DE1015279B - Foettinger-Kupplung oder Foettinger-Getriebe mit einer elektromagnetischen Reibungskupplung zur UEberbrueckung des hydraulischen Kreislaufes - Google Patents

Description

• Föttinger-Kupplung oder Föttinger-Getriebe mit einer elektromagnetischen Reibungskupplung zur Uberbrückung des hydraulischen Kreislaufes Föttinger-Kupplungen und-Getriebe können nur mit Schlupf arbeiten. Im Dauerbetrieb darf dieser Schlupf bei Föttinger-Kupplungen z. B. im allgemeinen 2.....3% bei großen Kupplungen und 55 bei kleineren Kupplungen mit einen nenndrehmoment unter 100 mkg nicht überschreiten. Ein solcher Schlupf wird aber nur bei überdimensionierten Kupplungen erreicht.
• Aus einer bekannten Kennlinie Md/Mdn = f(n2/n1) nach Fig. 1, vgl. Kurve, ist ersichtlich, daß das Anfahrmoment, Punkt 11, der Kurve 10 sehr viel größer, heir z.B. etwa neunzehnmal grßer als das bei kleinem Schlupf übertrabeare nenndrehmoment, Punkt 12 der Kurve 10, ist. wird die Föttinger-Kupplung als für ein Inennmoment bei kleinem Schlupf ausgelet, dann ist sie. erheblich überdimensioniert gegenübr einer kleinen Kupplung, die das Nennmoment mit größerem Schlupf überträgt, vgl. Kurve 13. Im Punkt 14 der Kurve 13 tritt hier ein Schlupt von etwa 10% auf. Das anfahrmoment, Punkt 15 der Kurve 13, erreicht in diesem Faller nur noch etwa das Sechsfache des Nenmuomentes, Punkt 14 der Kurve 13. Der auftretende Schlupf von 100/o erzeugt aber jetzt so viel Wärme, daß die kleinere Kupplung, vgl.
• Kue 13, diese Wärme auf keinen Fall im Dauerbetrieb aufnehmen kann. bei Föttinger-Kupplungen, deren Anfahrmoment, wie oft gefordert, nur das zweifache oder gar das anderthalbfache des Nennmomentes betragen soll, wird der Nenschlupf noch größer, und die Kupplungen müssen dann gekühlt werden, was entweder drch starke Luftkühlung oder durc eine Ölumalfkühlung, die aber wegen der Zu- und Abführng desÖls umständlich ist, geschehen kann.
• Zur Vermeidung der Schlupfwärme im Dauerbetrieb ist es bekannt, Föttinger-Kupplungen und -Getriebe zur Überbrückung des hydraulischek kreislaufes mit schlupflos arbeitenden mechanischen Kupplungen zu versehen. als derartige Überfrückungskupplungen hat man bishermechanisch, hydraulisch oder auch z.b. vermittels Fliekraftregler elektrisch zu betätigende Reibungskupplungen verwendet. durch derartige Reibungskupplung mit ihrem großen Haftmoment geht aber auch die Fähigkeit einer Föttinger-Kupplung verloren, etwa auftretende Drehmomentspitzen zu dämpfen bzw. abzuschneiden. Außerdem sind normale Reibungskupplungen, wie z.b. Scheibenorder Lamellekupplungen, schlecht für eine länger deuernde Schlupfüberbrückung geeignet, wie sie beispielsweise beim Anfahren von mit großen Schwungmassen versehenen Arbeitsmaschinen auftreten, kann.
• Bei eiiner Föttinger-Kupplung bzw. einem Föttinger-getriebe mit einer elektromagnetischen Reibungskupplung zur mechanischen Überbrückung des hydraulischen Kreisalufes wird nach der Erfindung die Reibungskupplung als Magnetpulverkupplung ausgebildet und jam Umfang der Föttinger-Kupplung bzw. des Föttinger-Getriebes 5 angerodnet. Vorteilhatferweise wird die Föttinger-Kupplung bzw. das Föttinger-Getriebe so ausgebildet, daß er Arbeitsspalt der Magnetpulverkupplung mit dem hydraulischen Kreislauf in Verbindung steht und von der Betriebsflüssigkeit des hydraulischen Kreisalufes druchströmt wird.
