützt.
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Bei einer bekannten doppelwandigen Kupplungsscheibe sind zu diesem
Zwecke aus ihr herausgezogene Abstandshalter radial oder in einem spitzen Winkel
zum Radius angeordnet und können in ihrer Längenerstreckung bogenfönnig ausgebildet
sein. Bei einer solchen Ausgestaltung wirken die Abstandshalter wie die Flügel eines
Ventilators und erzeugen einen Luftstrom in Radialrichtung, der zwischen den beiden
Wandungen hindurchströmt und zur Kühlung dient.
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Bei einer anderen Reibungskupplung, die zwei Druckplatten aufweist,
kann eine oder können beide Druckplatten mit radialen Bohrungen versehen sein, die
zur Erzeugung eines Kühlluftstromes dienen. Eine weitere bekannte Form von Reibungskupplungen
weist radial verlaufende Aussparungen auf, die zwischen den in Kreissektoren unterteilten
Reibflächen verlaufen, während die Kupplungsscheibe an ihrem Umfang mit radialen
Bohrungen versehen ist. Durch geeignete Bemessung und gegenseitige Abstimmung der
Anzahl, des Durchmessers und der Länge der Aussparungen erzielt man ein wirksames
Druckgefälle, das einen von der Welle der Kupplung ausgehenden radialen Kühlluftstrom
hervorruft.
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Bekannt ist ferner, bei Kupplungen mit kreisringförmigen Reibflächen,
die sich in mehreren Schichten jeweils mit Druckscheiben abwechseln, die Druckscheiben
mit radialen oder nahezu radialen, geradlinigen oder bogenförmigen Kanälen zu versehen.
Dabei weist die Trommel der Kupplung an der Stimseite an dem Umfang Luftdurchtrittsöffnungen
auf, während die Schwungscheibe mit Flügeln versehen ist. Bei dieser Ausbildungsform
einer Kupplung tritt der Kühlhiftstrom stirnseitig in den von den Trommelwandungen
umschlossenen Raum ein, tritt durch die Durchtrittsöffnungen in den Trommelwandungen
in die Kanäle der Druckscheiben und wird von den Flügeln an der Schwungscheibe weggeschleudert.
Derartige Kupplungen genügen jedoch nicht den Anforderungen eines Ackeerschleppers,
bei dem mindestens zwei unabhängig voneinander oder nacheinander zu betätigende
Kupplungen vorhanden sein müssen, und zwar jeweils eine Kupplung für den Fahrantrieb
und eine Kupplung für den Zapfwellenantrieb. Für diesen Zweck ist eine Doppelkupplung
bekanntgeworden, bei der eine Triebscheibe entweder eine Hohlwelle oder eine in
ihr geführte koaxiale Welle oder beide Wellen gleichzeitig treiben kann. Als Kupplungsfedern
finden Tellerfedern Verwendung, die sich auf ringförmigen Rücken einerseits und
auf den Druckplatten andererseits abstützen. Eine Kühlung der Druckplatten oder
der Reibflächen ist bei dieser Ausbildung nicht oder nur in begrenztem Maße möglich,
weil die Tellerfedern wie Ringdichtungen wirken.
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Dieser Nachteil bekommt besondere Bedeutung, wenn ein Ackerschlepper
in klimatisch heißen Gegenden zum Einsatz kommt oder wenn er mit Zusatzgeräten,
z. B. einem Frontlader, betrieben wird, zu
dessen Bedienung ein häufiges und
verhältnismäßig lange andauerndes Schleifen oder Rutschen der Kupplung erforderlich
ist.
