Hydraulische Kupplung. Die Erfindung bezieht sich auf hydrau lische Kupplungen, das heisst Kupplungen, bei denen eine treibende und eine getriebene Kuppelhälfte durch ein für gewöhnlich gleichzeitig noch als Schmiermittel wirken des Druckmittel betätigt werden. Zweck der Erfindung ist, eine Kupplung dieser Art zu schaffen, bei der im Verhältnis zu deren Grösse hohe Kupplungskräfte erzeugt und beim Ausschalten des Druckmitteleinflusses die beiden Kuppelhälften selbsttätig so weit voneinander entfernt werden, dass keine Rei bungsverluste von Belang verursacht werden können.
Zu diesem Behufe ist bei einer sol chen Kupplung, deren eine Kuppelhälfte einen rad- oder riemenscheibenförmigen Kör per aufweist, erfindungsgemäss auf minde stens einer Seite dieses Körpers eine von dessen Nabe bis gegen dessen Kranz hin sich erstreckende Platte angeordnet, die am Aussenumfang durch ein elastisches Glied mit dem genannten Körper verbunden ist und beim Zulassen von Druckmittel in den vom Körper, der Platte und dem elastischen Glied begrenzten Raum mit hohem Druck gegen die zweite Kuppelhälfte gepresst wird. Auf den beiliegenden Zeichnungen sind zwei Ausführungen der Erfindung beispiels weise veranschaulicht.
Es zeigt: Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt durch einen Teil einer Kupplung, bei wel cher die eine Kuppelhälfte einen als Zahn rad ausgebildeten Körper aufweist; Fig. 2 veranschaulicht die Anwendung der neuen Kupplung bei einem Geschwin digkeitswechselgetriebe, wobei einige der Wechselräder zum Teil im Schnitt gezeigt sind; Fig. 3 ist ein achsialer Längsschnitt in grösserem Massstab durch die Vorrichtung, welche den Zufluss von Druckmittel zu den verschiedenen Geschwindigkeitsstufen des Vorwärtsganges des in Fig. 2 gezeigten Ge triebes steuert, sowie durch einen Teil der ersten Geschwindigkeitsstufe, und Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3. Dabei sind in den Fig. 3 und 4 einige Einzelheiten baulich etwas an ders ausgebildet wie in Fig. 2.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung weist die treibende Kuppelhälfte einen als Zahnrad 1 ausgebildeten Körper auf. Dieses Zahnrad 1 steht dauernd mit einem nicht gezeigten, unmittelbar von einer Kraft maschine, beispielsweise einem Motor, an getriebenen Zahnrad in Eingriff. Zu beiden Seiten des Zahnrades 1 sind zwei von des sen Nabe 2 bis gegen dessen Kranz 3 hin sich erstreckende Platten 4 angeordnet, die am Aussenumfang durch elastische Glieder 5 mit dem Zahnrad 1 verbunden sind. Das Zahnrad 1, je eine Platte 4 und ein elasti sches Glied begrenzen zusammen einen Raum 6.
Das Zahnrad 1 läuft lose auf einer Büchse 7, die zwischen zwei die zweite Kuppelhälfte bildenden und auf die Welle 8 aufgeschraub ten Platten 9 festgeklemmt ist, so dass diese Büchse 7 beim Drehen der Platten 9 von letzteren mitgenommen wird. Die Büchse 7 ist mit achsialen Nuten 91 versehen, und die Platten 9 weisen auf ihrer Innenseite radiale Nuten 121 auf. In der Welle 8 vorgesehene Kanäle 10, sowie Bohrungen 12 im Zahn rad 1 führen das zur Betätigung der Kupp lung dienende Druckmittel den Räumen 6 zu. Das Zahnrad 1 weist ferner Bohrungen 11 auf, die dauernd mit einem Raum ver bunden sind, in welchem ein Druck herrscht, der niedriger als der bei eingeschalteter Kupplung in den Räumen 6 herrschende ist. Der Durchmesser der Bohrungen 11 ist im Verhältnis zu dem der Bohrungen 12 klein.
