DE1425216A1

DE1425216A1 - Reibungskupplung oder Reibungsbremse

Info

Publication number: DE1425216A1
Application number: DE19631425216
Authority: DE
Inventors: Mamo Anthony C
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1962-06-29
Filing date: 1963-06-28
Publication date: 1968-12-12
Also published as: GB1047626A; NL294567A; US3237737A; DE1425216B2

Description

ZUSTELLUfliOSANSCHRIFT; HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

TKL. 307428 UND «641 1» 14· 25 icl6»5 TELEGH. NEQEDAPATENT HAMBURG'

-——-——-— MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

BORGf-WABlER GOilPORAIIOisF ^ΙΒ1·^588058β

TBLEGR. NEGBDAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, 2. August 1968

Reibungskupplung oder Reibungsbremse M

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung oder Reibungsbremse.

Scheibenbremsen und -kupplungen mit relativ zueinander umlaufenden und miteinander zum Eingriff kommenden Reibscheiben und Platten sind bekannt. Bei einer solchen Vorrichtung sind die Platten normalerweise durch Keilnuten oder in irgendeiner anderen Art auf einer Antriebswelle befestigt und die Reibscheiben sind durch Keilnuten oder in irgendeiner anderen Weise an der Abtriebswelle befestigt oder umgekehrt. Die Platten und Scheiben werden normalerweise durch druckerzeugende Mittel, beispielsweise einen Strömungsmittelservomotor oder eine Federeinrichtung in Eingriff gedrückt.

Es ist bekannt, daBS beim Vorgang des In-Eingriffbringens·

- 2 - - ; BAD OBVQtNAL -^

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Neue erge μ*. 7 s 1 *·.* μγ^αλλ** Jb*m$g»gM. * * % im& "'

bringens einer solchen Vorri.ch.tung eine beträchtliche Energiemenge in Form von Wärme zwischen den miteinander in Eingriff kommenden Teilen erzeugt wird. Bei erschwerten BetätigU'-ngsbedingungen und/oder bei ausgedehnten Echlupfbetätigungen kann die so erzeugte ,/arme ein G-lasigwerden der Reibfläche mit einer "Verminderung in dem Reibungskoeffizienten zwischen den Scheiben und den Platten hervorrufen.

Es ist auch bekannt, dass beim Betrieb einer Anlage dieser Art im allgemeinen verhältnismässig hohe relative Geschwindigkeiten zwischen-jeder Platte und Scheibe vor dem Eingriff ba stehen. Die Relativgeschwindigkeit an jedes Punkte einer solchen Scheibe oder Platte ist gleich dem Produkt der relativen Winkelgeschwindigkeit mit dem

mittel Radius des Punktes von dem TImlau$punkt. Die relative Reibungsgeschwindigkeit zwischen einer Platte und einer Scheibe beim Eingriff ist somit am Aussenumfang grosser als am Innenumfang. Dieser Unterschied in der Reibungsgeschwindigkeit führt im allgemeinen zur Erzeugung einer grösseren Wärmemenge in dem äusseren Abschnitt der Platte und Scheibe als an dem inneren Abschnitt oder umgekehrt, in Abhängigkeit von dem besonderen Koeffizienten des Reibungsabfalles. Dieses wieder führt zu einer Über-

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belastung eines Kupplungsbereiches und einer Unterbelastung eines anderen und kann zu einer unerwünschten 1/ärmeverformung oder einem Ausbeulen der Reibscheibe und/oder der Reibplatte führen. Diese Veränderungen in der Reibungsgeschwindigkeit begrenzen auch den praktisch anwendbaren Durchmesser solcher Vorrichtungen wie auch die nutbare Breite des Reibungsbereiches zwischen _Λ

den inneren und äusseren Umfangen. Mit anderen Porten führt bei einer Zunahme der Breite des Reibungsmaterials die entsprechende Unfengsgesehwindigkeit zu einem erhöhten Unterschied in dem Reibungskoeffizienten und vergrössert somit die Schwierigkeit der Verformung durch Wärme.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer durch Reibung betätigten Vorrichtung, die insbesondere für einen Eingriff bei hohen Geschwindigkeiten geeignet ist, und bei der Vorkehrungen getroffen werden " sind, die Eingriffeenergie an der Reibscheibe abzuleiten, um die Wärmeverformung derselben zu vermindern.

Sine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung von miteinander in Eingriff zu bringenden Oberflächen der relativ zueinander umlaufenden Körper, wobei die enteprechenden Oberflächen einem Kühlmedium

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ausgesetzt sind, so dass die Wärmeübertragung von diesen Oberflächen gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen erheblich verbessert wird.

ferner erstrebt die Erfindung die Schaffung einer Ausführungsform, in welcher ein neuartiger Fluss des Schmiermittels über die Oberflächen der relativ zueinander drehbaren Teile vorgesehen ist.

