DE1108017B - Magnetic particle clutch - Google Patents

Description

Magnetpulverkupplung Die Erfindung betrifft eine Magnetpulverkupplung nach Patent 1066 062.Magnetic particle clutch The invention relates to a magnetic particle clutch according to patent 1066 062.

Die vorgeschlagene Magnetpulverkupplung hat eine treibende und getriebene magnetisierbare Kupplungshälfte, von denen die eine aus einem oder mehreren einen kreisringförmigen Hohlraum einschließenden Zylindern besteht und die andere als zylindrischer Ring ausgebildet ist, der zwischen ihm und den Zylindern der einen Kupplungshälfte einen radialen Luftspalt beläßt und im wesentlichen axial gerichtete Schlitze aufweist. Die Schlitze erleichtern die Bewegung des Magnetpulvers in die Spalten und aus den Spalten, um auf diese Weise ein schnelles Füllen und Leeren der Spalte herbeizuführen.The proposed magnetic particle clutch has a driving and driven one magnetizable coupling half, one of which consists of one or more one there is an annular cavity enclosing cylinders and the other than cylindrical ring is formed between it and the cylinders of one Coupling half leaves a radial air gap and is essentially axially directed Has slots. The slots facilitate the movement of the magnetic powder into the Columns and out of the columns, this way a quick filling and emptying to bring about the column.

Es ist auch eine Magnetpulverkupplung mit einem sehr kleinen Trägheitsmoment bekannt, bei der ein leichter Becher aus Aluminium vom Magnetpulver mitgenommen wird.It is also a magnetic particle clutch with a very small moment of inertia known, in which a lightweight aluminum cup is taken away by the magnetic powder will.

Gegenüber den bekannten Ausführungen kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die Breite der Lochungen in Umfangsrichtung mindestens der doppelten, aber höchstens der vierfachen radialen Stärke des zylindrischen Ringes des becherförmigen Körpers entspricht. Die Lochungen erstrecken sich dabei abwechselnd von dem einen Axialende und dem anderen Axialende des Ringes zu einer vor dem entgegengesetzten Ende gelegenen Stelle und überlappen sich in Axialrichtung.The invention is distinguished from the known designs in that the width of the perforations in the circumferential direction is at least twice the but at most four times the radial thickness of the cylindrical ring of the cup-shaped Body corresponds. The holes extend alternately from one Axial end and the other axial end of the ring to one before the opposite End located point and overlap in the axial direction.

Infolge dieser Anordnung der Lochungen und ihrer Umfangsbreiten werden alle an den Umfängen der Lochungen auftretenden magnetischen Randeffekte vermieden, wobei der in den Lochungen fließende Magnetfluß das Magnetpulver mitnimmt. Werden die Lochungen schmaler ausgeführt, als angegeben, dann hat der Magnetfluß die Neigung, durch den zwischengeschalteten umlaufenden Teil zurückzufließen und auf diese Weise eine Anhäufung des Magnetpulvers an den zugehörenden Lochöffnungen zu schaffen. Kann sich dagegen das Magnetpulver in dem Magnetfluß frei bewegen, dann wird auch die durch die Wirbelströme erzeugte Wärme schnell verteilt, und infolgedessen wird die Leistung der Magnetpulverkupplung erhöht.As a result of this arrangement of the holes and their circumferential widths all magnetic edge effects occurring at the perimeter of the perforations are avoided, the magnetic flux flowing in the perforations entrains the magnetic powder. Will the perforations are made narrower than indicated, then the magnetic flux has the tendency to flow back through the intermediate circulating part and in this way to create an accumulation of the magnetic powder at the associated hole openings. On the other hand, if the magnetic powder can move freely in the magnetic flux, then will the heat generated by the eddy currents is quickly dispersed, and consequently becomes increases the performance of the magnetic particle clutch.

In der Zeichnung, in der eine einzige Ausführung von vielen möglichen Ausführungen der Erfindung dargestellt ist, zeigt Fig. 1 einen Axialschnitt einer Kraftfahrzeugkupplung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Abwicklung der Außenfläche des getriebenen Teiles der Kupplung, Fig.3 einen vergrößerten Längsschnitt bei Freigabe des Magnetpulvers, und Fig. 4 ist ein der Fig. 3 ähnlicher Schnitt mit dem Magnetpulver in Betriebsstellung.In the drawing, a single execution out of many possible Embodiments of the invention is shown, Fig. 1 shows an axial section of a Motor vehicle coupling according to the invention, FIG. 2 shows a development of the outer surface of the driven part of the clutch, Figure 3 is an enlarged longitudinal section when released of the magnetic powder, and FIG. 4 is a section similar to FIG. 3 with the magnetic powder in operating position.

