DE897588C

DE897588C - Device for power transmission

Info

Publication number: DE897588C
Application number: DEE3690A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr Phil Falderbaum; Theodor Dipl-Ing Thierfelder
Original assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1951-05-03
Filing date: 1951-05-03
Publication date: 1953-11-23

Description

Vorrichtung zur Kraftübertragung Es sind Vorrichtungen zur Kraftübertragung zwischen zwei drehbaren Kupplungsteilen oder einem drehbaren und einem feststehenden. Kupplungsteil bekannt, bei, denen durch die magnetischen Kraftlinien eines Magnetfeldes zwei Kupplungsflächen an.einandergepreß.t werden. Derartige Magnetkupplungen bzw. -bremsen erfordern verschiebbare oder verschwenkbare Teile, die den Aufbau umständlich gestalten und eine gewisse Wartung voraussetzen. Zum gleichen Zweck sind Magnetpulverkupplungen und -bremsen bekannt, die die Versteifung des Magnetpulvers in einem magnetischen Feld benutzen, um das Drehmoment zu übertragen. Kupplungen bzw. Bremsen dieser Art benötigen keine verschiebbaren oder verschwenkbaren Teile. Sie erfordern aber eine gute Abdichtung gegenüber den Lagern sowie eine genaue Einhaltung des Mischungsverhältniss @es von Magnetpulver und dem als Träger desselben dienen.-den Öl oder Graphit.Power transmission device There are power transmission devices between two rotating coupling parts or one rotating and one stationary. Coupling part known where by the magnetic lines of force of a magnetic field two coupling surfaces are pressed together. Such magnetic couplings or -Brakes require sliding or pivoting parts, which are cumbersome to set up design and require a certain amount of maintenance. Magnetic particle clutches are used for the same purpose and brakes known that the stiffening of the magnetic powder in a magnetic Use the field to transmit the torque. Clutches or brakes of this type do not require any sliding or pivoting parts. But they require one good sealing against the bearings as well as exact compliance with the mixing ratio @es of magnetic powder and which serve as a carrier of the same.-the oil or graphite.

Die Erfindung gibt eine Vorrichtung zur Kraftübertragung an, die die Vorteile der bekannten Magnetpulverkupplung aufweist, ohne jedoch deren Nachteile in Kauf zu nehmen. Das Kennzeichen dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht im wesentlichen darin, daß die Kraftübertragung über Abstützflächen der beiden Kupplungsteile erfolgt, wobei diese Abstützflächen im Bereich eines Magnetfeldes liegen.The invention provides a device for power transmission that the Has advantages of the known magnetic particle clutch, but without its disadvantages to accept. The characteristic of this device according to the invention consists essentially in the fact that the power transmission via support surfaces of the two coupling parts takes place, these support surfaces being in the area of a magnetic field.

Eine solche Vorrichtung benötigt keine verschiebbaren oder verschwenkbaren Teile. Sie erfordert auch nicht die Füllung mit einem magnetisierb, aren Pulver, und die Schwierigkeiten der Abdichtung sowie die Einhaltung eines genauen Mischungsverhältnisses sind damit vermieden. Kommt das Magnetfeld zur Wirkung, so ergibt sich unter dem Einfluß der magnetischen Kraftlinien sowie unter dem Einfluß des- beim Laufen entstehenden Wirbelstroms mit oder ohne Schlupf eine Kraftübertragung von dem einen auf den anderen Kupplungsteil.Such a device does not need to be displaceable or pivotable Parts. It also does not require filling with a magnetizable, aren Powder, and the difficulties of sealing, as well as adherence to an accurate Mixing ratios are thus avoided. If the magnetic field takes effect, so arises under the influence of the magnetic lines of force as well as under the influence the eddy current that occurs when running, with or without slip, provides a power transmission from one coupling part to the other.

