DE1600150A1 - Hydraulisch betaetigbare Reibungskupplung - Google Patents

Description

• ledraulischIetätigbare Reibungskupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch betätigbare Reibun-ggskupplung mit einem treibenden und einem angetriebenen umlaufbaren Glied sowie in diesen angeordneten ineinandergreifenden Kupplungsscheiben, die von einem in einer -Druckflüssigkeitskammer des treibenden Gliedes angeordneten, axial bewegbaren Kolben gegeneinander preßbar sind. Die bekannten Kupplungen dieser Art sind bei verhältnismäßig langsam umlaufenden Maschinen gut zu verwenden3 in denen die in der Druckflüssigkeitskammer auftretende Fliehkraft der Druckflüssigkeit, welche sich als zusätzliche, den Kolben antreibende axiale Druckkraft auswirktt nicht beträchtlich ist. Bei schnellumlaufenden-Kupplungen kann sie sich jedoch nachteilig auswirken, insbesondere kann sie ein schnelles Abschalten der Kupplung verhindern, weil der auch nach dem Abtrennen des Zuflusses der Druckflüssigkeit in der Druckflüssigkeitskammer verbleibende F.lüssigkeitsrest weiter der Fliehkraft ausgesetzt bleibt und einen axialen Druck auf den die Kupplung betätigenden Kolben ausübt. Um daher die eingangs genannte Kupplungsart auch zur Verbindung schnellumlaufender Maschinen bzw. Wellen verwenden zu können, sind mithin' Maßnahmen zu treffeng welche die geschilderten Nachteile vermeiden helfen. Dies soll nach der 3rfindung dadurch erfolgen, daß der Kolben axiale Bohrungen aufweist, denen auf der zur Druch-CD flüssigkeitskammer abgelegenen Seite eine zugleich als Kupplungescheibe wirkende Ventilplatte gegenüberliegt und CD neben dieser eine an den Kolben anliegende gewellte Feder angeordnet ist. Dabei ist es zweckmäßig, die axialen Bohrungen in verschiedenen radialen Abständen von der Achsmitte des Kolbens anzuordnen, wobei die innenliegende Bohrung bzw. Bohrungen vorzugsweise zur Entleerung der Druckflüssigkeitshammer beim Ausschalten der Kupplung durch Ab- sperren der Druckflüssigkeitszufuhr und die außenliegende Bohrung bzw. Bohrungen zum schnellen Ausgleich des auch C) nach dem Absperren der Druckflüssigkeitszufuhr noch auf-C> tretenden Zentrifugaldruck)es dienen sollen, inder. dort die der Zentrifugalkraft ausgesetzte Ptestflüssi-c--1.-eit möglichst schnell entfernt wird. Die Druckflüssigkeitskanuner ist naturgemäß in dem antreibenden Glied der Kupplung angeordnet, das mit einer die Antriebwelle umfassenden und mit dieser durch Keile in Verbindung stehende zentrische Yluffe fest verbunden ist, auf deren Außenseite Keile od.dgl. zur Aufnahme-der Ventilplatte sowie der antreibenden Kupplungsscheiben vorgesehen sind. Andererseits weist das angetriebene Glied einen die Eupp-Iungsscheiben umhülle-nden glockenförmigen Teil auf, der mit IRippen od.dgl. zur Aufnahme und Führung der angetriebenen Kupplungs-CD C) scheiben versehen ist. Auf der entgegengesetzten Stirnseite ist das angetriebene Glied mit einem Zahnrad fest verbunden, das eine die Antriebwelle umfassende zentrische Gleitbuchse aufweist und zur Abgabe der durch die Kupplung übertragenen Antriebskraft dient. Zum Zuführen der Druckflüssigkeit in die Druckflüssigkeitskammer ist die Antriebwelle mit einer entsprechenden längsbohrung sowie mit Querbohrüngen und die Muffe sowie das antreibende Glied mit Durchtrittöffnungen versehen. Der die Kupplung betätigende Kolben weist in-an sich bekannter Weise noch in Ringnuten angeordnete Dichtungsringe auf, während die antreibenden Kupplungescheiben von Klemmfedern umfaßt werden, welche"dazu dienen, die Scheiben beim Abschal-.# ten der Kupplung auseinanderzudrücken. Schließlich ist in der Stirnwand der Druckflüssigkeitskammer noch ein ' Fühfung estif t vorgesehen, der in eine Bohrung des Kolbens ragt und ein axiales Gleiten zuläßtt jedoch eine radiale gegenseitige Verschiebung verhiiidertg und zwischen dem mit dem angetriebenen Glied verbundenen Zahnrad und der mit dem antreibenden Glied verbundenen Muffe ist noch eine Abstandscheibe vorgesehen. Auf diese Weise ist eine hydraulische betätigbare Kupplung geschaffen, die ein schnelles Entkuppeln auch bei schnell umlaufenden Naschinen bzw. Wellen gewährleistet. Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der ein darstellenden Zeic*-,r-iuliG-. In dieser zeigt Fig. 1 ei*-.ie.-Li Längsschnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Kupplung,

  Fig. C- eine Stirnansicht der in Fig. 1 dargestellten Kupplung,

  bei der zur FÖrderung der Klarheit einige Teile ge-

  broc-hen #-ezeichnet sindi

  CZ

  Fig. eine-,- IJ2 #r---.vößerem l-'Laßs-t-,ab ü."rgestellten Teil des

  .ü"--.--9-Bsc-Ullttes gemäß Fig. 19

  Pig. eine perspel:tivische Ansicht der in Fig. 1 darg-estellten

  und

  Fig. ,sse#u--iitt älr--iic'#, Fib-..:#, aber mit gebogener

  Z ng

  -ü ---Lu

  einjedr ekter

  Die Kupplung weist eine Muffe 1 auf, die durch einen Keil 2 mit der Antriebwelle 3 verbunden ist. Sprengringe halten die Muffe in axialer Richtung auf der Antriebwelle fest. An die Muffe 1 ist ein ringförmiger Zylinder 4 angelötet oder angeschweißt und dadurch mit der Muffe und der Antriebwelle fest verbunden. Der Zylinder 4 weist eine ringförmige Eindrehung 5 auf, in der ein-ringförmiger Koiben. 6 a'xial gleiten kann# so daß zwischen beiden eine Druckflüssigkeitskammer 7 gebildet wird. Von einer nicht dargestellten Flüssigkeitaquelle ist zur Beschickung der Kammer 7 ein Flüssigkeitsweg vorgeseheng und zwar in Form einer Längsbohrung und von Querbohrungen 8 in der Antriebwelle 3, Durchtrittsöffnungen 9 in der Muffe 1 sowie Durchtrittaöffnungen 10 im Innenring 11 des Zylinders 4. Schließlich weist der Zylinder 4 noch einen Außenring 12 mit - ungefähr der gleichen axialen Länge des Innenringe 11 auf. Die Muff e 1 hat auf ihrer Außenseite Rippen oder Keile 149 ani denen in an sich bekannter Weise Kupplungescheiben 15 angeordnet sind. Die Kupplungsacheiben 15 können sich auf den Keilen 14 bis zu einer durch eine Stirnplatte 16 bestimmten Grenze axial bewegeni wobei die Stirnplatte 16 mit der Muffe 1 durch einen Keil w,:ial gleitbar verbunden ist. Ein Sprengring 17 hemmt die Stirnplatte 16 gegen eine un-begrenzte Bewegung in axialer Richtung. Das angetriebene zylindrische Glied 20 weist die Form einer Glocke 20a auf, die durch Schweißen od.dgl. mit einem Zahnrad 20b verbunden und in geeigneter Weise z. B. auf einer Gleitmuffe 21 auf der #ntriebwelle 3 angeordnet ist, Zwischen dem Zainirad CI-Ob und der Pluff e 1 ist eine Abstandscheibe 21a vorgesehen. Der glockenförmige Teil 20a hat ferner eine Anzahl Rippen 22, auf denen Küpplungssäheiben 23 angeorndet sind, welclie in an sich bekannter 'ti-eise zwischen die 1--upplun.gesche-*Lben 15 greii-en. 'Jenn also die ineinandergreifenden Kupplungsseheiben oder Platten 15 und 23 aneinandergepreßt ode:b geklemmt werdeng zo bilden sie eine Antriebverbindung zwischen den beiden umlaufbaren zylindrischen Gliedern 1 und 20. Zwischen jeder Kupplungescheibe-ist eine Klemmfeder 24 angeordnet, um diese Scheiben voneinander zu trennen, wenn die Kupplung gelöst ist. Es wird hervorgehoben, daß der Kolben 6 in radialer Länge ungefähr mit der längsausdehnung der Kupplungsscheiben übereinstimmt, was zu einer kompakten Konstruktion beiträgt. Der Kolben 6-weist eine Kupplungsbetätigungsfläche 6a auf, die gegen eine Ventilplatte 15a drücken kann, welche an dem einen Ende des Kupplungsscheibenpaketes angeordnet ist. Wenn die Kupplung eingeschaltet ist, wird, wie ersichtlich" die Fläche 6a fest gegen die Ventilplatte 15a drücken. In dem zylindrißchen Glied 4 ist ferner ein axialer Führungsstift 25 befestigt, der sich in eine entsprechende Bohrung im Kolben erstreckt, um eine relative Umlaufbewegung zwischen Kolben und Zylinder zu -verhindern, zwischen