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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenkupplung (1), mit einem Innenlamellen (18) tragenden Innenlamellenträger (17) und einem Außenlamellen (19) tragenden Außenlamellenträger (2), wobei der Innenlamellenträger (17) beziehungsweise der Außenlamellenträger (2) die Eingangs- beziehungsweise Ausgangsseite der Lamellenkupplung (1) bilden und eine Eingangswelle (3) koaxial umgreifen, DOLLAR A mit einem Aktuator (7, 8) zur Erzeugung einer Axialkraft auf die Innen- und Außenlamellen (18, 19), sowie mit Mitteln zur Schmierung und Kühlung dieser Lamellen (18, 19). DOLLAR A Zur Versorgung der Lamellenkupplung (1) mit Kühl- und Schmieröl ist vorgesehen, dass das bewegliche Teil (7) des Aktuators (7, 8) an seiner zu den Kupplungslamellen (18, 19) weisenden Seite radial innerhalb des Innenlamellenträgers (17) über einen radial inneren Andruckring (22) mit einem auf der Eingangswelle (3) geführten Ringelement (10) wirkverbunden ist, mit welchem in Abhängigkeit von der Betätigungsstellung des beweglichen Teils (7) des Aktuators (7, 8) ein über eine Bohrung (11, 20) in der Eingangswelle (3) zugeführter Ölvolumenstrom (12) für die Schmierung und Kühlung der Lamellenkupplung (1) betriebssituationsgerecht regelbar ist.
    公开号:DE102004027113A1
    申请号:DE200410027113
    申请日:2004-06-03
    公开日:2005-12-22
    发明作者:Gerald Dipl.-Ing. Rowe
    申请人:ZF Friedrichshafen AG；
    IPC主号:F16D13-52
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine nasslaufende Lamellenkupplung gemäß dem Oberbegriffdes Patentanspruchs 1.
    [0002] NasslaufendeLamellenkupplungen werden insbesondere in Antriebssträngen vonFahrzeugen genutzt, zu denen beispielsweise Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeugeund Wasserfahrzeuge gehören. DieserLammellenkupplungstyp weist den Vorteil auf, dass mit diesem vergleichsweisehohe Drehmomente übertragbarsind. Zum hydraulischen Schalten der Kupplung sowie zur Schmierungund Kühlungder Kupplungslamellen wird üblicherweiseein Hydraulikdruck bzw. ein Hydraulikölstrom genutzt, welcher von einer Ölpumpe erzeugtund einem Kupplungsaktuator sowie den Kupplungslamellen in geeigneterWeise zugeführtwird. Diesbezügliche Ölströme und/oder Hydraulikdrücke werdenauch anderen Kupplungs- oder Getriebekomponenten zugeführt, zudenen beispielsweise auch Lager gehören können. Die Auslegung einer solchen Ölpumpe istverständlicherweise durchden Bedarf der von dieser Pumpe zu versorgenden Verbraucher bestimmt.
    [0003] Derartigenasslaufende Lamellenkupplungen haben in Abhängigkeit von der gerade vorliegendenBetriebssituation einen unterschiedlichen Bedarf an Schmier- undKühlöl. So wirdbeispielsweise dann ein größerer Kühlölstrom benötigt, wenndie Kupplung mit Schlupf betrieben wird. Bei Schiffsantrieben istdiese Betriebesart als sogenannter Trollingbetrieb bekannt.
    [0004] Vordiesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einenasslaufende Lamellenkupplung zu schaffen, die Vorrichtungsbestandteile aufweist,mit denen der unterschiedliche Kühl-und Schmierölbedarfder Lamel lenkupplung im laufenden Betrieb technisch einfach, schnellund wirkungsvoll einstellbar ist.
    [0005] DieLösungdieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs,währendvorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung denUnteransprüchenentnehmbar sind.
    [0006] DerErfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine schaltzustandsabhängige Steuerung desVolumenstroms an Kühl-bzw. Schmierölfür die Lamellenkupplungdie Ölpumpekostengünstiger auslegbarist und nicht ständigmit höchsterLeistung zu arbeiten braucht, welches sich im Ergebnis vorteilhaftauf deren Größe und Lebensdauersowie auf den Kraftstoffverbrauch einer diesbezüglichen Antriebseinrichtungauswirkt. Zudem kann durch eine unmittelbare Kopplung zwischen einemKupplungsaktuator und einem diesbezüglichen mechanischen Regelventildie erforderliche Ölmengeschnell und zuverlässigbereitgestellt werden.
