DE3118565C2

DE3118565C2 - Lamellenkupplung

Info

Publication number: DE3118565C2
Application number: DE19813118565
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 7990 Friedrichshafen Müller; Friedrich Ing.(grad.) 7996 Kehlen Schreiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1981-05-11
Filing date: 1981-05-11
Publication date: 1984-11-29
Also published as: DE3118565A1; BR8202689A

Abstract

Eine Lamellenkupplung mit die Anpreßkraft erzeugenden Tellerfedern wird in der geöffneten Stellung der Kupplung in einer Rasteinrichtung festgehalten, die aus Druckstücken und Aussparungen mit Anschlägen im Außenlamellenträger besteht. Die Druckstücke arbeiten auch mit einer für sich axial verschiebbaren Scheibe zusammen, die bei Nichtrastierung den Druck der Tellerfeder auf das Lamellenpaket überträgt. Die Druckstücke sind vorrangig Kugeln oder Zylinderrollen und können an oder in der für sich verschiebbaren Scheibe angeordnet sein. Von einem über Druckmittel in beide axialen Richtungen beweglichen Kolben werden zur Entriegelung die Druckstücke radial nach innen gedrückt, so daß sie sich vom Anschlag lösen und über die für sich verschiebbaren Scheiben auf die Lamellen drücken. Der gleiche Kolben öffnet über eine Schleppeinrichtung, die auf die für sich verschiebbare Scheibe einwirkt, gegen den Druck der Tellerfeder die Kupplung, bis das Druckstück wieder in die Aussparung des Lamellenträgers einrasten kann.

Description

a) die Druckstücke (5) in oder an der Druckscheibe (4) gelagert sind,

b) die die Anpreßkraft erzeugenden Tellerfedern (6) mit ihrem Außenrand direkt an den Druckstücken (5) anliegen,

c) die Druckstücke (5) bei ausgerückter Kupplung in einer Aussparung (21) des Lamellenträgers (2) gehalten sind,

d) die Druckstücke (5) zum Einrücken der Kupplung durch Druckmittel aus der Aussparung (21) gedruckt werden und

e) die Kupplung mit Druckmittel ausrückbar ist

2. Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) an dem mit der Antriebswelle (1) verbundenen Außenlamellenträger (2) neben den Außenlamellen (22) und der Endlamelle (23) auch die Druckscheibe (4) und die Tellerfedern (6) angeordnet sind,

b) der Außenlamellenträger (2) Aussparungen (21) zur Aufnahme der Druckstücke (5) im geöffneten Zustand der Kupplung hat mit einem Kolben (3) zusammenwirkt, der auf der Eingangswelle (1) gelagert ist, und daß zwischen Außenlamellenträger (2) und Kolben (3) sich ein Druckraum (8) zum öffnen der Kupplung befindet,

c) zwischen Kolben (3) und einer Scheibe (11), die mit der Antriebswelle (1) zumindest axial fest verbunden ist, ein Druckraum (9) sich befindet, der über die axiale Bewegung des Kolbens (3) die Verriegelung der Kupplung im geöffneten Zustand löst.

3. Lamellenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern (6) im geöffneten Zustand der Kupplung die Druckstücke (5) auch radial nach außen gegen den Kolben (3) drücken.

4. Lamellenkupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckscheibe (4) noch eine Ringfeder (41) angeordnet ist, die die Druckstücke (5) radial nach außen drückt.

5. Lamellenkupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (5) Kugeln oder Zylinderrollen sind.

6. Lamellenkupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (4) über eine Schleppeinrichtung (31)

am Kolben (3) in die öffnungsstellung gebracht wird.

7. Lamellenkupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzuführkanäle (12,13) zu den Druckräumen (8,9) Bohrungen in der Antriebswelle (1) sind.

8. Lamellenkupplung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstücke (5) von dem Kolben (3) beim Schließvorgang zunächst radial nach innen gedrückt werdea und sich dann unter dem axialen wirkenden Druck der Tellerfedern (6) nach Freigabe durch den Anschlag (24) in der Aussparung (21) des Außenlamellenträgers (2) axial in Richtung des Lamellenpaketes (Außenlamellen 22, Innenlamellen 71) auf einer Kreisbahn (A) bewegen, deren Mittelpunkt (B) von der radial am weitesten innenliegenden Kante (B) des Anschlages (24) im Lamellenträger (2) dargestellt wird.

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Lamellenkupplungen haben den Vorteil, daß in den beiden Endlagen — geöffnete und geschlossene Kupplung — neben der in der Kupplung vorhandenen Tellerfeder oder Tellerfedern keine Kräfte benötigt werde.i.