diesen aber axiale Be-wregungen zuzulassen. Zwischen dem Kolben und dem Zylinder sind*Dichtungsringe 26 und 27 vorgesehen. Der Kolben weist Öffnungeng zweckmäßigerweise in Form von Bohrungen 30 und 31 auf,-welche sich axial durch ihn erstrecken. Anzahl und Größe dieser löcher kann verschieden sein, und sie erstrecken sich von der Druckflüssigkeitskammei sowie durch die Kupplungsbetätigungsfläche 6a des Kolbens. Es-wird hervorgehoben, daß die eine Art der löcher 31 näher I dem inneren Durchmesser des Kolbens angeordnet ist, und zwar .für einen später zu erläuternden Zweck.
• Von dem Kolben wird eine gewellte Feder S dadurch getragen,-daß sie in einer zylindrischen Eindrehung 29 im Innenring 11 des Kolbens angeordnet ist. Die geviellte Feder S erstreckt sich axial über die Fläche 6a des Kolbens hinaus, und das Loch 31 ist angrenzend an die gewellte Feder angeordnet.
• CJ Wirkungsweise. In Fig. 1 ist der Kolben in der ausgeschalteten Stellung der Kupplung gezeigt, in der er ganz in den Zylinder hineinwagt. Wenn die Kupplung betätigt werden soll, so wird das CD Ventil V geöffnet, so daß die Druckflüssigkei-t durch die Durchflußstellen in die Druckflüssigkeitskammer 7 eintret-en kann. Dies veranlaßt, wie dus Fig. 1 zu ersehen, den Kolben nach links zu gleiten, weil der Querschnitt der Öffnungen 309 31 im Kolben verhältnismäßig klein ist, so daß die eintretende Druckflüssigkeit nicht so schnell aus der Kammer entweichen kann, um einen Druckanstieg in der Kammer zu verhindern. Als Ergebnis veranlaßt der Druck in der Kammer die Kolbenfläche 6a-gegen die angrenzende Ventilplatte 15a zu drücken, die zugleich als Kupplungsscheibe wirkt und die Üffnungen 30, 31 abschließt. Während dieses Anfanghubes des Kolbens in die Kupplungseinschaltstellung wird die gewellte Feder S zusammengepreßt. Auf diese Weise beginnt der Flüssigkeitsdruck in der Kammer C den Kolben nach links zu schieben und so die Kupplung einzuschalten. - Die Bohrung 31 ist an den inneren Durchmesser des Kolbens oder angrenzend an die gewellte Feder angeordnet, uni sicherzustellen, daß die Flüssigkeit aus der Betätigungskammer ausströmt wenn z.B. die Ventilplatte 15a, wie in Fig. 5 dargestellt, versehentlich verbogen ist und der Druck von der Druckflüssigkeitshammer abgetrennt ist, so daß die gewellte Feder S veranlaßt wirdg die Ventilplatte 15a vom Kolben 6* weg zu bewegen und die Iglüssigkeitdurchtrittbohrungen 30 und j1 zu öffnen. So veranlaßt die Lage der Bohrung 31, das Lösen der Kupplungsverbindung gerade dann zu beginnen, wenn die Ventilplatte 15a gebogen ist.-Die andere Bohrung,(oder Bohrungen130 liegt in radialer Richtung weiter außen, d.h. an den äußeren Durchmesser des Kolbens 6 angrenzend, so daß die Druckflüssigkeitskammer 7 in dieser Lage entleert ist, d.h. die radial äußere Lage des Loches 30 sichert den Abfluß des zentrifugalen Druckes der Flüssigkeit an dieser Stelle. In der Einschaltetellung kann die Kupplung unendlich lange umlaufen, sofern der erforderliche Druck in der Betätigungskammer herrscht. Die mit der Erfindung versehenen Kupplungen finden insbe- - sondere Ve2niendung bei der Übetragung von hohen Drehzahlen, z.B. um 60044/min herum. Infolgedessen ist die dabei auftretende Zentrifugalkraft in der Druckflüssigkeitsk.-ulmer 7 zu berücksichtigen dnd als zusät--liche Axialkraft für die Kupplungskraft hinzuzurechnen.

