DE455502C

DE455502C - Automatic friction clutch

Info

Publication number: DE455502C
Application number: DEA50244D
Authority: DE
Original assignee: ALBO KUPPLUNG GmbH; Dipl-Ing Karl Obermoser
Current assignee: ALBO KUPPLUNG GmbH; Dipl-Ing Karl Obermoser
Priority date: 1925-06-19
Filing date: 1925-06-19
Publication date: 1928-02-03

Description

Selbsttätige Reibungskupplung. Die Erfindung bezieht sich auf selbsttätige Reibungskupplungen mit Zeitverzögerung beim Umschalten, bei denen zum Überführen des einen Schaltzustandes in den anderen die Reibung zwischen den Reibflächen durch ein zwischen dieselben eingebrachtes flüssiges Schmiermittel eine Veränderung erfährt.Automatic friction clutch. The invention relates to automatic Friction clutches with a time delay when switching, with those for transferring the one switching state in the other through the friction between the friction surfaces a liquid lubricant introduced between them undergoes a change.

Bei bekannten Kupplungen wird das zwischen die Gleitflächen der Reibungskupplung eingebrachte Schmiermittel mit wachsender Drehzahl sehr schnell durch die Fliehkraft herausbefördert, so daß der dort insbesondere ins Auge gefaßte Übergang vom drehmomentschwachen Arbeitszustand zum drehmomentstarken durch rasches Anwachsen der Reibung herbeigeführt wird.In known clutches this is between the sliding surfaces of the friction clutch Introduced lubricant very quickly with increasing speed due to centrifugal force conveyed out, so that the transition from the low-torque one envisaged there in particular The high-torque working state brought about by a rapid increase in friction will.

Durch die Anwendung der prinzipiellen Maßnahmen des Erfindungsgegenstandes wird im Gegensätze zu dem bisher Bekannten durch die bei der Umlaufbewegung des flüssigen Schmiermittels auftretenden Kraftäußerungen die Reibung zunächst nicht erhöht, sondern verringert. Die damit bei der Eigenart der Zusammenhänge im Gegensätze zu den bekannten Maßnahmen erzielbaren Wirkungen dienen zur weiteren Kennzeichnung der technischen Bedeutung des Erfindungsgegenstandes.By applying the basic measures of the subject matter of the invention is in contrast to what is known up to now through the orbital movement of the Forces arising from liquid lubricant initially do not affect the friction increased but decreased. The contrasts with the peculiarity of the interrelationships Effects that can be achieved in addition to the known measures are used for further identification the technical significance of the subject matter of the invention.

Da es sich hier um ein flüssiges Medium handelt, dessen bei der Umlaufbewegung auftretende Kraftäußerungen das Mittel für die zeitliche Verzögerung abgeben, und bei solchen Medien Kraftäußerungen bei der Umlaufbewegung in Gestalt von Flüssigkeitsdrücken nur dann auftreten können, wenn das Medium für die Dauer seiner Wirksamkeit in einem entsprechend geschlossenen Raume gehalten wird, so ist bei dieser Anwendungsweise dafür zu sorgen, daß das Medium in dem wirksamen Raume der Kupplung, in dem es auf den Reibungsvorgang mittels seiner Kraftäußerung hintanhaltend einzuwirken vermag, vorübergehend zurückgehalten wird.Since this is a liquid medium, its during the orbital movement occurring force expressions give the means for the time delay, and in the case of such media, expressions of force during the orbital movement in the form of fluid pressures can only occur if the medium is in one for the duration of its effectiveness is kept appropriately closed spaces, so is with this application to ensure that the medium is in the effective space of the coupling in which it is on is able to prevent the friction process by means of its expression of force, is temporarily withheld.

Die Abb. i zeigt die Kupplung in einem teilweisen Schnitte längs der Kupplungsachse und die Abb. z in einem Schnitte senkrecht dazu.Fig. I shows the coupling in a partial section along the Coupling axis and Fig. Z in a section perpendicular to it.