In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Corresponding parts with the the same reference numerals.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung erfolgt der Antrieb von der treibenden Welle 1, beispielsweise von dem Flansch einer Brennkraftmaschine. An die treibende Welle 1 ist die Treibscheibe 5 der Kupplung angeschraubt. Die treibende Scheibe 5 wird von einer Stirnwand 7, einem ferromagnetischen Außenring 9 und einem ferromagnetischen Innenring 11 gebildet. Der Ring 11 ist an dem Stirnende von Ring 9 angeschraubt und hat eine Ausnehmung zur Aufnahme einer ringförmig gewickelten Magnetspule 13.In the embodiment shown in Fig. 1, the drive takes place from the driving shaft 1, for example from the flange of an internal combustion engine. The drive pulley 5 of the clutch is screwed onto the driving shaft 1. The driving disk 5 is formed by an end wall 7, a ferromagnetic outer ring 9 and a ferromagnetic inner ring 11. The ring 11 is screwed to the front end of the ring 9 and has a recess for receiving an annularly wound magnet coil 13.

In der Mitte wird der Innenring 11 von einer Büchse 15 getragen, die ein Lager 17 zum Ausrichten einer umlaufenden Nabe 19 enthält. Die Nabe 19 ist mit Keilnuten auf der getriebenen Welle 3 befestigt, die mit der Stirnwand 7 über ein Führungslager 21 ausgerichtet wird. Andere Lagerungen für die Welle 3 sind nicht dargestellt, da sie außerhalb des für die Kupplung bestimmten, nur teilweise dargestellten Gehäuses 23 liegen. Der übrige Teil des Gehäuses (nicht dargestellt) geht von dem Motor aus, von dem der Flansch 1 ein Bestandteil ist.In the middle of the inner ring 11 is carried by a sleeve 15 which a bearing 17 for aligning a rotating hub 19 contains. The hub 19 is with Splines attached to the driven shaft 3, which are connected to the end wall 7 via a Guide bearing 21 is aligned. Other storage for the wave 3 are not shown as they are outside of the area intended for the clutch only partially shown housing 23 lie. The rest of the case (not shown) is based on the engine of which the flange 1 is a component.

Die auf der Büchse 15 befindlichen voneinander isolierten Schleifringe 25 liegen in einem elektrischen Steuerstromkreis mit den Bürsten 27. Die Verbindung zwischen den Schleifringen 25 und der Magnetspule 13 erfolgt über Drähte 29.The slip rings located on the sleeve 15 are isolated from one another 25 are in an electrical control circuit with the brushes 27. The connection between the slip rings 25 and the magnetic coil 13 takes place via wires 29.

An der Nabe 19 ist ein Boden 31 eines becherförmigen Körpers 33 befestigt. Der becherförmige Körper weist einen ferromagnetischen zylindrischen Ring 35 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten 37 bzw. 39 auf. Diese Nuten sind zwar in der Zeichnung als kreisförmige Nuten dargestellt, können aber auch schraubenlinienförmige Nuten sein. Die Innenfläche und die Außenfläche des Ringes 35 werden daher von gleich großen zylindrischen Kopfflächen oder Köpfen 41 und 43 gebildet, die von den Nuten 37 bzw. 39 geformt sind. Zwischen der zylindrischen Innenfläche des Außenringes 9 und den Außenflächen der Köpfe 43 des Ringes 35 besteht ein kleiner magnetischer Spalt 73 von beispielsweise 0,5 mm. Zwischen der zylindrischen Außenfläche des Innenringes 11 und den Innenflächen der Köpfe 41 des Ringes 35 besteht ebenfalls ein kleiner magnetischer Spalt 75 von der gleichen Größe.A base 31 of a cup-shaped body 33 is attached to the hub 19. The cup-shaped body has a ferromagnetic cylindrical ring 35 grooves 37 and 39 running in the circumferential direction. These grooves are in the Drawing shown as circular grooves, but can also be helical Be grooves. The inner surface and the outer surface of the ring 35 therefore become the same large cylindrical head surfaces or heads 41 and 43 formed by the grooves 37 and 39 are shaped. Between the cylindrical inner surface of the outer ring 9 and the outer surfaces of the heads 43 of the ring 35 is a small magnetic Gap 73 of, for example, 0.5 mm. Between the cylindrical outer surface of the inner ring 11 and the inner surfaces of the heads 41 of the ring 35 is also a small one magnetic gap 75 of the same size.

Beim Erregen der Magnetspule wird ein torroidales Magnetfeld, wie es durch die Linie F angedeutet ist, erzeugt. Dieses Magnetfeld schneidet die zylindrische Innenfläche des ferromagnetischen Außenringes 9, den Ring 35 und die zylindrische Außenfläche des Innenringes 11. Es wird also ein Magnetfeld in den innerhalb und außerhalb des Ringes 35 liegenden beiden Spalten 73 und 75 erzeugt. Mittels Regelvorrichtungen des mit den Bürsten 27 verbundenen Stromkreises kann die Stärke dieses Magnetfeldes geändert werden.When the solenoid is energized, a toroidal magnetic field is created, such as it is indicated by the line F is generated. This magnetic field intersects the cylindrical Inner surface of the ferromagnetic outer ring 9, the ring 35 and the cylindrical Outer surface of the inner ring 11. There is thus a magnetic field in the inside and two columns 73 and 75 lying outside the ring 35 are generated. By means of regulating devices of the circuit connected to the brushes 27 can control the strength of this magnetic field be changed.

