DE2143400A1

DE2143400A1 - coupling

Info

Publication number: DE2143400A1
Application number: DE19712143400
Authority: DE
Inventors: William Harry Kenosha Wis. Moyer (V.StA.)
Original assignee: REDMAN HEENAN FROUDE Ltd
Current assignee: REDMAN HEENAN FROUDE Ltd
Priority date: 1970-09-04
Filing date: 1971-08-30
Publication date: 1972-03-09
Also published as: AU3282671A; ES200815Y; GB1368078A; AU446849B2; FR2107223A5; IT943600B; BR7105827D0; BE772112A; ES200815U; NL7112038A; DE2143400B2; US3641375A; CA931514A

Description

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DBR/By München-Pullach, 30.August 1971DBR / By Munich-Pullach, August 30, 1971

REDMAN HEENAN FROUDE LIMITED, Shrub Hill Road, Worcester. England.REDMAN HEENAN FROUDE LIMITED, Shrub Hill Road, Worcester . England.

Kupplungcoupling

Die Erfindung betrifft eine Kupplung und insbesondere ein Kühlsystem für eine elektromagnetische Kupplung, welche einen antreibenden und einen angetriebenen Teil miteinander verbindet. Eine bekannte elektromagnetische Kupplung weist einen Rotor auf, der in einer drehbaren Trommel angeordnet ist. Eine Spule wird erregt, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, welches auf magnetische Weise den Rotor und die Trommel miteinander verbindet, so dass zwischen diesen ein Drehmoment übertragen werden kann. Der Durchtritt dieses magnetischen Feldes durch den Rotor und die Trommel führt zu der Erzeugung von Wärme, während das Drehmoment zwischen diesen übertragen wird. Das Abführen dieser Wärme war ein ständiges Problem und es wurden viele Versuche unternommen, diese Wärme erfolgreich abzuführen. Bei manchen bekannten elektromagnetischen Kupplungen sind hierzu wärmeableitende Rippen vorgesehen, welche sich vom Äusseren der Trommel erstrecken. Derartige Rippen sind jedoch schwierig herzu-The invention relates to a clutch and, more particularly, to a cooling system for an electromagnetic clutch which connects a driving part and a driven part. A known electromagnetic clutch has a rotor which is arranged in a rotatable drum. A coil will energized to create a magnetic field which magnetically connects the rotor and drum, so that a torque can be transmitted between them. The passage of this magnetic field through the rotor and the drum leads to the generation of heat while the torque is transmitted between them. Discharging this Heat has been a constant problem and many attempts have been made to successfully dissipate this heat. With some known electromagnetic clutches for this purpose heat-dissipating ribs are provided, which extend from the outside of the drum extend. However, such ribs are difficult to produce.

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stellen und können ein derartig lautes Geräusch erzeugen, dass ein Schalldämpfer notwendig ist. Weiterhin stellen diese Rippen nicht eine sehr wirksame Kühlung der Kupplung dar. Weiterhin sind zu diesem Zwecke bereits mit Nuten versehene Trommeln vorgeschlagen worden und in der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 345 850 ist ein Beispiel einer derartigen Kühlung veranschaulicht. Alle bisher bekannten Versuche jedoch waren nicht vollständig zufriedenstellend.and can make such a loud noise that a silencer is necessary. Furthermore, these ribs do not represent a very effective cooling of the coupling. Furthermore grooved drums have already been proposed for this purpose and in the American patent No. 2,345,850 is illustrated an example of such cooling. However, all attempts known so far have not been completely satisfactory.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine elektromagnetische Kupplung mit einer verbesserten Kühlung zu schaffen.The invention has set itself the task of an electromagnetic To create clutch with improved cooling.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Kupplung mit einem Paar relativ zueinander drehbarer Teile und mit Einrichtungen zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen diesen Teilen im wesentlichen dadurch gelöst, dass Gehäuseeinrichtungen diese Teile zumindest teilweise einschliessen und eine Kammer zur Aufnahme eines Kühlmediums zum Ableiten von mindestens einem Teil jeglicher bei der Drehmomentsübertragung entwickelter Wärmemengen definieren, und dass Einrichtungen vorgesehen sind, um einen Strom des Kühlmediums unter Druck in die Gehäuseeinrichtung und in eine wärmeübertragende Beziehung mit den Teilen zu gewährleisten, wodurch im Betrieb das unter Druck stehende Kühlmedium die Wärmeübertragung von diesen Teilen durchführt.The object on which the invention is based is achieved with a clutch with a pair of parts rotatable relative to one another and with means for transmitting a torque therebetween Parts essentially solved in that housing devices at least partially enclose and a chamber for containing a cooling medium for dissipating at least a portion of any in the torque transmission Define the amount of heat developed, and that means are provided for a flow of the cooling medium under pressure in the housing means and to ensure a heat transferring relationship with the parts, thereby in operation the pressurized cooling medium carries out the heat transfer from these parts.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:In the following the invention with reference to one in the drawings exemplified embodiment explained in more detail. It shows:

