DE2143400C3 - Drehmomentübertragungseinriebtung mit einer elektromagnetischen Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragiingseinrichtung mit einer elektromagnetischen Kupplung, die einen Antriebsteil und einen Abtriebsteil aufweist, mit einem Gehäuse und einem druckbeaufschluglen Kühlsystem zum Abführen der bei der Drehmomentübertragung /wischen dem Antriebsteil ^ft5 und dein Abtriebsteil erzeugten Warme, wobei das Kühlsystem mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Kiihlmittelstromes in das Gehäuse aufweist, welches mit um den Umfang der drehenden Antriebsund Abtriebsteile angeordneten und zu diesen offenen kammerartigen Räumen versehen ist, deren Wandungen blendenartige Spalte mit der Oberfläche der Antriebs- und Abtriebsteile bilden und die mit umfangsmäßig gegeneinander versetzten Einlaßteilen für den Kühlmittelstrom und Auspufföffnungen für das erwärmte Kühlmedium verbunden sind.

In der DT-AS 12 52 789 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung beschrieben, bei der das druckbeaufschlagte Kühlsystem durch eine ölpumpe mit entsprechenden zusätzlichen Kühl- und Filteraggregaten gebildet ist, mittels derer ein Ölnebel unter Druck auf den Abtriebsteil aufgesprüht wird, wobei das öl im Kreislauf umgeführt wird. Zusätzlich ist bei dieser bekannten Drehmomentübertragungseinrichtung ein Zentrifugalgebläse vorgesehen, welches Luft in das Gehäuse einsaugt. Abgesehen von dem erheblichen konstruktiven Aufwand weist diese bekannte Einrichtung den Nachteil auf, daß der erzeugte Kühlmitteldruck innerhalb des Gehäuses nicht ausreicht, die an dem Abtriebsteil herrschenden Zentrifugalkräfte zu überwinden, so daß die Kühlwirkung des verwendeten Öls als Kühlmedium nicht voll ausgenutzt werden kann.

Aus de;· DT-PS 11 45 263 ist ferner eine wassergekühlte Wirbelstromkupplung bekannt, bei der die Kühlung dadurch erreicht wird, daß Flüssigkeit aus Düsen in eine drucklose Gehäusekammer eingesprüht wird, in d?r den Abtriebsteil umgebende ringförmige Leitbleche vorgesehen sind, welche das durch die Zentrifugalkraft abgeschleuderte Wasser wieder auf die zu kühlende Oberfläche zurückleiten sollen. Die Kühlwirkung dieser bekannten Bauform reicht wegen der kurzen Berührungszeit zwischen Kühlmittel und zu kühlender Fläche in vielen Fällen ebenfalls nicht aus.

Weiterhin ist aus der DTPS Il 18 87} eine elektromagnetische Wirbelstromkupplung bekannt, bei der eine Luftkühlung vorgesehen ist, welche darin besteht, daß im Bereich des Kühlluftauslasses ein Zentrifugalgebläse vorgesehen ist, das die Kühlluft von einem Kühllufteinlaß durch Kühlluftkanäle im Inneren des Abtriebsteiles hindurchsaugt. Die somit ebenfalls entweder unter geringem Unterdruck oder drucklos erfolgende Kühlung des Abtriebsteiles reicht für hohe Drehmomente ebenfalls nicht aus.

Eine drucklose Flüssigkeitskühlung ist ferner bei der Wirbelstromkupplung oder -bremse nach der DT-OS 14 63 826 bekannt, bei der die Kühlflüssigkeit in einer zu einem Außenrotor, der eine glatte Oberfläche aufweist, offenen Ringnut geführt ist, so daß der Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Außenrotor von Flüssigkeit umspült werden kann.

Es ist ferner bei Drehmomentübertragungseinrichtungen bekannt, am Abtriebsteil oder Antriebsteil Nuten bzw. Ringnuten vorzusehen, um hierdurch die wirksame Kühlfläche zu vergrößern (US-PS 29 22 056 und GB-PS 5 79 053).

