Elektromagnetische Kupplungsvorrichtung, insbesondere für Getriebe. Bei bekannten elektromagnetischen Kupp lungen wird die zum Schalten erforderliche elektrische Energie einer Stromquelle ent nommen, die die Energie im wesentlichen gleichbleibend liefert. Dadurch erfolgt das Fassen der Kupplung beim Einschalten der Magnetspule, wenn der volle Strom zugeführt wird, verhältnismässig ruckweise, allerdings abhängig von der Anzahl und Ausführungs art der in der Kupplung zur Verwendung kommenden Reibflächen. Dieses ruckweise Greifen der Kupplung ist in vielen Fällen unerwünscht oder sogar schädlich.
Nach der Erfindung werden diese Nach teile dadurch vermieden, dass die elektrische Energie der resp. den Magnetspulen der Kupp lungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsteils zugeführt wird. Dadurch erreicht man an den Reibflächen eine sich allmählich steigernde Mitnahme und ein weiches Greifen der Kupplung selbst bei grossen Drehzahlunterschieden zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb, so dass der Dreh zahlangleicUvorgang den jeweiligen Betriebs bedingungen angepasst werden kann.
Es ist zwar bei elektromagnetischen Rei bungskupplungen bereits bekannt geworden, eine Regelung der Mitnahmekraft selbsttätig erfolgen zu lassen, jedoch geschieht diese Regelung in Abhängigkeit von der mitge nommenen Welle, das heisst von der Ab triebswelle aus. Dieser Eigenart zufolge ist eine Verwendung für die einzelnen Gang wechselkupplungen in mehrgängigen Getrie ben nicht möglich. Durch die bekannte Re gelungsvorrichtung wirkt die Kupplung meist als Rutschkupplung mit nur geringem Wir kungsgrad und muss mit Rücksicht auf die starke Wärmeentwicklung gross bemessen werden.
Im Gegensatz zu solchen bekannten Kupp lungen und zugehörigen Regelungsvorrichtun gen handelt es sich bei der erfindungsgemässen Kupplungsvorrichtung, wie bereits ausgeführt, um die Erzielung eines einwandfreien Ein schaltvorganges beim Übergang von jeweils einer Geschwindigkeitsstufe auf eine andere Geschwindigkeitsstufe in Getrieben. Am ein fachsten kann man die Energiezufuhr in Ab hängigkeit von der Antriebsdrehzahl dadurch erreichen, dass zwischen die Stromduelle und die -Magnetspule resp. Spulen der Kupplung ein von der Antriebsdrehzahl abhängiger, ver änderbarer Widerstand eingeschaltet wird.
In weiterer Ausgestaltung kann statt einer Stromduelle mit gleichbleibender Energieliefe rung eine solche gesetzt werden, die selbst eine Zunahme der Energie mit der Antriebs drehzahl bewirkt, indem eine Stromerzeuger maschine, die vom Antriebsmotor oder der Antriebsseite der Kupplung aus angetrieben wird, zur Verwendung gelangt. Die elek trische Energie, die der resp. den Magnet spulen zugeführt wird, nimmt damit also mit der Drehzahl des Antriebsteils zu. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Strom erzeugermaschine so abzustimmen, dass sie den zum Kuppeln erforderlichen Strom erst bei einer solchen Drehzahl liefert, bei der das Drehmoment des Antriebsteils dem des Abtriebsteils entspricht.
Soll aber im Betrieb das Ein- bezw. Aus schalten der Kupplung erst bei einer be stimmten Drehzahl des Antriebsmotors vor sich gehen, so ist zweckmässig ein drehzahl- oder auch spannungs- oder stromabhängiger Schalter vorzusehen, durch den der von der Stromerzeugermaschine kommende Strom erst nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl. oder einer bestimmten Spannung oder Strom stärke der resp. den Magnetspulen zugeführt oder von diesen abgeschaltet wird.
Die Kupplungsvorrichtung lässt sich mit besonderem Erfolg in Kraftfahrzeugwechsel getrieben mit elektromagnetischen Kupplun gen für die einzelnen, dauernd in Eingriff befindlichen Räderpaare anwenden, wobei. die in einem Fahrzeug vorhandene elektrische Anlage weitgehendst benützt werden kann. Es kann dann die sonst erforderliche mecha nische Hauptkupplung mit ihren Betätigungs gliedern wegfallen, und das Anfahren und Umschalten beim Fahren in der Ebene so wie auch an einer Steigung vollzieht sich stossfrei und weich, gleichgültig, ob die Motor drehzahl mehr oder weniger rasch gesteigert wird. Es wird auf diese Weise eine wesent liche Verbilligung und Verbesserung solcher Getriebe sowie eine Schonung der einzelnen Ubertragungsteile erreicht.