Dia Abstützung der beiden Kupplungsteile kann über die Kugeln, Rollen oder Nadeln eines Wälzkörpers erfolgen. Vorzugsweise erfolgt sie über Nadellager, da bei diesen die Berührungsfläche am größten ist und so der Luftspalt zwischen den beiden Kupplungsteilen am kleinsten gehalten werden kann. Im Grenzfall können die Abstützflächen auch als Gleitlager ausgebildet sein. An Stelle der glatten Wälzkörper können gegebenenfalls auch dünne Zahnritzel verwendet werden, die sich bat entsprechender Verzahnung der beiden Kupplungsteile dann auf diesen Verzahnungen abwälzen.The two coupling parts can be supported by the balls, rollers or needles of a rolling element. It is preferably done via needle roller bearings, because with these the contact area is largest and so is the air gap between the two coupling parts can be kept as small as possible. In borderline cases, you can the support surfaces can also be designed as plain bearings. Instead of the smooth rolling elements If necessary, thin pinions can also be used, which are more appropriate Then roll the teeth of the two coupling parts onto these teeth.

Die im Magnetfeld befindlichen, zur Abstützung dienenden Lager oder Ritzel werden vorzugsweise aus magnetischem Werkstoff hergestellt. Sie können aber auch aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. Kupfer, Bronze od. dgl., gefertigt werden.The bearings or bearings located in the magnetic field and used for support Pinions are preferably made of magnetic material. But you can also made of non-magnetic material, e.g. B. copper, bronze or the like., Are made.

Die Kupplungsteile der Vernichtung können als ineinandergreifende Zylinder oder auch als Scheiben ausgebildet sein. Die gegebenenfalls zur Abstützung dienenden Lager können dn Form von Axial-, Radial- oder Kugellagern benutzt werden. Die im Magnetfeld liegenden. Abstützflächen können im wesentlichen nur der Kraftübertragung dienen, während die eigentliche Lagerung der beiden Teile an außerhalb des Magnetfeldes liegenden Stellen erfolgt.The coupling parts of the annihilation can be called interlocking Cylinders or also be designed as disks. If necessary for support Serving bearings can be used in the form of axial, radial or ball bearings. Those lying in the magnetic field. Support surfaces can essentially only be used for power transmission serve, while the actual storage of the two parts on outside the magnetic field lying places.

Das magnetische Feld kann durch eine mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom gespeiste Magnetspule erzeugt werden, wobei. der Strom über Schleifringe und Schleifbürsten oder auch auf induktivem Wega der Spüle: zugeführt wird. Das magnetische Feld kann gegebenenfalls auch von einem Dauermagneten erzeugt werden, wobei das Feld des Daweirmagneten mittels eines durch eine Spule erzeugten. Feldes verstärkt oder geschwächt werden kann.The magnetic field can be generated by a direct current, alternating current or three-phase current fed magnet coil are generated, wherein. the current through slip rings and grinding brushes or inductively. That magnetic field can also be generated by a permanent magnet, if necessary, wherein the field of the dawn magnet by means of a generated by a coil. Field can be strengthened or weakened.

Durch Veränderung der Erregung der Magnetspule hat man es in der Hand, das. von der Vorrichtung übertragene Drehmoment von Null bis zu einem Höchstwert stetig zu vershellen. Es, können weiterhin Mittel vorgesehen werden, wodurch der Abstand der Kupplungsteile voneinander verändert wird. Dies kann z. B.. durch Einschieben eines konischen Ringes geschehen. Hierdurch wird ebenfalls eine Steuerung des Drehmomentes möglich.By changing the excitation of the solenoid you have it in your hand, the torque transmitted by the device from zero to a maximum value to brighten steadily. Funds can still be provided, whereby the The distance between the coupling parts is changed. This can e.g. B. by inserting of a conical ring. This also enables the torque to be controlled possible.

Die im Magnetfeld liegenden Lager können wie üblich in Fett, Öl oder einem sonstigen Schmiermittel eingebettet werden. Bei Verwendung eines magnetisierbaren Schmiermittelsi unterstützt dieses die Kupplungswirkung.The bearings in the magnetic field can, as usual, be made of grease, oil or embedded in another lubricant. When using a magnetizable Lubricant supports the coupling effect.

Der Anwendungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist praktisch der gleiche wie der einer beliebigen Schalt- oder Sch;lupfküpplung.. Wird einer der Kupplungsteile an einem festen Widerlager abgestützt, so wird die Vorrichtung bei sonst gleichem .Aufbau zur Bremse. Ein besonderes Anwendungsgebleit ist das der stufenlosen Planetengetriebe, -indem die Drehzahl der Planetenträger mittels, einer erfindungsgemäßen Kupplung bzw. Bremse beliebig zwischen o und ioo °/o variiert werden kann.The scope of the device according to the invention is practical the same as that of any shift or slip clutch .. becomes one the coupling parts are supported on a fixed abutment, so the device with otherwise the same structure for the brake. This is a special application the stepless planetary gear, -by the speed of the planet carrier by means of, a clutch or brake according to the invention varies between 0 and 100% can be.

Außer zu reinen Kupplungszwecken. kann. die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Bremsen und Dämpfen von Schwingungen und Stößen Anwendung finden. Die Dämpfungskraft ist einstellbar und kann, den jeweiligen Beanspruchungen entsprechend angepaßt werden.Except for pure coupling purposes. can. the device according to the invention can also be used for braking and damping vibrations and shocks. The damping force is adjustable and can be adapted to the respective demands.

Die Zeichnung zeigt zwei: Ausführungsbeisp!iele der Erfindung in einem Längsschnitt. In beiden Fällen ist die Vorrichtung als Kupplung ausgebildet.The drawing shows two: Exemplary embodiments of the invention in one Longitudinal section. In both cases the device is designed as a coupling.

Bei; der Ausführung der Fig. i ist die Antriebswelle i o mit einem zylindrischen Gehäuse i i verbunden, das durch einen Deckel 12 abgedeckt ist. Das Gehäuse 11, 12 umschließt den zweiten Kupplungsteil 13, der mit der Abtriebswellei 14 verbunden isst. Die Durchführung der Welle 14 durch den, Deckel 12, ist mittels. der Dichtung 15 abgedichtet.At; the embodiment of Fig. i is the drive shaft i o with a cylindrical housing i i, which is covered by a cover 12. That Housing 11, 12 encloses the second coupling part 13, which is connected to the output shaft 14 connected eats. The implementation of the shaft 14 through the cover 12 is by means of. the seal 15 sealed.

Die zur Erzeugung des Magnetfeldes dienende Spule 16 ist in. den inneren Kupplungsteil 13 ein--gebaut.- Im Luftspalt 17 der zylindrischen Kupplungsflächen sind zwei Reihen von Wälzkörpern 18 angeordnet, die die beiden Kupplungsteile i i und 13 als Lager aufeinander abstützen. Die im angedeuteten Magnetfeld liegenden Teile 11, 13 und i8 sind aus. magnetischem Werkstoff hergestellt, während die außerhalb des Magnetfeldes befindlichen Teile, wie beispielsweise der Deckel 12, vorteilhaft aus nichtmagnetischem Werksstoff bestehen: Bei ausgeschalteter Magnetspule 16 sind die beiden Kupplungssteile i i und 13 gegeneinander frei beweglich. Infolge der Anordnung des Wälzlagers 18 im Luftspalt sind die Reibungsverluste im Leerlauf verhältnismäßig gering, zumal das Lager, wie schon bemerkt, wie jedes normale Lager mit Fett oder Öl gefüllt sein kann. Wird die Spule 16 durch Stromzufuhr erregt, so bildet sieh ein magnetischer Fluß aus, der durch den' Kupplungsteil 13 über die eine Reihe der Wälzkörper 18, von dieser über den äußeren Kupplungsteil i i und die zweite Reihe der Wälzkörper i8 zum' inneren Kupplungsteil 13 verläuft. Je nach der Erregung der Magnetspule 16 wird das Lager 18 mehr und mehr versteift, bis der Schlupf zwischen dem äußeren Kupplungsteil i i und dem inneren Kupplungsteil 13 gleich Null ist.The coil 16 used to generate the magnetic field is built into the inner coupling part 13. In the air gap 17 of the cylindrical coupling surfaces, two rows of rolling elements 18 are arranged, which support the two coupling parts i i and 13 as bearings on one another. The parts 11, 13 and i8 in the indicated magnetic field are off. produced magnetic material, while the parts located outside the magnetic field, such as the cover 12, advantageously consist of non-magnetic material: When the magnet coil 16 is switched off, the two coupling parts ii and 13 are freely movable against each other. As a result of the arrangement of the roller bearing 18 in the air gap, the friction losses in idling are relatively low, especially since the bearing, as already noted, can be filled with grease or oil like any normal bearing. If the coil 16 is energized by the supply of current, a magnetic flux is formed which runs through the coupling part 13 via one row of rolling elements 18, from this via the outer coupling part ii and the second row of rolling elements i8 to the inner coupling part 13 . Depending on the excitation of the magnetic coil 16, the bearing 18 is stiffened more and more until the slip between the outer clutch part ii and the inner clutch part 13 is equal to zero.

Das Ausführungsbeispiel der Fig.2 unterscheidet sich von dem der Fig. i im wesentlichen dadurch, daß die mit den beiden Wellen io und 14 verbundenen Kupplungsteile i z und 13 scheübenförmig ausgestaltet ,sind. Die Spule 16 ist hier als zentrale Mittelspule in der Scheibe 1i angeordnet: Im Luftspalt 17 der Kupplungsteile i i und 13 befindet sich wiederum das Lager, das auch hier von Wälzkörpern i8 gebildet wird. Die Arbeitsweise, ist praktisch die gleiche wie beim Ausführungsbeispiel der Ei;g. i. Das bei Erregung der Magnetspule erzeugte Magnetfeld ist gestrichelt angedeutet.The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. I essentially in that the coupling parts iz and 13 connected to the two shafts io and 14 are designed in the form of a disk. The coil 16 is here arranged as a central coil means in the disc 1i: in the air gap 17 of the coupling parts 1 and 3 is located ii turn the bearing which is also made here of rolling elements i8. The mode of operation is practically the same as in the exemplary embodiment of the Ei; gi The magnetic field generated when the magnet coil is excited is indicated by dashed lines.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for power transmission between two rotatable coupling parts or a rotatable and a fixed coupling part, characterized in that the power transmission via support surfaces of the two Coupling parts takes place, these support surfaces essentially in the area of a The magnetic field. a. Device according to claim i, characterized in that the support surfaces of the two coupling parts of rolling bearings in the magnetic field, especially in needle roller bearings. 3. Apparatus according to claim i, characterized characterized in that the support surfaces lying in the magnetic field are designed as plain bearings are. .4. Device according to claim i, characterized in that the in the magnetic field horizontal support of the two. Coupling parts takes place via pinion, which in corresponding The teeth of the two coupling parts engage. 5. Apparatus according to claim a to q., characterized in that the lying in the magnetic field, for support the two "coupling part, serving bearings or tickle wholly or partially made of magnetic Material. 6. Apparatus according to claim a to q., Characterized in that that those lying in the magnetic field are used to support the two coupling parts Bearing or tickle wholly or partially consist of non-magnetic Werkatioff. 7. Apparatus according to claim i to 6, characterized in that the magnetic field lying Absbützflächen serve essentially for power transmission and the actual Storage of the two coupling parts in places outside the magnetic field he follows. B. Apparatus according to claim i to 7, characterized in that the magnetic field generated by a magnetic coil fed with direct current, alternating current or three-phase current is, with the current via slip rings and brushes or by inductive means of the Coil is fed. G. Device according to Claims 1 to 7, characterized in that that the magnetic field is essentially generated by a permanent magnet, with that Field of the permanent magnet by means of an electromagnetic generated by a coil Field can be strengthened or weakened. can. ok Apparatus according to claim i to 9, characterized in that the magnetic field is continuously variable. i i. Device according to claim i to i o, characterized in that the distance between the Eating the support surfaces of the two coupling parts from each other constantly changing. 1a. Device according to claims i to io, characterized in that the air gap between the support surfaces of the two coupling parts in whole or in part is filled with a magnetizable liquid. 13. The apparatus of claim i to 1a, characterized in that they are used to dampen vibrations and shocks serves. 1q .. Device according to claim i to 13, characterized in that it serves as a brake for the planet carrier of a planetary gear.