Wie die CH-PS 74 271 ferner zeigt, gehört es zum allgemeinen Fachwissen, daß die Wärmeleitfähigkeit eines Kühlmittels mit steigendem Kühlmitteldruck ebenfalls steigt, wobei hier als Beispiel Wasserstoff zur Kühlung elektrischer Maschinen mit hohen Tourenzahlen und hohen Umfangsgeschwindigkeiten des Ankers angeführt ist.

Eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist schließlich aus der CJB-PS 6 80 4 39 bekannt. Bei dieser Einrichtung weist das Kühlsystem auf beiden Seiten eines Rotationselementes in der Nähe dessen Peripherie

jeweils angeordnete Kränze von Radiallaufschaufeln auf, wobei sich an beiden Enden des Gehäuses eine zentrale öffnung befindet, durch die Luft an die Schaufeln gelangt.

Jeder Kranz dieser Radiallaufschaufeln bedient hierbei eine Reihe von gleichmäßig um das Gehäuse verteilten kammerartigen Räumen, weiche unterteilt sind und jeweils umfangsmäßig gegeneinander versetzte Einlaßteile für Kühlluft und Auslässe im Gehäuse aufweisen, durch die erwärmte Luft radial herausgeführt wird.

Bei dieser bekannten Anordnung ergibt sich jedoch der Nachteil, daß zwischen den Einlaßteilen und den Auslaßöffnungen, die jeweils mit den kammerartigen Räumen verbunden sind, relativ große Strömungsquerschnitte für den Kühlmittelstrom vorhanden sind, so daß ein ausreichendes Unterdrucksetzen der Kammern außerordentlich erschwert ist und damit nur ein begrenzter Kühlmitteldruck erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentübertragungseinrichtung der oben definierten Art zu schaffen, bei der das Uruerdrucksetzen des Gehäuses und der kammerartigen Räume wesentlich verbessert und auch leichler erreichbar ist, wodurch ein relativ hoher Kühlmitteldruck erzielt und eine erheblich wirksamere Kühlung ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Gruppen von zu den Antriebs- und Abtriebsteilen offenen Kammern gebildet sind, die umfangsmäßig abwechselnd jeweils nur über blendenartige Spalte miteinander verbunden sind, und daß in die eine Gruppe der Kammern das Kühlmittel einströmt, während die andere Gruppe der Kammern die Auspufföffnungen aufweist.

Durch die Erfindung wird insbesondere der Vorteil erreicht, daß das Gehäuseinnere und die mit diesem verbundenen Kairmern durch den Kühlmittelstrom verhältnismäßig leicht unter einen relativ hohen Kühlmitteldruck gesetzt werden können, so daß die spezifische Wärmeabfuhr erhöht, gleichzeitig der durch die Zentrifugalkraft der rotierenden Teile erzeugte Druck überwunden und in Verbindung mit den angegebenen baulichen Maßnahmen ein wirksamer Staudruck erzeugt wird. Dies führt letztlich zu einer erheblichen Verbesserung der Kühlung.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit einem Gehäuseeinlaß für das Kühlmedium kann dadurch geschaffen werden, daß der Strömungsquerschnitt des Einlasses größer ist als die Summe der Strönuingsquerschnitte der Auspufföffnungen. Hierdurch kann der erwünschte Staudruck günstig beeinflußt werden. Bei einer besonders zweckdienlichen Ausführiingsform der erfindungsgemäßen Drehmumentübertragungseinrichtung ist die den Kammern gegenüberliegende Fläche des Antriebs- bzw. Abtriebsteiles mit einer Anzahl von Nuten quer zur Drehachse versehen, wobei diese besonders zweckdienlich ringförmig und koaxial zu dem Antriebs- bzw. Abtriebsteil ausgebildet sind. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß ohne Verwendung gesonderter Kühlrippen dennoch eine vergleichsweise große Oberfläche zur Wärmeübertragung vorhanden ist, und darüber hinaus die diese Oberflächenvergrößerung bewirkenden Nuten einfach (15 durch spanabhebende bearbeitung herstellbar sind.