Es kann vorteilhaft sein, zwischen dein Antriebsteil und dem Abtriebsteil der elek trischen Kupplung eine mechanische Verbin dungsmöglichkeit, z. B. eine Sperrvorrichtring, vorzusehen, durch die es bei zufälligem Aus fall. der elektrischen Energie möglich ist, diese beiden Kupplungsteile kraftschlüssig mitein ander zu verbinden, um dadurch eine gewisse Sicherheit für alle Fälle zu erreichen. Irr der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Beispielsweise ist die Anwendung einer elek tromagnetischen Lamellenkupplung in einem Fahrzeuggetriebe gezeigt.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Energiezufuhr von einer Batterie zur Kupplung über einen von der Drehzahl des Antriebsmotors abhängig gesteuerten elektri schen Widerstand erfolgt; Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kupplung von eileer an den Motor an geschlossenen Stromerzeugungsmaschine ge speist wird; Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Veran schaulichung des Spannungsverlaufes für die Kupplung.
In der in Fig. 1 dargestellten Fahrzeug- Antriebsanlage erkennt man ein an einem Klotor 2 angeschlossenes Cletriebe 3 mit einer elektromagnetischen Kupplung 4. Diese Kupp lung besteht aus dem auf der Motorwelle festsitzenden Magnetkörper 6 mit der Erreger spule 7 und den am 11lagnetkörper geführten Auhenlamellen 8 und aus den Innenlamel len 9, die auf der Welle 1.0 sitzen. Die Welle 10 trägt ein Zahnrad 11, das mit einem Gegenrad 12 in Eingriff steht.
Das Rad 12 sitzt auf der Welle 13 und von dieser aus erfolgt der Abtrieb über die Rä der 14,<B>15</B> ) auf die Abtriebswelle 16. Im Getriebe können mehrere elektromagnetische Kupplungen und zwar je eine für jede Über setzungsstufe vorhanden sein, wofür auch in üblicher Weise eine entsprechende Anzahl von Radsätzen zur Verwendung gelangt.
Die Stromzufuhr zur Getriebekupplung 4 bezw. zu den verschiedenen Getriebekupplun gen erfolgt hier mit Hilfe einer Leitung 17, in der eine Gangschaltvorrichtung 18 vor gesehen ist, über einen elektrischen Regel widerstand 19. Der dem Widerstand 19 zu gehörige bewegliche Kontaktteil 20 hat An schluss an die Batterie 21 und wird von der Antriebsdrehzahl des Motors 2 beeinflusst. Hierzu dient ein mit dem Motor drehver bundener Fliehkraftregler 22, an dessen Ver schiebebuchse 23 der - Kontaktteil 20 ange schlossen ist.
Mit Anwachsen der Antriebsdrehzahl des Motors wird der Kontaktteil 20 in der in Fig. 1 angegebenen Pfeilrichtung verlagert, so dass der elektrische Widerstand nach und nach verkleinert bezw. ganz abgeschal tet wird. Die Spannung des Stromes für die Kupplung bezw. die Kupplungen wird somit in Abhängigkeit von der Motordreh zahl geregelt.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel erhält die elektromagnetische Kupplung ihre Stromzufuhr von einer an den Motor angeschlossenen Stromerzeugungsma schine 25 aus über die Leitung 26, in der eine Gangschaltvorrichtung 27 vorgesehen ist. ln die Leitung 26 kann ein selbsttätig ar beitender spannungs- bezw. stromabhängiger Schalter 28 eingebaut sein. Durch den Schal ter 28 ist die Leitung 26 an und für sich unterbrochen.
Bei einer bestimmten Span nung, bezw. bei einem bestimmten Strom, das heisst also von einer gewissen Drehzahl des Motors ab, schliesst dieser Schalter die Leitung 26; die Kupplung bezw. die Kupp lungen erhalten somit erst Strom, wenn der Motor eine bestimmte Drehzahl, also ein ge wisses Leistungsvermögen aufweist. Dadurch ist somit ein sogenanntes Abwürgen des Mo tors infolge zu geringem Leistungsvermögen durch zu frühes Einschalten der Kupplung nicht möglich, was sonst z. B. bei Anfahrt an einem Berg erfolgen könnte.
Die Fig. 3 zeigt beispielsweise die Span nung V im Stromerzeuger im Verhältnis zu den verschiedenen Drehzahlen n des Motors zur näheren Erläuterung. Wird also ein span- nungs- bezw. stromabhängiger Schalter 28 verwendet, dann erhält die Kupplung bezw. die Kupplungen beispielsweise erst von Punkt 29 ab Strom, das heisst also erst bei einer Span nung von 4 Volt wird in diesem Fall der Stromkreis geschlossen.
Electromagnetic coupling device, in particular for gears. In known electromagnetic clutches, the electrical energy required for switching is taken from a power source, which supplies the energy essentially consistently. As a result, the clutch is gripped relatively jerkily when the solenoid is switched on, when full current is supplied, but depending on the number and type of execution of the friction surfaces used in the clutch. This jerky gripping of the clutch is undesirable or even harmful in many cases.
According to the invention, these parts are avoided in that the electrical energy of the resp. the solenoid coils of the coupling device is fed depending on the speed of the drive part. This achieves a gradually increasing entrainment on the friction surfaces and a smooth grip of the clutch even with large differences in speed between the drive and the output, so that the speed equalization process can be adapted to the respective operating conditions.
