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Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung,
bei der zwischen dem Lamellenpaket und dem Betätigungskolben eine gegen die Wirkung
einer entsprechend der Kupplungskraft ausgelegten Feder zusammendrückbare Druckscheibe
angeordnet ist.
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Bekannte Kupplungen dieser Art haben den Nachteil, daß, obwohl es
sich nur um einen statischen Haltevorgang handelt, auf die Dauer des eingekuppelten
Zustandes die Druckflüssigkeit im vollen Umfange durch eine Pumpe, fast ausschließlich
eine Zahnradpumpe, gefördert werden muß. Die Bemessung der Pumpe erfolgt nach der
Größe der Kolbenräume und nach einer möglichst kleinen Zeitdauer ihrer Auffüllung.
Dieses Druckflüssigkeitsvolumen wird auch nach dem Einkupplungsvorgang stetig weitergefördert
und unter überwindung eines überdruckventils unter Verlust der in ihr enthaltenen
Energie entspannt. Neben einer fühlbaren Abnutzung der Pumpe, die unter voller Betriebslast,
z. B. bei Schiffsgetrieben, oft tagelang laufen muß, entsteht eine starke Erwärmung
der Druckflüssigkeit, die durch besondere Rückkühler abgeführt werden muß. Weiterhin
ergibt sich hieraus eine beschleunigte Alterung der Druckflüssigkeit.
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Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, die Lebensdauer der Pumpe
zu erhöhen und ein häufiges Auswechseln der Druckflüssigkeit zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch schaltbare
Lamellenkupplung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sowohl im eingekuppelten
als auch im ausgekuppelten Zustand nicht unter hydraulischem Druck steht.
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Gelöst wird diese Aufgabe wie folgt: An der dem Druckkörper zugewandten
Stirnseite der Druckscheibe befindet sich eine radial verlaufende T-Nut zur Führung
eines nach dem Einrücken durch Reibungsschluß zwischen der Druckscheibe und einem
Vorsprung der Kupplungsnabe gehaltenen Riegels. Dieser Riegel ist durch Federn mit
einer ebenfalls in der T-Nut geführten und durch eine Feder belasteten Klinke verbunden.
Die Klinke ist zwischen einer durch die relative Drehung eines Verschieberinges
bewirkten inneren Endstellung nach dem Einrücken und einer durch die Feder bewirkten
äußeren Endstellung nach dem Ausrücken verschiebbar. Koaxial zu dem Druckkörper
ist ein mit einem gewissen Spiel in diesem beweglicher Hilfsdruckkörper angeordnet,
der mit einer Nase versehen ist, die beim Einkuppeln zwischen dem Riegel und der
Klinke eingreift und den Riegel nach Zusammendrücken der Druckscheibe beim Einrücken
durch den Druckkörper gegen die Kraft der Federn hinter den Vorsprung der Kupplungsnabe
schiebt und die bei Betätigung des Druckkörpers zum Ausrücken an der Klinke anschlägt.
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Die Vorteile, die eine Lamellenkupplung nach der Erfindung hat, bestehen
einmal darin, daß die Druckflüssigkeit nicht während der gesamten Betriebszeit unter
vollem Betriebsdruck und vollem Fördervolumen steht. Die sonst entstehenden Leistungsverluste,
die Erwärmung und Alterung der Druckflüssigkeit gehen auf ein Minimum zurück.
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Eine Rückkühlung kann eventuell ganz entfallen. Zum anderen ersetzt
eine solche Lamellenkupplung die bei Schiffsgetrieben von der Seeaufsichtsbehörde
vorgeschriebene Notkupplung, die bei Ausfall der Hydraulik zur Verfügung stehen
muß. Befindet sich die Lamellenkupplung bei Ausfall der Hydraulik gerade in eingerücktem
Zustand, so ist deren Ausfall vollkommen belanglos; in ausgerücktem Zustand der
Lamellenkupplung müßte allerdings Vorsorge getroffen werden, daß etwa mittels einer
gesonderten Pumpeinrichtung die Lamellenkupplung eingerückt werden kann.
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Soll mit der Lamellenkupplung häufig manövriert werden, wie das beispielsweise
in kurzen Abständen bei Hafenmanövern von Schiffen üblich ist, so wird durch eine
Sperre; die die Klinke in der vorgeschnellten Position festhält, verhindert, daß
der Riegel hinter den Vorsprung geschoben werden kann. Infolgedessen rückt die Lamellenkupplung
sofort nach Entspannung der Druckflüssigkeit wieder aus.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch die Lamellenkupplung, F i g. 2 einen
Schnitt durch den Druckring, F i g. 3 und 4 die Riegelstellung vor dem Einrücken,
F i g. 5 und 6 die Riegelstellung nach dem Einrücken, F i g. 7 und 8 die Riegelstellung
vor dem Ausrücken.
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Auf der Welle 1 ist die Kupplungsnabe 2 befestigt, die zwischen ihrer
Verzahnung 3 und der Verzahnung der auf der Welle 1 drehbar angeordneten Trommel
4 das Lamellenpaket 5 trägt. Auf der einen Seite der Kupplungsnabe 2 befindet sich
der Bund 6, während auf der anderen der Kolbenträger 7 befestigt ist. Die zwischen
den Kolben 8 und dem Lamellenpaket 5 befindliche Druckscheibe 9 besteht aus dem
Innenring 10 und dem Außenring 11, zwischen denen in Aussparungen 12 Federn 13 untergebracht
sind, die durch Schrauben 14 unter eine gewisse Vorspannung versetzt sind, derart,
daß zwischen dem Innenring 10 und dem Außenring 11 ein geringer Abstand 15 verbleibt.
In dem Außenring 11 ist ferner unterhalb der Auflage der Kolben 8 eine T-Nut 16
angebracht, in der der Riegel 17 mit der an ihm angelenkten Klinke 18 gleitet. In
der Klinke 18 sind drei Bolzen befestigt, von denen die Bolzen 19 den Riegel
17 durchdringen und in Aussparungen Federn 20 tragen, die über den Vorsprung
21 die Klinke 18 gegen den Riegel 17 drücken. Der dritte Bolzen 22 der Klinke 18
ragt durch eine fest in der T-Nut 16 angeordnete Scheibe 23, gegen die sich die
auf dem Bolzen 22 befindliche Feder 24 legt, die die Klinke 18 über dem Vorsprung
25 gegen die Scheibe 23 zieht, wodurch die Lage von Klinke 18 und Riegel 17 (zunächst)
fixiert ist. In dem Kolben 8, der durch die Rückzugsfeder 26 nach innen gezogen
wird, ist der Hilfskolben 27 zentral angeordnet, dessen eine Seite mit einer schrägen
Fläche 29 und deren Nase 30 ausgebildet ist. In dem Kolben 8 ist ferner
ein Stift 31, der durch Längslöcher 32 des Hilfskolbens 27 ragt, wodurch der Kolben
8 eine Schleppwirkung auf den Hilfskolben 27 ausüben kann.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wird der Zylinderraum 28 mit einer
Druckflüssigkeit beaufschlagt, so wird der Kolben 8 gegen den Außenring 11 und die
schräge Fläche 29 des Hilfskolbens 27 gegen die gerundete Kante 33 des Riegels 17
gedrückt. Der Hilfskolben 27 versucht, den Riegel 17 in Richtung auf die Welle 1
zu verschieben, was zunächst nicht möglich ist, da der Vorsprung 34 die Bewegung
verhindert. Erst wenn bei weiterem Ansteigen des
Flüssigkeitsdruckes
die vorgespannten Federn 13 der Druckscheibe 9 unter gleichzeitiger Zusammenpressung
des Lamellenpaketes 5 so weit zusammendrücken, daß sich der Innenring 10 und der
Außenring 11 nähern, kann der Riegel 17 hinter den Vorsprung 34 geschoben werden.
Bei nachfolgendem Abfallen des Flüssigkeitsdruckes tritt zunächst der Kolben 8 zurück,
bis sich der Außenring 11 über den Riegel 17 auf dem Vorsprung 34 abstützt, sodann
wird der Kolben 8 durch die Rückzugfeder 26 vollends in seine Ausgangsstellung zurückgezogen.
Der Hilfskolben 27 wird über den Stift 31 mit seiner schrägen Fläche 29 von der
gerundeten Kante 33 des Riegels 17 abgehoben, bis seine Nase 30 die Klinke 18 freigibt.
Die Klinke 18 schnellt infolge der erlittenen Zusammendrückung der Federn
20 gegen den Anschlagstift 35 um einen geringen Betrag vor, wobei die Federn
20 nach wie vor unter Zusammendrückung bleiben, da der Riegel 17 durch die aufgezwungene
Klemmung hinter dem Vorsprung 34 durch die Kraft der Federn 13 unverrückbar festgehalten
wird. Die Kupplung, die bei Aufbringen des Flüssigkeitsdruckes eingerückt wird,
bleibt also auch nach Wegnahme des Druckes eingerückt.
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Das Ausrücken der Kupplung geschieht folgendermaßen: Durch erneutes
Aufbringen des Flüssigkeitsdruckes wird die Druckscheibe 9 zusammengedrückt, wobei
die Klemmung des Riegels 17 hinter dem Vorsprung 34 aufhört. Die Nase 30 des Hilfskolbens
27 setzt dabei auf der gegen den Anschlagstift 35 vorgeschnellten Klinke 18 auf,
und die schräge Fläche 29 kann keinerlei Wirkung auf den Riegel 17 ausüben,
der durch die Kraft der Federn 20 gegen die Klinke 18 gezogen wird und dementsprechend
hinter dem Vorsprung 34 hervorspringt. Bei Wegnahme des Flüssigkeitsdruckes wird
das Lamellenpaket 5 entlastet und ausgerückt, wobei die von der Nase 30 festgehaltene
Klinke 18 freigegeben wird, die zusammen mit dem Riegel 17 durch die Feder 24 in
die Ausgangsstellung (F i g. 3 und 4) zurückgezogen wird.
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Zwecks Einstellung der Lamellenkupplung sowie Nachstellung nach eingetretener
Abnutzung ist der Vorsprung 34 als Gewindering ausgebildet, der eine Verlagerung
der Klemmfläche gestattet. Weiterhin ist um den Außenring 11 ein Verschiebering
36 mit den Aussparungen 37 angeordnet, dessen schräge Fläche 38 über den Bolzen
23 die Klinke 18 bis an den Anschlagstift 35 verschiebt. Die Folge hiervon ist,
daß bei jeder Beaufschlagung des Kolbenraumes mit Druckflüssigkeit die Nase 30 des
Hilfskolbens 27 auf die Klinke 18 aufstößt und das eingerückte Lamellenpaket 5 nicht
durch Verriegelung des Riegels 17 festsetzen kann. Die Lamellenkupplung wird sofort
nach Aufhören des Flüssigkeitsdruckes wieder ausgerückt.