Fig.1 einen Schnitt durch die Kupplung, in1 shows a section through the coupling, in

dem die Beziehung zwischen einer drehbaren Trommel oder Eingangsteil einer Kupplungsanordnung und einem dazugehörigen Gehäuse veranschaulicht ist;which is the relationship between a rotatable drum or input part of a Clutch assembly and associated housing is illustrated;

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Fig.2 einen teilweisen Schnitt im wesentlichen längs der Linie 2-2 von Fig.1, in dem weiterhin die Beziehung zwischen einer der in der Trommel der Kupplung ausgenommenen Nuten und dem Gehäuse veranschaulicht ist; undFigure 2 is a partial section taken substantially along line 2-2 of Figure 1, in which furthermore the relationship between one of the recesses in the drum of the clutch Grooves and the housing is illustrated; and

Fig.3 eine Draufsicht im wesentlichen längs der Linie 3-3 von Fig.1, welche die Beziehung zwischen einer Anzahl von Auslassen, die in dem Gehäuse ausgebildet sind, und der Trommel veranschaulicht. Figure 3 is a top plan view taken substantially along line 3-3 of Figure 1 showing the Relationship between a number of outlets formed in the housing and the drum illustrated.

In den Zeichnungen überträgt die Kupplung 10 das Drehmoment von einer Eingangswelle 12, welche von einer zweckdienlichen Kraftquelle angetrieben ist, an eine Abtriebswelle 14, welche 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. Die Kupplung 18 ist von der bekannten elektromagnetischen Art und weist einen Rotor oder Abtriebsteil 24 auf, welcher in einer zylindrischen Arbeitskammer 26 angeordnet ist, die in einer Trommel oder Antriebsteil 28 ausgebildet ist. Eine Anzahl von Spulen 32, die auf Polen des Rotors 24 angeordnet sind, sind erregbar ausgebildet, um ein magnetisches Feld zu erzeugen, welches sich von dem Rotor 24 in die Trommel 28 erstreckt, um den Rotor 24 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.In the drawings, clutch 10 transmits torque from an input shaft 12 which is from a suitable power source is driven, to an output shaft 14 which is connected to a driven machine or device. It should be emphasized, however, that the shaft 14 could be driven to transfer torque to the shaft 12. The coupling 10 includes a coupling part 18 which is arranged in a substantially cylindrical housing 20 is. The clutch 18 is of the known electromagnetic type and has a rotor or output part 24, which is arranged in a cylindrical working chamber 26 which is formed in a drum or drive part 28. One Number of coils 32, which are arranged on poles of the rotor 24, are designed to be excitable in order to generate a magnetic field generate, which extends from the rotor 24 into the drum 28 to the rotor 24 with the drum 28 magnetically couple. It is apparent, however, that the coils 32 are provided in a stationary relationship with the housing 20 can.

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 When the coils 32 are energized, the rotation of the drive shaft becomes 12 is transmitted through the drum 28 and the rotor 24 to the output shaft 14. The flux lines of the energized coils 32

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erstrecken sich über einen zylindrischen Luftspalt 40 zwischen dem Rotor 24 und der Trommel 28, um diese auf magnetische Weise miteinander zu verbinden, 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 bei 42 mit der Abtriebswelle 14 verbunden.extend over a cylindrical air gap 40 between the rotor 24 and the drum 28 to this in a magnetic manner to connect with each other, so that the rotation of the drum is transmitted to the rotor. The drum 28 is by means of a Feather key 41 is fixedly connected to the drive shaft 12 and the rotor 24 is connected to the output shaft 14 with a feather key at 42.

