DE1809381A1 - Coupling device - Google Patents
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Description
R. 9304
12.11.1968 Vo/WaR. 9304
11/12/1968 Vo / Wa
Anlage zur' —
Patent- und
GrebrauchsmusterhilfsanmeldungAnnex to '-
Patent and
Abusive model auxiliary registration
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse 4ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse 4
Die Erfindung "betrifft eine elektromagnetisch betätigte Reibscheibenkupplung· mit einem, insbesondere feststehenden Magnetkörper, einer mit-der Antriebswelle verbundenen Polscheibe, einem axial beweglichen und drehfest mit der Polscheibe verbundenen Anker und einer auf der getriebenen Welle drehfest, aber axial verschiebbaren Reibscheibe.The invention "relates to an electromagnetically operated Friction disk clutch with a, in particular a fixed magnet body, a pole disk connected to the drive shaft, an axially movable and non-rotatable armature connected to the pole disc and one on the driven armature Non-rotatable shaft, but axially displaceable friction disc.
Es ist aus der deutschen Patentschrift 1 031 065 eine elektromagnetisch betätigte Reibscheibenkupplung bekannt, bei der die Reibscheiben magnetisch durchflutet werden.An electromagnetically actuated friction disk clutch is known from German patent specification 1 031 065, in which the friction disks are magnetically flooded.
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0 09824/08280 09824/0828
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Robert Bosch. GmbH R.'9304 Vo/WaRobert Bosch. GmbH R.'9304 Vo / Wa
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Diese bekannte Kupplung hat einen Eisenkern von annähernd U-förmigem Querschnitt, der die konzentrisch zur Welle angeordnete, feststehende Elektromagnetwicklung umgreift. Der Eisenkern"hat an einer Seite einen Poiring, gegen äen ■ beim Einschalten des Stromes· die Reibscheiben von einem ringförmigen, axial beweglichen Anker, der ebenfalls konzentrisch zur Welle angeordnet ist, gepreßt werden, so daß die Kupplung ein Drehmoment übertragen kann.This known coupling has an iron core of approximately U-shaped cross-section, which surrounds the stationary electromagnetic winding arranged concentrically to the shaft. The iron core "has to be pressed on one side of a Poiring against AEEN ■ when switching on the current · the friction discs of an annular, axially movable armature which is likewise arranged concentrically to the shaft so that the clutch can transmit torque.
Diese Reibscheibenkupplung hat den Nachteil, daß die Reibscheiben in den Betriebszuständen, in denen die Kraftübertragung von der Antriebs- zur Abtriebsseite langer unter starkem Schlupf betrieben wird, also besonders etwa beim Anfahren, infolge der auftretenden Reibungswärme verhältnismäßig schnell zerstört werden. Freß- und Reibverschwelßungen geben stark schwankende Übertragungsverhältnisse.This friction disk clutch has the disadvantage that the friction disks in the operating states in which the power transmission from the drive to the driven side takes longer strong slip is operated, so especially when starting, relatively due to the frictional heat that occurs can be destroyed quickly. Seizure and friction welds give strongly fluctuating transmission ratios.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reibscheibenkupplung mit magnetisch durchflossenen Reibflächen zu schaffen, ,bei der die Reibflächen gegen übermäßigen Verschleiß und vor der Gefahr des Reibverschweißens geschützt sind.The invention is based on the object of a friction disk clutch to create with magnetically permeated friction surfaces, in which the friction surfaces against excessive wear and are protected from the risk of friction welding.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an den Reibflächen mindestens einer Triebseite - Antriebs- oder Abtriebsseite - der Reibscheibenkupplung ein magnetisch gut durchflutbare.r und verschleißfester Überzug angebracht ist, der im wesentlichen im Kraftlinienweg des vom Elektromagneten erzeugten Magnetflusses liegt.This is achieved according to the invention in that the Friction surfaces of at least one drive side - drive or Output side - the friction disc clutch has a magnetically easy to flow through and wear-resistant coating is attached, which is essentially in the force line path of the Electromagnet generated magnetic flux lies.
Das hat den Vorteil, daß das Reibwertverhalten der Reibflächen unabhängig von der Temperatur und der Differenz-This has the advantage that the coefficient of friction behavior of the friction surfaces is independent of the temperature and the differential
009824/0821009824/0821
Robert Bosch GmbH . ■ R. 9304 Vo/WaRobert Bosch GMBH . ■ R. 9304 Vo / Wa
Stuttgart "—--—.Stuttgart "—--—.
geschwindigkeit der beiden Kupplungshälften weitgehend konstant ist, und daß der Verschleiß in engen Grenzen bleibt.speed of the two coupling halves is largely constant, and that the wear within narrow limits remain.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Überzug durch Auf-, spritzen eines pulvermetallischen Gemisches, z.B. durch Plasmaspritzen auf die Reibflächen aufgebracht wird, mnd wenn er aus einem Werkstoff besteht, der ferromagnetische Stoffe, wie insbesondere Eisen, Nickel, Kobalt, verschleißfeste Zusätze, wie insbesondere Molybdän' Wolfram-, Chromkarbid, Zirkonborid oder Korund, sowie reibverschweißhindernde Zusätze, insbesondere Graphit und Molybdändisulf id,. ent.-* hält.It is particularly advantageous if the cover is spraying a powder-metallic mixture, e.g. applied by plasma spraying onto the friction surfaces, mnd if it consists of a material that contains ferromagnetic substances such as iron, nickel, cobalt, wear-resistant additives such as molybdenum, tungsten carbide, chromium carbide, Zirconium boride or corundum, as well as additives preventing friction, in particular graphite and molybdenum disulfide. ent .- * holds.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in;An embodiment of the invention is shown in the drawing shown. This shows in;
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine elektromagnetisch betätigte Reibscheibenkupplung im ausgerückten Zustand,Fig. 1 is a longitudinal section through an electromagnetic actuated friction disc clutch in the disengaged state,
Pig. 2^ einen Schnitt nach II-II der Pig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach IH-III der Pig. 1.Pig. 2 ^ a section after II-II of Pig. 1, 3 shows a section according to IH-III of Pig. 1.
In Pig. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines Antriebsmotors bezeichnet und mit 2 eine Antriebswelle des Motors, z.B. die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. In einer zentralen -Längebohrung der Antriebswelle 2 ist eine Abtriebewelle 3 In Pig. 1, 1 designates the housing of a drive motor and 2 designates a drive shaft of the motor, for example the crankshaft of an internal combustion engine. An output shaft 3 is located in a central longitudinal bore of the drive shaft 2
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Robert Bosch GmbH . R. 9304 Vo/Wa Ro bert Bosch GmbH. R. 9304 Vo / Wa
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drehbar gelagert. Diese hat an einem verstärkten Bereich eine Keilwellenverzahnung 4, auf welcher eine Reibscheibe verdrehfest, aber axial verschiebbar angeordnet ist.rotatably mounted. This has to be a reinforced area a spline toothing 4 on which a friction disk is arranged so as to be non-rotatable but axially displaceable.
Pest auf der Antriebswelle des Motors sitzt eine Polscheibe 6, die zugleich Schwungscheibe ist. Auf der dem Antriebsmotor zugewandten Seite der Polscheibe 6 ist eine Ringnut 7 ausgebildet, in die ein ebenfalls ringförmiger Elektromagnet hineinragt, dar mit Hilfe einer Tragscheibe 9 am Motorgehäuse 1 befestigt ist. Der Elektromagnet 8 umfaßt im einzelnen.einen im dargestellten radialen Querschnitt U-förmigen, zum Grund.,der Ringnut 7 offenen Weicheisenring 10, der mit dem Tragring 9 punktweise verschweißt ist. . Zwischen die konzentrisch verlaufenden Schenkel des Weicheisenringes 10 ist eine Elektromagnetwicklung 11 eingesetzt. Die offene Seite des Weicheisenrings 10 steht dem Grund der Ringnut 7 der Polscheibe 6 mit verhältnismäßig großem Abstand gegenüber. Der radiale Luftspalt zwischen den Seitenwänden der Ringnut 7 und den Außenseiten der konzentrischen Schenkel des Weicheisenrings 10 ist in Wirklichkeit sehr klein; er ist in der Zeichnung unnatürlich groß wiederge-: geben.Pest on the drive shaft of the motor sits a pole disk 6, which is also a flywheel. On the the drive motor facing side of the pole disc 6 is an annular groove 7 is formed, in which a likewise ring-shaped electromagnet protrudes, which is attached to the motor housing 1 with the aid of a support disk 9. The electromagnet 8 includes in detail.ein the radial cross-section shown, a U-shaped soft iron ring open to the base of the annular groove 7 10, which is point-welded to the support ring 9. . Between the concentric legs of the soft iron ring 10, an electromagnetic winding 11 is inserted. The open side of the soft iron ring 10 is the reason for the Annular groove 7 of the pole disc 6 with a relatively large distance. The radial air gap between the side walls the annular groove 7 and the outer sides of the concentric legs of the soft iron ring 10 is very much in reality small; it is rendered unnaturally large in the drawing: give.
Der Grund der Ringnut 7 ist mittig von beispielsweise acht bogenförmig verlaufenden Aussparungen 12 durchbrochen. Die zwischen den Aussparungen verbleibenden schmalen Stege 15 sind so bemessen, daß die mechanische Stabilität der Polscheibe 6 gewährleistet ist·The base of the annular groove 7 is perforated in the middle by, for example, eight arcuate recesses 12. the Narrow webs 15 remaining between the recesses are dimensioned so that the mechanical stability of the pole disk 6 is guaranteed
Auf der der Ringnut 7 abgewandten Seite der Polscheibe 6 sind beiderseits der Aussparungen 12 verschleißfeste, dabei aberOn the side of the pole disc 6 facing away from the annular groove 7 are on both sides of the recesses 12 wear-resistant, but
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Robert Bosch GmbH R. 9304 Vo/WaRobert Bosch GmbH R. 9304 Vo / Wa
magnetisch gut durchflutbare Überzüge 14 aufgespritzt, die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel in Form von zwei , zur Kuppiungsachse konzentrischen Ringen angeordnet sind und eine Schichtdicke von etwa 0,5 mm haben. Das Gefüge der gespritzten Überzüge hat eine lamellare Struktur, esMagnetically easily permeable coatings 14 are sprayed on, which in the described embodiment in the form of two, are arranged concentric rings to the coupling axis and have a layer thickness of about 0.5 mm. The structure the injected coating has a lamellar structure, it
lj t.lj t.
zeichnet sich gegenüber dem von Sintereisen durch eine wesentlich höhere Verschleißfestigkeit aus* Compared to sintered iron, it is characterized by a significantly higher wear resistance *
Die sich auf der dem Antriebsmotor abgewandten Seite an die Polscheibe 6 anschließende Reibscheibe 5 besteht aus einer' auf der Keilwellenverzahnung 4 der Welle 3 gelagerten.Gleitmuffe 15 und einer daran angenieteten Trägerscheibe 16. Die aus Stahlblech bestehende Trägerscheibe 16 trägt an ihren beiden Seiten^leiche verschleißfeste Überzüge 14a wie an der Polscheibe 6. Auch hier sind die Überzüge in Form von zur Kupplungsachse konzentrischen Ringflächen aufgespritzt, deren Durchmesser denen, der Überzüge an der Polscheibe 6 entsprechen.The side facing away from the drive motor to the Pole disk 6 adjoining friction disk 5 consists of a sliding sleeve mounted on the spline 4 of the shaft 3 15 and a carrier disk 16 riveted to it. The carrier disk 16 made of sheet steel carries on its both sides ^ like wear-resistant coatings 14a as on of the pole disk 6. Here, too, the coatings are sprayed on in the form of annular surfaces concentric to the coupling axis, the diameter of which corresponds to that of the coatings on the pole disk 6.
Auf der der Polscheibe 6 abgewandten Seite der Reibscheibe schließt sich eine Ankerplatte 18 an, die mit Hilfe einer Federstahlscheibe 19 und vier an der Polscheibe 6 angeordneter Stehbüchsen 20 mit dieser drehfest verbunden ist. An der der · Reibscheibe 5 zugewandten Seite der Ankerplatte 18 ist ein verschleißfester Überzug 21 aufgespritzt, dessen Werkstoff der gleiche wie bei den Überzügen 14, 14a ist. Der Überzug 21 hat die Form einer Ringfläche, die beide Ringflächen der Überzüge 14a an der Reibscheibe 5 überdeckt. On the side of the friction disc facing away from the pole disc 6, there is an armature plate 18, which is connected to the pole disc 6 in a rotationally fixed manner with the aid of a spring steel disc 19 and four upright sleeves 20 arranged on the pole disc 6. A wear-resistant coating 21, the material of which is the same as that of the coatings 14, 14a, is sprayed onto the side of the anchor plate 18 facing the friction disk 5. The coating 21 has the shape of an annular surface which covers both annular surfaces of the coatings 14a on the friction disk 5 .
ti .ti.
Robert Bosch GmbH ' r, 9304 Vo/WaRobert Bosch GmbH'r, 9304 Vo / Wa
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Beim Schließen der Kupplung wird die für die Mitnahme der Reibscheibe 5 erforderliche Preßkraft von dem Elektromagneten 8 erzeugt. Der magnetische Kraftfluß, der durch die gestrichelte Linie 22 angedeutet ist, tritt bei der in Pig. 1 angenommenen Polarität von einem Schenkel des Weicheisenringes 10 an den äußeren Teil der durch die Aussparungen 12 in zwei zueinander gegensinnig polarisierbare Polflächen unterteilten Polscheibe 6 über. Die Stege 13, die zwischen den Aussparungen 12 iii der Polscheibe 6 verbleiben, sättigen sich bereits bei kleinen magnetischen Feldstärken so stark, daß sie einen hohen magnetischen Widerstand bilden und .nur eine geringe Nebenschlußwirkung auf den magnetischen Fluß haben.When the clutch is closed, the for the entrainment the friction disk 5 required pressing force generated by the electromagnet 8. The magnetic flux that flows through the dashed line 22 indicated occurs when in Pig. 1 assumed polarity of one leg of the soft iron ring 10 to the outer part of the polarizable through the recesses 12 in two opposite directions Pole faces subdivided pole disc 6 over. The webs 13, which remain between the recesses 12 iii of the pole disc 6, saturate themselves so strongly at low magnetic field strengths that they have a high magnetic field Form resistance and have only a small bypass effect on the magnetic flux.
Vom äußeren Teil der Polscheibe 6 tritt der Magnetfluß durch die äußeren Ringflächen der Überzüge 14,Ha und den Über-, zug 21 in die Ankerplatte 18 über und kehrt durch den Überzug 21 und die inneren Ringflächen der Überzüge 14,Ha über die Polscheibe 6 zum Weicheisenring 10 zurück.From the outer part of the pole disc 6, the magnetic flux passes through the outer annular surfaces of the coatings 14, Ha and the coating, train 21 in the anchor plate 18 and returns through the coating 21 and the inner annular surfaces of the coatings 14, Ha via the pole disk 6 back to the soft iron ring 10.
Beim Lösen der Kupplung, d.h. beim Ausschalten des Erregerstromes des Eiektromagnets 8 hebt die Federstahlscheibe 19 die Ankerplatte 18 von der Reibscheibe 5 ab.When the clutch is released, i.e. when the excitation current of the electromagnet 8 is switched off, the spring steel washer 19 lifts the anchor plate 18 from the friction disk 5.
Der Erfindungsgegenstand wird auch dann vorteilhaft verwirklicht, wenn die verschleißfesten Überzüge nur jeweils an den Reibflächen der Antriebs- oder der Abtriebsseite, also z.B. nur an der Reibscheibe 5 angeordnet werden. Ebenso ist es vorteilhaft, Sintereisenreibbeläge an der ReibscheibeThe subject matter of the invention is also advantageously implemented when the wear-resistant coatings are only attached the friction surfaces of the drive or the output side, e.g. only on the friction disk 5. Likewise is it is advantageous to use sintered iron friction linings on the friction disc
00SI200SI2
Äobert Bosch GmbH R. 9304 Vo/WaAebert Bosch GmbH R. 9304 Vo / Wa
StuttgartStuttgart
anzuordnen und diese durch die Anordnung von erfindungsgemäßen Überzügen gegen übermäßigen Verschleiß zu schützen.to be arranged and to protect them against excessive wear by the arrangement of coatings according to the invention.
Die Zusammensetzung des Werkstoffs, aus dem·die verschleißfesten Überzüge bestehen, kann auch an den verschiedenen Reibflächen unterschiedlich sein. Ebenso ist auch die Verwendung verschiedener Schichtdicken möglich.The composition of the material from which · the wear-resistant There are coatings, can also be different on the various friction surfaces. So is the use different layer thicknesses possible.
! I! I.
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