Although it is already known with electromagnetic Rei friction clutches to let a control of the driving force take place automatically, but this control happens depending on the driven shaft, that is, from the drive shaft from. According to this characteristic, use for the individual gear change clutches in multi-speed gearboxes is not possible. Due to the known Re gel device, the clutch usually acts as a slip clutch with only a low degree of efficiency and must be dimensioned large in view of the strong heat development.
In contrast to such known couplings and associated regulating devices, the coupling device according to the invention, as already stated, is about achieving a proper switching process when changing from one speed level to another in transmissions. The easiest way to achieve the energy supply in dependence on the drive speed is that between the current duels and the magnet coil, respectively. Coils of the clutch, a variable resistor dependent on the drive speed is switched on.
In a further embodiment, instead of a current duel with constant Energieliefe tion, one can be set which itself causes an increase in energy with the drive speed by using a power generator that is driven by the drive motor or the drive side of the clutch. The electrical energy that the resp. the solenoid coils is supplied, so it increases with the speed of the drive part. It can be advantageous to tune the power generating machine so that it only supplies the power required for coupling at a speed at which the torque of the drive part corresponds to that of the output part.
But should the on- or Turn off the clutch only at a certain speed of the drive motor going ahead, so it is advisable to provide a speed or voltage or current-dependent switch through which the current coming from the generator machine only after reaching a certain speed. or a certain voltage or current strength of the resp. is fed to the solenoid coils or switched off by them.
The coupling device can be used with particular success in changing motor vehicles with electromagnetic couplings for the individual, permanently engaged pairs of wheels, wherein. the electrical system in a vehicle can be used to the greatest possible extent. The otherwise necessary mechanical main clutch with its actuating members can then be omitted, and starting and switching when driving on the plane as well as on an incline is smooth and smooth, regardless of whether the engine speed is increased more or less rapidly. It is achieved in this way a wesent union cheaper and improvement of such transmission and protection of the individual transmission parts.
It may be advantageous to make a mechanical connec tion possibility between your drive part and the driven part of the elec tric clutch, for. B. a locking device ring to provide through which it falls in the event of accidental from. the electrical energy is possible to positively connect these two coupling parts mitein other, in order to achieve a certain security in all cases. Irr the drawing, two execution examples of the invention are shown schematically. For example, the application of an electromagnetic multi-plate clutch in a vehicle transmission is shown.
Fig. 1 shows an embodiment in which the energy is supplied from a battery to the clutch via a dependent on the speed of the drive motor controlled electrical resistor's; Fig. 2 shows an embodiment in which the coupling of eileer to the engine is fed to the closed power generating machine; Fig. 3 shows a diagram to illustrate the voltage curve for the clutch.
In the vehicle drive system shown in Fig. 1, one recognizes a clutch 3 connected to a Klotor 2 with an electromagnetic clutch 4. This clutch consists of the magnet body 6 with the exciter coil 7, which is fixed on the motor shaft, and the outer lamellae 8 guided on the 11lagnetkörper and from the inner lamellae 9, which sit on the shaft 1.0. The shaft 10 carries a gear 11 which meshes with a counter gear 12.
The wheel 12 sits on the shaft 13 and from there the output takes place via the wheels 14, 15) on the output shaft 16. Several electromagnetic clutches can be present in the transmission, one for each transmission stage be, for which a corresponding number of wheelsets is used in the usual way.
The power supply to the gear clutch 4 respectively. to the various gearbox couplings takes place here with the help of a line 17 in which a gearshift device 18 is seen before, via an electrical control resistor 19. The movable contact part 20 belonging to the resistor 19 has a connection to the battery 21 and is controlled by the drive speed of the motor 2 influenced. For this purpose, a rotatably connected to the engine centrifugal governor 22, on the Ver sliding bushing 23 of the - contact part 20 is connected.
As the drive speed of the motor increases, the contact part 20 is displaced in the direction of the arrow indicated in FIG. 1, so that the electrical resistance is gradually reduced or. is switched off completely. The voltage of the current for the clutch BEZW. the clutches are thus regulated depending on the engine speed.
In the exemplary embodiment shown in Fig. 2, the electromagnetic clutch receives its power supply from a power generating machine 25 connected to the engine via line 26 in which a gear shift device 27 is provided. In the line 26 an automatically working voltage or. current-dependent switch 28 be installed. By the scarf ter 28, the line 26 is interrupted in and of itself.
At a certain voltage, respectively. at a certain current, that is to say from a certain speed of the motor, this switch closes the line 26; the clutch respectively. the clutches only receive electricity when the motor has a certain speed, i.e. a certain level of performance. As a result, a so-called stalling of the Mo sector due to insufficient performance by switching on the clutch too early is not possible, which would otherwise occur, for. B. could be done when approaching a mountain.
Fig. 3 shows, for example, the voltage V in the power generator in relation to the different speeds n of the engine for a more detailed explanation. So if a voltage or current-dependent switch 28 is used, then the clutch receives BEZW. the couplings, for example, only from point 29 onwards, i.e. the circuit is only closed when the voltage reaches 4 volts.