Die Kante 45 des Ringes 35 liegt nahe der einen Seite der Magnetspule 13, so daß ein Vorratsraum 47 für das Magnetpulver verbleibt. Ein Vorratsraum 49 ist auch zwischen dem gegenüberliegenden Ende des becherförmigen Körpers 33 und der Stirnwand 7 und dem Außenring 9 vorhanden. Der ferromagnetische Ring 9 ist auf der Außenseite der Vorratsräume 47 bzw.49 mit dünnen unmagnetischen Messingringen 51 und 53 ausgekleidet.The edge 45 of the ring 35 is close to one side of the solenoid 13, so that a storage space 47 remains for the magnetic powder. A pantry 49 is also between the opposite end of the cup-shaped body 33 and the end wall 7 and the outer ring 9 are present. The ferromagnetic ring 9 is on the outside of storage rooms 47 and 49 with thin, non-magnetic brass rings 51 and 53 lined.

Der Ring 35 hat Öffnungen in Form von radial durchgehenden Längsschlitzen 55 und 57. Diese Schlitze können gewünschtenfalls winklig zur Achse angeordnet sein. Der becherförmige Körper 33 wird durch Anschweißen des Ringes 35 an den Boden 31 hergestellt. An der Schweißstelle hat der Ring 35 eine Abschrägung 36. Der Ring 35 und der Boden 31 können auch aus einem Stück bestehen, wobei jedoch in beiden Fällen vorteilhaft die Abschrägung 36 beibehalten wird.The ring 35 has openings in the form of radially continuous longitudinal slots 55 and 57. These slots can, if desired, be arranged at an angle to the axis. The cup-shaped body 33 is formed by welding the ring 35 to the base 31 manufactured. The ring 35 has a bevel 36 at the welding point. The ring 35 and the bottom 31 can also consist of one piece, but in both Cases advantageously the bevel 36 is retained.

Zwischen dem Boden 31 und der Stirnwand 7 und zwischen dem Boden 31 und dem Innenring 11 befinden sich labyrinthartige Abdichtungen. An der Stirnwand 7 ist eine Reihe von Kegelflächen 61. befestigt, die mit einer Reihe von in entgegengesetzter Schräglage gerichteten Kegelflächen 63 des Bodens 31 verzahnt sind. Die andere Labyrinthdichtung, nämlich zwischen dem Innenring 11 und dem Boden 31, besteht aus einer Gruppe von Kegelflächen 65, die an dem Innenring 11 befestigt sind und die mit einer in entgegengesetzter Schräglage gerichteten Reihe von Kegelflächen 67 des Bodens 31 verzahnt sind.Between the floor 31 and the end wall 7 and between the floor 31 and the inner ring 11 are labyrinthine seals. On the front wall 7 is a series of conical surfaces 61. attached, which with a series of in opposite Inclined conical surfaces 63 of the bottom 31 are toothed. The other labyrinth seal, namely between the inner ring 11 and the bottom 31, consists of a group of Conical surfaces 65 which are attached to the inner ring 11 and which with one in opposite Inclined row of conical surfaces 67 of the bottom 31 are toothed.

Die Stirnwand 7, Außenring 9 und Innenring 11 zusammen mit den Labyrinthdichtungen bilden einen becherförmigen Raum, in dem der becherförmige Körper 33 liegt, -der aus dem Boden 31 und dem geschlitzten Ring 35 besteht. Infolge dieser Ausführung entstehen die Magnetspalte 73 und 75 sowie die Vorratsräume 47 und 49. In den auf diese Weise gebildeten becherförmigen Räumen wird ein Magnetpulver 69 eingebracht, das vorzugsweise aus einem Gemisch von ferromagnetischen Teilchen, beispielsweise pulverförmigem Eisen, Eisenlegierungen und einem Zusatz, beispielsweise pulverförmigem Graphit, Aluminiumoxyd od. dgl., besteht. Der Zusatz kann auch aus einem Schmiermittel, beispielsweise Öl, bestehen. Weitere Einzelheiten über dieses Magnetpulver sind nicht erforderlich, da verschiedene Pulver dieser Art in der Technik bekannt sind. Die Magnetpulver mit trockenen Zusatzstoffen sind als Trockenpulver, die Pulver mit flüssigen Zusatzstoffen als Naßpulver bekannt. Das Einfüllen des Pulvers erfolgt durch die verschließbare Öffnung 71. The end wall 7, outer ring 9 and inner ring 11 together with the labyrinth seals form a cup-shaped space in which the cup-shaped body 33 lies, which consists of the bottom 31 and the slotted ring 35. As a result of this design, the magnetic gaps 73 and 75 as well as the storage spaces 47 and 49 are created Graphite, aluminum oxide or the like., Is. The additive can also consist of a lubricant, for example oil . Further details of this magnetic powder are not required as various powders of this type are known in the art. Magnetic powders with dry additives are known as dry powders, and powders with liquid additives are known as wet powders. The powder is filled in through the closable opening 71.

Eine Eigenheit eines Magnetpulvers der erwähnten Art besteht darin, daß das Pulver in das Magnetfeld gezogen wird, das durch die Linie F angedeutet ist. Beim Erregen der Magnetspule 13 wird das Magnetpulver in die Spalte 73 und 75 (Fig. 4) gezogen. Das Magnetfeld erhöht auch die Scherfestigkeit zwischen den magnetischen Teilchen, so daß die Kupplung ein Drehmoment überträgt. Nach Anhalten der Spule verschwindet das Magnetfeld F, und das Magnetpulver ist wieder entmagnetissiert und lose. Die Teilchen sind dann frei und nehmen unter der Wirkung der Schleuderkraft irgendeine Lage ein, wie dies beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, in der das Magnetpulver in die Vorratsräume 47 und 49 verlagert wurde und nur eine kleine Menge oder überhaupt nichts an der Innenfläche des Außenringes 9 verblieben ist. Damit ist die Kupplung ausgerückt, d. h., es wird kein Drehmoment übertragen. Durch Veränderung des die Magnetspule 13 durchfließenden Stromes kann die Stärke des Magnetfeldes geändert und das zu übertragende Drehmoment durch Änderung des Schlupfes in den Spalten 73 und 75 geändert werden. Bei höchster Erregung der Magnetspule 13 erfolgt ein Gleichlauf zwischen treibender und getriebener Welle ohne Schlupf in den Spalten 73 und 75. Der becherförmige Körper 33 ist zwar als die getriebene Kupplungshälfte und die Stirnwand 7, Außenring 9 und Innenring 11 sind als treibende Kupplungshälfte dargestellt, doch kann es unter gewissen Umständen auch umgekehrt sein.A peculiarity of a magnetic powder of the type mentioned is that the powder is drawn into the magnetic field which is indicated by the line F. When the magnetic coil 13 is excited, the magnetic powder is drawn into the gaps 73 and 75 (FIG. 4). The magnetic field also increases the shear strength between the magnetic particles so that the coupling transmits torque. After the coil has stopped, the magnetic field F disappears and the magnetic powder is again demagnetized and loose. The particles are then free and, under the action of the centrifugal force, assume any position, as shown for example in Fig. 3, in which the magnetic powder has been shifted into the storage spaces 47 and 49 and only a small amount or nothing at all on the inner surface of the Outer ring 9 remains. The clutch is now disengaged, ie no torque is transmitted. By changing the current flowing through the magnetic coil 13, the strength of the magnetic field can be changed and the torque to be transmitted can be changed by changing the slip in the columns 73 and 75. When the magnet coil 13 is fully excited, the driving and driven shafts run synchronously without slippage in the gaps 73 and 75. The cup-shaped body 33 is shown as the driven coupling half and the end wall 7, outer ring 9 and inner ring 11 are shown as the driving coupling half, but it can also be the other way around under certain circumstances.

Die Nuten 37 und 39 sind in den Ring 35 so angebracht, daß die durch Schlupf erfolgende Erwärmung hauptsächlich nahe den Oberflächen der Ringe 9 und 11 auftritt, von denen die Wärme leicht abgeleitet werden kann. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß der Kraftlinienstrom am dichtesten an den Flächen der Köpfe 41 und 43 ist, so daß der Schlupf an diesen Flächen klein ist. Der Schlupf tritt in der Hauptsache dort auf, wo die Kraftliniendichte geringer ist, d. h. an den Zylinderflächen der Bauteile 9 und 11.The grooves 37 and 39 are mounted in the ring 35 so that the through Slippage heating occurs mainly near the surfaces of the rings 9 and 11 occurs, from which the heat can be easily dissipated. The reason for that can be seen in the fact that the stream of lines of force is closest to the faces of the heads 41 and 43, so that the slip on these surfaces is small. The slip occurs mainly where the density of force lines is lower, d. H. to the Cylindrical surfaces of components 9 and 11.

Die Vorratsräume 47 und 49 sind so groß, daß sie das gesamte oder im wesentlichen das gesamte Magnetpulver bei abgeschalteter Kupplung aufnehmen können. Das Magnetpulver wird auf den unmagnetischen Ringen 51 und 53 gespeichert. Die Vorratsräume ermöglichen es auch, daß die Füllung der Kupplung über die Menge hinaus erhöht werden kann, die üblicherweise in Kupplungen dieser Art vorhanden ist. Das Ergebnis ist eine höhere Drehmomentübertragungskapazität und geringere Arbeitstemperaturen in dem die Füllung bildenden Magnetpulver.The storage spaces 47 and 49 are so large that they are the entire or can hold essentially all of the magnetic powder when the clutch is switched off. The magnetic powder is on the non-magnetic Rings 51 and 53 saved. The storage spaces also allow the clutch to be filled over the crowd can also be increased, which is usually present in couplings of this type is. The result is higher and lower torque transmitting capacity Working temperatures in the magnetic powder forming the filling.

Das Kennzeichen ist in den Schlitzen 55 und 57 zu sehen. Damit diese Schlitze leistungsfähig sind, müssen sie die richtige Breite haben, d. h., die Breiten dürfen nicht kleiner als das Zweifache, aber höchstens das Vierfache der radialen Stärke des zylindrischen Ringes 35, vorzugsweise das Drei- bis Vierfache dieser Stärke sein. Die Schlitze 55 sollen sich ferner vorzugsweise nicht bis zu der Kante 45 erstrecken. Die Schlitze 57 bilden Unterbrechungen der Kante 45 an Abschnitten, die nicht an die Stirnenden der Schlitze 55 angrenzen. In Umfangsrichtung sind die Stirnenden 56 der Schlitze 55 und die Stirnenden 58 der Schlitze 57 versetzt angeordnet und überlappen sich. Die Gründe für diese Anordnung und Ausführung der Schlitze 55 und 57 sind folgende: Es soll eine freie Verteilung und ein freier Umlauf des Magnetpulvers zwischen der Außenseite und der Innenseite des Ringes 35 vorhanden sein. Sind die Schlitze 55 und 57 zu schmal, so tritt eine sogenannte magnetische Fransenwirkung auf, die die Verteilung des Magnetpulvers in den Schlitzen 57 verhütet, diese aber nicht unterstützt. Das Feld läuft an dem Schlitz vorbei und durchströmt den Schlitz nicht. Ist der Schlitz größer, dann entsteht keine Fransenwirkung, und ein wesentlicher Teil des Feldes durchströmt den Schlitz und nimmt das Magnetpulver mit. Das geforderte Verhältnis von 2: 1 oder größer der Umfangsbreiten der Schlitze 55 und 57 zur Dicke des Ringes 35 ist daher wichtig.The mark can be seen in slots 55 and 57. So that these Slots are efficient, they must be the correct width, i. i.e., the latitudes may not be less than twice, but not more than four times, the radial Thickness of the cylindrical ring 35, preferably three to four times this Be strength. The slots 55 should also preferably not extend to the edge 45 extend. The slots 57 form interruptions in the edge 45 at sections which do not adjoin the front ends of the slots 55. In the circumferential direction are the Front ends 56 of the slots 55 and the front ends 58 of the slots 57 are arranged offset and overlap. The reasons for this arrangement and design of the slots 55 and 57 are as follows: There should be a free distribution and free circulation of the Magnetic powder is present between the outside and the inside of the ring 35 be. If the slots 55 and 57 are too narrow, a so-called magnetic occurs Fringing effect, which prevents the distribution of the magnetic powder in the slots 57, but does not support this. The field runs past the slot and flows through it not the slot. If the slot is larger, there is no fringing effect, and a substantial part of the field flows through the slot and takes the magnetic powder with. The required ratio of 2: 1 or greater of the circumferential widths of the slots 55 and 57 to the thickness of the ring 35 is therefore important.

Wichtig ist ferner, daß über die gesamte Axiallänge des Ringes 35 offene Räume vorhanden sind, so daß das durch die Schlitze 55 und 57 gezogene Magnetpulver während des Schlupfes bei der Beschleunigung über die gesamte Axiallängen der Ringe 9 und 11 und um diese nahe dem Ring 35 befindlichen Ringe 9 und 11 ausgebreitet wird. Die Staffelung der Schlitze 55 und 57 ergibt einen Ringaufbau, der bei den unter Schleuderkraft auftretenden Spannungen kräftiger ist als ein Aufbau, bei dem die Schlitze 55 unmittelbar bis zur Kante 45 geführt würden.It is also important that over the entire axial length of the ring 35 open spaces are present so that the magnetic powder drawn through the slits 55 and 57 during the slip during acceleration over the entire axial lengths of the rings 9 and 11 and around these near the ring 35 located rings 9 and 11 spread will. The staggering of the slots 55 and 57 results in a ring structure that in the tensions occurring under centrifugal force is stronger than a structure in which the slots 55 would be led directly to the edge 45.

Andererseits soll die Breite oder Zahl der Schlitze 55 und 57 nicht unnötig erhöht oder vergrößert werden, da hierdurch der Ring 35 zu wenig Magnetpulver enthält und eine Verminderung des zu übertragenden Drehmoments erfolgt. Der Höchstwert für die Breite der Schlitze zu der zwischen den Flächenköpfen 41, 43 vorhandenen Dicke des Ringes 35 beträgt 4 : 1. Eine vorteilhafte Zahl von Schlitzen 55 und 57 für die dargestellte Kupplung ist acht, so daß im ganzen sechzehn Schlitze vorhanden sind.On the other hand, the width or number of the slots 55 and 57 should not be be increased or enlarged unnecessarily, since this causes the ring 35 to have too little magnetic powder contains and a reduction in the torque to be transmitted takes place. The maximum value for the width of the slots to that between the surface heads 41, 43 The thickness of the ring 35 is 4: 1. An advantageous number of slots 55 and 57 there is eight for the coupling shown, making a total of sixteen slots are.

Die in der Zeichnung dargestellten Schlitze 55 und 57 sind zwar längsgerichtet, doch können diese Schlitze auch zur Drehachse winkelig verlaufen.The slots 55 and 57 shown in the drawing are aligned longitudinally, however, these slots can also run at an angle to the axis of rotation.