Eine vorteilhafte Ausfühningsform der Erfindung kann dadurch geschaffen werden, daß die ersten Wandungen der Kammern in Axialrichtung des Antriebs- bzw. Abtriebsteiles angeordnet sind und im Bereich der Nuten einen innenliegenden Kantenbereich aufweisen, der mit den Nuten die blendenartige Spalte für den Kühlmitteldurchlaß bildet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung sind die zweiten Wandungen der Kammern quer zur Längsachse der Nuten verlaufend angeordnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht der Drehmomentübertragungseinrichtung,

F i g. 2 eine teilweise Schnittansicht im wesentlichen längs der Linie 2-2 von F i g. 1 und

Fig.3 eine Draufsicht im wesentlichen längs der Linie3-3 von Fig. 1.

In den Zeichnungen ist die Drehmomentübertragungseinrichtung als Kupplung 10 ausgebildet, welche das Drehmoment von einer Eingangsweile 12, welche von einer zweckdienlichen Kraftquelle angetrieben ist, an eine Abtriebswelle 14 überträgt, die mit einer angetriebenen Maschine oder Einrichtung verbunden ist. Es sollte jedoch hervorgehoben werden, daß die Welle 14 angetrieben sein könnte, um Drehmoment auf die Welle 12 zu übertragen. Die Kupplung 10 schließt einen Kupplungsteil 18 ein, welcher in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 20 angeordnet ist. Der Kupplungsteil 18 ist von der bekannten elektromagnetischen Art und weist einen im folgenden als Rotor bezeichneten Abtriebsiieil 24 auf, welcher in einer zylindrischen Arbeitskammer 26 angeordnet ist, die in einem im folgenden als Trommel bezeichneten Antriebsteile 28 ausgebildet ist. Eiine Anzahl von Spulen 32, die auf Polen des Rotors 24 angeordnet sind, können erregt werden, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, welches sich von dem Rotor 24 in die Trommel 28 erstreckt, um den Rotor i!4 mit der Trommel 28 magnetisch zu kuppeln. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Spulen 32 in einer ortsfesten Beziehung zu dem Gehäuse 20 vorgesehen sein können.

Wenn die Spulen 32 erregt werden, wird die Drehung der Antriebswelle 12 durch die Trommel 28 und den Rotor 24 auf die Abtriebswelle 14 übertragen. Die Flußlinien der erregten Spulen 32 erstrecken sich über einen zylindrischen Luftspalt 40 zwischen dem Rotor 24 und der Trommel 28, um diese magnetisch miteinander zu kuppeln, so daß die Drehung der Trommel auf den Rotor übertragen wird. Die Trommel 28 ist mittels einer Paßfeder 41 fest mit der Antriebswelle 12 und der Rotor 24 mit einer Paßfeder 42 mit der Abtriebswelle 14 verbunden.

Während die Drehmomentbelastung an der Abtriebswelle 14 zunimmt, wird zwischen dem Rotor 24 und der Trommel 28 ein gewisses Durchrutschen auftreten. Um dieses Durchrutschen aufzunehmen, ist der Rotor 24 mittels Lagern 44 gehalten, so daß eine relative Drehung zwischen der Trommel und dem Rotor stattfinden kann, während beide bezüglich des Gehäuses 20 gedreht werden. Während das Durchrutschen zwischen der Trommel 28 uind dem Rotor 24 auftritt, wird die Trommel in bekannter Weise unter der Wirkung der induzierten Ströme in der Trommel erwün.'.t.

Für die wirksame Vernichtung oder Abfuhr der Warme, die durch die Drehmomentübertragung erzeugt wird, ist eine Anzahl von Nuten 48 in der Trommel 28 ausgebildet, um die Oberfläche der Trommel zu

vergrößern und um die Wärmeübertragung auf das weiter unten beschriebene Kühlsystem zu unterstützen. Die ringförmigen Nuten 48 sind in einer zylindrischen Wandung 50 der Trommel 28 ausgebildet und sind zu den Drehachsen der Trommel und der Wellen 12 und 14 konzentrisch angeordnet. Die mit der Trommclachsc konzentrischen Nuten 48 können mittels bekannter Herstellungsverfahren einschließlich der spanabhebenden Bearbeitung hergestellt werden.

Die Kühlung der Trommel 28 erfolgt durch einen ,₀ Strom eines Kühlmediums über den Flächen, insbesondere durch den Strom eines Kühlmittels durch die Nuten 48. Obwohl viele verschiedene Arten von Kühlmedien zu diesem Zweck Verwendung finden können, wird in der veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung ,5 Luft als Kühlmedium verwendet. Während die Kupplung 18 durch den Eintritt von Luft bei Atmosphärendruck in das Gehäuse 20 durch zweckdienliche öffnungen gekühlt werden kann, wird sie in einer wesentlich wirksameren Weise durch Unterdrucksetzen einer Kammer 54 im Innern des Gehäuses 20 gekühlt. Dadurch wird die Dichte der Luft vergrößert und ein Luftstrom um Blendplatten, welche die ersten Wandungen 56 von Kammern 66 in einer Verteileranordnung 58 bilden, in die Nuten 48 unterstützt, in denen unter Kühlen der Trommel 28 die Luft erwärmt wird. Diese erwärmte Luft strömt dann aus dem Gehäuse durch rechteckige Öffnungen 60 heraus, die im Abstand zueinander über eine zylindrische Wandung 62 des Gehäuses (vgl. F i g. 2 und 3) verteilt angeordnet sind. Das Zusammenwirken zwischen den Blendplatten 56 und der drehenden Trommel 28 erzeugt weiterhin einen Luftstrom von den Kammern 66 in die Nuten 48 und von diesen durch die öffnungen 60.

Während des Betriebes der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 wird Luft unter Druck in die Kammer 54 durch eine Einlaßleitung 70 geführt, welche sich zwischen dem Gehäuse 20 und einem zweckdienlichen Gebläse oder einem Kompressor (nicht dargestellt) erstreckt. Eine Anzahl von beweglichen Lüfterschaufeln oder Latten 72 ist in der Leitung 70 direkt neben einer öffnung 74 (Fig. 1) in dem Gehäuse 20 vorgesehen, um die Steuerung des Luftstromes durch die öffnung in bekannter Weise zu steuern. Obwohl die Verwendung eines getrennten Kompressors oder Gebläses vorgezogen ist, da dessen Ausgangsleistung unabhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist, kann ein Gebläse oder Kompressor als Teil des Antriebs- oder Abtriebsteiles im Inneren des Gehäuses 20 vorgesehen sein.

In dem Moment, in dem die Kühlluft unter relativ hohem Druck in die Kammer 54 eintritt, zeigt sie die Neigung, nach außen in die sich in Längsrichtung erstreckenden Kammern 66 (F i g. 2 und 3) zu strömen, die in Abständen am Umfang der Trommel 28 ausgebildet sind. Die Blendplatten 56 und die Kammern 66 erstrecken sich in Längsrichtung des Gehäuses 20 zwischen kreisförmigen Endwandungen 76 und 78 des Gehäuses. Folglich wird die Trommel 28, während sie sich dreht, der relativ dichten unter Druck stehenden Kühlluft in jeder der Kammern 66 nacheinander ausgesetzt.

