DE2824671C2 - Formschlüssige Schaltkupplung mit einer Synchronisiereinrichtung - Google Patents

Description

a) der Druckkörper mindestens einen hydraulisch radial nach außen bewegbaren Kolben (130, 132) aufweist, dessen radial äußeres Ende (168 bzw. 170) unter einem hydraulischen Druck auf einer nicht kreisförmig umlaufenden Kurvenbahn (172, 174) gleitet, bis am Ende der Synchronisierung der Kolben (130 bzw. 132) an einer Stelle der Kurvenbahn (172) mit größter jo radialer Entfernung von der Kupplungsachse zur Anlage kommt,

b) die VerklinkungskGrper (ί Ά, 116) in ungleichen Umfangsabständen engeordnet sind und

c) der die Kolben (130,132) b< "atigende hydraulisehe Druck durch Kanäle (138,140,142) in der Schubstange (136) geleitet wird und durch die axiale Lage der Schubstange (136) gesteuert wird.

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2. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kupplungshälfte (106) mit einer zylindrischen Außenfläche versehen ist, die eine Lagerfläche eines Lagers (108) bildet.

3. Schaltkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kupplungshälfte (106) eine zylindrische Innenfläche aufweist, die eine Lagerfläche für ein Lager (119) bildet, das die innere Kupplungshälfte (110) lagert.

4. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch ϊο gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuerung der Bewegung des mindestens einen Kolbens (130, 132) durch die Schubstange (136) erfolgt, in der ein Kanalsystem mit einem radial nach außen zu dem Kolben (130 bzw. 132) hin gerichteten Kanalstück « (J.40,142) vorgesehen ist.

5. Schaltkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steuerung mit einer Schmierölpumpe verbunden ist.

6. Schaltkupplung nach Anspruch 4, dadurch wi gekennzeichnet, daß in dem Kanalsystem der Schubstange (136) ein Rückschlagventil (166) vorgesehen ist. das sich am Eintrittsende eines Hydraulikkanals (138) der Schubstange (136) befindet.

Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Schaltkupplung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I,

Schaltkupplungen dieser Art sind beispielsweise bekannt durch die DE-PS 5 64 478, Die Schaltkupplung entsprechend der DE-PS 5 64 478 hat als Synchronisiereinrichtung eine Reibungskupplung mit einem Reibbelag, und die formschlüssige Kupplung ist in verschiedenen Winkelpositionen der Kupplungshälften zueinander möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkupplung der eingangs genannten Art zu finden, bei der die Synchronisierung bzw. der eingekuppelte Zustand zwischen beiden Kupplungshälften nur in einer vorgegebenen Winkelposition möglich ist, so daß die Schaltkupplung sich insbesondere für die Verbindung der Wellen zweier Kraftmaschinen mit innerer Verbrennung eignet Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt aufgrund der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Diese erfindungsgemäße Schaltkupplung hat u. a. auch den Vorteil, daß ihre Synchronisierungseinrichtung keinen Abrieb erzeugenden Reibbelag aufweist, so daß ihre hydraulische Steuerung mit dem Schmiermittelkreislauf einer Maschine verbunden sein kann. Weiterhin kann eine erfindungsgemäße Schaltkupplung bei hoher Belastbarkeit verhältnismäßig kompakt ausgebildet werden, so daß ihre Anordnung zwischen zwei Maschinen konstruktive Vorteile mit sich bringt

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Sie sind auch der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung zu entnehmen. Es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch die Kupplung im eingekuppelten Zustand und

F i g. 2 einen Querschnitt in der Ebene ll-IIder Fig. I, jedoch mit anderer Drehposition der Koibenorgane als nach Fig. 1.

