DE938813C - Friction clutch working with a powder or a fine-grained material as a coupling agent - Google Patents

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.With a powder or a fine-grained material as a coupling agent working friction clutch clutches made with a powdery or fine-grained Work material and from a housing connected to the one shaft and from a disc arranged in the housing and connected to the other shaft exist have been the subject of numerous studies and experiments. The practical one However, implementation of these couplings encounters difficulties; the most notable is that the at high speed and high. Slip through friction and the large centrifugal force acting on the material generated heat of change caused in the physical nature of the material. The material piles up together in lumps; this results in an unsafe and uneven friction between the rotating parts that jeopardize the proper functioning of the clutch.

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.The coupling according to the invention is characterized by at least two approximately annular disk-shaped working chambers that have two types of wall friction and near the circumference and the axis are in communication with each other and of which those with the low wall friction due to smooth side walls and those with the higher Wall friction is limited by areas having recesses or projections.

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.Due to the difference in wall friction, the material will slip if it slips taken to different degrees and subject to centrifugal forces of different magnitudes in the chambers, so that it is in the Chambers is circulated and the risk of agglomeration is turned off. Accordingly, the dimensions and weight of the coupling can be kept small, which has economic advantages.

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.For a better understanding of the invention are in the following with reference to the Drawing describes several embodiments of the invention; in the drawing Fig. I shows a longitudinal section through an embodiment, Figs. 2, 3 and 4 views various recesses or projections, Fig. 5 is a longitudinal section through a second embodiment, FIG. 6 a longitudinal section of a third embodiment, 7 shows a longitudinal section of a fourth exemplary embodiment.

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.The clutch of Fig. I consists of a housing I, which is connected to the one shaft is connected, and a disk 2 that is connected to the other shaft is.

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.The insides of the housing form with the outsides of the disc two annular disk-shaped working chambers 3 and 4. The opposite Surfaces of the disc and the housing bear grooves 5, which are either straight Line (Fig. 2) or as a spiral 5 '(Fig. 3) or as an involute 5 "(Fig. 4) or run along any other line. According to Fig. 5, the disc 2 'in their A third annular disk-shaped chamber with smooth side walls is formed in the middle plane. In this case, both inner sides of the housing I 'and both outer sides of the Washer 2 'provided with grooves.

Im Betrieb der Kupplung, die mit einem pulverförmigen Material gefüllt ist, sind folgende Arbeitsbedingungen zu unterscheiden: a) Drehmomentübertragung ohne Schlupf, b) Drehmomentübertragung mit Schlupf.In operation the clutch, which is filled with a powdery material a distinction must be made between the following working conditions: a) Torque transmission without slip, b) torque transmission with slip.

Üblicherweise arbeitet die Kupplung ohne Schlupf. Dann bleibt die Füllung in Ruhe.Usually the clutch works without slippage. Then she stays Filling at rest.

Wenn die Kupplung schlüpft, wird durch die innere Reibung der Füllung Energie vernichtet bzw. in Wärme umgewandelt, die mit bekannten Mitteln entfernt werden kann.When the clutch slips, internal friction causes the filling Energy is destroyed or converted into heat, which is removed by known means can be.

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.The torque transmitted with slip depends just as much as the maximum without Slip transmittable torque at a given speed of the driving shaft of the disk diameter, the shape of the surface recesses, the Mass and tightness of the filling material and the size of the relative speed between the two coupling halves, namely the driving and the driven, away.

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.When the clutch works with slippage, the difference occurs as a result Wall friction of the individual interior spaces causes the filling to move as it passes through. Arrows in Fig. I and 6 is indicated.

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.The torque transmission in the coupling takes place only from the housing (driving Part) on the pulley (driven part) instead, d. H. the clutch is not reversible. This is an advantage when a certain freewheeling effect is desired.

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.If the freewheeling effect of the clutch is undesirable, the arrangement does by two identical, but oppositely working clutches it is possible to increase the torque to be transmitted in both directions of rotation.

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.When dimensioning the coupling, the need may arise Limit the diameter of the coupling. In order to then achieve the required performance, several clutches according to FIG. 5 can be connected in parallel, or one clutch is assembled according to Fig. 7 from several disks on the same shaft. the individual panes are separated by partition walls I3, which are firmly attached to the housing are connected and also have recesses, as they are in each of the discs are attached.

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.In Fig. 6, a clutch is shown in which the disc 2 "no Has working chamber in its center. On the housing halves are at a distance of attached to the side walls annular discs 6, which face the disc 2 "facing Have grooves on the sides and, together with the washer 2 ", each have a working chamber high Form resistance, while the outer working chambers have low resistance. Two chambers each are close to the shaft and close to the circumference through channels with one another connected so that the filling in the indicated arrow directions when slipped can hike.

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.Since the clutch has the most favorable working conditions, if If a powdery material is used as the filling, graphite is preferred or talcum used, which have a lubricating effect and can withstand high temperatures, without changing their nature or their chemical structure. Such powders will be expediently used after a grinding process in order to subdivide them as finely as possible. You can then both the thermal and the mechanical stresses within withstand the clutch.

Claims (8)

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). PATENT CLAIMS: I. With a powder or fine grain material as a clutch means working friction clutch, consisting of one with the one Shaft connected to the housing and from one or more 'arranged in the housing and with. disks connected to the other shaft, characterized by at least two approximately annular disk-shaped working chambers that have two types of wall friction and near the circumference and the axis are in communication with each other and of which those with the low wall friction due to smooth side walls and those with the higher Wall friction is limited by areas having recesses or projections (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). 2. Friction clutch according to claim i, characterized in that in the the working = chambers with higher wall friction limiting side walls obliquely to the radii grooves are attached so that the grooves in the opposite side walls of the chamber inclined opposite to the radii are (Figs. 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). 3. Friction clutch according to one of claims I and 2 with at least three working chambers, characterized in that at least one of the working chambers is formed in one of the discs (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). 4. Friction clutch according to claim I, characterized in that inside the housing on each side of the disc at a distance from the side walls of the housing, that is, between each housing wall and the disc lying, annular disc-shaped walls are attached, in which one Side bears projections or recesses and faces the disc while the other side is smooth and faces the housing wall (Fig. 6). 5. Reibungskupplung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Radien geneigten Nuten geradlinig ausgebildet sind (Fig. 2). 5. Friction clutch according to claims I and 2, characterized in that the inclined to the radii Grooves are formed in a straight line (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). 6. Friction clutch according to the claims I and 2, characterized in that the grooves inclined to the radii as part a spiral are formed (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). 7. Friction clutch according to the claims I and 2, characterized in that the grooves inclined to the radii as part an involute are designed to run (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).8. Friction clutch according to claim I or 2 with several discs, characterized in that in the housing between Partitions are attached to the panes (Fig. 7). G. Friction clutch according to the Claims i and 2, characterized in that two disks on one shaft are attached and on the other two housings or a housing with one between both disks reaching intermediate wall and that the projections or recesses both disks and the two housings are opposite to each other with respect to each other are designed to run (Fig.5).