Eine weitere Aufga.be der Erfindung besteht in der Schaffung einer Reibungseingriffsvorrichtung, welche eine verhältnismässig lange Eingriffszeit für ein gegebenes Reibungsmaterial gestattet\ ohne dass eine Überhitzung des Reibungsmaterials eintritt.

Ausserdem richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer Reibungseingriffsvorrichtung mit einem wesentlich erKärfcen Reibungskoeffizienten im Y_ergleich zu bekannten Vorrichtungen bei einer gegebenen Drehzahl der miteinander in Eingriff zu bringenden Teile Vorrichtung und bei welcher die Reibungsgeschwindigkeit zwischen den miteinander in Eingriff zu bringenden Teii-le-der Vorrichtung im Vergleich zu derjenigen bei bekannten Kupplungen erheblich vermindert wird.

BAD

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Ferner richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer iieibungseingriffsvorrichtung, bei welcher ein Antriebskörper, der um eine erste Achse drehbar ist, ein angetriebener Körper, der um eine zweite Achse drehbar ist, und ein Eingriffskörper, der um eine dritte Achse drehbar ist, zur Anwendung kommen, wobei diese dritte Achse nicht konzentrisch wenigstens zu einer der genannten Achsen liegt. '

Die lürfindung besteht aus der neuartigen Bauweise, den Anordnungen und Vorrichtungen, sowie in anderen Eigenschaften, die aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, welche mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert werden, hervorgehen. Is zeigen:

Pig. 1 eine Ausfuhrungsform teilweise im Schnitt,

Pig. 2 eine andere Ausführungsform teilweise im Schnitt,

Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-5 der Pig. 2,

Pig. 4 ein Diagramm von Yergleichsdaten einer bekannten Reibungseingriffsvorrichtung gegenüber einer. Reibungseingriffsvorrichtung gemäss der Erfindung

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und

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform teilweise im Schnitt. ..

!ig. 1 zeigt eine Eeibungseingriffsvorrichtung Io, die eine Antriebswelle 11, einen Antriebskörper 12, ein ringförmiges Gehäuse 13, welches fest an dea Abtriebskörper 12 befestigt ist, axial bewegliche Druckplatten 14a und 14b, die in de.m Gehäuse 1> angeordnet sind, sowie Heibungsmaterial 15a, 15b, 15c und lpd, welches auf den entgegengesetzten Seiten der Scheiben 16a" und 16b angeordnet ist, umfasst. Die Scheiben 16a und 16b sind schichtweise zwischen die "beweglichen Druckplatten 14a und 14 b und einem Teil des Gehäuses li>, welches eine mittlere Druckplatte 17 umfasst, eingeschoben.

Auf den Aussenseiten der Druckplatten 14 a und 14b sind jeweils ringförmige Kolben ICa und 18b vorgesehen. Diese Kolben sind gleitend innerhalb ringförmiger Hohlräume 13a und 19b angeordnet und so eingerichtet, dass sie bei der Betätigung der beweglichen Druckplatten 14a und 14b unterstützend mitwirken. Die ringförmigen Kolben 18a und 18b werden, wie die Druckplatten 14a und 14 b, durch unter Druck stehendes Strömungsmittel betätigt, welches durch die Öffnungen 24a und 24b zugeführt wird.

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Eine Kühlvorrichtung umfasst Öffnungen 21 a und 21, 21 c, die innerhalb des Abschnittes 23 des Gehäuses 15 gelegen sind, Uinwäl zö ff nungen 23a, 23b und 23c, sowie einen Kanal 22, der innerhalb der Antriebswelle 11 gebildet ist. Das unter Druck stehende Strömungsmittel kann durch die erwähnte Kühleinrichtung umgewälzt werden, um die durch die Beanspruchung des Belagmaterials erzeugte Wärme auf die Scheiben abzuleiten. ™

Das Reibungsmaterial 15a, 15b, 15c und 15d ist mit Bezug auf das Gehäuse 13 und mit Bezug auf die Antriebswelle 11 drehbar angeordnet. Das Reibungsbelagmaterial hat vorzugsweise eine ringförmige Gestalt und insbesondere eine kreisförmig Gestalt, so dass es mit Bezug auf den Körper, auf welchem es angeordnet ist, frei umlaufen kann.

Die in Pig. 1 gezeigte Ausführungsform ist insbesondere zur ä Verwendung als Bremse geeignet. Bei Verwendung dieser Ausführungsform als Bremse wäre der Abtriebskörper 12 fest am Boden befestigt und würde in folgender Weise arbeiten:

Es sei angenommen, dass die Vorrichtung Io zu Beginn ausser Eingriff ist, und dass die Antriebswelle 11 mit Bezug auf den Boden oder den Abtriebskörper 12 eine relative Drehzahl hat.

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Die Vorrichtung wird in Singriff gebracht, wenn das unter Druck stehende Strömungsmittel auf die ringförmigen Kolben ISa und 18b übertragen wird. Die ringförmigen Kolben werden so gedrückt, dass sie sich in Sichtung auf die Scheiben 16a und 16b "bewegen, und die Kolben drücken bei dieser Bewegung in Richtung auf die Scheiben, die Druckplatten 14a und 14b gegen die Reibscheiben 16a und 16b. Die Reibscheiben 16a und I6d drücken wieder gegen die Druckplatte 17. Die Druckplatte 17 ist mit Bezug auf ihren Halbkörper drehbar angeordnet, das heisst mit Bezug auf das ringförmige Gehäuse lj>. Jedoch wird die Druckplatte 17 in der bevorzugten Ausführungsform daran gehindert, sich in axialer Richtung zu verschieben. Die Yerschiebungskraft, die zwischen den Scheiben 16a und 16b und dem Reibungsraaterial 15a, 15b, 15c "und 15d erzeugt wird, hat die Ifeigun-g, die Drehzahl der Scheiben. 16a, und l6b zu verzögern» Das Reibungsmaterial 15a, 15b, 15c und 15d hat die neigung, sich gemeinsam mit den Scheiben.16a und 16b zu drehen und vermindert daher in starkem Masse die Gleitgesehwindigkeit der Reibungsbeläge, während es eine relative umlaufgeschwindigkeit zwischen dem Reibungsmaterial und seiner Halterung, nämlich dem ringförmigen Gehäuse 15 erzeugt. Das Reibungsbelagmaterial wird veranlasst, sich um die Achse der Antriebswelle 11 zu drehen. Die Umlaufgeschwindigkeit des

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Belägmaterials'hat die Ifeigung, ein Verhältnis τοπ 1:1 mit Bezug auf die Antriebswelle 11 aufrechtzuerhalten.

Die in IFig. 5 gezeigte, "bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist besonders für eine Kupplung oder eine konstante Schlupfvorrichtung geeignet. Die Kupplung 21o besteht im allgemeinen aus einem Antriebskjörper 211, einem Abtriebskörper 212, einem ringförmigen Gehäuse 213» welches drehbar auf dem Abtriebskörper gelagert ist und durch den Antriebskörper 211 angetrieben wird, axial beweglichen Druckplatten 214a und 214 b, die innerhalb des Gehäuses 213 angeordnet sind, sowie Seibungsmaterial 215a und 215b, 215c und 215 d, welches auf den entgegengesetzten Seiten der Scheiben 216a und 216b angeordnet ist. Diese Scheiben 216a und 216b sind schichtweise zwischen die beweglichen Druckplatten 214a und 214b und einem Abschnitt des Gehäuses 213, welches eine mittlere Druckplatte 217 umfasst, eingeschoben.

Auf den Aussenseiten der Scheiben 214a und 214 b sind jeweils ringförmige Kolben 218a und 218b -vorgesehen. Diese Kolben sind innerhalb ringförmiger Hohlräume 219 a und 219b gleitend gelagert und so angeordnet, dass sie bei der Betätigung der beweglichen Druckplatten 214 a und 214 b unter-

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- Io -

stützend mitwirken. Die ringförmigen Kolben 218a und 218b, wie auch die Druckplatten 2l4ä und 214b werden durch unt'er Druck stehendes. Strömungsmittel j welches zugeführt wird,¹' betätigt."

Eine Kühlvorrichtung weist eine Öffnung 221 a, einen Kanal 221 b, einen innenabschnitt 225 des Gehäuses 213, ümwälzöffnungen 223a, 223b, 223 e, 223 e und 223 f auf. Das unter Druck stellende Strömungsmittel kann über die Öffnung221 a- durch den Kanal 221 b in den Innenabschnitt 223 des Gehäuses 213 umgewälzt werden, dann durch die Kanäle 223 a und 223 b. in '=der ■ fest angeordneten Druckplatte 217 und von dort durch die Gebäusekanäle 223 c und 223d in die Kanäle 223 g und 223 h zwischen der JLussenseite der Scheiben 216 a ;und 216 g und-dem GeliäTise 213 zurückgeführt und dann durch die Kanäle 223 e und. 223 f geführt werden, so dass ein verbessertes Mittel zum AIoleiten der i/Mxme τοη den in Eingriff kommenden Elementen der Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist« Wahlweise kann die Richtung des J?lusses des umlaufenden Strömungsmittels gegenüber der beschriebenen Richtung umgekehrt werden, wenn dieses erwünscht sein sollte.

Bas reibungeerzeugende Material 215 a bis 215 d ist mit Bezug auf das Gehäuse 213 und mit Bezug auf den Antriebskörper 211 drehbar angeordnet. Das Reibungsmaterial hat vorzugsweise

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eine ringförmige Gestalt, insbesondere eine kreisförmige Gestalt mit oder ohne Buten, so dass es frei mit Bezug auf den Körper, in welchem es angeordnet ist, umlaufen Kann.

33er Betrieb der bevorzugten Ausfiümihgsform ist wie folgt:

Es sei angenommen, dass die Vorrichtung zu Beginn ausser Eingriff ist und der Antriebskörper 211 mit Bezug auf den Abtriebskörper 212 eine relative Drehzahl hat. Die Yorr-iehtung kommt zum Eingriff, wenn das unter Druck stehende Strömungsmittel auf die ringförmigen Kolben 213 a und 218 b mittels des Kanals 224a und des Gehäusekanals 224 c herangeführt wird. Die ringförmigen Kolben werden so gedrückt, dass sie sich in Richtung auf die Scheiben 216 a. mid 216 b su bewegen, und sowie die Kolben in Richtung auf die iScIieilben bewegt werden, diieken sie die Druclcplatten 214 a und 214 b in Eichtiiiig auf die Scheiben 216 a und 216 b. Die Eeibungsscheiben 216 a und

216 b werden wiederum in Richtung auf die Druckplatte 217 gedrückt. Die Druckplatte ist mit Bezug auf ihren JDagerkörper drehbar.angeordnet, d.h. mit Bezug auf das Gehäuse 215» jedoch wird in der bevorzugten Ausführungsform die Druckplatte

217 daran gehindert, sich in axialer ilichtung zu verschieben. Der Anfangseingriff des B.eibungsbelagmaterials mit Besug auf die Scheiben 216 a und 216 b hat die Neigung, die Uralaufge-

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schwlndigkeit der Druckplatten 214 a und 214 d und der mittleren Druckplatte 217.zu verzögern. Dieses verursacht eine Relativbewegung der "beweglichen Druckplatten 214 a und 214 b und der mittleren Druckplatte 217 mit Bezug auf das Gehäuse 213, vermindert jedoch in grossem Masse die Gleitgeschwindigkeit der Reibbeläge. Infolge dieser relativen Umlaufgeschwindigkeit ist da.s Reibinaterial veranlasst, sich um die Achse des Abtriebskörpers 212 zu drehen und somit einen kreisförmigen Umlaufweg auf den Scheiben 215 a und 215 b zu begrenzen. Die Ereisgeschwindigfceit des Belagmaterials mit Bezug auf die Scheiben 216 a und 216 b nimmt mit der Zunahme der durch die ringförmigen Kolben 218 a und 218 d auf die Scheiben 216 a und 216 b ausgeübten Kraft zu, bis die Kreisgeschwindigkeit auf lull abfällt, zu welchem Zeitpunkt der Antriebskörper mit Bezug auf den Abtriebskörper festgestellt ist.

In der Pig. 2 ist eine verbesserte Reibungseingriffsvorrichtung llo gezeigt, die im allgemeinen aus einer Antriebswelle 111, einer Abtriebswelle 112, einem ringförmigen Gehäuse lld, welches fest auf der Antriebswelle 111 angeordnet ist, einer axial bewegten Druckplatte 114, die innerhalb des Gehäuses 113 durch Keilnuten befestigt ist, einer Reibscheibe 115»

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die auf der Abtriebswelle drehbar angeordnet ist, sowie einem hydraulischen. Servomotor 116. Die Eeibseheibe 115 ist schichtartig zwischen den beweglichen Platten 114 und einen Seil des Gehäuses 115» welches eine fest angeordnete Enddruckplatte 11? umfasst, eingeschoben.

Der Servomotor umfasst einen ringförmigen Kolben 118, der gleitend innerhalb eines ringförmigen Hohlraumes 119, der in dem Cfehäuse 113 gebildet ist, angeordnet ist. Der Kolben 118 stcsst unmittelbar gegen die bewegliehe Druckplatte 114 an. Ein nebenförmiger Abschnitt 12o des Gehäuses H 2 ist auf der Abtriebswelle 112 gleitend gelagert. Der Habenabschnitt 12o ist mit einer ringförmigen !Tut 121 versehen, und das Gehäuse 113 ist mit einem Kanal 122 versehen, welcher mit der Hut 121 in Terbindung steht, sowie mit dem ringförmigen Hohlraum 119. Die Abtriebswelle 112 ist mit einem der Längsrichtung verlaufenden Kanal 123 und einer radialen Öffnung 124 versehen, die mit dem Kanal 123 und mit der ringförmigen Hut in Verbindung steht. Das Strömungsmittel wird an den Servomotor 116 herangeführt, um die Yorrichtung Ho über den Kanal 123, äie Öffnung 124, die Hut 121 und den Kanal 122 von einer Strömungsmittelquelle aus (nicht gezeigt) zu betätigen.

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Die Reibscheibe 115 Ist auf einem¹ exentr I sehen -Kurbelabsclial-ti; 125 -der^;Abtriebswelle "112. drehbar gelage'rt undße'I Ende'der-Abtriebswelle Ί12 ist innerhalb der Antriebswellev 111 bei 126 geführt* Es wird angenommen» dass das Innere ^:; 12T des Gehäuses 115 mit einem flüssigen Medium» z.B. Ol gefüllt wird, welches darin umgewälzt werden kann, um die Warme iron den In Eingriff kommenden Se Ilen 115 und 117 zu absorbieren. " ■ "

In derFigur 5 ist ein Abscnnltt der fest angeordnet en.'. Druckplatte 117 sowie der Pueitscneibg 115 gezeigt, welclie aufgrund des exen.trischen KurbelalDScliiiittes 125 der .Antriebs welle 112 radial voneinander verschoben sind. Über der Reibscheibe 115 ist ein mondförmig ausgebildeter JLbsehnitt 128 der blatte 117 freigelegt, und ein weiterer mondförmigausgebildeter Abschnitt 129 der Platte 117 ist innerhalbder Reibsehelbe 115 freigelegt. Die mondförmig ausgebildeten Abschnitte 128 undl29 sind dem-Strömungsmittel ausgesetzt, welches Irt dem G-ehäuse 113 enthalten ist und es wird In Betracht gezogen, dass auch während des Eingriffes. Wärme von den, freigelegten Abschnitten 128 und 129 durch Leitungen auf das Strömungsmittel übertragen werden kann.

Im Betrieb arbeitet die Reibungselngriffsvorrlchtung wie folgt; . - 15 -

BAD

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Die Vorrichtung Ho "befindet sieli zu Anfang ausser Ei und -die Abtriebswelle 112 last mit Bezug auf die Antriebswelle 111 eine Relativgesehwindigkeit. Die Antriebswelle 112 läuft entgegen dem Uhrzeigersinne um, wie es in der Mg« 3 gezeigt ist.

Die Vorrichtung kommt zum Eingriff, wenn auf den Serrofflfcor μ ein Strömungsmitteldruck übertragen wird, und der Kolben drückt die Platte 114 gegen die Reibscheibe 115» Die .Reibscheibe 115 wieder wird gegen die Druckplatte 117 gedrückt. Die zwischen der Druckplatte 117 und der Reibseheibe 115 erzeugte Reibungskraft hat die Seigung, die Reibscheibe 115 zu -veranlassen, sich entgegen dem Uhrzeigersinne mit

zu
den Platten 117 und 114/drehen. Die Reibscheibe 115 wird gezwungen, in ein^r im allgemeinen kreisförmigen Bewegung um den axentrischen Eurbelabschnitt zu schwingen. Jeder Punkt auf der Reibscheibe 115» welcher sich mit der Druckplatte 117 in Berührung befindet, beschreibt eine kreisförmige · Bewegung mit dem R dius r annähernd gleich dem Radius der Exzentrizität des Kurbelabschnittes 125» so dass die Sleitgesehwindigkeit der Reibbeläge beträchtlich vermindert wird.

Zum besseren Verständnis der Art der in Präge stehenden Bewegung sei ein Punkt A auf der. Reibscheibe 115 angenommen,

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welcher mit der Druckplatte 117 in Berührung ist. In einer bekannten Kupplung wäre die Reibu~ngsgeschwindigkeit, die zwischen der Druckplatte 117 und der Reibplatte 115 an dem Punkte A herrscht gleich dem Produkt der relativen 'Winkelgeschwindigkeit der Platte 117 mal dem Radius r (wie in Pig. 3 gezeigt)» Bei der Erfindung wird jedoch die Reibscheibe 115 so gedrückt, dass dieseysieh um den exzentrischen Kurbelabschnitt der Abtriebswelle 112 dreht, jedoch durch diese in ihrer Bewegung begrenzt wird, so dass sich der Punkt A daher in einem kleineren Kreise mit dem Radius r bewegt. Die Reibungsgeschwindigkeit zwischen- der Platte 117 und der Reibscheibe 115 ist somit §.eich dem Produkt der relativen 'Winkelgeschwindigkeit mal dem Radius r) wobei r annähernd gleich dem Radius der Exzentrizität des Kurbelabschnittes 125 der Abtriebswelle 112 ist. Die Reibungsgeschwindigkeit der Scheibe 115 mit Bezug auf die Platte 117 ist somit um einen Paktor vermindert, der etwa gleich dem "Verhältnis von r zu R ist.

Es ist zu beachten, dass die Reibscheibe 115, obwohl sie diese Kreisbewegung mit Bezug auf die Achse des Antriebskörpers durchführt, dennoch wirksam über-die Platte 117 gleitet. Die freigelegten Abschnitte 128 und 129 laufen daher ebenfalls um, so dass sie ihre Stellung ändern, wenn die Reib-

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scheibe 115 diese Bewegung ausführt. Z.B. hat sich die Reibscheibe 115 eine halbe Umdrehung später in eine neue Stellung bewegt. Es werden somit andere Abschnitte der Druckplatte 117 der Kühlflüssigkeit, welche innerhalb des Gehäuses 113 während einer Umdrehung der Platte 117 umläuft, ausgesetzt. Wenn es erwünscht ist, dass' das Innere des Gehäuses 113 nicht mit einer Flüssigkeit gefüllt werden soll, dann ist ein leil der Platte 117 dennoch während jeder Umdrehung der luft ausgesetzt, so dass eine verbesserte Kühlung derselben erzielt werden kann. In der Erfindung ist das Reibbelagmaterial frei, um um die Achse des Antriebskörpers herumzulaufen, und daher sind ein Punkt auf der inneren Umfangslinie und ein Punkt auf der äusseren Umfangslinie der Achse des Gehäuses und somit ihre entsprechenden kreisförmigen Wege nahezu gleich lang. Die entsprechende Reibgeschwindigkeit der inneren und äusseren Umfangslinie des Belagmaterials und der Söaeiben ist im wesentlüien gleich und erheblich geringer als die Reibungsgeschwindigkeit, die bei bekannten Kupplungen auftritt. Die Reibungsgeschwindigkeit ist eine Punktion der Abmessung der Exzentrizität zwischen der Achse des Reibungsmaterials und der Achse der Antriebswelle.

Die Erfindung verwendet im allgemeinen einen Antriebskörper,

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der um eine erste Achse umläuft, einen angetriebenen Körper, der um eine "zweite Achse und -einen mittleren Eingriffskörper, der um eine dritte Achse umläuft. Der mittlere Eingriff skörper.. kann mit Bezug auf die "beiden anderen Körper, nämlich den antreibenden und den angetriebenen Körper, frei umlaufen und kann entweder durch den angetriebenen oder den treibenden Körper gehalten werden. Ein bedeutendes Merkmal der Erfindung besteht in der.Yersdiebung der dritten Achse aus wenigstens einer der beiden anderen Achsen, so da,ss die dritte Achse mit Bezug auf wenigstens eine der anderen Achsen nicht konzentrisch ist, und so,'dass sie parallel zu dieser verläuft. Diese nich konzentrische Beziehung in Verbindung mit der kreisförmigen Gestalt des frei umlaufenden Eingriff skörpers führt zu dem kreisförmigen lieg des Eingriffskörpers. Alle Punkte auf dem inneren Umfang &s ringförmigen Körpers (vom Anfangseingriff bis zur feststellung^ gleiten auf dem Krper, mit dem er in Eingriff kommt. ¥ird eine nasse Kupplung oder Bremse, in-welcher .'ein. flüssiges Kühlmittel innerhalb des Gehäuses ■vorhanden ist, in Betracht gezogen, dann bewegt sich der Innenumfang,während einer halben Umdrehung.auf ei-ner nassen Oberfläche nach vorn (glei. tend) und bewegt .sich auf der anderen Hälfte der Umdrehung zurück, und setzt somit das flüsige Medium einem vorbe- . : stimmten Bereich auf der Fläche aus, welche durch den mitt-

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leren Eingriffskörper erfasst wird. Das Ausmass des Gleitens des mittleren Eingriffskörpers auf dieser Fläche, mit welcher er in Eingriff kommt, ist proportional zu der Abmessung der Uiehtkonzentrizität zwischen den entsprechenden Eörpern. Es' ist von Bedeutung, dass sich der ^nnenumfang in einem Masse vorwärtsbewegt und zurückzieht, das wenigstens gleich der halben Breite des Belajfepaterials ist. Dieses bedeutende Merkmal sieht eine Berührung des Kühlmittels über die gesamte EingriffsflädB für jeden Kreis des mittleren Eingriffskörpers vor. Das Mindestausmass der'!"ichtkonzentrizität, das erforderlich ist, um dieses erwünschte Ergebnis zu erreichen, ist im allgemeinen etwa die Hälfte der Breitenabmessung des kleinsten Belagmaterials. Obwohl die obige Abmessung der ITichtkonzentrizität zu einer verbesserten 'Wärmeableitung führt, führt doch eine bevorzugte Abmessung von wenigstens der Breite des Belagmaterials zu einer vollständigen Preilegung der Eingriffsfläche zweimal je Umdrehung. Mit dieser bevorzugten Anordnung wird jeder Punkt auf der Eingriffsfläche dem Kühlmittel nahezu für den gleichen Zeitabschnitt ausgesetzt, wobei die erwähnte Abmessung zu einer Freilegung am Mittelpunkt der Eingriffsfläche führt und gleich der Hälfte der Freilegung an den Umfangsabschnitten ist. In Fig. 4 ist eine grafische Darstellung gezeigt, um die Beziehung der Reibungskoeffizienten gegenüber der Reibungs- oder Gleitgeschwindig-

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keit für die beiden Körper zu zeigen, die sich in Reibungseingriff befinden. Diese Figur zeigt die vergleiehlichen Reibungskoeffizienten eines Punktes, der auf dem Aussendurchmesser des Belagmaterials liegt, und einem Punkte, der auf dem Innendurchmesser des Beiagmaterials einer bekannten Kupplung liegt, wobei sich der angetriebene Körper mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht. Es ist zu beächten, dass der Punkt auf dem Aussenabschnitt mit höherer Geschwindigkeit wandert als der Punkt auf dem Innenabschnitt, was zur folge hat, dass der Reibungskoeffizient auf dem Aussei teil des Bandes geringer ist als auf dem inneniieil, was wiederum zu einem Abfall der Koeffizienten über die Breite des Belagmaterials führt. Diese Figur zeigt auch den vergleichlichen Reibungskoeffizienten im wesentlichen aller Punkte, die auf dem Belagmaterial gemäss der Erfindung liegen, gegenüber den erwähnten Punkten einer bekannten Kupplung, wobei die entsprechenden, angetriebenen Erper mit derselben vorbestimmten Drehzahl umlaufen.

Die zahlreichen Vorteile der Erfindung können wie folgt' zusammengesetzt werden:

Die Zunahme in der Eingriffszeit, welche durch diese verbesserte Reibungseingriffsvorrichtung erzielt wird, macht

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sie Anwendungsgebieten zugänglich, die für "bekannte Kupplungen oder Bremsen Msher unerreichbar waren. Beispielsweise kann diese verbesserte Kupplung "bei hohen Drehsahlen z.B. beim Kuppeln einer Gasturbine verwendet werden, bei der die relative ■Winkelgeschwindigkeit sich 15ooo bis 2oooo UPM im "Vergleich zu etwa 5ooo UPM bei einem bekannten Kraftfahrzeugmotor nähern kann.

Die Erfindung wäre auch besonders gut anwendbar, wenn eine ausgedehnte und/oder ständige Schlupfzeit aufgrund der Eigenart der Vorrichtung verlangt wird, z.B. bei der JSinstellung eines Hubschraubermotors in Umlauf von einer schnell laufenden Kraftquelle aus oder beim Anlassen eines !Förderbandes oder beim Antrieb mehrerer Stationen von einer einzigen Kraftquelle aus oder bei Anwendungen, bei denen es bisher üblich war, Kupplungen mit Schöpfrohren oder tJberlauffüll-Flüssigkeitskupplungen zu verwenden.

Die Abfindung ist auch bei bekannten Gebieten, wie z.B. bei Kraftfahrzeugkupplungen oder Bremsen anwendbar, bei denen die verbesserte Vorrichtung mit erhöhter Wirksamkeit und erhöhter lebensdauer gegenüber den bekannten Kupplungen und Bremsen arbeiten kann. ' . /-.-.