Die Wellenkupplung dient der Herstellung einer Antriebsverbindung zwischen einem z. B. ständig angetriebenen Wellenteil 23 und einem wahlweise mitanzutreibenden Wellenteil 23', und zwar in vorgegebener Winkelposition zwischen beiden Wellenteilen. Der eine Wellenteil 23 hat an seinem Ende die Form einer Glocke 106, deren Außenfläche in einer Lagerschale 108 gleitet. Die Glocke 106 dient der Aufnahme und Lagerung des erweiterten Endes 110 des anderen Wellenteiles 23', indem an ihrer Innenfläche eine das Ende 110 umschließende Lagerhülse 119 angeordnet ist. Von seiner Stirnseite her ist das Wellenende 110 becherförmig ausgespart, um einen Verklinkungsmechanismus aufnehmen zu können, der ein kegelförmiges Auslöseorgan 112 und zwei Verklinkungskugeln 114, 116 aufweist. An zwei beispielsweise im Winkel von 140° versetzten Stellen des Umfanges des becherförmigen Wellenendes 110 befinden sich radial verlaufende zylindrische Bohrungen 118,120, durch die hindurch die Verklinkungskugeln 114, 116 durch das Auslöseorgan 112 radial nach außen geschoben werden können, so daß sie in zwei z.B. halbkugelförmige Aussparungen 122, 124 in der Wand der Glocke 106 einrasten.

Das Einrasten bzw. Einklinken der beiden Kugeln 114, 116 ist erst möglich, nachdem ein Drehzahlausgleich zwischen beiden Wellenteilen 23, 23' erfolgt ist bzw. beide Wellenteile mindestens angenähert die gleiche Drehzahl aufweisen. Für den Drehzahlausgleich ist ein besonderer Mechanismus vorgesehen, zu dem zwei in Radialbohrungen 126, 128 des Wellenendes 110 geführte Kolben 130, 132 gehören. Die Drehzahlanglei-

chung erfolgt, indem beide Kolben 130,132 hydraulisch radial nach außen gegen eine Kurvenbahn 134 gepreßt werden, die an der Innenseite der Glocke 106 des anderen Wellenteiles 23 angeformt ist

Für die Steuerung des Hydraulikdruckes ist eine der Steuerung der Kupplung dienende Schubstange 136 vorgesehen, durch die sich von ihrem äußeren Ende her axial ein Hydraulikkanal 138 erstreckt, an dessen inneres Ende sich radial nach außen Austrittskanalstükke 140,142 anschließen.

Bei Stillstand des Wellenteiles 23' befindet sich die axial verschiebbare Schubstange 136 in einer entsprechend der Darstellung in F i g. 1 rechten Position, so daß die Endfläche 144 an der radialen Innenfläche 146 des Wellenendes 110 anliegt Die Kugeln 114,116 befinden sich dabei in dem becherförmigen Innenraum 148 des Wellenendes 110. Außerdem befinden sich die Kolben 130, 132 in einer radial inneren Position innerhalb des Wellenendes UO, so daß die Glocke 106 des Welienteiies 23 sich bei Stillstand des Wellenteiles 23' unbehindert drehen kann. Diese radial innere Position der Kolben 130,132 ist möglich, da der ölkanal 138 über die radialen Kanalstücke 140, 142 und eine i'mlaufende Ausbuchtung 150 am Umfang der Schubstange 136 mit radialen Austrittskanälen 152,154 des Wellenendes 110 in Verbindung steht Die Ausbuchtung 150 der Schubstange 136 erstreckt sich über eine begrenzte axiale Länge, so daß sie in der rechten Position der Schubstange im Bereich der radialen Austrittskanäle 152,154 endet. Wird die Schubstange 136 in Richtung zu dem sich drehenden Wellenende 23 bzw. in der Darstellung nach F i g. 1 nach links geschoben, so schiebt sich das Ende 156 der Ausbuchtung 150 von den radialen Austrittskanälen 152, 154 weg, so daß sich in der Ausbuchtung 150 ein Öldruck ausbilden kann, der auf das innere Ende 158,160 der Kolben 130,132 wirkt, da sich die Ausbuchtung 150 mindestens zum Teil im Bereich der Kolben 130, 132 befindet. Der Öldruck ergibt sich durch den Förderdruck einer nicht dargestellten Schmierölpumpe der ständig angetriebenen Maschineneinheit, die auch zur Versorgung der Gleitlager der Maschineneinheiten dienen kann. Das öl strömt durch den Axialkanal 162 des Wellenteiles 23 der die Nebenaggregate aufweisenden ersten Maschineneinheit zu und überwindet dabei den Druck der Feder 164 eines Rückschlagventils 166, das sich am Eintrittsende des Hydraulikkanals 138 der Schubstange 136 befindet. Das Rückschlagventil 166 hat die Aufgabe, eine Rpckströmung von öl unter dem Druck der Hubbewegung der Kolben 130,132 zu verhindern. Diese Hubbewegung ergibt sich durch die relative Gleitbewegung der abgerundeten Kolbenenden 168, 170 entlang