Beim Einschalten der Kupplung wird un ter Vermittlung einer nicht gezeigten Schalt vorrichtung Druckmittel, und als solches wird zweckmässig ein Schmieröl verwendet. in die Kanäle 10 zugelassen, die es den Räumen 6 zuführen. Das hat ein Anpressen der Platten 4 gegen die Platten 9 zur Folge, so dass diese von dem sich drehenden Zahn rad 1 allmählich mitgenommen werden. Auf diese Weise wird die Drehbewegung vom Zahnrad 1 auf die Welle 8 übertragen. Die elastischen Glieder 5 sind beim Anpressen der Platten 4 gegen die Platten 9 gespannt worden. Da die Fläche der Platten 4, auf die das Druckmittel einwirkt, gross ist, so wer den diese Platten 4 mit einem im Verhält- nis zur Grösse der Kupplung hohen Druck in aehsialer Richtung gegen die Platten 9 gepresst.
Während des Arbeitens der Kupp lung fliesst etwas Druckmittel in den Nuten 91 nach den zusammenarbeitenden Flächen der Platten 4, 9, sowie durch die Bohrun gen 11 auch dauernd nach dem Aussenum fang des Zahnrades 1; da aber, wie erwähnt, der Durchmesser der Bohrungen 11 im Ver hältnis zu dem der Bohrungen 12 klein ist, so ist die letztgenannte Menge im Verhält nis zu derjenigen, welche durch die Kanäle 10 zufliessen kann, nicht gross. Zum Aus schalten der Kupplung wird der Druckmittel zufluss zu den Kanälen 10 abgesperrt.
Da aber durch die Bohrungen 11 trotzdem noch Druckmittel aus den Räumen 6 abfliesst, da in dem das Zahnrad 1 umgebenden Raum ein niedrigerer Druck als in den Räumen 6 herrscht, so nimmt in letzteren der Druck rasch ab und die gespannten elastischen Glieder 5 entfernen daher schon kurz nach Absperrung des Druckmittelzuflusses selbst tätig die Platten 4 um einen verhältnismässig grossen Betrag von den Platten 9. Auf diese Weise kann das zwischen den Platten 4 und 9 noch vorhandene Druckmittel beim Drehen der die Teile 1, 4, 5 aufweisenden Kuppelhälfte keine Reibungsverluste von Belang hervor rufen. Bei ausgeschalteter Kupplung wird den Kanälen 10 dauernd Drucköl zugeführt, jedoch unter einem geringeren Drucke, als wenn die Kupplung einzuschalten ist.
Dieses Öl gelangt durch die Bohrungen 12 und die Nuten 91 zu den zum Zusammenarbeiten bestimmten Flächen der Platten 4, 9, wo durch beim Anlassen der Kupplung ein trok- kenes Anlaufen verhindert wird, so dass keine Beschädigungen von Kupplungsteilen ein treten können und zugleich die bei einem eventuellen Gleiten der Teile auftretende Wärme zum grössten Teil abgeführt wird.
Die beschriebene Kupplung weist den Vor teil auf, dass das Druckmittel durch sämt liche Durchlässe immer in derselben Rich tung fliesst, so dass zum Beispiel für das Entkuppeln keine besonderen Vorkehrungen zu treffen sind, um einen Durchfluss des Druckmittels durch die Kanäle 10 in umge kehrter Richtung zu gestatten.
In Fig. 2 bis 4 ist die Anwendung der neuen Kupplung bei einem Geschwindig keitswechselgetriebe derjenigen Art gezeigt, bei der Zahnräder ständig, also auch bei Leerlauf, im Eingriff bleiben, so dass beim Schalten keine in Bewegung befindlichen Zahnräder ineinander zu schieben sind und für das Umschalten nur eine einfache Ver- teilvorrichtung für das Druckmittel vorzu sehen ist.
In Fig. 2 bezeichnen 13, 14, 15 und 16 die auf einer von einem nicht ge zeigten Motor angetriebenen Welle 17 sitzen den Zahnräder für die erste, zweite, dritte und vierte Vorwärtsgeschwindigkeit, wäh rend 18 ein auf diese Welle 17 fest aufge- keiltes Ritzel für den Rückwärtsgang be zeichnet, das mit einem nicht gezeigten Zwischenrad zusammenarbeitet. Das Zahn rad 13 steht stets mit einem Zahnrad 19 in Eingriff, das Zahnrad 14 stets mit einem Zahnrad 20, das Zahnrad 15 stets mit einem Zahnrad 21 und das Zahnrad 16 stets mit einem Zahnrad 22. Das nicht gezeigte Zwi schenrad des Rückwärtsganges steht stets mit einem Zahnrad 23 in Eingriff.