    [0007] Demnachgeht die Erfindung aus von einer nasslaufende Lamellenkupplung miteinem Innenlamellen tragenden Innenlamellenträger und einem Außenlamellentragenden Außenlamellenträger. Bei diesenbilden der Innenlamellenträgerbeziehungsweise der Außenlamellenträger dieEingangs- beziehungsweise Ausgangsseite der Lamellenkupplung undumgreifen eine Eingangswelle koaxial. Zur Betätigung dieser Lamellenkupplungist ein Aktuator zur Erzeugung einer Axialkraft auf die Innen- undAußenlamellenvorhanden, sowie gesonderte Mittel zur Schmier- und Kühlmittelölversorgungder Kupplungslamellen nutzbar.
    [0008] ZurLösungder gestellten Aufgabe ist des weiteren vorgesehen, dass das beweglicheTeil des Aktuators an seiner zu den Kupplungslamellen weisendenSeite radial innerhalb des ringförmigenInnenlamellenträgers über einenradial inneren Andruckring mit einem auf der Eingangswelle geführten Ringelementwirkverbunden ist, mit welchem in Abhängigkeit von der Betätigungsstellungdes beweglichen Teils des Aktuators ein über eine Bohrung in der Eingangswellezugeführter Ölvolumenstromfür die Schmierungund Kühlungder Lamellenkupplung betriebssituationsgerecht regelbar ist.
    [0009] DerAktuator ist dabei bevorzugt als hydraulisch oder pneumatisch betätigbareKolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet, bei der das bewegliche Teilein Kolben ist. Der Aktuator kann aber auch ein elektromechanischbetätigbaresStellglied sein, ohne dass dadurch der durch Anwendung der Erfindung verursachtetechnische Erfolg ausbliebe.
    [0010] DasRingelement ist derart ausgebildet und auf der Eingangswelle angeordnet,dass dieses eine radiale Ölzuführbohrungin derselben in Abhängigkeit vondessen Position auf der Eingangswelle mehr oder minder stark abdeckt.Dadurch nimmt dieses Ringelement die Funktion eines Ventils war,welches in Abhängigkeitvon der Betätigungsstellungdes Aktuators und damit in Abhängigkeitvom Betriebszustand der Lamellenkupplung die Kühl- und Schmierölversorgungderselben überkurze Stellwege mechanisch zuverlässig steuert.
    [0011] Inweiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dassdas Ringelement eine zu der genannten radialen Ölzuführbohrung ausgerichtete undeinen Ölvorratsraumausbildende Umfangsnut aufweist, in die zumindest eine radial ausgerichtete Öldurchlassbohrungeingebracht ist.
    [0012] DieSumme aller Strömungsquerschnittedieser Öldurchlassbohrungenist dabei vorzugsweise kleiner als der Strömungsquerschnitt der radialen Ölzuführbohrungin der Eingangswelle. Insbesondere durch die Umfangsnut wird erreicht,dass die Kühl- undSchmierölversorgungdeutlich verbessert wird, da die Umfangsnut für eine gleichmäßige Verteilung dieserFlüssigkeitinnerhalb der Kupplung sorgt.
    [0013] Umdie Ölversorgungder Kupplung in unterschiedlichen Betätigungsstellungen des Kolbens durchdas Ringelement differenziert gestalten zu können, wird es bevorzugt, wennam radial inneren Andruckring des Kolbens wenigstens eine radialausgerichtete stirnseitige Aussparung ausgebildet ist, durch dieein Ölvolumenstromzumindest zu den Kupplungslamellen geleitet werden kann. Die Aussparungkann dabei durch einzelne Radialnuten oder durch wenigstens einenRingspalt ausgebildet sein.
    [0014] Zudemist ein wichtiger Bestandteil der Erfindung, dass der Andruckringan seiner zur Eingangswelle weisenden Seite über eine Ringnut verfügt, die mitder wenigstens einen stirnseitigen Aussparung im Andruckring inStrömungsverbindungsteht.