der Kurvenbahn 134. Beim Obergang der Gleitbewegung der Kolbenenden von dem im Beispiel nach F i g. 2 kreisförmigen Teil 172 der Kurvenbahn 134 auf den ebenen Teil 174 wirkt auf das abgerundete Ende jedes Kolbens eine Kraft deren zum Wellenende 110

ι» tangential gerichtete Komponente zu einem Drehmoment am Wellenende 23' führt so daß diese in Drehbewegung versetzt wird. Die radial gerichtete Komponente dieser Kraft bewirkt die erwähnte Hubbewegung der Kolben 130, 132 entgegen dem

π Druck des Öles. Die Relativbewegung zwischen den Kolbenenden 168,170 und der Kurvenbahn 134 wird mit zunehmender Drehgeschwindigkeit des angetriebenen Wellenendes 23' kleiner, bis der Stillstand eintritt und beide Wellenteile 23, 23' die gleiche Drohgeschwindigkeit haben. Zu diesem Zeitpunkt läßt sich die Schubstaiige 136 so weit in Richtung zu dem antreibenden Wellenfeil 23 einschi\/<en, daß die Kugeln 114, 1Ϊ6 durch die Einwirkung des kegeiförmigen Auslöseorganes 112 in die in Fig. 2 dargestellte

2ί Verklinkungsposition gelangen. Da sich diese Kugeln aufgrund ihrer Winkelversetzung um z. B. 140° nur in einer Position in die Vertiefungen 22, 24 einrasten lassen, wird somit durch den Kupplungsvorgang eine fest vorgegebene Winkelposition zwischen beiden

in Wellenteilen 23, 23' erzielt und es ergibt sich eine einer 8-ZyIinder-Brennkraftmaschine entsprechende Arbeitsfolge zwischen den jeweils vier Zylindern beider nunmehr gemeinsam arbeitenden Maschineneinheiten einer Gesamtmaschine.

r> Die als Ausführungsbeispiel beschriebene Wellenkupplung nach den Fig. 1 und 2 ist besonders geeignet, die Hauptwellen zweier Kolbenmaschinen miteinander zu verbinden, da ihr Durchmesser nur um weniges größer ist als der Durchmesser der beiden Hauptwellen

■»> 23, 23', und sie außerdem gleichzeitig der Lagerung der beiden Wellen 23, 23' dient Somit hat diese Wellenkupplung auch in Richtung der Wellen keinen zusätzlichen Raumbedarf, so daß die Wahl des Abstandes zwischen beiden Maschineneinheiten unab-

■»> hängig von der Konstruktion der Wellenkupplung erfolgen kann bzw. gleich groß sein kann wie bei zwei durch eine ungeteilte Hauptwelle miteinander verbundenen Maschineneinheiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   U Formschlüssige Schaltkupplung mit einer Synchronisiereinrichtung, mit einer äußeren Kupplungshälfte, gegen deren Innenumfangsfläche minde- s stens ein mit der inneren Kupplungshälfte drehfest verbundener Druckkörper zur Erzielung des Drehzahlausgleichs radial anpreßbar ist, und mit Verklinkungskörpern, die drehfest mit der inneren Kupplungshälfte verbunden sind und zur formschlüssigen Verbindung der Kupplungshälften radial nach außen bewegbar sind und in der Endlage der Synchronisiereinrichtung in Aussparungen (122,124) der äußeren Kupplungshälfte eingreifen, wobei sowohl die Bewegung der Druckkörper als auch der Verklinkungskörper radial nach außen mittels einer konzentrisch in einer Bohrung innerhalb einer mit der äußeren oder inneren Kupplungshälfte verbundenen Welle angeordneten, von außen axial verschiebbaren Schubstange gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß