DE938813C

DE938813C - Mit einem Pulver oder einem feinkoernigen Material als Kupplungsmittel arbeitende Reibungskupplung

Info

Publication number: DE938813C
Application number: DEP1528A
Authority: DE
Inventors: Ubaldo Ranzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-05-15
Filing date: 1949-01-19
Publication date: 1956-02-09

Description

Mit einem Pulver oder einem feinkörnigen Material als Kupplungsmittel arbeitende Reibungskupplung Kupplungen, die mit einem pulverförmigen oder feinkörnigen Material arbeiten und aus einem mit der einen Welle verbundenen Gehäuse und aus einer in dem Gehäuse angeordneten und mit der anderen Welle verbundenen Scheibe bestehen, waren Gegenstand zahlreicher Untersuchungen und Versuche. Die praktische Durchführung dieser Kupplungen stößt jedoch auf Schwierigkeiten; die bemerkenswerteste ist, daß die bei hoher Geschwindigkeit und hohem. Schlupf durch die Reibung und die große auf das Material wirkende Zentrifugalkraft erzeugte Wärme einer Änderung in der physikalischen Beschaffenheit des Materials verursacht. Das Material häuft sich in Klumpen zusammen; das ergibt eine unsichere und ungleichmäßige Reibung zwischen den sich drehenden Teilen, die das ordentliche Arbeiten der Kupplung in Frage stellt.
Die- Kupplung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch mindestens zwei etwa ringscheibenförmige Arbeitskammern, die zweierlei Wandreibung aufweisen und nahe dem Umfang und der Achse miteinander in Verbindung stehen und von denen die mit der niedrigen Wandreibung durch glatte Seitenwände und die mit der höheren Wandreibung durch Aussparungen oder Vorsprünge aufweisende Flächen begrenzt ist.
Durch den Unterschied der Wandreibung wird das Material bei Schlupf verschieden stark mitgenommen und unterliegt in den Kammern verschieden großen Zentrifugalkräften, so daß es in den Kammern umgewälzt wird und die Gefahr der Zusammenballung ausgeschaltet ist. Dementsprechend können die Abmessungen und das Gewicht der Kupplung klein gehalten werden, was wirtschaftliche Vorteile hat.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben; in der Zeichnung zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel, Fig. 2, 3 und 4 Ansichten verschiedener Aussparungen oder Vorsprünge, Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, Fig. 6 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels, Fig. 7 einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels.
Die Kupplung nach Fig. I besteht aus einem Gehäuse I, das mit der einen Welle verbunden ist, und aus einer Scheibe 2, die mit der anderen Welle verbunden ist.
Die Innenseiten des Gehäuses bilden mit den Außenseiten der Scheibe zwei ringscheibenförmige Arbeitskammern 3 und 4. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Scheibe und das Gehäuse tragen Nuten 5, die entweder als gerade Linie (Fig. 2) oder als Spirale 5' (Fig. 3) oder als Evolvente 5" (Fig. 4) oder nach irgendeiner anderen Linie verlaufen. Nach Fig. 5 kann die Scheibe 2' in ihrer Mittelebene eine dritte ringscheibenförmige Kammer mit glatten Seitenwänden bilden. In diesem Fall sind beide Innenseiten des Gehäuses I' und beide Außenseiten der Scheibe 2' mit Nuten versehen.
Im Betrieb der Kupplung, die mit einem pulverförmigen Material gefüllt ist, sind folgende Arbeitsbedingungen zu unterscheiden: a) Drehmomentübertragung ohne Schlupf, b) Drehmomentübertragung mit Schlupf.
Üblicherweise arbeitet die Kupplung ohne Schlupf. Dann bleibt die Füllung in Ruhe.
Wenn die Kupplung schlüpft, wird durch die innere Reibung der Füllung Energie vernichtet bzw. in Wärme umgewandelt, die mit bekannten Mitteln entfernt werden kann.
Das bei Schlupf übertragene Moment hängt ebenso wie das maximale ohne Schlupf übertragbare Moment bei einer gegebenen Drehzahl der treibenden Welle von dem Scheibendurchmesser, von der Form der Aussparungen der Oberflächen, von der Masse und Dichtheit des Füllmaterials und von der Größe der relativen Geschwindigkeit zwischen den beiden Kupplungshälften, nämlich der treibenden und der getriebenen, ab.
Wenn die Kupplung mit Schlupf arbeitet, tritt infolge der unterschiedlichen Wandreibung der einzelnen Innenräume eine Bewegung der Füllung ein, wie sie durch. Pfeile in Fig. I und 6 angedeutet ist.
Die Drehmomentübertragung findet in der Kupplung nur vom Gehäuse (antreibenden Teil) auf die Scheibe (angetriebenen Teil) statt, d. h. die Kupplung ist nicht umkehrbar. Das ist dann von Vorteil, wenn eine gewisse Freilaufwirkung erwünscht ist.
Ist die Freilaufwirkung der Kupplung unerwünscht, so macht die Anordnung von zwei gleichen, aber entgegengesetzt arbeitenden Kupplungen es möglich, das Drehmoment in beiden Drehrichtungen zu übertragen.
Bei der Bemessung der Kupplung kann die Notwendigkeit auftreten, den Durchmesser der Kupplung zu begrenzen. Um dann die erforderliche Leistung zu erreichen, können mehrere Kupplungen nach Fig. 5 parallel geschaltet werden, oder eine Kupplung wird nach Fig. 7 aus mehreren Scheiben auf der gleichen Welle zusammengesetzt. Die einzelnen Scheiben sind durch Zwischenwände I3 getrennt, die fest mit dem Gehäuse verbunden sind und ebenfalls Aussparungen aufweisen, wie sie in jeder der Scheiben angebracht sind.
In Fig. 6 ist eine Kupplung dargestellt, bei der die Scheibe 2" keine Arbeitskammer in ihrer Mitte aufweist. An den Gehäusehälften sind mit Abstand von den Seitenwänden ringförmige Scheiben 6 angebracht, die an den der Scheibe 2" zugekehrten Seiten Nuten aufweisen und zusammen mit der Scheibe 2" je eine Arbeitskammer hohen Widerstandes bilden, während die äußeren Arbeitskammern geringen Widerstand haben. Je zwei Kammern sind nahe der Welle und nahe dem Umfang durch Kanäle miteinander verbunden, so daß die Füllung bei Schlupf in den eingezeichneten Pfeilrichtungen wandern kann.
Da die Kupplung die günstigsten Arbeitsbedingungen aufweist, wenn ein pulverförmiges Material als Füllung verwendet wird, werden bevorzugt Graphit oder Talkum -verwendet, die schmierend wirken und hohe Temperaturen aushalten können, ohne ihre Beschaffenheit oder ihre chemische Struktur zu ändern. Solche Pulver werden zweckmäßig nach einem Mahlprozeß verwendet, um sie möglichst fein zu unterteilen. Sie können dann sowohl den thermischen wie den mechanischen Beanspruchungen innerhalb der Kupplung widerstehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Mit einem Pulver oder einem feinkörnigen Material als Kupplungsmittel arbeitende Reibungskupplung, bestehend aus einem mit der einen Welle verbünderien Gehäuse und aus einer oder mehreren 'in dem Gehäuse angeordneten und mit. der anderen Welle verbundenen Scheiben, gekennzeichnet durch mindestens zwei etwa ringscheibenförmige Arbeitskammern, die zweierlei Wandreibung aufweisen und nahe dem Umfang und der Achse miteinander in Verbindung stehen und von denen die mit der niedrigen Wandreibung durch glatte Seitenwände und die mit der höheren Wandreibung durch Aussparungen oder Vorsprünge aufweisende Flächen begrenzt ist (Fig. i).
2. Reibungskupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß in den die Arbeits= kammern mit höherer Wandreibung begrenzenden Seitenwänden schräg zu den Radien verlaufende Nuten so angebracht sind, daß die Nuten in den gegenüberliegenden Seitenwänden der Kammer entgegengesetzt zu den Radien geneigt sind (Fig. 2, 3, 4).
3. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche I und 2 mit mindestens drei Arbeitskammern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Arbeitskammern in einer der Scheiben ausgebildet ist (Fig. 5).
4. Reibungskupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Gehäuses zu jeder Seite der Scheibe mit Abstand von den Seitenwänden des Gehäuses, also zwischen je einer Gehäusewand und der Scheibe liegend, ringscheibenförmige Wände befestigt sind, bei denen eine Seite Vorsprünge oder Aussparungen trägt und der Scheibe zugekehrt ist, während die andere Seite glatt ist und der Gehäusewand zugekehrt ist (Fig. 6).
5. Reibungskupplung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Radien geneigten Nuten geradlinig ausgebildet sind (Fig. 2).
6. Reibungskupplung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Radien geneigten Nuten als Teil einer Spirale ausgebildet sind (Fig. 3).
7. Reibungskupplung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Radien geneigten Nuten als Teil einer Evolvente verlaufend ausgebildet sind (Fig. 4).
8. Reibungskupplung nach Anspruch I oder 2 mit mehreren Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse zwischen den Scheiben Zwischenwände angebracht sind (Fig. 7). g. Reibungskupplung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Welle zwei Scheiben befestigt sind und auf der anderen zwei Gehäuse oder ein Gehäuse mit einer zwischen beide Scheiben reichenden Zwischenwand und daß die Vorsprünge oder Aussparungen beider Scheiben und die beider Gehäuse in bezug aufeinander entgegengesetzt zueinander verlaufend ausgebildet sind (Fig.5).