Die Kupplung arbeitet in folgender Weise: Es sei angenommen, daß sich die treibende Scheibe 5 dreht; daß der getriebene becherförmige Körper 33 stillsteht und daß die Magnetspule 13 abgeschaltet ist. Das Magnetpulver 69 verteilt sich infolgedessen ungefähr so, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Fast das gesamte Pulver fließt aus den Spalten 73, 75 in die Vorratsräume 47 und 49. Eine kleine Menge des Pulvers ist in der außenliegenden Spalte 73 schematisch dargestellt und bildet einen dünnen Film, wie er auch unter praktischen Betriebsverhältnissen auftritt. Es wird daher von der Kupplung kein Drehmoment übertragen, und es erfolgt auch keine Drehmomentübertragung durch das Magnetpulver, ausgenommen die übertragung, die von der Lagerreibung herrührt, die aber klein ist.The clutch works in the following way: It is assumed that the driving pulley 5 rotates; that the driven cup-shaped body 33 stands still and that the solenoid 13 is switched off. As a result, the magnetic powder 69 spreads roughly as shown in FIG. Almost all of the powder flows out columns 73, 75 into storage rooms 47 and 49. A small amount of the powder is shown schematically in the outer column 73 and forms a thin one Film as it appears under practical operating conditions. It will therefore no torque is transmitted from the clutch, and there is no torque transmission either through the magnetic powder, with the exception of the transmission resulting from the bearing friction, but it is small.

Beim Erregen der Magnetspule 13 wird ein toroidales Kraftlinienfeld F einer Stärke erzeugt, die von den Amperewicklungen in der Spule abhängt. Das Magnetpulver 69 wird von den nichtmagnetischen Ringen 51 und 52 in die Spalte 73 und 75 gezogen. Das meiste Pulver fließt zuerst in den Außenspalt 73. Das Pulver wird dann in den Schlitzen 55 und 57 nach innen gezogen und wird während des Schlupfes durch eine Art Sprühwirkung über die gesamte Außenfläche des Innenringes 11 verteilt. Auf diese Weise werden sowohl der äußere Spalt 73 als auch der innere Spalt 75 schnell gefüllt (Fig. 4). Während der Beschleunigungsperiode oder während der Zeit, in der die Feldstärke noch nicht ihren Höchstwert erreicht hat, tritt ein Schlupf mit einem Umlauf des Magnetpulvers zwischen dem inneren und dem äußeren Magnetspalt durch die Schlitze hindurch auf. Hierdurch erfolgt eine schnelle Wärmeübertragung von dem Magnetpulver auf die umgebenden Metallflächen. Die Bildung von nachteiligen heißen Stellen in dem Magnetpulver wird auf diese Weise vermieden.When the magnetic coil 13 is excited, a toroidal force line field F is generated with a strength which depends on the ampere-windings in the coil. The magnetic powder 69 is drawn into the gaps 73 and 75 by the non-magnetic rings 51 and 52. Most of the powder flows first into the outer gap 73. The powder is then drawn inwards in the slots 55 and 57 and is distributed over the entire outer surface of the inner ring 11 by a kind of spray effect during the slip. In this way, both the outer gap 73 and the inner gap 75 are filled quickly (FIG. 4). During the acceleration period or during the time in which the field strength has not yet reached its maximum value, a slip occurs with one circulation of the magnetic powder between the inner and outer magnetic gaps through the slots. This results in rapid heat transfer from the magnetic powder to the surrounding metal surfaces. The formation of disadvantageous hot spots in the magnetic powder is avoided in this way.

Nach vollem Erregen der Spule 13 ist das Magnetfeld so stark, daß jeder Schlupf verhütet wird, worauf das Drehmoment bei Gleichlauf der treibenden und der getriebenen Welle voll übertragen wird. Bei diesen Betriebsverhältnissen besteht eine sehr kräftige Verriegelungswirkung infolge der Materialdicken, die die Ringe 9 und 11 über die Schlitze 55 und 57 (Fig. 4) verbinden.After full excitation of the coil 13, the magnetic field is so strong that any slip is prevented, whereupon the torque when the driving is synchronized and the driven shaft is fully transmitted. With these operating conditions there is a very strong locking effect due to the thickness of the material connect the rings 9 and 11 via the slots 55 and 57 (Fig. 4).

Beim Entregen tritt der umgekehrte Vorgang auf, wobei das dann lose Magnetpulver unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft in den Schlitzen 55 und 57 zu dem äußeren Spalt 73 fließt und sich schließlich in die Vorratsräume 47 und 49 verlagert. Die unmagnetischen Ringe 51 und 53 sollen Streuströme des Feldes F verhüten, die das Bestreben haben könnten, das Magnetpulver in den Vorratsräumen zu halten.When de-energizing, the reverse process occurs, which is then loosely Magnetic powder under the action of centrifugal force in the slots 55 and 57 flows to the outer gap 73 and finally into the storage spaces 47 and 49 relocated. The non-magnetic rings 51 and 53 are intended to prevent stray currents of the field F, who might endeavor to keep the magnetic powder in the storage rooms.