• Bei der Mangnretpulerkupplung ist die Schluparbeit bei Schwerstanläufen dadurch begrenzt, daß die spezifische Wärme des Eisenpulvers verhältnismäßig gering ist, weshalb die Temperatur im Arbitssplat shr schnell hohe Werte erreicht. Threoretisch kann man zwar die Temperatur des Eisenpulvers etwabis 700°C ansteigen lassen, da erst bei dieser Temperatur, dem sogenannten Curie-Punkt, das Eisen seine Struktur ändert und unmangnetisch wird; auf Grund jahrelanger Dauerversuche hat es sich jedoch gezeigt, daß die Temperatur im Arbeitsspalt wesentlich niedriger ge halten werden muß, wenn eine lange Lebensdauer des Magnetpulvers erreicht werden soll. Es hat sich elrgeben, daß eine mittlere Übeftemperatur des Magnet pulvers von 100°C nach Möglichkeit nicht überschritten werden darf. Diese mittlere renztemperatur wird aber auch von dem hydraulsichen Mittel, wie es in Föttinger-Kupplungen. verwendet wird, ohne wieteres ausgehalten.
• Die ersten Magnetpulvrkupplungen waren bekanntlich mit einem Medium versehen, das aus etwa 10 Gesichtstelien Öl und 1 Gewichtsteil Eisepulver bestand, was etwaeinem Volumenverhältnis der Mischung Eisen zu Öl von 1 : 1 entspricht Diese Ölmischung konnte jedoch großen Schlupfarbeiten nicht standhalten, weil das Öl durch die hohen, Temperaturen, die an den einzelnen Berührungspunkten des Pulvelrs auftraten, schnell zerstört wurde. Diese Zerstörung des Ols vermindert sich aber stark, wenn man den Ölanteil vergrößert, wobei das Magnetpulver durch die Zentrifugalkraft in dem Arbeitsspalt der Magnetpulverkupplung gehalten wird und dafür sorgt, daß das Öl durch en mit Magnetpulver gefüllen Arbeitsspalt zirkuliert, Bei einer Föttinger-Kupplung ist bereits diese strömene Flüssigkeit vorhanden, die zur Kühlung von Magnetpulver verwendet werden kann.
• Als Flüssigkeit wird bei solchen Kupplungen meistens Öl verwendet, dessen spezifsche Wärme im Mittel etwa viermal so groß wie dieenige von Eisen ist. Außerdem ist das Gewicht der Ölfüllung bei Föttinger-Kupplungen etwa zehnmal so groß wie das Gewicht des Magnetpulvers bei einer Magnetpulverkupplung glicher Leistung. Die Olfüllung einer Föttinger-Kupplung kann also bei gleicher Grenztemperatur etwa die vierzigfache Wärmemenge wie eine Magnetpulverkupplung aufnehmen. Hinzu kommt, daß das umlaufende Öl in einer Föttinger-Kupplung die Wärme besser an das Gehäuse abgeben kann als das Magnetpulver, weil die Luftzwischenräume zwischen den einzehlen Teilchen des Magnetpulvers die Wärmeleitfähigkeit des Eisens etwa af den hundertsten. Teil herabsetzen.
• Durch die Vereinigung einer Föttinger-Kupplung mit einer Magnetpulverkupplung gemäß der Erfindung wird, vorzugsweise für schwer anlaufende Arbeitsmaschinen, eine sehr geeignete Kupplungseinrichtung geschaffen, die bei verhältnismäßig kleinen Abmessungen in der Lage ist, eine große Anlaufwärmemenge aufzunehmen, im Dauerbetrieb, ohne Schlupf zu arbeiten und sich wieder abzukühlen, ohne daß die Wirkung als Sicherhitskupplung verlorengeht den Aufbau einer sochen Kupplungskombination zeigt fig. 2.
• Die Welle 16 treibt den, Primärteil 17 einer elastischen, Kupplung, deren Sekundärteil 18 den Primärteil einer Föttinger-Kupplung treibt. Dieser Primärteil der Föttinger-Kupplung besteht im wesentlichen aus dem Pumpen, teil 19 mit den Pumpen schaufeln 20, dem zweiteiligen Eisenring 21 und dem Deckel 22, an. dem die Schleifringe 23 befestigt sind.
• Der Pumpentil 19 mit den PUmpenschaufeln 20 bessteht vorteilhafterweise ebenso wie der Deckel 22 aus nichtumagnetischem Material. Der Sckundärteil der Föttinger-Kupplung besteht im wesentilichen aus dem Teil 24 aus magnetisierbarem material, der als Träger für die gegebenenfalls nichtmagnetischen Turbinenschaufeln 25 dient und das von der Kupplung ühertragene Drehmoment auf die Welle 26 überträgt.
• Fig. 3 zeigt einen ausschnitt aus Fig. 2.