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Bei derartigen Betriebsbedingungen werden erhebliche Wärmeinengen
an den Reibflächen erzeugt, die zur Zerstörung der Kupplungsbeläge und zur Beschädigung
der
Reibflächen führen, wenn nicht für eine gute Kühlung gesorgt werden kann. Durch
den kompakten Aufbau der Doppelkupplung wird aber ein nahezu dicht umschlossener
Raum gebildet, in dem sich sowohl die wärmeerzeugenden wie auch die wärinegefährdeten
Baut-eile befinden. Durch die Verwendung von Tellerfedern wird zwar diese kompakte
und mechanisch günstige Bauweise erst möglich, aber es entstehen dabei auch zusätzliche
Kühlungsprobleme, denn dadurch, daß Tellerfedern kreisringförmige Anlageflächen
haben, wirken sie wie Ringdichtungen und schaffen im Kupplungsinnenraum nochmals
nahezu dichte Innenräume, so daß es unmöglich erscheint, einen axial oder radial
gerichteten Kühlluftstrom durch die Kupplung zu leiten. Durch die Gestalt der Tellerfedern
und dadurch, daß sich deren kreisringförrnige Auflageflächen auf den Druckplatten
in unmittelbarer Nähe der Reibflächen befinden, wird ein guter Wännekontakt gebildet,
der dazu führt, daß die Tellerfedern durch Wärmeleitung von den Reibflächen große
Wärmemengen aufnehmen und so hoch erhitzt werden, daß ihre Federeigenschaften beeinträchtigt
werden und die Tellerfedern erschlaffen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und
eine Doppelkupplung, bei der Tellerfedern verwendet werden, so auszubilden, daß
sie ähnlich günstige Kühlungsbedingungen aufweist, wie sie bei einfachen Kupplungen
und besonders bei Verwendung von Schraubenfedern als Kupplungsfedern vorhanden sind,
ohne daß dabei die Vorteile der Doppelkupplung und die Vorteile, die sich aus der
Verwendung von Tellerfedern ergeben, beeinträchtigt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Doppelkupplung
für den Fahr- und Zapfwellenantrieb eines Ackerschleppers aus mit einer zwischen
der am Schwungrad befestigten Mitnehmerscheibe und der zugehörigen Druckplatte wirkenden
Tellerfeder und Belüftung durch axiale Lufteintrittslöcher sowie radiale Kanäle
im Schwungrad sowie in der Druckplatte des inneren Kupplungsteiles. Die Erfindung
beruht bei einer derartigen Doppelkupplung darin, daß die Druckplatte der inneren
Fahrkupplung in bekannter Weise axial gerichtete Nocken aufweist, auf den-.n die
Tellerfeder in der Weise aufliegt, daß radial verlaufende Öffnungen gebildet werden,
durch die eine nach auswärts gerichtete Luftströmung erfolgt, die sowohl die Tellerfeder
wie auch die Druckplatte kühlt.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Doppelkupplung
ist in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die obere Hälfte eines Axialschnittes durch die
Doppelkupplung; Fig. 2 zeigt einen Teil der Stimansicht des Schwungrades; F i
g. 3 stellt einen Schnitt entlang der Linie 111-111
in Fig.2 dar.
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F i g. 1, zeigt einen Teil eines Schleppergehäuses
19,
in dem die erfindungsgemäß ausgebildete Doppelkupplung eingebaut ist.
Diese weist zwei Teilkupplungen T und P auf, und zwar eine innere oder Fahrkupplung
T und eine äußere oder Zapfwellenkupplung P. Die beiden Kupplungen T und P leiten
ihre Antriebskraft von dem Schwungrad 20 ab und übertragen diese auf eine Welle
26 des Fahrantriebs bzw. eine Hohlwelle 31 des Zapfwellenantriebs.
Die innere oder Fahrkupplung T enthält eine mit Reibbelag 24 versehene Kupplungsseheibe
25, die sich in einer Ausdrehung 70 des Schwungrades 20 befindet. Die Kupplungsscheibe
25 wird von einer Druckplatte 27,
welche von einer Tellerfeder
28 beaufschlagt ist, gegen das Schwungrad 20 gedrückt.
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Die Druckplatte 27 steht über Knaggen 71 in drehfester
Verbindung mit dem Schwungrad 20, kann jedoch in axialer Richtung verschoben werden.
In gleicher Weise ist auch die Kupplungsscheibe 25
drehfest mit der Welle
26 verbunden, jedoch auf dieser gleichfalls axial verschiebbar. Die Tellerfeder
28
stützt sich auf einer Mitnehmerscheibe 21 ab, welche mittels Knaggen 74
der Druckplatte 27 mit dieser in drehfester Verbindung steht.
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Eine weitere Kupplungsscheibe 30 für die Zapfwellenkupplung
P ist drehfest mit der Hohlwelle 31 verbunden, jedoch auf dieser axial verschiebbar
angeordnet. Sie wird von einer Druckplatte 32, die von einer Tellerfeder
34 beaufschlagt wird, gegen eine Reibfläche an der Stirnseite der Mitnehmerscheibe
21 gedrückt. Die Tellerfeder 34 stützt sich auf einer Stützplatte 22 ab, welche
wiederum drchfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Schwungrad 20 in Verbindung
steht. Zur Betätigung der beiden Kupplungen, die in gegenseitiger Abhängigkeit arbeiten,
ist ein pedalbetätigter Druckring 23 A vorgesehen, der eine Anzahl von Ausrückhebeln
23 betätigt, welche über einstellbare Verbindungen 75, 76 und
77 mit der Druckplatte 27 in Verbindung stehen und diese gegen die
Wirkung der Tellerfeder 28 in axialer Richtung bewegen. Nach Zurücklegen
eines bestimmten Weges wird auch die Druckplatte 32 in gleicher Weise axial
bewegt.
