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Elektromagnetische Lamellenkupplung
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung der elektromagnetischen Lamellenkupplung nach Patent Nr. 207183, welche von einer Ankerscheibe über eine Druckscheibe zusammengepresste, vom magnetischen Kraftfluss nicht durchflutet Lamellen und die Ankerscheibe vom Magnetkörper abdrückende Rilckholfedern besitzt.
Bei der Lamellenkupplung nach dem Stammpatent erfolgt die Kraftübertragung auf das Lamellenpaket durch eine Tellerfeder, deren Kraftwirkung auf das Lamellenpaket in einer geschlossenen Kreislinie erfolgt, deren Durchmesser um einen geringen Betrag grösser ist als der mittlere Reibdurchmesser.
Die Lamellen der Kupplung, die nicht durchflutet sind, werden durch die magnetische Kraft eines Magneten und einer Ankerscheibe über eine Druckscheibe zusammengepresst. Beim Einschaltvorgang wird der erzeugte Anpressdruck auf die Lamellen, unter Versieht auf einen Restluftspalt zwischen den Polflä- chen des Magneten und der Ankerscheibe, von einer als elastisches Glied ausgebildeten Tellerfeder auf eine Druckscheibe übertragen, die mit einer, aus einer Ankerscheibe und einem Endring gebildeten starren Einheit in Verbindung steht. Der Endring presst durch die Kraftwirkung der Ankerscheibe die unter Vorspannung stehende Tellerfeder mit der Druckscheibe gegen das Lamellenpaket und erzeugt Reibungsschluss in den Lamellen.
Durch den Reibungsschluss wird das von einer Welle über einen Innenkörper eingeleitete Drehmoment über entsprechend angeordnete Aussenlamellen auf den Aussenkörper übertragen.
Um beim Ausschaltvorgang ein schnelles Lösen der Ankerscheibe vom Magneten und eine gute Lüf- tung des Lamellenpaketes zu erreichen, sind, ausser der entsprechend dem Drehmoment unter Vorspannung stehenden Tellerfeder, axial wirkende mit dem Endring verbundene Druckfedern angeordnet, die beim Abschalten des Erregerstromes bzw. beim Abreissen der Ankerscheibe vom Magneten zusammen mit der Tellerfeder den Endring zum einwandfreien Lösen der Kupplung bis zum Anschlag zurückschieben.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Verbesserung besteht darin, dass anstatt der bisherigen Rückholfedern in einem, zwischen dem Magneten und der Ankerscheibe z. B. durch einen Distanzring ge-
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tische Fluss wieder wesentlich verstärkt.
Der Aussenrand der Membranfeder Stützt sich gegen einen Bördelrand der Ankerscheibe, der somit zur Kraftübertragung auf die Ankerscheibe dient.
Im Gegensatz zu andern Magl1e. systemen übt die erwähnte Membranfeder bereits in der ersten Phase. des Anzugvorganges eine erhebliche Kraft in Richtung zum Magneten aus, so dass auch bei grösserem Luftspalt von Schaltbeginn an eine verhältnismässig grosse Zugkraft auf die Ankerscheibe ausgeübt wird, was bewirkt, dass hohe Schaltgeschwindigkeiten erreicht werden können. Bei zunehmender Annäherung der Pole von Magnet und Ankerscheibe wird die Ankerscheibe in steigendem Masse vom magnetischen Fluss durchsetzt, so dass sie selbst eine immer stärkere Anzugskraft ausübt.
Damit ist ein schnelleres Anziehen der Ankerscheibe erreicht, ohne dass die Abmessungen und die Gesamtzahl der benötigten Einzelteile vergrössert werden müssen und wobei die Kupplungsteile, die koaxial zur Kupplungsachse angeordnet sind, als Umdrehungskörper mit glatten Umgrenzungslinien ausgebildet werden können.
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Da bekanntlich bei allen Magnetsystemen die zurÜberbrSckung grosser Luftspalte benötigte Durchflu- tung in der Endstellung, d. h. bei angezogener Ankerscheibe, grösser ist, als benötigt, ohne jedoch durch den flachen Verlauf der Magnetisierungskurve mehr magnetische Kraft zu bringen, ist in der Endstellung ein Überschuss vorhanden, so dass der in dieser Stellung durch die Membranfeder fliessende magnetische Teilfluss in Wirklichkeit keinen beachtenswerten Kraftverlust fiir die Ankeischeibe ergibt.
Durch Fortfall der meist als Schraubenfedern ausgebildeten Rückholfedern, deren Funktion bei der vorliegenden Erfindung die Membranfeder mit übernimmt, wird die Gesamtzahl der benötigten Einzelteile trotz der erzielten Funktionsverbesserung reduziert. Die bei Schraubenfedern aus HerstellungsgrUnden unvermeidbaren Bear- beitungsungenauigkeiten und damit verbundenen Kraftdifferenzen von etwa i 10% können. sich nicht mehr nachteilig auf die Funktion der Kupplung auswirken.
Im folgenden werden zwei Ausfahrungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung mit Schleifring und einer durchgehenden Welle mit Nabenaussenkörper und Leerlaufbilchse, im ausgeschalteten Zustand, Fig. 2 einen Läugs- schnitt durch eine ähnliche Kupplung in schleifringloser Ausführung, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 1-1 der Fig. 1, Fig. 4 den beispielsweisen Kraftwegverlauf der Elektromagnetkupplung gemäss dem Stammpatent und Fig. 5 den beispielsweisen Krafwegverlauf der Elektromagnetkupplung gemäss der Erfindung.
Bei Einschalten des Erregerstromes für den Magneten 1 wird die Membranfeder 17 magnetisch durch-
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scheibe 2 aus. Mit fortschreitender Annäherung wird auch die Ankerscheibe 2 mehr und mehr vom magnetischen Fluss durchsetzt und übt eine ebenfalls in Richtung zum Magneten 1 wirkende Zugkraft aus. Die Ankerscheibe 2 ist durch Schrauben 3 über fingerartige Verlängerungen 19 des Endringes 4 fest mit diesem verbunden und bildet mit diesem eine starre Einheit.
Die dadurch auf den Endriiig4 übertragene Kraft wird über die Tellerfeder 5 und deren äussere kreisförmige Kante 15 auf das Lamellenpaket 6, 7 übertragen. Der dadurch in den Innen-und Aussenlamellen 6 und 7, in der Druckscheibe 12 und in der gelochten Druckscheibe 13 erzeugte Reibschluss überträgt das von der Welle 8 über den Innenkörper 9 eingeleitete Drehmoment auf den Nabenaussenkörper 10.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Kupplung in schleifringloser Ausführung. Die gleichen Bezugszeichen be-
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sparungen 22 für das Durchstecken der Schrauben 3 vorgesehen sind. Die Aussparungen 22 haben gleichzeitig den Zweck, ein Überschnappen der verhältnismässig dünnen Membranfeder 17 im gespannten Zustand zu verhindern.
Die Fig. 4 und 5 zeigen im Diagramm die Abhängigkeit der Anzugskraft P vom Weg S bei Kupplungen ohne bzw. mit Membranfeder 17. Die Endkraft des Magneten 1 ist in beiden Fallen annähernd gleich. Es ergeben sich jedoch bei der zweitgenannte Ausführung durch aie Wirkung der Membranfeder 17 zwischen Anfangs- und Endstellung in jedem Falle grössere Werte für die Kraft P. Hierauf beruht die grössere Schall- geschwindigkeit bei Kupplungen mit Membranfeder.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetische Lamellenkupplung, mit von einer Ankerscheibe über eine Druckscheibe zusammengepressten, nichtdurchfluteten Lamellen nach Patent Nr. 207183, bei welcher der zwischen den Polflächen des Magneten und der Ankerscheibe wirkende Anpressdruck durch eine Tellerfeder auf eine Druckscheibe übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem, zwischen dem Magneten (1) und der Ankerscheibe (2), z.
B. durch einen Distanzring (21) gebildeten Restluftspalt eme aus ferromagnetiEchem Material bestehende Membranfeder (17) angeordnet ist, deren Querschnitt den Luftspalt diagonal durch- quert'nd so den Luftspalt zwischen den Polflächen des Magneten (l) und der Ankerscheibe (2) überbrückt.