DE516334C

DE516334C - Friction clutch

Info

Publication number: DE516334C
Application number: DE1930516334D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Geppert
Original assignee: MAGNET WERK GmbH
Current assignee: MAGNET WERK GmbH
Priority date: 1930-01-09
Filing date: 1930-01-09
Publication date: 1931-01-23

Description

Bei den üblichen Reibungskupplungen erfolgt das Anpressen der Reibflächen mechanisch durch Kraftzufuhr von außen, sei es durch Hebel und Gestänge von Hand oder durch Zuführung von Druckluft, Druckwasser oder durch elektrische Vorrichtungen. Dabei ergeben sich für schwere Kupplungen umständliche, daher teuere Betätigungsvorrichtungen. Außerdem ist das SchaltenWith the usual friction clutches, the friction surfaces are pressed mechanically by supplying power from the outside, be it by means of levers and rods by hand or by supplying compressed air or pressurized water or by electrical devices. This results in cumbersome and therefore expensive actuating devices for heavy clutches. In addition, the switching is

ίο schwerer Kupplungen von Hand mit großer körperlicher Anstrengung verbunden. Bei Zuführung von Druckluft oder Druckwasser von außen sind schwer dicht zu haltende Stopfbüchsen eine ständige Quelle von Störungen. ίο heavier couplings by hand with large physical exertion. When supplying compressed air or pressurized water From the outside, stuffing boxes that are difficult to keep tight are a constant source of disturbance.

Aus diesem Grunde haben sich elektromagnetische Kupplungen eingeführt, bei denen die Kraftzufuhr durch Vermittlung einfacher Schleifringe geschehen kann. Der Nachteil der magnetischen Kupplungen liegt darin, daß für große Leistungen das zu übertragende Drehmoment durch die erforderlichen Eisenmasen begrenzt ist. Magnetische Kupplungen werden daher im Vergleich mit den mechanischen Kupplungen gleicher Leistung schwerer und somit teurer.For this reason, electromagnetic clutches have been introduced at which the power supply can be done through the intermediary of simple slip rings. Of the Disadvantage of the magnetic couplings is that for large powers that to be transmitted Torque is limited by the iron mass required. Magnetic clutches are therefore compared with the mechanical couplings of the same power are heavier and therefore more expensive.

Um die Vorteile der rein elektrischen Kraftzufuhr mit den Gewichtsvorteilen, die die rein mechanischen Kupplungen besitzen, zu vereinigen, wurde ein Verfahren angegeben, wie es durch das Patent 417194 bekannt geworden ist. Bei der praktischen Durchführung dieses Verfahrens macht jedoch die Umsetzung der Drehbewegung des kleinen rasch laufenden Motors in die langsam und stetig wirkende translatorische Bewegung, die die Anpressung der Reibflächen veranlaßt, gewisse Schwierigkeiten. Schnecken, Schrauben und andere mechanisch wirkende Übertragungsorgane ergeben verwickelte teuere Konstruktionen. Die Verwendung einer hydraulischen oder pneumatischen Kraftübertragung, bei der Druckkolben die Anpreßkraft erzeugen, scheiden für die Praxis aus, da unvermeidliche Druckverluste durch Undichtigkeiten zwischen Kolben und Zylinderwand die Anpreßkraft zu schnell sinken lassen, so daß ständig gepumpt werden müßte. Auch Stopfbüchsen und nach außen führende Steuerorgane kommen, wie bereits eingangserwähnt, praktisch nicht in Frage.To take advantage of the all-electric power supply with the weight advantages that to unite the purely mechanical clutches, a method was specified, as known by patent 417194 has become. In the practical implementation of this method, however, makes the Converting the rotary motion of the small, high-speed motor into the slow and steadily acting translatory movement that causes the friction surfaces to be pressed, certain difficulties. Screws, screws and other mechanically acting transmission organs result in intricate, expensive constructions. The use of hydraulic or pneumatic power transmission, when the pressure pistons generate the contact pressure, are ruled out in practice, as there are unavoidable pressure losses due to leaks Let the pressure between the piston and the cylinder wall drop too quickly, so that pumping would have to be carried out continuously. Stuffing boxes and external control organs also come, as already mentioned at the beginning, practically out of the question.

Die nachstehend beschriebene Erfindung ermöglicht nun die Verwendung der hydraulischen Kraftübertragung bei Reibungskupplungen mit an- oder eingebautem Elektromotor unter Verwendung einer mit dem Motor gekuppelten Pumpe als Druckerzeuger und Verwendung eines allseits geschlossenen Druckkörpers, der die Anpreßkraft der Reibflächen erzeugt und keinerlei Ledermanschetten oder Labyrinthdichtungen im Preßzylinder erfordert. Der Druckkörper ist aus ein-The invention described below now enables the use of the hydraulic Power transmission for friction clutches with an attached or built-in electric motor using one with the motor coupled pump as a pressure generator and use of a pressure body that is closed on all sides, which exerts the pressure on the friction surfaces and does not require any leather sleeves or labyrinth seals in the press cylinder. The pressure hull is made of

*) Von dein Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) Your patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Wilhelm Gepperi in Eisenach.Dipl.-Ing. Wilhelm Gepperi in Eisenach.

zelnen Blechlamellen gebildet, die aus zusammengeschweißten oder -gelöteten Blechringen bestehen. Die aneinanderliegenden Blechringe sind an den Rändern wechselweise, einmal außen, einmal innen, zu ziehharmonikaähnlichen Faltenkörpern miteinander verschweißt oder verlötet und durch Deckplatten zu allseits geschlossenen elastischen Körpern ausgebildet.Individual sheet metal lamellas formed from sheet metal rings welded or soldered together exist. The sheet metal rings lying next to one another are alternately at the edges, once outside, once inside, welded together to form accordion-like pleated bodies or soldered and through cover plates to form elastic bodies that are closed on all sides educated.

ίο Ein nach außen hin geschlossener Steuerzylinder, dessen Kolben durch die Druckwirkung der Flüssigkeit gesteuert wird, regelt den Weg der Druckflüssigkeit.ίο A control cylinder closed to the outside, whose piston is controlled by the pressure of the liquid, regulates the path of the hydraulic fluid.

Der Vorratsbehälter, aus dem die Druckflüssigkeit entnommen wird, ist zweckmäßig gleichfalls ein dem beschriebenen Druckkörper ähnlich aufgebauter elastischer Körper. Da Röhren, Pumpe, Druck- und Vorratskörper vollständig mit der Druckflüssigkeit ausgefüllt sind, ist es unmöglich, daß die Pumpe Luft ansaugt, was bekanntlich eine ständige Quelle von Störungen bildet.The reservoir from which the hydraulic fluid is removed, is also expediently one of the pressure hulls described similarly constructed elastic body. Since the tubes, pumps, pressure and reservoir bodies are completely filled with the hydraulic fluid are filled, it is impossible for the pump to draw in air, which is known to be a constant source of disturbance.

Der Steuerkolben wird durch die Druckflüssigkeit je nach der Drehrichtung bzw. Druckrichtung der Pumpe gesteuert. Diese Anordnung ermöglicht es, das Ein- und Ausschalten der Kupplung durch einfache elektrische Veränderung der Drehrichtung des Pumpenmotors vorzunehmen. Da im Laufe der Einschaltzeit der Kupplung trotzdem geringe Flüssigkeitsverluste eintreten können, die dann ein Nachlassen des Anpreßdruckes zur Folge hätten, ist es zweckmäßig, in die Kupplung gleichzeitig ein durch den absinkenden Druck betätigtes elektrisches Schaltorgan, beispielsweise ein Schaltmanometer, einzubauen. Dieses Schaltmanometer arbeitet dann derart, daß bei sinken dem D ruck der Stromkreis des Pumpenmotors sich selbsttätig wieder einschaltet und hierdurch den " Druck wieder auf die alte Höhe bringt, während er bei zunehmendem Druck sich wieder selbsttätig abschaltet. Mittels dieser Einrichtung ist es auch möglich, das Drehmo-⁴^ ment der Kupplung auf eine genau vorher bestimmte Höhe am Schaltmanometer einzustellen. The control piston is controlled by the hydraulic fluid depending on the direction of rotation or pressure direction of the pump. This arrangement makes it possible to switch the clutch on and off by simply changing the direction of rotation of the pump motor electrically. Since, in the course of the activation time of the clutch, small fluid losses can occur, which would then result in a decrease in the contact pressure, it is advisable to install an electrical switching element, for example a switching manometer, in the clutch at the same time that is actuated by the falling pressure. This switching manometer then works in such a way that when the pressure drops, the circuit of the pump motor switches itself on again and thus brings the pressure back to the old level, while it switches off again automatically when the pressure increases. the torque of the clutch ⁴ ^ ment to a precisely predetermined height at the set Schaltmanometer.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht. In diesen stellen die Fig. 1 'und ia den zur Verwendung kommenden elastischen Druckkörper sowie eine der ihn bildenden Lamellen im Schnitt bzw. vom einen Ende her gesehen dar.An exemplary embodiment of the invention is illustrated in the drawings. In these represent the Fig. 1 'and ia the to be used elastic pressure body as well as one of the lamellae forming it in section or seen from one end.

Die Fig. 2 und 2a veranschaulichen in zwei um 90 "gegeneinander versetzten Schnittdarstellungen eine zwischen der Pumpe und dem Druckkörper eingeschaltete Steuervorrichtung, währendFIGS. 2 and 2a illustrate in two sectional views offset from one another by 90 " a control device connected between the pump and the pressure body, while

Fig. 3 die ganze Kupplung in einem senkrechten Axialschnitt darstellt.Fig. 3 shows the entire coupling in a vertical axial section.

Der Darstellung ist eine Lamellenkupplung zügrunde gelegt; die Erfindung kann aber natürlich auch bei Kupplungen mit anderer Reibflächenanordnuiig i\nwendung finden.The illustration shows a multi-disc clutch; but the invention can can of course also be used for clutches with a different friction surface arrangement.

Die Kupplung besteht, wie insbesondere Fig. 3 erkennen läßt, aus einem Gehäuse a mit dem mit diesem verbundenen Elektromotor b, der Zahnradpumpe c mit der Druckleitung d, der Saugleitung e, dem Vorratsbehälter f und dem Druckkörper g sowie den äußeren Lamellen h. Das Gehäuse α ist auf der Welle i aufgekeilt. Auf dem anderen Wellenende k befindet sich die andere Kupplungshälfte / mit den Innenlamellen m. As can be seen in particular from FIG. 3, the coupling consists of a housing a with the electric motor b connected to it, the gear pump c with the pressure line d, the suction line e, the reservoir f and the pressure body g and the outer lamellae h. The housing α is keyed on the shaft i. The other coupling half / with the inner disks m is located on the other shaft end k.

Der Druckkörper g ist in Fig. 1 dem Prinzip nach dargestellt. Er besteht aus einzelnen Blechringen n, deren aneinanderstoßende Ränder wechselweise, einmal außen und einmal innen, miteinander verschweißt oder verlötet sind und so einen balgartigen federnden Körper ergeben. Die beiden Endringe W₁ und n_x sind durch die Deckplatten O₁ und Ci₂ verschlossen, durch deren eine hindurch die Zuführung der Druckflüssigkeit erfolgt.The pressure body g is shown in Fig. 1 according to the principle. It consists of n individual sheet-metal rings, the abutting edges alternately inside are welded or soldered, thus giving the outside once and once, a bellows-like elastic body. The two end rings W ₁ and n _x are closed by the cover plates O ₁ and Ci ₂ , through one of which the pressure fluid is supplied.

Derartige Druckkörper sind vollkommen dicht; die durch die Lamellen erzielte Elastizität genügt, um die Reibflächen voneinander zu lösen und anzupressen. Vorteilhaft verwendet man Druckkörper, die, wie in Fig. 3 für den Vorratsbehälter f und den Druckkörper g dargestellt, von einem äußeren und inneren Lamellensystem p_a und p_t begrenzt sind, also einen Ringraum einschließen.Such pressure bodies are completely tight; the elasticity achieved by the lamellae is sufficient to loosen the friction surfaces from one another and press them against one another. It is advantageous to use pressure bodies which, as shown in FIG. 3 for the storage container f and the pressure body g, are delimited by an outer and inner lamella system p _a and p _t , that is to say enclose an annular space.

Die Druckflüssigkeit wird dem Vorratsbehalter/ von der Zahnradpumpe"c durch die Saugleitung e entnommen und über den in Fig. 2 besonders dargestellten Steuerzylinder q durch die Druckleitung d dem Druckkörper g zugeführt.The pressure fluid is taken from the reservoir / from the gear pump " c " through the suction line e and fed to the pressure element g via the control cylinder q , which is particularly shown in FIG. 2, through the pressure line d.

Der Steuerzylinder q, durch den das Entweichen des Druckes aus dem Druckkörper g· bei stillstehendemMotor verhindert wird, enthält einen Kolben r, der durch die Federn s und t in der Mitte des Zylinders gehalten wird. Der Kolben r verschließt in dieser Mittellage den Zugang zur Druckleitung d und somit zum Druckkörper g. Die an den Enden des Steuerzylinders vorgesehenen Zuleitungen sind mit der Druck- und Ansaugseite no der Pumpe verbunden.The control cylinder q, which prevents the pressure from escaping from the pressure body g when the engine is at a standstill, contains a piston r which is held in the center of the cylinder by the springs s and t. In this central position, the piston r closes the access to the pressure line d and thus to the pressure body g. The supply lines provided at the ends of the control cylinder are connected to the pressure and suction side no of the pump.

Sollen die Reibflächen angepreßt bzw. soll die Kupplung eingerückt werden, so läßt man die Zahnradpumpe c aus dem Vorratsbehälter/ Druckflüssigkeit ansaugen und sie durch den Steuerzylinder q unter Beiseiteschieben des Steuerkolbens r und Zusammendrücken der Feder s in den Druckkörper g drücken. Dieser dehnt sich infolgedessen aus und preßt die Reibflächen gegeneinander. Ist der volle Anpreßdruck erreicht, so wird der Motor b durch ein eingebautes Schaltmanometer automatischIf the friction surfaces are to be pressed on or the clutch is to be engaged, the gear pump c is sucked in from the reservoir / hydraulic fluid and pressed into the pressure body g by the control cylinder q while the control piston r is pushed aside and the spring s is compressed. This expands as a result and presses the friction surfaces against each other. When the full contact pressure is reached, the motor b is automatically activated by a built-in switching manometer

wieder zum Stillstand gebracht. Die Feder j drückt den Kolben r sofort wieder in seine Ruhelage und verhindert das Rückströmen der Druckflüssigkeit aus dem Druckkörper g. Die Feder s muß mit dem zu erzielenden Anpreßdruck so abgestimmt werden, daß die öffnung sofort nach Stillsetzen der Pumpe c verschlossen wird.brought to a standstill again. The spring j immediately pushes the piston r back into its rest position and prevents the pressure fluid from flowing back out of the pressure body g. The spring s must be matched to the contact pressure to be achieved in such a way that the opening is closed immediately after the pump c is stopped.

Soll die Kupplung ausgerückt werden, so ίο läßt man den Motor in umgekehrter Drehrichtung laufen. Die Zahnradpumpe c saugt den Steuerkolben r an und gibt dadurch die in der Mitte des Steuerzylinders q befindliche Öffnung frei, worauf der Druck aus dem Druckkörper g in den Vorratsbehälter / übertreten kann, so daß sich die Reibflächen wieder lösen.If the clutch is to be disengaged, ίο let the motor run in the opposite direction of rotation. The gear pump c sucks in the control piston r and thereby releases the opening in the center of the control cylinder q , whereupon the pressure from the pressure body g can pass into the reservoir / so that the friction surfaces loosen again.

Durch das Schaltmanometer erfolgt das Ausschalten des Motors selbsttätig, sobald der erforderliche Anpreßdruck erreicht ist. Sinkt der Druck im Laufe der Einschaltzeit, etwa infolge der Undichtigkeit des Steuerkolbens, so schaltet sich der Motor bei Erreichung eines vorher eingestellten geringst zulässigen Anpreßdruckes automatisch wieder ein, ohne daß ein Gleiten der Reibflächen eintreten kann. Durch Einstellen des für die Kraftübertragung der Kupplung erforderlichen Anpreßdruckes am Schaltmanometer kann also das von der Kupplung zu übertragende Höchstdrehmoment jederzeit bestimmt werden. Gleichzeitig muß eine entsprechend starke Feder s eingesetzt werden.The switching manometer switches off the motor automatically as soon as the required contact pressure is reached. If the pressure drops in the course of the switch-on time, for example due to the leakage of the control piston, the motor automatically switches on again when a previously set minimum permissible contact pressure is reached, without the friction surfaces being able to slide. The maximum torque to be transmitted by the clutch can therefore be determined at any time by setting the contact pressure required for the power transmission of the clutch on the switching manometer. At the same time, a correspondingly strong spring s must be used.

Für das Wesen der Erfindung ist es gleichgültig, ob ein oder mehrere Druckkörper angeordnet sind, ebenso ob Motor oder Druckkörper zentrisch oder exzentrisch angeordnet sind. Motor, Pumpe und Druckkörper können natürlich auch auf dem Kupplungsteil, der die Innenlamellen trägt, angeordnet werden. For the essence of the invention, it does not matter whether one or more pressure bodies are arranged are, as well as whether the engine or pressure body are arranged centrically or eccentrically. Motor, pump and pressure hull can can of course also be arranged on the coupling part that carries the inner disks.

Claims

Patent claims:

i. Friction clutch with drive by an attached or built-in electric motor, characterized in that the motor (V ) drives a pump (c) which is also housed on or in the clutch, which pumps the liquid into a resilient pressure body (g) which is closed on all sides and which is thereby expands and thereby presses the friction surfaces against each other.

2. Friction clutch according to claim 1, characterized in that the reservoir (f) for the pressure fluid consists of a resilient body closed on all sides and is housed on or in the clutch.

3. Friction clutch according to claim 1 and 2, characterized in that the control of the pressure fluid is carried out by a control piston (r) which moves depending on the direction of rotation of the motor to one side or the other, in the engagement position the fluid outlet from the pressure body ( g) prevents and in the disengaged position an overflow of the hydraulic fluid from the pressure body into the reservoir (/) is allowed.

4. Friction clutch according to claim 1 to 3, characterized in that the pressure body (g ·) and the storage container (f) are formed from round metal disks or rings (n) , the outer and inner edges of which are joined to form harmonica-like resilient bodies by welding or soldering are composed.

5. Friction clutch according to claim 1 to 4, characterized in that an adjustable Switch manometer off when maximum pressure is reached ^ and if the contact pressure is below the permissible for power transmission. automatically switches the motor on again.

6. Friction clutch according to claim 1 to 5, characterized in that the control piston (r) is supported at both ends by a spring (s, t) which can be readjusted.

For this purpose ι sheet of drawings