Nachdem sich die Luft in im wesentlichen axialer Richtung längs der Kammern 66 bewegt hat, fließt sie (.5 nach innen um die Innenenden oder Kantenbereiche 80 der Blendplatten 56 in die Nuten 48. Während die Luft nach innen fließt, trifft sie auf die mit Nuten versehene Oberfläche der Trommel 28 auf. Die Strömungsrichtung der Luft ändert sich dann in der Art, daß sie sich rund um die Trommel 28 in der schematisch durch die Pfeile in Fig. 2 und 3 angezeigten Weise bewegt. Während die Luft nach innen um die Innenkanten der Blendplalten 56 strömt, wird sie in den Nuten 48 unter Wirkung des relativ hohen Druckes in den Kammern 66 und der sich mit relativ hoher Geschwindigkeit an den ortsfesten Blcndplatten vorbei bewegenden Trommel 28 komprimiert.

Von dem Moment an, von dem die Luft in die Nuten 48 gelangt ist, findet eine innige Berührung zwischen der Luft und dem realtiv großen Oberfläehenbereich der umlaufenden, zwischen den Nuten 48 liegenden Ringe 84 (Fig. 1) statt, welche sich radial nach außen von der Trommelwandung 50 erstrecken. Diese Berührung über einen relativ großen Oberfläehenbereich unterstützt die Wärmeübertragung von der Trommel 28 auf die Luft in den Nuten 48. Während der relativ große Oberfläehenbereich, der durch die Ringe 84 und die Nuten 48 gebildet ist, den Wärmeübergang unterstützt, können bei bestimmten Anwendungsfällen und Ausführungsformen der Drehmomentübertragungseinrichtung die Ringe 84 weggelassen werden, und zwar bei Ausführungen, die ausreichend durch einen Druckluftstrom in Berührung mit einer Trommel mit glatter Oberfläche gekühlt werden können.

Nachdem die Wärme auf die Druckluft von der Trommel 28 übertragen wurde, tritt die aufgeheizte Luft in Auspuffkammern 88 ein, die am Umfang um die Trommel 28 zwischen den Kammern 66 angeordnet sind. Die aufgeheizte Luft wird zur Außenluft entweder durch Auspufföffnungen 60 (Fig. 2 und 3) in der AuQenwandung 62 des Gehäuses 20 oder, bei Anschluß der Auspuffkammern 88 an eine gemeinsame Auspuffkammer, von dort in die Außenluft durch zweckdienlich angeordnete öffnungen in dem Gehäuse 20 ausgestoßen. Dies führt dazu, daß ein Punkt auf der äußeren Fläche der Trommel 28 zunächst der relativ kühlen, unter Druck stehenden Luft in dem Kammern 66 ausgesetzt wird und anschließend zu den Kammern 88 gelangt, durch welche die aufgeheizte Luft ausgestoßen wird. Dadurch, daß die Oberfläche der Trommel 28 abwechselnd der Kühlluft in den Kammern 66 und den Kammern 88 augesetzt ist, wird eine wirksame Kühlung der Trommel erzeugt.

Die Trommel 28 wirkt mit den Blendplalten 56 in der Weise zusammen, daß eine Anzahl von relativ kleinen langgestreckten öffnungen (siehe Fig. 1) gebildet werden, welche sich parallel zu der Drehachse der Trommel erstrecken. Diese öffnungen weisen nach innen vorstehende, durch die Nuten 48 erzeugte Zähne oder Finger auf, die blendenartige Durchlässe 90 bilden. Um das Unterdrucksetzen der Kammer 54 zu erleichtern, ist der kombinierte Strömungsquerschnitt aller Durchlässe 90, die zwischen den Innenkanten 80 der Blendplatten 56 und der Trommel 28 ausgebildet sind, kleiner als der Strömungsquerschnitt der öffnung in dem Einlaß 70 ausgebildet. Folglich kann die Kammer 54 durch einen Druckluftstrom von einem Ventilator oder Gebläse in einem gewünschten Grade leicht unter Druck gesetzt werden. Das Unterdrucksetzen der Kammmer 54 unterstützt in vorteilhafter Weise wegen der Druckdifferenz einen Luftstrom durch die Durchlässe 90 zur Außenluft.

Zusätzlich zur Erzeugung eines Luftstromes um die Trommel 28 herum führt das Unterdrucksetzen der Kammer 54 zu einem Luftstrom um den Rotor 24, um

die Kupplung 18 noch zu kühlen. Dazu weist der Rotor 24 eine Anzahl von Öffnungen, die in Fig. 1 allgemein mit 94 bezeichnet sind, auf, durch welche die Luft in eine im wesentlichen axiale Richtung strömt, wie dies durch die Pfeile in F i g. I angezeigt ist. Dieser Luftstrom kühlt den Rotor 24. Die durch den Rotor 24 erwärmte Luft strömt dann durch Öffnungen 98 in einer kreisförmigen Endwandung 100 der Trommel 28. Danach strömt die erwärmte Luft entweder um die axial verlaufenden Blendplatten 56 oder die Endblendplatten 104 zum Auslaß 88 zusammen mit der Luft aus den Nuten 48 in der Trommel. Dieser Luftstrom um den Rotor wird durch Rippen 108 unterstützt, welche sich von der Endwandung 100 der Trommel 28 nach außen erstrecken. Bei der Verwendung eines getrennten Gebläses können diese Rippen 108 weggelassen werden oder können in einem inneren Gebläse Verwendung finden, wobei Luft von einer Öffnung (nicht dargestellt) in der Wandung 76 eintritt. Dieses würde eine Umkehr der Richtung des Luftstromes durch die Kupplung bedingen. Das Kühlen der Trommel mit Druckluft jedoch würde weiterhin ermöglicht.

Das Zusammenwirken zwischen den Nuten 48 und den um den Umfang verteilten, die Auspufföffnungen 60 aufweisenden Kammern 88 ermöglicht eine wirksame Kühlung der Trommel 28, ohne daß ein vergleichsweise hoher Geräuschpegel erzeugt wird. Tatsächlich ist der Luftstrom durch die Nuten und um die Blendplatten 56 derartig geräuscharm, daß es nicht notwendig ist, einen Schalldämpfer zu verwenden, wie dies bisher bei bestimmten Kupplungsarten üblich war, welche mit ihren Außenflächen verbundene Rippen zur Kühlung aufwiesen. Es wird angenommen, daß diese vergleichsweise ruhige Arbeitsweise der Drehomentübertragungseinrichtung 10 aus einem relativ turbulenzfreien Luftstrom durch die Nuten 48 resultiert.

Weiterhin wurde während Versuchen festgestellt, daß die kombinierte Wirkung der Nuten 48 auf der Trommel 28 und dem Unterdrucksetzen der Kammer 54 zu einer Kühlwirkung der Kupplung 18 führt, die ungefähr viermal so groß ist, wie die Kühlwirkung bei einer ähnlichen Kupplung, bei der die Nuten nicht vorhanden sind und die nicht ein mit Druck beaufschlagtes Gehäuse aufweist. Es wird angenommen, daß diese wesentlich vergrößerte Wärmeübertragung zumindest teilweise durch die vergrößerte Geschwindigkeit der Kühlluft verursacht ist, wenn diese in dichte Berührung an vielen Orten mit der äußeren drehenden Fläche der Trommel kommt. Durch die Nuten wird die Berührungsfläche mit der Trommel vergrößert und ein eingeengter Durchlaß für die Kühlluft geschaffen. Obwohl diese Erklärung der vergrößerten Kühlwirkung, die durch Unterdrucksetzen der Kammer 54 und durch die Nuten 48 erreicht wird, als richtig angenommen wird, dient die Erklärung der verbesserten Kühlwirkung lediglich dazu, das Verständnis der Erfindung zu unterstützen. Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf irgendeine besondere Theorie der Arbeitsweise der Kupplung 18 zu beschränken. Gleichfalls soll hervorgehoben werden, daß, sowohl die größte Kühlwirkungsvergrößerung im Vergleich mit einer Trommel mit glatter Oberfläche durch die Kombination der Nuten 48 und des Unterdrucksetzens der Kammer 54 erreicht wird, eine Vergrößerung der Kühlwirkung an einer Trommel mit glatter Oberfläche auch schon erreicht werden kann, indem die Kammer 54 unter Druck gesetzt wird, ohne daß die Nuten 48 in der Oberfläche der Trommel vorgesehen sind.