    [0015] Durchdiesen Aufbau wird erreicht, dass schon nach einer vergleichsweisekurzen Axialverschiebung des Kupplungsbetätigungskolbens bzw. des Ringelementesein verhältnismäßig großer Ölvolumenstromvon der radialen Ölzuführanbohrungin der Eingangswelle überdie Ringnut und die stirnseitigen Aussparungen in dem inneren Andruckringzu den Kupplungslamellen leitbar ist. Dadurch werden die sich nachdiesem kurzen Stellweg des Kolbens im Kupplungsschlupf befindlichenKupplungslamellen im Vergleich zu bekannten technischen Lösungen vergleichsweisefrühzeitigund mit einem verhältnismäßig großen Ölvolumenstromversorgt.
    [0016] Diewenigstens eine Aussparung beziehungsweise die Summe aller Aussparungenim radial inneren Andruckring weist in einer Variante der Erfindungeinen Gesamtströmungsquerschnittauf, der kleiner oder gleichgroß wieder Strömungsquerschnittder radialen Ölzuführbohrungin der Eingangswelle sowie größer alsdie Summe der Strömungsquerschnittealler Öldurchlassbohrungenist.
    [0017] Gemäß eineranderen Ausgestaltung der Erfindung verfügt sowohl das Ringelement alsauch die Eingangswelle im Bereich des radialen Endes der Ölzuführbohrung über jeweilseine Umfangsnut, die aufeinander zu weisen und einen gemeinsamen Ölvorratsraumbilden. Dabei kann fürdie Grundversorgung der Kupplung im geöffneten Zustand derselben vorgesehensein, dass in der Umfangsnut des Ringelements zumindest eine dererwähntenradial ausgerichteten Öldurchlassbohrungenvorhanden ist.
    [0018] Umein besonders gutes Abströmverhalten desim Betrieb mit der Eingangswelle mitrotierenden Ringelementes erreichenzu können,ist vorgesehen, dass dieses Ringelement an seiner von der Eingangswelleradial wegweisenden Seite ebenfalls eine Umfangsnut aufweist.
    [0019] ZurReduzierung der Bauteilanzahl bei dieser Lamellenkupplung kann vorgesehensein, dass der Kolben und das Ringelement einstückig gefertigt sind, wenngleichjedoch die Ausführungsformmit diesbezüglichseparaten Bauteilen nicht ausgeschlossen werden soll.
    [0020] Umden Kolben eines beispielsweise druckmittelbetätigbaren Aktuators nach einerAxialverschiebung in Kupplungsschließrichtung wieder in seine Ausgangsstellungzurückführen zukönnen,ist eine radial innerhalb eines durch den Innenlamellenträger unddie Eingangswelle aufgespannten Raumes eine als Tellerfederpaketausgebildete Rückstellfederangeordnet, welche die Eingangswelle ebenfalls koaxial umgreiftund sich mit ihrem kolbenfernen axialen Ende an einem Wellenbundan der Eingangswelle sowie mit ihrem anderen axialen Ende an demRingelement abstützt.
    [0021] Hinsichtlichdes weiteren Aufbaus der Lamellenkupplung sieht die Erfindung vor,dass der Außenlamellenträger mitder Eingangswelle drehfest verbunden und der Innenlamellenträger aufderselben drehbar gelagert ist.
    [0022] Darüber hinausweist der Innenlamellenträgeran seinem kolbenfernen Ende ein Ritzel auf bzw. ist mit einem solchenwirkverbunden. Dieses Ritzel hat beispielsweise eine Schrägverzahnungund steht mit einem Antriebszahnrad eines antriebstechnisch nachfolgendenHauptgetriebes im Zahneingriff.
    [0023] Schließlich istdie erfindungsgemäße Lamellenkupplungderart ausgebildet, dass diese in den Antriebsstrang eines Fahrzeugs,insbesondere eines Schiffes, eines Kraftfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugsverbaubar ist.
    [0024] ZurVerdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnungbeigefügt.In dieser zeigt
    [0025] 1 einenschematischen Längsschnitt durchden Antriebsstrang eines Fahrzeugs im Bereich einer erfindungsgemäß ausgebildetenLamellenkupplung,
    [0026] 2 dieEinzelheit „Z" gemäß 1 zueinem Zeitpunkt t0, bei dem der Kolben derLamellenkupplung sich in einer Ausgangsstellung bzw. einer erstenEndstellung befindet,
    [0027] 3 dieEinzelheit „Z" zu einem Zeitpunkt t1, bei dem der Kolben der Lamellenkupplungsich in einer Zwischenstellung befindet, und
    [0028] 4 dieEinzelheit „Z" zu einem Zeitpunkt t2, bei dem der Kolben der Lamellenkupplungsich in einer zweiten Endstellung befindet.