Eine Lamellenkupplung dieser Gattung ist aus der DE-AS 16 75 243 bekannt, mit der z. B. der Vorderachsantrieb eines allradgetriebenen Schleppers unter Last an den Hinterachsantrieb angekuppelt werden kann.
Die dargestellte Lamellenkupplung benötigt einen, in axialer Richtung gesehen, sehr großen Bauraum und ist im Zusammenhang mit der Schiebemuffe und den Schaltbolzen sehr aufwendig bei der Herstellung. Darüber hinaus eignet sich eine derartige Konstruktion auch nicht zur Verwendung in oder an einem modernen Getriebe, vorrangig einem Lastschaltgetriebe.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Lamellenkupplung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 so auszubilden, daß sie sich zur Verwendung in oder an einem modernen, lastschaltbaren Getriebe eignet, einfachere Bauteile aufweist und axial wesentlich kürzer baut.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.

Werden die Tellerfeder oder auch die Tellerfedern unmittelbar im Lamellenträger angeordnet zum direkten Andruck auf die Druckstücke selbst und werden die Druckstücke in der geöffneten Lage der Kupplung in einer Aussparung des gleichen Lamellenträgers gehalten, ergibt sich eine besonders kurze Baulänge und ein sehr einfacher Aufbau. Auch die Bauteile selbst können sehr einfach gestaltet werden und die Betätigung der Kupplung — öffnen und Lösen der Verriegelung im geöffneten Zustand — erfolgt über Druckmittel und ist damit für ein modernes, lastschaltbares Getriebe geeignet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich nach den Ansprüchen 2 bis 8.

Die Anordnung nach Anspruch 2 garantiert vor allem neben einem zweckmäßigen und einfachen Aufbau sehr kurze axiale Wege des Kolbens für das Auslösen der Verriegelung im geöffneten Zustand.

Drücken die Tellerfedern nach Anspruch 3 auf eine Schräge oder auf eine bogenförmige Oberfläche am Druckstück, so daß diese Kraft axial wie auch radial

nach außen wirkt, ist es möglich, die Verriegelung der Kupplung auch bei sehr geringen Fliehkräften, die auf das Druckstück wirken, zu garantieren.

Der radial nach außen gerichtete Andruck auf das Druckstück kann noch verstärkt oder auch allein nach Anspruch 4 über eine Ringfeder, die in der Druckscheibe angeordnet ist erreicht werden.

Besonders günstige und einfache Druckstücke sind solche in der Form einer Zylinderrolle oder Kugeln nach Anspruch 5.

Eine Schleppeinrichtung am Kolben nach Anspruch 6 — z. B. ein eingelegter Ring im Innendurchmesser des Kolbens nahe der Begrenzung an seinem größten Durchmesser — kann in einfacher Weise die verschiebbare Scheibe und damit auch die Druckstücke gegen den Druck der Tellerfeder in die Öffnungsstellung zurückbringen.

Werden z. B. Zylinderrollen als Druckstücke und entspiechend bemessene Aussparungen im Außenlamellenträger eingesetzt rollen die Druckstüci.e reibungsarm am Anschlag entlang, so daß sich besonders geringe Reibungsverluste, eine geringe Abnutzung und sehr kurze Betäiigungswege ergeben, weil die Zylinderrollen nach Anspruch 8 nach einer anfänglich kurzen Bewegung radial nach innen auf einer kreisbogenförmigen Bahn die verschiebbare Scheibe axial bewegt und damit das Lamellenpaket zusammendrückt.

Aus der DE-OS 28 21 320 ist zwar auch eine Lamellenkupplung bekannt, die mit Federkraft geschlossen wird. Diese Lamellenkupplung hat aber keine Rastierung im geöffneten Zustand.

Eine Lamellenkupplung mit einer Tellerfeder ist auch aus der DE-OS 25 40 191 bekannt. Diese ist aber zwischen der Druckplatte und einer mit Rastmitteln versehenen Kulissenscheibe eingespannt und wirkt bei geschlossener Kupplung Die Tellerfeder wirkt auch nicht unmittelbar auf die Rastmittel.

Aus der DE-AS 12 86 835 ist eine Rasten- und Federeinrichtung in Verbindung mit einer Lamellenkupplung bekannt. Auch in dieser Schrift wirkt die Feder und Rasteneinrichtung ausschließlich nur bei geschlossener Kupplung.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel und anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Lamellenkupplung im Halbschnitt, sehematisch und in geöffneter Stellung.

F i g. 2 eine Lamellenkupplung nach F i g. 1, jedoch in geschlossener Stellung.

Fig.3 einen Ausschnitt der Lamellenkupplung nach den F i g. 1 und 2 mit der Bewegung des Druckstückes.

In Fig. 1 ist die Lamellenkupplung in der Stellung »Offen« und in der F i g. 2 in der Stellung »Geschlossen« dargestellt. Beide F i g. 1 und 2 zeigen einen Außenlamellenträger 2, der dreh- und axialfest auf einer Antriebswelle 1 angeordnet ist. Neben den Außenlamtllen 5=> 22 und der feststehenden Endlamelle 23 trägt dieser noch eine Druckscheibe 4, die, axial gesehen, an der anderen Seite der Endlamelle 23, bezogen auf die Außenlamellen 22, angeordnet ist. In einer ringartigen Vertiefung 25 des Außenlamellenträgers 2 ist noch eine bo Tellerfeder 6 so angeordnet, daß sie radial innen am Boden 25 des Außenlamellenträgers 2 anliegt. Das andere äußere Ende der Tellerfeder 6 drückt an Druckstücke 5, die in oder an der Druckscheibe 4 angeordnet sind. Der Außenlamellenträger 2 hat noch Aussparungen 21. b5 in die Druckstücke 5 im geöffneten Zustand der Kupplung (Fig. 1) eingreifen. Mit etwa gleicher Gestalt wie der Außenlamellenträger 2 umschließt ein Kolben 3 diesen, ist axial beweglich und gegenüber der Antriebswelle 1 und am Außendurchmesser 26 des Außenlamellenträgers mit Dichtringen 27,32 abgedichtet so daß sich ein Druckraum 8 ergibt der über einen Druckmittelkanal 12 befüllt und entlüftet werden kann und das Öffnen der Lamellenkupplung bewirkt Auf der Antriebswelle 1 ist noch ein Ring 11 axial fest — z. B. über Befestigungsring 14 — und dicht angeordnet und auch gegenüber dem Druckkolben 3 abgedichtet (Dichtung 110), so daß sich ein Druckraum 9 ergibt der über einen Druckmittelkanal 13 in der Antriebswelle 1 befülh und entlüftet werden kann und zum Entriegeln der Lamellenkupplung im geöffneten Zustand geeignet ist. Ein lnnenlamellenträger 7 mit den Innenlamellen 71 ist mit der Abtriebswelle (nicht gezeichnet) dieser Lamellenkupplung verbunden.

In der geöffneten Stellung der Lamellenkupplung (F i g. 1) drückt die Tellerfeder 6 so an die Druckstücke 5 (Zylinderrollen oder Kugeln), daß z. B. die Zylinderrollen in die Aussparungen 21 des Außenlamellenträgers 2 wie auch in axialer Richtung an den Anschlag 24 dieser Aussparungen 21 gedruckt wird. Die Anlage der Zylinderrollen radial außen erfolgt dabei an dem Kolben 3. Die nach außen gerichtete Bewegung der Druckstücke wird auch von der Fliehkraft bewirkt und notfalls von einer Ringfeder 41 in der Druckscheibe 4 verstärkt. Die Ringfeder 4i ist besonders dann notwendig, wenn aus anderen Gründen die Anlage der Tellerfeder 6 oder der Tellerfedern nur in axialer Richtung wirken oder der radial nach außen gerichtete Andruck zu gering ist. Wird der Druckraum 9 mit Druckmittel beaufschlagt, bewegt sich der Druckkolben 3 in Richtung auf das lamellenpaket (Lamellen 22, 71) zu und bewirkt über die Schräge 33 am Druckkolben 3 im Zusammenhang mit dem Anschlag 24 und der Anlage 61 der Tellerfeder 6 (alles F i g. 3) eine Bewegung, z. B. der Zylinderrolle 5, radial nach innen, bis die Zylinderrollen am Anschlag 24 keine Anlage mehr finden. Unter dem Druck der Tellerfeder 6 wird nunmehr die Druckscheibe 4 von den Druckstücken 5 gegen die Lamellen 22, 71 gepreßt, wobei die Druckstücke 5, z. B. die Zylinderrollen, eine kreisbogenförmige Bewegung — Abrollbewegung — machen. Mittelpunkt B des Kreisbogens A ist dabei die am weitestens innenliegende Kante B vom Anschlag 24.

Die Lamellenkupplung ist nunmehr geschlossen (F i g. 2), wobei die Tellerfeder 6 oder auch die Tellerfedern allein den Andruck bewirken und kein Druckmittel mehr benötigt wird.

Zum öffnen der Lamellenkupplung wird über den Druckmittelkanal 12 in der Antriebswelle 1 der Druckraum 8 beaufschlagt. Der Kolben 3 bewegt sich von dem Lamellenpaket (Lamellen 22, 71) weg und nimmt über die Schleppeinrichtung 31 die Druckscheibe 4 und damit auch die Druckstücke 5 mit, bis diese unter dem Einfluß der Fliehkraft und der Feder 6 und/oder der Ringfeder 41 in die Aussparung 21einrasten, so daß sich die Lage der Druckstücke nach Fig.! wieder ergibt und auch in dieser Einstellung kein Druckmittel mehr benötigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lamellenkupplung mit jeweils mit der treibenden und der getriebenen Welle fest verbundenen äußeren und inneren Lamellenträgern und mit einem Paket aus Außen- und Innenlamellen, die hintereinander angeordnet and jeweils abwechselnd mit einem der beiden Lamellenträger drehfest verbunden sind, sowie einer mit der Kraft von Tellerfedern beaufschlagten und das Lamellenpaket in Einrückstellung zusammenpressenden, axial verschiebbaren Druckscheibe, die in Ausrückstellung durch mit Anschlägen zusammenwirkende Druckstücke festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß