DE1042983B

DE1042983B - Magnetic particle clutch

Info

Publication number: DE1042983B
Application number: DES47733A
Authority: DE
Inventors: Clifford Stuard Steadman; Cyril Henderson
Original assignee: S Smith and Sons Ltd
Current assignee: S Smith and Sons Ltd
Priority date: 1955-03-03
Filing date: 1956-02-29
Publication date: 1958-11-06

Description

Magnetpulverkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetpulverkupplung mit in einem Kupplungsteil angeordneter Erregerspule, deren Feld über magnetisierbare Teilchen im Arbeitsraum den anderen Kupplungsteil kuppelt.Magnetic Particle Clutch The invention relates to a magnetic particle clutch with an excitation coil arranged in a coupling part, the field of which is via magnetizable Particles in the working area couple the other coupling part.

Bei derartigen Kupplungen hält einer der Kupplungsteile, für gewöhnlich der treibende Kupplungsteil, häufig eine Erregerwicklung in Form einer Spule, welche in einem ringförmigen Kanal in einem ferromagnetischen Teil angeordnet ist. Der Kanal kann fest geschlossen oder relativ offen sein. Im ersten Fall kann der andere Bauteil, im allgemeinen der getriebene Kupplungsteil, ein verhältnismäßig leichter mit Flansch versehener Bauteil von geringem Beharrungsvermögen oder Trägheitsmoment sein, wobei der Flansch und das Magnetpulver im Spalt des ferromagnetischen Teils vorgesehen ist. Im zweiten Falle ist es nötig, einen Stromweg von ziemlich geringem magnetischen Widerstand vorzusehen, und zwar wird dies dadurch erreicht, daß der andere Kupplungsteil, d. h. der getriebene Kupplungsteil, aus ferromagnetischem Werkstoff von verhältnismäßig großem Querschnitt und auf diese Weise mit wesentlichem Beharrungsvermögen oder Trägheitsmoment hergestellt wird, wobei das Magnetpulver dann im Zwischenraum oder Spalt zwischen dem treibenden und dem getriebenen Kupplungsteil angeordnet ist.In such couplings, one of the coupling parts usually holds the driving coupling part, often an excitation winding in the form of a coil, which is arranged in an annular channel in a ferromagnetic part. Of the Channel can be tightly closed or relatively open. In the first case, the other can Component, generally the driven coupling part, a relatively light one Flanged component of low inertia or moment of inertia be, with the flange and the magnetic powder in the gap of the ferromagnetic part is provided. In the second case it is necessary to have a current path of quite a small one Provide magnetic resistance, and this is achieved in that the other coupling part, d. H. the driven coupling part, made of ferromagnetic Material of relatively large cross-section and in this way with essential Inertia or moment of inertia is produced using the magnetic powder then in the space or gap between the driving and the driven coupling part is arranged.

Störungen entstanden bislang durch Korrosion der magnetischen Pulverteilchen im Betrieb, und es hat aus nicht völlig verständlichen Gründen den Anschein, daß diese Störungen im ersten Falle weniger ins Gewicht fielen, als im zweiten Falle. Die zuerst genannte Ausführungsform ist jedoch für manche Anwendungsfälle, beispielsweise bei einem Fahrzeugtransmissionsystem, wegen des notwendigerweise hohen Beharrungsvermögens oder Trägheitsmomentes des getriebenen Kupplungsteils nicht geeignet.Up to now, disturbances have arisen from corrosion of the magnetic powder particles in operation, and for reasons that are not entirely understandable it appears that these disturbances were less important in the first case than in the second. However, the first-mentioned embodiment is for some applications, for example in a vehicle transmission system, because of the necessarily high inertia or moment of inertia of the driven coupling part is not suitable.

Die Erfindung betrifft eine Magnetpulverkupplung mit in einem Kupplungsteil angeordneter Erregerspule, deren Feld über magnetisierbare Teilchen im Arbeitsraum den anderen Kupplungsteil kuppelt, und ihr Hauptmerkmal besteht erfindungsgemäß darin, daß der andere Kupplungsteil als dünne zylindrische Schale ausgebildet ist, an deren dem Arbeitsraum abgewandten Fläche ein relativ zu beiden Kupplungsteilen verdrehbarer Körper aus magnetischem Material angeordnet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der verdrehbare Körper aus magnetischem Material innerhalb des getriebenen Kupplungsteiles vorgesehen, und ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auch im Raum zwischen dem verdrehbaren Körper aus magnetischem Material und dem getriebenen Kupplungsteil magnetisierbare Teilchen wirksam sind. Schließlich besteht erfindungsgemäß noch der getriebene Teil aus zwei einander gegenüberliegenden, napfförmigen Teilen, von welchem die Ränder, die zusammen den verdrehbaren Körper aus magnetischem Material umschließen, gegeneinanderstoßen.The invention relates to a magnetic particle clutch with a clutch part arranged excitation coil, the field of which is via magnetizable particles in the working area the other coupling part couples, and its main feature is according to the invention in that the other coupling part is designed as a thin cylindrical shell, on its surface facing away from the work space, a relative to both coupling parts rotatable body made of magnetic material is arranged. In further development of the invention is the rotatable body of magnetic material within the driven coupling part is provided, and there is another feature of the invention in that also in the space between the rotatable body made of magnetic material and the driven coupling part magnetizable particles are effective. In the end According to the invention, the driven part still consists of two opposite, cup-shaped parts of which the edges that together form the rotatable body Enclose made of magnetic material, butt against each other.

Durch die Erfindung ist der Vorteil gegeben, daß der getriebene Kupplungsteil mit geringem Trägheitsmoment ausgeführt werden kann.The invention has the advantage that the driven coupling part can be carried out with a low moment of inertia.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der als Beispiel eine Querschnittsdarstellung einer Kupplung nach der Erfindung, welche sich zum Einbau in das Transmissions- oder Drehmomentübertragungssystem eines Kraftfahrzeugs eignet, wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben werden.The invention is now based on the example of a cross-sectional illustration a coupling according to the invention, which is suitable for installation in the transmission or torque transmission system of a motor vehicle, reproducing drawing be described in more detail.

Die Kupplung sitzt in einem herkömmlichen, mit 1 bezeichneten Glockengehäuse, welches an der Rückseite eines ähnlichen Maschinenku.rbelwellenkastens angebracht ist. Ein Teil des treibenden Kupplungsteils, welcher zugleich das Maschinenschwungrad bildet, ist mit 2 bezeichnet und ist an dem Ende der mit 3 bezeichneten Kurbelwelle durch Bolzen befestigt. Ein weiterer Teil des treibenden Kupplungsteils, welcher mit 4 bezeichnet ist, ist an dem ersten Teil 2 angeschraubt. Die Teile 2 und 4 bestehen beide aus ziemlich hochdurchlässigem, ferro@magnetischem Werkstoff. Zusammen bilden sie den Magnetfeldkörper und sind so geformt, daß sie einen ringförmigen Kanal 5 bilden, welcher auf die gemeinsame Achse von Kupplung und Maschinenkurbelwelle zentriert ist, und in welchem eine Erregerspule 6 angeordnet ist, deren Wicklungen die Kupplungsachse umgeben. Die Enden von Spule 6 sind mit Schleifringen fi verbunden, auf welchen nicht dargestellte Bürsten gleiten. Ein nichtmagnetischer Ring 18 schließt den Spalt zwischen den Teilen 2 und 4, so daß die Flächen von 2, 4 und 18 zusammen eine zylindrische Fläche 19 bilden. Die von der Kupplung getriebene Welle ist mit 8 bezeichnet und ist mit einem Ende in einem Kugellager 9 angeordnet. Der getriebene Teil der Kupplung ist an der Welle 8 befestigt und weist zwei einander gegenüberliegende Kupplungsteile 10 und 11 auf, welche gezogene Unterteile gemäß der Zeichnung haben, wobei die mit ihren Rändern gegeneinanderstoßenden Teile 10 und 11 mit dem Flanschbauteil 12 verschraubt sind, welcher auf die Welle 8 aufgekeilt ist. Die Kupplungsteile 10 und 11 bilden auf diese Art und Weise eine zylindrische Fläche 13, welche nahe der Fläche 19 angeordnet ist, so daß die Flächen 13 und 19 einen Luftspalt 14 bilden, in den eine Mischung aus ferromagnetischen Teilchen eingebracht wird. Ein ringförmiger Körper 15 mit Dreiecksquerschnitt aus magnetischem Material sitzt mit seiner Grundfläche nahe den Innenflächen der Kupplungsteile 10 und 11 und bildet einen Luftspalt 14 sowie einen weiteren Luftspalt 17 und ist für eine Drehung relativ zum getriebenen Kupplungsbauteil vermittels eines Kugellagers 16 ausgebildet.The coupling sits in a conventional bell housing designated 1, which is attached to the back of a similar engine spool box is. Part of the driving clutch part, which is also the machine flywheel forms, is designated by 2 and is at the end of the designated 3 crankshaft fastened by bolts. Another part of the driving clutch part, which is denoted by 4, is screwed to the first part 2. Parts 2 and 4 exist both made of fairly highly permeable, ferro @ magnetic material. Form together they the magnetic field body and are shaped so that they have an annular channel 5 form, which centers on the common axis of the clutch and the machine crankshaft is, and in which an excitation coil 6 is arranged, the windings of which the coupling axis surround. The ends of coil 6 are connected to slip rings fi on which Brushes not shown slide. A non-magnetic ring 18 closes the gap between parts 2 and 4 so that the areas of 2, 4 and 18 together form a cylindrical surface 19. The shaft driven by the clutch is denoted by 8 and is arranged at one end in a ball bearing 9. Of the driven part of the clutch is attached to the shaft 8 and has two each other opposite coupling parts 10 and 11, which drawn lower parts according to of the drawing, the parts 10 and 11 are screwed to the flange component 12, which is keyed onto the shaft 8 is. The coupling parts 10 and 11 form a cylindrical one in this way Surface 13, which is arranged close to surface 19, so that surfaces 13 and 19 form an air gap 14 into which a mixture of ferromagnetic particles is introduced will. An annular body 15 with a triangular cross-section made of magnetic material sits with its base close to the inner surfaces of the coupling parts 10 and 11 and forms an air gap 14 and another air gap 17 and is for a Rotation relative to the driven coupling component by means of a ball bearing 16 educated.

Es ist ersichtlich, daß die Erregung der Wicklung 6 den Magnetfluß vom Bauglied 2 durch den Luftspalt 14, das Teil 10, den Luftspalt 17, den Körper 15 aus magnetischem Material usw. zum Teil 4 bewirkt. Das Teil 15, welches für das Hindurchlassen des maximal benötigten Flusses ohne Sättigung ausreichend bemessen bzw. verhältnismäßig groß sein und ein hohes oder großes Beharrungsvermögen aufweisen muß, ist frei drehbar in bezug auf den getriebenen Teil und überträgt kein Trägheitsmoment auf die getriebene Welle. Die Kupplungsteile 10 und 11 können von verhältnismäßig leichter Bauart sein, solange sie zur Aufnahme der Drehmomentbelastung hinreichend stark sind, so daß das auf die Welle übertragene oder ausgeübte Trägheitsmoment verhältnismäßig klein sein kann, wie es beispielsweise bei einer Kraftfahrzeugkupplung nötig ist.It can be seen that the energization of the winding 6 causes the magnetic flux from the member 2 through the air gap 14, the part 10, the air gap 17, the body 15 of magnetic material and so on to the part 4. The part 15, which has to be sufficiently sized or relatively large for the passage of the maximum required flow without saturation and have a high or high inertia, is freely rotatable with respect to the driven part and does not transmit any moment of inertia to the driven shaft. The coupling parts 10 and 11 can be of relatively light construction as long as they are strong enough to absorb the torque load so that the moment of inertia transmitted or exerted on the shaft can be relatively small, as is necessary, for example, in a motor vehicle clutch.

Der Luftspalt 17 kann auch mit einer Magnetpulvermischung gefüllt sein. In diesem Falle wird der Körper 15 aus magnetischem Material mit dem von der Kupplung getriebenen Bauteil wirksam gekuppelt sein, wenn die Wicklung 6 erregt und die Kupplung eingerückt ist. Wenn jedoch die Kupplung ausgerückt ist, wird eine sehr kleine Kuppelwirkung zwischen dem Körper 15 aus magnetischem Material und dem getriebenen Bauteil durch das nicht magnetisierte Magnetpulver im Spalt 17 vorhanden sein, so daß das wirksame Beharrungsvermögen des getriebenen Kupplungsteils unter dieser Bedingung im wesentlichen unberührt oder unbeeinflußt sein wird. In diesem Falle ist es nicht erforderlich, den Luftspalt 17 so klein oder eng auszubilden, als ob kein Magnetpulver in ihm vorhanden wäre. Dies kann bei der Herstellung von Vorteil sein.The air gap 17 can also be filled with a magnetic powder mixture be. In this case, the body 15 made of magnetic material with that of the Coupling driven component be effectively coupled when the winding 6 is energized and the clutch is engaged. However, when the clutch is disengaged, a very little coupling between the body 15 of magnetic material and the driven component through the non-magnetized magnetic powder in gap 17 be, so that the effective inertia of the driven coupling part below this condition will be essentially unaffected or unaffected. In this Case, it is not necessary to form the air gap 17 so small or narrow, as if there were no magnetic powder in it. This can occur in the production of Be an advantage.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Magnetic particle coupling with in one coupling part arranged excitation coil, the field of which is via magnetizable particles in the working area the other coupling part couples, characterized in that the other coupling part (10; 11) is designed as a thin cylindrical shell, on the work space facing away from a surface relative to the two coupling parts rotatable body magnetic material (15) is arranged.

2. Magnetic particle clutch according to claim 1, characterized in that the rotatable body is made of magnetic material (15) is provided within the driven coupling part (10, 11).

3. Magnetic particle clutch according to claim 2, characterized in that also in the space between the rotatable Body made of magnetic material (15) and the driven coupling part (10, 11) magnetizable particles are effective.

4. Magnetic particle clutch according to the claims 2 or 3, characterized in that the driven part (10, 11) consists of two each other opposing, cup-shaped parts consists of which the edges that come together enclose the rotatable body made of magnetic material (15), butt against each other. Publications considered: Swiss Patent No. 294 811.