    [0029] Demnachzeigt 1 einen Abschnitt des Antriebsstrangs eines Wasserfahrzeugeszwischen einem nicht nähergezeigten Antriebsaggregat und einem ebenfalls nicht dargestelltenHauptgetriebe mit einer nasslaufenden Lamellenkupplung 1,die durch einen hydraulischen Druck geschlossen und durch Federkraftgeöffnetwird.
    [0030] DieLamellenkupplung 1 weist einen Außenlamellen 19 tragendenAußenlamellenträger 2 auf, dermit einer eingangsseitigen Antriebswelle 3 drehfest verbundenist. Axial zwischen den einzelnen Außenlamellen 19 sindInnenlamellen 18 angeordnet, welche drehfest an einem Innenlamellenträger 17 befestigtsind. Dieser Innenlamellenträger 17 istauf der Eingangswelle 3 drehbar gelagert und trägt ausgangsseitigdrehfest ein Ritzel 4.
    [0031] Dasim wesentlichen durch die Innenlamellen 18 und die Außenlamellen 19 gebildeteLamellenpaket 5 der Lamellenkupplung 1 ist zur Übertragung einesDrehmomentes von der Eingangswelle 3 zu dem Ritzel 4 miteiner von einem Kolben 7 ausübbaren Axialkraft belastbar,so dass die genannten Lamellen 18 und 19 miteinanderin Reibschluss gelangen. Dieser Kolben 7 ist als Ringkolbenausgebildet und in einem Druckraum 8 zwischen dem Außenlamellenträger 2 undder Eingangswelle 3 axial verschiebbar angeordnet.
    [0032] ZumSchließender Lamellenkupplung 1 ist der Kolben 7 mit einemhydraulischen Betätigungsdruckbeaufschlagbar, der in dem Druckraum 8 an der kupplungslamellenfernenSeite des Kolbens 7 wirkt. Das dazu notwenige Hydrauliköl wird dem Druckraum 8 über eineaxiale Bohrung 9 und eine radiale Endbohrung in der Eingangswelle 3 zugeführt.
    [0033] DerKolben 7 verfügtim Bereich seines radial äußeren Endesgegenüberdem Druckraum 8 über einenradial äußeren Andruckring 21,der bei einer Druckbeaufschlagung dieses Kolbens 7 aufdas Lamellenpaket 5 wirkt. Zudem ist an dem Kolben 7 ein radialinnerer Andruckring 22 einstückig ausgebildet, der die Eingangswelle 3 imwesentlichen koaxial umschließt.Dabei ist der radial innerer Andruckring 22 derartig ausgebildet,dass dieser an seinem freien Ende eine radial ausgerichtete Stirnseiteaufweist.
    [0034] Radialinnerhalb des Lamellenpaketes 5 bzw. radial innerhalb desdurch den Innenlamellenträger 17 unddie Eingangswelle 3 aufgespannten Raumes ist ein Federpaket 6 angeordnet,welches eine Mehrzahl von Tellerfedern umfasst. Dieses Federpaket 6 istkoaxial zur Eingangswelle 3 angeordnet und stützt sichmit seinem kolbenfernen Ende axial an einem Wellenbund 23 ab,währendes mit seiner kolbennahen Seite mit dem Kolben 7 in Wirkverbindungsteht. Durch diese Anordnung wirkt das Federpaket 6 alsRückstellfederauf den Kolben 7, so dass dieser bei einem Nachlassen derDruckbeaufschlagung durch das Hydrauliköl im Druckraum 8 indiejenige Stellung zurückgeführt wird,in der die Lamellenkupplung 1 geöffnet ist.
    [0035] Wenngleichbei dem in den 1 bis 4 dargestelltenAusführungsbeispielder Kolben 7 hydraulisch betätigt wird, kann dieser auchpneumatisch, mechanisch oder elektromechanisch betrieben werden,welches durch die Erfindung mit erfasst ist und den durch die Anwendungder Erfindung erzielten technischen Erfolg nicht beeinträchtigt.