Während die Drehmomentsbelastung an der Abtriebswelle 14 zunimmt, wird zwischen dem Rotor 24 und der Trommel 28 ein ge- W wisses 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 und dem Rotor 24 auftritt, wird die Trommel in bekannter Weise unter der Wirkung der induzierten Ströme in der Trommel erwärmt.As the torque load increases on the output shaft 14, an overall W Wisse slippage occurring between the rotor 24 and the drum 28th To accommodate this slippage, the rotor 24 is supported by bearings 44 so that relative rotation between the drum and the rotor can take place as both are rotated with respect to the housing 20. While the slip occurs between the drum 28 and the rotor 24, the drum is heated in a known manner under the action of the induced currents in the drum.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes System für die wirksame Vernichtung der zuvor erwähnten Wärme, die durch die Drehmomentsübertragung erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist eine Anzahl von Nuten 48 in der Trommel 28 ausge-. bildet, um die Oberfläche der Trommel zu vergrössern und um die " Wärmeübertragung auf ein Kühlsystem zu unterstützen, welches in Berührung mit der Trommel steht. Die ringförmigen Nuten 48 sind in einer zylindrischen Wandung 50 der Trommel 28 ausgebildet und sind mit der Drehachse der Trommel und der Wellen 12 und 14 konzentrisch angeordnet. Die mit der Trommelachse konzentrischen Nuten 48 können mittels bekannter Herstellungsverfahren einschliesslich der spanabhebenden Bearbeitung hergestellt werden.The present invention relates to an improved system for the effective dissipation of the aforementioned heat generated by the torque transmission. To this Purpose is a number of grooves 48 in the drum 28 out. forms to enlarge the surface of the drum and around the "To aid heat transfer to a cooling system which is in contact with the drum. The annular grooves 48 are formed in a cylindrical wall 50 of the drum 28 and are aligned with the axis of rotation of the drum and the shafts 12 and 14 arranged concentrically. The grooves 48 concentric with the drum axis can be included using known manufacturing processes machining.

Die Kühlung der Trommel 28 wird durch einen Strom eines Kühlmediums über die Flächen derselben, insbesondere durch den Strom eines Kühlmittels durch die Nuten 48 in dieser durchgeführt. Obwohl viele verschiedene Arten von Kühlmedien zu diesem Zwecke Verwendung finden können, wird in der veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung Luft als Kühlmedium verwendet.The drum 28 is cooled by a flow of a cooling medium carried out over the surfaces of the same, in particular by the flow of a coolant through the grooves 48 in this. Although many different types of cooling media can be used for this purpose, it is illustrated in FIG Embodiment of the invention air is used as the cooling medium.

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Während die Kupplung 18 durch den Zutritt von Luft bei Atmosphärendruck in das Gehäuse 20 durch zweckdienliche Öffnungen gekühlt werden kann, wird die Kupplung 18 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 Strom der Luft um Blendplatten 56 einer Verteileranordnung 58 in die Nuten 48 unterstützt, in denen zum Kühlen der Trommel 28 die Luft erwärmt wird. Diese erwärmte Luft strömt dann aus dem Gehäuse durch rechteckige Öffnungen 60 heraus, die an im Abstand zueinander befindlichen Orten über eine zylindrische Wandung 62 des Gehäuses (vgl. Fig. 2 und 3) verteilt angeordnet sind. Das Zusammenwirken zwischen den Blendplatten 56 und der drehenden Trommel 28 induziert weiterhin einen Luftstrom von den Verteilerkammern 66 in die Nuten 48 und von diesen durch die Öffnungen 60.While the clutch 18 by the admission of air at atmospheric pressure can be cooled in the housing 20 through appropriate openings, the coupling 18 is in an essential more effectively cooled by pressurizing a chamber 54 inside the housing 20. This will increase the density of the Air is enlarged and a flow of the air is assisted around aperture plates 56 of a manifold assembly 58 into the grooves 48, in FIG which the air is heated to cool the drum 28. This heated air then flows out of the case through rectangular ones Openings 60, which are located at spaced locations over a cylindrical wall 62 of the housing (cf. Fig. 2 and 3) are arranged distributed. The interaction between the diaphragm plates 56 and the rotating drum 28 is induced furthermore, an air flow from the manifold chambers 66 into the grooves 48 and from these through the openings 60.

Während des Betriebes der Drehmomentsübertragungseinrichtung 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 anderen 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 Drehmomentsübertragungseinrichtung 10 ist, kann ein Gebläse oder Kompressor als Teil des Antriebs- oder Abtriebsteiles im Innern des Gehäuses vorgesehen sein.During operation of the torque transmitting device, air is pressurized into the chamber 54 through an inlet conduit 70 out, which is located between the housing 20 and a suitable fan or other compressor (not shown) extends. A number of movable fan blades or slats 72 are in conduit 70 adjacent to one Opening 74 (Fig. 1) in the housing 20 is provided to the controller to control the flow of air through the opening in a known manner. Although the use of a separate compressor or fan is preferred, since its output power is independent of the operating speed of the torque transmission device 10, a fan or compressor can be used as part of the drive or output part inside the housing be provided.

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 Verteilerkammern oder Taschen 66 (Fig.2 und 3) zu fliessen, die in Abständen um den Umfang um die Trommel 28 ausgebildet sind. Die Blendplatten 56At the moment in which the cooling air enters the chamber 54 under relatively high pressure, it shows the tendency to the outside to flow in the longitudinally extending distribution chambers or pockets 66 (Fig.2 and 3), which at intervals around the Circumference around the drum 28 are formed. The faceplates 56

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iind die Taschen 66 erstrecken sich in Längsrichtung des Gehäuses 20 zwischen kreisförmigen Endwandungen 76 und 78 des Gehäuses. Folglich wird&ie Trommel 28, während sie sich dreht, in der Folge der relativ dichten unter Druck stehenden Kühlluft in jeder der Taschen 66 nacheinander ausgesetzt.iind the pockets 66 extend longitudinally of the housing 20 between circular end walls 76 and 78 of the housing. Thus, while rotating, the drum 28 becomes in the As a result, the relatively dense pressurized cooling air is exposed in each of the pockets 66 in turn.

Nachdem sich die Luft in im wesentlichen axialer Richtung längs der Verteilerkammern oder Taschen 66 bewegt hat, fliesst die Luft nach innen durch die Innenenden oder Kanten 80 der Blendplatten 56 in die Nuten 48. Während die Luft nach innen fliesst trifft sie gegen 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. Es wird angenommen, dass während die Luft nach innen um die Innenkanten der Blendplatten 56 fliesst, die Luft die Neigung zeigt, aufgeladen oder in den Nuten 48 unter Wirkung sowohl des relativ hohen Druckes in den Taschen 66 und der Trommel 28 komprimiert zu werden, welche sich mit relativ hoher Geschwindigkeit an den ortsfesten Blendplatten vorbei bewegt.After the air has moved in a substantially axial direction along the distribution chambers or pockets 66, the flows Air inward through the inner ends or edges 80 of the faceplate 56 into the grooves 48. As the air flows inward it hits the grooved surface of the drum 28. The direction of flow of the air then changes in the Manner that it moves around the drum 28 in the manner indicated schematically by the arrows in Figs. It it is believed that as the air flows inwardly around the inner edges of the faceplates 56, the air exhibits the slope charged or compressed in the grooves 48 under the action of both the relatively high pressure in the pockets 66 and the drum 28 to become, which moves at a relatively high speed past the stationary faceplate.

Von dem Moment an, von dem die Luft in die Nuten 48 gelangt ist, findet eine innige Berührung zwischen der Luft und dem relativ grossen Oberflächenbereich der umlaufenden Ringe 84 (Fig. 1) statt, welche sich radial nach aussen von der Ringwandung 50 erstrecken. Diese Berührung über einen relativ grossen Oberflächenbereich unterstützt die Wärmeübertragung von der Trommel 28 auf die Luft in den Nuten 48. Während der relativ gross© Oberflächenbereich, der durch die Ringe 84 und die Nuten 48 gebildet ist, den Wärmeübergang unterstützt, können bei bestimmten Anwendungsfällen und Ausführungsformen der Drehmomentsübertragungseinrichtung die Ringe 84 weggelassen werden und zwar bei Ausführungen, die ausreichend durch einen Pressluftstrom in Berührung mit einer Trommel mit glatter Oberfläche gekühlt werden können.From the moment the air enters the grooves 48, there is intimate contact between the air and the relative large surface area of the circumferential rings 84 (FIG. 1), which extend radially outward from the ring wall 50 extend. This contact over a relatively large surface area aids in the transfer of heat from the drum 28 on the air in the grooves 48. During the relatively large © surface area formed by the rings 84 and the grooves 48 is, supports the heat transfer, can in certain applications and embodiments of the torque transmission device the rings 84 are omitted in designs which are sufficiently contacted by a compressed air stream can be cooled with a drum with a smooth surface.

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Nahdem die Wärme auf die Druckluft von der Trommel 28 übertragen wurde, tritt die aufgeheizte Luft in Auspufftaschen 88 ein, die um den Umfang um die Trommel 28 zwischen den Einlasstaschen 66 angeordnet sind. Die aufgeheizte Luft wird zur Aussenluft entweder durch Auslässe 60 (Fig. 2 und 3) in der Aussenwandung 62 des Gehäuses 20 ausgestossen, oder durch Anschluss der Auspuffkammern 88 an eine gemeinsame Auspuffkammer und von dort in die Aussenluft durch zweckdienlich angeordnete öffnungen in dem Gehäuse 20 ausgestossen. Dies führt dazu, dass ein Punkt auf der ausseren Fläche der Trommel 28 zunächst der relativ kühlen unter Druck stehenden Luft in den Taschen 66 und anschliessend den Auslässen 88 ausgesetzt wird, durch welche die aufgeheizte Luft ausgestossen wird. Es wird angenommen, dass dieses abwechselnde Aussetzen der Oberfläche der Trommel 28 den Taschen 66 der Kühlluft und den Auslässen 88 zu der wirksamen Kühlung der Trommel beiträgt.Next, the heat is transferred to the compressed air from the drum 28 the heated air enters exhaust pockets 88 that are circumferential around drum 28 between inlet pockets 66 are arranged. The heated air becomes either outside air ejected through outlets 60 (FIGS. 2 and 3) in the outer wall 62 of the housing 20, or by connecting the exhaust chambers 88 to a common exhaust chamber and from there into the outside air through appropriately arranged openings in the housing 20 ejected. As a result, a point on the outer surface of the drum 28 is initially relatively cool pressurized air in the pockets 66 and then exposed to the outlets 88 through which the heated Air is expelled. It is believed that this alternate exposure of the surface of the drum 28 to the pockets 66 the cooling air and outlets 88 contribute to the effective cooling of the drum.

Die Trommel 28 wirkt mit den Blendplatten 56 zusammen, um hierzwischen eine Anzahl von relativ kleinen langgestreckten Öffnungen (siehe Fig. 1) zu definieren, welche sich parallel zu der Drehachse der Trommel erstrecken. Diese öffnungen 90 weisen nach innen vorstehende Zähne oder Finger auf, die durch die Nuten 48 gebildet sind. Um das Unterdrucksetzen der Kammer 54 zu erleichtern ist die kombinierte Oberfläche aller Öffnungen 90, die zwischen den Innenkanten 80 der Blendplatten 56 und der Trommel 28 ausgebildet sind, kleiner als der Querschnittsbereich der öffnung 54 in der Leitung 70 ausgebildet. Folglich kann die Kammer 54 durch einen Druckluftstrom von einem Ventilator oder Gebläse in einem gewünschten örade leicht unter Druck gesetzt werden. Das Unterdrucksetzen der Kammer 54 unterstützt in vorteilhafter Weise einen Luftstrom durch die Öffnungen 90 zur Aussenluft, der einen etwas niedrigeren Druck aufweist.The drum 28 cooperates with the diaphragm plates 56 to therebetween define a number of relatively small elongated openings (see Fig. 1) which extend parallel to the Extend axis of rotation of the drum. These openings 90 have inwardly protruding teeth or fingers which pass through the grooves 48 are formed. To facilitate pressurization of the chamber 54, the combined surface area of all of the openings 90 is provided between the inner edges 80 of the diaphragm plates 56 and the drum 28 are formed smaller than the cross-sectional area of the opening 54 formed in the line 70. Consequently, the chamber 54 can be activated by a flow of compressed air from a fan or blower can be easily pressurized in a desired örade. Pressurizing the chamber 54 helps to advantage Wise an air flow through the openings 90 to the outside air, which has a slightly lower pressure.

Zusätzlich zur Erzeugung eines Luftstromes um die Trommel 28 herum wird das Unterdrucksetzen der Kammer 54 zu einem Luftstrom um den Rotor 24 um die Kupplung 18 wi-terhin zu kühlen.In addition to creating a flow of air around the drum 28, pressurizing the chamber 54 becomes a flow of air in order to continue to cool the rotor 24 around the clutch 18.