• Der Eisennug 21 ist mit einer Erregerwicklung 27 versehen und bildet mit dem ebenfalls aus manetisierbarem Material bestehenden Teil 24 zusammen einen Magnetpulverkupplung, deren Arbeitsspalt 28 mit dem. hydraulischen, Kreislauf in Verbindung steht und bei Schlupfbetrieb von dem hydraulischen Mittel durchströmt wird. Der zylindrische Arbeitsspalt 28 der Magnetpulverkupplung weist einen größeren Durchmesser als der übrige hydraulische Kreislauf auf, so daß bei umlaufendem Primärteil der Kupplung das spezifisch schwerere Eisenpulver selbsttätig durch die Zentrifugalkraft in dem Arbeitsspnlt 28 gehalten wird. Di.e gestrichelte Linie 29 deutet den mittleren Verlauf des magnetischen. Flusses bei eingeschaltetem Erregerstrom an. Der Ring 30 aus unmagnetischem material verhindert einen direkten Übergang des magenetischen Flusses zwischen den. beiden Arbeitspolen.
• Der Erregerstrom wird der Erregerwicklung 27 über die Schleitkontakte 31 und die Schleifringe 23 (Fig. 2) zugeführt. Im Erregerstormkreist ist noch ein veränderbarer Widerstand 32 angeordnet, mit welchem der Erregerstrom und damit das ohhen Schlupf zu übertragende Drehmonment eingestellt werden kann Der Erregerstrom der Magnetpulverkupplung wird vorteilhaft erst dann eingeschaltet, wenn der Nennt schlupt erreicht oder annähernd erreicht ist. Fig. 4 zeigt schematisch als Beispiel einen Fliehkraftschalbter. wie er für die selbsttätige Einschaltung des Erregerstromes verwendet werden kann. Die beiden Schleifringe 23 sind über die Leitungen 33 und 34 mit der Erregerwicklung 28 verbunden. In der Leitung 34 be findet sich ein Schalter 35, der bei Stillstand der Kuplung geöffnet ist. Das Kontaktstück 36, das an einem ringförmigen Träger 37 befestigt ist, kann durch einen dreiarmigen Hebel 38 bewegt werden, der mit der Welle 26 umläuft und am rechten Hebelarm ein Gewicht 39 trägt, während der linke Hebelarm durch eine Feder 40 nach oben gedrückt wird, so daß der Schalter 35 in der »Aus«-Stellung steht. Der Schalter 35 wird durch das Kontaktstück 36 erst eingeschaltet, wenn die Fliehkraft das Gewicht 39 entgegen der Kraft der Feder 40 in Pfeilrichtung bewegt.
• Um den Einschaltzeitpunkt des Erregerstromes verändern zu können, ist das Gewicht verschiebbar angel ordnet.
• Statt der im. Beispiel beschriebenen. Föttinger-Kupplung kann auch ein Föttinger-Getriebe verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Föttinger-Kupplung oder -Getriebe mit einer elektromagnetischen Reibungskupplung zur mechanischen Überbrückung des hyraulischen kreislaufes, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung als Magnetpulverkupplung ausgebildet und am Umfang der Föttinger-Kupplung bzw. des Föttinger-getriebes angeordnet ist, 2. Föttiger-Kupplung oder -Getriebe nach Anspurch 1, daduch gekennzeichnet, daßder Arbeitsspalt der Magnetpulverkupplung mit dem hydraulischen Kreislauf in Verbindung steht und von der Betriebsflüssigkeit des Kreislaufes durchstömt wird.

   3. Föttinger-kupplung oder -Getriebe nach den ansprüchen 1 und 2 mit einem als Gehäuse ausgebildeten Pumpenteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse am Umfang einen Eisenring mit der Erregerwicklung der Maguetpulverkupplung trägt.

   4. Föttinger-Kupplung oder -Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Eisenring tragenden Teile aus unmagnetischem Material bestehen.

   5. Föttinger-Kupplung oder -Getriedbe nach Anspruch 1 und 2, daduch gekenzeichnet, daß der Turbinen, teil der Föttinger-Kupplung bzw. des Föttinger-Getriebes wenigstens teilweise aus rnagenetisierpbarem Material besteht und den @n@enläufer der magnetprvlvekupplung bildet.

   6. Föttinger-Kupplung oder -Getriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Magnetpulverkupplung bei einer be stimmen Abtriebsdrehzahl selbsttätig, z. B. mittels eines Fliehkraftschalters, eingeschaltet wird.

   7. Föttinger-Kupplung oder -Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung des Erregerstomes erst bei Nennschlupf oder annähernd Nennschlupf der Föttinger-Kupplung oder des Föttinger-Getriebes erfolgt.

   In Betracht gezogenen Druckschrifften: Deutsche Patentschriften Nr. 599 765, 734 378.