Jedes der Zahnräder 19, 20, 21, 22, 23, die lose auf Büchsen 24 laufen, bildet einen Teil der einen Kuppelhälfte von Kupplungen der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Bauart. Dabei be zeichnet 25 die auf beiden Seiten der Zahn räder angeordneten und mit diesen durch elastische Glieder 26 verbundenen Platten. welche zum Zusammenarbeiten mit den fest auf der anzutreibenden Welle 27 sitzenden Scheiben 28 der zweiten Koppelhälfte be stimmt sind. Mit Ausnahme der ersten und letzten dieser Scheiben 28 bildet jede dersel ben einen Bestandteil zweier benachbarter Kupplungen. Die Büchsen 24 und Scheiben 28 sind in achsialer Richtung zwischen zwei auf die Welle 27 aufgesehraubten Ringen 29 fesgehalten, welche diese Teile 24, 28 fest gegeneinander pressen.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Steuervorrich- tung, welche in Abhängigkeit von der Lage ihres Hauptsteuerorganes den Zufluss von Drucköl nach den Druckkammern 30 der verschiedenen Kupplungen, das heisst nach den verschiedenen Rädern 19, 20, 21, 22 des Vorwärtsganges beherrscht. Der Zufluss von Drucköl zu den Kammern 30 des Rades 23 für den Rückwärtsgang wird von einer Vor richtung gesteuert, die von der Steuervor richtung für den Vorwärtsgang besonders zu betätigen ist. Die in Fig. 3 und 4 gezeigte Steuervor richtung weist einen Ring 31 auf, welcher auf einer mit der Welle 27 fest verbundenen Hülse 40 verschiebbar angeordnet ist. Im Ring 31 ist eine ringförmige Kammer 32 vorgesehen, die an eine Druckölleitung 33 angeschlossen ist.
Die Welle 27 weist vier Nuten 34, 35, 36, 37 auf, von denen Nut 34 durch Kanäle 38 und 39 (Fig. 3) in der Büchse 24 bezw. dem Zahnrad 19 mit den Druckkammern 30 der Kupplung für die erste Geschwindigkeit in Verbindung steht, während die Nuten 35, 36, 37 durch ähn liche Kanäle mit den Druckkammern 30 der Kupplung für die zweite bezw. dritte bezw. vierte Geschwindigkeit in Verbindung ste hen. Je nachdem die Kammer 32 durch Ver stellen des Ringes 31 auf der Hülse 40, die mit vier Bohrungen 41, 42, 43, 44 versehen ist, welche zum Zusammenarbeiten mit der Nut 34 bezw. 35, 36, 37 bestimmt sind, mit der Nut 34 bezw. 35 oder 36, 37 in Verbin dung gebracht worden ist, findet ein Ein schalten der ersten bezw. zweiten bezw. drit ten bezw. vierten Geschwindigkeit statt.
Die Anordnung ist dabei so, dass mit dem Ein schalten einer Geschwindigkeit gleichzeitig und selbsttätig das Ausschalten der bis jetzt wirksam gewesenen Geschwindigkeit erfolgt, wobei alles geräuschlos und allmählich, das heisst ohne Stösse und Rücke vor sich geht, sich geht, unter gleichzeitiger Erzielung all der Vor teile, die anlässlich der Beschreibung der in Fig. 1 dargestellten Ausführung hervorge hoben wurden.
Die Form der elastischen Glieder 5 bezw. 26 spielt für das Wesen der Erfindung so lange keine Rolle, als diese Glieder beim Ausschalten des Druckmitteleinflusses im stande sind, die mit ihnen verbundene Platte selbsttätig so weit von der zweiten Kuppel hälfte zu entfernen, dass keine erheblichen Reibungsverluste verursacht werden können. So können zum Beispiel die Glieder 5 bezw. 26 auch U-förmigen Querschnitt aufweisen.
Anstatt in der in Fig. 2 gezeigten Weise für den Rückwärtsgang eine besondere Steuerungsvorrichtung für das Druckmittel vorzusehen, kann diese Vorrichtung ge wünschtenfalls mit der Druckmittelsteue- rungsvorrichtung für die Vorwärtsgänge vereinigt werden.
Falls nur kleinere Kupplungskräfte in Betracht kommen, genügt es zuweilen bereits, wenn nur auf einer Seite des rad- oder rie menscheibenförmigen Körpers eine mit die sem durch ein elastisches Glied verbundene Platte vorgesehen wird.