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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 fliesst, wie dies durch die Heile in Fig. 1 angezeigt ist. Dieser Luftstrom kühlt den Rotor 24. Die durch den Rotor 24 erwärmte Luft fliesst dann durch Öffnungen 98 in eine kreisförmige Endwandung 100 der Trommel 28. Danach fliesst die erwärmte Luft entweder um die axial verlaufenden Blendplatten 56 oder die Entblendplatten 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 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) durch die Wandung 76 eintritt. Dieses würde eine Umkehr der Richtung des Luftstromes durch die Kupplung bedingen. Das Kühlen der Trommel mit Druckluft jedoch würde weiterhin durchgeführt.For this purpose, the rotor 24 has a number of openings, which are shown in FIG generally indicated at 94, through which the air flows in a generally axial direction such as this the cure is indicated in FIG. This air flow cools the rotor 24. The air heated by the rotor 24 then flows through openings 98 in a circular end wall 100 of the drum 28. Thereafter, the heated air flows either around the axially extending aperture plates 56 or the aperture plates to the outlet 88 together with the air from the grooves 48 in the Drum. This air flow around the rotor is assisted by ribs 108 which extend from the end wall 100 of the drum extend outwards. If a separate fan is used, these ribs 108 may or may be omitted find use in an internal blower with air entering through wall 76 from an opening (not shown). This would cause a reversal of the direction of the air flow through the coupling. However, cooling the drum with compressed air would continue to be carried out.

Das Zusammenwirken zwischen den Nuten 48 und den um den Umfang verteilten Auslassen 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 Aussenf lachen verbundene Rippen zur Kühlung aufwiesen. Es wird angenommen, dass diese vergleichsweise ruhige Arbeitsweise der Drehmomentsübertragungseinrichtung 10 aus einem relativ turbulenzfreien Luftstrom durch die Nuten 48 resultiert.The interaction between the grooves 48 and the circumferentially distributed outlets 88 enables effective cooling of the Drum 28 without a comparatively high level of noise being generated. In fact, the airflow is through the grooves and around the cover plates 56 so quietly that it is not necessary to use a silencer, as has been the case up to now was common with certain types of coupling, which had ribs connected to their outer surfaces for cooling. It will assumed that this comparatively quiet operation of the torque transmission device 10 from a relatively turbulence-free Air flow through the grooves 48 results.

Weiterhin wurde während Versuchen festgestellt, dass die kombinierte Wirkung der Nuten 48 in dem Äusseren der Trommel 28 und dem Unterdrucksetzen der Kammer 54 zu einer KUhlwirkung der Kupplung 18 führt, die ungefähr viermal so gross ist, als die Kühlwirkung bei einer ähnlichen Kupplung,bei der die NutenFurthermore, it was found during tests that the combined Action of the grooves 48 in the exterior of the drum 28 and pressurizing the chamber 54 to have a cooling effect the coupling 18 leads, which is approximately four times as large as the cooling effect in a similar coupling in which the grooves

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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 ausseren 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 und es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf irgendeine besondere Theorie der Arbeitsweise der Kupplung 18 zu beschränken. Gleichfalls soll hervorgehoben werden, dass, obwohl die grösste Kühlwirkungsvergrösserung im Vergleichet einer Trommel mit glatter Oberfläche durch die Kombination der Nuten 48 und des Unterdrucksetzens der Kammer 54 erreicht wird, kann eine Vergrösserung der Kühlwirkung an einer Trommel mit glatter Oberfläche erreicht werden, indem die Kammer 54 unter Druck ge- · setzt wird, ohne dass die Nuten 48 in der Oberfläche der Trommel vorgesehen sind*are not present and which does not have a pressurized housing. It is believed that this increased significantly Heat transfer is caused at least in part by the increased speed of the cooling air when this in close contact in many places with the outer rotating one Surface of the drum comes. The contact area with the drum is enlarged and narrowed by the grooves Passage created for the cooling air. Although this explanation of the increased cooling effect achieved by pressurizing the Chamber 54 and through the grooves 48 is reached, is believed to be correct, serves to explain the improved cooling effect only to aid understanding of the invention and is not intended to limit the invention in any way particular theory of the operation of the clutch 18 to limit. It should also be emphasized that, although the greatest increase in the cooling effect compared to a drum with a smooth surface thanks to the combination of the grooves 48 and pressurizing chamber 54 is achieved an increase in the cooling effect on a drum with a smooth surface can be achieved by the chamber 54 being pressurized is set without the grooves 48 being provided in the surface of the drum *

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist zu ersehen, dass dieFrom the preceding description it can be seen that the

Drehmomentsübertragungseinrichtung 10 eine elektromagnetische Kupplung 18 mit einer 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 auf, welche rundum laufende Nuten 48 in der Aussenflache 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 versehenenTorque transmission device 10 includes an electromagnetic clutch 18 with a drum 28 and a rotor 24, which shows the tendency to be heated up during torque from the input shaft 12 to the output shaft 14 is transmitted. The drum 28 has a number of rings which have grooves 48 running all around in the outer surface of the Define drum. The coupling 18 is enclosed by a housing 20, which has cover plates 56, which are around the circumference distributed pockets 66 define the surface of drum 28 successively as it rotates is exposed. The heat is removed from the surface of the grooved at a relatively high rate

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Trommel 28 auf die Kühlluft relativ grosser Dichte übertragen. Diese aufgeheizte Luft wird durch die Öffnungen 60 unter minimaler Geräuschentwicklung ausgestossen, um mindestens teilweise die durch Übertragung des Drehmomentes zwischen der Trommel 28 und dem Rotor 24 erzeugte Hitze abzuleiten. Es soll hervorgehoben werden, dass, obwohl Luft als Kühlmedium in der beispielhaft 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.Transfer drum 28 to the cooling air of relatively large density. This heated air is through the openings 60 under minimal Noise development ejected to at least partially reduce the torque caused by the transmission of the torque between the drum 28 and dissipate heat generated by the rotor 24. It should be emphasized that although air is used as a cooling medium in the exemplary The illustrated embodiment of the invention is used, also under conditions other than media Cooling medium could be used and under special circumstances the cooling medium can even be in the form of a liquid to have.

Weiterhin soll hervorgehoben werden, dass, obwohl eine Kupplung mit ausgeprägten Polen im vorangegangenen veranschaulicht und erläutert wurde, die Erfindung mit anderen Kupplungsarten Verwendung finden kann. Insbesondere kann die Kupplung von der allgemein bekannten Art des Stehfeldwirbelstromtyps sein. Gleichfalls kann die Polanordnung von der "interdigitierten" Art sein. Eine Kupplung von diesem Typ ist in dem amerikanischen Patent Nr. 3 217 197 beschrieben und die vorliegende Erfindung kann auf diese Kupplung gleichfalls angewendet werden. 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.It should also be emphasized that although a coupling with pronounced poles is illustrated in the preceding and has been explained, the invention can be used with other types of coupling. In particular, the coupling of the general known type of standing field eddy current type. Likewise, the pole arrangement can be of the "interdigitated" type be. A coupling of this type is described in U.S. Patent No. 3,217,197 and is the present invention can also be applied to this coupling. The action between a grooved drum of a clutch of any of these types and of other known types with pressurized air in a housing similar to the housing 20 would be essentially the same and thus lead to improved cooling of the clutch.

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 Geschwindigkeitsvergrösserung verbessert den Wärme-It can be seen that the device described above uses air which is pressurized so as to be relative to have high density as a cooling medium. The pressurized air is supplied by a blower that works with the clutch is connected and directs air into a housing for the clutch. The compressed air provides the necessary energy to increase the air speed to enlarge when passed from an intake air pocket, under a bezel, and to an exhaust pocket will. This increase in speed improves the heat

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übertragiingskoeffizienten 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. Beispielsweise kann durch die Induktortrommel in freier Luft 15 thermische PS und in unter Druck stehender Luft 80 thermische PS abgeführt werden. Es wurden Versuche durchgeführt, die anzeigen, dass die Kapazität der Luft zur Wärmeabfuhr verbessert wird, wenn Druck und Dichte vergrössert werden.transfer coefficient between the air and a through this surface to be cooled. The result of this is an effective dissipation of the heat, which is caused by the transmission of a torque is generated between the drive part and the driven part. As the inductor drum rotates, the centrifugal force causes that the air leaves the drum. In order to ensure a sufficient supply of cooling medium, a sufficient Pressure may be provided to overcome the pressure generated by the centrifugal speed. At higher drum speeds the pressure of the cooling medium must be increased proportionally. For example, through the inductor drum in free 15 thermal PS in air and 80 thermal PS in pressurized air. Attempts have been made which indicate that the air's capacity to dissipate heat improves when pressure and density are increased.

Weiterhin wird bei der beschriebenen Drehmomentsübertragungseinrichtung die Verwendung von Kühlrippen minimiert und gleichfalls trotzdem eine relativ grosse Oberfläche zur Wärmeübertragung dadurch aufrechterhalten, dass eine mit Nuten versehene Trommel vorgesehen ist, die einen der Antriebs- oder Abtriebsteile bildet. Diese Nuten werden im Vergleich mit den bei dem Ausbilden von Kühlrippen auf der Trommel auftretenden Schwierigkeiten leicht durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt.Furthermore, in the torque transmission device described the use of cooling fins is minimized and, at the same time, a relatively large surface for heat transfer maintained by providing a grooved drum which forms one of the drive or output parts. These grooves are compared with the difficulties encountered in forming cooling fins on the drum easily made by machining.

Weiterhiiywird das Kühlmedium um die Antriebs- und 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 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 bekanntenThe cooling medium continues around the drive and driven parts distributed in pockets spaced around the circumference and the exhaust ports are arranged next to these pockets. the Pockets are arranged in such a way that a certain point on one of the parts successively passes the pockets and the Cooling medium is exposed in these and then runs past the outlet openings. This entire cooling system, including the high density air, the grooved drum, the spaced pockets and vents is extremely effective. Experiments have shown a substantial improvement in cooling efficiency compared to known ones

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Kupplungen ergeben, welche diese Merkmale nicht aufweisen.Couplings result which do not have these characteristics.

Es soll hervorgehoben werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebene Kupplung beschränkt ist, sondern gleichfalls auf andere drehmomentsübertragende Einrichtungen anwendbar ist, beispielsweise Motoren, Dynamometer usw., welche zwei relativ bewegliche Teile aufweisen, die während der Drehung Wärme erzeugen. .It should be emphasized that the present invention is not limited to the clutch described above, but also to other torque-transmitting devices is applicable, for example motors, dynamometers, etc., which have two relatively movable parts that during the rotation generate heat. .

Sämtliche in der Beschreibung erläuterten und in den Zeichnungen veranschaulichten Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung. All details explained in the description and illustrated in the drawings are important for the invention.

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Claims

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Claims

Coupling with a pair of relatively rotatable parts and with Devices for transmitting a torque between these parts, characterized by housing devices (20) which at least partially enclose the rotatable parts (12, 14) and a chamber for receiving a cooling medium Define and through dissipation of at least part of any amount of heat generated by the transmission of the torque Devices for generating a flow of the cooling medium under pressure in the housing devices (20) and in a heat transferring Relationship with the parts (12, 14), whereby in operation the pressurized cooling medium the heat transfer from the Divide (12, 14) performs.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the housing (20) has a number of pockets (66) for receiving the Has cooling medium which are arranged distributed around the circumference around one of the parts (12 or 14).

3. Coupling according to claim 2, characterized in that a number of exhaust openings (88) are provided, and that each Opening (88) is arranged close to the pockets (66).

4. Coupling according to claim 3, characterized in that the housing (20) has an inlet device (70) whose open Cross-sectional area is larger than the combined cross-sectional area formed by the exhaust ports (88).

5. Coupling according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized characterized in that the pockets (66) by Blendeinrich-

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lines (56, 104) are formed, which are arranged cooperating with one of the parts (12, 14) do the impingement of the To ensure cooling medium during operation on one of the parts (12, 14).

^A coupling according to claim 5, characterized in that the one part has an outer surface which defines a number of grooves (48) which extend in a direction transverse to the axis of the part.

7. Coupling according to claim 6, characterized in that the Grooves (48) are generally annular in shape and are disposed in coaxial relationship with the one portion.

8. Coupling according to one of the preceding claims 5 to 7, characterized in that the diaphragm devices a number of walls (56) which each extend axially from one part and have an inner edge region (80) have, which is arranged in the area with the grooves (48) in the one part and is effective together with these to to define a passage (90) through which, during operation, at least a portion of the cooling medium after entering the grooves (48) flows.

9. Coupling according to one of the preceding claims 5 to 7 » characterized in that the masking devices have a number of walls (104) which extend along the one Part extending in a direction transverse to the longitudinal axis of the grooves and which together with the grooves a number of passages define through which the cooling medium flows during operation.

10. Coupling according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the torque transmission devices includes a coil (32) for generating an electromagnetic field extending between the parts.

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