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Bei Betrieb der Doppelkupplung ist die innere oder Fahrkupplung T
sehr stark hitzegefährdet, weil sie einmal den stärksten betrieblichen Belastungen
ausgesetzt ist und weil sie sich zum anderen innerhalb eines nahezu dichten Gehäuses
befindet, welches aus dem Schwungrad 20 der Mitnehmerscheibe 21 und der Kupplungsscheibe
30 gebildet wird. Um eine intensive Kühlung der inneren Fahrkupplung T zu
gewährleisten, muß zunächst ein axial gerichteter Luftstrom durch das Innere der
Kupplung geleitet werden, und es müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die
axial zuströmende Luft in radialer Richtung durch die hitzegefährdeten Zonen im
Kupplungsinneren hindurchgetrieben wird. Der axiale Luftstrom wird dadurch ermöglicht,
daß in der Kupplungsscheibe 30 mehrere Luftdurchlaßöffnungen 35
vorgesehen
sind. die sich in unmittelbarer Nähe der Hohlwelle 31 befinden. Der
radiale Luftstrom wird dadurch hervorgerufen. daß die Druckplatte 27 mit
Nuten 42 versehen ist, die sich in radialer Richtung erstrecken und zwischen denen
sich jeweils zusätzliche Rippen 43 befinden. Durch diese Ausgestaltung der Druckplatte
27 bildet die Auflagefläche der Tellerfeder 28 nun nicht mehr eine
Ringdichtung, sondem sie wird von den Nuten 42 mehrfach unterbrochen, so daß der
Luftstrom an der Tellerfeder 28
entlang in radialer Richtung nach außen hindurchströmen
kann. In gleicher Weise ist die Abstützfläche der Tellerfeder 28 an der Mitnehmerscheibe
21 durch Nuten 44 unterbrochen, so daß auch hier Luftdurchlaßöffnungen gebildet
werden.
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Bei rotierender Fahrkupplung T kann die durch die Öffnung
35 zugeführte Luft infolge der Radial-Gebläsewirkung, weiche durch die Nuten
42 und 44
sowie durch die Rippen 43 hervorgerufen wird, nunmehr
die hitzegefährdeten Zonen im Innern dieses Kupplungsteiles durchströmen. Am Schwungrad
20 befinden sich Nuten 38, die die in den F i g. 2 und 3
mit
38A bezeichnete Gestalt aufweisen können. Die Fig. 2 zeigt außerdem, wie
in einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäß ausgebildete Doppelkupplung
mehrere Nuten38 in einer Gruppe zusammengefaßt sind.
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Ziel dieser Maßnahmen ist es, dem Schwungrad 20 die Wirkung eines
Schaufelrades zu verleihen, um die aus dem Innenraum der Fahrkupplung T austretende
Luft rasch und in großer Menge abzuführen. Unterstützt wird diese Gebläsewirkung
noch dadurch, daß sich in dem Schwungrad 20 mehrere Löcher 50 befinden (F
i g. 2), die ursprünglich dazu dienen, Sikkeröl abzuführen, jedoch ebenfalls
als Luftdurchtrittsöffnungen dienen. Um die Nuten 38 in der Schwungscheibe
20 voll wirksam werden zu lassen, ist zwischen der Mitnehmerscheibe 21 und dem Schwungrad
20 bzw. deren Nuten 38 eine Ringscheibe 60 angeordnet, so daß die
Nuten 38 nunmehr einen Kranz radialer Düsen bilden, die eine beachtliche
Länge haben und eine heftige und starke Luftströmung hervorrufen.
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Auf diese Weise wird eine intensive Kühlung der inneren oder Fahrkupplung
T sichergestellt. Durch die Rippen 43 und die Nuten 42 wird die von Luft umspülte
Oberfläche der Druckplatte 27 erheblich vergrößert und damit die Wärmeabgabe
an die vorbeiströmende Luft begünstigt. Die Gefahr einer überhitzung der Tellerfeder
28 wird durch die Nuten 44 und 42 vermieden, welche einerseits gewährleisten,
daß die Tellerfeder 28 beidseitig von Luft umspült wird und andererseits
den Wärinekontakt der Tellerfeder mit der wärmeabgebenden Druckplatte
27 und der gleichfalls wänneabgebenden Mitnehmerscheibe 21 erheblich vermindern,
so daß die durch Wärmeleitung auf die Tellerfeder 28 übertragenen Wärmemengen
gering bleiben.
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Die beschriebene Doppelkupplung zeichnet sich dadurch aus, daß sie
infolge der Verwendung von Tellerfedern eine nur sehr geringe axiale Baulänge aufweist
und daß sie infolge der wirksamen Kühlung hohen Belastungen bei rauhem Betrieb standhalten
kann. Ein weiterer Vorzug dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Doppelkupplung besteht
darin, daß die zu ihTer Betätigung aufzuwendende Kraft gering ist, weil bei Tellerfedern
nach überschreiten eines bestimmten Maximalwertes die Federkraft sehr rasch absinkt.
Es ist möglich, falls die radiale Baugröße der Doppelkupplung erweitert werden kann,
auch entsprechend günstige weitere Ausgestaltungen und noch wirksamere Kühleinrichtungen
zu schaffen, wenn nach dem im Beispiel erläuterten Prinzip sinngemäß verfahren wird.
Bei den Patentansprüchen 2 bis 5 handelt es sich um echte Unteransprüche,
für die ein Schutz nur in Verbindung mit dem Anspruch 1 beansprucht wird.