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Die verbesserte Reibungseingriffsvorrichtung gemass der Erfindung weist zusätzliche Vorteile auf, und zwar, infolge ihrer einmaligen Bewegung, die von der Reibscheibe -mit Bezug auf die Druckplatte ausgeführt wird. Beispielsweise ist das Abnutzungsmuster gleichmässig über die gesamte Fläche der Reibscheibe und -platte verteilt. Ausserdem kann innerhalb eines gegebenen Durchmessers eine Reibscheibe von erheblich grosserem Bereich als dem bekannter Kupplungen benutzt werden, und zwar aufgrund der Tatsache, dass die Reibgeschwindigkeit in der Iahe des Aussenumfanges der Reibscheibe und -platte im wesentlichen gleich der Reibungsgeschwindigkeit in der Nähe des Innenumfanges der Reibscheibe und -platte ist. Der entstehende gleichmäsa-ge Wärmeaufstieg hat die bekannte Feigung der Kupplungspackung zum Ausbeulen vollständig ausgeschlossen und gestattet daher die Verwendung bedeutend breiterer Reibungsbeläge.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht durch die besonderen Ausführungen und ,Anordnungen, die gezeichnet und beschrieben wurden, begrenzt ist, veränderungsfähige Massnahmen möglich sind, ohne von den Grundsätzen der Erfindung abzuweichen.

.8 098 12/0 33]

Claims

.ing. H. NEGENDANK · bipl-ing. H. HATJCK · dif:l.-fhys. W. SCHMITZ

ZPSTEIiLTTNGSANSCHRIFT; HAMBURG 36 · NETTER WAIX 41

β Λ _m TEL. 86 74 88 ITND 36 411B

P -UA OR 216 5 TElBeR. NEGEDAPATENT KAMBURe.

■ MÜNCHEN IB · MOZARTSTR. 88

BOR(^-WARHER CORPORATION τ»ι._Βββοβββ

TELBGH. NEGEDAPATENT MÜNCHEN

Hamburg, 2. August 1968

Pat e η t a η a ρ r ü ο Ii e

1, Reibungskupplung oder Reibungsbremse mit einem um eine erste Achse umlaufenden Antriebskörper, einem um eine zweite Achse anlaufenden Auftriebskörper und einem zwischen dem An- und Abtriebskörper angeordneten umlauffähigen Reibelement, dessen wirksame Reibfläche die Form eines exzentrisch zu den Achsen des An- und Abtriebskörpers angeordneten Kreisringes hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebskörper (12, 112, 212) mit einer exzentrisch zus3iner Achse und/oder der Achse des Antriebskörpers (11, 111, 211) angeordneten kreisringförmigen Ausnehmung (I9a, 19b,119a, 119b, 219a, 219b) und einem darin frei drehbar gelagerten kreisringförmigen Eingriffselement (I4a, 14b, 114a, 114b, 214 a, 214b) versehen ist, welches mit dem Antriebskörper in reibschlüssige Verbindung gebracht werden kann.
2. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

809812/0331 Neue Unteriogtn im. ? ·* ta.* Nr. t tut* ^av- v. *■ 9.

1Λ25216

dass die Elehtkonzentrizität der dritten Achse, wenigstens . gleich der Hälfte der Breitenabmessung des .kreisförmig ausgebildeten, ringförmigen Eingriffskörpers (14a,, 14b» 114a, 114t, 214a, 214*0 ist. . .- - \. .-·..·-.:-..
3. Kupplung oder Bremse nach Anspruch 1, und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hiehtkonzentrizität wenigstens gleich der Breitenabmessung des kreisförmig ausgebildeten, ringförmigen Eingriffskörpers (14a, 14b, 114a, 114b, 214b) ist. - .......
4. Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass der kreisförmig ausgebildete, ringförmige Eingriffskörper eine axial fest; angeordnete Druckplatte (17> 117» 217) einschliesst sowie eine axial bewegliche Druckplatte (14a, 14b, 114a, 114b, 214a, 214b) und hydraulische Betätigungsmittel (I8a, 18b, 118a, 118b, 218a, 218 b) zum Drücken der axial beweglichen Druckplatte in Richtung auf die axial fest angeordnete Druckplatte zu.
5. Kupplung oder Bremse nach einem der Ansprüche 1 - 4, gekennzeichnet durch Mittel sum Umwälzen des Strömungsmittels durch den Reibungseingriffskörper zum Ableiten von Wärme von diesem.

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IS
6. Kupplung oder Bremse nack einem der lnsprticiie 1 - 5» dadurek gekennzeichnet »· dass die.Eeililielage (l5a> 15c, 15d; 215a^:, 215b, 2I5"e_f 215d) dreMiar mti auf das Gehäuse (15) und die intriefeswrelle (11, 211) frei drelLfaar angeordiLet sind.