Die Vorteile der Erfindung sind folgende: Die Vorratsräume 47 und 49 sind so groß, daß sie das gesamte Magnetpulver aufnehmen und speichern. Dadurch ist es möglich, die Spalte 73 und 75 sowie die Schlitze 55 und 57 völlig zu entleeren und die Kupplung nach Entregen der Spule 13 schnell zu entkuppeln. Die Summe der axialen Vorratsraumlänge an beiden Seiten des Ringes 35 ist annähernd gleich der wirksamen Trommellänge, d. h. gleich der Länge nahe der Außenfläche des innerhalb des Ringes 35 befindlichen Innenringes 11. Infolgedessen kann die Kupplung mit einer größeren Füllung an Magnetpulver betrieben werden, als dies bei den bekannten Kupplungen dieser Art der Fall ist. Die bei der Erfindung verwendete Füllmenge beträgt etwa das Doppelte der Füllmenge bekannter Kupplungen.The advantages of the invention are as follows: The storage spaces 47 and 49 are so large that they take up and store all of the magnetic powder. Through this it is possible to completely empty the gaps 73 and 75 and the slots 55 and 57 and to quickly disengage the clutch after de-energizing the coil 13. The sum of the axial length of the reservoir on both sides of the ring 35 is approximately equal to the effective drum length, d. H. equal to the length near the outer surface of the inside of the ring 35 located inner ring 11. As a result, the clutch with a larger filling of magnetic powder can be operated than is the case with the known clutches this is the case. The fill level used in the invention is about twice the capacity of known couplings.

Einer der Vorteile der größeren Füllung besteht darin, daß ein größeres Drehmoment übertragen werden kann, da die Drehmomentübertragung von der Füllmenge abhängt. Bei der Kupplung hat das Magnetpulver eine geringere Temperatur als bisher, da für die beim Schlupf erzeugte Wärme annähernd die doppelte Magnetpulvermenge zur Verfügung steht. Bei einer Kupplung, deren Vorratsräume mit 1000g Magnetpulver gefüllt waren, erreichte die Temperatur des Magnetpulvers ungefähr 315°C, während bei einer Füllung von 500 g, die ohne die Vorratsräume vorhanden sein könnten, die Temperatur ungefähr 537°C erreichte. Die niedrige Temperatur ist erwünscht, da die Verwendungsdauer des Pulvers mehr oder weniger von seiner Arbeitstemperatur abhängt. Die Temperaturen der Magnetspule 13 erreichten diese Werte nicht, und zwar infolge der Wärmeleitung und Wärmestrahlung, die in dem Außenring 9, becherförmigen Körper 33 und Innenring 11 erfolgt. Die Wärmeübertragung wird auch durch die Vorratsräume begünstigt, so daß die Kühlung durch Wärmezerstreuung in jeder Beziehung verbessert wird.One of the advantages of the larger filling is that it is a larger one Transmit torque can be as the torque transmission depends on the filling quantity. In the case of the clutch, the magnetic powder has a lower level Temperature than before, because the heat generated during slip is almost twice as high Magnetic powder amount is available. In the case of a coupling, the storage spaces with 1000 g of magnetic powder were filled, the temperature of the magnetic powder reached approximately 315 ° C, while with a filling of 500 g, which is present without the storage spaces the temperature reached around 537 ° C. The low temperature is desirable because the useful life of the powder more or less depends on its working temperature depends. The temperatures of the solenoid 13 did not reach these values, namely due to the heat conduction and heat radiation, which in the outer ring 9, cup-shaped Body 33 and inner ring 11 takes place. The heat transfer is also through the pantries favored, so that the cooling by heat dissipation improves in every respect will.

Ein weiterer Vorteil der großen Vorratsbehälter 47 und 49 ist darin zu sehen, daß beim Ausschalten der Kupplung keine große Radialtiefe des Magnetpulvers in diesen Räumen vorhanden ist. Das der Zentrifugalkraft unterworfene Magnetpulver versucht nicht, nach Entregen der Spule 13 in die Spalte 73 und 75 zurückzufließen.Another advantage of the large storage containers 47 and 49 is the fact that there is no great radial depth of the magnetic powder in these spaces when the clutch is switched off. The magnetic powder subjected to the centrifugal force does not attempt to flow back into the gaps 73 and 75 after the coil 13 has been de-energized.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die verhältnismäßig breiten Schlitze 55 und 57 eine schnelle gleichmäßige Verteilung des Magnetpulvers in die Magnetspalte 73 und 75 beim Erregen der Spule 13 ermöglichen. Das Magnetpulver durchfließt leicht die Schlitze. Wenn einmal der innere Spalt 75 gefüllt ist, werden die Schlitze mit dem Pulver verstopft, so daß ein weiteres Eindringen in den inneren Spalt 75 verhindert wird. Beim Entregen der Spule dagegen fällt das steif gewordene Pulver schnell zusammen, und die Zentrifugalkraft führt dieses Pulver durch die Schlitze hindurch zum äußeren Spalt 73 und dann zu den Vorratsräumen 47 und 49. Ein Teil des Pulvers erreicht die Vorratsräume unmittelbar von dem inneren Spalt 75.A further advantage of the invention can be seen in the fact that the relatively wide slots 55 and 57 enable the magnetic powder to be quickly and evenly distributed in the magnetic gaps 73 and 75 when the coil 13 is energized. The magnetic powder easily flows through the slots. Once the inner gap 75 is filled, the slots are clogged with the powder so that further penetration into the inner gap 75 is prevented. When the coil is de-energized, however, the powder that has become stiff collapses quickly, and the centrifugal force leads this powder through the slots to the outer gap 73 and then to the storage spaces 47 and 49. Part of the powder reaches the storage spaces directly from the inner gap 75.