  Wenn die KupplunG ausgeschaltet %\re--dc-,. soll, so wird durch

  Schließen des Ventils V der ZufluL, .er :)ruckflüsE#-glceit zur

  Druckflüssig-hreitsl?.-ammer C unterbroc--ie.--.. Dadurch wird der

  Haurtdruck in der Kammer auf Null oder wenigstens auf

  einen niedrigeren 'Jert herabgesetzt, und es verbleibt nur

  der der Flüssigkeit in der Druc-.zflüssi,1--

  keitskaL9L-i,e:..,. Unter diesen Umständen ist die gewellte Feder S

  stark Een -:-Ä.Cjlbeii von der Ventilplatte 115.- wegzudrangen,

  die dem nie!."-;,- wid.ersteIlt. Die Relativbe-vie-

  gung zviiscl---e-zi- de--, 1.'olbeil und der 7#Tentil-platte Ir--a ibt die

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  Durch die Erfindung ist es nicht mehr erforderlichg die Kupplung zum Ausschalten auf eine relativ niedere Drehzahl zu bringen, statt dessen kann sie durch schnelles Zurückschieben dzs Kolbens auch bei hoher Drehzahl ausgeschaltet werden. Wegen #_er St-ji#,L4heit der gewellten Feder können die erforderlichen Geschwindigkeitsbedingungen bei mäßiger Federgr. öße -erhalten werden, und zwar ohne die Folge, die Trenn-icra,-Pt der ileninfede:?n abzusoirqächeri, die v#discher, den Reibscheiben angeordnet sind, um ein sicheres und unverzögliches Zurückschieben des Kolbens zu gewährleisten.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Hydraulisch betätigbare Reibungskupplung mit einem treibenden und einem angetriebenen umlaufbaren Glied sowie n diesen angeordneten ineinandergreifenden Kupplungsscheiben, die von einem in einer Druckflüssigkeitskammer des treibenden Gliedes angeordneten, axial bewegbaren Kolben gegeneinander preßbar sind, dadurch gekennz chnet, daß der Kolben (6) axiale Bohrungen (30,31) aufleist, denen auf der zur Bruchflüssigkeitskammer (7) abgelegenen Seite eine zugleich als Kupplungsscheibe wirkende Ventilplatte (15a) gegenüberliegt und neben dieser eine an den Kolben anliegende gewellte Feder (S) angeordnet ist.
2. 2. Reibungokupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Bohrungen (30p ii) in verschiedenen radialen Abständen von der Achsmitte des Kolbens (6) angeordnet sind. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Druckflüssigkeitskammer (7) aufweisende Glied (4) mit einer die Antriebwelle (3) umfassenden und mit dieser durch Keile (2) in Verbindung stehenden zentrischen Muffe (1) fest verbunden ist. 4. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 39 dadurch gekennzeichnetD daß die Muffe (1) auf Wer Außenseite mit Keilen (14) od-dgl. zur Aufnahme der Vonbilplatie (150 sowie der antreibenden Kupplungsseheiben (15) vermehen isA 5. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Glied (20) einen die Kupplungsscheiben umhüllenden glockenförmigen Teil (20a) aufweist, der mit Rippen (22) od. dgl. zur Aufnahme.und Führung der angetriebenen Kupplungsscheiben (23) versehen is-#. 6. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ang getriebene Glied (20) an der einen Stirnseite mit einem Zahnrad (20b) fest verbunden ist, das eine die Antriebwelle (3) umfassende zentrische Gleitbuchse (21) aufweist, 7. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch ge1-,ennzeichnet, daß zum Zufül-Lren der Drucic-flüssic-Dkeit in die Druckflüssigkeitska:famer (7) die Antriebwelle mit einer Läng-sbohrung sowie mit Querbohrungen (EI) und die Nuffe (10 so,.,iie das an--treibende Glied (4) mit Durchtrittöffnungen (9,10) versehen sind. 8. Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 u-nd 79 dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6) mit in 2ingnuten angeordneten Dijehtarigsriii-C##Dien f% 'IM 927 #, verseher, is tje 9. Reibungskupplung nach i#disp2uch dadurch gekennzeichnet daß die antreibenden Kupplungsscheiben von IUe-#-1.,r-federn (24) umfaßt sind. 10. Reibungskupplung nach Anspruch ly g- akemizeielinet durch einen in der Stirnviand der Druckflüssig'.eitskammer (7) angeordneten und in eine Bohrung dee Kolbens (6) rager.den axialen FUhrungsstift (25)0 .11. Reibunggskupplung nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zahnrad (20b) und der Wfo (1) eine Abstandacheibe (21&) v--ngeordnet Ist.