Auf die antreibende Welle W ist vermittels der Keilverbindung V die Hülse M starr aufgeschoben, die am Umfange mit hervortretenden Zähnen Ml versehen ist. Beiderseits dieser sind die Kränze R1 und R, nach Art einer Leerscheibe auf der Hälse M lose drehbar gelagert. Diese beiden flanschartigen Kränze Rl und R2 sind mittels des Gewindes g zu einem Ganzen verschraubt und der von ihnen gebildete Hohlraum vermittels der Dichtung g1 nach außen abgedichtet. In dem Hohlraume zeigen die Kränze R, und R2 beispielsweise konisch ausgebildete Reibflächen r, an denen die eingebrachten kuppelnden Glieder E von sektorartiger Gestalt mit ihren dazu passenden Konusflächen El zu reiben bestimmt sind. Diese Glieder E sind so angeordnet, daß in die an ihren radial gerichteten Trennstellen vorhandenen offenen Räume jeweils die Zähne M1 der mit der Welle W fest verbundenen Hülse M eingreifen. Die- so mit der antreibenden Welle W in kraftübertragendem Zusammenhange stehenden Glieder E tragen an ihrem Außenumfange besondere Schaufeln E2 derart, daß sie bei ihrer Rotation nach Art einer Schleuderpumpe danach trachten, die Moleküle eines in dem Hohlraume eingeschlossenen flüssigen Mediums (Schmiermittels) möglichst weit von der Rotationsachse weg zu fördern.On the driving shaft W by means of the spline connection V is the Sleeve M pushed on rigidly, the circumference provided with protruding teeth Ml is. On both sides of this are the rings R1 and R, in the manner of a blank disk the necks M loosely rotatably mounted. These two flange-like rings Rl and R2 are screwed together by means of the thread g and the one formed by them Cavity sealed to the outside by means of the seal g1. Show in the cavity the rims R, and R2, for example, conical friction surfaces r on which the introduced coupling links E of sector-like shape with their to it matching conical surfaces El are intended to be rubbed. These links E are arranged so that in each of the open spaces present at their radially directed separation points the teeth M1 of the sleeve M firmly connected to the shaft W engage. This- so with of the driving shaft W in a force-transmitting relationship with members E carry special blades E2 on their outer circumference in such a way that they rotate during their rotation Seek in the manner of a centrifugal pump, the molecules of one in the cavity enclosed liquid medium (lubricant) as far as possible from the axis of rotation promote away.

Der im Innern der Kupplung gebildete Hohlraum ist nun beispielsweise durch die Einfügung eines vermittels der Liderungsringe C1 abgedichteten, achsial verschiebbaren Ringkolbens C in seiner Größe veränderlich gestaltet. In der dargestellten Ruhelage wird der Ringkolben C unter der Wirkung der Schraubendruckfeder N mit seiner Endfläche gegen die ihm zugekehrten Stirnseiten der Schaufeln E2 gedrückt, so daß damit das kleinstmögliche Volumen des Hohlraumes herbeigeführt wird. Wird nun in den Hohlraum ein flüssiges Medium f von guten Schmiereigenschaften eingebracht und die Welle W in Bewegung gesetzt, so werden infolge der Schleuderwirkung der Schaufeln E2 die einzelnen Flüssigkeitsteilchen unter eine radial nach außen gerichtete Pressung gesetzt. Da die Reibung der unter der Fliehkraftwirkung auf die Reibflächen r gepreßten Glieder E unter Zwischenschaltung des gleichfalls unter einer Pressung stehenden Schmiermittels vor sich geht, so hat man es bei (der weitgehenden Schmierung mit einem kuppelnden Eingriff unter nur verhältnismäßig ,geringem Drehmomente zu tun. Unter dem auftretenden Flüssigkeitsdrucke trachtet nun der Ringkolben C entgegen der- Wirkung der Feder N achsial seitwärts nachzugeben. Diese Seitwärtsbewegung wird nun dadurch gehemmt, daß das im Raume, in dem die 'Feder N angeordnet ist, hinter dem Kolben C befindliche Medium (Luft, Flüssigkeit) gezwungen wird, durch den Kanal Y, dessen Querschnitt durch die Schraube Yl weitgehend verengt werden kann, allmählich zu entweichen. Hand in Hand mit der eintretenden Seitwärtsbewegung des Kolbens C vergrößert sich der Hohlraum im Innern der Kupplung, so daß sich der ringförmige Spiegel der Flüssigkeit, der sich etwa bei f2 befunden haben möge, immer mehr radial nach außen verschiebt und schließlich die gesamten Reibflächen Y nicht mehr vom Schmiermaterial benetzt werden. Mit der Entfernung des Schmiermaterials von den Reibflächen ist eine Steigerung des Reibungskoeffizienten verbunden, die das übertragbare Reibungsmoment der Kupplung natürlich entsprechend erhöht. Der Erfindungsgegenstand, der bezweckt, das neue Kupplungsdrehmoment mit einer zeitlichen Verzögerung auftreten zu Lassen, ist also dadurch verwirklicht, daß es, einer gewissen Zeit bedarf, um das Schmiermittel von den Gleitflächen Y unter Zurückschieben des Kolbens C fortzufördern und so durch die durch das anfängliche Zurückhalten des Mediums im wirksamen Raume infolge der Rotationsbewegung des Mediums auftretenden Kraftäußerungen in Gestalt einer erzeugten Flüssigkeitspressung den Reibungswert herabzusetzen.The cavity formed inside the coupling is now for example by the insertion of an axially sealed by means of the eyelid rings C1 displaceable annular piston C designed variable in size. In the illustrated The annular piston C becomes the rest position under the action of the helical compression spring N with its End face pressed against the end faces of the blades E2 facing it, so that so that the smallest possible volume of the cavity is brought about. Is now in a liquid medium f of good lubricating properties is introduced into the cavity and the shaft W is set in motion, as a result of the centrifugal effect of the blades E2 the individual liquid particles under a pressure directed radially outwards set. Since the friction is pressed under the effect of centrifugal force on the friction surfaces r Link E with the interposition of the also under pressure Lubricant is going on, so one has it with (the extensive lubrication with to do a coupling engagement with only relatively low torques. The annular piston C now approaches under the liquid pressure that occurs the effect of the spring to yield sideways axially. This sideways movement is now inhibited by the fact that in the space in which the 'spring N is arranged, medium (air, liquid) located behind piston C is forced through the channel Y, the cross-section of which is largely narrowed by the screw Yl can gradually escape. Hand in hand with the incoming sideways movement of the piston C enlarges the cavity inside the clutch, so that the ring-shaped mirror of the liquid, which may have been around f2, always more radially outwards and finally the entire friction surfaces Y do not more of the lubricant are wetted. With the removal of the lubricating material an increase in the coefficient of friction is associated with the friction surfaces the transferable friction torque of the clutch naturally increases accordingly. Of the Subject of the invention, the purpose of which is the new clutch torque with a temporal Allowing delay to occur is thus realized by the fact that it, a certain It takes time to remove the lubricant from the sliding surfaces Y while pushing back the To advance piston C and so by the initial retention of the Medium occurring in the effective space as a result of the rotational movement of the medium Expressions of force in the form of a generated liquid pressure determine the coefficient of friction to belittle.