Bei Laborversuchen mit einem 150-PS-Motor wurden bei der Übertragung von Drehmomenten bis etwa 970 kgm Drücke für die von einem äußeren Gebläse gelieferten Kühlluft zwischen 25,5 und 127 mm WS angewendet und hierdurch selbst bei größtem Schlupf eine hervorragende Kühlung erzielt.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist zu ersehen, daß die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eine elektromagnetische Kupplung 18 mit einer

to Trommel 28 und einem Rotor 24 einschließt, welche die Neigung zeigt, aufgeheizt zu werden, während ein Drehmoment von der Antriebswelle 12 auf die Abtriebswelle 14 übertragen wird. Die Trommel 28 weist eine Anzahl von Ringen 84 auf, welche rundum laufende Nuten 48 in der Außenfläche der Trommel definieren. Die Kupplung 18 ist von einem Gehäuse 20 umschlossen, welches Blendplatten 56 aufweist, die um den Umfang verteilte Taschen 66 definieren, denen die Oberfläche der Trommel 28 aufeinanderfolgend während der Drehung derselben ausgesetzt wird. Die Wärme wird mit einer relativ hohen Geschwindigkeit von der Oberfläche der mit den Nuten versehenen Trommel 28 auf die Kühlluft relativ großer Dichte übertragen. Diese aufgeheizte Luft wird durch die Auspufföffnungen 60 unter minimaler Geräuschentwicklung ausgestoßen, um die durch Übertragung des Drehmomentes zwischen der Trommel 28 und dem Rotor 24 erzeugte Wärme abzuleiten. Es soll hervorgehoben werden, daß, obwohl Luft als Kühlmedium in der beispielsweise veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung Verwendung findet, gleichfalls unter anderen Bedingungen andere Medien als Kühlmedium Verwendung finden könnten, und unter besonderen Umständen kann das Kühlmedium sogar die Form einer Flüssigkeit haben.

Weiterhin soll hervorgehoben werden, daß, obwohl eine Kupplung mit ausgeprägten Polen im vorangegangenen veranschaulicht und erläutert wurde, die Erfindung auch mit anderen Kupplungsarten Verwendung finden kann. Insbesondere kann die Kupplung von der allgemein bekannten Art mit feststehender Felderzeugung sein. Gleichfalls kann die Polanordnung von der Klauenpoltype sein, wie in der US-PS 3217 197 beschrieben. Die Wirkung zwischen einer mit Nuten versehenen Trommel einer Kupplung von einer dieser Arten und von anderen bekannten Arten mit unter Druck stehender Luft in einem Gehäuse ähnlich dem Gehäuse 20 würde im wesentlichen die gleiche sein und folglich zu einer verbesserten Kühlung der Kupplung führen.

Es ist zu sehen, daß die zuvor beschriebene Einrichtung Luft verwendet, welche unter Druck gesetzt wird, um so eine relativ hohe Dichte als Kühlmedium aufzuweisen. Die unter Druck stehende Luft wird durch ein Gebläse geliefert, welches mit der Kupplung verbunden ist und Luft in ein Gehäuse für die Kupplung leitet. Die Druckluft liefert die notwendige Energie, um die Luftgeschwindigkeit zu vergrößern, wenn sie von einer Einlaßlufttasche, unter einer Blende und zu einer Auspufftasche geführt wird. Diese erhöhte Geschwindigkeit verbessert den WärmeübertragungskoeTfizienten zwischen der Luft und einer durch diese zu kühlenden Oberfläche. Das Ergebnis davon ist eine wirksame Abfuhr der Wärme, welche durch die Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsteil erzeugt wird. Während sich die Induktortrommel dreht, bewirkt die Zentrifugalkraft, daß die Luft die Trommel verläßt. Um eine

ausreichende Kühlmediumzufuhr zu gewährleisten, muß ein ausreichender Druck vorgesehen sein, um den durch die Zentrifugalgeschwindigkeit erzeugten Druck zu überwinden. Bei höheren Trommelgeschwindigkeiten muß der Druck des Kühlmediums proportional vergrößert werden. Es wurden Versuche durchgeführt, die anzeigen, daß die Kapazität der Luft zur Wärmeabfuhr verbessert wird, wenn Druck und Dichte vergrößert werden.

Weiterhin wird das Kühlmedium um die Antriebsund Abtriebsteile in im Abstand um den Umfang angeordneten Taschen verteilt, und die Auspufföffnungen sind neben diesen Taschen angeordnet. Die Taschen sind derart angeordnet, daß ein bestimmter Punkt an einem der Teile nacheinander an den Taschen vorbeiläuft und dem Kühlmedium in diesen ausgesetzt

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wird und anschließend an den Auslaßöffnungen vorbeiläuft. Dieses gesamte Kühlsystem, einschließlich der Luft hoher Dichte, der mit Nuten versehenen Trommel, den im Abstand angeordneten Taschen und Auslaßöffnungen ist ausgesprochen wirksam. Versuche haben eine wesentliche Verbesserung des Kühlwirkungsgrades im Vergleich mit bekannten Kupplungen ergeben, welche diese Merkmale nicht aufweisen.

Es soll hervorgehoben werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Kupplung beschränkt ist, sondern gleichfalls auf andere drehmomentübertragende Einrichtungen anwendbar'ist, beispielsweise Motoren, Dynamometer usw., welche zwei realtiv bewegliche Teile aufweisen, die während der Drehung Wärme erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer elektromagnetischen Kupplung, die einen Antriebsteil und einen Abtriebsteil aufweist, mit einem Gehäuse und einem druckbeaufschlagten Kühlsystem zum Abführen der bei der Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil erzeugten Wärme, wobei das Kühlsystern mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Kühlmittelstromes in das Gehäuse aufweist, welches mit um den Umfang der drehenden Antriebs- und Abtriebsteile angeordneten und zu diesen offenen kammerartigen Räumen versehen ist, deren Wandungen blendenartige Spalte mit der Oberfläche der Antriebs- und Abtriebsteile bilden und die mit umfangsmäßig gegeneinander versetzten Einlauteilen für den Kühlmittelstrom und Auspufföffnungen für das erwärmte Kühlmedium verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von zu den Antriebs- und Abtriebsteilen (24, 28) offenen Kammern (66, 88) gebildet sind, die umfangsmäßig abwechselnd jeweils nur über blendenartige Spalte (90) miteinander verbunden sind, und daß in die eine Gruppe der Kammern (66) das Kühlmittel einströmt, während die andere Gruppe der Kammern (88) die Auspufföffnungen (60) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem Gehäuseeinlaß für das Kühlmedium, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Einlasses (70) größer ist als die Summe der Strömungsquerschnitte der Auspufföffnungen (60).

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kammern (66, 88) gegenüberliegende Fläche des Antriebs- bzw. Abtriebsteiles (24 bzw. 28) mit einer Anzahl von Nuten (48) quer zur Drehachse versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ilie Nuten (48) ringförmig und koaxial zu dem Antriebs- bzw. Abtriebsteil (24 bzw. 28) ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Wandungen (56) der Kammern (66, 88) in Axialrichtung des Antriebs- bzw. Abtriebsteiles (24 bzw. 28) angeordnet sind und im Bereich der Nuten (48) einen innenliegenden Kantenbereich (80) aufweisen, der mit den Nuten (48) die blendenartige Spalte (90) für den Kühlmitteldurchlaß bildet.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Wandungen (104) der Kammern (66,88) quer zur Längsachse der Nuten (48) verlaufend angeordnet sind.