Ein anderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die breiten Schlitze 55 und 57 und die großen Vorratsräume 47 und 49 zusammen mit den in dem Boden 31 befindlichen Öffnungen 59 eine fortgesetzte Wirbelung in dem Magnetpulver beim Beschleunigen während des Erregens der Magnetspule 13 erzeugen. Bei voller Erregung unter synchronisierenden Antriebsverhältnissen ist das Magnetpulver im wesentlichen von dem Magnetfeld an seiner Stelle verriegelt.Another advantage of the invention can be seen in the fact that the wide slots 55 and 57 and the large storage spaces 47 and 49 together with the openings 59 located in the bottom 31 produce a continued eddy in the magnetic powder when it is accelerated during the excitation of the magnetic coil 13 . When fully energized under synchronizing drive conditions, the magnetic powder is essentially locked in place by the magnetic field.

Die Schlitze 55 reichen nicht bis zur Kante 45 des Ringes 35, sondern werden von zusätzlichen, gestaffelt angeordneten Schlitzen 57 ergänzt, die so groß sind, daß die entstehenden Gesamtschlitze die Ausdehnung von Schlitzen haben, die die Kante 45 erreichen würden. Hierdurch wird vermieden, daß die Festigkeit vermindernde frei tragende Abschnitte zwischen den Schlitzen 55 vorhanden sind. Diese erwähnten Vorteile werden erzielt, ohne daß die Festigkeit oder Starrheit des Ringes 35 unter der Einwirkung von Zentrifugalkräften beeinträchtigt wird.The slots 55 do not extend to the edge 45 of the ring 35, but are supplemented by additional, staggered slots 57 that are so large are that the resulting total slots have the extension of slots that would reach edge 45. This avoids reducing the strength cantilevered portions between the slots 55 are present. These mentioned Advantages are achieved without reducing the strength or rigidity of the ring 35 the effects of centrifugal forces is adversely affected.

Die eingangs erwähnten und erstrebten Ziele werden also mit der Erfindung gleichzeitig mit anderen vorteilhaften Ergebnissen erreicht.The objectives mentioned at the outset and striven for are thus achieved with the invention achieved simultaneously with other beneficial results.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Magnetpulverkupplung mit einer treibenden und einer getriebenen magnetisierbaren Kupplungshälfte, von denen die eine aus einem oder mehreren einen kreisringförmigen Hohlraum einschließenden Zylindern besteht und die andere als zylindrischer Ring ausgebildet ist, der zwischen ihm und den Zylindern der einen Kupplungshälfte einen radialen Luftspalt beläßt und im wesentlichen axial gerichtete Schlitze aufweist, nach Patent 1066 062, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Schlitze (55, 57) in Umfangsrichtung mindestens der doppelten, aber höchstens der vierfachen radialen Stärke des Ringes (35) entspricht. PATENT CLAIMS: 1. Magnetic particle clutch with a driving and a driven magnetizable coupling half, one of which consists of a or several cylinders enclosing an annular cavity and the other is formed as a cylindrical ring between it and the Cylinders of one coupling half leaves a radial air gap and essentially has axially directed slots, according to patent 1066 062, characterized in that that the width of the slots (55, 57) in the circumferential direction at least twice, but at most corresponds to four times the radial thickness of the ring (35). 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schlitze (55, 57) abwechselnd von dem einen Axialende und dem anderen Axialende des Ringes (35) zu einer vor dem entgegengesetzten Ende gelegenen Stelle erstrecken und sich in Axialrichtung überlappen. 2. Coupling according to claim 1, characterized in that the slots (55, 57) alternate from one axial end and the other axial end of the ring (35) to one in front of the opposite end extending point and overlap in the axial direction. 3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2 mit an den Axialenden des Ringes vorgesehenen Vorratsräumen für das Magnetpulver und mit einem Magnetspalt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge der Vorratsräume (47, 49) im wesentlichen der Länge des Spaltes (73 oder 75) entspricht. 3. Coupling according to claim 1 or 2 with provided at the axial ends of the ring Storage rooms for the magnetic powder and with a magnetic gap, characterized in that that the total length of the storage spaces (47, 49) is essentially the length of the gap (73 or 75). 4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch unmagnetische Ringe (51, 53) in den Vorratsräumen (47, 49).4. Coupling according to one of claims 1 to 3, characterized by non-magnetic rings (51, 53) in the storage spaces (47, 49).