Mit dem Stillsetzen der Kupplung kehrt der Ringkolben C unter dem Einfluß der Feder N wieder nach seiner Ausgangslage zurück, wobei beispielsweise durch das Kugelventil U unter der Wirkung der Feder U1 dafür gesorgt werden kann, daß für die Rückwärtsbewegung neben der öffnung Y eine wesentlich erweiterte Durchlaßöffnung zum Einlassen der Luft zur Verfügung steht. Mit dem Fortfall des Kugelventils U läßt sich selbstverständlich auch die Wirkungsweise der Kupplung nach der Seite der Entkupplung zu vermittels der Querschnittsverringerung durch die SchraubeYi entsprechend verzögern.When the clutch is shut down, the annular piston C returns under the Influence of the spring N back to its original position, for example the ball valve U under the action of the spring U1 can ensure that that for the backward movement in addition to the opening Y there is a substantially widened passage opening is available to let in the air. With the elimination of the ball valve U Of course, the mode of operation of the clutch can also be turned sideways the decoupling by means of the cross-section reduction by the screw Yi delay accordingly.

Die Erhöhung des Reibungskoeffizienten kann nun im allgemeinen nicht in einem sehr weitgehenden Maße stattfinden, da die .einmal gefetteten Reibflächen Y durch die Schleuderwirkung nicht _ ohne weiteres wieder entfettet werden können und dadurch immerhin noch eine teilweise Schmierung vorliegt. Es gehört nun weiterhin zu den Maßnahmen des Erfindungsgegenstandes, nach Ablauf einer gewissen Zeit den Reibungskoeffizienten bis auf den Wert der vollkommen trockenen Reibung zu erhöhen. Dies wird einmal dadurch erreicht, daß infolge der fortbestehenden Förderwirkung der Schaufeln E2 - und dies selbst beim Stillstande der Kupplungshälfte Rl, 1Z2 - der Ringkolben C in seiner den Innenraum vergrößernden, seitwärts gedrängten Stellung erhalten wird, einer Stellung, in der lediglich die Förderschaufeln E2 in das Schmiermittel tauchen, nicht aber die Reibflächen Y vom Schmiermittel benetzt werden. Da so im Gegensatze zu bisher bekannten Bauarten, bei denen entsprechende besondere Förderelemente im Flüssigkeitsraume außerhalb des Bereiches der Reibflächen Y fehlen, die Reibflächen r während des Umlaufes von neuer Schmiermittelzufuhr vollkommen befreit bleiben, so muß der noch- schmierende restliche Fettüberzug der Reibflächen insbesondere unter dem Einfluß der Reibungswärme allmählich verschwinden; so daß nach Ablauf einer gewissen Zeit der Reibungskoeffizient der vollkommen trockenen Reibung .eintritt und die Kupplung wiederum mit.einerentsprechenden zeitlichen Verzögerung in den neuen Zustand der größtmöglichen Drehmomententwicklung übergeführt wird.The increase in the coefficient of friction is generally not possible take place to a very large extent, since the friction surfaces, which have been greased once Y cannot be degreased again easily due to the centrifugal effect and as a result, there is still partial lubrication. It still belongs now to the measures of the subject matter of the invention, after a certain time the To increase the coefficient of friction up to the value of the completely dry friction. This is achieved once that as a result of the continuing conveying effect of the blades E2 - and this even when the coupling half Rl, 1Z2 is at a standstill - The annular piston C in its laterally pushed position, which increases the interior space is obtained, a position in which only the conveyor blades E2 in the lubricant immerse, but not the friction surfaces Y are wetted by the lubricant. Since so im Opposites to previously known types in which corresponding special conveying elements In the fluid space outside the area of the friction surfaces Y, the friction surfaces are missing r remain completely free of new lubricant supply during the cycle, the remaining grease coating of the friction surfaces, which is still lubricating, must in particular gradually disappear under the influence of frictional heat; so that after expiration the coefficient of friction of completely dry friction occurs after a certain time and the clutch in turn with a corresponding time delay in the new state of the greatest possible torque development is transferred.

Anstatt von diesem Mittel - Erwärmung durch die Reibungswärme - zur Entfernung des Schmi.ermittelrestes von den Reibflächen r Gebrauch zu machen - ein Mittel, dessen Anwendung nur dadurch möglich ist, daß jede weitere Benetzung der Reibflächen r durch die Förderwirkung der Schaufeln E. vermieden bleibt, und weil die auf das Herbeiführen des neuen Arbeitszustandes (nämlich des ZViederausrückens) abzielende Kraftäußerung der Feder N durch die Kraftäußerung des rotierenden flüssigen Mediums vorübergehend zurückgehalten wird, :ein Zurückhalten, das z. B. so lange erforderlich ist, als die etwa zunächst stillstehende, angetriebene Kupplungshälfte IZi, R2 die Umlaufgeschwindigkeit der antreibenden Kupplungshälfte nicht erreicht hat -, gehört es zum Gegenstande der Erfindung, die volle Drehmomentausübung beispielsweise auch durch Beseitigung des Schmiermittelrestes unter Anwendung eines zweiten flüssigen Mediums f1 durchzuführen, das ein geringeres spezifisches Gewicht als das Schmiermittel f besitzt und das sich alsdann infolge der Zentrifugenwirkung von dem Schmiermittelspiegel /z an radial nach einwärts schichtet. Mit dem radialen AuswärtswanderndesTrennspiegels f2 infolge allmählichen Nachgebens des Ringkolbens C werden die Reibflächenr schließlich anstatt vom Schmiermittel f von dem zweiten, spezifisch leichteren Medium f1 bespült, das die Eigenschaft hat, die an den Reibflächen r noch haftengeblieb:enen Schmiermittelrückstände zu entfernen. Es ist dabei sowohl möglich, die Verhältnisse so zu wählen, nach einer gewissen Zeit schließlich die Reibflächen ,r nur noch vom Medium f1 bespült zu halten, wobei das Medium f1 eine möglichst geringe Schmierwirkung bzw. eine möglichst große Erhöhung des Reibungskoeffizienten hervorzubringen haben würde, als auch noch das Medium f1 von den Reibflächen r nach außen zurücktreten zu lassen.Instead of this means - warming by the frictional heat - to use r to remove the lubricant residue from the friction surfaces - a means whose application is only possible if any further wetting the friction surfaces r is avoided by the conveying action of the blades E., and because the on bringing about the new working state (namely the ZViederausrückens) targeting the expression of force of the spring N through the expression of force of the rotating liquid Medium is temporarily held back: a holding back that z. B. so long is required than the approximately initially stationary, driven coupling half IZi, R2 the rotational speed of the driving coupling half is not reached has - it belongs to the subject matter of the invention, the full torque exertion, for example also by removing the lubricant residue using a second liquid Medium f1 to carry out, which has a lower specific weight than the lubricant f possesses and which then as a result of the centrifuge effect from the lubricant level / z an stratifies radially inward. With the separating mirror moving radially outwards f2 as a result of the gradual yielding of the annular piston C, the friction surfaces finally become washed by the second, specifically lighter medium f1 instead of the lubricant f, that has the property that still adhered to the friction surfaces: enen lubricant residues to remove. It is possible to choose the proportions according to one Finally, for a certain time, the friction surfaces can only be kept rinsed by the medium f1, the medium f1 having the lowest possible lubricating effect or as great a lubricating effect as possible Would have to bring about an increase in the coefficient of friction, as well as that To allow medium f1 to recede from the friction surfaces r to the outside.

An Stelle der im gewählten Beispiel gezeigten konstruktiven Einzelheiten führen natürlich zahllose andere körperliche Verwirklichungen des Erfindungsgegenstandes zum Ziele, der darin besteht, daß :die LTberführung des einen Schaltzustandes der Kupplung zum anderen - die auch in mehreren Etappen durchgeführt werden könnte - unter Einfügung einer Zeitverzögerung vor sich geht, die dadurch hervorgerufen wird, daß das Schmiermittel in seinem Abfluß zunächst gewaltsam gestaut wird. Da es zu den Aufgaben einer Anlaßkupplung gehört, den so herbeigeführten neuen Schaltzustand in einen weiteren neuen Zustand bzw. auch in den Ausgangszustand zurückzuführen, so gehört es auch zu den hier beschriebenen Maßnahmen des Erfindungsgegenstandes, derartige Übergangseinrichtungen bzw. Rückführungseinrichtungen auszugestalten.Instead of the structural details shown in the example chosen lead of course countless other physical realizations of the subject invention to the goal, which is that: the transfer of one switching state of the Coupling to the other - which could also be carried out in several stages - takes place with the introduction of a time delay which is caused by that the lubricant is initially forcibly dammed in its drain. Because it too one of the tasks of a starting clutch, the new switching state thus brought about to return to another new state or also to the initial state, so it is also part of the measures of the subject matter of the invention described here, to design such transition devices or return devices.

Es steht naturgemäß frei, den Erfindungsgegenstand als Anlaßkupplung zur Lösung der Aufgaben Anwendung finden zu lassen, die das Anlassen von einphasigen oder mehrphasigen Kurzschlußankermotoren oder sonstigen Elektromotoren stellt, oder ihn zur Lösung ähnlicher Aufgaben in der Technik anzuwenden. Die Zeitverzögerung ermöglicht beispielsweise, gewisse elektrische Schaltvorgänge oder mechanische Anlaßvorgänge vor dem ein- oder mehrstufigen Umschalten der Kupplung durchzuführen.It is of course free to use the subject of the invention as a starting clutch to be used to solve the tasks involving the starting of single-phase or multiphase short-circuit armature motors or other electric motors, or to use it to solve similar problems in technology. The time delay enables, for example, certain electrical switching processes or mechanical starting processes to be carried out before switching the clutch in one or more stages.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic friction clutch with time delay when switching, in which the friction is introduced between the friction surfaces liquid lubricant is changed, characterized in that to bring about the time delay in transferring the clutch from one switching state in the other the one entering between the clutch friction surfaces: a rotational movement executing liquid lubricants by centrifugal action and by simultaneous Damming the drain below a reduction in the friction between the clutch friction surfaces effecting pressure set and thereby with a more or less time delay is conveyed out between the clutch friction surfaces.

2. Automatic friction clutch according to claim i, characterized by a device that provides a delayed exit of the liquid lubricant from his work area.

3. Automatic ones Friction clutch according to claims i and 2, characterized in that the Liquid lubricant leaked from his work area with the wear and tear or cessation the rotational movement of the clutch is delayed or delayed due to the working cycles The forces gained by the clutch are fed back into its working area. q ..

Automatic friction clutch according to claims i to 3, characterized in that that the removal of the liquid lubricant from its working space and the return takes place in the same by elastic deformation of the working space.

5. Automatic ones Friction clutch according to claims i to ¢, characterized in that the lubricating effect of the liquid lubricant by flushing the Clutch friction surfaces with one introduced into the working space of the liquid lubricant by centrifugal action second liquid body separated therefrom is wholly or partially canceled.

6. Automatic friction clutch according to claims i to 5, characterized in that the measures for delaying the induction of the one switching state for the delay in inducing the other switching state are used in whole or in part. Automatic friction clutch according to claims i to 6, characterized in that the inner, driving clutch parts conveying elements, such as. B. blades ' (E2), which revolve with a larger radius than the friction surfaces (Ei) of the clutch and thus the lubricant that has already emerged from the friction surfaces (Y, E'1) is kept in circulation for the purpose, also with Standstill of the outer coupling half to keep the friction surfaces (r, E'1) free of the lubricant that has already leaked out.