    [0036] Wie 1 weiterzeigt, ist auf der Eingangswelle 3 zwischen der druckraumfernenStirnseite des Andruckringes 22 des Kolbens 7 unddem Federpaket 6 ein Ringelement 10 angeordnet,welches im Falle des Öffnensoder Schließensder Lamellenkupplung 1 der Axialbewegung des Kolbens 7 folgt. DiesesRingelement 10 dient als Ventil, welches den Kühl- undSchmierölvolumenstromfür dieLamellenkupplung 1 in Abhängigkeit von der Kolbenstellung regelt.Eine diesbezüglicheHydraulikölmengewird übereine Axialbohrung 11 und eine daran anschließende radiale Ölzuführbohrung 20 inder Eingangswelle 3 dem Ringelement 10 zugeführt.
    [0037] So überdecktdas Ringelement 10 zum Zeitpunkt t0 ineiner der Offenstellung der Lamellenkupplung 1 entsprechendenersten Endstellung (Ausgangsstellung), in der der Kolben 7 gemäß 1 und 2 federbelastetganz nach links verschoben ist, eine Austrittsöffnung der in der Eingangswelle 3 ausgebildetenradialen Ölzuführbohrung 20.
    [0038] DerKolben 7, die Eingangswelle 3 und das Ringelement 10 sindnun erfindungsgemäß derart ausgebildet,dass der durch die Ölzuführbohrung 20 zuführbare Hydraulikölstrom 12 inAbhängigkeitvon der Schaltstellung des Kolbens 7 beziehungsweise derLamellenkupplung 1 einstellbar ist (2). Dazu istbevorzugt vorgesehen, dass das Ringelement 10 mit zumindesteiner, vorzugsweise einer Mehrzahl gleichmäßig über den Umfang verteilter sowieradial ausgerichteter Öldurchlassbohrungen 13 versehen ist,die nach Art einer Drossel in Summe einen geringeren Strömungsquerschnittals die radiale Ölzuführbohrung 20 inder Eingangswelle 3 aufweisen. Im einfachsten Fall reichtaber auch nur eine Öldurchlassbohrung 13 für den vorgesehenentechnischen Zweck aus.
    [0039] Soferndie Ölversorgungder Kupplung im geöffneterSchaltstellung durch andere Ölkanäle gewährleistetist, kann auf die Öldurchlassbohrungverzichtet werden.
    [0040] Für den Fachmannist leicht nachvollziehbar, dass im geöffneten Zustand der Lamellenkupplung 1 dieselbeeine nur relativ geringe Ölmengezur Schmierung bzw. Kühlungihrer Kupplungslamellen sowie der Antriebsverzahnung benötigt. Beispielsweisekann füreine nasse Lamellenkupplung in einem Schiffsantriebsstrang ein Schmier-und Kühlmittelvolumenstromvon ca. 3 bis 4 l/min ausreichend sein.
    [0041] Umdiesem relativ geringen Ölmengenbedarf gerechtzu werden, überdecktdas Ringelement 10 gemäß 2 zwardie radiale Ölzuführbohrung 20 vollständig, durchdie überderen Umfang verteilten sowie radial ausgerichteter Öldurchlassbohrungen 13 wirdjedoch vorteilhaft der Ölvolumenstrom 12 begrenzt,welcher durch diese Öffnungen 13 durchtretenkann. Dadurch ist eine Mindestschmierung bzw. Mindestkühlung gewährleistet,so dass in dieser Betriebsphase ein unnötig hoher Kühl- und Schmierölstrom vorteilhaftvermieden wird.
    [0042] Die Öldurchlassbohrungen 13 sindim Bereich einer Umfangsnut 14 in dem Ringelement 10 vorzugsweiseso ausgebildet, dass diese radial zur Eingangswelle 3 weisen.Zumindest eine dieser Öldurchlassbohrungen 13 kanndabei derart angeordnet sein, dass deren Längsachse in der in 2 dargestelltenStellung mit der Längsachseder radialen Ölzuführbohrung 20 übereinstimmt.
    [0043] Unabhängig vonder oben genannten Ausrichtung der Längsachse der Öldurchlassbohrungen 13 bildetdie Nut 14 jedoch einen ringförmigen Ölvorratsraum, durch den einegleichmäßige Verteilung desgemäß 1 und 2 gedrosselten Ölvolumenstroms 12 über denUmfang des Kupplungsscheibenpaketes 5 gewährleistetist. Bekanntermaßenwird dieses Ölanschließenddurch die rotierenden Bauteile der Lamellenkupplung 1 vonradial innen nach radial außengetrieben und dem Ölkreislauf wiederzugeführt.
    [0044] Gemäß der dargestelltenbevorzugten Ausführungsformder Erfindung weisen sowohl das Ringelement 10 als auchdie Antriebswelle 3 jeweils eine Umfangsnut 14 und 15 auf,die aufeinander zu gerichtet sind und gemeinsam einen größeren Ölvorratsraumausbilden als bei der erstgenannten Variante. Hierdurch ist einenoch bessere bzw. gleichmäßigere Verteilungdes Öls über denUmfang des Ringelements 10 zu verzeichnen. Weiterhin kanndurch diese Maßnahmeauch der Schaltbereich des Ringelements 10 hinsichtlichdes Ölbedarfsfeinfühliger eingestelltwerden, indem beispielsweise die Überdeckung der Umfangsnuten 14 und 15 inAbhängigkeit vonder axialen Verschiebung des Ringelementes 10 auf der Antriebswelle 3 entsprechendausgebildet wird.
    [0045] 3 zeigtden Kolben 7 samt Ringelement 10 in einer Zwischenstellungzu einem Zeitpunkt t1, in dem der Kolben 7 einStück weiterin Richtung zum Lamellenpaket 5 verschoben ist. Diese Zwischenstellungentspricht im Hinblick auf eine nasslaufende Lamellenkupplung 1 beispielsweiseim Antriebsstrang eines Schiffes dem Schaltzustand des oben bereits beschriebenensogenannten Trollingbetriebs mit einer schlupfenden Lamellenkupplung.In dieser Betriebsphase ist die Lamellenkupplung 1 einererhöhtenthermischen Belastung ausgesetzt, die es durch einen vergrößerten Kühlölvolumenstromzu reduzieren gilt.
    [0046] Indieser Zwischenstellung ist der Kolben 7 und das Ringelement 10 daherum einen derartigen Betrag axial nach rechts verschoben, dass zumeinen nach wie vor ein bestimmter relativ kleiner Anteil des Ölvolumenstroms 12 zurSchmierung bzw. Kühlung derKupplungslamellen 18 und 19 sowie von Lagerstellenund Mitnahmeverzahnungen durch die Umfangsnuten 14, 15 unddie Öldurchlassbohrungen 13 hindurchgeleitet wird.
    [0047] Zumanderen ist der Kolben 7 stirnseitig mit zumindest einerradial ausgerichteten und durch das Ringelement 10 axialbegrenzten Aussparungen 16 versehen. Infolge der Axialverschiebungdes Kolbens 7 kann durch den dann frei werdenden Spalt Öl von denUmfangsnuten 14, 15 von Eingangswelle 3 und Ringelement 10 indie Ringnut 25 fließen.
    [0048] Wie 3 verdeutlicht,ist an der wellenzugewandten Seite des Andruckrings 22 eineUmfangsnut 25 ausgebildet, die in Strömungsverbindung mit der wenigstenseinen Aussparung 16 an demselben steht. Diese Umfangsnut 25 erfüllt eine Ölverteilfunktion,wodurch schon nach einer nur geringen Axialverschiebung des Ringelementes 10 einvergleichsweise großer Ölvolumenstromdurch die Aussparungen 16 hindurch leitbar ist. Zur Erfüllung dieserAufgabe ist es beispielsweise nicht notwendig, dass das Ringelement 10 dieradiale Ölzuführbohrung 20 vollständig freigibt.
    [0049] Aufgrundder erzeugten erhöhtenReibungswärmeliegt der Schmier- undKühlölbedarfzur Schmierung der Mitnahmeverzahnungen und Kupplungslamellen sowiezur Kühlungderselben bei einer in einem Schiffsantriebsstrang integriertenLamellenkupplung 1 in diesem Schlupf-Betriebszustand bei ca.10 bis 15 l/min. Durch die strömungstechnische Verbindungvon Ölzuführbohrung 20 undUmfangsnut 25 kann dieser Ölbedarf schon nach einem relativ kurzenaxialen Verschiebeweg des Ringelementes 10 bereitgestelltwerden.
    [0050] Schließlich zeigt 4 denKolben 7 samt Ringelement 10 zu einem Zeitpunktt2, in dem dieselben sich in der zweitenEndstellung befinden und die Lamellenkupplung 1 geschlossenist. Der gesamte bereitstellbare Ölvolumenstrom 12 wirdnunmehr in der Ringnut 25 gesammelt und durch die wenigstens eineAussparung 16 am Kolben 7 hindurch zur Lamellenkupplung 1 geführt. Indiesem Beispiel weist jede der Mehrzahl der Aussparungen 16 einenStrömungsquerschnittauf, der einzeln kleiner ist als der Strömungsquerschnitt der radialen Ölzuführleitung 20.
    [0051] Beidiesem geschlossenen Zustand der Lamellenkupplung 1 liegtder Schmier- und Kühlölbedarfderselben bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei ca. 13 l/min,wobei das Ölvornehmlich zur Schmierung der Mitnahmeverzahnungen und der Kupplungslamellensowie gegebenenfalls zum Nachkühlender Lamellenkupplung 1 dient.
    [0052] Wieden 1 bis 4 weiter zu entnehmen ist, sindder Kolben 7 und das stirnseitig an demselben angeschlosseneRingelement 10 als separate Bauteile gefertigt. Denkbarist es jedoch auch und wird durch die Erfindung mit erfasst, denKolben 7 und das Ringelement 10 einstückig auszubilden,woraus vorteilhaft eine verringerte Bauteileanzahl und ferner Einsparungenin der Fertigung und Montage resultieren (nicht näher dargestellt).
    [0053] VorstehendesAusführungsbeispielstellt auf eine nasslaufende Lamellenkupplung 1 im Antriebsstrangeines Wasserfahrzeuges ab. Selbstverständlich kann eine solche Lamellenkupplung 1 auchin Kraftfahrzeugen oder Schienenfahrzeugen vorteilhaft Verwendungfinden, insbesondere dann, wenn hohe Leistungen zu übertragensind.
    1 Lamellenkupplung 2 Außenlamellenträger 3 Antriebswelle 4 Ritzel 5 Kupplungsscheibenpaket 6 Federpaket 7 Kolben,bewegliches Aktuatorteil 8 Druckraum,feststehendes Aktuatorteil 9 Ölzuführbohrungzum Druckraum 10 Ringelement 11 Ölzuführbohrungzur Schmierung/Kühlung 12 Ölvolumenstrom 13 Öldurchlassbohrung 14 Umfangsnutam Ringelement 15 Umfangsnutan der Antriebswelle 16 Aussparung 17 Innenlamellenträger 18 Innenlamellen 19 Außenlamellen 20 Radiale Ölzuführbohrung 21 Radial äußerer Andruckring 22 Radialinnerer Andruckring 23 Wellenbund 24 Umfangsnutam Ringelement 25 Ringnutam Andruckring
    权利要求:
    Claims (16)
    [1] Nasslaufende Lamellenkupplung (1), miteinem Innenlamellen (18) tragenden Innenlamellenträger (17)und einem Außenlamellen(19) tragenden Außenlamellenträger (2),wobei der Innenlamellenträger(17) beziehungsweise der Außenlamellenträger (2)die Eingangs- beziehungsweise Ausgangsseite der Lamellenkupplung(1) bilden und eine Eingangswelle (3) koaxialumgreifen, mit einem Aktuator (7, 8) zur Erzeugungeiner Axialkraft auf die Innen- und Außenlamellen (18, 19),sowie mit Mitteln zur Schmierung und Kühlung dieser Lamellen (18, 19), dadurchgekennzeichnet, dass das bewegliche Teil (7) des Aktuators(7, 8) an seiner zu den Kupplungslamellen (18, 19)weisenden Seite radial innerhalb des Innenlamellenträgers (17) über einenradial inneren Andruckring (22) mit einem auf der Eingangswelle(3) geführtemRingelement (10) wirkverbunden ist, mit welchem in Abhängigkeitvon der Betätigungsstellungdes beweglichen Teils (7) des Aktuators (7, 8)ein übereine Bohrung (11, 20) in der Eingangswelle (3)zugeführter Ölvolumenstrom(12) fürdie Schmierung und Kühlungder Lamellenkupplung (1) betriebssituationsgerecht regelbarist.
    [2] Nasslaufende Lamellenkupplung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass der Aktuator als hydraulisch oder pneumatischbetätigbareKolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet ist, bei der das beweglicheTeil ein Kolben (7) ist.
    [3] Nasslaufende Lamellenkupplung nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) derartausgebildet und auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist,dass dieses eine radiale Ölzuführbohrung(20) in derselben in Abhängigkeit von dessen Positionauf der Eingangswelle (3) mehr oder minder stark abdeckt.
    [4] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) zu der radialen Ölzuführbohrung(20) gerichtet eine einen Ölvorratsraum ausbildende Umfangsnut(14) aufweist, in die zumindest eine radial ausgerichtete Öldurchlassbohrung(13) eingebracht ist.
    [5] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass am radial inneren Andruckring (22)des Kolbens (7) wenigstens eine radial ausgerichtete stirnseitigeAussparung (16) ausgebildet ist, durch die ein Ölvolumenstrom(12) zu den Kupplungslamellen (18, 19)geleitet werden kann.
    [6] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass an der der Eingangswelle (3) zugewandtenSeite des Andruckrings (22) eine Ringnut (25)ausgebildet ist, die mit der wenigstens einen stirnseitigen Aussparung(16) im Andruckring (22) in Strömungsverbindungsteht.
    [7] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Strömungsquerschnitte der Öldurchlassbohrungen(13) in dem Ringelement (10) kleiner ist wie derStrömungsquerschnittder radialen Ölzuführbohrung(20) in der Eingangswelle (3).
    [8] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Strömungsquerschnitte aller Aussparungen(16) im radial inneren Andruckring (22) einenGesamtströmungsquerschnittbildet, der kleiner oder gleichgroß wie der Strömungsquerschnittder radialen Ölzuführbohrung (20)in der Eingangswel le (3) und größer als die Summe der Strömungsquerschnittealler Öldurchlassbohrungen(13) ist.
    [9] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass sowohl an dem Ringelement (10)als auch an der Eingangswelle (3) im Bereich des radialenEndes der Ölzuführbohrung(20) jeweils eine Umfangsnut (14, 15)ausgebildet ist, die aufeinander zu weisen und einen gemeinsamen Ölvorratsraumbilden.
    [10] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) derart ausgebildetund auf der Eingangswelle (3) angeordnet ist, dass beieiner bestimmten Position des Ringelements (10) auf derEingangswelle (3) Ölaus der Umfangsnut (14) in dem Ringelement (10)und aus der Umfangsnut (15) in der Eingangswelle (3)in die Ringnut (25) des Andruckrings (22) fließen kann.
    [11] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) an seinervon der Eingangswelle (3) radial wegweisenden Seite eineUmfangsnut (24) aufweist.
    [12] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) und das Ringelement(10) als separate Bauteile oder als einstückiges Bauteilausgebildet sind.
    [13] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb des durch den Innenlamellenträger (17)und die Eingangswelle (3) aufgespannten Raumes eine alsTellerfederpaket (6) ausgebildete Rückstellfeder angeordnet ist,welche die Eingangswelle (3) koaxial umgreift und sichmit ihrem kolbenfernen axialen Ende an einem Wellenbund (23)sowie mit ihrem anderen axialen Ende an dem Ringelement (10)abstützt.
    [14] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Außenlamellenträger (2) mitder Eingangswelle (3) drehfest verbunden und der Innenlamellenträger (17)auf derselben drehbar gelagert ist.
    [15] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (17) an seinemkolbenfernen Ende ein Ritzel (4) aufweist beziehungsweisemit einem solchen wirkverbunden ist.
    [16] Nasslaufende Lamellenkupplung nach wenigstens einemder vorherigen Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass diese zum Einbau in den Antriebsstrangeines Fahrzeugs, insbesondere eines Schiffes, eines Kraftfahrzeugsoder eines Schienenfahrzeugs ausgebildet ist.
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    PCT/EP2005/005703| WO2005119077A1|2004-06-03|2005-05-27|Nasslaufende lamellenkupplung|
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